DE102006000246B4

DE102006000246B4 - Brennstoffeinspritzsystem, das eine genaue Menge von in mehreren Einspritzungen einzuspritzendem Brennstoff gewährleistet

Info

Publication number: DE102006000246B4
Application number: DE102006000246.6A
Authority: DE
Inventors: Koichiro Isojima
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2005-05-25
Filing date: 2006-05-24
Publication date: 2016-12-15
Anticipated expiration: 2026-05-25
Also published as: DE102006000246A1; JP2006329028A; JP4258490B2

Abstract

Brennstoffeinspritzsystem, mit: einem Injektor, der zur Durchführung einer Sequenz einer ersten und einer zweiten Einspritzung von Brennstoff in einen Zylinder einer Brennkraftmaschine dient, und einer Einspritzsteuerungseinrichtung, die vorgesehen ist zur Bestimmung eines ersten Befehls zum Spezifizieren einer in die Brennkraftmaschine in der ersten Einspritzung einzuspritzenden Brennstoffmenge, und eines zweiten Befehls zum Spezifizieren einer in die Brennkraftmaschine in der zweiten Einspritzung nachfolgend zur ersten Einspritzung einzuspritzenden Brennstoffmenge, wobei die Einspritzsteuerungseinrichtung eine Korrekturfunktion zur Bestimmung einer Korrekturgröße durchführt, die eine Größe ist, um die der zweite Befehl zu korrigieren ist, als eine Funktion eines Intervalls zwischen der ersten Einspritzung und der zweiten Einspritzung auf der Basis von Korrekturdaten, wobei die Korrekturdaten hergeleitet werden unter Verwendung experimenteller Daten einer Einspritzmengendifferenz zwischen einer tatsächlichen in der zweiten Einspritzung eingespritzten Brennstoffmenge und der durch den zweiten Befehl bestimmten Brennstoffmenge, wobei die experimentellen Daten in Einspritztests abgetastet werden, bestehend aus Sätzen von Sequenzen der ersten und zweiten Einspritzungen, die unter den Bedingungen durchgeführt werden, dass in jedem der Sätze die in der ersten Einspritzung eingespritzte Brennstoffmenge konstant gehalten wird, und die erste und zweite Einspritzung bei demselben Druckpegel durchgeführt werden, der einer aus einer Vielzahl von Bezugsdruckpegeln ist, die aus einem Betriebsbereich des in der zweiten Einspritzung verwendeten Drucks ausgewählt werden.

Description

1. Technischer Bereich der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen ein Brennstoffeinspritzsystem wie ein Common-Rail-System für Kraftfahrzeugdieselmaschinen, das aufgebaut ist zur Durchführung mehrfacher Einspritzungen von Brennstoff in jeden Zylinder der Maschine mittels Brennstoffinjektoren (Einspritzeinrichtungen), und insbesondere auf ein System, das vorgesehen ist zum Minimieren des Effekts bzw. der Auswirkungen des Pulsierens des Drucks des Brennstoffs infolge des Ereignisses einer vorhergehenden der Mehrfacheinspritzungen auf eine nachfolgende Einspritzung.
2. Stand der Technik
Es sind Brennstoffeinspritzsysteme bekannt, die in der Weise aufgebaut sind, dass mehrfach diskrete Einspritzungen von Brennstoff in eine Kraftfahrzeugmaschine mittels Injektoren während jedes Verbrennungszyklus zum Zwecke der Verminderung des Verbrennungsgeräuschs durchgeführt werden können. Bei einer derartigen Sequenz bzw. Abfolge von mehrfachen Einspritzungen übt ein Pulsieren des Drucks des Brennstoffs infolge einer vorhergehenden Einspritzung der Einspritzungen (nachstehend als erste Einspritzung bezeichnet) einen großen Einfluss auf die tatsächliche einzuspritzende Brennstoffmenge in einer nachfolgenden Einspritzung der Einspritzungen (nachfolgend als zweite Einspritzung bezeichnet) aus.
Insbesondere bewirken die Brennstoffpulsierungen gemäß der Darstellungen in den 6(a) bis 6(c), dass der Druck (nachstehend als zweiter Einspritzdruck bezeichnet), mit dem der Brennstoff bei der zweiten Einspritzung eingespritzt wird, als eine Funktion des Intervalls (nachstehend als ein Einspritzintervall bezeichnet) zwischen den Ereignissen der ersten und zweiten Einspritzungen (beispielsweise zwischen dem Ende der ersten Einspritzung und dem Start der zweiten Einspritzung oder zwischen dem Start der ersten Einspritzung und dem Start der zweiten Einspritzung) veränderlich ist. Dies führt zu erheblichen Änderungen in der Brennstoffeinspritzmenge bei der zweiten Einspritzung in Verbindung mit einer Änderung in dem Einspritzintervall.
Zur Beseitigung derartiger nachteiliger Effekte der Druckpulsierung infolge der ersten Einspritzung auf die zweite Einspritzung offenbart die japanische Druckschrift Nr. JP H10-266 888 A ( DE 197 12 143 A1 ) eine Vorgehensweise zur Korrektur eines Befehls (nachstehend auch als zweiter Befehl bezeichnet), der gebildet wird zur Durchführung der zweiten Einspritzung, unter Verwendung einer Vielzahl von aus Korrekturdaten abgeleiteten Korrekturfaktoren, gebildet als Funktionen des Einspritzintervalls und des zweiten Einspritzdrucks. Insbesondere werden die Korrekturdaten in Tests abgetastet, die mittels Einspritzen des Brennstoffs bei der zweiten Einspritzung für jeweils beispielsweise einen hohen, einen mittleren und einen niedrigeren Druck durchgeführt wurden, wie es in den 7(a) bis 7(c) veranschaulicht ist, und entsprechend einer Auswahl innerhalb eines Bereichs einer Änderung bei der zweiten Einspritzung infolge der Druckpulsierung des Brennstoffs in der ersten Einspritzung, mit jeweils unterschiedlichen Einspritzintervallen, die auf die erste Einspritzung folgen. Die Korrekturdaten werden jeweils zur Darstellung einer Kompensationsgröße hergeleitet, um die der zweite Befehl zu ändern ist, um eine tatsächliche einzuspritzende Brennstoffmenge in der zweiten Einspritzung in Übereinstimmung mit einem Soll-Wert zu bringen.
Die japanische Offenlegungsschrift Nr. JP H10-266 888 A offenbart die Bestimmung einer Schätzung des zweiten Einspritzdrucks (d. h. eines tatsächlichen zweiten Einspritzdrucks) unter Verwendung eines Musters einer Änderung in der Druckpulsierung, eines Befehls, der vorgesehen ist zum Einstellen des Einspritzintervalls, und eines Befehls, der vorgesehen ist zur Bestimmung der einzuspritzenden Brennstoffmenge in der zweiten Einspritzung zum Bestimmen einer Befehlseinstellung der Dauer der zweiten Einspritzung unter Verwendung der Abschätzung des zweiten Einspritzdrucks und des Befehls für die in der zweiten Einspritzung einzuspritzenden Brennstoffmenge.
Die japanische Offenlegungsschrift Nr. JP 2003-314 337 A offenbart die Korrektur der Startzeit und der Dauer der zweiten Einspritzung unter Verwendung des Zyklus der Druckpulsierung gemäß einer Bestimmung als eine Funktion der Länge eines Brennstoffzufuhrrohrs, eines speziellen Musters der Druckschwankungen und eines Befehls zur Einstellung des Einspritzintervalls. Die japanische Offenlegungsschrift Nr. JP H06-101 552 A offenbart die Korrektur von Befehlen zur Bestimmung der Startzeit und der Dauer der zweiten Einspritzung unter Verwendung von Befehlen zum Bestimmen der Dauer der ersten Einspritzung und des Einspritzintervalls.
Die deutsche Offenlegungsschrift Nr. DE 10 2005 001 428 A1 offenbart ein Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine, wobei die Kraftstoffzumessung in wenigstens eine erste Teileinspritzung und eine zweite Teileinspritzung aufteilbar ist. Bei dem Verfahren gemäß der Offenlegungsschrift DE 10 2005 001 428 A1 wird bei der zweiten Teileinspritzung eine Kraftstoffmengengröße, die eine bei der zweiten Teileinspritzung eingespritzte Korrektur-Kraftstoffmenge charakterisiert, in Abhängigkeit von einer den zeitlichen Abstand der beiden Einspritzungen charakterisierenden Größe, von jeweils die eingespritzten Mengen charakterisierenden Größen der aufeinanderfolgenden Einspritzungen, von einer den Kraftstoffdruck charakterisierenden Größe und von einer die Temperatur des eingespritzten Mediums charakterisierenden Größe mittels eines neuronalen Netzwerks bestimmt.
Die Systeme gemäß den vorstehend angegebenen Offenlegungsschriften Nr. JP H10-266 888 A und JP 2003-314 337 A sind in der Weise aufgebaut, dass sie den zweiten Befehl unter Verwendung eines spezifischen Musters und der Druckschwankungen korrigieren. Das System gemäß der vorstehend angegebenen Publikation Nr. JP H06-101 552 A ist vorgesehen zum Korrigieren des zweiten Befehls entsprechend eines Durchsuchens eines Kennfeldes, das Korrekturbeträge auflistet, die als eine Funktion der Differenz zwischen den Startzeiten der ersten und zweiten Einspritzungen (d. h. das Einspritzintervall) veränderlich sind, d. h. unter Verwendung eines spezifischen Musters der Druckschwankungen. Stimmen die tatsächlichen Druckschwankungen nicht mit den spezifischen Muster der Druckschwankungen überein, dann ergeben die angegebenen Systeme die Möglichkeit, dass ein ausgewählter Betrag der Korrekturbeträge zu groß oder klein wird, wodurch ein Fehler bei der Bestimmung bei der Richtung auftritt, in welcher der zweite Befehl zu vergrößern oder zu verkleinern ist.
KURZZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Mehrfacheinspritzsystem für Brennkraftmaschinen bereitzustellen, das zum Minimieren des Effekts der Druckpulsierungen bzw. Druckschwankungen von Brennstoff infolge eines Ereignisses einer führenden Einspritzung von mehreren Einspritzungen auf eine nachfolgende Einspritzung ausgebildet ist, um die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden, wobei die Genauigkeit der der Maschine zuzuführenden Brennstoffmenge bei der nachfolgenden Einspritzung verbessert wird.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Brennstoffeinspritzsystem für eine Brennkraftmaschine bereitgestellt, wobei die Brennkraftmaschine in Kraftfahrzeugen eingebaut sein kann. Das Brennstoffeinspritzsystem umfasst: (a) einen Injektor zur Durchführung einer Sequenz einer ersten und einer zweiten Einspritzung von Brennstoff in einem Zylinder einer Brennkraftmaschine, und (b) einer Einspritzsteuerungseinrichtung zur Bestimmung eines ersten Befehls zum Spezifizieren einer in die Brennkraftmaschine in der ersten Einspritzung einzuspritzenden Brennstoffmenge, und eines zweiten Befehls zum Spezifizieren einer in die Brennkraftmaschine in der zweiten Einspritzung nach der ersten Einspritzung einzuspritzenden Brennstoffmenge. Die Einspritzsteuerungseinrichtung führt eine Korrekturfunktion durch zur Bestimmung einer Korrekturgröße, die eine Größe darstellt, um die der zweite Befehl zu korrigieren ist, als eine Funktion eines Intervalls zwischen der ersten Einspritzung und der zweiten Einspritzung auf der Basis von Korrekturdaten. Die Korrekturdaten werden hergeleitet unter Verwendung experimenteller Daten in Verbindung mit einer Einspritzmengendifferenz zwischen einer tatsächlichen in der zweiten Einspritzung eingespritzten Einspritzmenge und einer Befehlseinspritzmenge. Die experimentellen Daten werden in Einspritztests abgetastet, bestehend aus Sätzen von Sequenzen der ersten und zweiten Einspritzungen, die unter Bedingungen durchgeführt wurden, dass in jedem der Sätze die in der ersten Einspritzung einzuspritzende Brennstoffmenge konstant bleibt, und die erste Einspritzung und die zweite Einspritzung bei dem gleichen Druckpegel durchgeführt werden, der einer aus einer Vielzahl von Bezugsdruckpegel ist, die innerhalb eines in der zweiten Einspritzung verwendeten optionalen Druckbereichs ausgewählt werden.
Die Korrekturdaten werden auf der Basis der experimentellen Daten hergeleitet und sind unabhängig von dem Effekt bzw. den Auswirkungen der Druckschwankungen des Brennstoffs auf die zweite Einspritzung. Mit anderen Worten, wird der Korrekturbetrag ungeachtet des Effekts der Druckschwankungen des Brennstoffs bestimmt, wobei die Verlässlichkeit bei der Brennstoffeinspritzung in die Maschine verbessert wird.
In der bevorzugten Betriebsart der vorliegenden Erfindung umfassen die Bezugsdruckpegel eine obere und eine untere Grenze des Betriebsbereichs des Brennstoffs zur Verwendung bei der zweiten Einspritzung.
Die experimentellen Daten bestehen aus Matrixelementen, die abgetastet wurden unter Ändern des Intervalls zwischen der ersten und zweiten Einspritzung aus den Sequenzen der ersten und zweiten Einspritzungen in jedem der einzelnen Sätze. Die Korrekturdaten werden in einer Matrix ausgedrückt, bestehend aus den Hauptkomponenten, die hergeleitet werden durch Durchführen einer Hauptkomponentenanalyse der Matrixelemente der experimentellen Daten.
Die Korrekturgröße wird bestimmt durch die Summe der Produkte sämtlicher Hauptkomponenten und Koeffizienten, die gegeben sind als Funktionen der in der ersten Einspritzung einzuspritzenden Brennstoffmenge und des Drucks des in der zweiten Einspritzung einzuspritzenden Brennstoffs.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Brennstoffeinspritzsystem bereitgestellt, mit: (a) einer Einspritzeinrichtung zur Durchführung einer Abfolge einer ersten und zweiten Einspritzung von Brennstoff in einen Zylinder einer Brennkraftmaschine; und (b) einer Einspritzeinrichtung zur Bestimmung eines ersten Befehls zum Spezifizieren einer in die Brennkraftmaschine in der ersten Einspritzung einzuspritzenden Einspritzmenge und eines zweiten Befehls zum Spezifizieren einer in die Brennkraftmaschine in der zweiten Einspritzung nachfolgend zu ersten Einspritzung einzuspritzenden Einspritzmenge. Die Einspritzsteuerungseinrichtung führt eine Korrekturfunktion durch zur Bestimmung einer Korrekturgröße, die eine Größe ist, um welche der zweite Befehl als eine Funktion eines Intervalls zwischen der ersten Einspritzung und der zweiten Einspritzung auf der Basis von Korrekturdaten zu korrigieren ist. Die Korrekturdaten werden hergeleitet unter Verwendung experimenteller Daten einer Einspritzmengendifferenz zwischen einer tatsächlichen Menge an in der zweiten Einspritzung eingespritztem Brennstoff und einer Befehlseinspritzmenge. Die experimentellen Daten werden in Einspritztests abgetastet, bestehend aus Sätzen von Sequenzen von ersten und zweiten Einspritzungen, die unter den Bedingungen durchgeführt wurden, dass die in der ersten Einspritzung eingespritzte Einspritzmenge auf einen von Bezugswerten gemäß einer Auswahl aus einem Betriebsbereich der ersten Einspritzung aus den Sätzen geändert wird, und die erste Einspritzung und die zweite Einspritzung werden bei demselben Druckpegel durchgeführt, der auf eine der Vielzahl der Bezugsdruckpegel gemäß einer Auswahl aus den Sätzen aus einem Betriebsbereich des Drucks zur Verwendung bei der ersten Einspritzung geändert wurde.
KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
Die vorliegende Erfindung wird aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den zugehörigen Figuren der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung verständlich, wobei die Erfindung jedoch nicht auf ein spezifisches Ausführungsbeispiel festgelegt ist, sondern die Ausführungsbeispiele lediglich der Veranschaulichung dienen.
Es zeigen:
1 ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung eines Brennstoffeinspritzsystems gemäß der vorliegenden Erfindung,
2 eine Längsschnittansicht zur Veranschaulichung eines internen Aufbaus einer Brennstoffeinspritzeinrichtung (Injektor), die in dem Brennstoffeinspritzsystem gemäß 1 eingebaut ist,
3(a) experimentell abgetastete Daten bei jedem von drei Bezugseinspritzdrücken zur Verwendung bei der Bildung von Korrekturdaten,
3(b) Korrekturdaten gemäß der Bildung in Verbindung mit den Abtastdaten gemäß 3(a),
4 die Bestimmung einer Erregungsdauerkorrekturgröße zur Verwendung bei der Korrektur der Dauer einer zweiten Einspritzung nachfolgend zu einer ersten Einspritzung,
5 ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung eines Programms zur Korrektur der Dauer einer zweiten Einspritzung nach einer ersten Einspritzung, um eine bei der zweiten Einspritzung tatsächlich einzuspritzende Brennstoffmenge in Übereinstimmung mit einem Sollwert zu bringen,
6(a) und 6(b) Zeitdiagramme zur Veranschaulichung von Änderungen bei der Einspritzrate bei Mehrfacheinspritzungen,
6(c) ein Zeitdiagramm zur Veranschaulichung von Schwankungen (Pulsieren) des Brennstoffdrucks in einer zweiten Einspritzung nachfolgend zu einer ersten Einspritzung infolge des Ereignisses der ersten Einspritzung, und
7(a), 7(b) und 7(c) Beziehungen zwischen den Korrekturgrößen und den Einspritzintervallen, die Zeitintervalle sind zwischen benachbarten Ereignissen einer Abfolge (Sequenz) von zwei Einspritzungen von Brennstoff in eine Maschine in einem bekannten Brennstoffeinspritzsystem.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
In den Figuren, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile in verschiedenen Darstellungen bezeichnen, und insbesondere unter Bezugnahme auf 1 ist ein Brennstoffeinspritzsystem 1 gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt, dass ausgestattet ist mit einem Common-Rail 7, in welchem Brennstoff bei einem Druck akkumuliert wird, der ausgewählt wird als eine Funktion der Betriebsbedingungen einer (nicht gezeigten) Direkteinspritzungs-Brennkraftmaschine, wie einer Dieselmaschine, und das zum Einspritzen eines Hochdruckbrennstoffs in die Maschine dient, der in dem Common-Rail 7 akkumuliert wurde.
Das Brennstoffeinspritzsystem ist als ein Akkumulator-Brennstoffeinspritzsystem (ein so genanntes Common-Rail-System) entwickelt worden und umfasst ebenfalls Injektoren (Einspritzeinrichtungen) 2, einen für jeden Zylinder der Maschine, eine Einspritzsteuerungseinrichtung 3, die vorgesehen ist zur Steuerung der Injektoren 2, und ein Brennstoffzufuhrsystem, dass zum Zuführen des Brennstoffs zu den Injektoren 2 dient.
Das Brennstoffzufuhrsystem umfasst eine Brennstoffzufuhrpumpe 6 und das Common-Rail 7. Die Brennstoffzufuhrpumpe 6 dient zum Pumpen des Brennstoffs aus einem Brennstofftank 5 und zum unter Druck setzen und Zuführen des Brennstoffs zu dem Common-Rail 7. Der Injektor 2 ist in der Maschine angeordnet zum Einspritzen (Einsprühen) des Brennstoffs, wie er in dem Common-Rail 7 akkumuliert wurde, in den Zylinder der Maschine.
Die Einspritzsteuerungseinrichtung 3 dient zur Steuerung einer Zufuhr des Brennstoffs von der Brennstoffzufuhrpumpe 6 zu dem Common-Rail 7, um einen tatsächlichen Brennstoffdruck innerhalb des Common-Rail 7 in Übereinstimmung mit einem Soll-Pegel zu bringen, und zur Steuerung der Einspritzzeit, zu der der Brennstoffinjektor 2 die Einspritzung des Brennstoffs starten soll, sowie die Brennstoffperiode, während der der Brennstoffinjektor 2 kontinuierlich den Brennstoff einspritzen soll, so dass eine Sollmenge an Brennstoff entsprechend den Anforderungen durch die Maschinenbetriebsbedingungen in die Maschine zu einer gewünschten Zeit eingespritzt wird.
Das Brennstoffeinspritzsystem 1 umfasst ferner einen Rail-Drucksensor 8, der an einem Ende des Common-Rail 7 angeordnet ist und zur Messung des Drucks innerhalb des Common-Rail 7 und zum Bereitstellen eines Signals zur Angabe desselben für die Einspritzsteuerungseinrichtung 3 dient. Der Druck in dem Common-Rail 7 wird ebenfalls nachstehend als ein Rail-Druck bezeichnet.
Die Einspritzsteuerungseinrichtung 3 umfasst einen Mikrocomputer 10, ein Injektortreiber 11 und weitere (nicht gezeigte) Treiber, die zur Steuerung der Erregung bzw. Leistungsversorgung unterschiedlicher fahrzeugseitiger Einrichtungen dienen. Der Mikrocomputer 10 dient zum Überwachen der Ausgaben (Ausgangssignale) verschiedener Sensoren einschließlich des Rail-Drucksensors 8, zur Ausgabe von Steuerungssignalen zu dem Injektortreiber 11 und den anderen Treibern. Der Injektortreiber 11 reagiert auf jedes der Steuerungssignale zur Steuerung der Erregung eines Entsprechenden der Injektoren.
Jeder der Injektoren 2 steht in Verbindung mit dem Common-Rail 7 über die Hochdruckbrennstoffleitung 19 und umfasst gemäß der Darstellung in 2 eine Einspritzdüse 13 und ein Solenoid-Ventil 14.
Der Injektor 2, der in 2 dargestellt ist, umfasst ein Nadelventil 17, eine Feder 21 und einen Befehlskolben 22. Die Einspritzdüse 13 umfasst Einspritzöffnungen 16, die in dem Kopf derselben ausgebildet sind. Das Nadelventil 17 wird in Richtung der Einspritzöffnung vorgespannt zum Öffnen der Einspritzöffnungen 16 durch den Druck des einem Brennstoffsumpf 20 von dem Common-Rail 7 über ein Hochdruckströmungsweg zugeführten Brennstoffs, wobei sich der Strömungsweg in einem Düsenkörper 18 der Einspritzdüse 13 erstreckt und zu dem Hochdruckbrennstoffrohr 19 führt. Das Nadelventil 17 wird ebenfalls in einer Einspritzöffnungsrichtung vorgespannt zum Schließen der Einspritzöffnung 16 durch den Druck der Feder 21 und den Rückführungsdruck (Staudruck), der von dem Befehlskolben 22 übertragen wird.
Der Staudruck ist der Brennstoffdruck innerhalb einer Staudruckkammer 23, der bestimmt ist durch die rückseitige Oberfläche des Befehlskolbens 22 innerhalb des Düsenkörpers 18. Die Staudruckkammer 23 führt zu dem Common-Rail 7 über die Hochdruckbrennstoffleitung 19 und eine Öffnung 24. Wird Brennstoff von dem Common-Rail 7 zugeführt, dann bewirkt dies einen Anstieg des Drucks in der Staudruckkammer 23. Der von dem Hochdruckbrennstoffrohr 19 zu der Staudruckkammer 23 strömende Brennstoff unterliegt einer Änderung hinsichtlich seiner Strömungsrate durch die Öffnung 24. Die Staudruckkammer 23 steht ebenfalls in Verbindung mit einem Niederdruckrohr 34 über eine Öffnung 25. Die Staudruckkammer 23 wird durch die Aktivität des Solenoidventils 14 geöffnet, so dass der Brennstoff zu dem Niederdruckrohr 34 über die Öffnung 25 entlastet bzw. abgeleitet wird, und es fällt der Druck in der Staudruckkammer 23 ab. Die Öffnungen 24 und 25 sind geometrisch in der Weise ausgebildet, dass die Strömungsrate des von der Staudruckkammer 23 über die Öffnung 25 abgeleiteten Brennstoffs größer ist als diejenige, die der Brennstoffdruckkammer 23 über die Öffnung 24 zugeführt wird.
Das Solenoidventil 14 dient als ein Betätigungsglied zum Zuführen oder Ableiten des Brennstoffs zu oder von der Staudruckkammer 23 zur Steuerung der Bewegung des Nadelventils 17. Ist es erforderlich, den Injektor 2 zu öffnen, dann wird das Solenoidventil 14 zum Ableiten des Brennstoffs von der Staudruckkammer 23 zum Anheben des Nadelventils 17 nach oben erregt.
Das Solenoidventil besteht der gemäß der vorstehenden Beschreibung aus einem Ventil 29, einem Solenoid 30 und einer Feder 31. Wird mittels einer hohen Spannung oder eines konstanten Stroms das Solenoid 30 erregt, dann wird eine magnetische Anziehung ausgebildet zum Anziehen des Ventils 29 gegen den Druck der Feder 31 zur Herstellung einer Fluidverbindung zwischen der Ablauföffnung 33, die zu dem Niederdruckrohr 34 führt, und der Staudruckkammer 23. Dies bewirkt, dass das Nadelventil 17 nach oben angehoben wird zum Öffnen der Einspritzöffnungen 16 und um Brennstoffeinspritzstrahlen zu bilden.
Gibt insbesondere der Mikrocomputer 10 der Einspritzsteuerungseinrichtung 3 ein Befehlssignal an den Injektortreiber 11 aus, dann legt der Injektortreiber 11 eine Hochspannung an das Solenoid 30 an und führt so dann einen konstanten Strom während einer vorbestimmten Zeitdauer zu. Dies bewirkt, dass das Ventil 28 zu dem Solenoid 30 angezogen wird zum Öffnen der Staudruckkammer 23 zum Ableiten des Brennstoffs aus derselben. Die aus der Staudruckkammer 22 abgeleitete Brennstoffmenge wird größer als die der Staudruckkammer 23 zugeführte Menge, so dass der Druck in der Staudruckkammer 23 abfällt. Dies bewirkt, dass der Druck in dem Brennstoffsumpf 20 zum Drängen bzw. Bewegen des Nadelventils 17 in der Ventilöffnungsrichtung die Summe des Staudrucks und des mechanischen Drucks überwindet, wie er durch die Feder 21 zum Drängen des Nadelventils 17 in die Ventilschließungsrichtung gebildet wird, so dass das Nadelventil 17 zum Öffnen der Einspritzöffnungen 16 angehoben wird. Ist es erforderlich, die Brennstoffeinspritzung in die Maschine zu beenden, dann beendet der Mikrocomputer 10 die Ausgabe eines Befehlssignals zu dem Injektortreiber 13. Der Injektortreiber 13 bewirkt sodann eine Abschaltung der Erregung für das Solenoid 13 zum Schließen der Öffnung 25 durch das Ventil 29 zur Beendigung des Ableitens des Brennstoffs aus der Staudruckkammer 23. Dies bewirkt, dass die Summe des Drucks als ein Produkt durch die Feder 21 und des Staudrucks, der auf das Nadelventil 17 in der Ventilschließungsrichtung wirkt, größer als der auf das Nadelventil 17 in der Ventilöffnungsrichtung (d. h. der Druck des Brennstoffs innerhalb des Brennstoffsumpfs 20) wirkende Druck wird, so dass das Nadelventil 17 nach unten zum Schließen der Einspritzöffnungen 16 bewegt wird, wodurch die Einspritzung des Brennstoffs in die Maschine beendet wird. Das Solenoidventil 14 umfasst eine darin angeordnete Ablauföffnung 33, durch welche eine übergroße Menge an Brennstoff, der nicht mittels der Brennstoffeinspritzöffnungen 16 eingespritzt wurde, aus dem Injektor 2 abgeleitet und über das Niederdruckrohr 34 dem Brennstofftank 5 erneut zugeführt wird. Die übergroße Brennstoffmenge ist die Summe an Brennstoff, die statisch austritt und die dynamisch abgeleitet wird.
Der Mikrocomputer 10 ist ein typischer Computer, bestehend aus einer Zentraleinheit CPU, einen Speicher ROM zum Speichern von Programmen und Daten, einem Speicher RAM, einer Speichereinrichtung wie eine EEPROM oder einem Sicherungsspeicher RAM (Backup-RAM), einer Eingangsschaltung und einer Ausgangsschaltung. Der Mikrocomputer 10 überwacht die Ausgaben des Rail-Drucksensors 8 und weitere Sensoren zur Berechnung von Befehlen zum Vollenden und Abschließen der Brennstoffeinspritzung in jedem der Injektoren 2 und zum Ausgeben derselben in der Form eines Befehlssignals an den Injektortreiber 11.
Der Mikrocomputer 10 ist vorgesehen zum Anweisen jedes der Injektoren 2 zum Einspritzen von Brennstoff zumindest zweimal in jeder Abfolge. Insbesondere führt jeder Injektor 2 eine Sequenz von zwei Einspritzungen von Brennstoff in die Zylinder der Maschine durch. Eine vorherige Einspritzung der Einspritzungen wird als erste Einspritzung bezeichnet, während eine nachfolgende Einspritzung als zweite Einspritzung bezeichnet wird.
Der Mikrocomputer 10 verwendet die Ausgaben (Ausgangssignale) der Sensoren zur Bestimmung der Gesamtmenge an Brennstoff (nachstehend auch als Gesamteinspritzmenge bezeichnet) zur Einspritzung in jeden der Zylinder der Maschine während jedes Verbrennungszyklus und teilt die Gesamteinspritzmenge in zwei Teile auf: Ein Teil ist eine Soll-Brennstoffmenge (nachstehend auch als erste Befehlseinspritzmenge bezeichnet) zum Einspritzen bei der ersten Einspritzung, und die andere ist eine Soll-Brennstoffmenge (nachstehend auch als zweite Befehlseinspritzmenge bezeichnet) zum Einspritzen bei der zweiten Einspritzung. Der Mikrocomputer 10 verwendet ebenfalls die Ausgaben (Ausgangssignale) der Sensoren zur Bestimmung der Zeit, wann die erste Einspritzung einzuleiten ist, d. h. die Zeit zum Einleiten der Erregung des Solenoids 30 jedes der Injektoren 2 zum Bewirken der ersten Einspritzung (nachstehend auch als erste Befehlserregungsstartzeit bezeichnet). In gleicher Weise bestimmt der Mikrocomputer 10 die Zeit zum Einleiten der Erregung des Solenoids 30 zum Erreichen der zweiten Einspritzung (nachstehend auch als zweite Befehlserregungsstartzeit bezeichnet).
Der Mikrocomputer 10 verwendet ebenfalls die erste Befehlseinspritzmenge und die erste Befehlseinspritzstartzeit zur Bestimmung einer Zeitperiode (nachstehend als erste Befehlserregungsdauer bezeichnet), während der das Solenoid 30 erregt ist zum Bewirken der ersten Einspritzung. In gleicher Weise verwendet der Mikrocomputer 10 die zweite Befehlseinspritzmenge und die zweite Befehlserregungsstartzeit zur Bestimmung einer Zeitdauer (nachstehend als zweite Befehlserregungsdauer bezeichnet), während der das Solenoid 30 erregt wird zum Erreichen der zweiten Einspritzung.
Nach dem Herleiten der ersten Befehlserregungsstartzeit, der ersten Befehlserregungsdauer und der zweiten Befehlserregungsstartzeit wird ein Soll-Zeitintervall (nachstehend auch als ein Befehlseinspritzintervall bezeichnet) zwischen den Ereignissen der ersten und zweiten Einspritzungen automatisch gefunden. Insbesondere bildet der Mikrocomputer 10 einen Befehl zum Spezifizieren des Befehlseinspritzintervalls zu derselben Zeit wie die erste Befehlserregungsstartzeit, die erste Befehlserregungsdauer und die zweite Befehlserregungsstartzeit hergeleitet wird. Das Befehlseinspritzintervall, wie es nachstehend bezeichnet wird, ist ein Zeitintervall zwischen dem Ende der ersten Einspritzung und dem Start der zweiten Einspritzung, d. h. zwischen dem Abschluss der Erregung des Solenoids 30 zur Beendigung der ersten Einspritzung und dem erneuten Einstellen der Erregung des Solenoids 30 zum Einleiten der zweiten Einspritzung (siehe in diesem Zusammenhang 6(a) bis 6(c)).
Die vorstehend angegebenen Maßnahmen werden in einer Befehlsberechnungsschaltung 37 in den Mikrocomputer 10 durchgeführt. Insbesondere dient die Befehlsberechnungsschaltung 37 zur Berechnung eines ersten Befehls zum Spezifizieren der ersten Befehlserregungsstartzeit und der ersten Befehlserregungsdauer, und eines zweiten Befehls zum Spezifizieren der zweiten Erregungsstartzeit, der zweiten Erregungsdauer, und des Befehlseinspritzintervalls, und Ausgeben derselben in der Form von Befehlssignalen an den Injektortreiber 11.
Der Injektortreiber 11 umfasst darin eingebaute (nicht gezeigte) Schalter, von denen jeder ein- oder ausgeschaltet wird in Abhängigkeit von dem Befehlssignal zum Zuführen der Leistung von einer in dem Fahrzeug angeordneten Speicherbatterie zu dem Solenoid 13 des jeweils entsprechenden Injektors der Injektoren 2.
Die Merkmale des Brennstoffeinspritzsystems 1 werden nachstehend beschrieben.
Der Mikrocomputer 10 umfasst eine Logikkorrekturschaltung 38, die vorgesehen ist zur Bestimmung einer Erregungsdauerkorrekturgröße, die eine Größe ist, um welche die zweite Befehlserregungsdauer auf der Basis des Befehlseinspritzintervalls zu korrigieren ist. Insbesondere dient die Korrekturschaltung 38 zur Bestimmung der Erregungsdauerkorrekturgröße unter Verwendung der Korrekturdaten, wie es nachstehend angegeben ist, die experimentell abgetastet wurden, wenn die erste und zweite Einspritzung in einer Abfolge bei jeweils einer Vielzahl von Bezugsdruckpegeln (d. h. Pegeln von bei der ersten und zweiten Einspritzung einzuspritzenden Brennstoffdrücken) durchgeführt werden, und die ausgewählt werden aus einem tatsächlichen verwendbaren Bereich oder einem Betriebsbereich des Drucks (nachstehend auch als zweiter Einspritzdruck bezeichnet) des bei der zweiten Einspritzung einzuspritzenden Brennstoffs.
Beispielsweise werden die Bezugsdruckpegel in Form Reihen unterschiedlicher Pegel angegeben: Einen höheren Bezugsdruckpegel P1 (von beispielsweise 180 Mpa), einem mittleren Bezugsdruckpegel P2 (beispielsweise 100 Mpa) und einem niedrigen Bezugsdruckpegel P3 (beispielsweise 30 Mpa), wie sie aus einem verwendbaren Bereich des zweiten Einspritzdrucks ausgewählt werden. Gemäß der nachfolgenden detaillierten Beschreibung werden die Korrekturdaten durch experimentell abgetastete Daten bezüglich der Größen gebildet, um die die zweite Befehlserregungsdauer im erforderlichen Maß vergrößert oder vermindert werden soll, um eine tatsächliche in der zweiten Einspritzung eingespritzte Brennstoffmenge in Übereinstimmung mit der zweiten Befehlseinspritzmenge zu bringen, und die abgetastet werden als eine Funktion einer Differenz zwischen der tatsächlichen Menge von in der zweiten Einspritzung eingespritzten Brennstoffs und der zweiten Befehlseinspritzmenge in Brennstoffeinspritztests, die durchgeführt wurden unter der Bedingung, dass die Menge (nachstehend auch als erste Einspritzmenge bezeichnet) an Brennstoff zur Einspritzung bei der ersten Einspritzung auf einen konstanten Wert gehalten wird, und es sind der Druck (nachstehend auch als erster Einspritzdruck bezeichnet) an Brennstoff zur Einspritzung bei der ersten Einspritzung und der Brennstoffdruck (nachstehend als ein zweiter Einspritzdruck bezeichnet) zur Einspritzung bei der zweiten Einspritzung auf den gleichen Pegel festgelegt, der vorgegeben ist durch jeden der Bezugsdruckpegel P1, P2 und P3. Insbesondere werden die abgetasteten Daten experimentell hergeleitet, wie es in 3(a) dargestellt ist, mittels des Durchführens der ersten Einspritzung bei jedem der Bezugsdruckpegel P₁, P₂ und P₃ und nachfolgend zur zweiten Einspritzung bei jedem der diskreten Einspritzintervalle I_j bei demselben Druckpegel wie bei der ersten Einspritzung unter der Bedingung, dass die erste Einspritzmenge während aller dieser Tests konstant gehalten wird. Der Zusatz „j” bezeichnet eine natürlich Zahl von 1 bis n, wobei n eine ganze Zahl größer oder gleich drei (3) ist. Beispielsweise werden die abgetasteten Daten gemäß der vorstehenden Beschreibung hergeleitet zur Angabe einer Größe (nachstehend auch als eine Kompensationsgröße V_ij bezeichnet, die gemäß einer nachfolgenden Beschreibung im Einzelnen ein Matrixelement ist), um die die zweite Befehlserregungsdauer geändert werden muss zum Kompensieren einer Differenz zwischen einer tatsächlichen in der zweiten Einspritzung eingespritzten Brennstoffmenge und der zweiten Befehlseinspritzmenge, und die experimentell abgetastet wird, wenn nach jedem der Einspritzintervalle I_j=1 bis I_j=n, die zweite Einspritzung bei jedem der Bezugsdruckpegel P_i=1 bis P_i=3 durchgeführt wird, der gleich demjenigen ist, bei welchem die ersten Einspritzung durchgeführt wird.
Die Korrekturdaten werden durch Einordnen der Kompensationsgröße V_i=lj=1 bis V_i=3j=n in der Form einer Matrix und Durchführen einer Hauptkomponentenanalyse derselben zur Bildung von n Hauptvektorkomponenten Km hergeleitet, von denen jeder n Komponenten Kmj aufweist, wobei m eine natürlich Zahl von 1 bis n ist. Insbesondere werden die Korrekturdaten zur Angabe der n Hauptkomponentenvektoren Km (km1, km2, ..., kmn) berechnet. Nachstehend wird im Einzelnen beschrieben, in welcher Weise die Hauptkomponentenanalyse der Kompensationsgröße Vij durchzuführen ist zur Bildung des Hauptkomponentenvektors Km.
Zuerst werden die Kompensationsgrößen V_i=1j=1 bis V_i=3j=n in der Form einer Matrix, bestehend aus Reihen der Bezugsdrücke P_i=1 bis P_i=3 und Spalten der Einspritzintervalle I_j=1 bis I_j=n, zur Bildung einer Abtastdatenmatrix V angeordnet. Danach wird eine Matrix VV' gebildet, die das Produkt der Abtastdatenmatrix V und einer transponierten Matrix V' der Matrix V ist. Da n ≥ 3 gilt, wird die Matrix VV' durch eine n·n-Quadratmatrix gebildet und wird nachstehend als eine Quadratmatrix A bezeichnet. Insbesondere kann die Quadratmatrix A ausgedrückt werden durch n Eigenvektoren Am und n Eigenwerte λm.
Jeder der Eigenvektoren Am wird mittels der Quadratwurzel eines entsprechenden der Eigenwerte λm zum Herleiten der n Hauptkomponentenvektoren Km (km1, km2, ..., kmn) multipliziert, von denen jeder n Komponenten km1 aufweist. Die Hauptkomponentenvektoren km1 bis kmn sind gemäß der Darstellung in 3(b) in einer Eins-Zu-Eins-Entsprechung mit den Einspritzintervallen Ij_=i bis Ij_n ausgedrückt.
In der vorstehend beschriebenen Weise werden die Hauptkomponentenvektoren Km als die Korrekturdaten aus der Abtastmatrix V hergeleitet, die eine Form des Ausdrucks der Abtastdaten ist. Jeder der Hauptkomponentenvektoren Km wird hergeleitet unter Verwendung der Kompensationsgröße v_ij bei sämtlichen Referenzdrücken P₁, P₂ und P₃. Die Hauptkomponentenvektoren Km werden daher unabhängig von dem Referenzdruckpegel P_i hergeleitet (d. h. einer Änderung des zweiten Einspritzdrucks, d h. der Druckschwankungen infolge der ersten Einspritzung).
Nachstehend wird nun im Einzelnen beschrieben, wie die Erregungsdauerkorrekturgröße unter Verwendung der Hauptkomponentenvektoren Km zur Korrektur der zweiten Befehlserregungsdauer bestimmt wird, um eine tatsächliche bei der zweiten Einspritzung einzuspritzende Brennstoffmenge in Übereinstimmung mit einem Soll-Wert zu bringen.
Die Befehlsberechnungsschaltung 37 gemäß der vorstehenden Beschreibung dient zur Bestimmung eines Befehlseinspritzintervalls auf der Basis der ersten Befehlserregungsstartzeit, der ersten Befehlserregungsdauer und der zweiten Befehlserregungsstartzeit. Aus den n Komponenten kmj jedes der Hauptkomponentenvektoren Km werden diejenigen entsprechend dem Einspritzintervall gemäß einer Bestimmung durch die Befehlsberechnungsschaltung 37 ausgewählt. Ist beispielsweise das Einspritzintervall ein Zeitintervall gemäß der Darstellung durch Inc, wobei nc eine natürliche Zahl von 1 bis n ist, dann werden die ausgewählten n Komponenten kmj gemäß der Darstellung in 4 durch kmnc ausgedrückt.
Die derart ausgewählten Komponenten kmnc werden mittels eines vorbestimmten Koeffizienten ΔPm multipliziert, der als eine Funktion der ersten Einspritzmenge (d. h. der bei der ersten Einspritzung einzuspritzenden Brennstoffmenge) und des zweiten Einspritzdrucks veränderlich ist. Die Summe der Produkte des Koeffizienten ΔPm und sämtlicher ausgewählter Komponenten kmnc wird zur Bestimmung der Erregungsdauerkorrekturgröße berechnet.
Wird die Erregungsdauerkorrekturgröße als F bezeichnet, dann gilt die folgende Beziehung
wobei der Koeffizient ΔPm ein Wert ist, der experimentell hergeleitet ist als Funktionen der ersten Einspritzmenge und des zweiten Einspritzdrucks für jeden der Hauptkomponentenvektoren Km, und der als Kennfelddaten gespeichert ist. Insbesondere ist der Koeffizient ΔPm einer von n Kennfeldwerten, die experimentell ermittelt wurden als Funktionen der Parameter der ersten Einspritzmenge und des zweiten Einspritzdrucks, um hieraus die Erregungsdauerkorrekturgröße F herzuleiten, die erforderlich ist, um eine tatsächliche Brennstoffeinspritzmenge für die zweite Einspritzung in Übereinstimmung mit der zweiten Befehlseinspritzmenge zu bringen. Anstelle der ersten Einspritzmenge kann die erste Befehlseinspritzmenge oder der Wert, der eine Funktion ist aus einem Ausgleich des Brennstoffs vor und nach der ersten Einspritzung, verwendet werden bei der Auswahl der Koeffizienten ΔPm aus den Kennfelddaten.
5 zeigt ein Ablaufdiagramm einer Abfolge (Sequenz) von logischen Schritten oder eines mittels der Einspritzsteuerungseinrichtung des Brennstoffeinspritzsystems 1 zu verarbeitenden Programms zur Korrektur der zweiten Befehlserregungsdauer.
Nach dem Aktivieren des Programms geht die Routine zu Schritt 1 über, in welchem Ausgaben der unterschiedlichen Sensoren einschließlich des Rail-Drucksensors 8 abgetastet werden.
Die Routine geht sodann zu Schritt 2 über, in welchem die zweite Befehlserregungsdauer und weitere Befehle unter Verwendung der in Schritt 1 abgetasteten Sensorsignale berechnet werden.
Die Routine geht über zu Schritt 3, in welchem in dem Fall, dass eine voraus gewählte Zeit unmittelbar vor der Durchführung der zweiten Einspritzung erreicht ist, die Ausgabe des Rail-Drucksensors 8 erneut abgetastet wird zum Schätzen des Pegels des zweiten Einspritzdrucks.
Die Routine geht über zu Schritt 4, in welchem die Erregungsdauerkorrekturgröße in der Weise bestimmt wird, wie es vorstehend beschrieben wurde, unter Verwendung der Hauptkomponentenvektoren Km und des Koeffizienten ΔPm. Insbesondere wird einer der n Komponenten kmj jedes der Hauptkomponentenvektoren Km, der dem Einspritzintervall entspricht, gemäß einer Bestimmung in diesem Programmzyklus ausgewählt. Ist beispielsweise das Befehlseinspritzintervall ein Zeitintervall, das durch Inc ausgedrückt wird, dann sind die ausgewählten Komponenten kmj gemäß der Darstellung in 4 k1nc bis kmnc. Danach werden sämtliche Werte des Koeffizienten ΔPm bestimmt, indem ein Durchsuchen unter Verwendung der Kennfelddaten auf der Basis der ersten Einspritzmenge und des zweiten Einspritzdrucks durchgeführt wird. Die ausgewählten Komponenten kmnc und die Werte des Koeffizienten ΔPm werden in die Gleichung (1) eingesetzt zu Herleitung der Erregungsdauerkorrekturgröße F.
Die Routine geht sodann zu Schritt 5 über, in welchem die zweite Befehlserregungsdauer durch die Erregungsdauerkorrekturgröße F korrigiert oder geändert wird.
Wie es aus der vorstehenden Diskussion erkennbar ist, ist das Brennstoffeinspritzsystem 1 mit einer Einspritzsteuerungseinrichtung 3 ausgestattet, die vorgesehen ist zur Durchführung einer Sequenz von 2 diskreten Einspritzungen (d. h. der ersten und der zweiten Einspritzung) des Brennstoffs in die Maschine mittels jedes der Injektoren 2. Die Einspritzsteuerungseinrichtung 3 umfasst die Korrekturschaltung 38, die zur Berechnung der Erregungsdauerkorrekturgröße zum Korrigieren des zweiten Befehls (d. h. der zweiten Erregungsdauer) unter Verwendung der Korrekturdaten dient. Die Korrekturdaten werden durch Abtastdaten bezüglich einer Differenz zwischen der tatsächlichen in der zweiten Einspritzung einzuspritzenden Brennstoffmenge und der zweiten Befehlseinspritzmenge hergeleitet. Die Abtastdaten werden in Tests ermittelt, die bei einem Bezugsdruckpegel Pi und dem Einspritzintervall Ij unter der Bedingung durchgeführt werden, dass die erste Einspritzmenge konstant gehalten wird.
Insbesondere werden die Korrekturdaten erhalten durch mathematische Umwandlung der abgetasteten Daten in Daten, die unabhängig von dem Bezugsdruckpegel Pi sind. Mit anderen Worten, die Korrekturdaten sind unabhängig von der Auswirkung der Druckschwankungen auf den Brennstoff infolge des Ereignisses der ersten Einspritzung vorgegeben. Daher wird die Erregungsdauerkorrekturgröße ebenfalls ungeachtet der Auswirkungen der Druckschwankungen auf den Brennstoff bestimmt, wobei die Verlässlichkeit der Steuerungsgenauigkeit bei den Einspritzungen des Brennstoffs in die Maschine verbessert wird im Vergleich zu bekannten Systemen, die ausgestaltet sind zur Korrektur der zweiten Befehlseinspritzmenge unter Verwendung eines spezifischen Musters der Druckschwankungen des Brennstoffs infolge des Ereignisses der ersten Einspritzung.
Gemäß der vorstehenden Beschreibung bezeichnen die abgetasteten Daten (Abtastdaten) die Kompensationsgröße Vij gemäß der experimentellen Bestimmung durch Ändern des Einspritzintervalls Ij für jeden der ausgewählten Werte des Bezugsdruckspegels Pi. Die Korrekturdaten werden berechnet als die n Hauptkomponentenvektoren Km, die hergeleitet werden mittels Durchführung der Hauptkomponentenanalyse mit der Abtastdatenmatrix V bestehend aus Matrixelementen der Kompensationsgröße Vij. Die Verwendung der Hauptkomponentenanalyse führt zu der Unabhängigkeit der Korrekturdaten von einer Abtastbedingung wie dem zweiten Einspritzdruck.
Die Korrekturschaltung 36 dient zur Bestimmung der Erregungsdauerkorrekturgröße durch Ermitteln sämtlicher Komponenten k1nc bis kmnc entsprechend dem Befehlseinspritzintervall, durch Multiplizieren derselben mit den Koeffizienten ΔP1 bis ΔPn, und Ermitteln der Summe der sich ergebenden Produkte. Die Erregungsdauerkorrekturgröße wird sodann bestimmt als ein linearer Wert in Abhängigkeit von den Auswirkungen des Ereignisses der ersten Einspritzung.
Die Bezugsdruckpegel P1, P2 und P3 werden gemäß der vorstehenden Beschreibung aus einem tatsächlich verwendbaren Bereich des zweiten Einspritzdrucks ausgewählt. Der höhere Bezugsdruckpegel P1 kann als eine obere Grenze des verwendbaren Bereichs des zweiten Einspritzdrucks eingestellt werden, während der niedrige Bezugsdruckpegel P3 als eine untere Grenze des verwendbaren Bereichs eingestellt werden kann. In diesem Fall wird die Erregungsdauerkorrekturgröße unter Verwendung der abgetasteten Daten bestimmt, die den gesamten verwendbaren Bereich des zweiten Einspritzdrucks abdecken, wodurch die Auswirkungen der Druckschwankungen des Brennstoffs infolge des Ereignisses der ersten Einspritzung auf die Erregungsdauerkorrekturgröße ferner minimiert wird.
Die Kompensationsgröße vij (d. h. die Größe, um die die zweite Befehlserregungsdauer zu ändern ist zur Kompensation einer Differenz zwischen der tatsächlichen in der zweiten Einspritzung eingespritzten Brennstoffmenge und der zweiten Befehlseinspritzmenge) wird experimentell unter der Bedingung abgetastet, dass die erste Einspritzmenge konstant gehalten wird, und es werden der erste und zweite Einspritzdruck simultan auf einen einer Vielzahl von unterschiedlichen Pegeln jedes Mal, wenn Tests mit sämtlichen vor ausgewählten Werten des Einspritzintervalls abgeschlossen sind, geändert, wobei jedoch alternativ auch eine Abtastung in Tests durchgeführt werden kann unter der Bedingung, dass die erste Einspritzmenge innerhalb einer Vielzahl von Bezugswerten umgeschaltet werden kann, gemäß einer Auswahl innerhalb eines tatsächlich verwendbaren Bereichs der ersten Einspritzmenge bei jedem der Bezugsdruckpegel. Beispielsweise werden als Bezugswerte für die erste Einspritzmenge drei unterschiedliche Werte ausgewählt, ein großer Wert, ein mittlerer Wert und ein kleiner Wert. Die Bezugsdruckpegel können in gleicher Weise wie vorstehend angegeben drei unterschiedliche Pegel aufweisen, eine hohen Pegel, einen mittleren Pegel und einen niedrigen Pegel. In jedem einer Gesamtzahl von neun (9) Kombinationen der Bezugswerte der ersten Einspritzmenge und der Bezugsdruckpegel kann die Kompensationsgröße v_ij bei jedem vorausgewählten Wert des Einspritzintervalls Ij abgetastet werden. Die Hauptkomponentenanalyse wird für jeden der Bezugswerte der ersten Einspritzmenge durchgeführt zur Bildung und Speicherung der Hauptkomponentenvektoren in der Einspritzsteuerungseinrichtung 3. Die Interpolation wird mit den Hauptkomponentenvektoren als eine Funktion der ersten Einspritzmenge zu Herleitung der Erregungsdauerkorrekturgröße F in Hinblick auf die Auswirkungen der ersten Einspritzung auf die zweite Einspritzung durchgeführt.
In dem vorstehenden Fall, bei dem der Kompensationsbetrag für jeden der Bezugswerte der ersten Einspritzmenge abgetastet wird, kann der höhere Bezugsdruckpegel P₁ auf die obere Grenze des verwendbaren Bereichs des zweiten Einspritzdrucks eingestellt werden, während der niedrige Bezugsdruckpegel P₃ als die Untergrenze des verwendbaren Bereichs eingestellt werden kann. Der große Bezugswert der ersten Einspritzmenge kann auf eine obere Grenze des verwendbaren Bereichs der ersten Einspritzmenge eingestellt werden, während der kleine Bezugswert der ersten Einspritzmenge auf eine unter Grenze des verwendbaren Bereichs der ersten Einspritzmenge eingestellt werden kann.
Die Korrekturschaltung 38 ist gemäß der vorstehenden Beschreibung ausgestaltet zur Bestimmung der Erregungsdauerkorrekturgröße F unter Verwendung der Korrekturdaten, die experimentell bei den drei Bezugsdruckpegeln Pi (d. h. den Bezugsdruckpegeln P₁ _, P₂ und P₃) abgetastet wurden, wobei jedoch die Bezugsdruckpegel P_i auch n (= natürliche Zahl größer oder gleich 2) unterschiedliche Pegel sein können, die aus einem veränderbaren Bereich des zweiten Einspritzdrucks ausgewählt werden können.
Das Brennstoffeinspritzsystem 1 kann alternativ zur Durchführung einer Sequenz von drei oder mehr Einspritzungen während jedes Verbrennungszyklus der Maschine ausgestaltet werden. In diesem Fall kann die Erregungsdauerkorrekturgröße F bestimmt werden, indem vorherige und nachfolgende Ereignisse der Einspritzungen jeweils als erste und zweite Einspritzungen definiert werden.
Gemäß der vorstehenden Beschreibung ist das Einspritzintervall ein Zeitintervall zwischen dem Ende der Erregung des Solenoids 30 des Brennstoffinjektors 2 zum Abschließen der ersten Einspritzung und Starten der Erregung des Solenoids 30 zum Einleiten der zweiten Einspritzung, wobei dies jedoch auch alternativ ein Zeitintervall zwischen dem Start der Erregung des Solenoids 30 zum Einleiten der ersten Einspritzung und Start desselben zur Einleitung der zweiten Einspritzung sein kann.
Ein Brennstoffeinspritzsystem ist zur Durchführung einer Sequenz einer ersten und zweiten Einspritzung von Brennstoff in eine Maschine ausgestaltet. Das System dient zur Bestimmung eines ersten Befehls zum Spezifizieren einer in die Maschine bei der ersten Einspritzung einzuspritzenden Brennstoffmenge, und eines zweiten Befehls zum Spezifizieren einer in die Maschine in der zweiten Einspritzung nachfolgend zur ersten Einspritzung einzuspritzenden Brennstoffmenge. Das System dient ferner zur Bestimmung einer Korrekturgröße für den zweiten Befehl als eine Funktion eines Intervalls zwischen der ersten Einspritzung und der zweiten Einspritzung auf der Basis von Korrekturdaten. Die Korrekturdaten werden durch die Umwandlung experimenteller Daten bezüglich einer Tatsächlich-Zu-Befehlseinspritzmengendifferenz zwischen einer tatsächlichen in der zweiten Einspritzung einzuspritzenden Brennstoffmenge und einer Befehlseinspritzmenge hergeleitet, unabhängig von den Auswirkungen der Druckschwankungen durch die erste Einspritzung auf die zweite Einspritzung, wodurch die Genauigkeit der Verlässlichkeit der Einspritzung des Brennstoffs in die Maschine verbessert wird.

Claims

Brennstoffeinspritzsystem, mit: einem Injektor, der zur Durchführung einer Sequenz einer ersten und einer zweiten Einspritzung von Brennstoff in einen Zylinder einer Brennkraftmaschine dient, und einer Einspritzsteuerungseinrichtung, die vorgesehen ist zur Bestimmung eines ersten Befehls zum Spezifizieren einer in die Brennkraftmaschine in der ersten Einspritzung einzuspritzenden Brennstoffmenge, und eines zweiten Befehls zum Spezifizieren einer in die Brennkraftmaschine in der zweiten Einspritzung nachfolgend zur ersten Einspritzung einzuspritzenden Brennstoffmenge, wobei die Einspritzsteuerungseinrichtung eine Korrekturfunktion zur Bestimmung einer Korrekturgröße durchführt, die eine Größe ist, um die der zweite Befehl zu korrigieren ist, als eine Funktion eines Intervalls zwischen der ersten Einspritzung und der zweiten Einspritzung auf der Basis von Korrekturdaten, wobei die Korrekturdaten hergeleitet werden unter Verwendung experimenteller Daten einer Einspritzmengendifferenz zwischen einer tatsächlichen in der zweiten Einspritzung eingespritzten Brennstoffmenge und der durch den zweiten Befehl bestimmten Brennstoffmenge, wobei die experimentellen Daten in Einspritztests abgetastet werden, bestehend aus Sätzen von Sequenzen der ersten und zweiten Einspritzungen, die unter den Bedingungen durchgeführt werden, dass in jedem der Sätze die in der ersten Einspritzung eingespritzte Brennstoffmenge konstant gehalten wird, und die erste und zweite Einspritzung bei demselben Druckpegel durchgeführt werden, der einer aus einer Vielzahl von Bezugsdruckpegeln ist, die aus einem Betriebsbereich des in der zweiten Einspritzung verwendeten Drucks ausgewählt werden.
Brennstoffeinspritzsystem nach Anspruch 1, wobei die Bezugsdruckpegel eine obere und eine untere Grenze des Betriebsbereichs des in der zweiten Einspritzung verwendeten Brennstoffs umfassen.
Brennstoffeinspritzsystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei die experimentellen Daten aus Matrixelementen bestehen, die unter Ändern des Intervalls zwischen der ersten und der zweiten Einspritzung in den Sequenzen der ersten und zweiten Einspritzungen in jedem der Sätze abgetastet werden, und wobei die Korrekturdaten durch eine Matrix ausgedrückt werden, bestehend aus Hauptkomponenten, die mittels Durchführung einer Hauptkomponentenanalyse der Matrixelemente der experimentellen Daten hergeleitet werden.
Brennstoffeinspritzsystem nach Anspruch 3, wobei die Korrekturgröße bestimmt wird als die Summe der Produkte sämtlicher Hauptkomponenten und Koeffizienten, die vorgegeben sind als Funktionen der in der ersten Einspritzung eingespritzten Brennstoffmenge und des Drucks des in der zweiten Einspritzung eingespritzten Brennstoffs.
Brennstoffeinspritzsystem, mit: einem Injektor, der zur Durchführung einer Sequenz einer ersten und einer zweiten Einspritzung von Brennstoff in einen Zylinder einer Brennkraftmaschine dient, und einer Einspritzsteuerungseinrichtung, die vorgesehen ist zur Bestimmung eines ersten Befehls zum Spezifizieren einer in die Brennkraftmaschine in der ersten Einspritzung einzuspritzenden Brennstoffmenge, und eines zweiten Befehls zum Spezifizieren einer in die Brennkraftmaschine in der zweiten Einspritzung nachfolgend zur ersten Einspritzung einzuspritzenden Brennstoffmenge, wobei die Einspritzsteuerungseinrichtung eine Korrekturfunktion zur Bestimmung einer Korrekturgröße durchführt, die eine Größe ist, um die der zweite Befehl zu korrigieren ist, als eine Funktion eines Intervalls zwischen der ersten Einspritzung und der zweiten Einspritzung auf der Basis von Korrekturdaten, wobei die Korrekturdaten hergeleitet werden unter Verwendung experimenteller Daten einer Einspritzmengendifferenz zwischen einer tatsächlichen in der zweiten Einspritzung eingespritzten Brennstoffmenge und der durch den zweiten Befehl bestimmten Brennstoffmenge, wobei die experimentellen Daten in Einspritztests abgetastet werden, bestehend aus Sätzen von Sequenzen der ersten und zweiten Einspritzungen, die unter den Bedingungen durchgeführt werden, dass die in der ersten Einspritzung eingespritzte Brennstoffmenge auf einen von Bezugswerten geändert wird, die aus den Sätzen ausgewählt werden aus einem Betriebsbereich der ersten Einspritzung, und wobei die erste und zweite Einspritzung mit demselben Druckpegel durchgeführt werden, der auf einen einer Vielzahl von Bezugsdruckpegeln geändert wird, gemäß einer Auswahl aus den Sätzen aus einem Betriebsbereich des in der zweiten Einspritzung verwendeten Drucks.