DE102005001922A1

DE102005001922A1 - Kraftstoffzufuhreneinrichtung für einen Verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE102005001922A1
Application number: DE200510001922
Authority: DE
Inventors: Tasuhiko Kobe Takahashi
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2004-05-20
Filing date: 2005-01-14
Publication date: 2005-12-22
Anticipated expiration: 2025-01-15
Also published as: DE102005001922B4; JP2005330907A; JP4370202B2

Abstract

In einer Kraftstoffzufuhrsteuereinrichtung für einen Verbrennungsmotor, die mit Kraftstoffzufuhreinheiten 106, 107, angesteuert durch einen Verbrennungsmotor 201, einer Kraftstoffdruckakkumulierungseinheit 110 zum Akkumulieren von Kraftstoff von der Kraftstoffzufuhreinheit, einer Kraftstoffeinspritzungseinheit 112 zum Zuführen von Kraftstoff in der Kraftstoffdruckakkumulierungseinheit in eine Verbrennungskammer des Verbrennungsmotors und einer Kraftstoffdruckschätzungseinheit 218 zum Schätzen des Drucks des Kraftstoffs, der in der Druckakkumulierungseinheit akkumuliert ist, ausgerüstet ist, ist eine Stoppperiodenkalkulationseinheit 218 zum Kalkulieren einer Stoppperiode des Verbrennungsmotors vorgesehen, und die Kraftstoffdruckschätzungseinheit setzt einen Anfangswert eines geschätzten Kraftstoffdruckwertes in Übereinstimmung mit der Stoppperiode des Verbrennungsmotors, deshalb kann die Kraftstoffzufuhrsteuereinrichtung einen Kraftstoffdruck mit hoher Präzision schätzen und benötigt keinen Kraftstoffdrucksensor.

Description

1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffzufuhrsteuereinrichtung für einen Verbrennungsmotor, um Kraftstoff zu steuern, der in eine Verbrennungskammer des Verbrennungsmotors einzuspritzen ist.

Gemäß einer derartigen Steuereinrichtung eines konventionellen Typs wird der Druck von Kraftstoff in einem Akkumulator durch Druckerfassungsmittel erfasst und ein Druckabstimmungsmittel wird so gesteuert, dass der Kraftstoffdruck gleich einem Zieldruck ist. Wenn eine Anomalie in dem Druckerfassungsmittel für den Kraftstoff erfasst wird, wird der Kraftstoffdruck in dem Akkumulator auf der Basis einer Druckspeisemenge von einer Kraftstoffpumpe und einer Einspritzmenge von einem Einspritzventil durch ein Druckschätzungsmittel geschätzt, und der Kraftstoffdruck in dem Akkumulator wird durch Verwenden des geschätzten Kraftstoffdrucks gesteuert, einem Zielkraftstoffdruck gleich zu sein.

Der geschätzte Kraftstoffdruck wird in diesem Fall durch die folgende Gleichung kalkuliert. Pccal = K/Vcr × ∫(Vp-Vi)dst

Hier sind

Pccal:: geschätzter Kraftstoffdruck
K:: Teilungsrest von Elastizität vom Volumen
Vcr:: gemeinsames Schienenvolumen
Vp:: Druckspeisevolumen von Hochdruckpumpe
Vi:: Einspritzvolumen vom Injektor
St:: Hubzahl vom Motor.

Ein Zielschienendruck zur Startzeit des Motors wird als ein Anfangswert des geschätzten Kraftstoffdrucks (Pccal) gesetzt (siehe z.B. JP-A-2000-303887: Patentliteraturstelle 1).

In einer anderen konventionellen Einrichtung wird, wenn ein Kraftstoffdrucksensor in einen anomalen Zustand fällt, der Kraftstoffdruck gesteuert, um auf einen vorbestimmten Kraftstoffdruck (Speisedruck) gesetzt zu werden. Der tatsächliche Kraftstoffdruck ist jedoch nicht unverzüglich gleich dem Speisedruck. Deshalb wird der Kraftstoffdruck geschätzt und die Kraftstoffsteuerung wird durch Verwenden des so geschätzten Kraftstoffdrucks ausgeführt, bis der Kraftstoffdruck den Speisedruck erreicht.

Das heißt wenn ein Kraftstoffdrucksensor in einem normalen Zustand ist, wird die Kraftstoffsteuerung auf der Basis eines Kraftstoffdruckwertes ausgeführt, der durch den Kraftstoffdrucksensor erfasst wird, und wenn der Kraftstoffdrucksensor als in einem anomalen Zustand zu sein beurteilt wird, wird ein Überströmventil einer Hochdruckpumpe in einen vollständig geöffneten Zustand gesetzt, der Kraftstoffdruck wird gesteuert, um auf den Kraftstoffdruck einer Speisepumpe gesetzt zu werden, und der Kraftstoffdruck wird auch durch die folgende Gleichung geschätzt. PR = PRn-1 – K × Qf

Hier sind

PR:: Kraftstoffdruck
PRn-1:: Kraftstoffdruck, kalkuliert in vorheriger Routine
K:: Konstante (bestimmt durch Kraftstoffverhältnis, Schienenvolumen etc.)
Qf:: letzter Wert von Zielkraftstoffeinspritzmenge.

Ein Kraftstoffdruckwert, der durch den Kraftstoffdrucksensor erfasst wird, gerade bevor der Kraftstoffdrucksensor eine Störung hat, wird als ein Anfangswert des Kraftstoffdrucks (PR) gesetzt (siehe z.B. JP-A-11-210532: Patentliteraturstelle 2).

Des weiteren wird in einer anderen konventionellen Einrichtung der Kraftstoffdruck zur Startzeit des Motors auf der Basis einer Modellgleichung geschätzt. D.h. wenn die Rotationsgeschwindigkeit in einem erfassten Kraftstoffdruck, der nicht größer als (maximaler Kraftstoffdruck – vorbestimmter Wert) ist, gleich Null ist, wird der Kraftstoffdruck durch die folgende Gleichung kalkuliert. MPs = Ps0 + Pa × Pb – Pc

Hier sind

Ps0:: Restkraftstoffdruck (Erfassungswert, der durch den Kraftstoffdrucksensor erreicht wird)
Pa:: Kraftstoffdruckkoeffizient (Wert entsprechend akkumulierter Zahl von Umdrehungen)
Pb:: Kraftstoffdruckkoeffizient (Wert entsprechend Rotationsgeschwindigkeit)
P:: Ausbrennungskraftstoffdruck (Wert entsprechend Ausbrennungskraftstoffmenge vom Kraftstoffeinspritzventil)

Der Restkraftstoffdruck (Ps0) wird auf der Basis des Erfassungswertes des Kraftstoffdrucksensors eingestellt (siehe z.B. JP-A-10-9017: Patentliteraturstelle 3).

In der konventionellen Kraftstoffzufuhrsteuereinrichtung für den Verbrennungsmotor, die in der Patentliteraturstelle 1 offengelegt wird, wird der Zielschienendruck zur Startzeit des Motors auf den Anfangswert des geschätzten Kraftstoffdrucks gesetzt, wie oben beschrieben wird.

Da der tatsächliche Kraftstoffdruck auf Null reduziert ist, wenn die Stoppperiode des Motors ausreichend lang ist, ist er gleich einem Entladungsdruck basierend auf einer Speisepumpe, ohne durch eine Hochdruckpumpe unter Druck gesetzt zu werden. Wenn die Stoppperiode des Motors kurz ist, ist der Kraftstoffdruck gleich einem Wert, der etwas von dem Zielkraftstoffdruck reduziert ist, gerade bevor der Motor gestoppt wird.

Andererseits ist der Zielkraftstoffdruck zur Startzeit des Motors auf einen festen Wert oder in Übereinstimmung mit einer Temperatur gesetzt, der tatsächliche Kraftstoffdruck zur Startzeit des Motors ist jedoch nicht fixiert, sodass der tatsächliche Kraftstoffdruck häufig von dem Zielkraftstoffdruck abweicht. Entsprechend gab es ein Problem dadurch, dass es eine Differenz zwischen dem tatsächlichen Kraftstoffdruck und dem geschätzten Kraftstoffdruck in der Stufe des Anfangswertes gibt.

Falls irgendeine Differenz zwischen dem tatsächlichen Kraftstoffdruck und dem geschätzten Kraftstoffdruck auftritt, würde irgendeine Differenz in geschätzten Werten anschließend zu dem Anfangswert auftreten. Falls irgendeine Differenz zwischen dem tatsächlichen Kraftstoffdruck und dem geschätzten Kraftstoffdruck auftritt, würde irgendein Fehler in einer Einspritzmenge auftreten, wenn die Kraftstoffeinspritzsteuerung auf der Basis des geschätzten Kraftstoffdrucks ausgeführt wird, und somit weicht das Luft-Kraftstoff-Verhältnis (L/K) ab, sodass eine Verschlechterung des Startleistungsverhaltens, eine Verringerung der Rotation nach Start des Motors, Auftreten von Motorblockierung etc. auftreten, was eine Verschlechterung vom Abgas bewirkt.

Des weiteren wird in der konventionellen Kraftstoffzufuhrsteuereinrichtung für den Verbrennungsmotor, die in der Patentliteraturstelle 2 offengelegt wird, der Ausgabewert des Kraftstoffdrucksensors, gerade bevor der Kraftstoffdrucksensor einen Ausfall hat, auf den Anfangswert des geschätzten Kraftstoffdrucks gesetzt, sodass der Kraftstoffdrucksensor unentbehrlich ist und somit die Kosten ansteigen.

Weiter noch wird in der konventionellen Kraftstoffzufuhrsteuereinrichtung für den Verbrennungsmotor, die in der Patentliteraturstelle 3 offengelegt wird, der Erfassungswert des Kraftstoffdrucksensors auf den Restkraftstoffdruckwert gesetzt, sodass der Kraftstoffdrucksensor unentbehrlich ist und somit die Kosten wie in dem Fall der Patentliteraturstelle 2 ansteigen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung wurde implementiert, um die obigen Probleme zu überwinden, und hat als ein Ziel, eine Kraftstoffzufuhrsteuereinrichtung für einen Verbrennungsmotor vor zusehen, die Kraftstoffdruck mit hoher Präzision schätzen kann und keinen Kraftstoffdrucksensor erfordert.

Um das obige Ziel zu erreichen, wird eine Kraftstoff zufuhrsteuereinrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehen, die mit einer Kraftstoffzuführungseinheit, die durch den Verbrennungsmotor angesteuert wird, einer Kraftstoffdruckakkumulierungseinheit zum Akkumulieren von Kraftstoff von der Kraftstoffzuführungseinheit, einer Kraftstoffeinspritzungseinheit zum Zuführen von Kraftstoff von der Kraftstoffdruckakkumulierungseinheit in eine Verbrennungskammer des Verbrennungsmotors und einer Kraftstoffdruckschätzungseinheit zum Schätzen des Drucks des Kraftstoffs, der in der Kraftstoffdruckakkumulierungseinheit akkumuliert ist, ausgerüstet ist, wobei ferner eine Stoppperiodenkalkulationseinheit zum Kalkulieren einer Stoppperiode des Verbrennungsmotors vorgesehen ist, und die Kraftstoffdruckschätzungseinheit einen Anfangswert des geschätzten Kraftstoffdruckwertes in Übereinstimmung mit der Stoppperiode des Verbrennungsmotors einstellt.

In der Kraftstoffzufuhrsteuereinrichtung für den Verbrennungsmotor gemäß der Erfindung kann, wenn der Kraftstoffdruck wegen Schwund von Kraftstoff aus einem Hochdruckkraftstoffrohr während einer Motorstoppperiode, für die die Hochdruckpumpe nicht angesteuert wird, allmählich reduziert wird, und somit kann durch Einstellen des Anfangswertes auf der Basis des geschätzten Kraftstoffdrucks auf der Basis der Motorstoppperiode die Kraftstoffdruckschätzung mit hoher Präzision durchgeführt werden, wobei dadurch der Fehler zwischen dem geschätzten Kraftstoffdruck und dem tatsächlichen Kraftstoffdruck eliminiert wird.

Falls es möglich ist, die Kraftstoffdruckschätzung hoher Präzision durchzuführen, wäre des weiteren kein Kraftstoffdruck sensor erforderlich, und die Kosten können somit reduziert werden.

Da der Kraftstoffdruckübergang, nachdem der Motor gestoppt ist, geschätzt wird, um den Anfangswert des geschätzten Kraftstoffdrucks einzustellen, kann des weiteren die Kraftstoffdruckschätzung hoher Präzision von der Startzeit des Motors durchgeführt werden, sodass die Steuerungspräzision vom L/K gesteigert wird, das Startleistungsverhalten ausgezeichnet ist und Abgas zur Startzeit reduziert wird.

Durch Schätzen des Kraftstoffdrucks anschließend zu dem Anfangswert auf der Basis der Entladungsmenge einer Hochdruckpumpe und der Einspritzmenge eines Injektors eine vorübergehende Kraftstoffdruckvariation, bis der Kraftstoffdruck einen Steuerkraftstoffdruck erreicht, durch einen Hochdruckregler anschließend zu der Startzeit des Motors, sodass die Steuerungspräzision vom L/K gesteigert werden kann und das Startleistungsverhalten ausgezeichnet ist. Außerdem können eine Verringerung der Rotation, nachdem der Motor gestartet ist, Auftreten einer Motorblockierung etc. verhindert werden, und Abgas kann auch reduziert werden.

Da es möglich ist, die Kraftstoffdruckschätzung hoher Präzision durchzuführen, ist es des weiteren noch nicht erforderlich, dass ein Kraftstoffdrucksensor vorgesehen wird, und somit kann das System bei geringen Kosten implementiert werden.

Die vorangehenden und andere Ziele, Merkmale, Aspekte und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung offensichtlicher, wenn sie in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen aufgenommen wird.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein schematisches Diagramm, das den Aufbau eines Kraftstoffsystems gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
2 ist ein schematisches Diagramm, das den Aufbau und Überblick eines Verbrennungsmotors gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
3 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb der ersten Ausführungsform zeigt;
4 ist eine Grafik, die den Betrieb der ersten Ausführungsform zeigt;
5 ist eine Abbildung, die aus der Grafik von 4 in der ersten Ausführungsform erreicht wird;
6 ist eine Abbildung zum Führen eines Einlasslufttemperatur-Variationskorrekturkoeffizienten von einer Einlasslufttemperaturvariation in der ersten Ausführungsform;
7 ist eine Grafik, die den Betrieb der ersten Ausführungsform zeigt;
8 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb der ersten Ausführungsform zeigt; und
9 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb der ersten Ausführungsform zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Hierin nachstehend wird eine bevorzugte Ausführungsform gemäß der Erfindung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
Erste Ausführungsform
Es wird eine erste Ausführungsform gemäß der Erfindung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. 1 ist ein schematisches Diagramm, das den Aufbau und Überblick einer Kraftstoffzufuhr und Kraftstoffdrucksteuereinrichtung der ersten Ausführungsform zeigt.
Wie in 1 gezeigt wird, wird Kraftstoff aus einem Kraftstofftank 101 durch eine Speisepumpe 102 gepumpt, während er einen Filter 103 durchläuft. Der so gepumpte Kraftstoff wird im Kraftstoffdruck durch einen Niederdruckregler 104 abgestimmt, durchläuft ein Prüfventil einer stromaufwärtigen Seite 105A und wird dann in eine Volumenkammer 106 einer Hochdruckpumpe eingeführt.
Ein Kolben 107 der Hochdruckpumpe wird in der vertikalen Richtung durch eine Nocke 108 für eine Pumpe angesteuert, die an einer Nockenwelle ausgeführt ist, und variiert das Volumen der Volumenkammer 106, um Kraftstoff unter Druck zu setzen und zu entladen. Der so entladene Kraftstoff durchläuft ein Prüfventil einer stromabwärtigen Seite 105B und wird durch einen Hochdruckregler 109 im Druck abgestimmt. Der Kraftstoff, der durch den Hochdruckregler 109 im Druck abgestimmt wurde, wird in einer Kraftstoffschiene 110 im Druck akkumuliert und von einem Injektor 112, der mit der Kraftstoffschiene 110 verbunden ist, in die Verbrennungskammer des Verbrennungsmotors eingespritzt. ECU 113 führt die Steuerung des Verbrennungsmotors aus, die die Ansteuerung der Niederdruckpumpe 102 und die Ansteuerung des Injektors 112 beinhaltet.
2 ist ein Diagramm, das den Aufbau und Überblick eines Verbrennungsmotors zeigt. In 2 repräsentiert Bezugszei chen 201 einen Verbrennungsmotor, Bezugszeichen 202 repräsentiert einen Einlasslufttemperatursensor zum Erfassen der Temperatur von Luft, die durch den Verbrennungsmotor aufgenommen wird, Bezugszeichen 203 repräsentiert einen Luftreiniger zum Reinigen von Luft, die durch den Verbrennungsmotor 201 aufgenommen wird, Bezugszeichen 204 repräsentiert einen Luftstromsensor zum Messen der Menge von Luft, die durch den Verbrennungsmotor 201 aufgenommen wird, Bezugszeichen 205 repräsentiert ein Einlassrohr, Bezugszeichen 206 repräsentiert ein Drosselventil zum Abstimmen der Einlassluftmenge und Steuern der Ausgabe des Verbrennungsmotors 201 und Bezugszeichen 207 repräsentiert einen Injektor zum Zuführen von Kraftstoff im Einklang mit der Menge von Einlassluft. Der Injektor 207 ist der gleiche wie das Bezugszeichen 112, und ist mit der Kraftstoffschiene 101 von 1 verbunden (nicht gezeigt).
Bezugszeichen 208 repräsentiert eine Zündkerze zum Generieren eines Funkens, um das Luft-Kraftstoff-Gemisch in der Verbrennungskammer des Verbrennungsmotors 201 zu verbrennen, Bezugszeichen 209 repräsentiert eine Zündspule zum Zuführen von Hochspannungsenergie zu der Zündkerze 208, Bezugszeichen 210 repräsentiert ein Abgasrohr zum Ausstoßen von verbranntem Abgas, Bezugszeichen 211 repräsentiert einen O₂-Sensor zum Erfassen einer Restsauerstoffmenge in dem Abgas und Bezugszeichen 212 repräsentiert einen Dreiwege-Katalysator zum Reinigen von schädlichem Gas, wie etwa THC, CO, NO_x, in dem Abgas zur gleichen Zeit. Bezugszeichen 213 repräsentiert eine Sensorplatte, die mit einer Kurbelwelle fixiert ist und einen Kurbelwinkel erfasst. Die Sensorplatte 213 ist mit einem Vorsprung in einer vorbestimmten Position versehen (nicht gezeigt) und ist mit der Kurbelwelle ganzheitlich drehbar.
Bezugszeichen 214 repräsentiert einen Kurbelwinkelsensor zum Erfassen der Position der Kurbelwelle und ist so gestaltet, um ein Signal zu generieren, wenn ein Vorsprung (nicht ge zeigt) der Sensorplatte 213 den Kurbelwinkelsensor 214 durchläuft, um dadurch den Kurbelwinkel zu erfassen, wie gut bekannt ist. Bezugszeichen 215 repräsentiert einen Nockenwinkelsensor zum Generieren eines Impulssignals durch einen Vorsprung einer Nockenwinkel-Erfassungssensorplatte (nicht gezeigt) wie in dem Fall des Kurbelwinkelsensors und Erfassen des Nockenwinkels. Bezugszeichen 216 repräsentiert einen Wasserdurchgang zum Kühlen des Verbrennungsmotors 201, der mit Kühlwasser gefüllt ist. Bezugszeichen 217 repräsentiert einen Wassertemperatursensor zum Erfassen der Temperatur des Kühlwassers, und Bezugszeichen 218 repräsentiert eine ECU zum Steuern des Verbrennungsmotors 201.
ECU 218 kalkuliert eine Kraftstoffmenge, die für den Verbrennungsmotor erforderlich ist, aus der Rotationsgeschwindigkeit, kalkuliert auf der Basis der Luftmenge, die durch den Luftstromsensor 204 erfasst wird, und des Kurbelwinkelsignals, das durch den Kurbelwinkelsensor 214 erfasst wird, auf der Basis der folgenden Gleichung. Qf = Qa/Ne × K
Hier sind

Qf:: Kraftstoffmenge [g/s]
Qs:: Einlassluftmenge [g/s]
Ne:: Rotationsgeschwindigkeit [U/m]
K:: verschiedene Arten von Korrekturen.

Da der Injektor 207 die Menge von eingespritztem Kraftstoff auf der Basis einer Zeit kalkuliert, für die das Ventil geöffnet ist, wird die Flussrate zu der Ventilöffnungszeit durch die folgende Gleichung konvertiert. Qft = Qf × Kft × Kfp
Hier sind

Qft:: Ansteuerzeit vom Injektor [ms]
Kft:: Flussrate zu Zeitkonvertierungskoeffizient
Kfp:: Kraftstoffdruckkorrekturkoeffizient.

Da die Einspritzmenge in Übereinstimmung mit dem Kraftstoffdruck selbst in dem Fall der gleichen Ventilöffnungszeit variiert wird, wird die Flussrate mit dem Kraftstoffdruckkorrekturkoeffizienten korrigiert, sodass die gleiche Einspritzmenge ungeachtet des Kraftstoffdrucks erreicht wird.
Der Kraftstoffdruckkorrekturkoeffizient wird durch die folgende Gleichung kalkuliert. Kfp = √ (Pt/Pf)
Hier sind

Pt:: Zielkraftstoffdruck [MPa]
Pf:: geschätzter Kraftstoffdruck [MPa].

Es wird ein Verfahren zum Kalkulieren des geschätzten Drucks (Pf) in der obigen Gleichung beschrieben.
3 ist ein Flussdiagramm, das die Verarbeitung zeigt, die ausgeführt wird, wenn Energie von ECU 218 zuerst eingeschaltet wird. Diese Verarbeitung wird nur einmal ausgeführt, wenn ein Zündschalter eingeschaltet wird.
In Schritt S1 wird eine Zeit (Toff), in der der Motor gestoppt ist, aus der Wassertemperatur (WToff) kalkuliert, wenn der Motor zuvor gestoppt war. Anschließend wird in Schritt S2 eine Zeit (Ton), in der der Zündschalter eingeschaltet ist in dieser Zeit aus der Wassertemperatur (WTon) kalkuliert, wenn der Zündschalter in dieser Zeit eingeschaltet ist. Anschließend wird in Schritt S3 die Zeit (Toff), in der der Motor zuvor gestoppt war, von der Zeit (Ton) subtrahiert, in der der Zündschalter in dieser Zeit eingeschaltet ist, wobei dadurch eine Bezugszeit (TBoff) des Motorstopps kalkuliert wird.
4 ist eine Grafik, die eine Wassertemperaturvariation zeigt, wenn der Motor gestoppt ist. Selbst in dem Fall der gleichen Ablaufzeit seit dem Motorstopp variiert die Wassertemperatur in Übereinstimmung mit der Umgebungstemperatur. Des weiteren zeigt 4, dass eine Konvergenztemperatur unterschiedlich ist. 5 ist eine Abbildung, die aus der Grafik von 4 erreicht wird. In 5 ist die Wassertemperatur auf die Abszissenachse gesetzt, und die Einlasslufttemperatur ist auf die Ordinatenachse gesetzt, sodass die Zeit kalkuliert werden kann. Dies wird im ROM (Nur-Lese-Speicher) in ECU 218 gespeichert, und die Zeit kann durch Verweis auf diese Abbildung kalkuliert werden.
Falls in der Toff-Kalkulation von dem Schritt S1 von 3 die Einlasslufttemperatur gleich 0°C ist und die Wassertemperatur gleich 80°C ist, ist Toff gleich 50[min] aus 5.
Falls in der Ton-Kalkulation des Schrittes S2 von 3 die Einlasslufttemperatur gleich 0°C ist und die Wassertemperatur gleich 70°C ist, ist Ton gleich 80,5[min] aus dem Zwischenwert zwischen der Wassertemperatur 60°C und 80°C von 5.
Aus dem obigen Ergebnis ist TBoff, kalkuliert in Schritt S3 von 3, gleich 80,5[min] – 50[min] = 30,5[min], und die Bezugszeit des Motorstopps (TBoff) ist gleich 30,5[min].
In Bezug auf die Zeit (Toff) in der Motorstoppzeit und die Zeit (Ton) in der Einschaltzeit des Zündschalters, die in Schritten S1, S2 kalkuliert werden, wird die Ablaufzeit aus der Wassertemperatur 100°C kalkuliert. Die Bezugszeit (TBoff) des Motorstopps, die in Schritt S3 kalkuliert wird, entspricht jedoch der Zeitdifferenz zwischen der Einschaltzeit (Ton) des Zündschalters und der Zeit (Toff) in der Motorstoppzeit, und sie verwenden die gleiche Bezugszeit, sodass es kein Problem gibt.
4 ist eine Grafik, die die Verringerung der Wassertemperatur zeigt, wenn die Einlasslufttemperatur fixiert ist. Tatsächlich ist die Einlasslufttemperatur jedoch nicht fixiert, und die Einlasslufttemperatur ist hoch, wenn die Wassertemperatur hoch ist, gerade nachdem der Motor gestoppt ist, und wird mit dem Zeitablauf verringert. Deshalb ist es erforderlich, die Korrektur basierend auf der Variation der Einlasslufttemperatur auszuführen.
Deshalb wird in Schritt S4 von 3 ein Einlasslufttemperaturvariationskorrekturkoeffizient (Kta) aus der Einlasslufttemperaturvariation (ΔAT) kalkuliert. ΔAT = AToff – ATon
Hier sind

ΔAT:: Einlasslufttemperaturvariation
AToff:: Einlasslufttemperatur in der Motorstoppzeit
ATon:: Einlasslufttemperatur in der Motorstartzeit.

Das Kalkulationsverfahren ist, die Abbildung, die in 6 gezeigt wird, im ROM zu speichern und dabei interpolierend auf die Abbildung zu verweisen.
Wenn die Einlasslufttemperaturvariation gleich 0°C ist, ist der Korrekturkoeffizienten gleich 1, wie in 6 gezeigt wird. Wenn die Einlassluftvariation größer als 0°C ist, d.h. die Einlasslufttemperatur ist in der Motorstoppzeit höher als die in der Motorstartzeit, ist der Korrekturkoeffizient größer als 1, wie in 6 gezeigt wird. Wenn die Einlasslufttemperaturvariation kleiner als 0°C ist, wird der Korrekturkoeffizient auf einen Wert gesetzt, der kleiner als 1 ist.
In Schritt S5 von 3 wird die Bezugszeit (TBoff) des Motorstopps mit dem Einlasslufttemperaturvariationskorrekturkoeffizienten (Kta) multipliziert, um die Motorstoppzeit (Toff) zu kalkulieren.
Anschließend wird in Schritt S6 der Kraftstoffdruck (Pf) aus der Motorstoppzeit (Toff) kalkuliert.
7 ist eine Grafik, die den Übergang des Kraftstoffdrucks von der Motorstoppzeit zeigt, und aus 7 ist offensichtlich, dass sich der Kraftstoffdruck mit dem Zeitablauf reduziert. Die Kalkulation wird durch Speichern der Charakteristik von 7 als eine zweidimensionale Abbildung im ROM und Verweisen auf die Abbildung ausgeführt.
Bezug nehmend auf 7 ist, wenn der Kraftstoffdruck entsprechend TBoff = 30,5[min], kalkuliert wie oben beschrieben, aus der Abbildung von 7 bestimmt wird, der geschätzte Kraftstoffdruck (Pf) gleich 1,945[MPa].
Unter dem Motorstoppzustand wird der Kraftstoffdruck auf Null reduziert. Wenn der Zündschalter jedoch lediglich eingeschaltet wird, wird die Hochdruckpumpe nicht angesteuert, und es wird nur die Speisepumpe angesteuert, sodass der geringste Kraftstoffdruck gleich dem Steuerkraftstoffdruck basierend auf dem Niederdruckregler ist. Entsprechend wird in Bezug auf den Kraftstoffdruck, der in dem ROM zu speichern ist, der Kraftstoffdruck in einem Ablaufzeitbereich, wo der Kraft stoffdruck gleich dem Kraftstoffdruck basierend auf der Speisepumpe oder kleiner ist, auf den Entladungsdruck der Speisepumpe gesetzt, wie durch eine unterbrochene Linie von 7 angezeigt wird.
In Schritten S1, S2 von 3 bedeutet f1, dass auf die zweidimensionale Abbildung von der Wassertemperatur (WToff, WTon) verwiesen wird, um die Zeit zu kalkulieren.
Des weiteren bedeutet f2 von dem Schritt S4, dass auf die zweidimensionale Abbildung von der Einlasslufttemperaturvariation (ΔAT) verwiesen wird, um den Einlassluftkorrekturkoeffizienten zu kalkulieren. Weiter noch bedeutet f3 von dem Schritt S6, dass auf die zweidimensionalen Abbildungsdaten von der Motorstoppzeit (Toff) verwiesen wird, um den geschätzten Kraftstoffdruck (Pf) zu kalkulieren.
8 ist ein Flussdiagramm, das die Verarbeitung einer Einstellung der Wassertemperatur (WToff) in der Motorstoppzeit zeigt. Diese Verarbeitung wird jedes Mal ausgeführt, wenn ein BTDC-5-Grad-Signal des Kurbelwinkelsensors 214 eingegeben wird. Die gegenwärtige Wassertemperatur (WT) wird auf die Wassertemperatur (WToff) in der Motorstoppzeit in Schritt S11 gesetzt. Diese Verarbeitung wird jedes Mal ausgeführt, wenn ein Signal vom BTDC-5-Grad-Signal des Kurbelwinkelsensors 214 eingegeben wird, sodass die Wassertemperatur jederzeit unter dem Zustand, dass der Motor angesteuert wird, erneuert wird.
Wenn der Motor blockiert, wird das Signal von allen BTDC-5-Graden des Kurbelwinkelsensors 214 nicht eingegeben, und somit wird diese Verarbeitung nicht ausgeführt. Deshalb wird die schließlich erneuerte Wassertemperatur (WToff) in der Motorstoppzeit gehalten. Selbst wenn der Zündschalter ausgeschaltet wird, um den Motor zu stoppen, wird der schließlich erneuerte Wert als die Wassertemperatur (WToff) in der Motorstoppzeit gehalten.
Die Wassertemperatur (WToff) in der Motorstoppzeit wird mit einer Batterie gesichert, und sie wird gespeichert, sogar nachdem der Zündschalter ausgeschaltet ist.
Als Nächstes wird die Verarbeitung anschließend zur Anfangswerteinstellung des geschätzten Kraftstoffdrucks beschrieben.
9 ist ein Flussdiagramm, das jeden Hub ausgeführt wird, z.B. jedes Mal, wenn ein Kurbelwinkelsensorsignal von BTDC 5-Grad eingegeben wird. Die Kraftstoffdruckvariationsmenge wird jeden einen Hub auf der Basis der folgenden Gleichung in Schritt S21 kalkuliert. dPF = Kt/Vfr × (Vp – Vi)
Hier sind

dPf:: variierter Kraftstoffdruck in einem Hub [MPa]
Kt:: Teilungsrest von Elastizität vom Volumen [MPa]
Vfr:: Kraftstoffschienenvolumen [cc]
Vp:: Entladungsmenge von Hochdruckpumpe [cc]
Vi:: Injektionsmenge vom Injektor [cc].

Als Nächstes wird der geschätzte Kraftstoffdruck auf der Basis der folgenden Gleichung in Schritt S22 kalkuliert. Pf = min (Pf[i-1] + dPf, Pmax)

Hier ist Pmax:: maximaler Kraftstoffdruck [MPa].

Das Hochdruckkraftstoffsystem ist mit dem Hochdruckregler 109 ausgerüstet, und der maximale Kraftstoffdruck (Pmax) ist der Kraftstoffdruck, der durch den Hochdruckregler 109 gesteuert wird.
Wenn der Kraftstoffdruck, der durch Addieren des vorherigen geschätzten Kraftstoffdrucks (Pf[i-1]) mit dem variierten Kraftstoffdruck (dPf) in einem Hub erreicht wird, größer als der maximale Kraftstoffdruck (Pmax) ist, wird der geschätzte Kraftstoffdruck (Pf) auf den maximalen Kraftstoffdruck (Pmax) gesetzt. Wenn andererseits der Kraftstoffdruck, der durch Addieren des vorherigen geschätzten Kraftstoffdrucks (Pf[i-1]) mit dem variierten Kraftstoffdruck (dPf) in einem Hub erreicht wird, nicht größer als der maximale Kraftstoffdruck (Pmax) ist, wird der geschätzte Kraftstoffdruck (Pf) auf den Kraftstoffdruck gesetzt, der durch Addieren des vorherigen geschätzten Kraftstoffdrucks (Pf[i-1]) mit dem variierten Kraftstoffdruck (dPf) in einem Hub erreicht wird.
Wie oben beschrieben wird während der Motorstoppperiode, für die die Hochdruckpumpe nicht angesteuert wird, der Kraftstoffdruck wegen Schwund von Kraftstoff aus dem Hochdruckkraftstoffrohr allmählich reduziert. Deshalb kann durch Einstellen des Anfangswertes des geschätzten Kraftstoffdrucks auf der Basis der Periode, für die der Motor gestoppt ist, die Schätzung des Kraftstoffdrucks mit hoher Präzision durchgeführt werden, sodass der Fehler zwischen dem geschätzten Kraftstoffdruck und dem tatsächlichen Kraftstoffdruck aufgehoben werden kann. Falls die Kraftstoffdruckschätzung hoher Präzision möglich ist, ist des weiteren kein Kraftstoffdrucksensor erforderlich, und somit können die Kosten reduziert werden.
Wie oben beschrieben wird die Motorstoppperiode auf der Basis der Wassertemperatur in der Motorstoppzeit, der Wassertemperatur in der Motorstartzeit und der Einlasslufttemperatur in der Motorstartzeit kalkuliert, und somit ist es nicht erfor derlich, eine Zeitzähleinrichtung, wie etwa einen Timer oder dergleichen, während der Motorstoppperiode hinzuzufügen, sodass die Einrichtung bei einem geringen Preis hergestellt werden kann.
Es gibt eine Befürchtung, dass Energie verbraucht wird, wenn Zeit durch einen Timer während der Motorstoppperiode gezählt wird. Es ist jedoch nicht erforderlich, eine Einrichtung, wie etwa einen Timer oder dergleichen, während der Motorstoppperiode in der Stoppperiodenkalkulation basierend auf der Wassertemperatur anzusteuern, und somit gibt es keine derartige Befürchtung, dass die Batterie wegen einer Erhöhung vom Energieverbrauch spannungslos ist.
Des weiteren variiert die Einlasslufttemperatur häufig in der Motorstoppzeit und der Motorstartzeit, und die Wassertemperaturvariation ist unterschiedlich, wenn die Umgebungstemperatur des Motors unterschiedlich ist. Deshalb wird die Stoppperiode auf der Basis der Variation der Wassertemperatur in der Motorstoppzeit und der Wassertemperatur in der Motorstartzeit korrigiert, wodurch die Stoppperiode mit höherer Präzision kalkuliert werden kann.
Weiter noch wird, nachdem der Kraftstoffdruckanfangswert kalkuliert ist, der Kraftstoffdruck auf der Basis der Entladungsmenge der Hochdruckpumpe jeden Hub und der Injektionsmenge des Injektors geschätzt, wodurch die vorübergehende Kraftstoffvariation auch mit hoher Präzision geschätzt werden kann.
Weiter noch kann durch Korrigieren der Kraftstoffeinspritzmenge des Injektors auf der Basis des geschätzten Kraftstoffdrucks die Einspritzmenge fixiert werden, selbst wenn der Kraftstoffdruck variiert, und somit kann dem Motor ein erforderlicher Kraftstoff zugeführt werden. Deshalb wird die Steu erungspräzision vom L/K gesteigert, das Startleistungsverhalten ist ausgezeichnet, und das Abgas in der Startzeit kann auch reduziert werden.
Nachdem der Kraftstoffdruck den beschränkten Kraftstoffdruck basierend auf dem Hochdruckregler erreicht, wird der geschätzte Kraftstoffdruck auf den beschränkten Kraftstoffdruck gesetzt, wodurch eine Vergrößerung vom Fehler wegen Akkumulation eines winzigen Fehlers zwischen dem geschätzten Kraftstoffdruck und dem tatsächlichen Kraftstoffdruck eliminiert werden kann.
Während die gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung gezeigt und beschrieben wurden, ist zu verstehen, dass diese Offenlegungen dem Zweck von Veranschaulichung dienen und dass verschiedene Änderungen und Modifikationen durchgeführt werden können, ohne von dem Bereich der Erfindung abzuweichen, wie in den angefügten Ansprüchen dargelegt.

Claims

Kraftstoffzufuhrsteuereinrichtung für einen Verbrennungsmotor, umfassend: eine Kraftstoffzuführungseinheit, die durch den Verbrennungsmotor angesteuert wird; eine Kraftstoffdruckakkumulierungseinheit zum Akkumulieren von Kraftstoff von der Kraftstoffzuführungseinheit; eine Kraftstoffeinspritzungseinheit zum Zuführen von Kraftstoff der Kraftstoffdruckakkumulierungseinheit in eine Verbrennungskammer des Verbrennungsmotors; eine Kraftstoffdruckschätzungseinheit zum Schätzen des Drucks des Kraftstoffs, der in der Kraftstoffdruckakkumulierungseinheit akkumuliert ist; und eine Stoppperiodenkalkulationseinheit 218 zum Kalkulieren einer Stoppperiode des Verbrennungsmotors, wobei die Kraftstoffdruckschätzungseinheit einen Anfangswert des geschätzten Kraftstoffdruckwertes in Übereinstimmung mit der Stoppperiode des Verbrennungsmotors einstellt.
Kraftstoffzufuhrsteuereinrichtung für den Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Temperaturerfassungseinheit 217 zum Erfassen einer Motortemperatur des Verbrennungsmotors und eine Einlasslufttemperaturerfassungseinheit 202 zum Erfassen der Temperatur von Luft, die durch den Verbrennungsmotor aufgenommen wird, wobei die Stoppperiodenkalkulationseinheit die Stoppperiode des Verbrennungsmotors auf der Basis einer Motortemperatur, die durch die Temperaturerfassungseinheit erfasst wird, wenn der Verbrennungsmotor zuvor gestoppt war, einer Mo tortemperatur, wenn der Verbrennungsmotor in dieser Zeit gestartet wird, und einer Einlasslufttemperatur, die durch die Einlasslufttemperaturerfassungseinheit erfasst wird, wenn der Verbrennungsmotor in dieser Zeit gestartet wird, kalkuliert.
Kraftstoffzufuhrsteuereinrichtung für den Verbrennungsmotor nach Anspruch 2, wobei die Stoppperiodenkalkulationseinheit die Stoppperiode des Verbrennungsmotors in Übereinstimmung mit der Differenz zwischen der Einlasslufttemperatur, wenn der Verbrennungsmotor zuvor gestoppt war, und der Einlasslufttemperatur, wenn der Verbrennungsmotor in dieser Zeit gestartet wird, korrigiert.
Kraftstoffzufuhrsteuereinrichtung für den Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, wobei die Kraftstoffdruckschätzungseinheit den Kraftstoffdruck anschließend zu dem Anfangswert auf der Basis der Entladungsmenge der Kraftstoffzufuhreinheit jeden Hub des Verbrennungsmotors und der Kraftstoffeinspritzmenge der Kraftstoffeinspritzungseinheit schätzt.
Kraftstoffzufuhrsteuereinrichtung für den Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, wobei die Kalkulationsmenge in der Kraftstoffeinspritzungseinheit auf der Basis des Kraftstoffdrucks korrigiert wird, der durch die Kraftstoffdruckschätzungseinheit geschätzt wird.
Kraftstoffzufuhrsteuereinrichtung für den Verbrennungsmotor nach Anspruch 4, ferner umfassend eine Kraftstoffdruckabstimmungseinheit 109 zum Beschränken des maximalen Kraftstoffdrucks der Kraftstoffdruckakkumulierungseinheit, wobei die Kraftstoffdruckschätzungseinheit den geschätzten Kraftstoffdruck auf der Basis der Entladungsmenge der Kraftstoffzufuhreinheit und der Einspritzmenge der Kraft stoffeinspritzungseinheit schätzt, bis der Kraftstoffdruck den Kraftstoffdruck erreicht, der durch die Kraftstoffdruckabstimmungseinheit beschränkt ist, und nachdem der Kraftstoffdruck den Kraftstoffdruck erreicht, der durch die Kraftstoffdruckabstimmungseinheit beschränkt ist, der geschätzte Kraftstoffdruck auf den Kraftstoffdruck gesetzt wird, der durch die Kraftstoffdruckabstimmungseinheit abgestimmt wird.