DE102005001922B4

DE102005001922B4 - Kraftstoffzufuhrsteuereinrichtung für einen Verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE102005001922B4
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: 2009-10-01
Anticipated expiration: 2025-01-15
Also published as: JP2005330907A; DE102005001922A1; JP4370202B2

Abstract

Kraftstoffzufuhrsteuereinrichtung für einen Verbrennungsmotor, umfassend:
eine Kraftstoffzuführungseinheit;
eine Kraftstoffakkumulierungseinheit zum Akkumulieren von Kraftstoff von der Kraftstoffzuführungseinheit;
eine Kraftstoffeinspritzeinheit zum Zuführen von Kraftstoff der Kraftstoffakkumulierungseinheit in eine Brennkammer des Verbrennungsmotors;
eine Kraftstoffdruckschätzungseinheit zum Schätzen des Drucks des Kraftstoffs in der Kraftstoffakkumulierungseinheit; und
eine Stoppdauerkalkulationseinheit 218 zum Kalkulieren einer Stoppdauer des Verbrennungsmotors, wobei die Kraftstoffdruckschätzungseinheit einen Anfangswert des geschätzten Kraftstoffdruckwertes in Übereinstimmung mit der Stoppdauer des Verbrennungsmotors einstellt.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffzufuhrsteuereinrichtung für einen Verbrennungsmotor.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Gemäß einer derartigen konventionellen Steuereinrichtung wird der Kraftstoffdruck in einem Akkumulator durch Druckeinstellmittel erfasst und ein Druckeinstellmittel wird so gesteuert, dass der Kraftstoffdruck gleich einem Zieldruck ist. Wenn eine Anomalie in dem Kraftstoffdruckerfassungsmittel erfasst wird, wird der Kraftstoffdruck in dem Akkumulator von einem Druckschätzungsmittel auf der Basis einer von einer Kraftstoffpumpe zugeführten Menge von unter Druck stehendem Kraftstoff und einer von einem Einspritzventil eingespritzten Kraftstoffmenge geschätzt, und der Kraftstoffdruck in dem Akkumulator wird unter Verwendung des geschätzten Kraftstoffdrucks auf einen Zielkraftstoffdruck geregelt.
Der geschätzte Kraftstoffdruck wird in diesem Fall durch die folgende Gleichung kalkuliert. Pccal = K/Vcr × ∫(Vp – Vi)/St
Hier sind

Pccal:: geschätzter Kraftstoffdruck
K:: Elastizitätsmodul des Volumens
Vcr:: Volumen der Common Rail
Vp:: unter Druck stehendes Speisevolumen der Hochdruckpumpe
Vi:: Einspritzvolumen vom Injektor
St:: Hubzahl vom Motor.

Ein Rail-Zieldruck zur Startzeit des Motors wird als Anfangswert des geschätzten Kraftstoffdrucks (Pccal) gesetzt (siehe z. B. JP 2000-303887 A : Patentliteraturstelle 1).
In einer anderen konventionellen Einrichtung wird, wenn ein Kraftstoffdrucksensor in einen anomalen Zustand fällt, der Kraftstoffdruck auf einen vorbestimmten Kraftstoffdruck (Speisedruck) gesetzt. 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, Volumen der Rail 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 11-210532 A : 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 Drehzahl gleich Null ist bei einem erfassten Kraftstoffdruck, der nicht größer als (maximaler Kraftstoffdruck – vorbestimmter Wert) ist, wird der Kraftstoffdruck durch die folgende Gleichung kalkuliert. MPs = Ps0 + Pa × Pb – Pc
Hier sind

Ps0:: Kraftstoffrestdruck (Erfassungswert, der vom Kraftstoffdrucksensor erhalten wird)
Pa:: Kraftstoffdruckkoeffizient (Wert entsprechend akkumulierter Zahl von Umdrehungen)
Pb:: Kraftstoffdruckkoeffizient (Wert entsprechend Drehzahl)
PC:: Kraftstoffverbrennungsdruck (Wert entsprechend Verbrennungskraftstoffmenge vom Kraftstoffeinspritzventil)

Der Kraftstoffrestdruck (Ps0) wird auf der Basis des Erfassungswertes des Kraftstoffdrucksensors eingestellt (siehe z. B. JP 10-009017 A : Patentliteraturstelle 3).
In der konventionellen Kraftstoffzufuhrsteuereinrichtung für den Verbrennungsmotor, die in der Patentliteraturstelle 1 offengelegt wird, wird der Rail-Zieldruck 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 Stoppdauer des Motors ausreichend lang ist, ist er gleich dem Entladungsdruck der Speisepumpe, ohne durch eine Hochdruckpumpe unter Druck gesetzt zu werden. Wenn die Stoppdauer des Motors kurz ist, ist der Kraftstoffdruck gleich einem Wert, der etwas geringer ist als der Zielkraftstoffdruck gerade vor dem Anhalten des Motors.
Andererseits wird der Zielkraftstoffdruck zur Startzeit des Motors auf einen festen oder temperaturabhängigen Wert 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 eine Differenz zwischen dem tatsächlichen Kraftstoffdruck und dem geschätzten Kraftstoffdruck in der Stufe des Anfangswertes auftritt.
Falls eine Differenz zwischen dem tatsächlichen Kraftstoffdruck und dem geschätzten Kraftstoffdruck auftritt, würde auch an den Anfangswert anschließend eine Differenz in den Schätzwerten auftreten. Falls eine Differenz zwischen dem tatsächlichen Kraftstoffdruck und dem geschätzten Kraftstoffdruck auftritt, würde ein Fehler in der Einspritzmenge auftreten, wenn die Kraftstoffeinspritzsteuerung auf der Basis des geschätzten Kraftstoffdrucks ausgeführt wird. Somit weicht das Luft-Kraftstoff-Verhältnis (L/K) ab, sodass sich das Startverhalten verschlechtert, die Drehzahl nach Start des Motors abfällt, der Motor stehen bleibt etc., was eine Abgasverschlechterung bewirkt.
Des weiteren wird in der konventionellen Kraftstoffzufuhrsteuereinrichtung für den Verbrennungsmotor, die in der Patentliteraturstelle 2 offengelegt wird, der Anfangswert des geschätzten Kraftstoffdrucks, unmittelbar bevor der Kraftstoffdrucksensor einen Ausfall hat, auf den Ausgabewert des Kraftstoffdrucksensors gesetzt, sodass der Kraftstoffdrucksensor unentbehrlich ist und somit die Kosten ansteigen.
In der konventionellen Kraftstoffzufuhrsteuereinrichtung für den Verbrennungsmotor in der Patentliteraturstelle 3 wird der Erfassungswert des Kraftstoffdrucksensors auf den Restkraftstoffrestdruckwert 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 Aufgabe, eine Kraftstoffzufuhrsteuereinrichtung für einen Verbrennungsmotor vor zusehen, die Kraftstoffdruck mit hoher Präzision schätzen kann und keinen Kraftstoffdrucksensor erfordert.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst wie im Patentanspruch 1 angegeben. Vorteilhafte Ausführungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
In der Kraftstoffzufuhrsteuereinrichtung für den Verbrennungsmotor gemäß der Erfindung kann, wenn der Kraftstoffdruck wegen Schwund von Kraftstoff aus einem Hochdruck-Kraftstoffrohr während einer Motorstoppdauer, in der die Hochdruckpumpe nicht angesteuert wird, allmählich reduziert wird, durch Einstellen des Anfangswertes auf der Basis des geschätzten Kraftstoffdrucks auf der Basis der Motorstoppdauer 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 mit hoher Präzision durchzuführen, wäre des weiteren kein Kraftstoffdruck sensor erforderlich, und die Kosten können somit reduziert werden.
Da der Kraftstoffdruckverlauf, nachdem der Motor gestoppt ist, geschätzt wird, um den Anfangswert des geschätzten Kraftstoffdrucks zu erhalten, kann des weiteren die Kraftstoffdruckschätzung mit hoher Präzision von der Startzeit des Motors an durchgeführt werden, sodass die Steuerungspräzision des Luft-Kraftstoffverhältnisses L/K gesteigert wird, das Startverhalten ausgezeichnet ist und Abgas zur Startzeit reduziert wird.
Durch Schätzen des Kraftstoffdrucks im Anschluss an den Anfangswert auf der Basis der Entladungsmenge einer Hochdruckpumpe und der Einspritzmenge eines Injektors, bis der Kraftstoffdruck nach dem Starten des Motors durch einen Hochdruckregler einen Steuerkraftstoffdruck erreicht, kann die Steuerungspräzision des Luft-Kraftstoffverhältnisses gesteigert werden und das Startverhalten ist ausgezeichnet. Außerdem können Drehzahlabfall, nachdem der Motor gestartet ist, Motorstillstand etc. verhindert werden, und auch das Abgas kann reduziert werden.
Da es möglich ist, die Kraftstoffdruckschätzung mit hoher Präzision durchzuführen, ist es nicht erforderlich, dass ein Kraftstoffdrucksensor vorgesehen wird, und somit kann das System bei geringen Kosten implementiert werden.
Die vorangehenden und andere Ziele, Aspekte und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung offensichtlicher, wenn sie in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen aufgenommen werden.
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 Druck des so gepumpten Kraftstoffs wird durch einen Niederdruckregler 104 abgestimmt, durchläuft ein Ventil einer stromaufwärtigen Seite 105A und wird dann in eine Kammer 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 Kammer 106, um Kraftstoff unter Druck zu setzen und abzugeben. Der abgegebene Kraftstoff durchläuft ein Ventil 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 unter 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 Bezugszeichen 201 einen Verbrennungsmotor, Bezugszei chen 202 repräsentiert einen Einlasslufttemperatursensor zum Erfassen der Temperatur von Luft, die durch den Verbrennungsmotor aufgenommen wird, Bezugszeichen 203 repräsentiert einen Luftfilter zum Reinigen von Luft, die durch den Verbrennungsmotor 201 aufgenommen wird, Bezugszeichen 204 repräsentiert einen Luftmassensensor 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 Drehzahl kalkuliert auf der Basis der Luftmenge, die durch den Luftmassensensor 204 erfasst wird, und des Kurbelwinkelsignals, das durch den Kurbelwinkelsensor 214 erfasst wird, auf der Basis der folgenden Gleichung. Qf = Qs/Ne × K
Hier sind

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

Da die Menge von von der Einspritzdüse 207 eingespritztem Kraftstoff auf der Basis der Zeit kalkuliert wird, während der das Ventil geöffnet ist, wird die Flussrate durch die folgende Gleichung in eine Ventilöffnungszeitdauer umgewandelt. Qft = Qf × Kft × Kfp
Hier sind

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

Da die Einspritzmenge in Übereinstimmung mit dem Kraftstoffdruck selbst in dem Fall der gleichen Ventilöffnungszeitdauer variiert, 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 die ECU 218 zuerst eingeschaltet wird. Diese Verarbeitung wird nur einmal ausgeführt, wenn ein Zündschalter eingeschaltet wird.
In Schritt S1 wird eine Zeitdauer (Toff), während der der Motor steht, aus der Wassertemperatur (WToff), als der Motor zuvor gestoppt war, berechnet. Anschließend wird in Schritt S2 eine Zeitdauer (Ton), in der der Zündschalter eingeschaltet ist, nun aus der Wassertemperatur (WTon) kalkuliert, wenn der Zündschalter nun eingeschaltet ist. Anschließend wird in Schritt S3 die Zeitdauer (Toff), in der der Motor zuvor gestoppt war, von der Zeitdauer (Ton) subtrahiert, in der der Zündschalter nun eingeschaltet ist, wodurch eine Bezugszeitdauer (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 4.
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 ausgehend von 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 zur Motorstoppzeit
ATon:: Einlasslufttemperatur zur 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 Motorstoppzeitdauer (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].
Im 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 der Wassertemperatur (WToff) zur 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 bei jedem Hub ausgeführt wird, z. B. jedes Mal, wenn ein Kurbelwinkelsensorsignal von BTDC 5-Grad eingegeben wird. Die Kraftstoffdruckvariationsmenge wird bei jedem 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:: Elastizitätsmodul des Volumens [MPa]
Vfr:: Kraftstoffvolumen der Rail [cm³]
Vp:: Entladungsmenge der Hochdruckpumpe [cm³]
Vi:: Injektionsmenge vom Injektor [cm³].

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 Motorstoppdauer, während der 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 Dauer, während der der Motor gestoppt ist, die Schätzung des Kraftstoffdrucks mit hoher Präzision durchgeführt werden, sodass der Fehler zwischen dem geschätzten Kraftstoffdruck und dem tatsächlichen Kraftstoffdruck verschwinden kann. Falls die Kraftstoffdruckschätzung mit hoher Präzision möglich ist, ist des weiteren kein Kraftstoffdrucksensor erforderlich, und somit können die Kosten reduziert werden.
Wie oben beschrieben wird die Motorstoppdauer auf der Basis der Wassertemperatur zur Motorstoppzeit, der Wassertemperatur zur Motorstartzeit und der Einlasslufttemperatur zur Motorstartzeit berechnet, und somit ist es nicht erfor derlich, eine Zeitzähleinrichtung, wie etwa einen Timer oder dergleichen, während der Motorstoppdauer hinzuzufügen, sodass die Einrichtung zu einem geringen Preis hergestellt werden kann.
Es mag befürchtet werden, dass Energie verbraucht wird, wenn Zeit durch einen Timer während der Motorstoppdauer gezählt wird. Es ist jedoch nicht erforderlich, eine Einrichtung, wie etwa einen Timer oder dergleichen, während der Motorstoppdauer in der Stoppdauerkalkulation basierend auf der Wassertemperatur anzusteuern, und somit ist nicht zu befürchten, dass die Batterie wegen erhöhtem Energieverbrauchs 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 Stoppdauer 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.

Claims

Kraftstoffzufuhrsteuereinrichtung für einen Verbrennungsmotor, umfassend: eine Kraftstoffzuführungseinheit; eine Kraftstoffakkumulierungseinheit zum Akkumulieren von Kraftstoff von der Kraftstoffzuführungseinheit; eine Kraftstoffeinspritzeinheit zum Zuführen von Kraftstoff der Kraftstoffakkumulierungseinheit in eine Brennkammer des Verbrennungsmotors; eine Kraftstoffdruckschätzungseinheit zum Schätzen des Drucks des Kraftstoffs in der Kraftstoffakkumulierungseinheit; und eine Stoppdauerkalkulationseinheit 218 zum Kalkulieren einer Stoppdauer des Verbrennungsmotors, wobei die Kraftstoffdruckschätzungseinheit einen Anfangswert des geschätzten Kraftstoffdruckwertes in Übereinstimmung mit der Stoppdauer des Verbrennungsmotors einstellt.
Kraftstoffzufuhrsteuereinrichtung für einen 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 Stoppdauerkalkulationseinheit die Stoppdauer des Verbrennungsmotors auf der Basis der Motortemperatur, die durch die Temperaturerfassungseinheit erfasst wird, als der Verbrennungsmotor gestoppt wurde, der Mo tortemperatur, beim Start des Verbrennungsmotors, und der Einlasslufttemperatur beim Start des Verbrennungsmotors, die durch die Einlasslufttemperaturerfassungseinheit erfasst wird, kalkuliert.
Kraftstoffzufuhrsteuereinrichtung für den Verbrennungsmotor nach Anspruch 2, wobei die Stoppdauerkalkulationseinheit die Stoppdauer des Verbrennungsmotors gemäß der Differenz zwischen der Einlasslufttemperatur, als der Verbrennungsmotor gestoppt wurde, und der Einlasslufttemperatur beim Start des Verbrennungsmotors korrigiert.
Kraftstoffzufuhrsteuereinrichtung für einen Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, wobei die Kraftstoffdruckschätzungseinheit den Kraftstoffdruck im Anschluss an den Anfangswert auf der Basis der Abgabemenge der Kraftstoffzufuhreinheit bei jedem Hub des Verbrennungsmotors und der Kraftstoffeinspritzmenge der Kraftstoffeinspritzungseinheit schätzt.
Kraftstoffzufuhrsteuereinrichtung für einen Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, wobei eine Kalkulationsgröße der Kraftstoffmenge in der Kraftstoffeinspritzungseinheit auf der Basis des Kraftstoffdrucks korrigiert wird, der durch die Kraftstoffdruckschätzungseinheit geschätzt wird.
Kraftstoffzufuhrsteuereinrichtung für einen Verbrennungsmotor nach Anspruch 4, ferner umfassend eine Kraftstoffdruckabstimmungseinheit (109) zum Beschränken des maximalen Kraftstoffdrucks der Kraftstoffakkumulierungseinheit, wobei die Kraftstoffdruckschätzungseinheit den geschätzten Kraftstoffdruck auf der Basis der Abgabemenge der Kraftstoffzufuhreinheit und der Einspritzmenge der Kraft stoffeinspritzungseinheit schätzt, bis der Kraftstoffdruck den Kraftstoffdruck erreicht, der durch die Kraftstoffdruckabstimmungseinheit begrenzt wird, und nachdem der Kraftstoffdruck den Kraftstoffdruck erreicht, der durch die Kraftstoffdruckabstimmungseinheit begrenzt wird, der geschätzte Kraftstoffdruck auf den Kraftstoffdruck gesetzt wird, der durch die Kraftstoffdruckabstimmungseinheit abgestimmt wird.