DE102011003812A1

DE102011003812A1 - Steuergerät für ein Kraftstoffeinspritzsystem

Info

Publication number: DE102011003812A1
Application number: DE102011003812A
Authority: DE
Inventors: Jun Aichi-pref. Hasegawa
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2010-02-10
Filing date: 2011-02-08
Publication date: 2011-08-11
Also published as: JP2011163220A; US20110196594A1

Abstract

Ein Steuergerät (40) steuert eine Steuerungseingabe einer Kraftstoffpumpe (24) in solch einer Weise, dass ein Kraftstoffdruck in einem Förderrohr (25) mit einem Sollkraftstoffdruck übereinstimmt. Eine Korrektureingabe wird zum Ausgleichen einer Kraftstoffdruckverringerung außer aufgrund einer Kraftstoffeinspritzung durch den Kraftstoffinjektor (23) berechnet. Die Steuerungseingabe der Kraftstoffpumpe wird so gesteuert, dass die Kraftstoffpumpe (24) den Kraftstoff gemäß der Korrektureingabe abgibt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Steuergerät für ein Kraftstoffzufuhrsystem einer Brennkraftmaschine.
Bekannt ist eine Direktkraftstoffeinspritzmaschine, in der Kraftstoff direkt in einen Zylinder eingespritzt wird. In diesem Kraftstoffzufuhrsystem wird ein Hochdruckkraftstoff, der von einer Kraftstoffpumpe zugeführt wird, in einem Kraftstoffzufuhrdurchgangsabschnitt gespeichert. Dann wird der gespeicherte Hochdruckkraftstoff zu dem Kraftstoffinjektor von jedem Zylinder durch Rohre (Hochdruckkraftstoffdurchgang) zugeführt, die für jeden Zylinder vorgesehen sind.
In solch einem Kraftstoffzufuhrsystem wird, wie in JP-2001-336436 A gezeigt ist, ein gespeicherter Kraftstoffdruck durch einen Kraftstoffdrucksensor erfasst. Eine Kraftstoffeinspritzmenge wird auf der Basis des erfassten Kraftstoffdrucks berechnet, wodurch ein Luft-Kraftstoffverhältnis in geeigneter Weise gesteuert wird.
Des Weiteren ist bekannt, dass die Kraftstoffpumpe mit einem Rückschlagventil zum Vermeiden einer Rückwärtsströmung des Kraftstoffs versehen ist. Des Weiteren ist die Kraftstoffpumpe mit einem Druckverringerungsmechanismus versehen, um den Kraftstoffdruck beabsichtigt zu verringern, nachdem die Maschine abgeschaltet worden ist. Beispielsweise zeigt die JP-2009-79564 A eine Kraftstoffpumpe, die mit einem Rückschlagventil versehen ist, das eine Öffnung hat. Nachdem die Maschine abgeschaltet worden ist, wird der Kraftstoff durch die Öffnung zu der Kraftstoffpumpe zurückgeführt, so dass der Kraftstoffdruck in dem Kraftstoffzufuhrdurchgangsabschnitt verringert wird.
Um eine Kraftstoffeinspritzmenge in geeigneter Weise zu steuern, ist es notwendig, den Kraftstoffdruck in dem Kraftstoffzufuhrdurchgangsabschnitt in geeigneter Weise zu steuern. Darüber hinaus, selbst wenn kein Kraftstoff durch einen Injektor eingespritzt wird, kann der Kraftstoffdruck in dem Kraftstoffzufuhrdurchgangsabschnitt aufgrund eines Kraftstoffentweichens verringert werden. Insbesondere wird in der Kraftstoffpumpe, die mit dem Druckverringerungsmechanismus versehen ist, eine Kraftstoffdruckverringerungsmenge groß. In einem solchen Fall ist es wahrscheinlich, dass eine Kraftstoffeinspritzung aufgrund der Kraftstoffdruckverringerung nicht präzise durchgeführt werden kann.
Die vorliegende Erfindung ist in Anbetracht der vorstehend beschriebenen Umstände gemacht, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Steuergerät für ein Kraftstoffzufuhrsystem einer Brennkraftmaschine vorzusehen, das eine Kraftstoffeinspritzsteuerung selbst dann präzise durchführen kann, falls die Kraftstoffpumpe gestaltet ist, um einen Kraftstoffdruckverringerungsmechanismus zu haben, in dem der Kraftstoffdruck in dem Kraftstoffzufuhrdurchgangsabschnitt unter einer Bedingung verringert werden kann, dass kein Kraftstoff eingespritzt wird.
Ein Kraftstoffzufuhrsystem hat eine Kraftstoffpumpe, die einen Kraftstoff abgibt, und einen Kraftstoffzufuhrdurchgangsabschnitt, der den von der Kraftstoffpumpe abgegebenen Kraftstoff speichert, um den Kraftstoff zu einem Kraftstoffinjektor zuzuführen. Das Steuergerät steuert eine Steuerungseingabe der Kraftstoffpumpe in solch einer Weise, dass ein Kraftstoffdruck in dem Kraftstoffzufuhrdurchgangsabschnitt mit einem Sollkraftstoffdruck übereinstimmt.
Des Weiteren hat das Steuergerät eine Berechnungseinrichtung zum Berechnen einer Korrektureingabe, die eine Kraftstoffdruckverringerung ausgenommen aufgrund einer Kraftstoffeinspritzung durch den Kraftstoffinjektor ausgleicht, und eine Pumpensteuerungseinrichtung zum Steuern der Steuerungseingabe der Kraftstoffpumpe, so dass die Kraftstoffpumpe den Kraftstoff gemäß der Korrektureingabe abgibt, die durch die Berechnungseinrichtung berechnet wird.
Gemäß dem vorstehenden Aufbau wird die Korrektureingabe, die eine Kraftstoffdruckverringerung ausgleicht, berechnet und die Steuerungseingabe der Kraftstoffpumpe wird gemäß der Korrektureingabe gesteuert. Somit kann, selbst falls eine Kraftstoffdruckverringerung außer aufgrund der Kraftstoffeinspritzung durch den Kraftstoffinjektor erzeugt wird, der Kraftstoffdruck in dem Kraftstoffzufuhrdurchgangsabschnitt nahe zu dem Sollkraftstoffdruck sein. Demzufolge kann der Kraftstoffdruck in dem Kraftstoffzufuhrdurchgangsabschnitt leicht bei dem Sollkraftstoffdruck gehalten werden. Somit kann die Kraftstoffeinspritzsteuerung in geeigneter Weise durchgeführt werden.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung berechnet die Berechnungseinrichtung die Korrektureingabe auf der Basis des Kraftstoffdrucks in dem Kraftstoffzufuhrdurchgangsabschnitt während einer Kraftstoffunterbrechungszeitspanne, in der kein Kraftstoff durch den Kraftstoffinjektor eingespritzt wird, während die Maschine in Betrieb ist. Selbst falls der Kraftstoffzufuhrdurchgangsabschnitt einen individuellen Unterschied und einen Fehler aufgrund seiner Alterung hat, kann die Korrektureingabe in geeigneter Weise erhalten werden, die der Druckverringerung entspricht. Insbesondere, da die Korrektureingabe während der Kraftstoffunterbrechungszeitspanne berechnet wird, ist es unnötig, die Kraftstoffeinspritzmenge durch den Kraftstoffinjektor zu berücksichtigen. Somit kann die geeignete Korrektureingabe ohne eine komplizierte Berechnung erhalten werden.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung hat das Steuergerät des Weiteren eine Erhalteinrichtung zum Erhalten eines tatsächlichen Kraftstoffdrucks in dem Kraftstoffzufuhrdurchgangsabschnitt von einem Kraftstoffdrucksensor und eine Regelungseinrichtung zum Berechnen einer Regelungseingabe auf der Basis einer Abweichung zwischen dem tatsächlichen Kraftstoffdruck und dem Sollkraftstoffdruck.
Die Pumpensteuerungseinrichtung steuert die Steuerungseingabe der Kraftstoffpumpe in solch einer Weise, dass die Kraftstoffpumpe den Kraftstoff gemäß der Korrektureingabe und der Regelungseingabe abgibt.
Des Weiteren berechnet die Berechnungseinrichtung die Korrektureingabe unter Verwendung der Regelungseingabe, die durch die Regelungseinrichtung während der Kraftstoffunterbrechungszeitspanne berechnet wird. Dadurch kann die Korrektureingabe durch Ausführen der Regelung während der Kraftstoffunterbrechungszeitspanne berechnet werden. Eine Gestaltung zum Berechnen der Korrektureingabe kann vereinfacht werden.
Gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung berechnet die Regelungseinrichtung einen Integralterm der Abweichung als ein Teil der Regelungseingabe, und die Berechnungseinrichtung berechnet die Korrektureingabe unter Verwendung des Integralterms. Somit kann eine Schwankung der Korrektureingabe beschränkt werden.
Gemäß einem fünften Aspekt der Erfindung hat das Steuergerät des Weiteren eine Löschausführungseinrichtung zum Löschen des Integralterms, nachdem die Kraftstoffunterbrechungszeitspanne begonnen hat. Die Berechnungseinrichtung berechnet die Korrektureingabe durch Verwenden eines anderen Integralterms, nachdem der Integralterm durch die Löschausführungseinrichtung gelöscht. worden ist. Dadurch kann eine Auswirkung aufgrund einer Schwankung des tatsächlichen Kraftstoffdrucks unmittelbar vor der Kraftstoffunterbrechungszeitspanne beseitigt werden. Die Korrektureingabe kann sofort unter Verwendung des Integralterms berechnet werden.
Gemäß einem sechsten Aspekt der Erfindung ist das Kraftstoffzufuhrsystem mit einer Druckverringerungseinrichtung zum Verringern des Kraftstoffdrucks in dem Kraftstoffzufuhrdurchgangsabschnitt durch Abgeben des Kraftstoffs von diesem in einer Richtung weg von dem Kraftstoffinjektor mittels des Kraftstoffdrucks in dem Kraftstoffzufuhrdurchgangsabschnitt versehen. Die Berechnungseinrichtung berechnet die Korrektureingabe zum Ausgleichen einer Kraftstoffmenge, die die Kraftstoffdruckverringerungseinrichtung von dem Kraftstoffzufuhrdurchgangsabschnitt abgibt.
In einem Kraftstoffzufuhrsystem, das mit einer Druckverringerungseinrichtung versehen ist, kann selbst während der Kraftstoffunterbrechungszeitspanne der Kraftstoffdruck in dem Kraftstoffzufuhrdurchgangsabschnitt verringert werden. Somit kann, wenn die Kraftstoffunterbrechungszeitspanne beendet ist, die Kraftstoffeinspritzsteuerung in geeigneter Weise durchgeführt werden.
Da des Weiteren die Druckverringerungseinrichtung den Kraftstoffdruck mittels des Kraftstoffdrucks in dem Kraftstoffzufuhrdurchgangsabschnitt verringert, kann ihr Aufbau einfach gemacht werden.
Des Weiteren kann vermieden werden, dass die Kraftstoffverringerung während der Kraftstoffzufuhrzeitspanne auftritt und dass der tatsächliche Kraftstoffdruck leicht von dem Sollkraftstoffdruck abweicht.
Gemäß einem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Kraftstoffzufuhrsystem mit einer Druckverringerungseinrichtung zum Verringern des Kraftstoffdrucks in dem Kraftstoffzufuhrdurchgangsabschnitt durch Abgeben des Kraftstoffs von diesem in einer Richtung weg von dem Kraftstoffinjektor versehen. Des Weiteren verringert die Druckverringerungseinrichtung den Kraftstoffdruck in dem Kraftstoffzufuhrdurchgangsabschnitt auf einen bestimmten Sollkraftstoffdruck in einer Kraftstoffunterbrechungszeitspanne.
Das Steuergerät hat des Weiteren eine Erhalteinrichtung zum Erhalten eines tatsächlichen Kraftstoffdrucks in dem Kraftstoffzufuhrdurchgangsabschnitt von einem Kraftstoffdrucksensor und eine Regelungseinrichtung zum Berechnen einer Regelungseingabe auf der Basis einer Abweichung zwischen dem tatsächlichen Kraftstoffdruck und dem Sollkraftstoffdruck.
Die Pumpensteuerungseinrichtung steuert die Steuerungseingabe der Kraftstoffpumpe in solch einer Weise, dass die Kraftstoffpumpe den Kraftstoff gemäß der Korrektureingabe und der Regelungseingabe abgibt. Die Berechnungseinrichtung berechnet die Korrektureingabe zum Ausgleichen einer Kraftstoffmenge, die die Kraftstoffdruckverringerungseinrichtung von dem Kraftstoffzufuhrdurchgangsabschnitt abgibt. Des Weiteren berechnet die Berechnungseinrichtung die Korrektureingabe unter Verwendung der Regelungseingabe in einem Fall, dass die Abweichung in einen bestimmten Bereich fällt, nachdem die Kraftstoffunterbrechungszeitspanne begonnen hat.
Gemäß diesem Aufbau kann, selbst falls die Kraftstoffunterbrechungszeitspanne früher als erwartet beendet wird, die Kraftstoffeinspritzsteuerung in geeigneter Weise durchgeführt werden. Somit kann eine Schwankung der Korrektureingabe beschränkt werden.
Gemäß einem achten Aspekt der Erfindung definiert die Steuerungseingabe eine Startzeitabstimmung einer Kraftstoffabgabe von der Kraftstoffpumpe, die Druckverringerungseinrichtung gibt den Kraftstoff von dem Kraftstoffzufuhrdurchgangsabschnitt ab, wenn die Kraftstoffpumpe keinen Kraftstoff mit Druck beaufschlagt, und verhindert, dass der Kraftstoff aus dem Kraftstoffzufuhrdurchgangsabschnitt ausströmt, wenn die Kraftstoffpumpe den Kraftstoff mit Druck beaufschlagt, um den Kraftstoff abzugeben.
Die Berechnungseinrichtung berechnet die Korrektureingabe, die die Startzeitabstimmung der Kraftstoffabgabe als die Startzeitabstimmung der Kraftstoffabgabe entsprechend der Steuerungseingabe vorstellt, außer die Korrektureingabe wird verzögert. Falls die Druckverringerungszeitspanne verlängert wird, wird die Druckverringerungsfunktion während der Kraftstoffunterbrechungszeitspanne verbessert. Während einer anderen Zeitspanne als der Kraftstoffunterbrechungszeitspanne hängt die Druckverringerung jedoch von der Startzeitabstimmung ab. Gemäß dem achten Aspekt, da die Korrektureingabe gemäß der Startzeitabstimmung berechnet wird, kann ein Ausgleich für die Druckverringerung in geeigneter Weise durchgeführt werden.
Andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden offensichtlicher von der folgenden Beschreibung, die mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen gemacht ist, in denen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind.
1 ist ein schematisches Blockdiagramm, das ein Maschinensteuerungssystem zeigt;
2 ist ein schematisches Diagramm, das die Hochdruckpumpe zeigt;
3 ist eine Querschnittsansicht, die einen Teil des Druckverringerungsmechanismus darstellt;
4 ist ein Zeitdiagramm zum Erklären eines Betriebs der Hochdruckpumpe;
5 ist ein Zeitdiagramm zum Erklären eines Vorteils des Ventils für einen konstanten Restdruck;
6A ist ein Zeitdiagramm zum Erklären einer Energiebeaufschlagungsstartzeitabstimmung, die während einer Kraftstoffzufuhrzeitspanne bestimmt wird;
6B ist ein Zeitdiagramm zum Erklären einer Energiebeaufschlagungsstartzeitabstimmung, die bestimmt wird, um den Kraftstoffdruck in dem Förderrohr während einer Kraftstoffunterbrechungszeitspanne aufrechtzuerhalten;
7 ist ein Funktionsblockdiagramm zum Berechnen einer Energiebeaufschlagungsstartzeitabstimmung;
8 ist ein Flussdiagramm, das einen Steuerungseingabenberechnungsprozess zeigt;
9 ist ein Zeitdiagramm, das einen Fall zeigt, in dem ein Lernen ausgeführt wird;
10 ist ein Flussdiagramm, das einen zweiten Steuerungseingabenberechnungsprozess zeigt; und
11 ist ein Zeitdiagramm, das einen Fall zeigt, in dem ein Lernen ausgeführt wird.
[Erste Ausführungsform]
Nachstehend wird eine erste Ausführungsform, die die vorliegende Erfindung verkörpert, mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Brennkraftmaschine eine Mehrzylinder-Viertakt-Direkteinspritzbenzinmaschine. Ein Maschinensteuerungssystem hat eine elektronische Steuerungseinheit (ECU), die eine Kraftstoffeinspritzsteuerung, eine Zündzeitabstimmungssteuerung und dergleichen durchführt. 1 zeigt ein gesamtes Maschinensteuerungssystem.
Ein Luftmengenmesser 12 ist an einem stromaufwärtigen Abschnitt eines Einlassrohrs 11 angeordnet. Der Luftmengenmesser 12 erfasst eine Strömungsrate von Einlassluft, die durch das Einlassrohr 11 strömt. Eine Drosselklappe 14 ist stromabwärts des Luftmengenmessers 12 vorgesehen. Die Drosselklappe 16 wird durch ein Drosselstellglied 13 wie einen DC-Motor elektrisch angetrieben. Eine Position der Drosselklappe 14 wird durch einen Drosselpositionssensor (nicht gezeigt) erfasst, der in dem Drosselstellglied 13 vorgesehen ist. Ein Ausgleichsbehälter 15 mit einem Einlassluftdrucksensor (nicht gezeigt) ist stromabwärts der Drosselklappe 14 angeordnet. Der Einlassluftdrucksensor erfasst einen Einlassluftdruck. Ein Einlasskrümmer 16, der Luft in jeden Zylinder der Maschine 10 einleitet, ist stromabwärts des Ausgleichsbehälters 15 angeordnet. Der Einlasskrümmer 16 ist mit einem Einlassanschluss von jedem Zylinder verbunden.
Ein Einlassventil 17 und ein Auslassventil 18 sind an einem Einlassanschluss bzw. einem Auslassanschluss der Maschine 10 vorgesehen. Wenn das Einlassventil 17 geöffnet wird, wird die Luft in dem Ausgleichsbehälter 15 in die Brennkammer 21 eingeleitet. Wenn das Auslassventil 18 geöffnet wird, wird das Abgas in das Abgasrohr 24 abgegeben.
Ein Kraftstoffinjektor 23 ist an einem oberen Abschnitt von jedem Zylinder der Maschine vorgesehen, um einen Kraftstoff direkt in den Zylinder einzuspritzen. Der Kraftstoff in einem Kraftstoffbehälter (nicht gezeigt) wird zu dem Kraftstoffinjektor 23 zugeführt. Im Speziellen wird der Kraftstoff in dem Kraftstoffbehälter durch eine Niederdruckpumpe herausgepumpt und wird dann durch eine mechanische Hochdruckpumpe 24 mit Druck beaufschlagt. Der Hochdruckkraftstoff wird zu dem Förderrohr 25 von der Hochdruckpumpe 24 zugeführt. Das Förderrohr 25, das als ein Kraftstoffzufuhrdurchgangsabschnitt funktioniert, speichert in sich den Hochdruckkraftstoff. Sein Widerstandsdruck ist beispielsweise 30 MPa. Dann wird der Hochdruckkraftstoff durch ein Kraftstoffzufuhrrohr 26 in jeden Kraftstoffinjektor 23 eingeleitet und wird dann in die Brennkammer 21 eingespritzt. Ein Kraftstoffdrucksensor 27, der einen Druck des Kraftstoffs (Kraftstoffdruck) in dem Förderrohr 25 erfasst, ist an dem Förderrohr 25 vorgesehen.
Eine Zündkerze 28 ist für jeden Zylinder an einem Zylinderkopf der Maschine 10 vorgesehen. Die Zündkerze 28 empfängt eine Hochspannung von einem Zündgerät (nicht gezeigt) bei einer bestimmten Zündzeitabstimmung. Die Zündkerze 28 erzeugt einen Funken, um das Luft-Kraftstoffgemisch in der Brennkammer 21 zu zünden.
Des Weiteren ist die Maschine 10 mit einem Kühlmitteltemperatursensor 31, der eine Maschinenkühlmitteltemperatur erfasst, einem Kurbelwinkelsensor 32, der ein Kurbelwinkelsignal bei einem vorbestimmten Kurbelwinkel (beispielsweise 10°CA) ausgibt, und dergleichen versehen. Ein Beschleunigerpositionssensor 33, der eine Beschleunigerposition erfasst, ist auch an dem Fahrzeug vorgesehen.
Die ECU 40 ist hauptsächlich aus einem Mikrocomputer 41 mit einer CPU, einem ROM, einem RAM und einem Sicherungsspeicher 42 aufgebaut. Die ECU 40 empfängt verschiedene Erfassungssignale von dem Kraftstoffdrucksensor 27, dem Kühlmitteltemperatursensor 31, dem Kurbelwinkelsensor 32, dem Beschleunigerpositionssensor 33 und dergleichen. Die ECU 40 führt eine Kraftstoffeinspritzmengensteuerung, eine Zündzeitabstimmungssteuerung und eine Hochdruckpumpenabgabemengensteuerung auf der Basis der vorstehenden Erfassungssignale aus. Der Kraftstoffdruck in dem Förderrohr 25 kann, anstatt ihn tatsächlich zu erfassen, geschätzt werden.
Der Mikrocomputer 41 berechnet eine Basiskraftstoffeinspritzmenge auf der Basis einer Maschinenantriebsbedingung und korrigiert den Kraftstoffdruck (Einspritzdruck) in dem Förderrohr 25 gemäß der Basiskraftstoffeinspritzmenge.
Die Hochdruckpumpe 24 wird nachstehend im Detail beschrieben. 2 ist ein schematisches Diagramm, das die Hochdruckpumpe 24 zeigt.
Die Hochdruckpumpe 24 ist mechanisch mit einer Kurbelwelle der Maschine 10 verbunden. In der vorliegenden Ausführungsform ist ein Kraftstoffabgabezyklus der Hochdruckpumpe 24 identisch zu einem Kraftstoffeinspritzzyklus des Kraftstoffinjektors 23.
Die Hochdruckpumpe 24 hat einen Zylinder 51, in dem ein Kolben 52 gleitbar vorgesehen ist. Ein Ende des Kolbens 52 ist mit einem Nocken 53 in Kontakt, der an einer Nockenwelle 54 fixiert ist. Der Kolben 52 bewegt sich zusammen mit einer Drehung des Nockens 53 in dem Zylinder 51 hin und her.
Eine Druckbeaufschlagungskammer 55 ist in dem Zylinder 51 definiert. Die Druckbeaufschlagungskammer 55 ist mit einem Niederdruckdurchgang 56 fluidverbunden. Wenn der Kolben 52 nach unten gleitet, um ein Volumen der Druckbeaufschlagungskammer 55 zu erhöhen, wird der Kraftstoff in dem Niederdruckdurchgang 56 in die Druckbeaufschlagungskammer 55 gesaugt.
Ein elektromagnetisches Ventil 61 ist zwischen der Druckbeaufschlagungskammer 55 und dem Niederdruckdurchgang 56 angeordnet. Das elektromagnetische Ventil 61 weist ein Ansaugventil 63 und eine Spule 64 auf. Das Ansaugventil 63 ist normalerweise durch eine Feder 62 geöffnet, so dass die Druckbeaufschlagungskammer 55 mit dem Niederdruckdurchgang 56 verbunden ist. Wenn die Spule 64 mit Energie beaufschlagt wird, wird das Ansaugventil 63 geschlossen.
Wenn das Ansaugventil 63 geöffnet ist und der Kolben 52 nach unten gleitet, wird der Kraftstoff in die Druckbeaufschlagungskammer 55 gesaugt. Selbst wenn das Ansaugventil 63 geöffnet ist und der Kolben 52 nach oben gleitet, wird der Kraftstoff in der Druckbeaufschlagungskammer zu dem Niederdruckdurchgang 56 zurückgeführt.
Wenn das Ansaugventil 63 geschlossen ist und der Kolben 52 nach oben gleitet, wird der Kraftstoff in der Druckbeaufschlagungskammer 55 mit Druck beaufschlagt. Dieser mit Druck beaufschlagte Kraftstoff wird in einen Hochdruckdurchgang 66 abgegeben, der mit dem Förderrohr 25 verbunden ist, wenn ein Rückschlagventil (Abgabeventil) 65 geöffnet ist. Das Rückschlagventil 65 wird durch eine Feder 67 vorgespannt. Wenn der Kraftstoffdruck in der Druckbeaufschlagungskammer 55 einen vorbestimmten Wert übersteigt, wird das Rückschlagventil 65 geöffnet, so dass die Druckbeaufschlagungskammer 55 mit dem Hochdruckdurchgang 66 verbunden ist.
Der Kraftstoffdruck in dem Hochdruckdurchgang 66 und dem Forderrohr 25 wird durch Aufnehmen des mit Druck beaufschlagten Kraftstoffs von der Druckbeaufschlagungskammer 55 erhöht. Des Weiteren wird, wenn der Kraftstoffinjektor 23 den Kraftstoff einspritzt, der Kraftstoffdruck in dem Hochdruckdurchgang 66 und dem Förderrohr 25 verringert. Des Weiteren ist die Hochdruckpumpe 70 mit einem Druckverringerungsmechanismus 70 versehen, der den Kraftstoffdruck in dem Hochdruckdurchgang 66 und dem Förderrohr 25 selbst dann verringern kann, wenn der Kraftstoffinjektor 23 keinen Kraftstoff einspritzt.
Mit Bezug auf 2 und 3 wird der Druckverringerungsmechanismus 70 im Detail beschrieben. 3 ist eine Querschnittsansicht, die einen Teil des Druckverringerungsmechanismus 70 darstellt.
Wie in 2 gezeigt ist, hat der Druckverringerungsmechanismus 70 einen Zurückführdurchgang 71, durch den der Kraftstoff in dem Hochdruckdurchgang 66 zu der Druckbeaufschlagungskammer 55 zurückgeführt wird. Des Weiteren hat der Druckverringerungsmechanismus 70 einen Druckeinstellabschnitt 80, der die Kraftstoffzurückführung durch den Zurückführdurchgang 71 gestattet oder verhindert.
Der Druckregelabschnitt 80 hat ein mechanisches Entlastungsventil 81 und ein mechanisches Ventil 91 für einen konstanten Restdruck. Wie in 3 gezeigt ist, ist das Entlastungsventil 81 in einem Bereich des Zurückführdurchgangs 71 angeordnet, dessen Innendurchmesser in einer Richtung von der Druckbeaufschlagungskammer 55 zu dem Hochdruckdurchgang 66 schrittweise verringert ist. Das Entlastungsventil 81 hat einen Entlastungsventilkörper 82 und eine Feder 83, die den Entlastungsventilkörper 82 zu dem Hochdruckdurchgang 66 hin vorspannt. Durch Aufnehmen einer Vorspannkraft der Feder 83 ist eine obere Endfläche des Entlastungsventilkörpers 82 mit einer Stufenfläche (Ventilsitz) mit kleinem Durchmesser des Zurückführdurchgangs 71 in Kontakt gebracht, wodurch eine Kraftstoffzurückführung durch einen Zwischenraum zwischen dem Entlastungsventilkörper 82 und dem Zurückführdurchgang 71 verhindert ist.
Des Weiteren, wenn der Kraftstoffdruck in dem Hochdruckdurchgang 66 einen bestimmten Wert übersteigt, wird das Entlastungsventil 81 gegen eine Vorspannkraft der Feder 83 geöffnet, so dass der Kraftstoff durch den Zwischenraum zwischen dem Entlastungsventilkörper 82 und dem Zurückführdurchgang 71 hindurch zurückgeführt wird. Das Entlastungsventil 81 dient zum Vermeiden einer übermäßigen Erhöhung des Kraftstoffdrucks in dem Hochdruckdurchgang 66. Wenn beispielsweise der Kraftstoffdruck in dem Hochdruckdurchgang 66 größer als der in der Druckbeaufschlagungskammer 55 ist, und zwar um 25 MPa bis 30 MPa, wird das Entlastungsventil 81 geöffnet.
Der Entlastungsventilkörper 82 ist zylindrisch geformt und hat einen Kraftstoffdurchgang 84, der den Hochdruckdurchgang 66 und die Druckbeaufschlagungskammer 84 verbindet. Eine Strömungsdurchgangsfläche des Kraftstoffdurchgangs 84 ist in einer Richtung von dem Hochdruckdurchgang 66 zu der Druckbeaufschlagungskammer 55 schrittweise erhöht. Im Speziellen weist der Kraftstoffdurchgang 84 einen Öffnungsabschnitt 85, einen Abschnitt 86 mit mittlerem Innendurchmesser und einen Abschnitt 88 mit großem Innendurchmesser auf. Ein Stufenabschnitt 87 ist zwischen dem Abschnitt 86 mit mittlerem Innendurchmesser und dem Abschnitt 88 mit großem Innendurchmesser ausgebildet. Das Ventil 91 für einen konstanten Restdruck ist in dem Abschnitt 88 mit großem Innendurchmesser angeordnet.
Das Ventil 91 für einen konstanten Restdruck besteht aus einem kugeligen Ventilkörper 92, einem Säulenkörper 93 und einer Feder 94. Die Feder 94 spannt den kugeligen Ventilkörper 92 über den Säulenkörper 93 zu dem Stufenabschnitt 87 hin vor. Wenn der kugelige Ventilkörper 92 mit dem Stufenabschnitt 87 in Kontakt gebracht wird, ist das Ventil 91 für einen konstanten Restdruck geschlossen, so dass eine Kraftstoffzurückführung durch einen Zwischenraum zwischen dem Säulenkörper 93 und dem Entlastungsventilkörper 82 hindurch verhindert ist. Des Weiteren, wenn der Kraftstoffdruck in dem Hochdruckdurchgang 66 einen bestimmten Wert übersteigt, wird das Ventil 92 für einen konstanten Restdruck gegen eine Vorspannkraft der Feder 93 geöffnet, so dass der Kraftstoff durch den Zwischenraum zwischen dem Säulenkörper 93 und dem Entlastungsventilkörper 82 hindurch zurückgeführt werden kann.
Das Ventil 91 für einen konstanten Restdruck dient zum Zurückführen des Kraftstoffs in dem Hochdruckdurchgang 66 zu der Druckbeaufschlagungskammer 55, so dass der Kraftstoffdruck in dem Hochdruckdurchgang 66 verringert wird. Des Weiteren dient das Ventil 91 für einen konstanten Restdruck zum Vermeiden, dass der Kraftstoffdruck (Restkraftstoffdruck) in dem Hochdruckdurchgang 66 niedriger als ein unterer Grenzdruck wird. Wenn beispielsweise der Kraftstoffdruck in dem Hochdruckdurchgang 66 den Kraftstoffdruck in der Druckbeaufschlagungskammer 55 um 3 MPa übersteigt, wird das Ventil 91 für einen konstanten Restdruck geöffnet.
Mit Bezug auf 4 wird nachstehend ein Betrieb der Hochdruckpumpe 24 beschrieben. 4 ist ein Zeitdiagramm zum Erklären eines Betriebs der Hochdruckpumpe 24. In 4 ist das Entlastungsventil 81 zum leichteren Verständnis nicht dargestellt. In der folgenden Beschreibung wird angenommen, dass das Entlastungsventil 81 geschlossen ist.
Wenn der Kolben 52 nach unten gleitet, um das Volumen der Druckbeaufschlagungskammer 52 zu erhöhen, wird die Spule 64 nicht mehr mit Energie beaufschlagt, um das Ansaugventil 63 zu öffnen. Die Druckbeaufschlagungskammer 55 ist mit dem Niederdruckdurchgang 56 verbunden und Niederdruckkraftstoff wird in die Druckbeaufschlagungskammer 55 gesaugt (Ansaughub).
Falls der Kraftstoffdruck in dem Hochdruckdurchgang 66 beträchtlich höher als der in der Druckbeaufschlagungskammer 55 während des Ansaughubs ist, wird das Ventil 91 für einen konstanten Restdruck geöffnet. Somit kehrt der Kraftstoff in dem Hochdruckdurchgang 66 zu der Druckbeaufschlagungskammer 55 durch den Zurückführdurchgang 71 und den Kraftstoffdurchgang 84 zurück, so dass der Kraftstoffdruck in dem Hochdruckdurchgang 66 und dem Förderrohr 25 verringert wird. Da der Kraftstoffdurchgang 84 den Öffnungsabschnitt 85 hat, wie vorstehend beschrieben ist, kehrt der Kraftstoff Schritt für Schritt zurück.
Zu einer Zeit t1 befindet sich der Kolben 52 an einem unteren Totpunkt und die Spule 64 wird nicht mit Energie beaufschlagt. Das Ansaugventil 63 ist geöffnet, so dass der Kraftstoff in der Druckbeaufschlagungskammer 55 zu dem Niederdruckdurchgang 56 zurückgeführt wird. Des Weiteren wird das Ventil 91 für einen konstanten Restdruck offen gehalten, so dass der Kraftstoff in dem Hochdruckdurchgang 66 weiter zu der Druckbeaufschlagungskammer 55 zurückgeführt wird.
Wenn die Spule 64 zu einer Zeitabstimmung t2 mit Energie beaufschlagt wird, wird das Ansaugventil 63 geringfügig später geschlossen. Der Kraftstoffdruck in der Druckbeaufschlagungskammer 55 steigt an und der Hochdruckkraftstoff wird durch den Hochdruckdurchgang 66 zu dem Förderrohr 25 abgegeben (Abgabehub). Das heißt, falls die Spulenenergiebeaufschlagungszeitabstimmung t2 vorgestellt wird, erhöht sich die Abgabemenge der Hochdruckpumpe 24. Falls die Spulenenergiebeaufschlagungszeitabstimmung t2 verzögert wird, verringert sich die Abgabemenge der Hochdruckpumpe 24.
Bei einer Zeitabstimmung t3, bevor der Hochdruckkraftstoff zu dem Hochdruckdurchgang 66 abgegeben wird, wird ein Differenzialdruck zwischen der Druckbeaufschlagungskammer 55 und dem Hochdruckdurchgang 66 geringer als die Vorspannkraft der Feder 93. Der kugelige Ventilkörper 92 beginnt sich zu der Schließposition zu bewegen. Schließlich wird das Ventil 91 für einen konstanten Restdruck vollständig geschlossen. Dadurch wird die Kraftstoffzurückführung von dem Hochdruckdurchgang 66 zu der Druckbeaufschlagungskammer 55 beendet. Bei einer Zeitabstimmung, wenn der Hochdruckkraftstoff zu dem Hochdruckdurchgang 66 abgegeben wird, ist das Ventil 92 für einen konstanten Restdruck geschlossen. Somit ist es unnötig, der Kraftstoffzurückführung Aufmerksamkeit zu schenken, wenn der Kraftstoff mit Druck beaufschlagt wird.
In 4 wird die Spule 64 zu einer Zeitabstimmung t4 nicht mehr mit Energie beaufschlagt. Nach der Zeitabstimmung t4 wird das elektromagnetische Ventil 61 durch den Kraftstoffdruck in der Druckbeaufschlagungskammer 55 geschlossen.
Zu einer Zeit t51 befindet sich der Kolben bei einem oberen Totpunkt. Dann gleitet der Kolben 52 nach unten und der Druck in der Druckbeaufschlagungskammer 55 verringert sich. Der Kraftstoffdruck in der Druckbeaufschlagungskammer 55 wird niedriger als der in dem Hochdruckdurchgang 66. Das Ventil 91 für einen konstanten Restdruck wird durch den Differenzialdruck und eine Vorspannkraft der Feder 93 während des Ansaughubs geöffnet. Das Ansaugventil 93 wird auch geöffnet. Es sei angemerkt, dass beide Ventile gleichzeitig geöffnet werden können. Alternativ können beide Ventile bei geringfügig unterschiedlichen Zeitabstimmungen geöffnet werden.
5 ist ein Zeitdiagramm zum Erklären eines Vorteils des Ventils 91 für einen konstanten Restdruck. Im Speziellen zeigt 5 einen tatsächlichen Kraftstoffdruck in dem Förderrohr 25 und eine Pulsbreite, die auf den Kraftstoffinjektor 23 aufgebracht werden kann. In 5 repräsentieren durchgehende Linien die vorliegende Ausführungsform mit dem Ventil 91 für einen konstanten Restdruck und Zweipunkt-Strich-Linien stellen eine herkömmliche Hochdruckpumpe ohne Druckverringerungsmechanismus wie das Ventil für einen konstanten Restdruck dar.
Des Weiteren stellt in 5 eine Kraftstoffunterbrechungszeitspanne eine Zeitspanne dar, in der ein Gaspedal nicht niedergedrückt wird und die Kraftstoffeinspritzung gestoppt ist, während die Maschinendrehzahl größer als ein bestimmter Wert ist. Während der Kraftstoffunterbrechungszeitspanne wird kein Drehmoment an der Kurbelwelle erzeugt.
In der herkömmlichen Hochdruckpumpe, die durch Zweipunkt-Strich-Linien dargestellt ist, wird während der Kraftstoffunterbrechungszeitspanne der Kraftstoffdruck in dem Förderrohr 25 im Wesentlichen bei dem Druck von vor der Kraftstoffunterbrechungszeitspanne aufrecht gehalten. Des Weiteren ist es in Abhängigkeit einer Maschinentemperatur vor der Kraftstoffunterbrechungszeitspanne wahrscheinlich, dass sich der Kraftstoffdruck weiter erhöht. In solch einer herkömmlichen Hochdruckpumpe, falls es notwendig wird, das Drehmoment an der Kurbelwelle während der Kraftstoffunterbrechungszeitspanne zu erzeugen, sollte die Kraftstoffeinspritzung mit einer minimalen Menge durchgeführt werden. Jedoch ist der Kraftstoffdruck in dem Förderrohr 25 übermäßig hoch und die Pulsbreite, die auf den Kraftstoffinjektor 23 aufgebracht werden kann, wird schmal, wie durch eine Zweipunkt-Strich-Linie gezeigt ist. Somit kann der Kraftstoff nicht ausreichend auf der Basis solch einer schmalen Pulsbreite eingespritzt werden.
Andererseits kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform, die durch durchgehende Linien in 5 dargestellt ist, da das Ventil 91 für einen konstanten Restdruck den Kraftstoffdruck selbst während der Kraftstoffunterbrechungszeitspanne verringern kann, der Kraftstoffdruck in dem Förderrohr 25 auf einen gewünschten Wert festgelegt werden. Dadurch kann eine ausreichende Pulsbreite gewährleistet werden, selbst falls es notwendig wird, das Drehmoment an der Kurbelwelle während der Kraftstoffunterbrechungszeitspanne zu erzeugen.
In einer Konfiguration, wo das Ventil 91 für einen konstanten Restdruck von selbst offen gehalten wird, wenn das elektromagnetische Ventil 61 geöffnet ist, wird der Kraftstoff zu der Druckbeaufschlagungskammer 55 zurückgeführt, um den Kraftstoffdruck in dem Förderrohr 25 ungeachtet davon zu verringern, ob die Kraftstoffunterbrechung durchgeführt wird. Wenn angenommen wird, dass die Energiebeaufschlagungsstartzeitabstimmung des elektromagnetischen Ventils 61 identisch ist, dann ist die erhöhte Kraftstoffmenge in dem Förderrohr 25 durch eine Abgabe der Hochdruckpumpe 24 kleiner als die der herkömmlichen Hochdruckpumpe, die keinen Druckverringerungsmechanismus hat. Deshalb ist in der vorliegenden Ausführungsform die Energiebeaufschlagungsstartzeitabstimmung des elektromagnetischen Ventils 61 in Anbetracht der zurückgeführten Kraftstoffmenge eingerichtet. Des Weiteren ist es selbst in einem Fall, in dem der Kraftstoffdruck in dem Förderrohr 25 bei einem Sollkraftstoffdruck während der Kraftstoffunterbrechungszeitspanne gehalten wird, notwendig, dass die Abgabemenge der Kraftstoffmenge in Anbetracht der zurückgeführten Kraftstoffmenge bestimmt wird.
Eine Kraftstoffabgabemengensteuerung durch die ECU 40 wird nachstehend beschrieben. 6A ist ein Zeitdiagramm zum Erklären einer Energiebeaufschlagungsstartzeitabstimmung (°CA), die während einer Kraftstoffzufuhrzeitspanne bestimmt wird. 6B ist ein Zeitdiagramm zum Erklären einer Energiebeaufschlagungsstartzeitabstimmung (°CA), die bestimmt wird, um den Kraftstoffdruck in dem Förderrohr während der Kraftstoffunterbrechungszeitspanne aufrecht zu erhalten. In jeder der 6A und 6B kennzeichnet eine vertikale Achse eine erhöhte Kraftstoffmenge „Qinc” in dem Förderrohr 25 während eines Hubs des Kolbens 52 zwischen dem oberen Totpunkt und dem unteren Totpunkt. Eine horizontale Achse stellt eine Erregungsstartzeitabstimmung „Tstar” (°CA) des elektromagnetischen Ventils 61 dar.
Die ECU 40 bestimmt die Energiebeaufschlagungsstartzeitabstimmung des elektromagnetischen Ventils 61 durch Verwenden einer nicht steuerbaren Steuerungseingabe „Cn”, einer effektiven Steuerungseingabe „Cp”, einer Feed-Eingabe „Cf” und einer Korrektursteuerungseingabe „Cs”.
Die nicht steuerbare Steuerungseingabe „Cn” ist eine Steuerungseingabe, die einer Zeitspanne von einem oberen Totpunkt entspricht, in der der Kraftstoff nicht abgegeben werden kann, selbst falls das elektromagnetische Ventil 61 mit Energie beaufschlagt wird. Die effektive Steuerungseingabe „Cp” ist eine Steuerungseingabe, die einer Zeitspanne entspricht, in der die Abgabemenge der Kraftstoffpumpe gemäß der Energiebeaufschlagungsstartzeitabstimmung des elektromagnetischen Ventils 61 gesteuert werden kann. Die Feed-Eingabe „Cf” ist eine Steuerungseingabe, die einer Abgabemenge der Kraftstoffpumpe entspricht, die notwendig ist, um den Kraftstoffdruck in dem Förderrohr 25 auf den Sollkraftstoffdruck zu erhöhen. Die Korrektursteuerungseingabe „Cs” ist eine Steuerungseingabe zum Ausgleichen der Kraftstoffmenge, die über das Ventil 91 für einen konstanten Restdruck zu der Druckbeaufschlagungskammer 55 zurückgeführt wird. Auf der Basis der vorstehenden Feed-Eingabe „Cf” und der Korrektursteuerungseingabe „Cs” nähert sich der tatsächliche Kraftstoffdruck in dem Förderrohr 25 dem Sollkraftstoffdruck an.
Während der Kraftstoffzufuhrzeitspanne wird, wie in 6A gezeigt ist, die Energiebeaufschlagungsstartzeitabstimmung als eine Vorauseilgröße der Eingaben „Cn”, „Cf” und „Cs” in Bezug auf den oberen Totpunkt des Kolbens 52 bestimmt. Des Weiteren wird in einem Fall, in dem der Kraftstoffdruck in dem Förderrohr 25 bei dem Sollkraftstoffdruck während der Kraftstoffunterbrechungszeitspanne aufrechterhalten wird, die Energiebeaufschlagungsstartzeitabstimmung als eine Vorauseilgröße der Eingaben „Cn” und „Cs” relativ zu dem oberen Totpunkt des Kolbens 52 bestimmt, wie in 6B gezeigt ist. In der Kraftstoffunterbrechungszeitspanne, falls der Wert der Eingabe „Cs” ein nicht geeigneter Wert während der Kraftstoffunterbrechungszeitspanne ist, oder falls eine Abweichung zwischen dem Sollkraftstoffdruck und dem tatsächlichen Kraftstoffdruck vorhanden ist, wird die Energiebeaufschlagungsstartzeitabstimmung teilweise in Anbetracht der Eingabe „Cf” bestimmt.
Wie später beschrieben wird, wird während der Kraftstoffzufuhrzeitspanne und der Kraftstoffunterbrechungszeitspanne die effektive Steuerungseingabe „Cp” verwendet, wenn die Korrektursteuerungseingabe „Cs” zum Bestimmen der Energiebeaufschlagungsstartzeitabstimmung verwendet wird.
Alle Korrektursteuerungseingaben „Cs” können vorher in einem Entwicklungsstadium bestimmt werden. Jedoch hängt die zurückgeführte Kraftstoffmenge von einem individuellen Unterschied des Ventils 91 für einen konstanten Restdruck und einem Fehler aufgrund eines Alterns von diesem ab. Deshalb, um eine geeignete Korrektursteuerungseingabe „Cs” zu erhalten, weist die Korrektursteuerungseingabe „Cs” eine Basiskorrektursteuerungseingabe „Csb” und einen Lernwert „Csp” zum Korrigieren einer Abweichung der Eingabe „Csb” in Bezug auf die tatsächlich zurückgeführte Kraftstoffmenge auf. Dieser Lernwert „Csp” wird während der Kraftstoffunterbrechungszeitspanne erhalten.
Mit Bezug auf ein Blockdiagramm, das in 7 gezeigt ist, werden eine Steuerungsfunktion zum Bestimmen der Energiebeaufschlagungsstartzeitabstimmung (der Abgabemenge der Pumpe) und eine Steuerungsfunktion zum Verwenden des Lernwerts „Csp” beschrieben.
In einer Berechnungseinheit M1 für die nicht steuerbare Steuerungseingabe wird die „Cn” auf der Basis einer Berechnungstabelle für eine nicht steuerbare Zeitspanne berechnet. Diese Tabelle definiert eine Beziehung zwischen der Eingabe „Cn” und einer Maschinendrehzahl „NE”.
In einer Berechnungseinheit M2 für die wirksame Steuerungseingabe wird die Eingabe „Cp” auf der Basis einer Berechnungstabelle für eine wirksame Zeitspanne berechnet. Diese Tabelle definiert eine Beziehung zwischen der Eingabe „Cp” und der Maschinendrehzahl „NE”.
In einer Berechnungseinheit M3 für eine FF-Steuerungseingabe wird eine Feedforward-Steuerungseingabe „Cff” berechnet. Diese Feedforward-Steuerungseingabe „Cff” ist in der Feed-Steuerungseingabe „Cf” umfasst. Im Speziellen wird die Feedforward-Steuerungseingabe (FF-Steuerungseingabe) „Cff” auf der Basis eines Berechnungskennfelds für die FF-Steuerungseingabe berechnet, das eine Beziehung zwischen einer Pumpenabgabemenge „Qff”, der Maschinendrehzahl „NE” und der Feedforward-Steuerungseingabe „Cff” definiert. Die Pumpenabgabemenge „Qff” entspricht einer Pumpenabgabemenge, die eine Kraftstoffdruckverringerung aufgrund einer Kraftstoffeinspritzung ausgleichen kann. Das heißt die Menge „Qff” entspricht einer Kraftstoffeinspritzmenge „q” zu einer Zeitabstimmung unmittelbar bevor die Pumpe den Kraftstoff abgibt. Die FF-Steuerungseingabe „Cff” ist als eine Vorauseilgröße bzw. ein Vorauseilumfang der Energiebeaufschlagungsstartzeitabstimmung (°CA) dargestellt, die auf der Basis der Eingabe „Cn” definiert ist.
In einer Berechnungseinheit M4 für einen Sollkraftstoffdruck wird ein Sollkraftstoffdruck „Ptg” in dem Förderrohr 25 auf der Basis der Maschinendrehzahl „NE” und der Maschinenlast berechnet (beispielsweise eine Einlassluftströmungsrate, die durch den Luftmengenmesser 12 erfasst wird).
In einer Berechnungseinheit M5 für die Regelungseingabe wird die Regelungseingabe „Cfb” berechnet. Diese Regelungseingabe „Cfb” ist in der Feed-Steuerungseingabe „Cf” umfasst. Im Speziellen wird in der Berechnungseinheit M5 für die Regelungseingabe auf der Basis des Sollkraftstoffdrucks „Ptg” und des tatsächlichen Kraftstoffdrucks „Pac”, der durch den Kraftstoffdrucksensor 27 erfasst wird, die Regelungseingabe „Cfb” berechnet, die einer Pumpenabgabemenge entspricht, die notwendig ist, damit der tatsächliche Kraftstoffdruck „Pac” mit dem Sollkraftstoffdruck „Ptg” übereinstimmt. In der vorliegenden Ausführungsform werden ein Proportionalterm (P-Term) „Cfbp” und ein Integralterm (I-Term) „Cfbi” berechnet. Diese Terme „Cfbp” und „Cfbi” werden addiert, um die Regelungseingabe „Cfb” zu erhalten.
Der Proportionalterm „Cfbp” ist ein Wert, der proportional zu einer Abweichung zwischen dem Sollkraftstoffdruck „Ptg” und dem tatsächlichen Kraftstoffdruck „Pac” ist. Der Proportionalterm „Cfbp” wird durch Multiplizieren der Abweichung mit einer Proportionalverstärkung erhalten. In diesem Fall, wenn „Ptg” größer als „Pac” ist, ist „Cfbp” ein positiver Wert. Wenn „Pac” größer als „Ptg” ist, ist „Cfbp” ein negativer Wert.
Der Integralterm „Cfbi” ist ein Wert, der einer Summation der Abweichung entspricht. Der Integralterm „Cfbi” wird durch Multiplizieren des Integralwerts der Abweichung mit einer Inversen der Integralverstärkung erhalten. Wenn die Abweichung summiert wird, ist die Abweichung ein positiver Wert oder ein negativer Wert und kein absoluter Wert.
Diese Terme „Cfbp” und „Cfbi” sind als eine Vorauseilgröße bzw. -umfang der Energiebeaufschlagungsstartzeitabstimmung des elektromagnetischen Ventils 61 dargestellt, die zu der Abweichung korrespondiert. Im Speziellen sind während der Kraftstoffzufuhrzeitspanne diese Terme „Cfbp” und „Cfbi” als ein Vorauseilumfang der Energiebeaufschlagungsstartzeitabstimmung (°CA) dargestellt, die auf der Basis der FF-Steuerungseingabe „Cff” definiert ist. Des Weiteren sind während der Kraftstoffunterbrechungszeitspanne diese Terme „Cfbp” und „Cfbi” als eine Vorauseilgröße oder eine Verzögerungsgröße der Energiebeaufschlagungsstartzeitabstimmung (°CA) in einem Fall dargestellt, dass ein Überschuss oder ein Defizit der Kraftstoffmenge in dem Förderrohr 25 auftritt.
Es sei angemerkt, dass die Funktion zum Erhalten des tatsächlichen Kraftstoffdrucks „Pac” in der Berechnungseinheit M5 einer Erhalteinrichtung entspricht. Des Weiteren entspricht die Funktion zum Erhalten des „Cfbp” und „Cfbi” einer Regelungseinrichtung.
In einer Basisdruckverringerungsberechnungseinheit M6 wird eine Basiskorrektureingabe „Csb” der Korrektursteuerungseingabe „Cs” auf der Basis eines Basiskorrekturberechnungskennfelds berechnet. Dieses Basiskorrekturberechnungskennfeld definiert eine Beziehung zwischen der Maschinendrehzahl „NE”, der Basiskorrektureingabe „Csb” und dem tatsächlichen Kraftstoffdruck „Pac”. Die Basiskorrektureingabe „Csb” ist eine Vorauseilgröße der Energiebeaufschlagungsstartzeitabstimmung, die zu einer Kraftstoffzurückführmenge korrespondiert. Die Basiskorrektureingabe „Csb” ist die Vorauseilgröße, die einem Fall entspricht, wo eine Erhöhung und eine Abnahme der Kraftstoffmenge in dem Förderrohr 25 Null ist, während der Kolben 25 sich einmal zwischen dem oberen Totpunkt und dem unteren Totpunkt hin- und herbewegt.
In einer Lernwertberechnungseinheit M7 wird eine Abweichung der Basiskorrektureingabe „Csb” in Bezug auf eine tatsächliche Kraftstoffzurückführmenge durch das Ventil 91 für einen konstanten Restdruck gelernt, und diese Lernwerteingabe „Csp” wird gemäß der gegenwärtigen Maschinendrehzahl „NE” und dem tatsächlichen Kraftstoffdruck „Pac” ausgelesen.
Im Speziellen wird in einer Lernausführungseinheit M8 die Lernwerteingabe „Csp” auf der Basis des Integralterms „Cfbi” berechnet, der in der Berechnungseinheit M5 während der Kraftstoffunterbrechungszeitspanne berechnet wird.
Diese Lernwerteingabe „Csp” wird in dem Sicherungsspeicher 42 in Beziehung zu der Maschinendrehzahl „NE” und dem tatsächlichen Kraftstoffdruck „Pac gespeichert. Gleichzeitig wird die Lernwerteingabe „Csp” in dem Sicherungsspeicher 41 in Beziehung zu einem bestimmten Bereich der Maschinendrehzahl „NE” und einem bestimmten Bereich des tatsächlichen Kraftstoffdrucks „Pac” gespeichert. Selbst falls die Lernwerteingabe „Csp” schon in dem entsprechenden bestimmten Bereich gespeichert worden ist, wird die neu berechnete Lernwerteingabe „Csp” darübergeschrieben. Die Lernwerteingabe „Csp” ist als eine Vorauseilgröße der Energiebeaufschlagungsstartzeitabstimmung des elektromagnetischen Ventils 61 dargestellt, die der Abweichung in der Basiskorrektureingabe „Csb” entspricht. Des Weiteren ist die Lernwerteingabe „Csp” die Vorauseilgröße, die einem Fall entspricht, wo eine Erhöhung und eine Abnahme der Kraftstoffmenge in dem Förderrohr 25 Null ist, während sich der Kolben 52 einmal zwischen dem oberen Totpunkt und dem unteren Totpunkt hin- und herbewegt.
In einer Lernwertleseeinheit M9 wird die Lernwerteingabe „Csp”, die einer gegenwärtigen Maschinendrehzahl „NE” und dem tatsächlichen Kraftstoffdruck „Pac” entspricht, aus dem Sicherungsspeicher 42 ausgelesen. In einem Fall, in dem die gegenwärtige Maschinendrehzahl „NE” und der tatsächliche Kraftstoffdruck „Pac” in einem bestimmten Bereich zum Lernen vorhanden sind, wird die Lernwerteingabe „Csp” aus diesem Bereich ausgelesen. Da das Lernen während der Kraftstoffunterbrechungszeitspanne ausgeführt wird, ist es wahrscheinlich, dass „NE” und „Pac” in dem bestimmten Bereich zum Lernen nicht vorhanden sind. Falls „NE” und „Pac” in dem bestimmten Bereich zum Lernen nicht vorhanden sind, wird die Lernwerteingabe „Csp” aus einem anderen Bereich ausgelesen, der dem bestimmten Bereich am nächsten ist. Des Weiteren wird ein Korrekturkoeffizient gemäß der Maschinendrehzahl „NE” und dem tatsächlichen Kraftstoffdruck „Pac” berechnet, und dieser Korrekturkoeffizient wird mit dem Lernwert multipliziert, um die derzeitige Lernwerteingabe „Csp” zu erhalten.
Es sei angemerkt, dass die Einheit M6 und die Einheit M7 einer Berechnungseinrichtung der vorliegenden Erfindung entsprechen.
In einer Berechnungseinheit M10 für die endgültige Steuerungseingabe wird eine endgültige Steuerungseingabe „Ct” auf der Basis der nicht steuerbaren Steuerungseingabe „Cn”, die in der Einheit M1 berechnet wird, der effektiven Steuerungseingabe „Cp”, die in der Einheit M2 berechnet wird, der FF-Steuerungseingabe „Cff”, die in der Einheit M3 berechnet wird, der Regelungseingabe „Cfb”, die in der Einheit M5 berechnet wird, der Basiskorrektureingabe „Csb”, die in der Einheit M6 berechnet wird, und der Lernwerteingabe „Csp” berechnet, die in der Einheit M7 berechnet wird. Diese endgültige Steuerungseingabe „Ct” ist als die Energiebeaufschlagungsstartzeitabstimmung (°CA) des elektromagnetischen Ventils 61 dargestellt.
Mit Bezug auf ein Flussdiagramm, das in 8 gezeigt ist, wird nachstehend ein Steuerungseingabeberechnungsprozess beschrieben. Dieser Steuerungseingabeberechnungsprozess wird in der vorliegenden Ausführungsform ausgeführt, wenn sich der Kolben 52 an dem unteren Totpunkt befindet.
In Schritt S11 bestimmt der Computer, ob die Kraftstoffunterbrechungszeitspanne vorliegt. Wenn die Antwort NEIN ist, geht der Ablauf weiter zu Schritt S12, in dem verschiedene Steuerungseingaben berechnet und ausgelesen werden. Im Speziellen werden „Cn”, „Cp”, „Cff”, „Cfb” und „Csb” berechnet. Des Weiteren wird „Csp” aus dem Sicherungsspeicher 42 ausgelesen. Falls es notwendig ist, wird „Csp” mit einem Korrekturkoeffizienten multipliziert. In einem Fall, in dem die entsprechende Lernwerteingabe „Csp” noch nicht gelernt worden ist, ist die Lernwerteingabe „Csp” in Schritt S12 und Schritt S14 Null, was später beschrieben wird.
In Schritt S13 wird die endgültige Steuerungseingabe „Ct” für die Kraftstoffzufuhrzeitspanne berechnet. Im Speziellen wird die „Ct” gemäß der folgenden Formel (1) berechnet. Ct = 180 – (Cu + (Cff + Cfb) + K1(Csp + Csb)) (1), wobei „K1” ein Korrekturkoeffizient ist, der auf der Basis des tatsächlichen Kraftstoffdrucks „Pac” und eines Verhältnisses zwischen „180 – (Cu + (Cff + Cfb))” und dem „CP” bestimmt ist.
Da die Kraftstoffzurückführung von einem Start eines Ansaughubs bis zu einem Start eines Druckbeaufschlagungshubs andauert, hängt die Kraftstoffzurückführmenge von der Energiebeaufschlagungsstartzeitabstimmung des elektromagnetischen Ventils 61 ab. Im Speziellen gilt, dass sich die Kraftstoffzurückführmenge erhöht, wenn die Energiebeaufschlagungszeitabstimmung verzögert wird. Die Vorauseilgröße der Energiebeaufschlagungsstartzeitabstimmung, die notwendig ist, um die Kraftstoffzurückführmenge auszugleichen, hängt von der berechneten endgültigen Steuerungseingabe „Ct” ab. Die Basiskorrektureingabe „Csb” und die Lernwerteingabe „Csp” sind die Vorauseilgröße entsprechend einem Fall, in dem eine Erhöhung und eine Abnahme der Kraftstoffmenge in dem Förderrohr 25 Null ist, während sich der Kolben 52 einmal zwischen dem oberen Totpunkt und dem unteren Totpunkt hin- und herbewegt. Des Weiteren hängt die Kraftstoffzurückführmenge von der Maschinendrehzahl „NE” und dem tatsächlichen Kraftstoffdruck „Pac” ab, selbst falls die Energiebeaufschlagungsstartzeitabstimmung konstant ist. Der Korrekturkoeffizient „K1” dient zum Ausgleichen einer Kraftstoffdruckverringerungsgeschwindigkeit relativ zu der Abgabezeitabstimmung des Kraftstoffs.
Es sei angemerkt, dass eine bestimmte Weise zum Bestimmen des Korrekturkoeffizienten „K1” beliebig verwendet wird.
Das elektromagnetische Ventil 61 wird bei einer Energiebeaufschlagungsstartzeitabstimmung mit Energie beaufschlagt, die der endgültigen Steuerungseingabe „Ct” entspricht, die in Schritt S13 berechnet wird.
Wenn die Antwort in Schritt S11 NEIN ist, geht der Ablauf weiter zu Schritt S14, in dem verschiedene Steuerungseingaben berechnet und ausgelesen werden. Im Speziellen werden „Cn”, „Cp”, „Cfb und „Csb” berechnet. Des Weiteren wird „Csp” aus dem Sicherungsspeicher 42 ausgelesen. Falls notwendig, wird „Csp” mit einem Korrekturkoeffizienten multipliziert.
In Schritt S15 wird die endgültige Steuerungseingabe „Ct” für die Kraftstoffunterbrechungszeitspanne berechnet. Im Speziellen wird die Eingabe „Ct” gemäß der folgenden Formel (2) berechnet: Ct = 180 – (Cn + Cfb + K2 (Csp + Csb)) (2)
Während der Kraftstoffunterbrechungszeitspanne wird kein Kraftstoff durch den Kraftstoffinjektor 23 eingespritzt. Somit wird die FF-Steuerungseingabe „Cff” nicht verwendet, um die endgültige Steuerungseingabe „Ct” zu berechnen. Falls ein Gesamtwert von „Csb” und „Csp” ein geeigneter Wert entsprechend der Kraftstoffzurückführmenge ist, ist eine Erhöhung und eine Abnahme der Kraftstoffmenge in dem Förderrohr 25 Null, während sich der Kolben 52 einmal zwischen dem oberen Totpunkt und dem unteren Totpunkt hin- und herbewegt, wenn die Eingabe „Cfb” Null ist. Des Weiteren, falls ein Gesamtwert von „Csb” und „Csp” kein geeigneter Wert entsprechend der Kraftstoffsrückführmenge ist oder falls es eine Abweichung zwischen dem Sollkraftstoffdruck und dem tatsächlichen Kraftstoffdruck gibt, ist die Eingabe „Cfb” nicht Null.
Des Weiteren ist, wenn die Eingabe „Cfb Null ist, „K2” dann „1” (K2 = 1). Wenn die Eingabe „Cfb” nicht Null ist, wird „K2” auf der Basis des tatsächlichen Kraftstoffdrucks „Pac” und eines Verhältnisses zwischen „180 – (Cn + Cfb)” und „CP” bestimmt.
Es sei angemerkt, dass eine bestimmte Weise zum Bestimmen des Korrekturkoeffizienten „K2” beliebig verwendet werden kann.
Das elektromagnetische Ventil 61 wird bei einer Energiebeaufschlagungsstartzeitabstimmung entsprechend der endgültigen Steuerungseingabe „Ct” mit Energie beaufschlagt, die in Schritt S15 berechnet wird. In Schritten S16 und S17 bestimmt der Computer, ob eine Lernbedingung zum Lernen einer Abweichung in der Basiskorrektureingabe „Csb” erfüllt ist. Mit Bezug auf 9 wird die Lernbedingung erklärt. 9 ist ein Zeitdiagramm, in dem das Lernen ausgeführt wird. Eine durchgehende Linie kennzeichnet einen tatsächlichen Kraftstoffdruck und eine Linie mit abwechselnd kurzen und langen Strichen kennzeichnet einen Sollkraftstoffdruck.
In der Kraftstoffunterbrechungszeitspanne wird der Sollkraftstoffdruck schließlich auf einen Sollkraftstoffdruck bei einem Leerlaufzustand (beispielsweise 8 MPa) festgelegt. Daher hat sich der Kraftstoffdruck in dem Förderrohr 25 seit Beginn der Kraftstoffunterbrechung erhöht. Dann, bei einer Zeitabstimmung t1 wird der tatsächliche Kraftstoffdruck niedriger als der Sollkraftstoffdruck. Bei einer Zeitabstimmung t2 wird ein absoluter Wert einer Abweichung zwischen dem Sollkraftstoffdruck und dem tatsächlichen Kraftstoffdruck niedriger als ein bestimmter Wert.
In Schritt S16 bestimmt der Computer, ob eine bestimmte Zeitspanne nach Beginn der Kraftstoffunterbrechung verstrichen ist. Diese bestimmte Zeitspanne ist eingerichtet, um eine Situation zu vermeiden, wo das Lernen unmittelbar nach Beginn der Kraftstoffunterbrechung begonnen wird. In Schritt S17 bestimmt der Computer, ob ein absoluter Wert der Abweichung des Kraftstoffdrucks niedriger als oder gleich wie ein bestimmter Wert ist. Vor der Zeitabstimmung t2 ist die Antwort in Schritt S16 oder S17 NEIN, so dass das Lernen nicht ausgeführt wird. Bei der Zeitabstimmung t2 wird die Lernbedingung erfüllt. Wenn die Antworten in Schritt S16 und S17 jeweils JA sind, geht der Ablauf weiter zu Schritt S18.
In Schritt S18 wird ein Lernprozess ausgeführt. Im Speziellen wird die Lernwerteingabe „Csp” gemäß der folgenden Formel (3) berechnet: Csp = Csp + Cfbi/K2 (3)
Wenn ein Lernprozess einmal während der Kraftstoffunterbrechungszeitspanne ausgeführt wird, wird der Lernprozess jedes Mal dann ausgeführt, wenn die Steuerungseingabe berechnet wird, bis der Integralterm „Cfbi” Null wird. Die Lernwerteingabe „Csp” wird in dem Sicherungsspeicher 42 zusammen mit der Maschinendrehzahl „NE” und dem tatsächlichen Kraftstoffdruck „Pac” gespeichert.
Bei der Zeitabstimmung t2 ist die Lernbedingung erfüllt, um den Lernprozess zu beginnen. Bei der Zeitabstimmung t3 wird der Integralterm „Cfbi” Null, um die periodische Ausführung des Lernprozesses zu beenden. In diesem Fall ist es möglich, die Lernwerteingabe „Csp” durch Ausführen des Lernens durch Verwenden des Integralterms „Cfbi” statt der Regelungseingabe „Cfb” zu erhalten, während eine Schwankung der Lernwerteingabe „Csp” beschränkt wird. Bei einer Zeitabstimmung t4 wird die Kraftstoffunterbrechung beendet.
Gemäß dieser Ausführungsform, die vorstehend erklärt ist, werden die folgenden Vorteile erhalten:
Die Steuerungseingabe der Energiebeaufschlagungsstartzeitabstimmung des elektromagnetischen Ventils 61, die einer Steuerungseingabe der Kraftstoffpumpe entspricht, wird durch Verwenden der Basiskorrektureingabe „Csb” und der Lernwerteingabe „Csp” korrigiert. Somit kann selbst in einem Kraftstoffzufuhrsystem, das mit dem Druckverringerungsmechanismus 70 versehen ist, der verringerte Kraftstoffdruck in geeigneter Weise ausgeglichen werden bzw. wieder auf den ursprünglichen Wert gebracht werden. Der Kraftstoffdruck in dem Förderrohr 25 kann nahe dem Sollkraftstoffdruck sein. Demzufolge kann der Kraftstoffdruck in dem Förderrohr 25 bei dem Sollkraftstoffdruck aufrechterhalten werden. Die Kraftstoffeinspritzsteuerung kann in geeigneter Weise durchgeführt werden.
Während eines Antreibens einer Maschine 10 wird die Lernwerteingabe „Csp” berechnet und eine Abweichung in der Basiskorrektureingabe „Csb” in Bezug auf die Druckverringerung durch den Druckverringerungsmechanismus 70 wird auf der Basis der Lernwerteingabe „Csp” korrigiert. Dadurch kann, selbst falls der Druckverringerungsmechanismus 70 einen individuellen Unterschied und einen Fehler aufgrund seines Alterns hat, die Korrekturmenge geeignet erhalten werden, die der Druckverringerung entspricht. Insbesondere da die Lernwerteingabe „Csp” während der Kraftstoffunterbrechungszeitspanne berechnet wird, ist es unnötig, die Kraftstoffeinspritzmenge durch den Kraftstoffinjektor 23 zu berücksichtigen. Somit kann die geeignete Korrekturmenge ohne komplizierte Berechnung erhalten werden.
Die Lernwerteingabe „Csp” wird unter Verwendung der Steuerungseingabe „Cfb” berechnet. Dadurch kann die Lernwerteingabe „Csp” unter Verwendung einer Konfiguration berechnet werden, in der der tatsächliche Kraftstoffdruck geregelt wird, um mit dem Sollkraftstoffdruck übereinzustimmen. Des Weiteren, da die Lernwerteingabe „Csp” unter Verwendung des Integralterms „Cfbi” berechnet wird, kann eine Schwankung der Lernwerteingabe „Csp” beschränkt werden.
In der Kraftstoffunterbrechungszeitspanne wird der Sollkraftstoffdruck auf den Sollkraftstoffdruck für den Leerlaufzustand festgelegt. Somit kann, selbst falls die Kraftstoffunterbrechung früher als erwartet beendet wird, die Kraftstoffeinspritzsteuerung in geeigneter Weise durchgeführt werden. In diesem Fall, wenn der absolute Wert der Abweichung zwischen dem Sollkraftstoffdruck und dem tatsächlichen Kraftstoffdruck geringer als ein bestimmter Wert wird, wird die Lernwerteingabe „Csp” berechnet. Die Schwankung der Lernwerteingabe „Csp” kann beschränkt werden.
[Zweite Ausführungsform]
In einer zweiten Ausführungsform unterscheidet sich ein Lernprozess von der ersten Ausführungsform. Mit Bezug auf 10 und 11 wird dieser Unterschied beschrieben. 10 ist ein Flussdiagramm, das einen Steuerungseingabenberechnungsprozess zeigt, und 11 ist ein Zeitdiagramm, das einen Lernprozess zeigt.
In Schritt S21 bestimmt der Computer, ob die Kraftstoffunterbrechungszeitspanne vorliegt. Wenn die Antwort JA ist, geht der Ablauf weiter zu Schritt S22. In Schritt S22 bestimmt der Computer, ob ein Lernstartflag auf „1” festgesetzt ist. Wenn die Antwort in Schritt S22 NEIN ist, geht der Ablauf weiter zu Schritt S23, in dem der Computer bestimmt, ob ein absoluter Wert einer Abweichung des Kraftstoffdrucks geringer als oder gleich wie ein bestimmter Wert ist. Wenn die Antwort in Schritt S23 JA ist, bestimmt der Computer, dass eine Initialisierungsbedingung erfüllt ist. Der Ablauf geht zu Schritt S24 und S25 weiter, in denen einen Initialisierung durchgeführt wird. Das heißt in Schritt S24 wird das Lernstartflag auf „1” festgesetzt. In Schritt S25 wird der Integralterm „Cfbi” gelöscht. Der Prozess in Schritt S25 entspricht einer Löschausführungseinrichtung der vorliegenden Erfindung.
Wenn die Initialisierungsbedingung nicht erfüllt ist oder nachdem die Initialisierung durchgeführt worden ist, geht der Ablauf weiter zu Schritt S26, in dem verschiedene Steuerungseingaben berechnet und ausgelesen werden. Dann wird in Schritt S27 die endgültige Steuerungseingabe „Ct” für die Kraftstoffunterbrechungszeitspanne berechnet. Diese Prozesse sind dieselben wie diejenigen in Schritten S14 und S15.
Wenn die Antwort in Schritt S21 NEIN ist, geht der Ablauf weiter zu Schritt S28, in dem der Computer bestimmt, ob das Lernstartflag auf „1” festgelegt ist. Wenn die Antwort in Schritt S28 JA ist, geht der Ablauf weiter zu Schritt S29, in dem die Lernwerteingabe gespeichert wird. Im Speziellen wird in Schritt S29 der Integralterm „Cfbi”, der während der letzten Kraftstoffunterbrechungszeitspanne erhalten wurde, in dem Sicherungsspeicher 42 als die Lernwerteingabe „Csp” gespeichert. In diesem Fall wird die Lernwerteingabe „Csp” in Beziehung zu der Maschinendrehzahl „NE” und dem tatsächlichen Kraftstoffdruck „Pac” gespeichert. In Schritt S30 wird das Lernstartflag gelöscht bzw. auf Null gestellt.
Wenn die Antwort in Schritt S28 NEIN ist oder nach Schritt S30, geht der Ablauf weiter zu Schritt S31, in dem verschiedene Steuerungseingaben berechnet und ausgelesen werden. Dann wird in Schritt S32 die endgültige Steuerungseingabe „Ct” für die Kraftstoffzufuhrzeitspanne berechnet. Diese Prozesse sind dieselben wie diejenigen in Schritten S12 und S13.
In der zweiten Ausführungsform wird der Integralterm „Cfbi” als die Lernwerteingabe „Csp” gespeichert, nachdem die Kraftstoffunterbrechungszeitsspanne beendet ist. Durch Ausführen der Prozesse in Schritten S22 bis S24 wird der Integralterm „Cfbi” zu einer Zeitabstimmung t1 in 11 gelöscht. Bei der Zeitabstimmung t1 wird der absolute Wert einer Abweichung in dem Kraftstoffdruck geringer als oder gleich wie ein bestimmter Wert. Dadurch kann bei einer Zeitabstimmung, wenn die Druckverringerungsbedingung von einer Übergangsbedingung nahe einer stabilen Bedingung wird, die Schwankung des Integralterms „Cfbi” während der Übergangszeitspanne beseitigt werden. Die Berechnung des Integralterms „Cfbi” kann in einer Zeitspanne durchgeführt werden, in der die Schwankung der Abweichung relativ gering ist.
Zu einer Zeitabstimmung t2 in 11 kann die Lernwerteingabe „Csp” von dem Integralterm „Cfbi” erhalten werden. Somit ist ein Folgeverhalten des tatsächlichen Kraftstoffdrucks in Bezug auf den Sollkraftstoffdruck verbessert.
[Andere Ausführungsform]
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend genannten Ausführungsformen beschränkt, und kann beispielsweise wie folgt ausgeführt werden: Wenn der tatsächliche Kraftstoffdruck größer als der Sollkraftstoffdruck ist und die Abweichung zwischen diesen größer als ein Referenzwert ist, und zwar während der Kraftstoffunterbrechungszeitspanne, kann die Steuerungseingabe der Hochdruckpumpe 24 nicht auf der Basis der Korrektursteuerungseingabe „Cs” vorgestellt werden. Das heißt die Hochdruckkraftstoffpumpe 24 kann den Kraftstoff nicht abgeben. In diesem Fall kann, wenn die Kraftstoffunterbrechung gestartet wird, der tatsächliche Kraftstoffdruck umgehend auf den Sollkraftstoffdruck verringert werden, während die Kraftstoffzurückführung durch das Ventil 91 für einen konstanten Restdruck während der Kraftstoffzufuhrzeitspanne in geeigneter Weise ausgeglichen werden kann. Um die Lernwerteingabe „Csp” geeignet zu berechnen, sollte der vorstehende Referenzwert größer als oder gleich wie der bestimmte Wert in Schritt S17 und der bestimmte Wert in Schritt S23 sein. Insbesondere kann ein Überschussumfang des tatsächlichen Kraftstoffdrucks relativ zu dem Sollkraftstoffdruck verringert werden.
Wenn die Kraftstoffunterbrechung begonnen wird, kann der Sollkraftstoffdruck schrittweise verringert werden. Dadurch kann die Lernwerteingabe „Csp” umgehend erhalten werden. Des Weiteren kann in einer Kraftstoffunterbrechungszeitspanne der Sollkraftstoffdruck für eine bestimmte Zeitspanne aufrecht erhalten werden, in der die Lernwerteingabe „Csp” berechnet werden kann. In einem Fall, in dem die Lernwerteingabe „Csp” auf der Basis des Integralterms berechnet wird, sollte der Integralterm zu einer Zeitabstimmung gelöscht werden, wenn die Kraftstoffunterbrechung begonnen wird.
Die Basiskorrektureingabe „Csb” und die Lernwerteingabe „Csp” können ohne Berücksichtigung einer Schwankung der Kraftstoffzurückführmenge verwendet werden. In diesem Fall sind die Korrekturkoeffizienten „K1” und „K2” nicht notwendig, um die endgültige Steuerungseingabe „Ct” zu berechnen.
Die vorstehenden Formeln (1)–(3) werden wie folgt ausgedrückt: Ct = 180 – (Cn + (Cff + Cfb) + (Csp + Csb)) Ct = 180 – (Cn + Cfb + (Csp + Csb)) Csp = Csp + Cfbi.
Gemäß dieser Konfiguration kann die Berechnungslast, um die Basiskorrektureingabe „Csb” und die Lernwerteingabe „Csp” zu berechnen, verringert werden.
Wenn die Lernwerteingabe „Csp” während der Kraftstoffunterbrechungszeitspanne berechnet wird, können sowohl der Integralterm „Cfbi” als auch der Proportionalterm „Cfbp” verwendet werden. Des Weiteren ist die Regelung nicht auf die PI-Steuerung begrenzt. Des Weiteren kann die Lernwerteingabe „Csp” auf der Basis einer anderen Steuerungseingabe als die Regelungseingabe „Cfb” berechnet werden.
Eine Kraftstofftemperatur und eine Maschinenlast können zusätzlich zu der Maschinendrehzahl „NE” und dem tatsächlichen Kraftstoffdruck „Pac” als Parameter der Basiskorrektureingabe „Csb” und der Lernwerteingabe „Csp” verwendet werden. Die Kraftstofftemperatur kann von der Maschinenkühlmitteltemperatur geschätzt werden, die durch den Kühlmitteltemperatursensor 31 erfasst wird. Die Maschinenlast kann auf der Basis einer Batteriespannung bestimmt werden.
Die Korrektursteuerungseingabe „Cs” kann nur eine von der Basiskorrektureingabe „Csb” und der Lernwerteingabe „Csp” umfassen. In einem Fall beispielsweise, in dem die Korrektursteuerungseingabe „Cs” nur die Lernwerteingabe „Csp” umfasst, werden während eines Maschinenantreibens alle Korrektursteuerungseingaben „Cs” berechnet und gespeichert. Des Weiteren kann die Lernwerteingabe „Csp” gelöscht werden, wenn der Zündschalter ausgeschaltet wird. Das heißt ein Wert, der zum Ausgleichen einer Abweichung in der Korrektursteuerungseingabe „Cs” berechnet wird, ist nicht immer der Lernwert.
Die endgültige Steuerungseingabe „Ct” für die Kraftstoffzufuhrzeitspanne (Schritt S13 und Schritt S32) können als eine Verzögerungsgröße der Energiebeaufschlagungsstartzeitabstimmung verwendet werden, die auf der Basis der nicht steuerbaren Steuerungseingabe „Cn” und der wirksamen Steuerungseingabe „Cp” bestimmt wird.
Die Hochdruckkraftstoffpumpe 24 kann eine elektrische Kraftstoffpumpe sein. In einem Fall, in dem eine elektrische Kraftstoffpumpe verwendet wird, kann das Steuergerät der vorliegenden Erfindung auf ein Fahrzeug angewendet werden, das eine Leerlaufverringerungsfunktion hat, und auf ein Hybridfahrzeug. Darüber hinaus kann das Rückschlagventil 65 durch eine Öffnung/Drossel ersetzt sein.
Das Steuergerät der vorliegenden Erfindung kann auf ein Kraftstoffzufuhrsystem einer Dieselmaschine mit einer Common Rail angewendet werden. Das elektromagnetische Ventil 61 kann ein normal geöffnetes Ventil sein, dessen Ventilöffnungszeitabstimmung gesteuert wird, um eine Abgabemenge der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 24 zu steuern.
Der Kraftstoff in dem Förderrohr 25 kann statt zu der Druckbeaufschlägungskammer 55 zu dem Niederdruckdurchgang 56 zurückgeführt werden. Des Weiteren kann in einem Fall, in dem der Kraftstoff in dem Förderrohr 25 zu der Druckbeaufschlagungskammer 55 zurückgeführt wird, der Druckverringerungsmechanismus einen Kraftstoffzurückführdurchgang haben, der immer geöffnet ist. In diesem Fall, da der Kraftstoff von dem Förderrohr 25 selbst dann zurückgeführt wird, falls die Hochdruckpumpe 24 den Kraftstoff abgibt, ist es bevorzugt, dass die Korrektursteuerungseingabe „Cs” in Anbetracht der Kraftstoffszurückführung berechnet wird. Des Weiteren kann die vorliegende Erfindung auf ein Kraftstoffzufuhrsystem angewendet werden, das keinen Druckverringerungsmechanismus hat. Selbst in diesem Fall kann die Abgabemenge der Hochdruckpumpe in Anbetracht eines Kraftstoffentweichens aufgrund einer Förderrohranordnung gesteuert werden.
Ein Steuergerät (40) steuert eine Steuerungseingabe einer Kraftstoffpumpe (24) in solch einer Weise, dass ein Kraftstoffdruck in einem Förderrohr (25) mit einem Sollkraftstoffdruck übereinstimmt. Eine Korrektureingabe wird zum Ausgleichen einer Kraftstoffdruckverringerung außer aufgrund einer Kraftstoffeinspritzung durch den Kraftstoffinjektor (23) berechnet. Die Steuerungseingabe der Kraftstoffpumpe wird so gesteuert, dass die Kraftstoffpumpe (24) den Kraftstoff gemäß der Korrektureingabe abgibt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2001-336436 A [0003]
JP 2009-79564 A [0004]

Claims

Steuergerät für ein Kraftstoffzufuhrsystem einer Brennkraftmaschine (10), das mit einer Kraftstoffpumpe (24), die einen Kraftstoff abgibt, und einem Kraftstoffzufuhrdurchgangsabschnitt (25) versehen ist, der den von der Kraftstoffpumpe abgegebenen Kraftstoff ansammelt, um den Kraftstoff zu einem Kraftstoffinjektor (23) zuzuführen, wobei das Steuergerät eine Steuerungseingabe der Kraftstoffpumpe in solch einer Weise steuert, dass ein Kraftstoffdruck in dem Kraftstoffzufuhrdurchgangsabschnitt mit einem Sollkraftstoffdruck übereinstimmt, wobei das Steuergerät Folgendes aufweist: eine Berechnungseinrichtung (M6, M7) zum Berechnen einer Korrektureingabe, die eine Kraftstoffdruckverringerung außer aufgrund einer Kraftstoffeinspritzung durch den Kraftstoffinjektor ausgleicht; und eine Pumpensteuerungseinrichtung (40) zum Steuern der Steuerungseingabe der Kraftstoffpumpe so, dass die Kraftstoffpumpe den Kraftstoff gemäß der Korrektureingabe abgibt, die durch die Berechnungseinrichtung berechnet wird.
Steuergerät für ein Kraftstoffzufuhrsystem nach Anspruch 1, wobei die Berechnungseinrichtung (M6, M7) die Korrektureingabe auf der Basis des Kraftstoffdrucks in dem Kraftstoffzufuhrdurchgangsabschnitt (25) während einer Kraftstoffunterbrechungszeitspanne berechnet, in der kein Kraftstoff durch den Kraftstoffinjektor (23) eingespritzt wird, während die Maschine in Betrieb ist.
Steuergerät für ein Kraftstoffzufuhrsystem nach Anspruch 2, das des Weiteren Folgendes aufweist: eine Erhalteinrichtung (M5) zum Erhalten eines tatsächlichen Kraftstoffdrucks in dem Kraftstoffzufuhrdurchgangsabschnitt von einem Kraftstoffdrucksensor (27); und eine Regelungseinrichtung (M5) zum Berechnen einer Regelungseingabe auf der Basis einer Abweichung zwischen dem tatsächlichen Kraftstoffdruck und dem Sollkraftstoffdruck, wobei die Pumpensteuerungseinrichtung die Steuerungseingabe der Kraftstoffpumpe in solch einer Weise steuert, dass die Kraftstoffpumpe den Kraftstoff gemäß der Korrektureingabe und der Regelungseingabe abgibt, und die Berechnungseinrichtung die Korrektureingabe unter Verwendung der Regelungseingabe berechnet, die durch die Regelungseinrichtung während der Kraftstoffunterbrechungszeitspanne berechnet wird.
Steuergerät für ein Kraftstoffzufuhrsystem nach Anspruch 3, wobei die Regelungseinrichtung (M5) einen Integralterm der Abweichung als einen Teil der Regelungseingabe berechnet, und die Berechnungseinrichtung (M6, M7) die Korrektureingabe unter Verwendung des Integralterms berechnet.
Steuergerät für ein Kraftstoffzufuhrsystem nach Anspruch 4, das des Weiteren Folgendes aufweist: eine Löschausführungseinrichtung (S25) zum Löschen des Integralterms, nachdem die Kraftstoffunterbrechungszeitspanne begonnen hat, wobei die Berechnungseinrichtung (M6, M7) die Korrektureingabe unter Verwendung eines anderen Integralterms berechnet, nachdem der Integralterm durch die Löschausführungseinrichtung gelöscht worden ist.
Steuergerät für ein Kraftstoffzufuhrsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Kraftstoffzufuhrsystem mit einer Druckverringerungseinrichtung (70) zum Verringern des Kraftstoffdrucks in dem Kraftstoffzufuhrdurchgangsabschnitt (25) durch Abgeben des Kraftstoffs von diesem in einer Richtung weg von dem Kraftstoffinjektor (23) mittels des Kraftstoffdrucks in dem Kraftstoffzufuhrdurchgangsabschnitt versehen ist, und die Berechnungseinrichtung (M6, M7) die Korrektureingabe zum Ausgleichen einer Kraftstoffmenge berechnet, die die Kraftstoffdruckverringerungseinrichtung (70) von dem Kraftstoffzufuhrdurchgangsabschnitt abgibt.
Steuergerät für ein Kraftstoffzufuhrsystem nach Anspruch 1, wobei das Kraftstoffzufuhrsystem mit einer Druckverringerungseinrichtung (70) zum Verringern des Kraftstoffdrucks in dem Kraftstoffzufuhrdurchgangsabschnitt durch Abgeben des Kraftstoffs von diesem in einer Richtung weg von dem Kraftstoffinjektor mittels des Kraftstoffdrucks in dem Kraftstoffzufuhrdurchgangsabschnitt und zum Verringern des Kraftstoffdrucks in dem Kraftstoffzufuhrdurchgangsabschnitt auf einen bestimmten Sollkraftstoffdruck in einer Kraftstoffunterbrechungszeitspanne versehen ist, in der kein Kraftstoff durch den Kraftstoffinjektor eingespritzt wird, während die Maschine in Betrieb ist, wobei das Steuergerät des Weiteren Folgendes aufweist: eine Erhalteinrichtung (M5) zum Erhalten eines tatsächlichen Kraftstoffdrucks in dem Kraftstoffzufuhrdurchgangsabschnitt von einem Kraftstoffdrucksensor; und eine Regelungseinrichtung (M5) zum Berechnen einer Regelungseingabe auf der Basis einer Abweichung zwischen dem tatsächlichen Kraftstoffdruck und dem Sollkraftstoffdruck, wobei die Pumpensteuerungseinrichtung (40) die Steuerungseingabe der Kraftstoffpumpe in solch einer Weise steuert, dass die Kraftstoffpumpe den Kraftstoff gemäß der Korrektureingabe und der Regelungseingabe abgibt, und die Berechnungseinrichtung (M6, M7) die Korrektureingabe zum Ausgleichen einer Kraftstoffmenge berechnet, die die Kraftstoffdruckverringerungseinrichtung von dem Kraftstoffzufuhrdurchgangsabschnitt abgibt, und die Berechnungseinrichtung die Korrektureingabe unter Verwendung der Regelungseingabe in einem Fall berechnet, in dem die Abweichung in einen bestimmten Bereich fällt, nachdem die Kraftstoffunterbrechungszeitspanne begonnen hat.
Steuergerät für ein Kraftstoffzufuhrsystem nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Steuerungseingabe eine Startzeitabstimmung einer Kraftstoffabgabe von der Kraftstoffpumpe (24) beginnt, die Druckverringerungseinrichtung (70) den Kraftstoff von dem Kraftstoffzufuhrdurchgangsabschnitt abgibt, wenn die Kraftstoffpumpe keinen Kraftstoff mit Druck beaufschlagt, und verhindert, dass Kraftstoff aus dem Kraftstoffzufuhrdurchgangsabschnitt ausströmt, wenn die Kraftstoffpumpe den Kraftstoff mit Druck beaufschlagt, um den Kraftstoff abzugeben, und die Berechnungseinrichtung (M6, M7) die Korrektureingabe berechnet, die die Startzeitabstimmung der Kraftstoffabgabe als die Startzeitabstimmung der Kraftstoffabgabe entsprechend der Steuerungseingabe vorstellt, außer die Korrektureingabe wird verzögert.