DE102004039047A1

DE102004039047A1 - Kraftstoffdruck-Erfassungssystem eines Verbrennungsmotors

Info

Publication number: DE102004039047A1
Application number: DE200410039047
Authority: DE
Inventors: Daiji Kariya Isobe
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2003-08-26
Filing date: 2004-08-11
Publication date: 2005-03-24
Also published as: JP4375534B2; JP2005069120A

Abstract

Eine Lernzeitsteuerung (CHPNT), wenn eine vorgegebene Zeitspanne verstreicht, wird im Voraus festgesetzt. Die vorgegebene Zeitspanne beginnt, wenn ein Zündschalter eingeschaltet wird, und endet, wenn ein tatsächlicher Kraftstoffdruck in einem Ausstoßabschnitt (24) der Hochdruckpumpe (14) auf einen Zielausstoßdruck (TEP) der Niederdruckpumpe (12) ansteigt. Bei dieser Lernzeitsteuerung wird ein durch einen Kraftstoffdrucksensor (32) erfasster Kraftstoffdruck (HP) eingelesen und verwendet, um eine Differenz zwischen dem Zielausstoßdruck und dem erfassten Kraftstoffdruck als Messfehlerlernwert (DHP) zu errechnen. Die Summe (CHP) des Messfehlerlernwerts und des erfassten Kraftstoffdrucks wird dann verwendet, um einen Kraftstoffdruck-Korrekturkoeffizienten K zu errechnen, bei dem eine Basiseinspritzmenge (INJ) korrigiert wird, um eine endgültige Kraftstoffeinspritzmenge (FINJ) zu erlangen. Diese Lernkorrektur wird nur in einem Niederkraftstoffdruckbereich verwendet, wo die Messgenauigkeit des Kraftstoffdrucksensors schlechter ist.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Kraftstoffdruck-Erfassungssystem eines Verbrennungsmotors mit einem Kraftstoffdrucksensor, der einen Kraftstoffdruck in einem Ausstoßabschnitt einer Hochdruckpumpe erfasst. Das Kraftstoffdruck-Erfassungssystem wird in einem Hochdruck-Kraftstoffeinspeissystem verwendet, bei dem eine Hochdruckpumpe einen Kraftstoff, der von einer Niederdruckpumpe ausgestoßen wird, zu einem Kraftstoffeinspritzventil fördert.

Herkömmlicherweise ist es erforderlich, dass in einem Zylindereinspritzmotor, welcher Kraftstoff in einen Zylinder einspritzt, ein Einspritzdruck erhöht wird, um ein Zerstäuben eines eingespritzten Kraftstoffs zu bewirken, um somit eine Verbrennungsleistung sicherzustellen. Deshalb wird in einem Zylindereinspitzmotor der Kraftstoff von einem Kraftstofftank unter Verwendung einer elektromotorischen Niederdruckpumpe ausgepumpt; der gepumpte Kraftstoff durch eine mechanische Hochdruckpumpe druckbeaufschlagt, welche durch eine Nockenwelle des Motors angetrieben wird; dann wird der druckbeaufschlagte Kraftstoff unter Druck an ein Kraftstoffeinspritzventil gefördert. In diesem Hochdruck-Kraftstoffeinspeissystem wird ein Druck des Kraftstoffs, der von der Hochdruckpumpe zum Kraftstoffeinspritzventil ausgestoßen wird, durch einen Kraftstoffdrucksensor erfasst; dann wird basierend auf dem erfassten Druck eine Kraftstoffeinspritzmenge (oder -zeit) des Kraftstoffeinspritzventils korrigiert. Infolgedessen gibt es die Beziehung, dass eine Korrekturgenauigkeit der Kraftstoffeinspritzmenge niedrig wird, wenn eine Messgenauigkeit des Kraftstoffeinspritzsensors niedrig wird.

Um dieses Problem zu lösen, wird eine Technologie vorgeschlagen, bei der ein erfasster Kraftstoffdruck kalibriert wird, wie in JP-2000-249017 A (Absatz [0042], 3 usw.) beschrieben. Hierbei ist eine Eichlinie definiert, um zwei Ausgabespannungen (erfasste Kraftstoffdrücke) eines Kraftstoffdrucksensors zu verbinden. Eine ist vorgesehen, wenn ein Ausstoßdruck einer elektromotorischen Niederdruckpumpe einen Maximaldruck (4 bar) erreicht, während die andere vorgesehen ist, wenn ein Ausstoßdruck einer mechanischen Hochdruckpumpe den Maximaldruck (120 bar) erreicht. Basierend auf der Eichlinie wird eine Ausgabespannung des Kraftstoffdrucksensors in einen erfassten Kraftstoffdruck umgewandelt.

Jedoch variiert bezüglich der obigen Kalibrierung der maximale Ausstoßdruck der Niederdruckpumpe abhängig von einer Schwankung der Batteriespannung der Leistungsquelle, einer Kraftstofftemperatur oder dergleichen. Ein Messfehler entsprechend zur Schwankung des maximalen Ausstoßdrucks der Niederdruckpumpe tritt dabei auf, wenn eine Messeigenschaft des Kraftstoffdrucksensors auf dem maximalen Ausstoßdruck der Niederdruckpumpe basiert. Dies hat den Nachteil zur Folge, dass der Kraftstoffdrucksensor bei dem erfassten Kraftstoffdruck eine niedrige Korrekturgenauigkeit aufweist.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kraftstoffdruck-Erfassungssystem eines Verbrennungsmotors bereitzustellen, welches in der Lage ist, eine Korrekturgenauigkeit bei einem erfassten Kraftstoffdruck eines Kraftstoffdrucksensors zu erhöhen.

Um die obige Aufgabe zu erreichen, ist folgendes Kraftstoffdruck-Erfassungssystem eines Verbrennungsmotors bereitgestellt. Eine Niederdruckpumpe pumpt Kraftstoff hoch. Ein Ausstoßdruck der Niederdruckpumpe wird auf einen Zielausstoßdruck eingestellt. Eine Hochdruckpumpe druckbeaufschlagt den Kraftstoff, der von der Niederdruckpumpe ausgestoßen wird, auf einen Hochdruck und fördert den druckbeaufschlagten Kraftstoff an ein Kraftstoffeinspritzventil. Ein Kraftstoffdrucksensor erfasst einen Kraftstoffdruck in einem Ausstoßabschnitt der Hochdruckpumpe. Das Kraftstoffdruck-Erfassungssystem ist dadurch gekennzeichnet, dass es des Weiteren folgendes aufweist. Ein Lernwert wird als ein Messfehler des Kraftstoffdrucksensors erlernt, basierend auf einer Differenz zwischen dem Zielausstoßdruck der Niederdruckpumpe und dem erfassten Kraftstoffdruck durch den Kraftstoffdrucksensor, wenn eine vorgegebene Lernausführbedingung erfüllt wird. Dann wird der Kraftstoffdruck, der durch den Kraftstoffdrucksensor erfasst wird, basierend auf dem Lernwert der Lerneinrichtung korrigiert.

Bei diesem Aufbau variiert ein Referenzwert (Zielausstoßdruck der Niederdruckpumpe), der zum Lernen des Messfehlers in dem Sensor verwendet wird, nicht durch die Schwankung der Batteriespannung oder der Kraftstofftemperatur. Der Messfehler kann dabei basierend auf dem Ausstoßdruck der Niederdruckpumpe mit hoher Genauigkeit erlernt werden, ohne von der Schwankung der Batteriespannung oder der Kraftstofftemperatur beeinflusst zu werden. Dies verbessert die Korrekturgenauigkeit beim Erfassen des Kraftstoffdrucks des Kraftstoffdrucksensors.

Die vorstehenden und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen besser ersichtlich.

In den Zeichnungen ist folgendes dargestellt:
1 ist ein Schaubild, welches einen schematischen Aufbau eines Hochdruck-Kraftstoffeinspeissystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
2 ist ein Schaubild, welches einen Aufbau einer Hochdruckpumpe darstellt;
3 ist ein Zeitdiagramm, welches das Verhalten eines Stromregelventils und einer Hochdruckpumpe darstellt;
4 ist ein Graph, welcher eine Messeigenschaft des Kraftstoffdrucksensors darstellt;
5 ist ein Graph, welcher einen zulässigen Fehler des Kraftstoffdrucksensors darstellt;
6 ist ein Diagramm, welches schematisch eine Zuordnung eines Kraftstoffdruck-Korrekturkoeffizienten darstellt;
7 ist ein Flussdiagramm, welches eine Routine der Messfehler-Lernkorrektur darstellt;
8 ist ein Diagramm, welches schematisch eine Zuordnung eines Messfehlerlernwerts darstellt;
9 ist ein Zeitdiagramm, welches ein Verhalten eines Kraftstoffdrucks in einem Hochdruckbereich (in einem Ausstoßabschnitt der Hochdruckpumpe) nach einem Motorstopp und einem nachfolgenden Start des Motors sowie einen erfassten Kraftstoffdruck HP und einen nach der Korrektur erfassten Kraftstoffdruck CHP darstellt;
10(a) und 10(b) sind Zeitdiagramme, welche das Verhalten eines Kraftstoffdrucks in einem Hochdruckbereich, eine Motordrehzahl, eine Batteriespannung darstellen und jeweils bei –8°C und –25°C beginnen.
Die vorliegende Erfindung ist auf ein Kraftstoffdruck-Erfassungssystem in einem Hochdruck-Kraftstoffeinspeissystem gerichtet. Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Figuren erklärt. Zunächst wird ein Aufbau eines Hochdruck-Kraftstoffeinspeissystems eines Zylindereinspritzmotors (Verbrennungsmotor) nachfolgend unter Bezugnahme auf 1 erklärt. Eine elektromotorische Niederdruckpumpe 12, welche Kraftstoff hochpumpt, ist innerhalb eines Kraftstofftanks 11 angeordnet, welcher Kraftstoff speichert. Diese Niederdruckpumpe wird durch einen Elektromotor (nicht dargestellt) angetrieben, der durch eine Batterie (nicht dargestellt) angetrieben wird. Der Kraftstoff, welcher von der Niederdruckpumpe 12 ausgestoßen wird, wird über ein Niederdruckbereich-Kraftstoffrohr 13 in eine mechanische Hochdruckpumpe 14 eingeleitet. In der Mitte des Kraftstoffrohrs 13 ist ein Kraftstoffdruckregler 15 zum Einstellen eines Ausstoßdrucks der Niederdruckpumpe 12 auf einen Zielausstoßdruck (z.B. 0,4 MPa) angeordnet. Der Ausstoßdruck in der Niederdruckpumpe 12 ist gleich einem Kraftstoffeinspeisdruck zur Hochdruckpumpe 14. Überschüssiger Kraftstoff, welcher den Zielausstoßdruck übersteigt, kehrt über ein Rückführ-Kraftstoffrohr 16 zum Kraftstofftank 11 zurück.
Wie in 2 dargestellt, ist die Hochdruckpumpe 14 eine Kolbenpumpe, welche Kraftstoff ansaugt und ausstößt, indem ein Kolben 19 innerhalb einer zylindrischen Pumpenkammer 18 hin- und herbewegt wird. Der Kolben 19 wird durch eine Drehbewegung eines Nockens 21, der an eine Nockenwelle 20 gepasst ist, angetrieben. Der Kolben 19 verändert periodisch seinen Hubbetrag entsprechend einem Kurbelwinkel, wie in 3 dargestellt.
Des Weiteren ist, wie in 2 dargestellt, ein Stromrecelventil 22 nahe zum Ansaugabschnitt 23 der Pumpenkammer 18 angeordnet. Das Stromregelventil 22 ist ein Elektromagnetventil der konstant offenen Bauart und wird gebildet. durch ein Ventilelement 26, welches den Ansaugabschnitt 23 öffnet und schließt, eine Feder 27, welche das Ventilelement 26 hin zu einer Öffnungsrichtung drängt und eine Magnetspule 28, welche das Ventilelement 26 hin zu einer Schließrichtung elektromagnetisch antreibt. Wenn die Magnetspule 28 nicht mit Steuerstrom versorgt wird, bewegt die Drängkraft der Feder 27 das Ventilelement 26 in der Öffnungsrichtung, um den Ansaugabschnitt 23 zu öffnen. Wenn im Gegensatz dazu, die Magnetspule 28 mit Steuerstrom versorgt wird, bewegt die elektromagnetische Antriebskraft der Magnetspule 28 das Ventilelement 26 entgegen der Drängkraft der Feder 27 in die Schließrichtung, um den Ansaugabschnitt 23 zu schließen.
Beim Ansaugprozess der Hochdruckpumpe 14 (bei dem sich der Kolben 19 vom oberen Totpunkt zum unteren Totpunkt bewegt), wird das Stromregelventil 22 geöffnet, so dass Kraftstoff in die Pumpenkammer 18 gesaugt wird. Im Gegensatz dazu wird bei einem Ausstoßprozess (bei dem sich der Kolben 19 vom unteren Totpunkt zum oberen Totpunkt bewegt) ein Ausstoßkraftstoffdruck (nachfolgend als „Hochdruckbereich-Kraftstoffdruck" bezeichnet) der Hochdruckpumpe 14 durch Einstellen der Kraftstoffausstoßmenge gesteuert, indem eine Schließ-Startzeitsteuerung des Stromregelventils 22 gesteuert wird.
Wenn beispielsweise der Hochdruckbereich-Kraftstoffdruck erhöht wird, wird die Schließ-Startzeitsteuerung vorgesetzt, wie beispielsweise von einer Volllinie zu einer gestrichelten Linie in 3 dargestellt, so dass eine Schließ-Zeitspanne (effektiver Hub) bis zum Ende des Ausstoßprozesses vergrößert wird. Dadurch wird die Kraftstoffausstoßmenge erhöht. Wenn im Gegensatz dazu der Hochdruckbereich-Kraftstoffdruck verringert wird, wird die Schließ-Startzeitsteuerung verzögert, wie beispielsweise von der gestrichelten Linie zur Volllinie in 3 dargestellt, so dass eine Schließ-Zeitspanne (effektiver Hub) bis zum Ende des Ausstoßprozesses verkleinert wird. Dadurch wird die Kraftstoffausstoßmenge verringert. Hierbei strömt für eine Zeitspanne, für die das Stromregelventil 22 innerhalb des Ausstoßprozesses geöffnet ist, der Kraftstoff rückwärts hin zu einem Niederdruckbereich, so dass aufgrund einer Pumpfunktion ein erhebliches Pulsieren erzeugt wird. Deshalb ist vorgesehen, dass das Pulsieren durch einen Pulsdämpfer 34 (1) absorbiert wird, welcher später beschrieben wird.
Andererseits ist ein Absperrventil 25 nahe zum Ausstoßabschnitt 24 der Hochdruckpumpe 14 angeordnet, um ein Rückströmen des ausgestoßenen Kraftstoffs zu verhindern. Wie in 1 dargestellt, wird ausgestoßener Kraftstoff von der Hochdruckpumpe 14 unter Druck über ein Hochdruckbereich-Kraftstoffrohr 29 zu einer Ableitung 30 gefördert. Der Hochdruckkraftstoff wird dann von der Ableitung 30 an einzelne Kraftstoffeinspritzventile 31 der Zylinder verteilt. In der Ableitung 30 ist ein Kraftstoffdrucksensor 32 zum Erfassen eines Kraftstoffdrucks in einem Hochdruckbereich angeordnet. Der Kraftstoffdrucksensor 32 hat einen Kraftstofftemperatursensor 33. Hierbei kann der Kraftstofftemperatursensor 33 auch an einem anderen Ort, getrennt von dem Kraftstoffdrucksensor 32, vorgesehen werden.
Des Weiteren ist der Pulsdämpfer 34 an einem Verbindungsabschnitt zwischen dem Ansaugabschnitt 23 der Hochdruckpumpe 14 und dem Niederdruckbereich-Kraftstoffrohr 13 angeordnet, um das Pulsieren des Kraftstoffdrucks (nachfolgend als „Niederdruckbereich-Kraftstoffdruck" bezeichnet) in dem Ansaugabschnitt 23 der Hochdruckpumpe 14 zu verringern. Der Pulsdämpfer 34 enthält ein Membran (nicht dargestellt), um das Pulsieren des Niederdruckbereich-Kraftstoffdrucks zu absorbieren und um den Niederdruckbereich-Kraftstoffdruck zu stabilisieren.
Wie in 10 dargestellt, wird, während der Motor betrieben wird, der Hochdruckbereich-Kraftstoffdruck der Hochdruckpumpe 14 auf einem Hochdruck (z.B. 9 MPa) beibehalten. Im Gegensatz dazu entweicht, nachdem der Motor angehalten ist, der Hochdruckbereich-Kraftstoffdruck der Hochdruckpumpe 14 kontinuierlich über eine Spalte innerhalb der Hochdruckpumpe 14, um innerhalb einiger Stunden auf ein Atmosphärendruckniveau abzufallen. Wenn der Motor danach gestartet wird, ist es erforderlich, dass der Hochdruckbereich-Kraftstoffdruck der Hochdruckpumpe 14 von dem Atmosphärendruckniveau auf ein Hochdruckniveau (z.B. ungefähr 9 MPa) erhöht wird. Hierbei kann eine sofortige Erhöhung des Kraftstoffdrucks durch die Hochdruckpumpe 14 nicht erwartet werden, bis die Motordrehzahl während des Startprozesses auf ein bestimmtes Niveau angestiegen ist. Deshalb wird mit dem vollständig geöffneten Stromregelventil 22 der Ausstoßdruck (z.B. 0,4 MPa) der Niederdruckpumpe 12 über die Innenseite der Hochdruckpumpe 14 hin zur Ableitung 30 gefördert, um den Motor zu starten. Infolgedessen wird eine Kraftstoffeinspritzsteuerung beim Ausstoßdruck (z.B. 0,4 MPa) der Niederdruckpumpe 12 ausgeführt, bis die Motordrehzahl während des Startprozesses auf ein bestimmtes Niveau ansteigt. Bei einer Zeitsteuerung, bei der sich die Motordrehzahl auf ein bestimmtes Niveau erhöht und ein Ausstoßvermögen der Hochdruckpumpe 14 eine erforderliche Einspritzmenge übersteigt, wird die Steuerung des Schließens und Öffnens des Stromregelventils 22 gestartet. Dabei beginnt die Hochdruckpumpe 14 damit, Kraftstoff unter Druck zu fördern.
Ausgabesignale (erfasster Kraftstoffdruck) von dem Kraftstoffdrucksensor 32 und dem Kraftstofftemperatursensor 33 werden an eine ECU 36 eingegeben. Die ECU 36 ist hauptsächlich aus einem Mikrocomputer aufgebaut und führt eine Routine zur Messfehler-Lernkorrektur (in 7 dargestellt) aus, welche in einem eingebauten ROM (Speichermedium) gespeichert ist. Dabei erlernt die ECU 36 einen Messfehler des Kraftstoffdrucksensors 32 basierend auf einer Differenz zwischen einem Zielausstoßdruck der Niederdruckpumpe 12 und dem erfassten Kraftstoffdruck des Kraftstoffdrucksensors 32, wenn eine vorgegebene Lernausführbedingung erfüllt ist. Die ECU 36 korrigiert dann den erfassten Kraftstoffdruck des Kraftstoffdrucksensors 32 basierend auf dem Lernwert.
Ein Lernkorrekturverfahren des Kraftstoffdrucksensors 32 wird nachfolgend erklärt. Eine Messkennlinie des Kraftstoffdrucksensors 32 zeigt im Wesentlichen nicht eine lineare Kurve (Linie), sondern eine quadratische Kurve, wie in 4 dargestellt. Die Messgenauigkeit ist so ausgelegt, dass sie in einem Hochdruckbereich (z.B. ungefähr 9 MPa), der normalerweise verwendet wird während der Motor betrieben wird, ansteigt.
Des Weiteren reicht, wie in 5 dargestellt, ein zulässiger Fehler im Kraftstoffdrucksensor 32 von ungefähr ± 2 % bis ± 4 % bezüglich eines maximalen Messwerts und steigt unter einer extremen Umgebung, wie beispielsweise einem extrem niedrigen Temperaturbereich, auf ± 4 % an. Wenn beispielsweise der maximale Messwert des Kraftstoffdrucksensors 32 20 MPa ist, existiert selbst in einem Raumtemperaturbereich (25°C Atmosphäre), wo der zulässige Fehler minimal wird (± 2 %), ein zulässiger Fehler von 0,4 MPa (= 20 MPa × 0.02). Wenn die Kraftstoffeinspritzsteuerung beim Startprozess herkömmlicherweise ausgeführt wird, indem dieser Kraftstoffdrucksensor 32 verwendet wird, wird die Kraftstoffeinspritzmenge beim Startprozess korrigiert, indem, selbst unter Raumtemperaturumgebung, ein erfasster Kraftstoffdruck mit einem Fehler von ± 0,4 MPa relativ zu einem tatsächlichen Kraftstoffdruck von ungefähr 0,4 MPa verwendet wird. Dabei wird die Korrekturgenauigkeit sehr verschlechtert.
Dieses Ausführungsbeispiel verwendet eine Kraftstoffdruck-Korrekturkoeffizienten-Zuordnung, welche die Kennlinie, wie in 6 dargestellt, aufweist. Hierbei wird ein Kraftstoffdruck-Korrekturkoeffizient K entsprechend zu einem erfassten Kraftstoffdruck bei einer bestimmten Zeitsteuerung aus der Kraftstoffdruck-Korrekturkoeffizienten-Zuordnung abgerufen. Dieser Kraftstoffdruck-Korrekturkoeffizient K wird mit der Basiseinspritzmenge multipliziert, um eine endgültige Kraftstoffeinspritzmenge zu erlangen. Bei einem herkömmlichen Verfahren wird hinsichtlich eines tatsächlichen Kraftstoffdrucks von 0,4 MPa, ein Wert (z.B. 0,8 MPa) mit einem Fehler von +0,4 MPa verwendet, um einen Kraftstoffdruck-Korrekturkoeffizienten K zu erlangen. Dies resultiert im Erlangen des Kraftstoffdruck-Korrekturkoeffizienten K von 4,0, der sich von einem tatsächlichen Wert von 8,0 unterscheidet. Nur die Hälfte einer tatsächlich erforderlichen Kraftstoffeinspritzmenge wird dabei eingespritzt, so dass ein Zündversagen auftreten kann, was möglicherweise eine Startleistungsfähigkeit verschlechtert. Insbesondere bringt dies ein weiteres bedeutendes Problem in einem Niedrigtemperaturbereich mit sich, wo ein zulässiger Fehler des Kraftstoffdrucksensors 32 größer wird.
Wie vorstehend erklärt, ist bei einem Startprozess des Motors eine sofortige Erhöhung des Kraftstoffdrucks durch die Hochdruckpumpe 14 nicht zu erwarten, so dass ein Ausstoßdruck der Niederdruckpumpe 12 direkt hin zur Ableitung 30 über die Innenseite der Hochdruckpumpe 14 gefördert wird, während das Stromregelventil 22 komplett geöffnet ist.
Dieses Ausführungsbeispiel berücksichtigt diese Kraftstoffdrucksteuerung beim Startprozess. Das heißt eine Lernzeitsteuerung, wenn eine vorgegebene Zeitspanne verstreicht, wird im Voraus festgesetzt. Diese vorgegebene Zeitspanne dauert von der Aktivierung der Niederdruckpumpe 12 (ein Zündschalter wird eingeschaltet) bis ein Kraftstoffdruck (tatsächlicher Kraftstoffdruck) im Ausstoßabschnitt der Hochdruckpumpe 14 auf den Zielausstoßdruck der Niederdruckpumpe 12 (ein Einstelldruck des Kraftstoffdruckreglers 15) ansteigt. Bei dieser Lernzeitsteuerung wird ein durch den Kraftstoffdrucksensor 32 erfasster Kraftstoffdruck in die ECU 36 eingelesen und verwendet, um eine Differenz zwischen dem Zielausstoßdruck der Niederdruckpumpe 12 und dem durch den Kraftstoffdrucksensor 32 erfassten Kraftstoffdruck zu berechnen. Diese Differenz wird als ein Messfehlerlernwert in einem wiederbeschreibbaren, nicht-flüchtigen Speicher, wie beispielsweise einem Sicherungs-RAM (nicht dargestellt) gespeichert. Die Summe dieses Messfehlerlernwerts und des durch den Kraftstoffdrucksensor 32 erfassten Kraftstoffdrucks wird dann als endgültiger erfasster Kraftstoffdruck verwendet, um einen Kraftstoffdruck-Korrekturkoeffizienten zu berechnen. Dieser errechnete Kraftstoffdruck-Korrekturkoeffizient wird mit einer Basiseinspritzmenge multipliziert, um eine endgültige Kraftstoffeinspritzmenge zu erlangen.
Hierbei kann der Messfehlerlernwert für den Kraftstoffdrucksensor 32 verwendet werden, um einen durch den Drucksensor 32 erfassten Kraftstoffdruck über den gesamten Bereich des Kraftstoffdrucks zu korrigieren. Jedoch korrigiert dieses Ausführungsbeispiel einen durch den Kraftstoffdrucksensor 32 erfassten Kraftstoffdruck unter Verwendung des Messfehlerlernwerts nur in einem Niederkraftstoffdruckbereich (z.B. nicht mehr als 2 MPa), wo ein Messfehler des Kraftstoffdrucksensors 32 nicht vernachlässigt werden kann. Dies ist darin begründet, dass der Kraftstoffdrucksensor 32 so konstruiert ist, dass er die Eigenschaft aufweist, dass die Messgenauigkeit in einem Hochdruckbereich ansteigt, der normalerweise während dem Betrieb des Motors verwendet wird.
Übrigens gibt es einen Fall, bei dem eine Stopp-Zeitspanne eines Motors kurz ist und ein verbleibender Kraftstoffdruck in einem Ausstoßabschnitt der Hochdruckpumpe 14 nicht komplett abfällt. Wenn in diesem Fall die Niederdruckpumpe 12 aktiviert wird, ist ein Ausstoßdruck der Niederdruckpumpe 12 unbekannt, wodurch kein Anstiegverhalten der Niederdruckpumpe 12 zu erwarten ist.
Dabei kann eine Zeitsteuerung, wann ein tatsächlicher Kraftstoffdruck in dem Ausstoßabschnitt der Hochdruckpumpe 14 auf den Zielausstoßdruck der Niederdruckpumpe 12 ansteigt, nicht mit einer geeigneten Genauigkeit erwartet werden. Wenn in diesem Ausführungsbeispiel die Niederdruckpumpe 12 in einem Zustand aktiviert wird, wo ein verbleibender Kraftstoffdruck nicht komplett innerhalb einer Stopp-Zeitspanne des Motors abfällt, die nicht länger als eine vorgegebene Zeitspanne (z.B. nicht mehr als zwei Stunden) ist, wird der Messfehler des Kraftstoffdrucksensors 32 nicht erlernt. Diese Stopp-Zeitspanne wird von der ECU 36 protokolliert, nachdem ein Zündschalter eingeschaltet ist. Dadurch wird verhindert, dass Fehl-Lernen oder ein Absinken der Lerngenauigkeit aufgrund des verbleibenden Kraftstoffdrucks auftritt.
Der Messfehler des Kraftstoffdrucksensors 32 hat die Tendenz entsprechend der Kraftstofftemperatur zu variieren, so dass der Messfehler mit jedem der Bereiche der Kraftstofftemperaturen, die durch den Kraftstofftemperatursensor 33 erfasst werden, erlernt wird.
Die vorstehend beschriebene Lernkorrektur für den durch den Kraftstoffdrucksensor 32 erfassten Kraftstoffdruck wird durch die ECU 36 ausgeführt, um einer Routine zur Messfehler-Lernkorrektur, die in 7 dargestellt ist, zu folgen. Diese Routine wird periodisch wiederholt, nachdem der Zündschalter eingeschaltet ist und fungiert als Lerneinrichtung. Wenn die Routine aktiviert wird, wird bestimmt, ob eine Lernausführbedingung erfüllt ist, indem bestimmt wird, ob bei den Schritten 101 bis 103 drei Bedingungen erfüllt sind. Bei Schritt 101 wird bestimmt, ob ein Niederdruckbereich vorliegt, bei dem der Messfehler nicht vernachlässigt werden kann, indem bestimmt wird, ob ein durch den Kraftstoffdrucksensor 32 erfasster Kraftstoffdruck ein vorgegebener Wert (z.B. 2 MPa) oder kleiner ist.
Wenn bei Schritt 101 ein erfasster Kraftstoffdruck HP als ein vorgegebener Wert oder kleiner bestimmt wird, wird bestimmt, dass ein Niederdruckbereich vorliegt, bei dem der Messfehler nicht vernachlässigt werden kann, was dazu führt, dass die Routine bei Schritt 102 fortgesetzt wird. Bei Schritt 102 wird bestimmt, ob ein verbleibender Kraftstoffdruck der Hochdruckpumpe 14 während einer Motorstoppzeitspanne komplett abgefallen ist, indem bestimmt wird, ob eine Motorstoppzeitspanne CIGOFF vor dem aktuellen Start eine vorgegebene Zeitspanne (z.B. zwei Stunden) oder größer ist.
Wenn bei Schritt 102 die Motorstoppzeitspanne CIGOFF vor dem aktuellen Start als vorgegebene Zeitspanne oder größer bestimmt wird, wird die Routine bei Schritt 103 fortgesetzt. Bei Schritt 103 wird bestimmt, ob ein tatsächlicher Kraftstoffdruck in dem Ausstoßabschnitt der Hochdruckpumpe 14 mit einem Zielausstoßdruck (einem Einstelldruck des Kraftstoffdruckreglers 15) der Niederdruckpumpe 12 übereinstimmt (ob eine Lernzeitsteuerung stattfindet), indem bestimmt wird, ob eine verstrichene Zeitspanne CIGON nach dem Einschalten des Zündschalters mit einer vorgegebenen Zeitspanne CHPNT übereinstimmt. Die vorgegebene Zeitspanne CHPNT ist eine Zeitspanne, in der ein tatsächlicher Kraftstoffdruck in dem Ausstoßabschnitt der Hochdruckpumpe 14 auf den Zielausstoßdruck der Niederdruckpumpe 12 ansteigt. Die vorgegebene Zeitspanne CHPNT kann im Voraus als ein konstanter Wert basierend auf Experimenten oder Konstruktionsdaten festgesetzt werden. Jedoch kann die vorgegebene Zeitspanne CHPNT so festgesetzt werden, dass sie in der Lage ist, entsprechend einer Batteriespannung, welche die Leistungsquelle für die Niederdruckpumpe 12 ist, oder einer Kraftstofftemperatur, welche das Anstiegsverhalten der Niederdruckpumpe 12 beeinflusst, variiert.
Nur wenn die vorstehenden drei Bedingungen oder Bestimmungen bei Schritt 101 bis 103 komplett bestätigt werden, ist die Lernausführbedingung erfüllt; wenn andererseits irgendeine negativ ausfällt, ist die Lernbedingung nicht erfüllt.
Wenn die erste Bestimmung in Schritt 101 negativ ist (Schritt 101: NEIN), d.h. wenn ein erfasster Kraftstoffdruck HP als größer als der vorgegebene Wert (z.B. 2 MPa) bestimmt wird, wird der Messfehler als vernachlässigbar bestimmt (eine Lernkorrektur wird als nicht erforderlich bestimmt). Dadurch wird die Routine bei Schritt 111 fortgesetzt. Bei Schritt 111 wird der erfasste Kraftstoffdruck HP direkt als endgültiger erfasster Kraftstoffdruck CHP gespeichert.
Wenn die zweite Bestimmung in Schritt 102 negativ ist (Schritt 102: NEIN), d.h. wenn die Motorstoppzeitspanne CIGOFF vor dem aktuellen Start als kleiner als die vorgegebene Zeitspanne bestimmt wird, wird ein verbleibender Kraftstoffdruck der Hochdruckpumpe 14 als während der Motorstoppzeitspanne nicht komplett abgefallen bestimmt. Dies führt die Routine zu den Schritten 106 bis 108 weiter, wo der erfasste Kraftstoffdruck HP nur unter Verwendung des vorhergehenden Messfehlerlernwerts DHP korrigiert wird, ohne den Messfehler des Kraftstoffdrucksensors 32 zu erlernen. Im Detail wird bei Schritt 106 eine Kraftstofftemperatur, die durch den Kraftstofftemperatursensor 33 erfasst wird, eingelesen. Bei Schritt 107 wird ein Messfehlerlernwert DHP entsprechend einer aktuellen Kraftstofftemperatur aus einer Messfehler-Lernwert-Zuordnung (siehe 8) abgerufen, welche in dem wiederbeschreibbaren nicht-flüchtigen Speicher gespeichert ist. Bei Schritt 108 wird ein erfasster Kraftstoffdruck CHP erlangt, indem der Messfehlerlernwert DHC zu dem erfassten Kraftstoffdruck HP addiert wird.
Wenn die dritte Bestimmung in Schritts 103 negativ ist (Schritt 103: NEIN), d.h. wenn eine verstrichene Zeitspanne CIGON nach dem Einschalten des Zündschalters nicht mit der vorgegebenen Zeitspanne CHPNT übereinstimmt, wird ein tatsächlicher Kraftstoffdruck in dem Ausstoßabschnitt der Hochdruckpumpe 14 als nicht dem Zielausstoßdruck der Niederdruckpumpe 12 entsprechend bestimmt. Dies bedeutet, dass bestimmt wird, dass die Lernzeitsteuerung nicht stattfindet, so dass die Routine bei den Schritten 106 bis 108 fortfährt. In den vorstehend beschriebenen Prozessen wird der erfasste Kraftstoffdruck HP nur unter Verwendung des vorhergehenden Messfehlerlernwerts DHP korrigiert, ohne dass das Erlernen des Messfehlers durchgeführt wird.
Wenn im Gegensatz dazu die gesamten drei Bestimmungen bei den Schritten 101 bis 103 bestätigt werden, wird eine aktuelle Zeitsteuerung als Lernzeitsteuerung bestimmt, was die Routine zu Schritt 104 vorrückt. Bei Schritt 104 wird ein Messfehlerlernwert DHP aus einer Differenz zwischen dem Zielausstoßdruck TFP der Niederdruckpumpe 12 und dem Druck des durch den Kraftstoffdrucksensor 32 erfassten Kraftstoffdrucks HP errechnet. Bei Schritt 105 wird ein Messfehlerlernwert DHP, der in der Messfehler-Lernwert-Zuordnung (siehe 8) der aktuellen Kraftstofftemperatur entspricht, mit dem neuesten Messfehlerlernwert DHP ersetzt, der bei Schritt 104 errechnet wurde. Bei Schritt 108 wird ein nach der Korrektur erfasster Kraftstoffdruck CHP erlangen, indem der Messfehlerlernwert DHC zum erfassten Kraftstoffdruck HP addiert wird.
Bei Schritt 109 wird bestimmt, ob der nach der Korrektur erfasste Kraftstoffdruck CHP ein Grenzkraftstoffdruck (2 MPa in dem ersten Ausführungsbeispiel) oder kleiner ist. Der Grenzkraftstoffdruck ist zwischen dem Niederkraftstoffdruckbereich (erfordert eine Korrektur) und dem Hochkraftstoffdruckbereich (erfordert keine Korrektur) angeordnet. Wenn der nach der Korrektur erfasste Kraftstoffdruck CHP der Grenzkraftstoffdruck oder kleiner ist, wird der nach der Korrektur erfasste Kraftstoffdruck CHP direkt als ein endgültiger erfasster Kraftstoffdruck CHP verwendet. Wenn im Gegensatz dazu der nach der Korrektur erfasste Kraftstoffdruck CHP größer als der Grenzkraftstoffdruck ist, wird der nach der Korrektur erfasste Kraftstoffdruck CHP auf den Grenzkraftstoffdruck umgeschrieben. Dies schützt davor, dass die Obergrenze des nach der Korrektur erfassten Kraftstoffdrucks CHP den Grenzkraftstoffdruck übersteigt. Somit fungieren die Prozesse bei den Schritten 108 bis 109 als Korrektureinrichtung für den erfassten Kraftstoffdruck.
Bei Schritt 112 wird ein Kraftstoffdruck-Korrekturkoeffizient K entsprechend zum endgültigen erfassten Kraftstoffdruck CHP von der Kraftstoffdruck-Korrekturkoeffizienten-Zuweisung abgerufen. Bei Schritt 113 wird dann der Kraftstoffdruck-Korrekturkoeffizient K mit einer Basiseinspritzmenge INJ multipliziert, um eine endgültige Kraftstoffeinspritzmenge FINJ zu erlangen. Dies ermöglicht, dass die Genauigkeit bei der endgültigen Einspritzmenge INJ sichergestellt ist, selbst in einem Niederkraftstoffdruckbereich, in dem die Messgenauigkeit in dem Kraftstoffdrucksensor 32 verschlechtert ist, wodurch eine exakte Kraftstoffeinspritzsteuerung realisiert wird.
Die Prozesse bei Schritt 112 bis 113 fungieren als Einspritzmengen-Korrektureinrichtung.
Beispiele für eine Steuerung, welche die Messfehler-Lernkorrektur-Routine, die in 7 dargestellt ist, verwenden, werden unter Bezugnahme auf die Zeitdiagramme in den 9 und 10 erklärt.
9 ist ein Zeitdiagramm, welches das Verhalten der Kraftstoffdrücke in einem Hochdruckbereich (in einem Ausstoßabschnitt der Hochdruckpumpe), einen erfassten Kraftstoffdruck HP und einen nach der Korrektur erfassten Kraftstoffdruck CHP, nach einem Motorstopp und bei einem nachfolgenden Start des Motors, darstellt. Wenn der Zündschalter ausgeschaltet wird während der Motor betrieben wird, beginnt bei diesem Punkt t1, ein Zeitmesser eine Motorstoppzeitspanne CIGOFF zu protokollieren. Während der Motor angehalten ist entweicht der Hochdruckbereich-Kraftstoffdruck kontinuierlich aus einer Spalte der Innenseite der Hochdruckpumpe 14. In ungefähr zwei Stunden entweicht der Hochdruckbereich-Kraftstoffdruck komplett, um auf ein Atmosphärenniveau abzusinken. In diesem Ausführungsbeispiel ist eine der Lernausführbedingungen, dass die Motorstoppzeitspanne CIGOFF nicht kleiner als zwei Stunden ist.
Wenn der Zündschalter dann eingeschaltet wird, wird bei diesem Punkt t2 die Niederdruckpumpe 12 aktiviert und ein Zeitmesser beginnt, eine verstrichene Zeitspanne CIGON zu protokollieren, nachdem der Zündschalter eingeschaltet ist. In dem Beispiel aus 9 ist eine verstrichene Zeitspanne CIGON nicht kleiner als zwei Stunden, so dass eine Bedingung der Lernausführbedingung erfüllt ist. Eine vorgegebene Zeitspanne CHPNT verstreicht nach der Aktivierung der Niederdruckpumpe 12, bevor ein Hochdruckbereich-Kraftstoffdruck auf einen Ausstoßdruck TFP ansteigt (Einstelldruck des Kraftstoffdruckreglers 15). Deshalb wird die Lernausführbedingung nicht erfüllt, bevor die verstrichene Zeitspanne CIGON eine vorgegebene Zeitspanne CHPNT erreicht. Hierbei wird der Messfehler des Kraftstoffdrucksensors nicht erlernt und der durch den Kraftstoffdrucksensor 32 erfasste Kraftstoffdruck HP wird nur unter Verwendung des vorherigen Messfehlers korrigiert.
Wenn die verstrichene Zeitspanne CIGON dann die vorgegebene Zeitspanne CHPNT erreicht, ist an diesem Punkt t3 die Lernausführbedingung erfüllt. Dabei wird bestimmt, dass der Hochdruckbereich-Kraftstoffdruck mit dem Ausstoßdruck TFP der Niederdruckpumpe 12 übereinstimmt. Dann wird an diesem Punkt t3 eine Differenz DHP (= TFP – HP) zwischen dem Ausstoßdruck TFT der Niederdruckpumpe 12 und dem erfassten Kraftstoffdruck HP des Kraftstoffdrucksensors 32 als ein Messfehlerlernwert errechnet. Gleichzeitig wird der nach der Korrektur erfasste Druck CHP erlangt, indem der erfasste Kraftstoffdruck HP und der Messfehlerlernwert DHP summiert werden.
Wenn die verstrichene Zeitspanne CIGON dann die vorgegebene Zeitspanne CHPNT übersteigt, ist die Lernausführbedingung wieder nicht erfüllt. Der Messfehler des Sensors wird nicht erlernt und ein erfasster Kraftstoffdruck HP des Kraftstoffdrucksensors 32 wird nur unter Verwendung des Messfehlerlernwerts DHP korrigiert, welcher bei Punkt t3 errechnet wurde. Der Korrekturprozess wird in einem vorgegebenen Zyklus wiederholt, bis der erfasste Kraftstoffdruck HP des Kraftstoffdrucksensors 32 die Obergrenze (2 MPa) des Korrekturbereichs übersteigt.
Wenn sich der erfasste Kraftstoffdruck 2 MPa nähert (t4 bis t5), findet ein Schutzprozess statt, der die Obergrenze des nach der Korrektur erfassten Kraftstoffdrucks CHP begrenzt, um den nach der Korrektur erfassten Kraftstoffdruck CHP daran zu hindern, 2 MPa zu übersteigen.
Wenn der erfasste Kraftstoffdruck HP die Obergrenze des Korrekturbereichs an diesem Punkt t5 erreicht, wird bestimmt, dass der Messfehler vernachlässigt werden kann (d.h. die Lernkorrektur für den erfassten Kraftstoffdruck HP wird als nicht notwendig bestimmt). Die Korrektur des erfassten Kraftstoffdrucks HP, die den Messfehlerlernwert DHP verwendet, wird fertiggestellt. Der erfasste Kraftstoffdruck wird dadurch direkt als endgültiger erfasster Kraftstoffdruck CHP verwendet. Da hierbei der vorstehend beschriebene Schutzprozess stattfindet, tritt an Punkt t5 keine Unstetigkeit auf, selbst wenn der erfasste Kraftstoffdruck HP direkt als endgültiger erfasster Kraftstoffdruck CHP verwendet wird.
Die 10(a) und 10(b) sind Zeitdiagramme, welche das Verhalten eines Kraftstoffdrucks in einem Hochdruckbereich, eine Motordrehzahl und eine Batteriespannung darstellen und beginnen jeweils bei –8°C und –25°C. Obwohl an diesem Punkt a in 10 ein Stator aktiviert wird und ein Kurbeln des Motors gestartet wird, ist die Motordrehzahl während des Kurbelns niedrig. Es wird nicht erwartet, dass die Hochdruckpumpe 14 sofort ihren Kraftstoffdruck erhöht, da eine Einspritzmenge beim Startprozess erforderlich ist, die größer als die Ausstoßkapazität ist. Bis die Motordrehzahl im Startprozess auf ein bestimmtes Niveau ansteigt, ist das Stromregelventil 22 offen und dadurch wird der Ausstoßdruck der Niederdruckpumpe 12 über die Innenseite der Hochdruckpumpe 14 zur Ableitung 30 gefördert. Das heißt die Kraftstoffeinspritzsteuerung wird unter Verwendung des Ausstoßdrucks (0,4 MPa) der Niederdruckpumpe 12 ausgeführt, bis die Motordrehzahl im Startprozess auf ein bestimmtes Niveau ansteigt.
Wenn die Motordrehzahl auf das bestimmte Niveau ansteigt und die Ausstoßkapazität der Hochdruckpumpe 14 die erforderliche Einspritzmenge bei Punkt b in 10 übersteigt, wird die Steuerung des Schließens und Öffnens des Stromregelventils 22 begonnen. Die Hochdruckpumpe 14 führt gleichzeitig den Kraftstoff unter Druck zu. Dies erhöht sofort den Hochdruckbereich-Kraftstoffdruck von 1 MPa auf einen Zielkraftstoffdruck (9 MPa in 10). Hierbei kann, bis der Hochdruckbereich-Kraftstoffdruck ungefähr 2 MPa übersteigt, der Messfehler des Kraftstoffdrucksensors 32 nicht vernachlässigt werden, so dass die Lernkorrektur erforderlich ist.
Eine Zeitspanne, für die der Hochdruckbereich-Kraftstoffdruck den Niederkraftstoffdruckbereich übersteigt, wo die Lernkorrektur für den Messfehler des Kraftstoffdrucksensors 32 erforderlich ist, wird mit abnehmender Außentemperatur erhöht. Deshalb wird, während die Außentemperatur abnimmt, die Lernkorrektur des Messfehlers des Kraftstoffdrucksensors 32 wichtiger.
Wie vorstehend erklärt, wird in diesem Ausführungsbeispiel eine Lernzeitsteuerung, wenn eine vorgegebene Zeitspanne verstreicht, im Voraus festgesetzt. Die vorgegebene Zeitspanne beginnt, wenn ein Zündschalter eingeschaltet wird (oder die Niederdruckpumpe 12 aktiviert wird) und endet, wenn ein Kraftstoffdruck in einem Ausstoßabschnitt der Hochdruckpumpe 14 auf einen Zielausstoßdruck der Niederdruckpumpe 12 ansteigt. Bei dieser Lernzeitsteuerung wird eine Differenz zwischen dem Zielausstoßdruck und dem erfassten Kraftstoffdruck als Messfehlerlernwert errechnet, der verwendet wird, um den erfassten Kraftstoffdruck des Kraftstoffdrucksensors 32 zu korrigieren. Hierbei variiert ein Referenzwert (Zielausstoßdruck der Niederdruckpumpe 12), der zur Korrektur des Messfehlers verwendet wird, nicht, selbst wenn die Batteriespannung oder die Kraftstofftemperatur variiert. Wenn deshalb der Messfehler basierend auf dem Zielausstoßdruck der Niederdruckpumpe 12 gelernt wird, kann der erfasste Kraftstoffdruck mit hoher Genauigkeit erlernt werden, ohne von der Schwankung der Batteriespannung oder der Kraftstofftemperatur beeinflusst zu werden. Dies erhöht die Korrekturgenauigkeit für den erfassten Kraftstoffdruck des Kraftstoffdrucksensors 32.
Des Weiteren wird in diesem Ausführungsbeispiel beim Berücksichtigen einer Eigenschaft dahingehend, dass die Kraftstofftemperatur den Messfehler des Kraftstoffdrucksensors 32 dazu veranlasst, zu variieren, der Messfehler bezüglich jedem der Kraftstofftemperatur-Bereiche erlernt. Dabei wird die Lerngenauigkeit verbessert. Wenn hierbei kein Kraftstofftemperatursensor 33 in einem System vorgesehen ist, kann eine Temperatur, welche eine Beziehung zur Kraftstofftemperatur hat, wie beispielsweise eine Kühlwassertemperatur oder eine Motoröltemperatur, an die Stelle der Kraftstofftemperatur gesetzt werden.
In der vorliegenden Erfindung kann der Messfehler, neben der Kraftstofftemperatur, bezüglich jedem Bereich von einem spezifischen Betriebsparameter, wie beispielsweise einer Batteriespannung, die den Kraftstoffdruck beeinflusst, erlernt werden. Des Weiteren kann der Messfehler bezüglich jedem Bereich von zahlreichen spezifischen Betriebsparametern, wie beispielsweise einer Batteriespannung und einem Kraftstoffdruck, erlernt werden. Des Weiteren kann ein Lernwert bezüglich des gesamten Bereichs erlangt werden, ohne Erlernen bezüglich jedes Bereichs.
Wenn in diesem Ausführungsbeispiel die Niederdruckpumpe 12 in einem Zustand aktiviert wird, wo die Motorstoppzeitspanne kurz ist und der zurückbleibende Kraftstoffdruck in dem Ausstoßabschnitt der Hochdruckpumpe 14 nicht komplett entwichen ist, wird der Messfehler nicht erlernt. Dies kann verhindern, dass ein Fehl-Lernen oder Abnehmen der Lerngenauigkeit aufgrund des zurückbleibenden Kraftstoffdrucks auftritt.
Im Allgemeinen ist die Messeigenschaft des Kraftstoffdrucksensors 32 auf eine solche Art und Weise konstruiert, dass die Messgenauigkeit in dem Hochkraftstoffdruckbereich erhöht wird, in dem der Motor normalerweise betrieben wird. Deshalb wird in diesem Ausführungsbeispiel der erfasste Kraftstoffdruck nur in dem Niederdruckbereich von 2 MPa oder weniger, wo der Messfehler nicht vernachlässigt werden kann, basierend auf dem Messfehler korrigiert. Dies setzt von vornherein unnötige Lernkorrekturen im Hochdruckbereich außer Kraft, in dem der Motor normalerweise betrieben wird und die Messgenauigkeit des Kraftstoffdrucksensors 32 hoch ist, was die Arbeitsbelastung der ECU 36 mindert.
Wenn jedoch ein System die Eigenschaft aufweist, dass der Messfehler nicht nur in dem Niederdruckbereich, sondern auch in dem Hochdruckbereich erzeugt wird, kann der erfasste Kraftstoffdruck basierend auf dem Messfehlerlernwert in den gesamten Bereichen korrigiert werden.
Des Weiteren ist der Schutzprozess so ausgelegt, dass er das obere Niveau des nach der Korrektur erfassten Kraftstoffdrucks unter Verwendung des Grenzkraftstoffdrucks (2 MPa) zwischen dem Niederkraftstoffdruckbereich (erfordert die Korrektur) und dem Hochkraftstoffdruckbereich (erfordert die Korrektur nicht) begrenzt. Der nach der Korrektur erfasste Kraftstoffdruck wird dabei daran gehindert, an dem Grenzkraftstoffdruckbereich eine Unstetigkeit aufzuweisen.
In diesem Ausführungsbeispiel wird der Einstelldruck des Kraftstoffdruckreglers 15 als Zielausstoßdruck der Niederdruckpumpe 12 verwendet. Jedoch wird angenommen, dass ein System keinen Kraftstoffdruckregler 15 hat und anstatt dessen eine Regelung des Solls des Ausstoßdrucks der Niederdruckpumpe 12 ausgeführt wird. Hierbei kann der Ausstoßdruck der Niederdruckpumpe 12 mit dem Soll der Regelung ersetzt werden.
In diesem Ausführungsbeispiel wird bestimmt, ob ein tatsächlicher Kraftstoffdruck in dem Ausstoßabschnitt der Hochdruckpumpe 14 einen Zielausstoßdruck erreicht (ob eine Lernzeitsteuerung stattfindet), basierend auf einer verstrichenen Zeitspanne CIGON nach dem Einschalten des Zündschalters. Beispielsweise kann eine ansteigende Kurve des erfassten Kraftstoffdrucks beobachtet werden, während das Stromregelventil vollständig geöffnet ist, nachdem der Zündschalter eingeschaltet wird (oder während die Hochdruckpumpe 14 den Hochdruckbereich-Kraftstoffdruck nicht erhöht). Beobachten der Kurve ermöglicht das Finden einer Zeitsteuerung, wenn der erfasste Kraftstoffdruck die Erhöhung fast abschließt und ein beinahe konstantes Niveau erreicht. Diese Zeitsteuerung kann als eine Zeitsteuerung abgeschätzt werden, zu der der tatsächliche Kraftstoffdruck in dem Ausstoßabschnitt der Hochdruckpumpe 14 den Zielausstoßdruck erreicht.
Des Weiteren wird in diesem Ausführungsbeispiel bezüglich eines einzigen Startprozesses eine Rechenfrequenz (Lernfrequenz) für den Messfehler auf einen Durchgang begrenzt. Während beispielsweise der Hochdruckbereich-Kraftstoffdruck der Hochdruckpumpe 14 mit dem Zielausstoßdruck der Niederdruckpumpe 12 übereinstimmt, kann der Messfehler in zahlreichen Durchläufen errechnet werden und ein Durchschnitt des resultierenden Messfehlers kann als Messfehlerlernwert behandelt werden.
Wenn des Weiteren in diesem Ausführungsbeispiel eine Differenz δ1 zwischen dem tatsächlichen erfassten Kraftstoffdruck und dem Zielausstoßdruck der Niederdruckpumpe 12 auf Null geschätzt wird, wird der Messfehler erlernt. Wenn jedoch beispielsweise die Differenz δ1 als in einem Bereich befindlich geschätzt werden kann, wo die Differenz δ1 nicht Null ist, kann der Messfehler erlernt werden. Hierbei kann durch Erfassen einer Differenz δ2 zwischen dem tatsächlichen erfassten Kraftstoffdruck und dem Zielausstoßdruck der Niederdruckpumpe 12 der erfasste Fehler (= erfasster Kraftstoffdruck – tatsächlicher Kraftstoffdruck = δ1 – δ2) effektiv erlernt werden.
Eine Lernzeitsteuerung (CHPNT), wenn eine vorgegebene Zeitspanne verstreicht, wird im Voraus festgesetzt. Die vorgegebene Zeitspanne beginnt, wenn ein Zündschalter eingeschaltet wird und endet, wenn ein tatsächlicher Kraftstoffdruck in einem Ausstoßabschnitt (24) der Hochdruckpumpe (14) auf einen Zielausstoßdruck (TFP) der Niederdruckpumpe (12) ansteigt. Bei dieser Lernzeitsteuerung wird ein durch einen Kraftstoffdrucksensor (32) erfasster Kraftstoffdruck (HP) eingelesen und verwendet, um eine Differenz zwischen dem Zielausstoßdruck und dem erfassten Kraftstoffdruck als Messfehlerlernwert (DHP) zu errechnen. Die Summe (CHP) des Messfehlerlernwerts und des erfassten Kraftstoffdrucks wird dann verwendet, um einen Kraftstoffdruck-Korrekturkoeffizienten K zu errechnen, bei dem eine Basiseinspritzmenge (INJ) korrigiert wird, um eine endgültige Kraftstoffeinspritzmenge (FINJ) zu erlangen. Diese Lernkorrektur wird nur in einem Niederkraftstoffdruckbereich verwendet, wo die Messgenauigkeit des Kraftstoffdrucksensors schlechter ist.

Claims

Kraftstoffdruck-Erfassungssystem eines Verbrennungsmotors, mit einer Niederdruckpumpe (12), welche Kraftstoff hochpumpt; einer Niederdruckpumpen-Ausstoßdruck-Einstelleinrichtung (15); welche einen Ausstoßdruck der Niederdruckpumpe auf einen Zielausstoßdruck (TFP) einstellt; einer Hochdruckpumpe (14), welche den Kraftstoff, der von der Niederdruckpumpe ausgestoßen wird, auf einen Hochdruck druckbeaufschlagt und den druckbeaufschlagten Kraftstoff an ein Kraftstoffeinspritzventil (31) fördert; und einem Kraftstoffdrucksensor (32), welcher einen Kraftstoffdruck (HP) in einem Ausstoßabschnitt (24) der Hochdruckpumpe erfasst, dabei ist das Kraftstoffdruck-Erfassungssystem gekennzeichnet durch eine Lerneinrichtung (36, 101 bis 113), welche einen Messfehler des Kraftstoffdrucksensors als Lernwert (DHP), basierend auf einer Differenz zwischen dem Zielausstoßdruck der Niederdruckpumpe und dem durch den Kraftstoffdrucksensor erfassten Kraftstoffdruck erlernt, wenn eine vorgegebene Lernausführbedingung (101 bis 103) erfüllt ist; und eine Korrektureinrichtung (36, 108 bis 110) für den erfassten Kraftstoffdruck, welche den durch den Kraftstoffdrucksensor erfassten Kraftstoffdruck basierend auf dem Lernwert der Lerneinrichtung korrigiert.
Kraftstoffdruck-Erfassungssystem eines Verbrennungsmotors gemäß Anspruch 1, wobei die Lerneinrichtung den Messfehler des Kraftstoffdrucksensors in einem Niederkraftstoffdruckbereich des durch den Kraftstoffdrucksensor erfassten Kraftstoffdrucks erlernt, wobei der Niederkraftstoffdruckbereich nicht größer als ein vorgegebener Wert ist.
Kraftstoffdruck-Erfassungssystem eines Verbrennungsmotors gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Lerneinrichtung den Messfehler des Kraftstoffdrucksensors erlernt, wenn geschätzt wird, dass eine Differenz zwischen dem Zielausstoßdruck der Niederdruckpumpe und einem Kraftstoffdruck in dem Ausstoßabschnitt der Hochdruckpumpe vorliegt.
Kraftstoffdruck-Erfassungssystem eines Verbrennungsmotors gemäß Anspruch 3, wobei die Lerneinrichtung den Messfehler des Kraftstoffdrucksensors erlernt, wenn geschätzt wird, dass der Kraftstoffdruck in dem Ausstoßabschnitt der Hochdruckpumpe auf den Zielausstoßdruck der Niederdruckpumpe ansteigt, nachdem die Niederdruckpumpe aktiviert wird.
Kraftstoffdruck-Erfassungssystem eines Verbrennungsmotors gemäß Anspruch 4, wobei die Lerneinrichtung den Messfehler des Kraftstoffdrucksensors erlernt, wenn eine vorgegebene Zeitspanne (CHPNT) verstreicht, wobei die vorgegebene Zeitspanne beginnt, wenn die Niederdruckpumpe aktiviert wird, und endet, wenn der Kraftstoffdruck in dem Ausstoßabschnitt der Hochdruckpumpe auf den Zielausstoßdruck der Niederdruckpumpe ansteigt.
Kraftstoffdruck-Erfassungssystem eines Verbrennungsmotors gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Lerneinrichtung den Messfehler des Kraftstoffdrucksensors bezüglich jedem der Bereiche eines spezifischen Betriebsparameters erlernt, welcher den Kraftstoffdruck beeinflusst.
Kraftstoffdruck-Erfassungssystem eines Verbrennungsmotors gemäß Anspruch 6, des Weiteren mit: einer Temperaturerfassungseinrichtung (33), welche eine vorgegebene Temperatur erfasst, welche entweder eine Kraftstofftemperatur oder eine Temperatur ist, die eine Beziehung zur Kraftstofftemperatur aufweist, wobei die Lerneinrichtung den Messfehler des Kraftstoffdrucksensors bezüglichen jedem Bereich der vorgegebenen Temperatur, die durch die Temperaturerfassungseinrichtung erfasst wird, erlernt.
Kraftstoffdruck-Erfassungssystem eines Verbrennungsmotors gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Lerneinrichtung nicht den Messfehler des Kraftstoffdrucksensors in einem Fall erlernt, wo die Niederdruckpumpe aktiviert wird, wenn eine Stoppzeitspanne des Verbrennungsmotors kurz ist und ein verbleibender Kraftstoffdruck in dem Ausstoßabschnitt der Hochdruckpumpe nicht komplett entwichen ist.
Kraftstoffdruck-Erfassungssystem eines Verbrennungsmotors gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Niederdruckpumpen-Ausstoßdruck-Einstelleinrichtung ein Kraftstoffdruckregler (15) ist, der den Ausstoßdruck der Niederdruckpumpe so einstellt, dass er nicht kleiner als ein Einstelldruck (TFP) ist, und wobei die Lerneinrichtung den Einstelldruck des Kraftstoffdruckreglers als Zielausstoßdruck der Niederdruckpumpe verwendet.
Kraftstoffdruck-Erfassungssystem eines Verbrennungsmotors gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Niederdruckpumpen-Ausstoßdruck-Einstelleinrichtung eine Regeleinrichtung ist, welche eine Regelung des Ausstoßdrucks der Niederdruckpumpe auf einen Zielwert regelt, und wobei die Lerneinrichtung den Zielwert der Regelung als Zielausstoßdruck der Niederdruckpumpe verwendet.
Kraftstoffdruck-Erfassungssystem eines Verbrennungsmotors gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Korrektureinrichtung für den erfassten Kraftstoffdruck, den durch den Kraftstoffdrucksensor erfassten Kraftstoffdruck basierend auf dem Lernwert der Lerneinrichtung nur in einem Niederkraftstoffdruckbereich des durch den Kraftstoffdrucksensors erfassten Kraftstoffdruck korrigiert, wobei der Niederdruckbereich nicht größer als ein vorgegebener Wert ist.
Kraftstoffdruck-Erfassungssystem eines Verbrennungsmotors gemäß Anspruch 11, wobei die Korrektureinrichtung für den erfassten Kraftstoffdruck, eine Obergrenze des erfassten Kraftstoffdrucks, der korrigiert ist, auf einen vorgegebenen Wert begrenzt.
Kraftstoffdruck-Erfassungssystem gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 12, des Weiteren mit: einer Einspritzmengen-Korrektureinrichtung (36, 112, 113), welche eine Kraftstoffeinspritzmenge (INJ) des Kraftstoffeinspritzventils unter Verwendung des erfassten Kraftstoffdrucks, der korrigiert ist, korrigiert.