DE102011056156B4

DE102011056156B4 - Kraftstoffeinspritzungs-Steuervorrichtung

Info

Publication number: DE102011056156B4
Application number: DE102011056156.0A
Authority: DE
Inventors: Naoyuki Yamada
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2010-12-10
Filing date: 2011-12-08
Publication date: 2019-06-13
Anticipated expiration: 2031-12-09
Also published as: US9617947B2; CN102536490B; CN102536490A; JP2012122448A; DE102011056156A1; JP5263280B2; US20120145805A1

Abstract

Kraftstoffeinspritzungs-Steuervorrichtung aufweisend:ein Kraftstoffeinspritzungsventil (10), das einen Kraftstoff einspritzt, der in einem Akkumulator (42) akkumuliert ist;einen Kraftstoffdrucksensor (20), der einen Kraftstoffdruck in einem Kraftstoffdurchlass erfasst, der so abgegrenzt ist, dass er sich von einem Auslass (42a) des Akkumulators (42) zu einer Einspritzungsmündung (11b) des Kraftstoffeinspritzungsventils (10) erstreckt;einen Befehlsabschnitt (33), der dazu eingerichtet ist, ein Einspritzungsbefehlssignal (t1, t2), das eine Einspritzungsstartzeitvorgabe und eine Einspritzungsendzeitvorgabe anzeigt, basierend auf einem Zieleinspritzungszustand, der in Übereinstimmung mit einem Betriebszustand einer Maschine eingestellt ist, einzustellen, und das Einspritzungsbefehlssignal in das Kraftstoffeinspritzungsventil auszugeben;einen Wellenformdetektor (S30), der dazu eingerichtet ist, basierend auf einem Erfassungswert des Kraftstoffdrucksensors eine Abweichung des Kraftstoffdrucks als eine Kraftstoffdruckwellenform zu erfassen, wenn die Abweichung durch eine Kraftstoffeinspritzung erzeugt wird;einen Bestimmungsabschnitt (S31), der dazu eingerichtet ist, basierend auf der erfassten Kraftstoffdruckwellenform zu bestimmen, ob ein Intervall zwischen Einspritzungen gleich Null oder kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, wenn eine Mehrstufeneinspritzung durchgeführt wird; undeinen Korrekturabschnitt (S33), der dazu eingerichtet ist, das Einspritzungsbefehlssignal, das dem Zieleinspritzungszustand entspricht, derart zu korrigieren, dass das Intervall vergrößert wird, wenn bestimmt wird, dass das Intervall gleich Null oder kleiner als der vorbestimmte Wert ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzungs-Steuervorrichtung.
JP 2008 - 144 749 A ( US 2008 / 0 228 374 A1 ), JP 2009- 74 535 A1 ( US 2009 / 0 056 678 A1 ), oder JP 2010- 223 185 A1 ( US 2010 / 0 250 095 A1 ) beschreiben einen Kraftstoffdrucksensor, der einen Druck eines Kraftstoffs stromabwärts in einer Sammelleitung (ein druckakkumulierender Behälter) erfasst, und ein Kraftstoffeinspritzungssystem, das eine Abweichung des Kraftstoffdrucks, die durch eine Kraftstoffeinspritzung erzeugt wird, als eine Kraftstoffdruckwellenform erfasst.
Insbesondere wird ein Wendepunkt an einem Beginn einer Absenkung des Kraftstoffdrucks in der Kraftstoffdruckwellenform erfasst, und eine tatsächliche Einspritzungszeit wird basierend auf der Zeit, in welcher der Wendepunkt auftritt, erfasst. Eine Verzögerungsdauer „td“ ab einer Einspritzungsstartzeit, die zu der tatsächlichen Einspritzungsstartzeit eines Kraftstoffeinspritzungsventils angezeigt wird, wird erlernt. Ein Befehlssignal der Einspritzungsstartzeit wird basierend auf der erlernten Verzögerungsdauer „td“ in der Weise eingestellt, dass eine Ziel-Einspritzungsstartzeit mit hoher Genauigkeit einem Betriebszustand einer Maschine entspricht.
9A ist ein Diagramm, das eine Abweichung einer Einspritzungsrate darstellt, wenn eine mehrstufige Einspritzung in einem einzelnen Verbrennungszyklus durchgeführt wird. Wie in 9B gezeigt ist, können die Einspritzungsschritte vereint (integriert) sein, wie in 9C durch eine gestrichelte Linie dargestellt ist, falls ein Intervall Tint zwischen Einspritzungsschritten in einem Ziel-Einspritzungszustand (die Anzahl von Einspritzungsschritten, Einspritzungsmenge und Einspritzungsstartzeit) klein wird. In diesem Fall können sich die Gasemissionseigenschaften verschlechtern, oder es kann eine Abweichung des abgegebenen Drehmoments entstehen, da sich ein Verbrennungszustand im Zylinder gegenüber einem vorbestimmten Zustand verändert.
Die DE 10 2007 000 394 A1 zeigt ein Kraftstoffeinspritzsystem, bei dem eine Erfassungseinheit konfiguriert ist, um ein Minimalintervall zwischen zeitlich benachbarten Kraftstoffeinspritzdauern bei der Vielzahl von Kraftstoffeinspritzdauern, basierend auf einem Verhalten der Abtriebswelle während eines Ausführens der Vielzahl von Kraftstoffeinspritzungen zu erfassen. Das Minimalintervall behält die zeitlich benachbarten Kraftstoffeinspritzdauern einander nicht überlappend bei. Eine Lerneinheit ist konfiguriert, um die Abweichung von der Referenzeinspritzcharakteristik der Kraftstoffeinspritzeinrichtung basierend auf dem erfassten Minimalintervall zu lernen.
Die DE 10 2006 043 326 A1 beschreibt ein Steuerungsverfahren, bei dem eine Kraftstoffmessung in eine erste Teileinspritzung und in wenigstens eine zweite Teileinspritzung aufgeteilt ist. Es wird ein zeitlicher hydraulischer Abstand der wenigstens einen zweiten Teileinspritzung von der ersten Teileinspritzung bestimmt, und wenigstens eine Größe, welche eine durch die erste Teileinspritzung ausgelöste Druckwelle charakterisiert, erfasst. Bei einem darauffolgenden Einspritzvorgang wird der zeitliche hydraulische Abstand der wenigstens einen zweiten Teileinspritzung von der ersten Teileinspritzung so variiert, dass die zweite Teileinspritzung bei einer vorgebbaren, die Druckwelle charakterisierenden Größe, stattfindet.
Die DE 10 2006 033 932 A1 offenbart ein Verfahren, bei dem einer Brennkraftmaschine der Kraftstoff innerhalb eines Arbeitsspiels mittels einer KraftstoffEinspritzvorrichtung, die mindestens ein Ventilelement aufweist, durch eine Mehrzahl von Einspritzungen in einen Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzt wird. Es wird vorgeschlagen, dass ein Mindestabstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Einspritzungen von mindestens einer aktuellen, das Schließen des Ventilelements beeinflussenden Betriebsgröße der Brennkraftmaschine abhängt.
Die DE 10 2010 044 210 A1 betrifft ein Verfahren, bei dem eine Kraftstoffzumessung in mindestens eine erste Teileinspritzung und eine auf die erste Teileinspritzung folgende zweite Teileinspritzung aufgeteilt ist. Es umfasst ferner die Schritte: Einstellen einer Referenzbetriebsart, in der eine einen zeitlichen Abstand zwischen dem Ende der ersten Teileinspritzung und dem Beginn der zweiten Teileinspritzung charakterisierende Größe so gewählt wird, dass sie größer oder gleich einem vorgebbaren Mindestwert für die Referenzbetriebsart ist; Ermitteln einer Referenzmenge, die eine in der Referenzbetriebsart tatsächlich eingespritzte Kraftstoffmenge charakterisiert; Einstellen einer von der Referenzbetriebsart verschiedenen Normalbetriebsart, in der die den zeitlichen Abstand zwischen dem Ende der ersten Teileinspritzung und dem Beginn der zweiten Teileinspritzung charakterisierende Größe so gewählt wird, dass sie kleiner als der vorgebbare Mindestwert für die Referenzbetriebsart ist, und dass sich eine in der Normalbetriebsart tatsächlich eingespritzte Kraftstoffmenge einstellt, die gleich der Referenzmenge ist oder um ein vorgebbares Maß abweicht von der Referenzmenge.
Wenn sich das Erlernen der Verzögerungsdauer „td“ in einem früheren Zustand befindet, und wenn ein Wert des Erlernens als Anfangswert hinterlassen ist, wird die Einspritzstart/Endzeit gegenüber einem vorbestimmten Wert verändert. In diesem Fall kann ein tatsächliches Intervall kleiner als ein erforderliches werden und die vereinigte Einspritzung tritt mit einer hohen Wahrscheinlichkeit auf.
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf den oben genannten Sachverhalt gemacht und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Kraftstoffeinspritzungs-Steuervorrichtung zu schaffen, welche die Wahrscheinlichkeit der vereinigten Einspritzung reduziert.
Gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung umfasst eine Kraftstoffeinspritzungs-Steuervorrichtung ein Kraftstoffeinspritzungsventil, einen Kraftstoffdrucksensor, einen Befehlsabschnitt, einen Wellenformdetektor, einen Bestimmungsabschnitt und einen Korrekturabschnitt. Das Kraftstoffeinspritzungsventil spritzt einen Kraftstoff ein, der in einem Akkumulator akkumuliert ist. Der Kraftstoffdrucksensor erfasst einen Kraftstoffdruck in einem Kraftstoffdurchlass, der so abgegrenzt ist, dass er sich von einem Auslass des Akkumulators zu einer Einspritzungsmündung des Kraftstoffeinspritzungsventils erstreckt. Der Befehlsabschnitt stellt ein Einspritzungsbefehlssignal, das eine Einspritzstartzeitvorgabe und eine Einspritzendzeitvorgabe anzeigt, basierend auf einem Zieleinspritzungszustand, der in Übereinstimmung mit einem Betriebszustand einer Maschine eingestellt ist, ein und er gibt das Einspritzungsbefehlssignal in das Kraftstoffeinspritzungsventil aus. Der Wellenformdetektor erfasst basierend auf einem Erfassungswert des Kraftstoffdrucksensors eine Abweichung des Kraftstoffdrucks als eine Kraftstoffdruckwellenform, wenn die Abweichung durch eine Kraftstoffeinspritzung erzeugt wird. Der Bestimmungsabschnitt bestimmt basierend auf der erfassten Kraftstoffdruckwellenform, ob ein Intervall zwischen Einspritzungen Null oder kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, wenn eine Mehrstufeneinspritzung durchgeführt wird. Der Korrekturabschnitt korrigiert das Einspritzungsbefehlssignal, das dem Zieleinspritzungszustand entspricht, derart, dass das Intervall vergrößert wird, wenn bestimmt wird, dass das Intervall Null oder kleiner als der vorbestimmte Wert ist.
Demzufolge kann das Intervall zwischen den Einspritzungsschritten sichergestellt werden.
Das oben Genannte, sowie andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung in Bezug auf die begleitende Zeichnung besser verständlich. In der Zeichnung zeigt:

1 ein Konstruktionsdiagramm, das den Aufbau eines Kraftstoffeinspritzungssystems darstellt, das eine Kraftstoffeinspritzungs-Steuervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufweist;
2A ein Diagramm, das ein Einspritzungsbefehlssignal an ein Kraftstoffeinspritzungsventil darstellt;
2B ein Diagramm, das eine Einspritzungsratenwellenform darstellt, die für eine Abweichung einer Kraftstoffeinspritzungsrate bezeichnend ist,
2C ein Diagramm, das eine Kraftstoffdruckwellenform darstellt, die für eine Abweichung eines Kraftstoffdrucks bezeichnend ist, und
2D ein Diagramm, das eine Differentialwertwellenform darstellt, die für eine Abweichung eines Differentialwerts bezeichnend ist,
3 ein funktionales Blockdiagramm einer ECU, die ein Erlernen von Einspritzungsratenparametern sowie ein Einstellen und ein Korrigieren des Einspritzungsbefehlssignals einführt;
4 ein Flussdiagramm, das eine Berechnungsverarbeitung eines Einspritzungsratenparameters darstellt;
5A ein Diagramm, das eine Einspritzungszeit-Kraftstoffdruckwellenform darstellt;
5B ein Diagramm, das eine Nicht-Einspritzungszeit-Kraftstoffdruckwellenform darstellt, und
5C ein Diagramm, das eine Einspritzungswellenform darstellt;
6 ein Flussdiagramm, das eine Bestimmungsverarbeitung einer Intervallverkürzung und eine Korrekturverarbeitung des Einspritzungsbefehlssignals darstellt; und
7 ein Diagramm, das ein Beispiel einer Vorversetzungskorrektur darstellt, die basierend auf 6 durchgeführt wird;
8 ein Diagramm, das ein Beispiel einer Verzögerungskorrektur darstellt, die basierend auf 6 durchgeführt wird; und
9A ein Diagramm, das eine Abweichung einer Einspritzungsrate darstellt, wenn eine Mehrstufeneinspritzung in einem einzelnen Verbrennungszyklus durchgeführt wird;
9B ein Diagramm, das ein kleines Intervall zwischen Einspritzungsschritten darstellt, und
9C ein Diagramm, das eine vereinigte Einspritzung darstellt.

Nachstehend wird eine Ausführungsform einer Kraftstoffeinspritzungssteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die Kraftstoffeinspritzungs-steuervorrichtung wird an einer Verbrennungsmaschine (Dieselmaschine) mit vier Zylindern #1-#4 angewendet, in denen eine Verbrennung einer Kompressionsselbstzündung durch Einspritzen eines unter Hochdruck stehenden Kraftstoffs erzeugt wird.
Wie in 1 gezeigt, ist an jedem Zylinder der Maschine ein Kraftstoffeinspritzungsventil 10 bereitgestellt. An jedem Kraftstoffeinspritzungsventil 10 ist ein Kraftstoffdrucksensor 20 bereitgestellt. An einem Fahrzeug mit der Maschine ist eine elektronische Steuereinheit (ECU) 30 vorgesehen.
Nachstehend wird ein Kraftstoffeinspritzungssystem mit dem Kraftstoffeinspritzungsventil 10 beschrieben. Ein Kraftstoff, der sich in einem Kraftstofftank 40 befindet, wird durch eine Kraftstoffpumpe 41 hoch gepumpt und in einer Sammelleitung (Akkumulator) 42 akkumuliert, um an jedem Kraftstoffeinspritzungsventil 10 (#1-#4) zugeführt zu werden. Die Kraftstoffeinspritzungsventile 10 (#1-#4) führen Kraftstoffeinspritzungen in einer vorbestimmten Reihenfolge sequentiell durch. Die Kraftstoffpumpe 41 ist eine Kolbenpumpe, die unter Hochdruck stehenden Kraftstoff stoßweise gibt.
Das Kraftstoffeinspritzungsventil 10 weist einen Körper 11, ein Nadelventil 12, ein Stellglied 13 und dergleichen auf. Der Körper 11 grenzt einen Hochdruckdurchlass 11a und eine Einspritzungsmündung 11b ab. Das Nadelventil 12 ist in dem Körper 11 aufgenommen, um die Einspritzungsmündung 11b zu öffnen/schließen.
Der Körper 11 grenzt eine Gegendruckkammer 11c ab, mit welcher der Hochdruckdurchlass 11a und der Niedrigdruckdurchlass 11d in Verbindung stehen. Ein Steuerventil 14 schaltet zwischen dem Hochdruckdurchlass 11a und dem Niedrigdruckdurchlass 11d um, so dass entweder der Hochdruckdurchlass 11a mit der Gegendruckkammer 11c in Verbindung steht, oder der Niedrigdruckdurchlass 11d mit der Gegendruckkammer 11c in Verbindung steht.
Wenn das Stellglied 13 erregt wird, bewegt sich das Steuerventil 14 in 1 nach unten, und die Gegendruckkammer 11c steht mit dem Niedrigdruckdurchlass 11d in Verbindung, so dass der Kraftstoffdruck in der Gegendruckkammer 11c gesenkt wird. Demzufolge wird der Gegendruck gesenkt, der an dem Nadelventil 12 anliegt, so dass das Nadelventil 12 nach oben angehoben (geöffnet) wird.
Wenn das Stellglied 13 nicht erregt wird, bewegt sich das Steuerventil 14 in 1 nach oben, und die Gegendruckkammer 11c steht mit dem Hochdruckdurchlass 11a in Verbindung, so dass der Kraftstoffdruck in der Gegendruckkammer 11c erhöht wird. Demzufolge wird der Gegendruck erhöht, der an dem Nadelventil 12 anliegt, so dass der Ventilkörper 12 nach unten gezogen (geschlossen) wird.
Die ECU 30 steuert das Stellglied 13, welches das Nadelventil 12 antreibt. Wenn das Nadelventil 12 die Einspritzungsmündung 11b öffnet, wird der in dem Hochdruckdurchlass 11a unter Hochdruck stehende Kraftstoff durch die Einspritzungsmündung 11b in eine Verbrennungskammer (nicht dargestellt) der Maschine eingespritzt.
Der Kraftstoffdrucksensor 20 umfasst einen Schaft 21 (Wägezelle bzw. Kraftmessdose), ein Drucksensorelement 22 und eine eingegossene IC 23. Der Schaft 21 ist an dem Körper 11 bereitgestellt. Der Schaft 21 weist eine Membran 21a auf, die sich in Reaktion auf einen unter Hochdruck stehenden Kraftstoff in dem Hochdruckdurchlass 11a elastisch verformt. Das Drucksensorelement 22 ist an der Membran 21a angeordnet, um ein Druckerfassungssignal auszugeben, das von einer elastischen Verformung der Membran 21a abhängt.
Die eingegossene IC 23 umfasst eine Verstärkerschaltung, die ein Druckerfassungssignal verstärkt, das von dem Drucksensorelement 22 übertragen wird, und sie umfasst eine Übertragungsschaltung, die das Druckerfassungssignal überträgt. Ein Verbinder 15 ist an dem Körper 11 bereitgestellt. Die eingegossene IC 23, das Stellglied 13 und die ECU 30 sind miteinander elektrisch verbunden durch einen Kabelstrang 16 (Signaldraht), der mit dem Verbinder 15 verbunden ist. Das verstärkte Druckerfassungssignal wird an die ECU 30 übertragen. Eine solche Signalkommunikationsverarbeitung wird in Bezug auf jeden Zylinder ausgeführt.
Die ECU 30 berechnet eine Zielkraftstoffeinspritzungsbedingung (Anzahl der Schritte der Kraftstoffeinspritzung, Kraftstoffeinspritzungsstartzeitvorgabe, Kraftstoffeinspritzungsendzeitvorgabe, Kraftstoffeinspritzungsmenge und dergleichen) basierend auf der Maschinenlast und der Maschinengeschwindigkeit NE, die von einer Position des Gaspedals abgeleitet werden. Beispielsweise speichert die ECU 30 eine optimale Kraftstoffeinspritzungsbedingung in Bezug auf die Maschinenlast und die Maschinengeschwindigkeit als ein Kraftstoffeinspritzungsbedingungskennfeld. Anschließend wird basierend auf der gegenwärtigen Maschinenlast und Maschinengeschwindigkeit die Zielkraftstoffeinspritzungsbedingung im Hinblick auf das Kraftstoffeinspritzungsbedingungskennfeld berechnet.
Ferner erzeugt die ECU 30 basierend auf Einspritzungsratenparametern „td“, „te“, „Rα“, „Rβ“ und „Rmax“, die nachstehend beschrieben werden, Kraftstoffeinspritzungsbefehlssignale „t1“, „t2“, „Tu“ (siehe 2A), die der berechneten Zielkraftstoffeinspritzungsbedingung entsprechen. Das Kraftstoffeinspritzungsventil 10 wird durch Eingeben der Signale gesteuert. Die Kraftstoffeinspritzung wird durch das Puls-Einzeitvorgabesignal t1 gestartet, und die Kraftstoffeinspritzung wird durch das Puls-Auszeitvorgabesignal t2 beendet. Die Einspritzungsdauer, die der Einspritzungsmenge entspricht, wird durch die Puls-Ein-Dauer Tq angezeigt.
Aufgrund von Alterungsbeeinträchtigung des Einspritzungsventils 10, wie beispielsweise Verschleiß oder Ablagerung an der Einspritzungsmündung 11b, verändert sich ein tatsächlicher Einspritzungszustand in Bezug auf das Einspritzungsbefehlssignal.
Wie in 2C gezeigt, wird eine Kraftstoffdruckwellenform basierend auf Erfassungswerten des Sensors 20 erfasst, und sie entspricht einer Abweichung des Kraftstoffdrucks, wenn die Abweichung durch eine Kraftstoffeinspritzung erzeugt wird. Wie in 2B gezeigt, wird die Einspritzungsratenwellenform basierend auf der erfassten Kraftstoffdruckwellenform berechnet, und sie stellt eine Abweichung der Einspritzungsrate des Kraftstoffs dar. Der Kraftstoffeinspritzungszustand wird durch die Berechnung der Einspritzungsratenwellenform erfasst. Die Einspritzungsratenparameter „Rα“, „Rβ“ und „Rmax“, welche die erfasste Einspritzungsratenwellenform (Einspritzungszustand) bezeichnen, werden erlernt. Ferner werden die Einspritzungsratenparameter „td“, „te“ erlernt, die ein Verhältnis zwischen dem Einspritzungsbefehlssignal (Pulseinzeitvorgabe „t1“, Pulsauszeitvorgabe „t2“, und Erregungszeitdauer „Tq“) und dem Einspritzungszustand bezeichnen. Wie in 2B gezeigt, werden insbesondere eine Einspritzungsstartverzögerungsdauer „td“, eine Einspritzungsendverzögerungsdauer „te“, ein Einspritzungsratenzunahmegradient „Rα“, ein Einspritzungsratenabnahmegradient „Rβ“ und eine maximale Einspritzungsrate „Rmax“ erlernt.
Wie in 3 gezeigt, umfasst die ECU 30 einen Einspritzungsratenparameterberechner 31, der einem Einspritzungszustandsanalysator entspricht, der die Einspritzungsratenparameter „td“, „te“, „Rα“, „Rβ“ und „Rmax“ basierend auf der Kraftstoffdruckwellenform, die durch den Sensor 20 erfasst wird, berechnet.
Ein Lernabschnitt 32 erlernt die berechneten Parameter und aktualisiert diese in einem Speicher der ECU 30. Die Parameter verändern sich in Übereinstimmung mit einer Veränderung des Kraftstoffzufuhrdrucks (Druck in der Sammelleitung 42). Daher kann das Erlernen der Parameter in Beziehung zu dem Kraftstoffzufuhrdruck oder einem Basisdruck Pbase, der nachstehend beschrieben wird, stehen. Ferner können die anderen Parameter mit Ausnahme der maximalen Einspritzungsrate Rmax mit Bezug zu der Einspritzungsmenge erlernt werden. In 3 sind die Einspritzungsratenparameterwerte, die dem Kraftstoffdruck entsprechen, in einem Kraftstoffratenparameterkennfeld M gespeichert.
Ein Signaleinstellungsabschnitt 33 erhält die erlernten Parameter, die dem vorliegenden Kraftstoffdruck entsprechen, aus dem Kennfeld M, und er stellt die Signale t1, t2, Tq basierend auf den Parametern entsprechend dem Zieleinspritzungszustand ein. Eine Kraftstoffdruckwellenform, die erhalten wird, wenn das Ventil 10 durch die Signale aktiviert wird, wird durch den Sensor 20 erfasst. Der Berechner 31 berechnet basierend auf der erfassten Kraftstoffdruckwellenform die Parameter „td“, „te“, „Rα“, „Rβ“ und „Rmax“.
Somit wird ein tatsächlicher Einspritzungszustand (d.h. Einspritzungsratenparameter „td“, „te“, „Rα“, „Rβ“ und „Rmax“, der dem Einspritzungsbefehlssignal entspricht, erfasst und erlernt. Ein neues Einspritzungsbefehlssignal wird basierend auf dem erlernten Wert entsprechend dem Zieleinspritzungszustand eingestellt. Somit wird eine Rückkopplungssteuerung bzw. Regelung nach dem Befehlssignal basierend auf dem tatsächlichen Einspritzungszustand durchgeführt, so dass der Kraftstoffeinspritzungszustand mit hoher Genauigkeit gesteuert werden kann, selbst wenn die Alterungsbeeinträchtigung auftritt.
Wenn das Ventil 10 basierend auf dem Befehlssignal gesteuert wird, das durch den Einstellabschnitt 33 eingestellt wird, kann allerdings ein Intervall zwischen den Einspritzungsschritten bei einer Mehrstufeneinspritzung 0 oder kleiner als ein vorbestimmter Wert werden. In diesem Fall korrigiert ein Korrekturabschnitt 34 die Befehlssignale derart, dass das Intervall vergrößert wird. Das Bestimmungsverfahren der Intervallverkürzung und das Korrekturverfahren der Befehlssignale wird nachstehend ausführlich beschrieben.
Eine Berechnungsverarbeitung der Einspritzungsratenparameter „td“, „te“, „Rα“, „Rβ“ und „Rmax“ in 2B aus der erfassten Wellenform in 2C wird nachstehend mit Bezug auf 4 beschrieben. Die Verarbeitung wird durch einen Mikrocomputer der ECU 30 jedes Mal durchgeführt, wenn eine einzelne Einspritzung eingeleitet wird. Die Kraftstoffdruckwellenform stellt eine Ansammlung von Erfassungswerten des Sensors 20 dar, die mit einem vorbestimmten Probezyklus erhalten werden.
Bei S10 in 4 wird eine Einspritzungswellenform Wb (korrigierte Kraftstoffdruckwellenform) berechnet, die zum Berechnen der Einspritzungsratenparameter verwendet werden soll. Ein Zylinder, in dem Kraftstoff aus dem Ventil 10 eingespritzt wird, wird als ein Einspritzungszeitzylinder definiert. Ein Zylinder, in dem von dem Ventil 10 kein Kraftstoff eingespritzt wird, wenn eine Kraftstoffeinspritzung in den Einspritzungszeitzylinder durchgeführt wird, wird als ein Nicht-Einspritzungszeitzylinder definiert. Der Sensor 20, der dem Einspritzungszeitzylinder entspricht, wird als ein Einspritzungszeitkraftstoffdrucksensor definiert. Der Sensor 20, der dem Nicht-Einspritzungszeitzylinder entspricht, wird als ein Nicht-Einspritzungszeitkraftstoffdrucksensor definiert.
Eine Einspritzungszeitkraftstoffdruckwellenform Wa aus 5A stellt keine Wellenform dar, die lediglich durch die Einspritzung beeinflusst wird. Die Einspritzungszeitwellenform Wa umfasst vielmehr eine Wellenformkomponente, die durch einen anderen Einfluss verursacht wird, als die nachstehend als Beispiel gegebene Einspritzung. Beispielsweise nimmt in dem Fall, bei dem die Kraftstoffpumpe 41 zum Pumpen des Kraftstoffs in dem Kraftstofftank 40 zu der Sammelleitung 42 den Kraftstoff wie eine Kolbenpumpe stoßartig pumpt, der Druck der Wellenform Wa während der Kraftstoffeinspritzung zu, falls das Pumpen während der Kraftstoffeinspritzung durchgeführt wird. Das heißt, die Einspritzungszeitwellenform Wa in 5A umfasst eine Einspritzungswellenformkomponente Wb aus 5C, die eine Kraftstoffdruckveränderung aufgrund der Einspritzung anzeigt, sowie eine Nicht-Einspritzungszeitwellenformkomponente Wu aus 5B, die einen Kraftstoffdruckanstieg aufgrund des Pumpens anzeigt.
Selbst wenn das Pumpen nicht während der Kraftstoffeinspritzung durchgeführt wird, sinkt der Kraftstoffdruck unmittelbar nach einer durchgeführten Kraftstoffeinspritzung in dem gesamten Einspritzungssystem um die eingespritzte Menge ab. Deshalb nimmt die Einspritzungszeitwellenform Wa eine Wellenform ein, bei welcher der Druck insgesamt abnimmt. Das heißt, die Einspritzungszeitwellenform Wa umfasst die Wellenformkomponente Wb, die eine Kraftstoffdruckveränderung aufgrund der Einspritzung anzeigt, sowie eine Wellenformkomponente Wu' (siehe unterbrochene Linie in 5B), die eine Kraftstoffdruckabnahme in dem gesamten Einspritzungssystem anzeigt.
In S10 aus 4 wird die Wellenform Wb durch Subtrahieren der Nicht-Einspritzungszeitwellenform Wu (Wu') von der Einspritzungszeitwellenform Wa berechnet, da die Nicht-Einspritzungszeitwellenform Wu (Wu') eine Abweichung des Kraftstoffdrucks in der Sammelleitung (gesamtes Einspritzungssystem) darstellt. Die Kraftstoffdruckwellenform, die in 2C gezeigt ist, stellt die Einspritzungswellenform Wb dar.
In S11 wird ein Basisdruck Phase basierend auf einem durchschnittlichen Kraftstoffdruck in einer Basiswellenform der Einspritzungswellenform Wb berechnet. Die Basiswellenform wird so definiert, dass sie einer Dauer entspricht, die beginnt, wenn die Einspritzung gestartet wird, und die endet, wenn der Kraftstoffdruck beginnt abzunehmen. Beispielsweise kann die Basiswellenform so eingestellt werden, dass sie einer Dauer TA aus 2C entspricht, die ab der Einspritzungsstartbefehlzeitvorgabe t1 ablaufen gelassen wird. Wahlweise kann ein Wendepunkt P1 der abnehmenden Wellenform aus 2C basierend auf dem Differentialwert aus 2D berechnet werden, und die Basiswellenform kann so eingestellt werden, dass sie einer Dauer entspricht, die ab der Einspritzungsstartbefehlszeitvorgabe t1 bis zu einer Zeitvorgabe, die vor dem Wendepunkt P1 liegt, durch eine vorbestimmte Dauer definiert ist.
Bei S12 wird eine Annäherungslinie Lα der abnehmenden Wellenform basierend auf einer abnehmenden Wellenform der Einspritzungswellenform Wb berechnet, die einer Dauer entspricht, während welcher der Kraftstoffdruck in Übereinstimmung mit einer Zunahme der Injektionsrate abnimmt. Beispielsweise kann die abnehmende Wellenform so eingestellt werden, dass sie einer Dauer TB aus 2C entspricht. Die Dauer TB beginnt, wenn eine vorbestimmte Dauer ab der Zeitvorgabe t1 abgelaufen ist. Wahlweise wird ein Wendepunkt P1 und ein Wendepunkt P2 einer abnehmenden Wellenform basierend auf dem Differentialwert aus 2D berechnet, und die abnehmende Wellenform kann so eingestellt werden, dass sie einer Dauer zwischen dem Wendepunkt P1 und dem Wendepunkt P2 entspricht. Anschließend kann die Annäherungslinie Lα unter Verwendung eines letzten quadratischen Annäherungsverfahrens aus mehreren Erfassungs(-Probe)-Werten des Kraftstoffdrucks, welche die abnehmende Wellenform bilden, berechnet werden. Wahlweise kann als Annäherungslinie Lα eine Tangentenlinie zu einer Zeit verwendet werden, wenn der Differentialwert der abnehmenden Wellenform am kleinsten wird.
Bei S13 wird eine Annäherungslinie Lβ der zunehmenden Wellenform basierend auf einer zunehmenden Wellenform der Einspritzungswellenform Wb berechnet, die einer Dauer entspricht, während welcher der Kraftstoffdruck in Übereinstimmung mit einer Abnahme der Einspritzrate zunimmt. Beispielsweise kann die zunehmende Wellenform so eingestellt werden, dass sie einer Dauer TC entspricht, die beginnt, wenn eine vorbestimmte Dauer ab der Zeitvorgabe t2 abgelaufen ist. Wahlweise wird ein Wendepunkt P3 und ein Wendepunkt P5 der zunehmenden Wellenform basierend auf dem Differentialwert aus 2D berechnet, und die zunehmende Wellenform kann so eingestellt werden, dass sie einer Dauer zwischen dem Wendepunkt P3 und dem Wendepunkt P5 entspricht. Anschließend kann die Annäherungslinie Lβ unter Verwendung eines letzten quadratischen Annäherungsverfahrens aus mehreren Erfassungs(-Probe)-Werten des Kraftstoffdrucks, welche die ansteigende Wellenform bilden, berechnet werden. Wahlweise kann als Annäherungslinie Lβ eine Tangentenlinie zu einer Zeit verwendet werden, wenn der Differentialwert der zunehmenden Wellenform am größten wird.
Bei S14 wird ein Basiswert Bα, Bβ aus 2C basierend auf dem Basisdruck Pbase berechnet. Beispielsweise wird der Basiswert Bα, Bβ so eingestellt, dass er um einen vorbestimmten Wert niedriger als der Basisdruck Pbase ist. Der Basiswert Bα, und der Basiswert Bβ ist nicht immer derselbe. Der vorbestimmte Wert kann beispielsweise übereinstimmend mit dem Basisdruck Pbase oder einer Temperatur des Kraftstoffs veränderlich sein.
Bei S15 wird ein Überschneidungspunkt zwischen der Annäherungslinie Lα und dem Basiswert Bα als eine Überschneidungszeitvorgabe LBα berechnet, wie in 2C gezeigt ist. Da die Überschneidungszeitvorgabe LBα und eine Einspritzungsstartzeitvorgabe R1 große Gemeinsamkeit aufweisen, wird die Einspritzungsstartzeitvorgabe R1 basierend auf der Überschneidungszeitvorgabe LBα berechnet. Die Einspritzungsstartzeitvorgabe R1 kann beispielsweise so eingestellt werden, dass sie um eine vorbestimmte Verzögerungsdauer Cα vor der Überschneidungszeitvorgabe LBα liegt.
Bei S16 wird ein Überschneidungspunkt zwischen der Annäherungslinie Lβ und dem Basiswert Bβ als eine Überschneidungszeitvorgabe LBβ berechnet, wie in 2C gezeigt ist. Da die Überschneidungszeitvorgabe LBβ und eine Einspritzungsendzeitvorgabe R4 große Gemeinsamkeit aufweisen, wird die Einspritzungsendzeitvorgabe R4 basierend auf der Überschneidungszeitvorgabe LBβ berechnet. Die Einspritzungsendzeitvorgabe R4 kann beispielsweise so eingestellt werden, dass sie um eine vorbestimmte Verzögerungsdauer Cβ vor der Überschneidungszeitvorgabe LBβ liegt. Die vorbestimmte Verzögerungsdauer Cα, Cβ kann beispielsweise in Übereinstimmung mit dem Basisdruck Pbase oder einer Temperatur des Kraftstoffs veränderlich sein.
Bei S17 wird eine Steigung einer Linie Rα, die eine Einspritzungszunahme der Einspritzungsratenwellenform aus 2B anzeigt, basierend auf der Steigung der Annäherungslinie Lα berechnet, da eine Steigung der Annäherungslinie Lα und eine Steigung der Zunahme der Einspritzungsrate große Gemeinsamkeit aufweisen. Die Steigung der Linie Rα kann beispielsweise durch Multiplizieren der Steigung der Annäherungslinie Lα mit einem vorbestimmten Koeffizienten berechnet werden. Die Linie Rα, die einen Zunahmeteil der Einspritzungsratenwellenform in Bezug auf das Einspritzungsbefehlssignal anzeigt ist, kann basierend auf der Einspritzungsstartzeitvorgabe R1, die bei S15 berechnet wird, und der Steigung der Linie Rα, die bei S17 berechnet wird, gekennzeichnet sein.
Ferner wird bei S17 eine Steigung einer Linie Rβ, die eine Einspritzungsabnahme der Einspritzungsratenwellenform anzeigt, basierend auf der Steigung der Annäherungslinie Lβ berechnet, da eine Steigung der Annäherungslinie Lβ und eine Steigung der Abnahme der Einspritzungsrate große Gemeinsamkeit aufweisen. Die Steigung der Linie Rβ kann beispielsweise durch Multiplizieren der Steigung der Annäherungslinie Lβ mit einem vorbestimmten Koeffizienten berechnet werden. Die Linie Rβ, die einen Abnahmeteil der Einspritzungsratenwellenform in Bezug auf das Einspritzungsbefehlssignal anzeigt, kann basierend auf der Einspritzungsendzeitvorgabe R4, die bei S16 berechnet wird, und der Steigung der Linie Rβ, die bei S17 berechnet wird, gekennzeichnet sein. Der vorbestimmte Koeffizient kann beispielsweise in Übereinstimmung mit dem Basisdruck Pbase oder einer Temperatur des Kraftstoffs veränderlich sein.
Bei S18 wird eine Ventilschließvorgangstartzeitvorgabe R23 basierend auf der Linie Rα, Rβ der Einspritzungsratenwellenform, die bei S17 berechnet wird, berechnet. Das Ventil 12 beginnt sich zu der Ventilschließvorgangstartzeitvorgabe R23 zu schließen, wenn das Einspritzungsende veranlasst wird. Insbesondere wird ein Überschneidungspunkt zwischen der Linie Rα und der Linie Rβ berechnet, und der berechnete Überschneidungspunkt entspricht der Ventilschließvorgangstartzeitvorgabe R23.
Bei S19 wird eine Einspritzungsstartverzögerungszeit „td“ der Einspritzungsstartzeitvorgabe R1, die bei S15 berechnet wird, im Verhältnis zu der Einspritzungsstartbefehlszeitvorgabe t1 berechnet. Ferner wird eine Einspritzungsendverzögerungszeit „te“ der Ventilschließvorgangstartzeitvorgabe R23, die bei S18 berechnet wird, im Verhältnis zu der Einspritzungsendbefehlszeitvorgabe t2 berechnet.
Die Einspritzungsendverzögerungszeit „te“ stellt eine Verzögerungszeit dar, die ab der Zeitvorgabe t2 beginnt, bei der ein Signal ausgegeben wird, welches das Einspritzungsende anzeigt, bis zu einer Zeitvorgabe, wenn der Vorgang des Steuerungsventils beginnt. Die Verzögerungszeit „td“, „te“ ist ein Parameter, der eine übereinstimmende Verzögerung der Einspritzungsratenabweichung in Bezug auf das Einspritzungsbefehlssignal darstellt. Es gibt eine weitere Verzögerungszeit, wie beispielsweise eine Verzögerungszeit von dem Einspritzungsstartbefehlssignal t1 bis zu einer Zeitvorgabe R2, bei der die Einspritzungsrate den maximalen Wert erreicht, eine Verzögerungszeit von dem Einspritzungsendbefehlssignal t2 bis zu einer Zeitvorgabe R3, bei der die Einspritzungsrate beginnt abzunehmen, oder eine Verzögerungszeit von dem Einspritzungsendbefehlssignal t2 bis zu einer Zeitvorgabe R4, bei der die Einspritzung beendet wird.
Bei S20 wird ein maximaler Absenkungsbetrag ΔP aus 2C von der Einspritzungswellenform Wb berechnet, und es wird eine maximale Einspritzungsrate Rmax basierend auf dem berechneten maximalen Absenkungsbetrag ΔP berechnet, da der maximale Abfallbetrag ΔP und die maximale Einspritzungsrate Rmax eine enge Gemeinsamkeit aufweisen. Beispielsweise wird die maximale Einspritzungsrate Rmax durch Multiplizieren des maximalen Abfallbetrags ΔP mit einem vorbestimmten Koeffizienten berechnet. Der vorbestimmte Koeffizient kann beispielsweise in Übereinstimmung mit dem Basisdruck Pbase oder einer Temperatur des Kraftstoffs veränderlich sein.
Somit können die Einspritzungsratenparameter „td“, „te“, „Rα“, „Rβ“ und „Rmax“ aufgrund der Verarbeitung in 4 aus der Einspritzungswellenform Wb berechnet werden. Ferner kann die Einspritzungsratenwellenform aus 2B, die dem Einspritzungsbefehlssignal aus 2A entspricht, basierend auf den Einspritzungsratenparametern „td“, „te“, „Rα“, „Rβ“ und „Rmax“ berechnet werden. Eine schraffierte Fläche in 2B von der berechneten Einspritzungsratenwellenform entspricht der Einspritzungsmenge, so dass die Einspritzungsmenge basierend auf den Einspritzungsratenparametern berechnet werden kann. Wenn die Einspritzungsbefehlsdauer Tq ausreichend lang ist, und wenn der Ventilöffnungszustand aufrecht erhalten wird nachdem die maximale Einspritzungsrate erreicht ist, weist die Einspritzungsratenwellenform eine trapezartige Form auf, wie in 2B gezeigt ist. Wenn das Ventil im Gegensatz hierzu beginnt sich zu schließen bevor die maximale Einspritzungsrate erreicht ist, ist die Einspritzung klein und die Einspritzungsratenwellenform weist eine dreieckige Form auf.
Die Bestimmung einer Intervallverkürzung und die Korrektur, die durch den Korrekturabschnitt 34 durchgeführt wird, werden mit Bezug auf 6 beschrieben. Die Verarbeitung wird durch den Mikrocomputer der ECU 30 jedes Mal durchgeführt, wenn die Injektion eingeleitet wird.
Wie in 6 gezeigt, wird bei S30 entsprechend einem Kraftstoffdruckwellenformdetektor die Einspritzungswellenform Wb erhalten, die bei S10 in 4 berechnet wird.
Bei S31 wird entsprechend einem Bestimmungsabschnitt basierend auf der erhaltenen Wellenform Wb bestimmt, ob ein Intervall zwischen der letzten Einspritzung und der nächsten Einspritzung kleiner als eine vorbestimmte Dauer ist. Das heißt, es wird eine Bestimmung der Intervallverkürzung durchgeführt.
Wie durch eine gestrichelte Kurve in 2C gezeigt ist, überlagert sich eine zunehmende Wellenform der n-Einspritzung mit einer abnehmenden Wellenform der (n+1)-Einspritzung, was in einem Fall der Intervallverkürzung verwendet wird, um die Annäherungslinie aus Lα zu berechnen. Das heißt, ein Wendepunkt P1 (n+1) der (n+1)-Einspritzung erscheint in der zunehmenden Wellenform der n-Einspritzung, so dass die zunehmende Wellenform beginnt abzunehmen. Demzufolge beginnt die Wellenform der (n+1)-Einspritzung abzunehmen, bevor ein Druck der zunehmenden Wellenform der n-Einspritzung einen vorbestimmten Wert Pth erreicht. In der vorliegenden Ausführungsform wird bestimmt, dass eine Intervallverkürzung vorliegt, wenn ein Druck der zunehmenden Wellenform der Einspritzungswellenform Wb, die zum Berechnen der Annäherungslinie Lβ verwendet wird, den vorbestimmten Wert Pth aus 2C nicht erreicht.
Der vorbestimmte Wert Pth wird durch Subtrahieren eines vorbestimmten Werts von dem Basisdruck Pbase eingestellt. Das heißt, der vorbestimmte Wert Pth wird basierend auf der Basiswellenform veränderlich eingestellt.
Wenn bestimmt ist, dass keine Intervallverkürzung vorliegt (S31: NEIN), wird ein Korrekturbetrag, der später beschrieben wird, bei S32 auf einen vorbestimmten Wert eingestellt. Der vorbestimmte Wert ist ein fester Wert, der vorab derart eingestellt wird, dass die Intervallverkürzung in der Bestimmung bei S31 behoben werden kann.
Bei S33 wird die Einspritzungsstartzeit t1 und die Einspritzungsendzeit t2 des Befehlssignals durch ein Vorversetzen oder ein Verzögern um denselben Betrag korrigiert, wenn bestimmt wird, dass eine Einspritzung des Befehlssignals die Intervallverkürzung aufweist.
7 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Veränderung der Einspritzungsrate darstellt, wenn eine Mehrstufen-Einspritzung durchgeführt wird. Wenn bestimmt wird, dass ein Intervall zwischen einer n-Einspritzung und einer (n+1)-Einspritzung kurz ist, wird die Endzeitvorgabe t2 der n-Einspritzung derart korrigiert, dass ein Intervall zwischen der Endzeitvorgabe t2 der n-Einspritzung und der Startzeitvorgabe t1 der (n+1)-Einspritzung einen vorbestimmten Wert aufweist. Der vorbestimmte Wert wird ausreichend lang eingestellt, so dass das Intervall sichergestellt werden kann. Daher wird die Endzeitvorgabe t2 der n-Einspritzung, welche die Intervallverkürzung verursacht, zu der vorversetzten Seite hin korrigiert, so dass das Intervall zwischen der n-Einspritzung und der (n+1)-Einspritzung sichergestellt werden kann, wie in 7 gezeigt ist.
In einem solchen Fall, bei dem die Endzeitvorgabe t2 der n-Einspritzung zu der vorversetzten Seite hin korrigiert wird, wird eine Startzeitvorgabe t1 der n-Einspritzung ebenfalls zu der vorversetzten Seite hin um den selben Betrag korrigiert. Somit wird die Einspritzungsmenge der n-Einspritzung, die der Einspritzungsdauer Tq entspricht, nicht korrigiert.
Falls eine (n-1)-Einspritzung existiert (n: positive ganze Zahl), wird die vorversetzte Korrektur ebenfalls an der (n-1)-Einspritzung eingeleitet. Wie in 7 gezeigt, wird insbesondere die Startzeitvorgabe t1 und die Endzeitvorgabe t2 der (n-1)-Einspritzung ebenfalls um denselben Betrag wie die Korrektur der n-Einspritzung zu der vorversetzten Seite hin korrigiert. Somit kann das Intervall zwischen der n-Einspritzung und der (n-1)-Einspritzung nach der Korrektur sichergestellt werden.
Es gibt einen Fall, bei dem das Intervall zwischen der n-Einspritzung und der (n-1)-Einspritzung ohne die Korrektur der (n-1)-Einspritzung sichergestellt werden kann, so dass die Korrektur der (n-1)-Einspritzung nicht immer notwendig ist. In einem Fall, bei dem die Korrektur der (n-1)-Einspritzung nicht durchgeführt wird, wird bei S31 bestimmt, dass zwischen der n-Einspritzung und der (n-1)-Einspritzung eine Intervallverkürzung vorliegt, falls zwischen der korrigierten n-Einspritzung und der (n-1)-Einspritzung eine Intervallverkürzung erzeugt wird. Dann wird die (n-1)-Einspritzung bei S33 korrigiert.
Im Gegensatz zu der vorversetzten Korrektur der n-Einspritzung in 7 kann, wie in 8 gezeigt ist, wahlweise eine Verzögerungskorrektur für die (n+1)-Einspritzung durchgeführt werden. Das heißt, wenn bestimmt wird, dass das Intervall zwischen der n-Einspritzung und der (n+1)-Einspritzung kurz ist, wird die Startzeitvorgabe t1 der (n+1)-Einspritzung derart korrigiert, dass ein Intervall zwischen der Endzeitvorgabe t2 der n-Einspritzung und der Startzeitvorgabe t1 der (n+1)-Einspritzung einen vorbestimmten Wert aufweist. Daher wird die Startzeitvorgabe t1 der (n+1)-Einspritzung, welche die Intervallverkürzung verursacht, zu der verzögerten Seite hin korrigiert.
In einem solchen Fall, bei dem die Startzeitvorgabe t1 der (n+1)-Einspritzung zu der verzögerten Seite hin korrigiert wird, wird die Endzeitvorgabe t2 der (n+1)-Einspritzung ebenfalls um denselben Betrag zu der verzögerten Seite hin korrigiert. Somit wird die Einspritzungsmenge der (n+1)-Einspritzung, die der Einspritzungsdauer Tq entspricht, nicht korrigiert.
Falls eine (n+2)-Einspritzung existiert (n: positive ganze Zahl), wird die Verzögerungskorrektur ebenfalls bei der (n+2)-Einspritzung eingeleitet. Wie in 8 gezeigt ist, wird insbesondere die Startzeitvorgabe t1 und die Endzeitvorgabe t2 der (n+2)-Einspritzung ebenfalls durch denselben Betrag wie die Korrektur der (n+1)-Einspritzung zu der verzögerten Seite hin korrigiert. Somit kann das Intervall zwischen der (n+1)-Einspritzung und der (n+2)-Einspritzung nach der Korrektur sichergestellt werden.
Es gibt einen Fall, bei dem das Intervall zwischen der (n+1)-Einspritzung und der (n+2)-Einspritzung ohne die Korrektur der (n+2)-Einspritzung sichergestellt werden kann, so dass die Korrektur der (n+2)-Einspritzung nicht immer notwendig ist.
Die vorversetzte Korrektur der n-Einspritzung, die in 7 gezeigt ist, und die verzögerte Korrektur der (n+1)-Einspritzung, die in 8 gezeigt ist, kann zur selben Zeit durchgeführt werden. Das heißt, die Endzeitvorgabe t2 der n-Einspritzung wird zur vorversetzten Seite hin korrigiert, und die Startzeitvorgabe t1 der (n+1)-Einspritzung wird zu der verzögerten Seite hin korrigiert, in der Weise, dass ein Intervall zwischen der Endzeitvorgabe t2 der n-Einspritzung und der Startzeitvorgabe t1 der (n+1)-Einspritzung einen vorbestimmten Wert aufweist.
Wenn bei S31 aus 6 bestimmt wird, dass die Intervallverkürzung behoben ist (S31: JA), wird bestimmt, ob die Kraftstoffdruckwellenform Wb, die zur Bestimmung bei S31 verwendet wird, auf einer Einspritzung basiert, welche die oben genannte Korrektur aufweist. Das heißt, es wird bestimmt, ob die Intervallverkürzung unter der Korrektur behoben wurde.
Wenn bestimmt ist, dass die Korrektur durchgeführt worden ist (S34: JA), wird der Korrekturbetrag, der bei S33 verwendet wird, bei S35 um einen vorbestimmten Betrag reduziert. Beispielsweise wird nachdem die Korrektur durchgeführt ist, wenn die Intervallverkürzung erfasst wird, selbst dann der Korrekturbetrag schrittweise gesenkt ohne die Korrektur unverzüglich zu beenden, wenn die Intervallverkürzung durch die Korrektur behoben ist. Wenn der Korrekturbetrag bei S34 0 einnimmt, wird die Korrektur bei S33 beendet.
Nachstehend werden Vorteile der Ausführungsform beschrieben.
In dem Fall der Intervallverkürzung wird das Einspritzungsbefehlssignal derart korrigiert, dass das Intervall bei der nächsten Einspritzung zunimmt. Daher kann eine Integration der Einspritzungen, wie in 9C durch eine gestrichelte Linie gezeigt ist, verhindert werden. Somit kann eine Verschlechterung der Abgasemissionseigenschaften begrenzt werden und eine große Schwankung des von der Maschine abgegebenen Drehmoments kann begrenzt werden. Ferner kann das Eintreten einer zu hohen Temperatur der Maschine begrenzt werden, da eine einzelne Einspritzung einer großen Menge von Kraftstoff begrenzt wird.
Die Intervallverkürzung wird basierend auf einem Vergleich zwischen dem Druck der zunehmenden Wellenform und des vorbestimmten Drucks Pth bestimmt. Demzufolge kann eine Verarbeitungslast des Mikrocomputers der ECU 30 im Vergleich zu einem Fall, bei dem die Intervallverkürzung durch ein Berechnen eines tatsächlichen Intervalls basierend auf Analyseergebnissen der Endzeitvorgabe R4 der n-Einspritzung und der Startzeitvorgabe R1 der (n+1)-Einspritzung bestimmt wird, verringert werden.
Der vorbestimmte Druck Pth, der zur Bestimmung der Intervallverkürzung verwendet wird, wird in Übereinstimmung mit dem Basisdruck Pbase der Basiswellenform veränderlich eingestellt. Die Intervallverkürzung wird basierend auf der Wellenform Wb, die durch Subtrahieren der Nicht-Einspritzungszeit-Wellenform Wu von der Einspritzungszeit-Wellenform Wa erhalten wird, bestimmt. Somit kann die Bestimmungsgenauigkeit der Intervallverkürzung angehoben werden.
Falls die Intervallverkürzung unter der Korrektur behoben wird, wird die Korrektur fortgeführt, wobei der Korrekturbetrag für jede Bestimmung, dass die Intervallverkürzung aufgehoben ist, reduziert wird. Daher kann eine erneute Erzeugung der Intervallverkürzung reduziert werden.
Die Einspritzungsratenparameter wie beispielsweise die Einspritzungsstartverzögerungszeit „td“ oder die Einspritzungsendverzögerungszeit „te“ werden erlernt und das Einspritzungsbefehlssignal wird basierend auf den erlernten Werten eingestellt. Daher ist davon auszugehen, dass das Intervall mit hoher Genauigkeit zu steuern sein wird, nachdem das Erlernen beendet ist, das heißt, wenn der Korrekturbetrag bei S35 0 wird. Die Korrektur kann als Notlauf dienen, bevor das Erlernen ausreichend durchgeführt ist. Somit kann eine Rückerzeugung der Intervallverkürzung reduziert werden.
Bei S33 wird die Korrektur durch denselben Betrag im Verhältnis zu der Startzeitvorgabe t1 und der Endzeitvorgabe t2 durchgeführt, so dass die Einspritzungsmenge nicht verändert wird. Daher kann ein erforderlicher Verbrennungszustand ohne eine größere Schwankung erreicht werden.
Bei S33 wird eine Einspritzung unmittelbar vor oder nach derjenigen Einspritzung, bei der bestimmt wird, dass sie die Intervallverkürzung aufweist, ebenfalls durch denselben Betrag korrigiert. Daher kann ein Auftreten der Intervallverkürzung bei der Einspritzung, bei der bestimmt wird, dass sie keine Intervallverkürzung aufweist, begrenzt werden.
(Andere Ausführungsform)
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die obenstehende Beschreibung beschränkt und kann in den nachfolgend modifizierten Zuständen ausgeführt werden.
Wenn die Mehrstufen-Einspritzung durchgeführt wird, wird eine Einspritzung, welche die größte Einspritzmenge aufweist, als eine Haupteinspritzung definiert. Eine Einspritzungszeitvorgabe der Haupteinspritzung hat im Vergleich mit den anderen Einspritzungen einen großen Einfluss auf den Einspritzungszustand. Wenn die Haupteinspritzung eine Intervallverkürzung aufweist, wird eine Korrektur bei der Einspritzung vor und/oder nach der Haupteinspritzung durchgeführt, ohne die Haupteinspritzung zu korrigieren. Somit kann eine große Schwankung des Einspritzungszustands begrenzt werden, wenn die Korrektur durchgeführt wird.
In den 7 und 8 entspricht die (n+1)-Einspritzung der Haupteinspritzung, so dass die Korrektur der n-Einspritzung, die einer Voreinspritzung entspricht, besser als die Korrektur der (n+1)-Einspritzung sein kann.
Falls Fremdkörper in einem gleitenden Teil zwischen dem Ventil 12 und dem Körper 11 vorliegt, wird eine Einspritzung anormal fortgeführt, da sich das Ventil nicht vollständig schließen kann. In diesem Fall kann bei S31 in 6 eine fehlerhafte Bestimmung der Intervallverkürzung erzeugt werden.
Wenn definiert ist, dass S31 beginnt, wenn die nächste Einspritzung in einer vorbestimmten Zeit befohlen wird nachdem das Einspritzungsende befohlen ist, können die anormale Einspritzung und die Intervallverkürzung voneinander unterschieden werden.
Bei S31 wird die Intervallverkürzung bestimmt, wenn die zunehmende Wellenform den Druck Pth nicht erreicht. Wahlweise kann das tatsächliche Intervall basierend auf der Endzeitvorgabe R4 und der Startzeitvorgabe R1, die bei der Verarbeitung aus 4 berechnet wird, berechnet werden, und es wird bestimmt, dass eine Intervallverkürzung vorliegt, wenn das tatsächliche Intervall kleiner als eine vorbestimmte Dauer Tth ist.
Der Kraftstoffdrucksensor 20 ist in der obenstehenden Beschreibung an dem Kraftstoffeinspritzungsventil 10 angebracht. Der Sensor 20 ist so angeordnet, dass er einen Druck des Kraftstoffs in einem Kraftstoffzufuhrdurchlass, der sich von einem Auslass 42a der Sammelleitung 42 zu der Einspritzungsmündung 11b erstreckt, erfasst. Beispielsweise kann der Kraftstoffsensor 20 in einer Hochdruckleitung 42b angeordnet sein, welche die Sammelleitung 42 mit dem Kraftstoffeinspritzungsventil 10 verbindet. Das heißt, die Hochdruckleitung 42b oder der Hochdruckdurchlass 11a können einem Kraftstoffdurchlass entsprechen.
Solche Veränderungen und Modifikationen sind als innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung zu verstehen, der durch die angehängten Ansprüche definiert ist.

Claims

Kraftstoffeinspritzungs-Steuervorrichtung aufweisend: ein Kraftstoffeinspritzungsventil (10), das einen Kraftstoff einspritzt, der in einem Akkumulator (42) akkumuliert ist; einen Kraftstoffdrucksensor (20), der einen Kraftstoffdruck in einem Kraftstoffdurchlass erfasst, der so abgegrenzt ist, dass er sich von einem Auslass (42a) des Akkumulators (42) zu einer Einspritzungsmündung (11b) des Kraftstoffeinspritzungsventils (10) erstreckt; einen Befehlsabschnitt (33), der dazu eingerichtet ist, ein Einspritzungsbefehlssignal (t1, t2), das eine Einspritzungsstartzeitvorgabe und eine Einspritzungsendzeitvorgabe anzeigt, basierend auf einem Zieleinspritzungszustand, der in Übereinstimmung mit einem Betriebszustand einer Maschine eingestellt ist, einzustellen, und das Einspritzungsbefehlssignal in das Kraftstoffeinspritzungsventil auszugeben; einen Wellenformdetektor (S30), der dazu eingerichtet ist, basierend auf einem Erfassungswert des Kraftstoffdrucksensors eine Abweichung des Kraftstoffdrucks als eine Kraftstoffdruckwellenform zu erfassen, wenn die Abweichung durch eine Kraftstoffeinspritzung erzeugt wird; einen Bestimmungsabschnitt (S31), der dazu eingerichtet ist, basierend auf der erfassten Kraftstoffdruckwellenform zu bestimmen, ob ein Intervall zwischen Einspritzungen gleich Null oder kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, wenn eine Mehrstufeneinspritzung durchgeführt wird; und einen Korrekturabschnitt (S33), der dazu eingerichtet ist, das Einspritzungsbefehlssignal, das dem Zieleinspritzungszustand entspricht, derart zu korrigieren, dass das Intervall vergrößert wird, wenn bestimmt wird, dass das Intervall gleich Null oder kleiner als der vorbestimmte Wert ist.
Kraftstoffeinspritzungs-Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die erfasste Kraftstoffdruckwellenform eine zunehmende Wellenform aufweist, wobei die Kraftstoffeinspritzungs-Steuervorrichtung dazu eingerichtet ist, den Kraftstoffdruck in Übereinstimmung mit einer Abnahme der Einspritzungsrate zu erhöhen, und der Bestimmungsabschnitt (S31) dazu eingerichtet ist, zu bestimmen, dass das Intervall gleich Null oder kleiner als der vorbestimmte Wert ist, falls ein Druck (P) der zunehmenden Wellenform einen vorbestimmten Druck (Pth) nicht erreicht.
Kraftstoffeinspritzungs-Steuervorrichtung nach Anspruch 2, wobei die erfasste Kraftstoffdruckwellenform eine Basiswellenform aufweist, bevor der Kraftstoffdruck beginnt, in Übereinstimmung mit einer Zunahme der Einspritzungsrate abzunehmen, und die Kraftstoffeinspritzungs-Steuervorrichtung dazu eingerichtet ist, den vorbestimmten Druck (Pth) in Übereinstimmung mit einem Basisdruck (Pbase), der basierend auf der Basiswellenform berechnet wird, veränderlich einzustellen.
Kraftstoffeinspritzungs-Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Korrekturabschnitt (S33) dazu eingerichtet ist, das Einspritzungsbefehlssignal derart zu korrigieren, dass das Intervall eine vorbestimmte Dauer aufweist, wenn bestimmt wird, dass das Intervall gleich Null oder kleiner als der vorbestimmte Wert ist, und die Korrektur durch ein Reduzieren der vorbestimmten Dauer jedes Mal fortgesetzt wird, wenn bestimmt wird, dass das Intervall gleich oder größer als der vorbestimmte Wert ist.
Kraftstoffeinspritzungs-Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner aufweisend: einen Parameterberechner (31), der dazu eingerichtet ist, einen Einspritzungsratenparameter basierend auf der erfassten Kraftstoffdruckwellenform zu berechnen, wobei der Einspritzungsratenparameter erforderlich ist, um eine Einspritzungsratenwellenform, die der Kraftstoffdruckwellenform entspricht, zu bezeichnen; und einen Parameter-Lernabschnitt (32), der dazu eingerichtet ist, den berechneten Einspritzungsratenparameter zu erlernen, wobei die Kraftstoffeinspritzungs-Steuervorrichtung dazu eingerichtet ist, das Einspritzungsbefehlssignal, das dem Zieleinspritzungszustand entspricht, basierend auf dem erlernten Einspritzungsratenparameter einzustellen.
Kraftstoffeinspritzungs-Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Korrekturabschnitt (S33) dazu eingerichtet ist, das Einspritzungsbefehlssignal durch ein Vorversetzen oder Verzögern der Einspritzungsstartzeitvorgabe (t1) und der Einspritzungsendzeitvorgabe (t2) um denselben Betrag derart zu korrigieren, dass eine Einspritzungsdauer (Tq), die dem Zieleinspritzungszustand entspricht, nicht abgeändert wird.
Kraftstoffeinspritzungs-Steuervorrichtung nach Anspruch 6, wobei sowohl in einem Fall, bei dem das Intervall vergrößert wird, indem die Einspritzungsstartzeitvorgabe und die Einspritzungsendzeitvorgabe einer n-Einspritzung um einen vorbestimmten Wert vorversetzt werden, wobei die Einspritzungsstartzeitvorgabe und die Einspritzungsendzeitvorgabe einer (n-1)-Einspritzung um den vorbestimmten Wert vorversetzt sind, als auch in einem Fall, bei dem das Intervall vergrößert wird, indem die Einspritzungsstartzeitvorgabe und die Einspritzungsendzeitvorgabe einer (n+1)-Einspritzung um einen vorbestimmten Wert verzögert werden, wobei die Einspritzungsstartzeitvorgabe und die Einspritzungsendzeitvorgabe einer (n+2)-Einspritzung um den vorbestimmten Wert verzögert sind, der Korrekturabschnitt (S33) dazu eingerichtet ist, das Einspritzungsbefehlssignal derart zu korrigieren, dass ein Intervall zwischen der n-Einspritzung und der (n+1)-Einspritzung bei einer Mehrstufeneinspritzung vergrößert wird.