DE102006000355A1

DE102006000355A1 - Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung

Info

Publication number: DE102006000355A1
Application number: DE200610000355
Authority: DE
Inventors: Toyomori Kariya Tsuiki
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2005-07-21
Filing date: 2006-07-20
Publication date: 2007-02-22
Anticipated expiration: 2026-07-21
Also published as: DE102006000355B4; JP4497044B2; JP2007023988A

Abstract

EineKraftstoffeinspritzsteuervorrichtung nimmt ein Erfassungsergebnis eines Sensors (20) auf, der den Kraftstoffdruck in einer Common-Rail (12) erfasst. Die Steuervorrichtung stellt einen Betätigungsbetrag eines Kraftstoffeinspritzventils (16) auf Werte ein, die sich zwischen dem Fall, in dem bestimmt wird, dass das Druckeinspeisen einer Kraftstoffpumpe (6) den Betrieb des Kraftstoffeinspritzventils beeinflusst, und dem Fall, in dem bestimmt wird, dass das Druckeinspeisen den Betrieb des Kraftstoffeinspritzventils nicht beeinflusst, unterscheiden. Die Steuervorrichtung berechnet einen Korrekturbetrag des Betätigungsbetrags, basierend auf einer Differenz zwischen einem Erfassungswert einer Kraftstoffabgabecharakteristik der Kraftstoffpumpe, basierend auf dem Erfassungsergebnis und einem vorbestimmten Standardwert. Die Steuervorrichtung korrigiert den Betätigungsbetrag mit dem Korrekturbetrag, wenn bestimmt wird, dass das Druckeinspeisen den Betrieb des Kraftstoffeinspritzventils beeinflusst.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung, die eine Kraftstoffeinspritzsteuerung eines Verbrennungsmotors durch das Betätigen einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung durchführt, die mit einer Druckspeicherkammer zum Speichern von in einem Hochdruckzustand befindlichem Kraftstoff ausgebildet ist und die eine Kraftstoffpumpe zum Einspeisen des unter hohem Druck stehenden Kraftstoffs (Druckeinspeisen) in die Druckspeicherkammer und ein Kraftstoffeinspritzventil zum Einspritzen des in der Druckspeicherkammer gespeicherten Kraftstoffs besitzt.
Als eine Art dieser Kraftstoffeinspritzvorrichtung gibt es eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung, die eine gemeinsame Druckspeicherkammer (Common-Rail) zum Zuführen von Hochdruckkraftstoff zu den Kraftstoffeinspritzventilen der entsprechenden Zylinder eines Dieselmotors besitzt. Eine Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung für einen Dieselmotor mit Common-Rail stellt eine Soll-Einspritzzeitspanne so ein, dass das Kraftstoffeinspritzventil basierend auf einer erforderlichen Kraftstoffmenge und einem erforderlichen in der Common-Rail herrschenden Kraftstoffdruck betrieben wird. Der Kraftstoffdruck in der Common-Rail schwankt mit dem Druckbeaufschlagen und Einspeisen (Druckeinspeisen) des Kraftstoffs, das durch die Kraftstoffpumpe durchgeführt wird. Sogar wenn eine gleiche Kraftstoffeinspritzzeitspanne eingestellt ist, variiert die Menge des tatsächlich eingespritzten Kraftstoffs bei vorhandener/fehlender Überlappung zwischen der Kraftstoffdruckeinspeisungszeitspanne der Kraftstoffpumpe und der Kraftstoffeinspritzzeitspanne.

Das Dokument JP-A-2003-222046 schlägt eine Steuervorrichtung vor, die die Kraftstoffeinspritzzeitspanne durch die Verwendung von Zuordnungen berechnet, die zwischen einem Zylinder, bei dem sich die Kraftstoffdruckeinspeisungszeitspanne der Kraftstoffpumpe mit der Kraftstoffeinspritzzeitspanne des Kraftstoffeinspritzventils überlappt, und einem anderen Zylinder, bei dem sich die Kraftstoffdruckeinspeisungszeitspanne der Kraftstoffpumpe nicht mit der Kraftstoffeinspritzzeitspanne des Kraftstoffeinspritzventils überlappt, verschieden sind. Somit kann eine geeignete Kraftstoffeinspritzzeitspanne gemäß dem Vorhandensein/Nicht-Vorhandensein der Überlappungszeitspanne eingestellt werden.

Eine gegenwärtige Kraftstoffeinspritzvorrichtung besitzt eine Abweichung bei der Kraftstoffabgabecharakteristik einer Kraftstoffpumpe infolge eines individuellen Unterschieds oder einer Alterungsveränderung. Daher gibt es bei der herkömmlichen Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung die Möglichkeit, dass eine Menge des tatsächlich abgegebenen Kraftstoffs infolge des individuellen Unterschieds oder der Alterungsveränderung sogar dann variieren kann, wenn eine Soll-Abgabemenge der Kraftstoffpumpe festgesetzt ist. Folglich gibt es die Möglichkeit, dass eine tatsächliche Kraftstoffeinspritzmenge von einer erforderlichen Kraftstoffeinspritzmenge abweicht.

In dem Fall, dass eine Kraftstoffpumpe mehrere Kolben besitzt und das Ansaugen und Druckeinspeisen von Kraftstoff durch ein Hin- und Herbewegen der Kolben durchführt, gibt es die Möglichkeit, dass sich die Abgabecharakteristiken zwischen den Kolben unterscheiden.

Bei einem asynchronen System wechselt der Kolben, dessen Druckeinspeisungszeitspanne sich mit einer Kraftstoffeinspritzzeitspanne eines speziellen Zylinders überlappt, mit der Zeit von einem Kolben zu einem anderen. In dem Fall, in dem das asynchrone System auf einen Verbrennungsmotor mit mehreren Zylindern angewendet wird, kann eine Abweichung der Kraftstoffeinspritzmenge infolge der Abweichung der Abgabecharakteristik der Kolben nicht durch eine Lernsteuerung der Einspritzmenge jedes Zylinders kompensiert werden. In dem Fall, in dem eine mit mehreren Kolben ausgerüstete Kraftstoffpumpe für ein asynchrones System verwendet wird, wird der Einfluss des individuellen Unterschieds oder der Alterungsveränderung daher schwerwiegender.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung vorzusehen, die die Verschlechterung der Genauigkeit der Kraftstoffeinspritzsteuerung, die durch eine Abweichung infolge eines individuellen Unterschieds oder einer Alterungsveränderung einer Kraftstoffpumpe verursacht wird, geeignet zu beschränken.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung besitzt eine Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung eine Aufnahmeeinrichtung, eine Einstelleinrichtung, eine Berechnungseinrichtung und eine Korrektureinrichtung. Die Aufnahmeeinrichtung nimmt ein Erfassungsergebnis eines Sensors auf, der den Kraftstoffdruck in einer Druckspeicherkammer erfasst. Die Einstellvorrichtung stellt einen Betätigungsbetrag eines Kraftstoffeinspritzventils auf Werte ein, die sich zwischen dem Fall, in dem bestimmt wird, dass ein Druckeinspeisen den Betrieb des Kraftstoffeinspritzventils beeinflusst, und dem Fall, in dem bestimmt wird, dass die Druckeinspeisung den Betrieb des Kraftstoffeinspritzventils nicht beeinflusst, unterscheiden. Die Berechnungsvorrichtung berechnet einen Korrekturbetrag des Betätigungsbetrags des Kraftstoffeinspritzventils basierend auf einer Differenz zwischen einem gemessenen Wert einer Kraftstoffabgabecharakteristik der Kraftstoffpumpe basierend auf dem Messergebnis des Sensors und einem vorbestimmten Standardwert. Die Korrekturvorrichtung korrigiert den durch die Einstellvorrichtung eingestellten Betätigungsbetrag anhand des durch die Korrekturvorrichtung berechneten Korrekturbetrags, wenn bestimmt wird, dass das Druckeinspeisen den Betrieb des Kraftstoffeinspritzventils beeinflusst.

Bei dem vorstehend beschriebenen Aufbau wird der Betätigungsbetrag des Kraftstoffeinspritzventils auf Werte eingestellt, die sich zwischen dem Fall, in dem bestimmt wird, dass das Druckeinspeisen des Kraftstoffs den Betrieb des Kraftstoffeinspritzventils beeinflusst, und dem Fall, in dem bestimmt wird, dass das Druckeinspeisen des Kraftstoffs den Betrieb des Kraftstoffeinspritzventils nicht beeinflusst, unterscheiden. Dementsprechend beschränkt der Aufbau eine Abweichung einer tatsächlichen Kraftstoffeinspritzmenge von einer erforderlichen Kraftstoffeinspritzung, die durch eine Schwankung des Kraftstoffdrucks in der Druckspeicherkammer verursacht wird, die durch das Druckeinspeisen während des Betriebs des Kraftstoffeinspritzventils erzeugt wird. Der Betätigungsbetrag, der durch die Einstellvorrichtung für das Kompensieren des Einflusses der Schwankung des Kraftstoffdrucks eingestellt wird, wird durch den Korrekturbetrag korrigiert. Der Korrekturbetrag kompensiert die Abweichung der tatsächlichen Kraftstoffeinspritzmenge von der erforderlichen Kraftstoffeinspritzmenge infolge der Abweichung der Abgabecharakteristik der Kraftstoffpumpe von dem Standardwert. Daher kann der vorstehend beschriebene Aufbau die Verschlechterung der Genauigkeit der Kraftstoffeinspritzsteuerung, die durch eine Abweichung infolge des individuellen Unterschieds oder der Alterungsveränderung der Kraftstoffpumpe verursacht wird, adäquat einschränken.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung verfügt die Kraftstoffpumpe über eine Vielzahl von Kolben und führt das Ansaugen und das Druckeinspeisen des Kraftstoffs durch Hin- und Herbewegen der Kolben durch. Die Berechnungsvorrichtung berechnet den Korrekturbetrag für jeden Kolben basierend auf einer Differenz zwischen dem Messwert der für den Kolben spezifischen Abgabecharakteristik und dem Standardwert. Wenn bestimmt wird, dass das Druckeinspeisen durch einen bestimmten Kolben den Betrieb des Kraftstoffeinspritzventils beeinflusst, korrigiert die Korrekturvorrichtung den durch die Einstellvorrichtung eingestellten Betätigungsbetrag mit dem dem Kolben entsprechenden Korrekturbetrag aus den durch die Berechnungsvorrichtung berechneten Korrekturwerten.

Bei dem vorstehend beschriebenen Aufbau gibt es die Möglichkeit, dass eine Abweichung der Abgabecharakteristik zwischen den Kolben verursacht wird. Wenn daher bestimmt wird, dass das Druckeinspeisen des Kraftstoffs in die Druckspeicherkammer durch einen bestimmten Kolben den Betrieb des Kraftstoffeinspritzventils beeinflusst, wird der durch die Einstellvorrichtung eingestellte Betätigungsbetrag durch den dem Kolben entsprechenden Korrekturbetrag korrigiert, der das Druckeinspeisen durchführt. Folglich kann die Abweichung der tatsächlichen Einspritzmenge von der erforderlichen Einspritzmenge infolge eines individuellen Unterschieds oder einer Alterungsveränderung jedes Kolbens geeignet verhindert werden.

Die Merkmale und Vorteile der Ausführungsbeispiele sowie die Betriebsweisen und die Funktion der zugehörigen Teile sind aus der folgenden detaillierten Beschreibung, den beigefügten Ansprüchen und den Zeichnungen verständlich, die allesamt einen Teil dieser Anmeldung bilden.

1 ist eine schematische Darstellung, die einen Gesamtaufbau eines Verbrennungsmotorsystems gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist ein Zeitablaufdiagramm, das die Zeitpunkte der Kraftstoffeinspritzung, den Common-Rail-Druck und die Kolbenübergänge einer Kraftstoffpumpe gemäß dem Ausführungsbeispiel der 1 zeigt;
3 ist ein Ablaufdiagramm, das die Prozessschritte zum Berechnen eines Korrekturbetrags einer Soll-Einspritzzeitspanne gemäß dem Ausführungsbeispiel der 1 zeigt;
4 ist ein Ablaufdiagramm, das die Prozessschritte zum Berechnen der Soll-Einspritzzeitspanne gemäß dem Ausführungsbeispiel der 1 zeigt;
5 ist ein Ablaufdiagramm, das die Prozessschritte zum Berechnen eines Korrekturbetrags einer Soll-Einspritzzeitspanne gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt; und
6 ist ein Zeitablaufdiagramm, das Betriebsbeispiele von asynchronen Systemen der abgewandelten Beispiele des Ausführungsbeispiels der 1 oder des Ausführungsbeispiels der 5 zeigt.
Unter Bezugnahme auf die 1 ist ein Verbrennungsmotorsystem gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die vorliegende Erfindung für eine Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung eines Dieselmotors verwendet. Wie dies in der 1 gezeigt ist, saugt eine Kraftstoffpumpe 6 einen Kraftstoff von einem Kraftstofftank 2 durch einen Kraftstofffilter 4 an. Die Kraftstoffpumpe 6 wird durch eine Kurbelwelle 8 als eine Ausgabewelle des Dieselmotors angetrieben und gibt den Kraftstoff ab. Die Kraftstoffpumpe 6 besitzt ein Ansaugmessventil 10 für das Bestimmen einer Menge von nach außen abgegebenem Kraftstoff. Die Kraftstoffpumpe 6 hat zwei Kolben. Jeder der Kolben bewegt sich zwischen einer Position des oberen Totpunkts (TDC) und einer Position des unteren Totpunkts (BDC) für das Ansaugen und Abgeben des Kraftstoffs hin und her.
Der Kraftstoff von der Kraftstoffpumpe 6 wird druckbeaufschlagt und in eine Common-Rail 12 eingespeist (druckeingespeist). Die Common-Rail 12 speichert den von der Kraftstoffpumpe 6 druckeingespeisten Kraftstoff in einem Hochdruckzustand und speist den druckbeaufschlagten Kraftstoff in die Kraftstoffeinspritzventile 16 der Zylinder (fünf Zylinder bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel) durch Hochdruckkraftstoffkanäle 14 ein. Die Kraftstoffeinspritzventile 16 sind mit dem Kraftstofftank 2 durch einen Niederdruckkraftstoffkanal 18 verbunden.
Das Verbrennungsmotorsystem ist mit zahlreichen Sensoren für das Erfassen der Betriebsbedingungen oder der Betriebsumgebung des Dieselmotors wie beispielsweise einem Kraftstoffdrucksensor 20 für das Erfassen des in der Common-Rail 12 vorherrschenden Kraftstoffdrucks und einem Kurbelwinkelsensor 22 für das Erfassen eines Drehwinkels der Kurbelwelle 8 versehen. Das Verbrennungsmotorsystem hat einen Gaspedalsensor 24 für das Erfassen eines Betätigungsbetrags eines Gaspedals, das in Übereinstimmung mit einem Beschleunigungsverlangen eines Nutzers betätigt wird.
Eine elektronische Steuereinheit (ECU) 30 ist hauptsächlich aus einem Mikrocomputer aufgebaut und nimmt die Erfassungsergebnisse der Sensoren auf und steuert die Leistung des Dieselmotors basierend auf den Erfassungsergebnissen. Die ECU 30 führt die Kraftstoffeinspritzsteuerung zum geeigneten Durchführen der Abgabesteuerung des Dieselmotors durch. Wenn die Kraftstoffeinspritzsteuerung durchgeführt wird, wird der in der Common-Rail 12 vorherrschende Kraftstoffdruck auf einen Zielkraftstoffdruck geregelt, der gemäß den Betriebsbedingungen oder den Betriebsumgebungen des Dieselmotors eingestellt ist.
Im Folgenden ist die Kraftstoffeinspritzsteuerung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel im Detail unter Bezugnahme auf die 2 beschrieben. Die Teile (a) bis (e) der 2 zeigen jeweils Soll-Zeitspannen (Soll- Einspritzzeitspannen) der Kraftstoffeinspritzung der Kraftstoffeinspritzventile 16 der Zylinder Nr.1–Nr.5 (#1–#5). Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden eine Einzelschritt-Voreinspritzung p und eine Einzelschritt-Haupteinspritzung m in jeder Kraftstoffeinspritzzeitspanne durchgeführt. Ein Teil (f) der 2 zeigt einen Übergang des in der Common-Rail 12 vorhandenen Kraftstoffdrucks NPC. Ein Teil (g) der 2 zeigt einen Übergang des Kraftstoffansaugmodus und Kraftstoffabgabemodus (Druckeinspeisemodus) eines Kolbens (erster Kolben: Kolben #1). Ein Teil (h) der 2 zeigt einen Übergang eines Kraftstoffansaugmodus und Kraftstoffabgabemodus (Druckeinspeisemodus) des anderen Kolbens (zweiter Kolben: Kolben #2). Die Zeichen #1TDC–#5TDC stellen die Position des oberen Totpunkts (TDC) der entsprechenden Zylinder #1–#5 dar.
Wie dies durch eine mit "ANSAUGVORGANG" gekennzeichnete Fläche in der 2 gezeigt ist, wird eine Ansaugmenge durch einen Betriebsmodus des Ansaugmessventils 10 zu dem Zeitpunkt bestimmt, bei dem sich der erste Kolben oder der zweite Kolben in Richtung der Position des unteren Totpunkts bewegt. Wie dies durch eine mit "ABGABEVORGANG" gekennzeichnete Fläche in der 2 gezeigt ist, wird der zuvor angesaugte Kraftstoff abgegeben, wenn sich der erste Kolben oder der zweite Kolben in Richtung der Position des oberen Totpunkts bewegt.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Kraftstoffdruckeinspeisungszyklus des ersten Kolbens oder des zweiten Kolbens bei 480°CA, so dass der Kraftstoffdruckeinspeisungszyklus der Kraftstoffpumpe 6 bei 240°CA ist. Der Zyklus der Kraftstoffeinspritzung ist bei 144°CA. Daher ist die Kraftstoffeinspritzvorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels ein asynchrones System, bei dem der Kraftstoffdruckeinspeisungszeitpunkt des erstem Kolbens oder des zweiten Kolbens kein Verhältnis von Eins zu Eins mit dem Kraftstoffeinspritzzeitpunkt jedes Zylinders hat.
Ein Verhältnis zwischen dem Druckeinspeisungszyklus der Kraftstoffpumpe 6 und dem Kraftstoffeinspritzzyklus ist auf ein ganzzahliges Verhältnis eingestellt (5:3 bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel). Daher wiederholt sich die selbe Beziehung zwischen dem Druckeinspeisungszeitpunkt der Kraftstoffpumpe 6 und dem Kraftstoffeinspritzzeitpunkt in einem vorbestimmten Zyklus (einem Zyklus von 720°CA bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel). Wie dies in der 2 gezeigt ist, wird zum Beispiel die Kraftstoffeinspritzung in den vierten Zylinder (Zylinder #4) zwischen dem vorhergehenden Druckeinspeisen und dem gegenwärtigen Druckeinspeisen der Kraftstoffpumpe 6 durchgeführt. Die Abstände zwischen dem gegenwärtigen Kraftstoffeinspritzzeitpunkt und den entsprechenden Kraftstoffdruckeinspeisungszeitspannen besitzen die selben Kurbelwinkel wie die Abstände zwischen dem vorhergegangenen Kraftstoffeinspritzzeitpunkt und den entsprechenden Kraftstoffdruckeinspeisungszeitspannen.
Eine Soll-Einspritzzeitspanne des Kraftstoffeinspritzventils 16 und des in der Common-Rail 12 vorherrschenden Kraftstoffdrucks definieren eine durch das Kraftstoffeinspritzventil 16 eingespritzte Kraftstoffeinspritzmenge. Die Soll-Einspritzzeitspanne sollte vorzugsweise unter Verwendung des durch den Kraftstoffdrucksensor 20 zum Zeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung gemessenen Kraftstoffdrucks definiert werden. Daher wird bei der vorliegenden Erfindung der Kraftstoffdruck bei dem gegenwärtigen Kraftstoffeinspritzzeitpunkt basierend auf dem Kraftstoffdruck geschätzt, der bei dem Kraftstoffeinspritzzeitpunkt gemessen wurde, der dem gegenwärtigen Kraftstoffeinspritzzeitpunkt um 720°CA vorherging, und die gegenwärtige Soll-Einspritzzeitspanne ist basierend auf dem geschätzten Kraftstoffdruck definiert. Somit ist die Soll-Einspritzzeitspanne vor einem Betrieb des Kraftstoffeinspritzventils 16 passend eingestellt. Wie dies vorstehend beschrieben ist, stimmt das Verhältnis zwischen den Druckeinspeisungszeitspannen und dem gegenwärtigen Kraftstoffeinspritzzeitpunkt mit dem Verhältnis bei dem Kraftstoffeinspritzzeitpunkt überein, der dem gegenwärtigen Kraftstoffeinspritzzeitpunkt um 720°CA vorhergeht. Daher kann angenommen werden, dass das Verhalten des Kraftstoffdrucks zum gegenwärtigen Zeitpunkt ähnlich dem des Kraftstoffdrucks bei 720°CA vor dem gegenwärtigen Zeitpunkt ist. Folglich kann das Verhalten des Kraftstoffdrucks zum gegenwärtigen Zeitpunkt basierend auf dem Verhalten des Kraftstoffdrucks bei 720°CA vor dem gegenwärtigen Zeitpunkt geschätzt werden.
Zum Beispiel wird vor der Kraftstoffeinspritzung in einen bestimmten Zylinder der Kraftstoffdruck in der Common-Rail 12 bei einem vorbestimmten Kurbelwinkel vor der Position des oberen Totpunkts des bestimmten Zylinders (an den Messpunkten A und C in der 2) erfasst. Zusätzlich wird der Kraftstoffdruck zum Zeitpunkt der Haupteinspritzung (bei dem Startzeitpunkt der Soll-Einspritzzeitspanne in diesem Beispiel) erfasst (an einem Messpunkt B in der 2). Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der an dem Messpunkt A vor der vorhergehenden Kraftstoffeinspritzung erfasste Messwert als Kraftstoffdruck NPC(i – 1) eingegeben. Der bei dem vorhergehenden Kraftstoffeinspritzzeitpunkt (an dem Messpunkt B) erfasste Messwert wird als Kraftstoffdruck NPCM(i – 1) eingegeben. Der vor der gegenwärtigen Kraftstoffeinspritzung an dem Messpunkt C erfasste Messwert wird als Kraftstoffdruck NPC(i) eingegeben. Der Kraftstoffdruck NPCM(i) bei dem gegenwärtigen Kraftstoffeinspritzzeitpunkt wird basierend auf der folgenden Gleichung (1) geschätzt. NPCM(i) = NPC(i) + NPCM(i – 1) – NPC(i – 1) (1)
Die gegenwärtige Soll-Einspritzzeitspanne wird basierend auf dem geschätzten Kraftstoffdruck NPCM(i) berechnet.
Der Kolben, der den Kraftstoff in der Nähe des gegenwärtigen Kraftstoffeinspritzzeitpunkts druckeinspeist, unterscheidet sich von dem Kolben, der den Kraftstoff in der Nähe des vorhergehenden Kraftstoffeinspritzzeitpunkts druckeinspeist, der dem gegenwärtigen Kraftstoffeinspritzzeitpunkt um 720°CA vorausgeht. Wie dies in der 2 in einem Beispiel für den vierten Zylinder gezeigt ist, wurde die vorhergehende Kraftstoffeinspritzung nach dem Kraftstoffdruckeinspeisen des ersten Kolbens (Kolben #1) und vor dem Kraftstoffdruckeinspeisen des zweiten Kolbens (Kolben #2) durchgeführt, wohingegen die gegenwärtige Kraftstoffeinspritzung nach dem Kraftstoffdruckeinspeisen des zweiten Kolbens und vor dem Kraftstoffdruckeinspeisen des ersten Kolbens durchgeführt wird. Falls daher eine Abweichung einer Abgabecharakteristik des ersten Kolbens oder des zweiten Kolbens durch einen individuellen Unterschied oder eine Alterungsveränderung verursacht wird, ändert sich das Verhältnis zwischen dem Kraftstoffeinspritzzeitpunkt und dem in der Nähe des Kraftstoffeinspritzzeitpunkts befindlichen Druckeinspeisungszeitpunkt infolge der Abweichung.
Folglich gibt es die Möglichkeit, dass eine tatsächliche Kraftstoffeinspritzmenge von einer erforderlichen Kraftstoffeinspritzmenge abweicht.
Eine Verschlechterung der Steuergenauigkeit infolge der Abweichung kann durch Schätzen des Kraftstoffdrucks bei dem gegenwärtigen Kraftstoffeinspritzzeitpunkt basierend auf dem Kraftstoffdruck bei dem dem gegenwärtigen Kraftstoffeinspritzzeitpunkt um 1440°CA vorhergehenden Kraftstoffeinspritzzeitpunkt verhindert werden. Dies ist der Fall, da bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel das selbe Verhältnis zwischen dem Kraftstoffeinspritzzeitpunkt und dem Druckeinspeisungszeitpunkt des Kolbens in einem Zyklus von 1440°CA wiederholt auftritt. Allerdings sollte ein Abstand zwischen dem bei der Schätzung verwendeten Messzeitpunkt des Kraftstoffdrucks und dem gegenwärtigen Kraftstoffeinspritzzeitpunkt vorteilhafterweise kurz eingestellt sein, um eine hohe Schätzgenauigkeit des Kraftstoffdrucks bei dem gegenwärtigen Kraftstoffeinspritzzeitpunkt einzuhalten.
Daher wird bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der bei dem gegenwärtigen Kraftstoffeinspritzzeitpunkt vorherrschende Kraftstoffdruck basierend auf dem bei dem Kraftstoffeinspritzzeitpunkt vorherrschenden Kraftstoffdruck geschätzt, der dem gegenwärtigen Kraftstoffeinspritzzeitpunkt um 720°CA vorausgeht, und die Soll-Einspritzzeitspanne, die basierend auf dem geschätzten Kraftstoffdruck definiert ist, wird basierend auf einer für jeden Kolben der Kraftstoffpumpe 6 spezifischen Abgabecharakteristik wie im Folgenden dargestellt korrigiert.
Die 3 zeigt die Prozessschritte für das Berechnen eines Korrekturbetrags der Soll-Einspritzzeitspanne basierend auf der spezifischen Abgabecharakteristik. Die ECU 30 führt diese Verarbeitung zum Beispiel in einem vorbestimmten Zyklus wiederholt aus.
Zunächst wird bei dem Schritt S12 in einer Reihe von Prozessschritten eine gegenwärtige Druckeinspeisungsmenge F des von der Kraftstoffpumpe 6 zu der Common-Rail 12 druckeingespeisten Kraftstoffs geschätzt. Die Druckeinspeisungsmenge F kann unter der Annahme berechnet werden, dass die Regelung eine Kraftstoffeinspritzmenge des Kraftstoffeinspritzventils 16 und eine Kraftstoffentweichmenge, die von dem Kraftstoffeinspritzventil 16 in den Niederdruckkraftstoffkanal 18 während der Kraftstoffeinspritzung entweicht, kompensiert. Die Kraftstoffeinspritzmenge kann zum Beispiel als eine für das Erzeugen eines geforderten Drehmoments erforderliche Kraftstoffeinspritzmenge basierend auf einem durch den Gaspedalsensor 24 erfassten Betätigungsbetrag des Gaspedals und einer durch den Kurbelwinkelsensor 22 erfassten Drehzahl berechnet werden. Die erforderliche Kraftstoffeinspritzmenge ist eine Soll-Einspritzmenge des Kraftstoffeinspritzventils 16. Die Kraftstoffentweichmenge kann unter Verwendung einer Zuordnung berechnet werden, die vorab durch Experimente und desgleichen formuliert wird und zum Beispiel ein Verhältnis zu dem in der Common-Rail 12 vorherrschenden Kraftstoffdruck oder Drehzahl der Kurbelwelle 8 definiert. Wenn sich der Kraftstoffzieldruck in der Common-Rail 12 ändert, wird durch die Regelung eine Kraftstoffmenge zu der Druckeinspeisungsmenge hinzuaddiert, um der Veränderung zu folgen. Es ist besser, einen stationären Zustand zu definieren, in dem sich der Kraftstoffzieldruck als eine Ausführungsbedingung des in der 3 gezeigten Prozesses nicht ändert.
Anschließend wird bei dem Schritt S14 der Startzeitpunkt Td des Druckeinspeisens der Kraftstoffpumpe 6 basierend auf der bei dem Schritt S12 geschätzten Druckeinspeisungsmenge F berechnet. Da die Kraftstoffpumpe 6 wie vorstehend beschrieben mit dem Ansaugmessventil 10 ausgerüstet ist, ändert sich der Abgabestartzeitpunkt der Kraftstoffpumpe 6 mit seiner Ansaugmenge. Daher ändert sich der Druckeinspeisungsstartzeitpunkt Td mit der Ansaugmenge (Druckeinspeisungsmenge F). Der Druckeinspeisungsstartzeitpunkt Td wird mit der Annahme berechnet, dass die Abgabecharakteristik der Kraftstoffpumpe 6 mit einer Standardcharakteristik übereinstimmt. Die Standardcharakteristik kann eine gemittelte Abgabecharakteristik (Mittelwertcharakteristik) von vielen hergestellten Kraftstoffpumpen 6 sein. Da die Kraftstoffpumpe 6 eine per Motor angetriebene Pumpe ist, kann ein Kurbelwinkel (oder ein Nockenwinkel) für das Starten des Druckeinspeisens einzig und allein durch die Druckeinspeisungsmenge F definiert werden, wenn der individuelle Unterschied und die Alterungsveränderung der Kraftstoffpumpe 6 ignoriert werden. Bei dem Schritt S14 kann eine Zuordnung verwendet werden, die ein Verhältnis zwischen der Druckeinspeisungsmenge F und dem Druckeinspeisungsstartzeitpunkt Td definiert. Der Druckeinspeisungsstartzeitpunkt Td kann basierend auf einer Taktveränderung des Kolbens, geometrischen Informationen über die Form des Kolbens und der Druckeinspeisungsmenge F der Kraftstoffpumpe 6 berechnet werden. Der Druckeinspeisungsstartzeitpunkt Td kann ein Zeitpunkt sein, bei dem die Kraftstoffpumpe 6 die Abgabe des Kraftstoffs beginnt. Der Startzeitpunkt Td kann unter Berücksichtigung einer Verzögerung von einem Punkt aus bestimmt werden, bei dem der Kraftstoff von der Kraftstoffpumpe 6 abgegeben wird, bis zu einem Punkt, bei dem der abgegebene Kraftstoff in die Common-Rail 12 durch einen Kraftstoffkanal eingespeist wird.
Bei dem anschließenden Schritt S16 wird basierend auf dem Drehwinkel der Kurbelwelle 8 bestimmt, ob der Kolben, der das Druckeinspeisen gegenwärtig durchführt, der erste Kolben oder der zweite Kolben ist. Des Weiteren wird bei dem Schritt S18 bestimmt, ob sich die Druckeinspeisungszeitspanne mit der Kraftstoffeinspritzzeitspanne überlappt. Dieser Vorgang wird durchgeführt, um einen Einfluss des Kraftstoffdruckabfalls infolge der Kraftstoffeinspritzung zu eliminieren, wenn der Druckeinspeisungsstartzeitpunkt Td als eine Veränderung des in der Common-Rail 12 vorherrschenden Kraftstoffdrucks NPC gemessen wird. Zum Beispiel wird diese Bestimmung basierend auf dem bei dem Schritt S14 berechneten Druckeinspeisungsstartzeitpunkt Td und dem Starzeitpunkt Ti der gegenwärtigen Soll-Einspritzzeitspanne TQ vorgenommen.
Falls die Antwort auf den Schritt S18 NEIN ist, geht der Vorgang weiter zu dem Schritt S20. Bei dem Schritt S20 wird der Druckeinspeisungsstartpunkt Td basierend auf dem Starzeitpunkt eines Anstiegs des Kraftstoffdrucks NPC in der Common-Rail 12 gemessen. Dann wird bei dem Schritt S22 ein Korrekturbetrag für jeden Kolben basierend auf einer Differenz zwischen einem Standardwert des Druckeinspeisungsstartzeitpunkts Td, der bei dem Schritt S14 berechnet wurde, und dem Messwert des Druckeinspeisungsstartzeitpunkts Td berechnet, der bei dem Schritt S20 gemessen wurde. Falls bei dem Schritt S16 bestimmt wird, dass der Kolben, der das Druckeinspeisen gegenwärtig durchführt, der erste Kolben ist, wird bei dem Schritt S22 ein Korrekturbetrag ΔTQ1 für den ersten Kolben berechnet. Falls bei dem Schritt S16 bestimmt, dass der Kolben, der die gegenwärtige Druckeinspeisung durchführt, der zweite Kolben ist, wird bei dem Schritt S22 ein Korrekturbetrag ΔTQ2 für den zweiten Kolben berechnet.
Falls die Antwort auf den Schritt S18 JA ist, oder falls der Vorgang des Schritts S22 beendet ist, endet die Abfolge von Prozessschritten.
Als Nächstes ist der Prozess für das Berechnen einer Soll-Einspritzzeitspanne unter Verwendung des vorstehenden Korrekturbetrags und der Prozess für das Betätigen des Kraftstoffeinspritzventils 16 basierend auf der Soll-Einspritzzeitspanne unter Bezugnahme auf die 4 erklärt. Die ECU 30 führt zum Beispiel die in der 4 gezeigten Prozessschritte in einem vorbestimmten Zyklus wiederholt aus.
Zunächst wird in einer in der 4 gezeigten Reihe von Prozessschritten bei dem Schritt S30 die Soll-Einspritzmenge QFIN, der Messwert des durch den Kraftstoffdrucksensor 20 gemessenen Kraftstoffdrucks NPC, die Zylindernummer des Zylinders, bei dem die Kraftstoffeinspritzung zu diesem Zeitpunkt durchgeführt werden soll, die Kolbennummer des Kolbens, der den Kraftstoff gegenwärtig in die Common-Rail 12 druckeinspeist, der Startzeitpunkt Ti der Kraftstoffeinspritzung und die Drehzahl RPM der Kurbelwelle 8 eingelesen. Anschließend wird bei dem Schritt S32 die Druckeinspeisungsmenge F geschätzt und der Druckeinspeisungsstartzeitpunkt Td basierend auf der Soll-Einspritzmenge QFIN, der Drehzahl RPM und des desgleichen, die bei Schritt S30 eingelesen wurden, in der selben Weise wie bei den Prozessen bei den Schritten S12 und S14 der 3 berechnet.
Dann werden bei dem Schritt S34 Gewichtungsfaktoren α, β für die Quantifizierung des Ausmaßes des Einflusses des Druckeinspeisens des Kraftstoffes von der Kraftstoffpumpe 6 zu der Common-Rail 12 über die gegenwärtige Kraftstoffeinspritzung berechnet. Die Gewichtungsfaktoren α, β sind so standardisiert, dass α + β = 1 gilt. Der Wert des Gewichtungsfaktors α ist Eins und der Wert des Gewichtungsfaktors β ist Null, wenn kein Einfluss des Druckeinspeisens vorliegt.
Dann wird bei dem Schritt S36 der Korrekturbetrag des Kolbens entsprechend der bei dem Schritt S30 eingelesenen Kolbennummer aus den Korrekturbeträgen ΔTQ1, ΔTQ2 eingelesen, die durch die in der 3 gezeigten Verarbeitungen berechnet wurden. Dann wird bei dem Schritt S38 die Soll-Einspritzzeitspanne TQ berechnet. Diese Berechnung wird unter Verwendung einer Zuordnung (die in der 4 gezeigte Zuordnung des Druckeinspeisens zu der Nichtüberlappung für den Zylinder) des Zeitpunkts, wenn sich die Druckeinspeisungszeitspanne nicht mit der Kraftstoffeinspritzzeitspanne überlappt (zu dem Zeitpunkt, wenn kein Einfluss des Druckeinspeisens vorliegt) oder einer anderen Zuordnung (die in der 4 gezeigte Zuordnung des Druckeinspeisens zu der Überlappung für den Zylinder) zu dem Zeitpunkt durchgeführt, wenn sich die Druckeinspeisungszeitspanne mit der Kraftstoffeinspritzzeitspanne überlappt. Die Zuordnung für das Druckeinspeisen für den Zylinder bei Nichtüberlappung und die Zuordnung für das Druckeinspeisen bei Überlappung des Zylinders berechnen jeweils Grund-Soll-Einspritzzeitspannen TQB1, TQB2 aus dem Kraftstoffdruck NPC (genauer gesagt einen vorausberechneten Kraftstoffdruck, wie dies in der 2 gezeigt ist) und die Soll-Einspritzmenge QFIN.
Die Zuordnung bei Überlappung des Druckeinspeisens für den Zylinder entspricht einem Zustand, in dem der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt ein vorbestimmtes Verhältnis zu dem Überlappungszeitpunkt hat. Es gibt zahlreiche Überlappungsmodi zwischen der Druckeinspeisungszeitspanne und der Kraftstoffeinspritzzeitspanne. Zum Beispiel überlappt sich bei einem in der 2 gezeigten Beispiel die Druckeinspeisungszeitspanne mit der Kraftstoffeinspritzzeitspanne bei dem dritten Zylinder und dem vierten Zylinder, aber der Überlappungsmodus des dritten Zylinders ist von dem des vierten Zylinders verschieden. Dementsprechend kann die Soll-Einspritzzeitspanne TQ während der Überlappung unter ausschließlicher Verwendung der in der 4 gezeigten Zuordnung bei Überlappung der Druckeinspeisung für den Zylinder nicht genau berechnet werden.
Daher ist bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Überlappungsmodus durch die bei dem Schritt S34 als das Maß des Einflusses der Druckeinspeisung berechneten Gewichtungsfaktoren α, β quantifiziert. Die aus den zwei Zuordnungen berechneten Werte werden mit den entsprechenden Gewichtungsfaktoren α, β so multipliziert, dass eine gewichtete Mittelung durchgeführt wird. Somit kann die Soll-Einspritzzeitspanne TQ basierend auf dem Maß des Einflusses des Druckeinspeisens berechnet werden.
Falls eine Abweichung der Abgabecharakteristik der Kolben der Kraftstoffpumpe 6 existiert, und falls die Soll-Einspritzzeitspanne TQ, die durch die Zuordnung bei Überlappung der Druckeinspeisung für den Zylinder berechnet wurde, verwendet wird, gibt es die Möglichkeit, dass eine Abweichung der Kraftstoffeinspritzmenge durch die Abweichung der Abgabecharakteristik verursacht wird. Daher wird bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Korrekturbetrag ΔTQ1 (oder ΔTQ2) zu der Grund-Soll-Einspritzzeitspanne TQB2, die aus der Zuordnung bei Überlappung der Druckeinspeisung für den Zylinder berechnet wird, hinzuaddiert, wenn die gewichtete Mittelung durchgeführt wird. Die Zuordnung bei Überlappung des Druckeinspeisens für den Zylinder wird unter der Annahme formuliert, dass die Abgabecharakteristik der Kraftstoffpumpe 6 ein Standardwert ist. Der Standardwert kann eine gemittelte Abgabecharakteristik (Mittelwertcharakteristik) einer Vielzahl von hergestellten Kraftstoffpumpen 6 sein.
Bei dem Schritt S38 wird die Soll-Einspritzzeitspanne TQ so berechnet, wie dies durch die folgende Gleichung (2) oder (3) gezeigt ist. TQ = α × TQB1 + β(TQB2 + ΔTQ1) (2) TQ = α × TQB1 + β(TQB2 + ΔTQ2) (3)
Falls bei dem Schritt S38 die Soll-Einspritzzeitspanne TQ berechnet wird, wird bei dem Schritt S40 das Kraftstoffeinspritzventil 16 basierend auf der Soll-Einspritzzeitspanne TQ betätigt. Wenn der Vorgang von Schritt S40 beendet ist, wird die Folge von Prozessschritten beendet.
Die Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel übt zum Beispiel die folgenden Effekte (1) bis (5) aus.

(1) Der Korrekturbetrag ΔTQ1 (ΔTQ2) der Soll-Einspritzzeitspanne TQ wird basierend auf der Differenz zwischen dem Standardwert und dem gemessenen Wert des Abgabestartzeitpunkts Td der Kraftstoffpumpe 6 berechnet. Die Abweichung der Abgabecharakteristik der Kraftstoffpumpe 6 infolge des individuellen Unterschieds oder der Alterungsveränderung wird basierend auf der Differenz zwischen dem Standardwert und dem gemessenen Wert des Abgabestartzeitpunkts Td quantifiziert. Dadurch kann die Abweichung der Kraftstoffeinspritzmenge von der Soll-Einspritzmenge QFIN infolge des individuellen Unterschieds oder der Alterungsveränderung der Kraftstoffpumpe 6 geeignet verhindert werden.
(2) Die verwendete Kraftstoffpumpe 6 besitzt zwei Kolben und führt das Ansaugen und das Druckeinspeisen des Kraftstoffs durch Hin- und Herbewegen der zwei Kolben durch. Der Korrekturbetrag der Soll-Einspritzzeitspanne TQ wird für jeden Kolben berechnet. Somit kann die Abweichung der tatsächlichen Einspritzmenge von der Soll-Einspritzmenge QFIN infolge des individuellen Unterschieds oder der Alterungsveränderung jedes Kolbens geeignet beschränkt werden.
(3) Das asynchrone System, bei dem jeder Kolben aus der Vielzahl von Kolben kein Verhältnis von Eins zu Eins zu den Zylindern hat, wird das Einspritzen des Kraftstoffs in der Nähe des Kraftstoffdruckeinspeisungszeitpunkts des Kolbens für die Kraftstoffeinspritzvorrichtung verwendet. In diesem Fall kann das Definieren des Korrekturbetrags für jeden Zylinder die Abweichung der Kraftstoffeinspritzmenge infolge des individuellen Unterschieds des Kolbens nicht richtig kompensieren. Das vorliegende Ausführungsbeispiel hat die vorstehenden Effekte (1) und (2) insbesondere bei solch einem Aufbau.
(4) Der Kraftstoffdruck bei dem gegenwärtigen Einspritzzeitpunkt wird basierend auf dem Kraftstoffdruck geschätzt, der bei dem dem gegenwärtigen Einspritzzeitpunkt um 720°CA vorausgehenden Einspritzzeitpunkt gemessen wird. Die gegenwärtige Soll-Einspritzzeitspanne TQ wird basierend auf dem geschätzten Kraftstoffdruck berechnet. Somit kann die Soll-Einspritzzeitspanne TQ angemessener eingestellt werden.
(5) Zwei Zuordnungen sind für die Berechnung der Grund-Soll-Einspritzzeitspannen TQB1, TQB2 jeweils entsprechend zu der vorhandenen/fehlenden Überlappung zwischen der Druckeinspeisungszeitspanne und der Kraftstoffeinspritzzeitspanne vorgesehen. Die Soll-Einspritzzeitspanne TQ wird durch die gewichtete Mittelung der zwei Grund-Soll-Einspritzzeitspannen TQB1, TQB2 berechnet. Folglich kann ein geeigneter Betätigungsbetrag gemäß dem Überlappungsmodus zwischen der Druckeinspeisungszeitspanne und der Kraftstoffeinspritzzeitspanne eingestellt werden.

Im Folgenden ist ein Berechnungsverfahren für Korrekturbeträge gemäß einem zweiten exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 5 erklärt, die sich auf die Unterschiede zu dem ersten exemplarischen Ausführungsbeispiel konzentriert. Bei dem zweiten exemplarischen Ausführungsbeispiel werden die Korrekturbeträge ΔTQ1, ΔTQ2 durch den in der 5 gezeigten Prozess berechnet. Die ECU 30 führt diesen Prozess zum Beispiel in einem vorbestimmten Zyklus wiederholt aus.
Zunächst wird in einer in der 5 gezeigten Reihe von Prozessschritten bei dem Schritt S52 eine Kraftstoffdruckeinspeisungsmenge F auf die selbe Weise geschätzt, wie dies bei dem Schritt S12 in 3 der Fall war. Anschließend wird bei dem Schritt S54 ein Anstieg ΔNPC des Kraftstoffdrucks NPC in der Common-Rail 12 basierend auf der Druckeinspeisungsmenge F berechnet. Der Kraftstoffdruckanstieg ΔNPC kann basierend auf dem folgenden Ausdruck (4) berechnet werden. ΔNPC = F × E/V (4)
In dem Ausdruck (4) stellt V eine Summe eines Volumens eines Kraftstoffkanals, der sich von der Kraftstoffpumpe 6 zu der Common-Rail 12 erstreckt, und eines Volumens der Common-Rail 12 dar, und E ist ein Volumenausdehnungskoeffizient des Kraftstoffs.
Bei den Schritten S56 und S58 werden ähnliche Prozessvorgänge zu denen der Schritte S16 und S18 der 3 ausgeführt. Falls bei dem Schritt S58 bestimmt wird, dass sich die Druckeinspeisungszeitspanne nicht mit der Kraftstoffeinspritzzeitspanne überlappt, wird bei dem Schritt S60 der Anstieg ΔNPC des Kraftstoffdrucks NPC in der Common-Rail 12 gemessen. Hierbei kann zum Beispiel ein Spitzenwert des ansteigenden Kraftstoffdrucks NPC gemessen werden. Dann wird bei dem Schritt S62 ein Korrekturbetrag ΔTQ1 (oder ΔTQ2) jedes Kolbens basierend auf einer Differenz zwischen einem Standardwert des Anstiegs ΔNPC, der bei dem Schritt S54 berechnet wurde, und einem gemessenen Wert des Anstiegs ΔNPC, der bei dem Schritt S60 gemessen wurde, berechnet. Falls bei dem Schritt S56 bestimmt wird, dass der Kolben der erste Kolben ist, wird bei dem Schritt S62 der Korrekturbetrag ΔTQ1 des ersten Kolbens berechnet. Falls bei dem Schritt S56 bestimmt wird, dass der Kolben der zweite Kolben ist, wird bei dem Schritt S62 der Korrekturbetrag ΔTQ2 des zweiten Kolbens berechnet.
Falls bei dem Schritt S58 bestimmt wird, dass sich die Druckeinspeisungszeitspanne mit der Kraftstoffeinspritzzeitspanne überlappt, oder falls der Prozess bei dem Schritt S62 beendet ist, endet die Reihe von Prozessschritten.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel übt ähnliche Effekte wie die Effekte (1) bis (5) des ersten Ausführungsbeispiels aus.
Jedes der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele kann wie folgt abgewandelt werden.
Der Dieselmotor ist nicht auf einen fünfzylindrigen Dieselmotor beschränkt. Eine andere Anzahl von Zylindern als fünf Zylinder kann verwendet werden. Da sich der Kolben, dessen Druckeinspeisungszeitspanne sich mit der Kraftstoffeinspritzzeitspanne überlappt, mit der Zeit von einem Kolben zum einem anderen ändert, kann ein Einstellen eines Korrekturbetrags jedes Zylinders die Abweichung der Kraftstoffeinspritzmenge infolge des individuellen Unterschieds oder der Alterungsveränderung des Kolbens nicht geeignet kompensieren. Daher ist es insbesondere wirkungsvoll, eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung eines asynchronen Systems in dem Fall eines vielzylindrigen Verbrennungsmotors zu verwenden. In diesem Fall sollte die Kraftstoffeinspritzung und die Kraftstoffabgabe der Kraftstoffpumpe vorzugsweise in Kurbelwinkelzyklen durchgeführt werden und ein vorbestimmtes ganzzahliges Verhältnis sollte zwischen den Zyklen vorgesehen werden. Somit tritt die Kraftstoffeinspritzung zyklisch auf, die das selbe Verhältnis hat, wie das Verhältnis zwischen dem Kraftstoffeinspritzzeitpunkt einer bestimmten Kraftstoffeinspritzung und dem Druckeinspeisungszeitpunkt. Die Soll-Einspritzzeitspanne der gegenwärtigen Kraftstoffeinspritzung kann unter Bezugnahme auf den Kraftstoffdruck bei der vorhergehenden Kraftstoffeinspritzung, die das selbe Verhältnis wie die gegenwärtige Kraftstoffeinspritzung besitzt, geeigneter eingestellt werden.
Die 6(a) zeigt ein Beispiel eines Betriebs eines Vierzylinderverbrennungsmotors mit einem Kraftstoffeinspritzzyklus von 180°CA und einem Kraftstoffabgabezyklus von 216°CA. In diesem Fall stimmt ein Verhältnis zwischen einem bestimmten Kraftstoffeinspritzzeitpunkt und dem Druckeinspeisungszeitpunkt bei dem ersten Zylinder mit einem Verhältnis zwischen dem Kraftstoffeinspritzzeitpunkt und dem Druckeinspeisungszeitpunkt bei dem vierten Zylinder, der dem bestimmten Kraftstoffeinspritzzeitpunkt um 1080°CA vorausgeht, überein. Daher kann der Kraftstoffdruck bei der Kraftstoffeinspritzung in den ersten Zylinder basierend auf diesem Verhältnis geschätzt werden und die Soll-Einspritzzeitspanne kann basierend auf dieser Schätzung definiert werden.
Die 6(b) zeigt ein Beispiel eines Betriebs eines Vierzylinderverbrennungsmotors mit einem Kraftstoffeinspritzzyklus von 180°CA und einem Kraftstoffabgabezyklus von 240°CA. In diesem Fall stimmt ein Verhältnis zwischen einem bestimmten Kraftstoffeinspritzzeitpunkt und dem Druckeinspeisungszeitpunkt bei dem ersten Zylinder mit einem Verhältnis zwischen dem Kraftstoffeinspritzzeitpunkt und dem Kraftstoffdruckeinspeisungszeitpunkt bei dem ersten Zylinder, der dem bestimmten Kraftstoffeinspritzzeitpunkt um 720°CA vorausgeht, überein. Daher kann der Kraftstoffdruck bei der gegenwärtigen Kraftstoffeinspritzung in den ersten Zylinder basierend auf diesem Verhältnis abgeschätzt werden und die Soll-Einspritzzeitspanne kann basierend auf dieser Schätzung definiert werden.
Bei jedem der in den 6(a) und 6(b) gezeigten Beispiele stimmt der Kolben, der dem Zeitpunkt eines bestimmten Verhältnisses zwischen dem Kraftstoffeinspritzzeitpunkt und dem Kraftstoffdruckeinspeisungszeitpunkt entspricht, nicht mit dem Kolben überein, der dem nächsten Zeitpunkt des selben Verhältnisses entspricht. Daher ist es besonders wirksam, einen für jeden Kolben spezifischen Korrekturbetrag zu berechnen.
Der Dieselmotor kann ein Einzylinderverbrennungsmotor sein. Auch in diesem Fall ist es, falls eine Kraftstoffpumpe mit mehreren Kolben verwendet wird und eine Kraftstoffeinspritzmenge von einer erforderlichen Kraftstoffeinspritzmenge infolge eines individuellen Unterschieds oder einer Alterungsveränderung jedes Kolbens abweicht, wirkungsvoll, einen Korrekturbetrag so zu berechnen, dass die Abweichung kompensiert wird.
Die Anzahl der Kolben der Kraftstoffpumpe ist nicht auf Zwei beschränkt, sondern kann eine beliebige mehrzahlige Anzahl sein. Auch in solch einem Fall ist es wirksam, einen Korrekturbetrag für das Kompensieren einer Abweichung einer Kraftstoffeinspritzmenge, die durch eine Abweichung einer Abgabecharakteristik infolge eines individuellen Unterschieds oder einer Alterungsveränderung jedes Kolbens verursacht wird, zu berechnen. Des Weiteren kann die Anzahl der Kolben Eins sein. Auch in diesem Fall weicht eine tatsächliche Kraftstoffeinspritzmenge von einer erforderlichen Kraftstoffeinspritzmenge ab, falls eine Soll-Einspritzzeitspanne basierend auf einer Standardabgabecharakteristik in dem Fall berechnet wird, in dem eine Abweichung der Abgabecharakteristik des Kolbens (in diesem Fall der Abgabecharakteristik der Kraftstoffpumpe) infolge eines individuellen Unterschieds oder einer Alterungsveränderung existiert. Daher ist es wirkungsvoll, einen die Abweichung kompensierenden Korrekturbetrag zu berechnen.
Ein Berechnungsverfahren für eine Soll-Einspritzzeitspanne entsprechend dem Ausmaß des Einflusses des Druckeinspeisens auf den Kraftstoffeinspritzungsvorgang ist nicht auf das Verfahren beschränkt, das zwei Zuordnungen verwendet, die der vorhandenen/fehlenden Überlappung entsprechen, und die gewichtete Mittelung der durch die Zuordnung berechneten Werte durchführt. Zum Beispiel kann eine Kraftstoffdruckveränderung während der Überlappung basierend auf einem geschätzten Druckeinspeisungsstartzeitpunkt, einer Druckeinspeisungsmenge, einem Startzeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung und einer Soll-Einspritzzeitspanne berechnet werden, und die Soll-Einspritzzeitspanne kann basierend auf der gemittelten Kraftstoffdruckveränderung berechnetes erden. Auch in diesem Fall muss eine Standardcharakteristik als die Abgabecharakteristik der Kraftstoffpumpe 6 verwendet werden, um den Druckeinspeisungsstartzeitpunkt zu schätzen. Daher ist es wirkungsvoll, einen Korrekturbetrag zum Kompensieren einer Abweichung der Kraftstoffeinspritzmenge infolge einer Abweichung der Abgabecharakteristik der Kraftstoffpumpe 6 (oder jedes Kolbens) zu berechnen.
Die Schätzung des für die Berechnung der Soll-Einspritzzeitspanne verwendeten Druckeinspeisungsstartzeitpunktes kann basierend auf der für jeden Kolben spezifischen Abgabecharakteristik ausgeführt werden, die bei dem in der 3 gezeigten Vorgang gemessen wurde. In diesem Fall entspricht der Druckeinspeisungsstartzeitpunkt einem Korrekturbetrag zum Korrigieren des Betätigungsbetrags des Kraftstoffeinspritzventils.
Die Kraftstoffpumpe 6 ist nicht auf eine Kraftstoffpumpe beschränkt, die mit einem Ansaugmessventil ausgerüstet ist. Zum Beispiel kann eine Kraftstoffpumpe verwendet werden, die mit einem Kraftstoffmessventil zum Steuern einer Abgabemenge zum Abgabezeitpunkt ausgerüstet ist. In diesem Fall sollte der Druckeinspeisungsstartzeitpunkt, der in der in der 3 gezeigten Verarbeitung verwendet wird, vorzugsweise durch den Endzeitpunkt des Druckeinspeisens ersetzt werden.
Das Berechnungsverfahren eines Korrekturbetrags der Soll-Einspritzzeitspanne ist nicht auf die in dem ersten und zweiten exemplarischen Ausführungsbeispiel gezeigten Beispiele beschränkt. Zum Beispiel kann ein Korrekturbetrag basierend auf sowohl dem Druckeinspeisungsstartzeitpunkt als auch dem Anstieg des Kraftstoffdrucks berechnet werden.
Ein Gegenstand der Korrektur kann anstatt der Soll-Einspritzzeitspanne die Soll-Einspritzmenge sein. In diesem Fall kann eine für das Erzeugen eines erforderlichen Drehmoments erforderliche Kraftstoffeinspritzmenge durch einen durch den Gaspedalsensor 24 erfassten Betätigungsbetrag des Gaspedals und die Drehzahl der Kurbelwelle 8 mit einem Korrekturbetrag korrigiert werden, der für das Kompensieren einer Abweichung einer tatsächlichen Kraftstoffeinspritzmenge infolge des individuellen Unterschieds oder der Alterungsveränderung der Kraftstoffpumpe (jedes Kolbens) korrigiert werden, wodurch die Soll-Einspritzmenge eingestellt wird.
Der Verbrennungsmotor ist nicht auf einen Dieselmotor beschränkt, sondern kann zum Beispiel ein Benzin-Direkteinspritzmotor sein.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern kann auf viele andere Weisen verwendet werden, ohne den in den beigefügten Ansprüchen definierten Umfang der Erfindung zu verlassen.
Eine Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung nimmt ein Erfassungsergebnis eines Sensors 20 auf, der den Kraftstoffdruck in einer Common-Rail 12 erfasst. Die Steuervorrichtung stellt einen Betätigungsbetrag eines Kraftstoffeinspritzventils 16 auf Werte ein, die sich zwischen dem Fall, in dem bestimmt wird, dass das Druckeinspeisen einer Kraftstoffpumpe 6 den Betrieb des Kraftstoffeinspritzventils beeinflusst, und dem Fall, in dem bestimmt wird, dass das Druckeinspeisen den Betrieb des Kraftstoffeinspritzventils nicht beeinflusst, unterscheiden. Die Steuervorrichtung berechnet einen Korrekturbetrag des Betätigungsbetrags basierend auf einer Differenz zwischen einem Erfassungswert einer Kraftstoffabgabecharakteristik der Kraftstoffpumpe basierend auf dem Erfassungsergebnis und einem vorbestimmten Standardwert. Die Steuervorrichtung korrigiert den Betätigungsbetrag mit dem Korrekturbetrag, wenn bestimmt wird, dass das Druckeinspeisen den Betrieb des Kraftstoffeinspritzventils beeinflusst.

Claims

Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung, die eine Kraftstoffeinspritzsteuerung eines Verbrennungsmotors durch Betätigen einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung durchführt, die mit einer Druckspeicherkammer (12) zum Speichern von Kraftstoff in einem Hochdruckzustand versehen ist und die eine Kraftstoffpumpe (6) zum Druckeinspeisen des Kraftstoffs in die Druckspeicherkammer und ein Kraftstoffeinspritzventil (16) zum Einspritzen des in der Druckspeicherkammer gespeicherten Kraftstoffs besitzt, gekennzeichnet durch eine Aufnahmeeinrichtung (S20, S30, S60) zum Aufnehmen eines Erfassungsergebnisses einer Erfassungseinrichtung (20) zum Erfassen eines in der Druckspeicherkammer vorhandenen Kraftstoffdrucks; eine Einstelleinrichtung (S34, S38) zum Einstellen eines Betätigungsbetrags des Kraftstoffeinspritzventils auf Werte, die sich zwischen dem Fall, in dem bestimmt wird, dass die Druckeinspeisung den Betrieb des Kraftstoffeinspritzventils beeinflusst, und dem Fall, in dem bestimmt wird, dass die Druckeinspeisung den Betrieb des Kraftstoffeinspritzventils nicht beeinflusst, unterscheiden; eine Berechnungseinrichtung (S22, S62) zum Berechnen eines Korrekturbetrags des Betätigungsbetrags des Kraftstoffeinspritzventils basierend auf einem Unterschied zwischen einem Erfassungswert einer Kraftstoffabgabecharakteristik der auf dem Erfassungsergebnis basierenden Kraftstoffpumpe und einem vorbestimmten Standardwert; und eine Korrektureinrichtung (S38) zum Korrigieren des durch die Einstelleinrichtung eingestellten Betätigungsbetrags mit dem durch die Korrektureinrichtung berechneten Korrekturbetrag, wenn bestimmt wird, dass das Druckeinspeisen den Betrieb des Kraftstoffeinspritzventils beeinflusst.
Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Berechnungseinrichtung den Korrekturbetrag basierend auf zumindest entweder einer Differenz zwischen einem Standardwert jedes einzelnen Abgabestartzeitpunkts und Abgabeendzeitpunkts der Kraftstoffpumpe entsprechend einer Abgabemenge der Kraftstoffpumpe und einem Messwert basierend auf dem Messergebnis oder einer Differenz zwischen einem Standardwert eines Anstiegs des Kraftstoffdrucks in der Druckspeicherkammer entsprechend der Abgabemenge und einem Messwert basierend auf dem Messergebnis berechnet.
Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Kraftstoffpumpe eine Vielzahl von Kolben besitzt und das Ansaugen und Druckeinspeisen des Kraftstoffs durch Hin- und Herbewegung der Kolben durchführt, die Berechnungseinrichtung den Korrekturbetrag für jeden Kolben basierend auf einer Differenz zwischen dem Erfassungswert der für den Kolben spezifischen Abgabecharakteristik und dem Standartwert berechnet, und die Korrektureinrichtung, wenn bestimmt wird, dass das Druckeinspeisen durch einen bestimmten Kolben den Betrieb des Kraftstoffeinspritzventils beeinflusst, den durch die Einstelleinrichtung eingestellten Betätigungsbetrag mit dem dem Kolben entsprechenden Korrekturbetrag aus den Korrekturbeträgen korrigiert, die durch die Berechnungseinrichtung berechnet wurden.
Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung gemäß Anspruch 3, wobei der Verbrennungsmotor ein mehrzylindriger Verbrennungsmotor ist, und die Kraftstoffeinspritzvorrichtung ein asynchrones System ist, bei dem kein Kolben in einem Verhältnis von Eins zu Eins mit einem Zylinder steht, der den Kraftstoff bei einem Zeitpunkt in der Nähe des Druckeinspeisungszeitpunkts des Kolbens einspritzt.
Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei die Kraftstoffpumpe und der Verbrennungsmotor so eingestellt sind, dass ein Verhältnis zwischen einem Kraftstoffabgabeturnus der Kraftstoffpumpe und einem Kraftstoffeinspritzzyklus des Verbrennungsmotors durch ein Verhältnis zwischen vorbestimmten ganzzahligen Werten dargestellt wird, und die Einstelleinrichtung den Betätigungsbetrag des Kraftstoffeinspritzventils unter Berücksichtigung eines Verhaltens des Kraftstoffdrucks einstellt, der gemessen wird, wenn das Kraftstoffeinspritzventil vor dem Einstellen des Betätigungsbetrags betätigt wird.
Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Einstelleinrichtung folgendes hat: eine erste Einstelleinrichtung (S38) zum Definieren eines Grundbetätigungsbetrags zum Betätigen des Kraftstoffeinspritzventils gemäß dem gemessenen Kraftstoffdruck und der erforderlichen Kraftstoffeinspritzmenge, wenn sich eine Druckeinspeisungszeitspanne der Kraftstoffpumpe nicht mit der Kraftstoffeinspritzzeitspanne des Kraftstoffeinspritzventils überlappt; eine zweite Einstelleinrichtung (S38) zum Definieren eines weiteren Grundbetätigungsbetrags für das Betätigen des Kraftstoffeinspritzventils gemäß dem gemessenen Kraftstoffdruck und der erforderlichen Kraftstoffeinspritzmenge, wenn sich die Druckeinspeisungszeitspanne der Kraftstoffpumpe mit der Kraftstoffeinspritzzeitspanne des Kraftstoffeinspritzventils überlappt; und eine Definiereinrichtung (S34, S38) zum Definieren des Betätigungsbetrags durch das Berechnen zweier gewichteter Koeffizienten basierend auf einem Überlappungsmodus zwischen der Druckeinspeisungszeitspanne und der Kraftstoffeinspritzzeitspanne und durch das Durchführen einer gewichteten Mittelung der zwei durch die erste und zweite Einstelleinrichtung definierten Grundbetätigungsbeträge mit den zwei gewichteten Koeffizienten.