DE102006000396B4

DE102006000396B4 - Steuervorrichtung und Steuerverfahren für eine Direkteinspritzkraftmaschine

Info

Publication number: DE102006000396B4
Application number: DE102006000396A
Authority: DE
Inventors: Osamu Fukasawa
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2005-08-08
Filing date: 2006-08-07
Publication date: 2012-07-19
Anticipated expiration: 2026-08-08
Also published as: US7565898B2; DE102006000396A1; JP4407827B2; JP2007046482A; US20070028897A1

Abstract

Steuervorrichtung für eine Direkteinspritzkraftmaschine, wobei die Direkteinspritzkraftmaschine eine Hochdruckpumpe (14) aufweist, die einen Kraftstoff mit Druck beaufschlagt, der in einen Zylinder durch eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung (28) direkt eingespritzt wird, wobei die Steuervorrichtung Folgendes aufweist: eine Druckerfassungsvorrichtung (29) zum Erfassen eines Kraftstoffdrucks, der zu der Kraftstoffeinspritzvorrichtung (28) zugeführt wird; eine Vorrichtung (204, 205, 304, 306, 404, 406, 505, 507, 605, 606) zum Einrichten eines Soll-Kraftstoffdrucks, um einen Sall-Kraftstoffdruck gemäß einer Antriebsbedingung der Kraftmaschine einzurichten; eine Kraftstoffdrucksteuervorrichtung (22, 30), um eine Abgabemenge der Hochdruckpumpe (14) derart zu steuern, dass der erfasste Kraftstoffdruck mit dem Soll-Kraftstoffdruck übereinstimmt; eine Stopp-Schätzvorrichtung (101–103, 203, 303, 403, 503, 604), um zu schätzen, ob die Kraftmaschine gleich heruntergefahren werden wird, wobei wenn die Stopp-Schätzvorrichtung (101–103, 203, 303, 403, 503, 604) schätzt, dass die Maschine gleich heruntergefahren werden wird, die Vorrichtung (204, 205, 304, 306, 404, 406, 505, 507, 605, 606) zum Einrichten des Soll-Kraftstoffdrucks...

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung für eine Direkteinspritzkraftmaschine gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 6 sowie ein Steuerverfahren für eine Direkteinspritzkraftmaschine gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 5 und 7.
JP-10-331734 A zeigt eine Direkteinspritzkraftmaschine, die mit einer Hochdruckpumpe versehen ist. Die Hochdruckpumpe wird durch die Kraftmaschine angetrieben, um den Kraftstoff mit Druck zu beaufschlagen und zu zerstäuben, der von einem Kraftstoffbehälter durch eine Niederdruckpumpe gepumpt wird.
Wie dies durch eine gestrichelte Linie in der 3 gezeigt ist, erhöht sich der Druck des Kraftstoffs in einem Hochdruckrohr zwischen der Hochdruckpumpe und der Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine gewisse Periode, nachdem die Kraftmaschine heruntergefahren wurde, wenn sich eine Temperatur der Kraftmaschine aufgrund einer verbleibenden Wärme der Kraftmaschine erhöht. Nachdem die gewisse Periode verstrichen ist, wird der Kraftstoffdruck verringert, wenn sich die Temperatur des Kraftstoffs aufgrund einer natürlichen Abstrahlung der Wärme von der Kraftmaschine verringert. Zum Beispiel wird bei einer Direkteinspritzkraftmaschine die Zeitperiode verlängert, in der der Kraftstoffdruck hoch bleibt, nachdem die Kraftmaschine heruntergefahren wurde, da der Kraftstoffdruck im Leerlauf direkt vor dem Herunterfahren der Kraftmaschine (d. h. wenn das Herunterfahren der Kraftmaschine bevorsteht) hoch bleibt (z. B. 8 MPa). Wie dies in der 4 gezeigt ist, steigt eine Leckrate der Kraftstoffeinspritzvorrichtung an, wenn sich der Kraftstoffdruck erhöht, während die Kraftmaschine gestoppt wird. Der leckende Kraftstoff kann in dem Zylinder verbleiben, und er kann als nicht verbrannter Kraftstoff ausgestoßen werden, was unerwünschte Emissionen während des nächsten Starts der Kraftmaschine verursachen kann.
JP-2004-232494 zeigt eine Brennkraftmaschine mit Saugrohreinspritzung, die mit einem Kraftstoffrückführungsrohr zum Rückführen des Kraftstoffs in dem Kraftstoffrohr zu dem Kraftstoffbehälter vorgesehen ist. Das Rückführungsrohr ist mit einer Öffnung versehen, um den Kraftstoffdruck zu reduzieren, indem der Kraftstoff in dem Kraftstoffrohr zu dem Kraftstoffbehälter durch die Öffnung zurückgeführt wird, nachdem die Kraftmaschine heruntergefahren wurde.
Falls ein derartiges Rückführungsrohr mit der Öffnung bei der Direkteinspritzkraftmaschine angewendet wird, dann kann ein Kraftstoffdampf bei der Kraftstoffrückführung zu dem Kraftstoffbehälter erzeugt werden, da der Kraftstoff von einem hohen Druck schnell auf den Atmosphärendruck entspannt wird, wenn er durch die Öffnung hindurch tritt. Dies kann eine Dampfblasenbildung bei dem nächsten Start der Kraftmaschine verursachen.
US 2001/0 009 149 A1 zeigt eine gattungsbildende Steuervorrichtung für eine Direkteinspritzkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 6 sowie ein gattungsbildendes Steuerverfahren für eine Direkteinspritzkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 5 bzw. des Anspruchs 7.
Weitere Steuervorrichtungen und Steuerverfahren für eine Direkteinspritzkraftmaschine gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1, 6, 5 und 7 sind aus der nachveröffentlichten DE 10 2004 036 627 A1 und der US 5 651 347 A bekannt.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Steuervorrichtung für eine Direkteinspritzkraftmaschine, die ein Kraftstoffleck aus der Kraftstoffeinspritzvorrichtung reduzieren kann, nachdem die Kraftmaschine heruntergefahren wurde, wodurch die Emissionen beim Start der Kraftmaschine reduziert werden, sowie ein entsprechendes Steuerverfahren für eine Direkteinspritzkraftmaschine vorzusehen.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch eine Steuervorrichtung für eine Direkteinspritzkraftmaschine gemäß den Ansprüchen 1 und 6 sowie durch ein Steuerverfahren für eine Direkteinspritzkraftmaschine gemäß den Ansprüchen 5 und 7 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Steuervorrichtung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden, detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ersichtlich, in denen ähnliche Teile mit denselben Bezugszeichen bezeichnet sind, und wobei:
1 zeigt eine schematische Ansicht eines Kraftstoffeinspritzsystems gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
2 zeigt eine schematische Ansicht einer Hochdruckpumpe;
3 zeigt eine graphische Darstellung eines Verhaltens eines Kraftstoffdrucks, während eine Kraftmaschine gestoppt wird;
4 zeigt eine graphische Darstellung einer Beziehung zwischen einem Kraftstoffdruck und einem Kraftstoffleck;
5 zeigt ein Flussdiagramm einer Routine zum Schätzen, ob eine Kraftmaschine gestoppt werden wird;
6 zeigt ein Flussdiagramm einer Routine zum Berechnen eines Soll-Kraftstoffdrucks gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
7 zeigt eine Konzeptansicht eines Kennfelds eines normalen Soll-Kraftstoffdrucks;
8 zeigt ein Flussdiagramm einer weiteren Routine zum Schätzen, ob eine Kraftmaschine gestoppt werden wird;
9 zeigt ein Flussdiagramm einer weiteren Routine zum Schätzen, ob eine Kraftmaschine gestoppt werden wird;
10 zeigt ein Flussdiagramm einer weiteren Routine zum Schätzen, ob eine Kraftmaschine gestoppt werden wird
11 zeigt ein Flussdiagramm einer weiteren Routine zum Schätzen, ob eine Kraftmaschine gestoppt werden wird;
12 zeigt ein Flussdiagramm einer Routine zum Berechnen eines Soll-Kraftstoffdrucks gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;
13 zeigt eine Konzeptansicht eines Kennfelds eines Soll-Drucks zur Zeit eines Kraftmaschinenstopps;
14 zeigt ein Flussdiagramm einer Routine zum Berechnen eines Soll-Kraftstoffdrucks und zum Festlegen eines Einspritzmodus gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel;
15A bis 15D zeigen Ansichten zum Beschreiben von Kraftstoffeinspritzmustern;
16 zeigt ein Flussdiagramm einer Routine zum Berechnen eines Soll-Kraftstoffdrucks und zum Festlegen eines Verbrennungsmodus gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel; und
17 zeigt ein Flussdiagramm einer Routine zum Berechnen eines Soll-Kraftstoffdrucks und zum Steuern eines Hauptrelais.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
(Erstes Ausführungsbeispiel)
Die 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Kraftstoffzuführungssystems für eine Direkteinspritzkraftmaschine. Ein Kraftstoffbehälter 11 ist mit einer Niederdruckpumpe 12 versehen, die Kraftstoff in den Kraftstoffbehälter 11 pumpt. Ein Elektromotor (nicht gezeigt) treibt die Niederdruckpumpe 12 an. Der aus der Niederdruckpumpe 12 ausgelassene Kraftstoff wird in eine Hochdruckpumpe 14 durch ein Kraftstoffrohr 13 eingeführt. Ein Druckregulator 15 ist mit dem Kraftstoffrohr 13 so verbunden, dass der Kraftstoffdruck des aus der Niederdruckpumpe 12 ausgelassenen Kraftstoffs auf einen vorbestimmten Druck eingestellt wird. Jeglicher überschüssiger Kraftstoff, der den vorbestimmten Druck überschreiten lässt, wird zu dem Kraftstoffbehälter 11 durch ein Kraftstoffrückführungsrohr 16 zurückgeführt.
Wie dies in der 2 gezeigt ist, ist die Hochdruckpumpe 14 eine Kolbenpumpe mit einem Kolben 19, der sich in einer Pumpenkammer 18 hin und her bewegt. Ein Nocken 21, der mit der Nockenwelle 20 verbunden ist, treibt den Kolben 19 hin- und herbewegend an. Ein Kraftstoffdrucksteuerventil 22 ist an einem Einlass 23 der Hochdruckpumpe 14 vorgesehen. Das Kraftstoffdrucksteuerventil 22 ist ein Normal-Offen-Elektromagnetventil. Wenn die Hochdruckpumpe 14 in einem Saughub ist, dann ist das Kraftstoffdrucksteuerventil 22 geöffnet, um den Kraftstoff einzulassen. Wenn die Hochdruckpumpe 14 in einem Auslasshub ist, dann ist das Kraftstoffdrucksteuerventil 22 für eine vorbestimmte Zeitperiode geschlossen, so dass eine ausgelassene Kraftstoffmenge eingestellt wird, um den Kraftstoffdruck zu steuern.
Wenn es erforderlich ist, den Kraftstoffdruck zu erhöhen, dann wird eine Schließzeit des Kraftstoffdrucksteuerventils 22 so vorgerückt, dass eine Schließperiode des Kraftstoffsteuerventils 22 verlängert wird, um die Auslassmenge von der Hochdruckpumpe 14 zu vermehren. Wenn es erforderlich ist, den Kraftstoffdruck zu verringern, dann wird die Schließzeit des Kraftstoffdrucksteuerventils 22 verzögert, so dass die Schließperiode des Kraftstoffsteuerventils 22 verkürzt wird, um die Auslassmenge von der Hochdruckpumpe 14 zu verringern.
Ein Rückschlagventil 25, das eine Rückströmung des Kraftstoffs verhindert, ist an einem Auslass 24 der Hochdruckpumpe 14 vorgesehen. Wie dies in der 1 gezeigt ist, wird der aus der Hochdruckpumpe 14 ausgelassene Kraftstoff in das Förderrohr 27 durch ein Hochdruckkraftstoffrohr 26 eingeführt. Der Hochdruckkraftstoff in dem Förderrohr 27 wird zu jeder Kraftstoffeinspritzvorrichtung 28 gefördert, die jeweils an einem Zylinderkopf der Kraftmaschine angebracht sind. Das Hochdruckkraftstoffrohr 26 ist mit einem Kraftstoffdrucksensor 29 versehen, der den Kraftstoffdruck erfasst. Ein Kühlmitteltemperatursensor 32 ist an einem Zylinderblock der Kraftmaschine vorgesehen.
Abgaben von den Sensoren werden in eine elektronische Steuereinheit (ECU) 30 eingegeben. Die ECU 30 besteht aus einem Mikrocomputer, der die Auslassmenge von der Hochdruckpumpe 14 so regelt, dass der durch den Kraftstoffdrucksensor 29 erfasste Kraftstoffdruck mit einem Soll-Kraftstoffdruck konsistent ist.
Die ECU 30 führt Routinen aus, die in den 5 und 6 gezeigt sind, um den Soll-Kraftstoffdruck einzurichten. Die ECU 30 bestimmt, ob die Kraftmaschine heruntergefahren werden wird, und zwar auf der Grundlage dessen, ob die Schalthebelposition zu einem P-Bereich (oder einen N-Bereich) geschaltet ist. Die ECU 30 schätzt nämlich, ob die Kraftmaschine in einer relativ kurzen Zeit heruntergefahren wird. Wenn die ECU 30 bestimmt, dass die Kraftmaschine heruntergefahren werden wird, dann wird der Soll-Kraftstoffdruck auf der Grundlage des Kraftmaschinenantriebszustands berechnet. Wenn die ECU 30 bestimmt, dass die Kraftmaschine heruntergefahren werden wird, wird der Soll-Kraftstoffdruck niedriger als der normale Kraftstoffdruck für den Leerlauf der Kraftmaschine eingerichtet.
Somit wird die Kraftmaschine in einer Situation heruntergefahren, bei der der Kraftstoffdruck in dem Hochdruckkraftstoffrohr 26, dem Förderrohr 27 und dergleichen verringert wird. Der Kraftstoffdruck beim Stoppen der Kraftmaschine ist niedriger als der normale Kraftstoffdruck beim Leerlauf der Kraftmaschine, so dass ein Kraftstoffleck aus der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 28 unwahrscheinlich ist, während die Kraftmaschine gestoppt wird.
Unter Bezugnahme auf die 5 und 6 werden nachfolgend die Prozesse der jeweiligen Routinen zum Schätzen, ob eine Kraftmaschine gestoppt werden wird, und zum Einrichten des Soll-Kraftstoffdrucks beschrieben. Eine Routine zum Schätzen, ob eine Kraftmaschine gestoppt werden wird, wie sie in der 5 gezeigt ist, wird in einer vorbestimmten Periode ausgeführt, während die ECU 30 eingeschaltet ist. Bei einem Schritt 101 bestimmt der Computer der ECU 30, ob die Schalthebelposition von dem D-Bereich zu dem P-Bereich (N-Bereich) geschaltet wurde. Wenn die Antwort NEIN lautet, schreitet die Prozedur zu einem Schritt 102, bei dem der Computer bestimmt, dass die Kraftmaschine nicht gleich heruntergefahren werden wird. Wenn die Antwort JA lautet, dann schreitet die Prozedur zu einem Schritt 103, bei dem der Computer bestimmt, dass die Kraftmaschine gleich herunterfahren werden wird. Der Computer schätzt nämlich, dass die Kraftmaschine in einer relativ kurzen Zeit heruntergefahren wird.
Eine Routine zum Berechnen eines Soll-Kraftstoffdrucks, wie sie in der 6 gezeigt ist, wird in einer vorbestimmten Periode ausgeführt, während die ECU 30 eingeschaltet ist. Der Computer liest eine Kraftmaschinendrehzahl Ne bei einem Schritt 201, und er liest ein gefordertes Moment Treq bei einem Schritt 202.
Bei einem Schritt 203 bestimmt der Computer auf der Grundlage des Ergebnisses der in der 5 gezeigten Routine zum Schätzen des Kraftmaschinenstopps, ob die Kraftmaschine heruntergefahren werden wird. Wenn die Antwort NEIN lautet, schreitet die Prozedur zu einem Schritt 204, bei dem der normale Soll-Kraftstoffdruck auf der Grundlage der Kraftmaschinendrehzahl Ne und des geforderten Moments Treq unter Verwendung eines Kennfelds eines normalen Soll-Kraftstoffdrucks berechnet wird, wie es in der 7 gezeigt ist. Wenn sich die Kraftmaschinendrehzahl Ne und/oder das geforderte Moment Treq vergrößern, dann wird dementsprechend der Soll-Kraftstoffdruck zu einem höheren Wert. Wenn z. B. die Kraftmaschine in einem Zustand mit niedriger Geschwindigkeit und niedriger Last (z. B. Leerlauf) ist, dann beträgt der Soll-Kraftstoffdruck 8 MPa. Wenn die Kraftmaschine in einem Zustand mit durchschnittlicher Geschwindigkeit und durchschnittlicher Last ist, beträgt der Soll-Kraftstoffdruck 10 MPa.
Wenn die Kraftmaschine in einem Zustand mit hoher Geschwindigkeit und hoher Last ist, beträgt der Soll-Kraftstoffdruck 12–14 MPa.
Wenn die Antwort bei dem Schritt 203 JA lautet, schreitet die Prozedur zu einem Schritt 205, bei dem der Soll-Kraftstoffdruck eingerichtet wird. Bei einem Ausführungsbeispiel wird dieser Soll-Kraftstoffdruck in einem Bereich von 1 MPa–6 MPa und vorzugsweise von 2 MPa–4 MPa eingerichtet, der niedriger als ein Soll-Kraftstoffdruck beim Leerlauf ist (z. B. 8 MPa). Bei diesem Ausführungsbeispiel beträgt der Soll-Kraftstoffdruck 3 MPa.
Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, das vorstehend beschrieben ist, kann die Kraftmaschine heruntergefahren werden, nachdem der Kraftstoffdruck verringert wurde, wie dies in der 3 gezeigt ist, da der Soll-Kraftstoffdruck zur Zeit eines Kraftmaschinenstopps niedriger als der normale Soll-Kraftstoffdruck beim Leerlauf eingerichtet ist. Somit kann der Kraftstoffdruck in dem Hochdruckkraftstoffsystem reduziert werden, und das Kraftstoffleck aus der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 28 ist unwahrscheinlich, während die Kraftmaschine gestoppt wird, so dass die Emissionen beim Start der Kraftmaschine reduziert werden können.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel bestimmt der Computer, ob die Kraftmaschine heruntergefahren werden wird, und zwar auf der Grundlage der Routine zum Schätzen des Kraftmaschinenstopps, wie sie in der 5 gezeigt ist. Anstelle der Routine, die in der 5 gezeigt ist, kann ein Ausführungsbeispiel von Routinen zum Schätzen des Kraftmaschinenstopps ausgeführt werden, die in den 8 bis 11 gezeigt sind.
Bei einem Schritt 101a der in der 8 gezeigten Routine bestimmt der Computer, ob die Kraftmaschine heruntergefahren werden wird, und zwar auf der Grundlage dessen, ob ein Leerlaufschalter eingeschaltet ist. Wenn die Antwort NEIN lautet, schreitet die Prozedur zu einem Schritt 102, bei dem der Computer bestimmt, dass die Kraftmaschine nicht heruntergefahren werden wird. Wenn die Antwort JA lautet (d. h. Leerlaufschalter eingeschaltet), schreitet die Prozedur zu einem Schritt 103, bei dem der Computer bestimmt, dass die Kraftmaschine heruntergefahren werden wird.
Bei einem Schritt 101b der in der 9 gezeigten Routine bestimmt der Computer, ob die Kraftmaschine heruntergefahren werden wird, und zwar auf der Grundlage dessen, ob eine Soll-Drosselposition zu einer ISC-Position eingerichtet Ist, die eine Soll-Drosselposition während einer Steuerung der Leerlaufdrehzahl darstellt. Wenn die Antwort NEIN lautet, schreitet die Prozedur zu einem Schritt 102, bei dem der Computer bestimmt, dass die Kraftmaschine nicht heruntergefahren werden wird. Wenn die Antwort JA lautet (d. h. Drosselposition gleich ISC-Position), schreitet die Prozedur zu einem Schritt 103, bei dem der Computer bestimmt, dass die Kraftmaschine heruntergefahren werden wird.
Bei einem Schritt 101c der in der 10 gezeigten Routine bestimmt der Computer, ob die Kraftmaschine heruntergefahren werden wird, und zwar auf der Grundlage dessen, ob ein gefordertes Moment ungefähr gleich einem ISC-Moment ist, das ein gefordertes Moment während der Steuerung des Leerlaufs darstellt. Wenn die Antwort NEIN lautet, schreitet die Prozedur zu einem Schritt 102, bei dem der Computer bestimmt, dass die Kraftmaschine nicht heruntergefahren werden wird. Wenn die Antwort JA lautet (d. h. gefordertes Moment ungefähr gleich ISC-Moment), schreitet die Prozedur zu einem Schritt 103, bei dem der Computer bestimmt, dass die Kraftmaschine heruntergefahren werden wird.
Bei einem Schritt 101d der in der 11 gezeigten Routine bestimmt der Computer, ob die Kraftmaschine heruntergefahren werden wird, und zwar auf der Grundlage dessen, ob eine Fahrzeuggeschwindigkeit Vs niedriger als eine vorbestimmte Geschwindigkeit V0 ist. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit z. B. Null beträgt, bestimmt der Computer, dass die Kraftmaschine heruntergefahren werden wird. Wenn die Antwort NEIN lautet, schreitet die Prozedur zu einem Schritt 102, bei dem der Computer bestimmt, dass die Kraftmaschine nicht heruntergefahren werden wird. Wenn die Antwort JA lautet (d. h. Fahrzeuggeschwindigkeit Vs niedriger als vorbestimmte Geschwindigkeit V0), schreitet die Prozedur zu einem Schritt 103, bei dem der Computer bestimmt, dass die Kraftmaschine heruntergefahren werden wird.
Es ist offensichtlich, dass zwei oder mehrere der in den 5, 8 bis 11 gezeigten Routinen in geeigneter Weise kombiniert werden können, um zu schätzen, ob die Kraftmaschine heruntergefahren werden wird.
(Zweites Ausführungsbeispiel)
Unter Bezugnahme auf die 12 und 13 wird nachfolgend ein zweites Ausführungsbeispiel beschrieben. Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel wird eine in der 12 gezeigte Routine zum Berechnen eines Soll-Kraftstoffdrucks ausgeführt, wodurch der Soll-Kraftstoffdruck zur Zeit des Kraftmaschinenstopps auf der Grundlage einer Kraftmaschinenkühlmitteltemperatur eingerichtet wird, wenn der Computer bestimmt, dass die Kraftmaschine heruntergefahren werden wird.
Die Kraftmaschinendrehzahl Ne wird bei einem Schritt 301 gelesen, und das geforderte Moment wird bei einem Schritt 302 gelesen. Bei einem Schritt 303 bestimmt der Computer auf der Grundlage des Ergebnisses von zumindest einer der vorstehend beschriebenen Routinen zum Schätzen des Kraftmaschinenstopps, ob die Kraftmaschine heruntergefahren werden wird.
Wenn die Antwort bei dem Schritt 303 NEIN lautet, schreitet die Prozedur zu einem Schritt 304, bei dem der normale Soll-Druck auf der Grundlage der gegenwärtigen Kraftmaschinendrehzahl und des geforderten Moments unter Verwendung des Kennfelds des normalen Kraftstoffdrucks berechnet wird.
Wenn die Antwort bei dem Schritt 303 JA lautet, dann schreitet die Prozedur zu einem Schritt 305, bei dem die Kraftmaschinenkühlmitteltemperatur gelesen wird. Darin schreitet die Prozedur zu einem Schritt 306, bei dem der Soll-Kraftstoffdruck zur Zeit des Kraftmaschinenstopps gemäß der gegenwärtigen Kraftmaschinenkühlmitteltemperatur unter Verwendung eines in der 13 gezeigten Kennfelds eingerichtet wird. In diesem Kennfeld erhöht sich der Soll-Kraftstoffdruck in einem Bereich, in dem der Soll-Kraftstoffdruck niedriger als der normale Kraftstoffdruck ist, wenn sich die Kraftmaschinenkühlmitteltemperatur verringert.
Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel kann eine Zerstäubung des Kraftstoffs auch dann verbessert werden, wenn die Kraftmaschinentemperatur niedrig ist und die Zündfähigkeit verschlechtert ist, da der Soll-Kraftstoffdruck derart eingerichtet ist, dass der Soll-Kraftstoffdruck erhöht wird, wenn sich die Kraftmaschinenkühimitteltemperatur verringert. Somit kann die Zündfähigkeit auch dann gewährleistet werden, wenn die Kraftmaschinenkühlmitteltemperatur niedrig ist.
(Drittes Ausführungsbeispiel)
Bei einem dritten Ausführungsbeispiel wird eine in der 14 gezeigte Routine zum Berechnen eines Soll-Kraftstoffdrucks und zum Festlegen eines Einspritzmodus ausgeführt. Wenn der Computer bestimmt, dass die Kraftmaschine nicht heruntergefahren werden wird, dann wird ein geforderter Einspritzmodus zwischen einem Einfach-Einspritzmodus und einem geteilten Einspritzmodus auf der Grundlage des Kraftmaschinenantriebszustands geschaltet. Wenn der Computer bestimmt, dass die Kraftmaschine heruntergefahren werden wird, dann wird der geforderte Einspritzmodus zu dem geteilten Einspritzmodus geschaltet.
Bei dem Einfach-Einspritzmodus wird der Kraftstoff in den Zylinder während eines Verbrennungszyklus einmal eingespritzt. Bei dem geteilten Einspritzmodus wird der Kraftstoff in den Zylinder während eines Verbrennungszyklus mehrmals eingespritzt.
Das Einspritzmuster bei dem geteilten Einspritzmodus kann auf der Grundlage des Kraftmaschinenantriebszustands, eines Verbrennungsmodus und dergleichen geändert werden. Zum Beispiel wird bei einem in der 15C gezeigten Einspritzmuster der Kraftstoff während eines Einlasshubs einmal eingespritzt, und dann wird der Kraftstoff während eines Verdichtungshubs einmal eingespritzt. Bei einem in der 15D gezeigten Einspritzmuster wird der Kraftstoff während eines Einlasshubs zweimal eingespritzt.
Bei der in der 14 gezeigten Routine wird bei einem Schritt 401 die Kraftmaschinendrehzahl Ne gelesen, das geforderte Moment Treq wird bei einem Schritt 402 gelesen, und der Computer bestimmt auf der Grundlage des Ergebnisses der Routine zum Schätzen des Kraftmaschinenstopps bei einem Schritt 403, ob die Kraftmaschine heruntergefahren werden wird.
Wenn die Antwort bei dem Schritt 403 NEIN lautet, dann schreitet die Prozedur zu einem Schritt 404, bei dem der normale Kraftstoffdruck auf der Grundlage der gegenwärtigen Kraftmaschinendrehzahl Ne und des geforderten Moments Treq unter Verwendung des Kennfelds des normalen Kraftstoffdrucks berechnet wird. Dann schreitet die Prozedur zu einem Schritt 405, bei dem der geforderte Ein spritzmodus zwischen dem Einfach-Einspritzmodus und dem geteilten Einspritzmodus auf der Grundlage der gegenwärtigen Kraftmaschinendrehzahl Ne und des geforderten Moments Treq unter Verwendung eines Kennfelds des geforderten Einspritzmodus geschaltet wird.
Wenn die Antwort bei dem Schritt 403 JA lautet, dann schreitet die Prozedur zu einem Schritt 406, bei dem der Soll-Kraftstoffdruck zur Zeit eines Kraftmaschinenstopps niedriger als der normale Kraftstoffdruck beim Leerlauf eingerichtet wird. Dann schreitet die Prozedur zu einem Schritt 407, bei dem der geforderte Einspritzmodus zu dem geteilten Einspritzmodus geschaltet wird.
Gemäß dem vorstehend beschriebenen dritten Ausführungsbeispiel wird der Einspritzmodus zu dem geteilten Einspritzmodus geschaltet, wenn der Computer bestimmt, dass die Kraftmaschine heruntergefahren werden wird, und die Einspritzperiode für eine Einspritzung wird reduziert, auch wenn der Soll-Kraftstoffdruck verringert ist. Somit wird die Zeitperiode zum Zerstäuben des Kraftstoffs gewährleistet, um die Zerstäubung des Kraftstoffs so zu Fördern, dass eine Verschlechterung der Zündfähigkeit reduziert wird.
(Viertes Ausführungsbeispiel)
Bei einem vierten Ausführungsbeispiel wird eine in der 16 gezeigte Routine zum Berechnen eines Soll-Kraftstoffdrucks und zum Festlegen eines Einspritzmodus ausgeführt. Wenn der Computer bestimmt, dass die Kraftmaschine nicht heruntergefahren werden wird, wird ein geforderter Verbrennungsmodus zwischen einem Schichtladeverbrennungsmodus und einem Homogenverbrennungsmodus auf der Grundlage des Kraftmaschinenantriebszustands geschaltet. Wenn der Computer bestimmt, dass die Kraftmaschine heruntergefahren werden wird, wird der geforderte Verbrennungsmodus zu dem Homogenverbrennungsmodus geschaltet.
Bei dem Schichtladeverbrennungsmodus wird eine kleine Menge des Kraftstoffs während des Verdichtungshubs einmal eingespritzt, um den Kraftstoffverbrauch zu verbessern, wie dies in der 15B gezeigt ist. Bei dem Homogenverbrennungsmodus wird eine vermehrte Menge des Kraftstoffs während des Einlasshubs einmal eingespritzt, um die Kraftmaschinenabgabe zu verbessern, wie dies in der 15A gezeigt ist.
Bei einem Schritt 501 wird die Kraftmaschinendrehzahl Ne gelesen, das geforderte Kraftmaschinenmoment Treq wird bei einem Schritt 502 gelesen, und der Computer bestimmt bei einem Schritt 503, ob die Kraftmaschine heruntergefahren werden wird.
Wenn die Antwort bei dem Schritt 503 NEIN lautet, schreitet die Prozedur zu einem Schritt 504, bei dem der geforderte Verbrennungsmodus zwischen dem Schichtladeverbrennungsmodus und dem Homogenverbrennungsmodus auf der Grundlage der gegenwärtigen Kraftmaschinendrehzahl Ne und des geforderten Moments Treq unter Verwendung des Kennfelds des geforderten Verbrennungsmodus geschaltet wird. Dann schreitet die Prozedur zu einem Schritt 505, bei dem der normale Kraftstoffdruck auf der Grundlage der gegenwärtigen Kraftmaschinendrehzahl Ne und des geforderten Moments Treq unter Verwendung des Kennfelds des normalen Soll-Kraftstoffdrucks berechnet wird.
Wenn die Antwort bei dem Schritt 503 JA lautet, schreitet die Prozedur zu einem Schritt 506, bei dem der geforderte Verbrennungsmodus zu dem Homogenverbrennungsmodus geschaltet wird. Dann schreitet die Prozedur zu einem Schritt 507, bei dem der Soll-Kraftstoffdruck zur Zeit des Kraftmaschinenstopps niedriger als der normale Soll-Kraftstoffdruck beim Leerlauf festgelegt wird.
Wenn die Kraftmaschine in dem Schichtladeverbrennungsmodus zur Zeit des Kraftmaschinenstopps ist, kann eine Zeitperiode zum Zerstäuben des Kraftstoffs unzureichend sein und den Verbrennungszustand verschlechtern. Gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel wird jedoch die Zeitperiode zum Zerstäuben des Kraftstoffs so gewährleistet, dass die Zerstäubung des Kraftstoffs gefördert wird, so dass eine Verschlechterung der Zündfähigkeit des Kraftstoffs reduziert wird, auch wenn der Soll-Kraftstoffdruck verringert ist, da der Verbrennungsmodus zu dem Homogenverbrennungsmodus zur Zeit des Kraftmaschinenstopps geschaltet wird.
(Fünftes Ausführungsbeispiel)
In einigen Situationen kann ein Zündschalter ausgeschaltet werden, so dass die Kraftstoffeinspritzung gestoppt wird, bevor der Kraftstoffdruck auf den Soll-Kraftstoffdruck reduziert wird. Gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel wird jedoch eine in der 17 gezeigte Routine zum Berechnen eines Soll-Kraftstoffdrucks und einer Hauptsteuerung ausgeführt, wodurch ein Hauptrelais (nicht gezeigt) eingeschaltet bleibt, bis der erfasste Kraftstoffdruck auf den Soll-Kraftstoffdruck verringert ist, so dass die Kraftstoffeinspritzung und die Zündung dadurch fortgesetzt werden, dass die Erregung der ECU 30, des Kraftstoffdrucksensors 29, der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 28 und einer Zündvorrichtung gehalten wird.
Bei einem Schritt 601 bestimmt der Computer, ob das Hauptrelais eingeschaltet ist, nachdem der Zündschalter 31 ausgeschaltet wurde. Wenn die Antwort NEIN lautet, wird bei einem Schritt 602 die Kraftmaschinendrehzahl Ne gelesen, bei einem Schritt 603 wird das geforderte Kraftmaschinenmoment Treq gelesen, und der Computer bestimmt bei einem Schritt 604, ob die Kraftmaschine heruntergefahren werden wird.
Wenn die Antwort bei dem Schritt 604 NEIN lautet, dann schreitet die Prozedur zu einem Schritt 605, bei dem der normale Kraftstoffdruck auf der Grundlage der gegenwärtigen Kraftmaschinendrehzahl Ne und des geforderten Moments Treq unter Verwendung des Kennfelds des normalen Soll-Kraftstoffdrucks berechnet wird.
Wenn die Antwort bei dem Schritt 604 JA lautet, schreitet die Prozedur zu einem Schritt 606, bei dem der Soll-Kraftstoffdruck niedriger als der normale Soll-Kraftstoffdruck beim Leerlauf eingerichtet wird.
Dann schreitet die Prozedur zu einem Schritt 607, bei dem der Computer bestimmt, ob der erfasste Kraftstoffdruck Pfd kleiner oder gleich dem Soll-Kraftstoffdruck Pft ist. Wenn die Antwort bei dem Schritt 607 NEIN lautet, schreitet die Prozedur zu einem Schritt 608, bei dem der Computer bestimmt, ob der Zündschalter 31 ausgeschaltet ist. Wenn der Zündschalter ausgeschaltet ist, schreitet die Prozedur zu einem Schritt 609, bei dem das Hauptrelais zwangsweise eingeschaltet wird, so dass die Kraftstoffeinspritzung und die Zündung fortgesetzt werden, bis der erfasste Kraftstoffdruck zu dem Soll-Kraftstoffdruck wird.
Wenn die Antwort bei dem Schritt 607 JA lautet, schreitet die Prozedur zu einem Schritt 610, bei dem das Hauptrelais ausgeschaltet wird.
Gemäß dem vorstehend beschriebenen fünften Ausführungsbeispiel wird das Hauptrelais eingeschaltet, bis der erfasste Kraftstoffdruck auf den Soll-Kraftstoffdruck verringert wird. Auch wenn der Zündschalter ausgeschaltet wird, bevor der erfasste Kraftstoffdruck auf den Soll-Kraftstoffdruck verringert wird, werden somit die Kraftstoffeinspritzung und die Zündung fortgesetzt, bis der erfasste Kraftstoffdruck auf den Soll-Kraftstoffdruck verringert ist, so dass das Kraftstoffleck aus der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 28 unwahrscheinlich ist, während die Kraftmaschine gestoppt wird.
Bei dem ersten bis fünften Ausführungsbeispiel wird der Soll-Kraftstoffdruck niedriger als der normale Kraftstoffdruck eingerichtet, wenn der Computer bestimmt, dass die Kraftmaschine heruntergefahren werden wird. Falls das System am Anfang bestimmt, dass die Kraftmaschine heruntergefahren werden wird, aber falls es dann erkennt, dass die Kraftmaschine in einer vorbestimmten Zeit eingeschaltet bleibt, führt das System bei einem Ausführungsbeispiel den Soll-Kraftstoffdruck auf den normalen Soll-Kraftstoffdruck zurück.

Claims

Steuervorrichtung für eine Direkteinspritzkraftmaschine, wobei die Direkteinspritzkraftmaschine eine Hochdruckpumpe (14) aufweist, die einen Kraftstoff mit Druck beaufschlagt, der in einen Zylinder durch eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung (28) direkt eingespritzt wird, wobei die Steuervorrichtung Folgendes aufweist: eine Druckerfassungsvorrichtung (29) zum Erfassen eines Kraftstoffdrucks, der zu der Kraftstoffeinspritzvorrichtung (28) zugeführt wird; eine Vorrichtung (204, 205, 304, 306, 404, 406, 505, 507, 605, 606) zum Einrichten eines Soll-Kraftstoffdrucks, um einen Sall-Kraftstoffdruck gemäß einer Antriebsbedingung der Kraftmaschine einzurichten; eine Kraftstoffdrucksteuervorrichtung (22, 30), um eine Abgabemenge der Hochdruckpumpe (14) derart zu steuern, dass der erfasste Kraftstoffdruck mit dem Soll-Kraftstoffdruck übereinstimmt; eine Stopp-Schätzvorrichtung (101–103, 203, 303, 403, 503, 604), um zu schätzen, ob die Kraftmaschine gleich heruntergefahren werden wird, wobei wenn die Stopp-Schätzvorrichtung (101–103, 203, 303, 403, 503, 604) schätzt, dass die Maschine gleich heruntergefahren werden wird, die Vorrichtung (204, 205, 304, 306, 404, 406, 505, 507, 605, 606) zum Einrichten des Soll-Kraftstoffdrucks den Soll-Kraftstoffdruck in solch einer Weise verringert, um niedriger als ein Kraftstoffdruck für den Leerlaufbetrieb zu sein, gekennzeichnet durch eine Verbrennungsmodusumschaltvorrichtung (504) zum Umschalten eines Verbrennungsmodus zwischen einem Schichtladeverbrennungsmodus, bei dem der Kraftstoff während eines Verdichtungshubs eingespritzt wird, und einem Homogenverbrennungsmodus, bei dem der Kraftstoff während eines Einlasshubs eingespritzt wird, wobei in einem Fall, in dem ein gegenwärtiger Verbrennungsmodus der Schichtladeverbrennungsmodus ist, die Verbrennungsmodusumschaltvorrichtung (506) den Verbrennungsmodus von dem Schichtladeverbrennungsmodus zu dem Homogenverbrennungsmodus umschaltet, wenn die Stopp-Schatzvorrichtung (101–103, 203, 303, 403, 503, 604) schätzt, dass die Kraftmaschine gleich heruntergefahren werden wird.
Steuervorrichtung gemäß Anspruch 1, des Weiteren mit: einer Kühlmitteltemperatur-Erfassungsvorrichtung (305) zum Erfassen einer Temperatur eines Kraftmaschinenkühlmittels, wobei wenn die Stopp-Schätzvorrichtung (101–103, 203, 303, 403, 503, 604) schätzt, dass die Kraftmaschine gleich heruntergefahren werden wird, die Vorrichtung (204, 205, 304, 306, 404, 406, 505, 507, 605, 606) zum Einrichten des Soll-Kraftstoffdrucks den Soll-Kraftstoffdruck gemäß einer Verringerung der Temperatur des Kraftmaschinenkühlmittels in einem Bereich erhöht, in dem der Soll-Kraftstoffdruck niedriger als der Kraftstoffdruck für den Leerlaufbetrieb ist.
Steuervorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Stopp-Schätzvorrichtung (101–103, 203, 303, 403, 503, 604) zumindest auf der Grundlage eines Leerlaufbefehls, einer Position eines Schalthebels oder einer Fahrzeuggeschwindigkeit schätzt, ob die Kraftmaschine gleich heruntergefahren werden wird.
Steuervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, des Weiteren mit: einer Einspritzmodusumschaltvorrichtung (407), um einen Einspritzmodus zwischen einem Einfach-Einspritzmodus, bei dem der Kraftstoff während eines Verbrennungszyklus einmal eingespritzt wird, und einem geteilten Einspritzmodus umzuschalten, bei dem der Kraftstoff während eines Verbrennungszyklus mehrmals eingespritzt wird, wobei die Einspritzmodusumschaltvorrichtung (407) den Einspritzmodus von dem Einfach-Einspritzmodus zu dem geteilten Einspritzmodus umschaltet, wenn die Stopp-Schätzvorrichtung (101–103, 203, 303, 403, 503, 604) schätzt, dass die Kraftmaschine gleich heruntergefahren werden wird.
Steuerverfahren für eine Direkteinspritzkraftmaschine, wobei die Direkteinspritzkraftmaschine eine Hochdruckpumpe (14) aufweist, die einen Kraftstoff mit Druck beaufschlagt, der in einen Zylinder durch eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung (28) direkt eingespritzt wird, wobei das Steuerverfahren die folgenden Schritte aufweist: Erfassen eines Kraftstoffdrucks, der einen Druck des Kraftstoffs darstellt, der zu der Kraftstoffeinspritzvorrichtung (28) zugeführt wird; Einrichten eines Soll-Kraftstoffdrucks gemäß einer Antriebsbedingung der Kraftmaschine; Steuern einer Abgabemenge der Hochdruckpumpe (14) derart, dass der erfasste Kraftstoffdruck mit dem Soll-Kraftstoffdruck übereinstimmt; und Schätzen, ob die Kraftmaschine gleich heruntergefahren werden wird; wobei der Soll-Kraftstoffdruck niedriger als ein Kraftstoffdruck für den Leerlaufbetrieb eingerichtet wird, wenn geschätzt wird, dass die Kraftmaschine gleich heruntergefahren werden wird, gekennzeichnet durch den Schritt des Umschaltens des Verbrennungsmodus in einem Fall, in dem ein gegenwärtiger Verbrennungsmodus der Schichtladeverbrennungsmodus ist, von dem Schichtladeverbrennungsmodus zu dem Homogenverbrennungsmodus, wenn geschätzt wird, dass die Kraftmaschine gleich heruntergefahren werden wird.
Steuervorrichtung für eine Direkteinspritzkraftmaschine, wobei die Direkteinspritzkraftmaschine eine Hochdruckpumpe (14) aufweist, die einen Kraftstoff mit Druck beaufschlagt, der in einen Zylinder durch eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung (28) direkt einspritzt wird, wobei die Steuervorrichtung Folgendes aufweist: eine Druckerfassungsvorrichtung (29) zum Erfassen eines Kraftstoffdrucks, der zu der Kraftstoffeinspritzvorrichtung (28) zugeführt wird; eine Vorrichtung (204, 205, 304, 306, 404, 406, 505, 507, 605, 606) zum Einrichten eines Soll-Kraftstoffdrucks, um einen Soll-Kraftstoffdruck gemäß einer Antriebsbedingung der Kraftmaschine einzurichten; eine Kraftstoffdrucksteuervorrichtung (22, 30), um eine Abgabemenge der Hochdruckpumpe (14) derart zu steuern, dass der erfasste Kraftstoffdruck mit dem Soll-Kraftstoffdruck übereinstimmt; und eine Stopp-Schätzvorrichtung (101–103, 203, 303, 403, 503, 604), um zu schätzen, ob die Kraftmaschine gleich heruntergefahren werden wird; wobei die Vorrichtung (204, 205, 304, 306, 404, 406, 505, 507, 605, 606) zum Einrichten eines Soll-Kraftstoffdrucks den Soll-Kraftstoffdruck niedriger als einen Kraftstoffdruck für den Leerlaufbetrieb einrichtet, wenn die Stopp-Schätzvorrichtung (101–103, 203, 303, 403, 503, 604) schätzt, dass die Kraftmaschine gleich heruntergefahren werden wird, gekennzeichnet durch eine Relaisvorrichtung zum Fortsetzen einer Kraftstoffeinspritzung und einer Zündung, bis sich der erfasste Kraftstoffdruck auf den Soll-Kraftstoffdruck verringert hat, nachdem ein Zündschalter (31) ausgeschaltet wurde.
Steuerverfahren für eine Direkteinspritzkraftmaschine, wobei die Direkteinspritzkraftmaschine eine Hochdruckpumpe (14) aufweist, die einen Kraftstoff mit Druck beaufschlagt, der in einen Zylinder durch eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung (28) direkt eingespritzt wird, wobei das Steuerverfahren die folgenden Schritte aufweist: Erfassen eines Kraftstoffdrucks, der einen Druck des Kraftstoffs darstellt, der zu der Kraftstoffeinspritzvorrichtung (28) zugeführt wird; Einrichten eines Soll-Kraftstoffdrucks gemäß einer Antriebsbedingung der Kraftmaschine; Steuern einer Auslassmenge der Hochdruckpumpe (14) derart, dass der erfasste Kraftstoffdruck mit dem Soll-Kraftstoffdruck übereinstimmt; und Schätzen, ob die Kraftmaschine gleich heruntergefahren werden wird; wobei der Soll-Kraftstoffdruck niedriger als ein Kraftstoffdruck für den Leerlaufbetrieb eingerichtet wird, wenn geschätzt wird, dass die Kraftmaschine gleich heruntergefahren werden wird, gekennzeichnet durch den Schritt des Fortsetzens einer Kraftstoffeinspritzung und einer Zündung, bis sich der erfasste Kraftstoffdruck auf den Soll-Kraftstoffdruck verringert hat, nachdem ein Zündschalter (31) ausgeschaltet wurde.