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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Steuereinrichtung eines
Kraftstoffeinspritzsystems der Common-Rail-Art zum Ausführen einer
Regelung (mit Rückführung) des
Kraftstoffdrucks.
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In
einem Kraftstoffeinspritzsystem der Common-Rail-Art liefert eine
Kraftstoffpumpe mit Druck beaufschlagtem Kraftstoff und eine Common-Rail speichert
den Kraftstoff bei einem hohen Druck, der dem Kraftstoffeinspritzdruck
entspricht. Der in der Common-Rail gespeicherte Kraftstoff wird
in einen Verbrennungsmotor durch Kraftstoffeinspritzventile geliefert
und eingespritzt. Die Common-Rail ist mit einem Kraftstoffdrucksensor
versehen, der den tatsächlichen
Druck des Kraftstoffs erfasst. Die Kraftstoffdruckregelung wird
ausgeführt,
um den erfassten tatsächlichen
Druck mit dem Solldruck in Übereinstimmung
zu bringen, der auf der Grundlage einer Betriebsinformation des
Verbrennungsmotors bestimmt worden ist. In der Kraftstoffdruckregelung
wird ein Saugsteuerventil, das an dem Saugabschnitt einer Kraftstoffpumpe
vorgesehen ist, angetrieben und gesteuert, um eine Kraftstoffmenge
zu regulieren, die zu der Common-Rail mit Druck beaufschlagt zugeführt worden
ist, wie dies beispielsweise in der Druckschrift JP-A-2002-276 500
beschrieben ist.
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Im
Allgemeinen werden in der Kraftstoffdruckregelung ein Proportionalausdruck,
ein Integralausdruck und ein Differentialausdruck von einem Steuerbetrag
der Antriebssteuerung der Kraftstoffpumpe auf der Grundlage der
Druckabweichung des tatsächlichen
Drucks in Bezug auf den Solldruck berechnet. Genauer gesagt wird
der Differentialdruck in Übereinstimmung
mit einer Schwankungstendenz der Druckabweichung berechnet. Der
Differentialausdruck hat eine vorhersagende Wirkung in Bezug auf
die Änderung
des Solldrucks. Der Differentialausdruck bewirkt eine Verbesserung
der Folgeleistung des tatsächlichen
Drucks in dem Fall, bei dem der Solldruck sich schnell ändert, oder
eine Verbesserung einer Phasenverzögerung in dem Fall, bei dem der
Solldruck beispielsweise zyklisch schwankt.
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Jedoch
wird aufgrund einer Betriebsverzögerung
bei einem Steuerobjekt in Bezug auf eine Steuerabgabe oder Transportverzögerung des
Kraftstoffs durch einen Kraftstoffdruckzuführkanal eine temporäre Abweichung
zwischen dem Zeitpunkt, bei dem der berechnete Steuerbetrag zu der
Kraftstoffpumpe ausgegeben wird, und dem Zeitpunkt erzeugt, bei dem
der berechnete Steuerbetrag ausreichend bei dem tatsächlichen
Druck reflektiert wird. Daher gibt es in dem Fall, bei dem die Änderungstendenz
des Zieldrucks sich in Übereinstimmung
mit dem Betriebszustand des Verbrennungsmotors ändert, eine Möglichkeit
dahingehend, dass die Zuverlässigkeit der
Gültigkeit
von dem Steuerbetrag verschwindet und der tatsächliche Druck ein unbeabsichtigtes
Verhalten aufgrund eines Einflusses des Differentialausdrucks aufzeigt,
dessen Änderung
berechnet wird. Kein Problem wird dann verursacht, wenn der Einfluss
von dem Differentialausdruck durch die anderen Parameter des Proportionalausdrucks
und des Integralausdrucks absorbiert wird. Jedoch nimmt der Einfluss
des Differentialterms zu und die anderen Parameter können den
Einfluss des Differentialausdrucks speziell in dem Fall nicht absorbieren,
wenn die Druckabweichung sich schnell in Übereinstimmung mit dem Solldruck ändert. Eine
angestrebte und geeignete Kraftstoffeinspritzung in den Verbrennungsmotor
kann nicht ausgeführt
werden, wenn der tatsächliche
Druck ein unbeabsichtigtes Verhalten aufzeigt. Als ein Ergebnis
nehmen Partikelstoffe oder Stickoxide, die in dem Abgas enthalten
sind, zu, oder es wird ein anormales Geräusch erzeugt.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Steuereinrichtung
von einem Kraftstoffeinspritzsystem der Common-Rail-Art zu schaffen,
die eine geeignete Kraftstoffeinspritzung ausführen kann durch ein Vermeiden
eines unbeabsichtigten Verhaltens des Kraftstoffdrucks in einer
Kraftstoffdruckregelung.
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung erfasst eine Steuereinrichtung
für ein
Kraftstoffeinspritzsystem der Common-Rail-Art den in einer Common-Rail
vorherrschenden Kraftstoffdruck und berechnet einen Differentialausdruck
eines Steuerbetrags von einer Kraftstoffpumpe auf der Grundlage
einer Druckabweichung des erfassten Kraftstoffdrucks in Bezug auf
den Solldruck. Die Reflektion des Differentialdrucks in dem Steuerbetrag
wird dann begrenzt, wenn die Druckabweichung zunimmt, in Übereinstimmung
mit einer Zunahme des Solldrucks während der Verringerung des
Kraftstoffdrucks.
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In
der Kraftstoffdruck-Regelung, die den Kraftstoffdruck in der Common-Rail
mit dem Solldruck in Übereinstimmung
bringt, wird ein Differentialausdruck auf der Grundlage der Druckabweichung als
der Steuerbetrag der Kraftstoffpumpe berechnet. Der Differentialausdruck
oder Differentialterm hat die Wirkung, dass er eine Schwankungstendenz
der Druckabweichung vorhersagt, und er wird verwendet, um die Folgeleistung
des Kraftstoffdrucks zu verbessern. Jedoch wird eine temporäre Abweichung erzeugt,
bis der Steuerbetrag in dem Kraftstoffdruck reflektiert wird, aufgrund
einer Steuerverzögerung der
Kraftstoffpumpe und dergleichen. Wenn die Schwankungstendenz der
Druckabweichung, die vorhergesagt wird, wenn der Steuerbetrag berechnet wird,
sich ändert,
wenn die Schwankungstendenz tatsächlich
in dem Kraftstoffdruck reflektiert wird, ergibt sich eine Möglichkeit
dahingehend, dass der Kraftstoffdruck ein unbeabsichtigtes Verhalten
aufgrund eines Einflusses des Differentialausdrucks, der bei der Änderung
berechnet wird, aufzeigt. Daher wird die Reflektion des Differentialausdrucks
in dem Steuerbetrag begrenzt, wenn der Differentialausdruck den Kraftstoffdruck
beeinflusst, das heißt
wenn die Druckabweichung in Übereinstimmung
mit der Zunahme des Solldrucks schwankt und der Differentialausdruck
den Kraftstoffdruck während
der Verringerung des Kraftstoffdrucks beeinflusst.
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Somit
kann bei dem Kraftstoffeinspritzsystem der Common-Rail-Art, bei dem
die vorübergehende
oder temporäre
Abweichung bewirkt wird, bis der Steuerbetrag in dem Kraftstoffdruck
reflektiert wird, eine unbeabsichtigte Zunahme des Kraftstoffdrucks
vermieden werden, wenn der Zieldruck oder Solldruck während der
Verringerung des Kraftstoffdrucks zunimmt. Dem gemäß kann eine
angestrebte und geeignete Kraftstoffeinspritzung ausgeführt werden.
Als ein Ergebnis wird die Erzeugung von Partikelstoffen oder Stickoxiden
in dem Abgas behindert, und die Erzeugung eines anormalen Geräusches wird
behindert.
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Die
Merkmale und Vorteile der Ausführungsbeispiele
und auch die Betriebsverfahren und die Funktion der zugehörigen Teile
gehen aus der nachstehend dargelegten Beschreibung, den beigefügten Ansprüchen und
den Zeichnungen deutlicher hervor, die sämtlich miteinander einen Teil
dieser Anmeldung bilden.
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1 zeigt
eine schematische Darstellung von einem Kraftstoffeinspritzsystem
der Common-Rail-Art gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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2A zeigt
ein Flussdiagramm von Prozessschritten zum Berechnen eines Differentialausdrucks
eines Steuerbetrags von einem Saugsteuerventil einer Hochdruckpumpe
gemäß dem Ausführungsbeispiel
von 1.
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2B zeigt
ein Flussdiagramm von Prozessschritten einer ersten Einstellbehandlung
von dem Differentialausdruck gemäß dem Ausführungsbeispiel
von 1.
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2C zeigt
ein Flussdiagramm von Prozessschritten einer zweiten Einstellbehandlung
von dem Differentialausdruck gemäß dem Ausführungsbeispiel
von 1.
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3A zeigt
ein Zeitablaufdiagramm von Übergängen einer
Gaspedalposition, eines Zieldrucks, eines tatsächlichen Drucks und eines Differentialausdrucks
von einem Vergleichsbeispiel.
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3B zeigt
ein Zeitablaufdiagramm von Übergängen von
einer Gaspedalposition, von einem Solldruck, von einem tatsächlichen
Druck und von dem Differentialausdruck gemäß dem Ausführungsbeispiel von 1.
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4A zeigt
ein Zeitablaufdiagramm von Übergängen von
einer Gaspedalposition, von einem Zieldruck oder Solldruck, von
einem tatsächlichen Druck
und von einem Differentialausdruck von einem anderen Vergleichsbeispiel.
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4B zeigt
ein Zeitablaufdiagramm von Übergängen der
Gaspedalposition, des Solldrucks, des tatsächlichen Drucks und des Differentialausdrucks
gemäß dem Ausführungsbeispiel
von 1.
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Unter
Bezugnahme auf 1 ist ein Kraftstoffeinspritzsystem
der Common-Rail-Art gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. In 1 sind
elektromagnetische Einspritzeinrichtungen 11 in jeweiligen
Zylindern eines Mehrzylinderdieselmotors 10 von einem Kraftfahrzeug montiert.
Die Einspritzeinrichtungen 11 sind mit einer Common-Rail
(ein Druckspeicherrohr) 12 verbunden, die gemeinsam für die Zylinder
vorhanden ist. Die Common-Rail 12 ist mit einer Hochdruckpumpe 13 verbunden.
In Übereinstimmung
mit dem Antrieb der Hochdruckpumpe 13 wird Kraftstoff bei
einem hohen Druck, der dem Einspritzdruck entspricht, in der Common-Rail 12 gespeichert. Ein
elektromagnetisches Saugsteuerventil (SCV) 14 ist an einem
Saugabschnitt der Hochdruckpumpe 13 vorgesehen. Das SCV 14 ist
mit einem Kraftstofftank 16 über eine Zuführpumpe 15 verbunden.
Wenn die Zuführpumpe 15 den
Kraftstoff aus dem Kraftstofftank 16 ansaugt, wird der
Kraftstoff durch das SCV 14 abgegeben und in die Hochdruckpumpe 13 gesaugt.
Dann wird der Kraftstoff zu der Common-Rail 12 mit Druck
beaufschlagt zugeführt.
Die Common-Rail 12 ist mit einem Kraftstoffdrucksensor 17 versehen,
der den Druck des Kraftstoffs abtastet, der in der Common-Rail 12 gespeichert
ist.
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Das
SCV 14 ist ein normalerweise geschlossenes elektromagnetisches
Solenoidventil. Wenn ein elektromagnetisches Solenoid angeregt wird,
bewegt sich eine Nadel in dem SCV 14. Ein Nadelöffnungsgrad
von dem SCV 14 wird durch die Bewegung der Nadel reguliert,
um den in die Hochdruckpumpe 13 gesaugten Kraftstoff abzugeben.
Die Hochdruckpumpe 13 wird in Übereinstimmung mit der Drehung einer
(nicht gezeigten) Kurbelwelle des Verbrennungsmotors 10 angetrieben.
Die Hochdruckpumpe 13 wiederholt den Druckzuführvorgang
zum Ansaugen und Abgeben des Kraftstoffs in einem vorbestimmten
Zyklus (ein Zyklus von 180° Kurbelwinkel bei
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel).
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Eine
elektronische Steuereinheit (ECU) 20 ist hauptsächlich durch
einen Mikrocomputer aufgebaut, der eine CPU, einen ROM, einen RAM
und dergleichen hat. Die ECU 20 führt Steuerprogramme aus, die
in dem ROM gespeichert sind, um verschiedene Arten an Steuerung
in Bezug auf den Betrieb des Verbrennungsmotors 10 auszuführen. Die
Betriebsinformation wie beispielsweise ein Abtastsignal von dem
Kraftstoffdrucksensor 17, die Drehzahl NE des Verbrennungsmotors
oder ein Gaspedalbetätigungsbetrag
ACCP wird kontinuierlich in die ECU 20 eingegeben. Die
ECU 20 berechnet die optimale Kraftstoffeinspritzzeit und
die optimale Kraftstoffeinspritzmenge auf der Grundlage der eingegebenen Betriebsinformation
und gibt ein Einspritzsteuersignal zu den Einspritzeinrichtungen 11 in Übereinstimmung
mit der Kraftstoffeinspritzzeit und der Kraftstoffeinspritzmenge
aus. Somit wird die Kraftstoffeinspritzung von den Einspritzeinrichtungen 11 in
den Verbrennungsmotor 10 in den jeweiligen Zylindern ausgeführt.
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Die
ECU 20 berechnet einen Solldruck Pctg des Kraftstoffs in
der Common-Rail 12 auf der Grundlage der berechneten Kraftstoffeinspritzmenge.
Die ECU 20 führt
eine Kraftstoffdruckregelung aus, um den tatsächlichen Kraftstoffdruck (den
tatsächlichen Druck)
Pc in der Common-Rail 12 mit
dem Solldruck Pctg in Übereinstimmung
zu bringen. Die Änderung des
Solldrucks Pctg entspricht im Wesentlichen der Änderung des Gaspedalbetätigungsbetrags
ACCP. Die Behandlung in Bezug auf die Kraftstoffdruckregelung wird
in einem vorbestimmten Zyklus ausgeführt (ein Zyklus von 180° Kurbelwinkel
als ein Zyklus von jeder Verbrennung in jedem Zylinder bei dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel).
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Bei
der Kraftstoffdruckregelung wird das SCV 14 angetrieben
und gesteuert, um die Kraftstoffmenge, die von der Hochdruckpumpe 13 mit
Druck beaufschlagt zugeführt
wird, zu der Common-Rail 12 zu regulieren. Bei der Antriebssteuerung
des SCV 14 wird eine PID-Steuerung ausgeführt und
ein Steuerbetrag U, der dem Öffnungsgrad
des SCV 14 entspricht, wird berechnet. Bei der Berechnung
des Steuerbetrags U werden ein Proportionalterm (Proportionalausdruck)
Up, ein Integralterm (Integralausdruck) Ui und ein Differentialterm
(Differentialausdruck) Ud auf der Grundlage einer Druckabweichung ΔP des tatsächlichen
Drucks Pc in Bezug auf den Solldruck Pctg berechnet (ΔP = Pctg – Pc). Der
Steuerbetrag U wird berechnet, indem die Ausdrücke Up, Ui, Ud (U = Up + Ui
+ Ud) addiert werden. Der Differentialausdruck Ud wird berechnet,
indem eine Änderung
der Druckabweichung ΔP
mit einer Differentialverstärkung
Kd multipliziert wird. Die Änderung
von der Druckabweichung ΔP
wird berechnet, indem die Druckabweichung ΔP von der vorherigen Berechnung
des Steuerbetrags U von der gegenwärtigen Druckabweichung ΔP subtrahiert
wird. Ein Steuersignal, dass dem Steuerbetrag U entspricht, wird
zu dem SCV 14 ausgegeben.
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Wenn
der Steuerbetrag U positiv ist, wird das SCV 14 geöffnet, und
die Hochdruckpumpe 13 fügt den
Kraftstoff mit Druck beaufschlagt zu. Somit nimmt der tatsächliche
Druck Pc zu. Zu dem Zeitpunkt, bei dem der Steuerbetrag U zunimmt,
nimmt der Ventilöffnungsgrad
von dem SCV 14 zu, so dass die Menge an Kraftstoff, die
durch die Hochdruckpumpe 13 mit Druck beaufschlagt zugeführt wird,
zunimmt und der tatsächliche
Druck Pc in der Common-Rail 12 schnell ansteigt. Wenn der
Steuerbetrag U negativ ist, wird das SCV 14 geschlossen,
und die Hochdruckpumpe 13 führt nicht den Kraftstoff mit Druck
beaufschlagt zu. Der tatsächliche
Druck Pc nimmt allmählich
ab aufgrund des Kraftstoffeinspritzens durch die Einspritzeinrichtungen 11 oder
aufgrund einer Kraftstoffleckage durch Gleitabschnitte der Einspritzeinrichtungen 11.
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Es
ist eine temporäre
Abweichung zwischen dem Zeitpunkt, bei dem der Steuerbetrag U zu
dem SCV 14 ausgegeben wird, und dem Zeitpunkt vorhanden,
bei dem der Steuerbetrag U in ausreichender Weise in dem tatsächlichen
Druck Pc reflektiert wird. Dies ist so, weil eine Betriebsverzögerung von dem
SCV 14 in Bezug auf das Steuerungsabgabesignal (Steuerabgabe),
eine Verzögerung
des Druckzuführbetriebs
der Hochdruckpumpe 13 oder einer Verzögerung bei dem Transport des
Kraftstoffs durch ein Kraftstoffdruckzuführrohr auftritt. Dem gemäß unterscheidet
sich die Schwankungstendenz der Druckabweichung ΔP zwischen dem Zeitpunkt, bei
dem der Differentialausdruck Ud berechnet wird, und dem Zeitpunkt,
bei dem der Differentialausdruck Ud in dem tatsächlichen Druck Pc reflektiert
wird. Als ein Ergebnis ergibt sich eine Möglichkeit dahingehend, dass
die Zuverlässigkeit
von der Kraftstoffdruckregelung verschlechtert wird. Daher wird
bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
eine Einstellungsbehandlung dann ausgeführt, wenn der Differentialausdruck
Ud berechnet wird.
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Bei
der Berechnung des Steuerbetrags U kann ein Kompensationsausdruck
Uf zum Kompensieren der Betriebsverzögerung des SCV 14 auf
der Grundlage der Schwankung des Solldrucks Pctg durch eine Vorwärtsregelung
berechnet werden und kann in dem Steuerbetrag U (U = Up + Ui + Ud
+ Uf) reflektiert werden. Somit wird die Betriebsverzögerung von
dem SCV 14 verbessert. Jedoch wird die temporäre Abweichung,
das heißt
jene, bis zu der der berechnete Steuerbetrag U in dem tatsächlichen Druck
Pc reflektiert wird, immer noch durch den Druckzuführvorgang
der Hochdruckpumpe 13 und dergleichen bewirkt.
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Die 2A bis 2C zeigen
Flussdiagramme von Differentialausdruckberechnungsprozessschritten
zum Berechnen des Differentialausdrucks Ud. Bei dem in den 2A bis 2C gezeigten
Differentialausdruckberechnungsprozess wird der Differentialausdruck
Ud auf der Grundlage der Druckabweichung ΔP berechnet und eine geeignete
Einstellung wird dann ausgeführt,
wenn der Differentialausdruck Ud sich wie ein Störungsfaktor verhält. Der
Differentialausdruckberechnungsprozess wird dann ausgeführt, wenn
der Steuerbetrag U in dem Kraftstoffdruckregelungsprozess, der durch
die ECU 20 ausgeführt
wird, bei dem vorbestimmten Zyklus berechnet wird.
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Zunächst wird
bei dem Schritt S201 von 2A bestimmt,
ob die Druckabweichung ΔP
(Absolutwert) „gleich
wie oder größer" ein vorbestimmter Wert α ist (ungefähr 4 MPa
bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel).
Wenn die Antwort bei dem Schritt S201 NEIN lautet, wird bei dem
Schritt S202 der Differentialausdruck Ud auf Null gesetzt, und der Differentialausdruckberechnungsprozess
wird beendet. Wenn die Antwort bei dem Schritt S201 JA lautet, geht
der Ablauf zu dem Schritt S203 weiter. Somit wird der Differentialausdruck
Ud in dem Steuerbetrag U nicht reflektiert, wenn der tatsächliche
Druck Pc nahe dem Solldruck Pctg ist. Bei dem Schritt S203 wird
der Differentialausdruck Ud von dem Steuerbetrag U auf der Grundlage
der Druckabweichung ΔP berechnet.
Dann wird bei den Schritten S204 und S205 ein erster bzw. ein zweiter
Einstellprozess ausgeführt.
Nach dem ersten und dem zweiten Einstellprozess wird der Differentialausdruckberechnungsprozess
beendet.
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Der
in 2B gezeigte erste Einstellprozess behindert eine
unbeabsichtigte Zunahme des tatsächlichen
Drucks Pc in dem Fall, bei dem der Solldruck Pctg während der
Abnahme des tatsächlichen Drucks
Pc zunimmt. Bei dem Schritt S211 wird bestimmt, ob der tatsächliche
Druck Pc höher
als der Solldruck Pctg ist, das heißt ob der tatsächliche Druck
Pc gerade dabei ist, abzunehmen. Wenn die Antwort bei dem Schritt
S211 JA lautet, geht der Prozess zu dem Schritt 212 weiter. Wenn
die Antwort bei dem Schritt S211 NEIN lautet, wird der erste Einstellprozess
beendet. Bei dem Schritt S212 wird bestimmt, ob der berechnete Differentialausdruck
Ud positiv ist. Wenn die Antwort bei dem Schritt S212 JA lautet,
wird bei dem Schritt S213 der Differentialausdruck Ud auf Null gesetzt,
und der erste Einstellprozess wird beendet. Wenn die Antwort bei
dem Schritt S212 NEIN lautet, wird der erste Einstellprozess direkt
beendet.
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Der
in 2 gezeigte zweite Einstellprozess behindert
eine übermäßige Zunahme
des tatsächlichen
Drucks Pc in dem Fall, bei dem der tatsächliche Druck Pc gerade dabei
ist, abzunehmen, wie bei der vorherigen Berechnung des Steuerbetrags
U, und dann wird der Solldruck Pctg höher als der tatsächliche
Druck Pc aufgrund der Zunahme des Solldrucks Pctg. Bei dem Schritt
S221 wird bestimmt, ob der tatsächliche
Druck Pc von der vorherigen Berechnung höher als der Solldruck Pctg
ist und dabei ist, abzunehmen. Wenn die Antwort bei dem Schritt
S221 JA lautet, geht der Ablauf zu dem Schritt S222 weiter. Wenn
die Antwort von dem Schritt S221 NEIN lautet, wird der zweite Einstellprozess
beendet. Bei dem Schritt S222 wird bestimmt, ob der tatsächliche
Druck Pc niedriger als der Zieldruck oder Solldruck Pctg ist. Wenn
die Antwort bei dem Schritt S222 JA lautet, wird bei dem Schritt
S223 der Differentialausdruck Ud auf Null gesetzt, und der zweite
Einstellprozess wird beendet. Wenn die Antwort bei dem Schritt S222 NEIN
lautet, wird der zweite Einstellprozess direkt beendet.
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Nachstehend
ist die Kraftstoffdruckregelung, die den Differentialausdruckberechnungsprozess
der 2A bis 2C verwendet,
unter Bezugnahme auf die 3A, 3B, 4A und 4B beschrieben. 3B zeigt
ein Beispiel der Anwendungen von dem ersten Einstellprozess von 2B. 4B zeigt
ein Beispiel der Anwendung von dem zweiten Einstellprozess von 2C.
Die 3A und 4A zeigen
Vergleichsbeispiele von einer herkömmlichen Kraftstoffdruckregelung,
die mit den Beispielen der 3B bzw. 4B jeweils
verglichen werden.
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Bei
den Beispielen der 3A und 3B verringert
sich der Gaspedalbetätigungsbetrag ACCP
durch den Fahrer bei den Zeitpunkten t11 bzw. t21. Nachdem der Zustand
gehalten wird, erhöht
sich der Gaspedalbetätigungsbetrag
ACCP bei den Zeitpunkten t12 bzw. t22. Zu diesem Zeitpunkt ändert sich
der Gaspedalbetätigungsbetrag
ACCP in einem Bereich, bei dem der Solldruck Pctg den tatsächlichen
Druck Pc nicht überschreitet.
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Bei
der herkömmlichen
in 3A gezeigten Regelung verringert sich der Solldruck
Pctg bei dem Zeitpunkt t11 in Übereinstimmung
mit der Abnahme des Gaspedalbetätigungsbetrags
ACCP. Dem gemäß wird der
Solldruck Pctg niedriger als der tatsächliche Druck Pc. Der Steuerbetrag
U von dem SCV 14 wird negativ, und die Hochdruckpumpe 13 hält das mit
Druck beaufschlagte Zuführen
des Kraftstoffs zu der Common-Rail 12 an. Als ein Ergebnis
nimmt der tatsächliche
Druck Pc aufgrund des Kraftstoffaustretens an den Einspritzeinrichtungen 11 allmählich ab. Daher
nimmt, wenn der Gaspedalbetätigungsbetrag ACCP
zu dem Zeitpunkt t12 zunimmt, der Solldruck Pctg zu in Übereinstimmung
mit der Zunahme des Gaspedalbetätigungsbetrags
ACCP. Zu diesem Zeitpunkt nimmt der Differentialausdruck Ud vorübergehend
zu in Übereinstimmung
mit der Änderung
der Druckabweichung ΔP.
Obwohl der tatsächliche
Duck Pc immer noch höher
als der Solldruck Pctg ist, wird der Steuerbetrag U positiv aufgrund
des Einflusses von dem Differentialausdruck Ud. Der tatsächliche Druck
Pc nimmt zu, wenn einmal die vorbestimmte Zeitspanne (eine Zeitspanne,
die ungefähr
von 360° Kurbelwinkel
bis 540° Kurbelwinkel
bei diesem Beispiel erreicht) verstrichen ist, wie dies in 3A in
einem Bereich X gezeigt ist.
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In
dem Fall von 3B, bei dem der Berechnungsprozess
der Ableitung der 2A bis 2C angewendet
wird, bleibt der Differentialausdruck Ud bei Null, selbst wenn der
Solldruck Pctg zunimmt in Übereinstimmung
mit der Zunahme des Gaspedalbetätigungsbetrags
ACCP, genauer gesagt bei dem Zeitpunkt t22. Der Differentialausdruck
Ud wird einmal aus der Änderung
der Druckabweichung ΔP
berechnet. Jedoch ist der Zustand, bei dem der tatsächliche
Druck Pc höher
als der Solldruck Pctg ist und der Differentialausdruck Ud positiv
ist, bei dem ersten Einstellprozess errichtet. Dem gemäß wird der
Differentialausdruck Ud bei dem ersten Einstellprozess eingestellt.
Als ein Ergebnis nimmt der tatsächliche Druck
Pc weiterhin ab und konvergiert dann zu dem Zieldruck oder Solldruck
Pctg. Die unbeabsichtigte Zunahme des tatsächlichen Drucks Pc aufgrund
der Zunahme des Solldrucks Pctg während der Verringerung des
tatsächlichen
Drucks Pc wird vermieden.
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4A zeigt
ein Beispiel eines Folgeverhaltens des tatsächlichen Drucks Pc bei der
herkömmlichen
Regelung als ein Vergleichsbeispiel. 4B zeigt
ein Folgeverhalten des tatsächlichen
Drucks Pc in dem Fall, bei dem der in den 2A bis 2C gezeigte
Berechnungsprozess des Differentialausdrucks angewendet wird. Bei
den Beispielen der 4A und 4B nimmt
der Gaspedalbetätigungsbetrag
ACCP durch den Fahrer bei dem Zeitpunkt t31 bzw. t41 ab. Nachdem
der Zustand gehalten wird, nimmt der Gaspedalbetätigungsbetrag ACCP bei dem
Zeitpunkt t32 bzw. t42 zu. Der Gaspedalbetätigungsbetrag ACCP ändert sich
in dem Maße,
dass der Solldruck Pctg höher
als der tatsächliche
Druck Pc wird.
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Wenn
der Gaspedalbetätigungsbetrag ACCP
zu dem Zeitpunkt t31 in dem Fall der in 4 gezeigten
herkömmlichen
Kraftstoffdruckregelung abnimmt, nimmt der Sollkraftstoffdruck Pctg
gemäß der Abnahme
des Gaspedalbetätigungsbetrags ACCP
ab. Der Steuerbetrag U von dem SCV 14 wird negativ, und
der tatsächliche
Druck Pc nimmt allmählich
ab. Daher nimmt, wenn der Gaspedalbetätigungsbetrag ACCP zu dem Zeitpunkt
t32 zunimmt, der Solldruck Pctg in Übereinstimmung mit der Zunahme
des Gaspedalbetätigungsbetrags
ACCP zu. Der Differentialausdruck Ud nimmt vorübergehend zu aufgrund der Änderung
der Druckabweichung ΔP.
Zu diesem Zeitpunkt wird der Solldruck Pctg höher als der tatsächliche
Druck Pc. Aufgrund des Einflusses von dem Differentialausdruck Ud
nimmt der tatsächliche
Druck Pc übermäßig zu,
wenn eine vorbestimmte Zeitspanne (eine Zeitspanne, die ungefähr von 360 bis
540° Kurbelwinkel
bei diesem Beispiel reicht) verstrichen ist, wie dies in 4A durch
einen Bereich Y gezeigt ist.
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In
dem Fall von 4B, bei dem der in 2A bis 2C gezeigte
Berechnungsprozess für
den Differentialausdruck verwendet wird, bleibt der Differentialausdruck
Ud bei Null, selbst wenn der Solldruck Pctg in Übereinstimmung mit der Zunahme des
Gaspedalbetätigungsbetrags
ACCP zunimmt, genauer gesagt bei dem Zeitpunkt t42. Der Differentialausdruck
Ud wird einmal als ein großer
positiver Wert aufgrund der Änderung
der Druckabweichung ΔP
berechnet. Jedoch wird der Zustand, bei dem der Solldruck Pctg höher als
der tatsächliche
Druck Pc bei der gegenwärtigen
Berechnung des Steuerbetrags U ist und der Solldruck Pctg niedriger
als der tatsächliche
Druck Pc bei der vorherigen Berechnung des Steuerbetrags U ist,
bei dem zweiten Einstellprozess errichtet. Daher wird der Differentialausdruck Ud
bei dem zweiten Einstellprozess eingestellt. Als ein Ergebnis wird
die Zunahme des tatsächlichen Drucks
Pc, die die Zunahme des Solldrucks Pctg begleitet, dann vermieden,
wenn der Solldruck Pctg höher
als der tatsächliche
Druck Pc wird, da der Solldruck Pctg während der Verringerung des
tatsächlichen
Drucks Pc zunimmt.
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Bei
dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ergeben sich
beispielsweise folgende Wirkungen.
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Bei
der Kraftstoffdruckregelung, die den tatsächlichen Druck Pc mit dem Solldruck
Pctg in Übereinstimmung
bringen soll, wird der erste und der zweite Einstellprozess bei
dem Differentialausdruck Ud angewendet, der auf der Grundlage der
Druckabweichung ΔP
berechnet wird. Somit kann ein unbeabsichtigtes Verhalten des tatsächlichen
Drucks Pc vermieden werden.
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Bei
dem in 2B gezeigten ersten Einstellprozess
wird die Einstellung von dem Differentialausdruck Ud in Bezug auf
den Steuerbetrag U dann ausgeführt,
wenn der tatsächliche
Druck Pc höher
als der Solldruck Pctg ist und der Differentialausdruck Ud ein Wert
für das
Druckzuführen
des Kraftstoffs bei der vorliegenden Berechnung ist. Somit wird
die Reflektion des Differentialausdrucks Ud in dem Steuerbetrag U
dann eingeschränkt,
wenn der Solldruck Pctg während
der Verringerung des tatsächlichen
Drucks Pc zunimmt. Somit wird eine unbeabsichtigte Zunahme des tatsächlichen
Drucks Pc aufgrund des Einflusses des berechneten Differentialausdrucks
Ud vermieden.
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Bei
dem zweiten Einstellprozess von 2C wird
die Einstellung von dem Differentialausdruck Ud dann ausgeführt, wenn
der tatsächliche
Druck Pc niedriger als der Solldruck Pctg bei der gegenwärtigen Berechnung
des Steuerbetrags U ist, und der tatsächliche Druck Pc höher als
der Solldruck Pctg bei der vorherigen Berechnung des Steuerbetrags
U ist. Somit wird die übermäßige Zunahme
des tatsächlichen
Drucks Pc aufgrund des Einflusses des berechneten Differentialausdrucks
Ud vermieden durch ein Einschränken
der Reflektion des Differentialausdrucks Ud bei dem Steuerbetrag
U, wenn der tatsächliche
Druck Pc sich von einem Zustand, bei dem er höher als der Solldruck Pctg
ist, in einen Zustand, bei dem er niedriger als der Solldruck Pctg
ist, aufgrund der Zunahme des Solldrucks Pctg ändert.
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Somit
kann bei dem Kraftstoffeinspritzsystem der Common-Rail-Art, bei dem
eine vorübergehende
Abweichung bewirkt wird, bis der Steuerbetrag U in dem tatsächlichen
Druck Pc reflektiert wird, das unbeabsichtigte Verhalten des tatsächlichen Drucks
Pc aufgrund des Einflusses von dem berechneten Differentialausdruck
Ud vermieden werden, wenn der Solldruck Pctg während der Verringerung des
tatsächlichen
Drucks Pc zunimmt. Somit wird eine angestrebte und geeignete Kraftstoffeinspritzung
ermöglicht.
Als ein Ergebnis wird die Erzeugung von Fremdstoffen und Stickoxiden
in dem Abgas behindert und die Erzeugung eines anormalen Geräusches wird
behindert.
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Bei
dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die Antriebssteuerung
von dem SCV 14 ausgeführt,
um den Kraftstoffdruckzuführbetrag
der Hochdruckpumpe 13 zu regulieren. Alternativ kann der
Kraftstoffdruckzuführbetrag
reguliert werden, indem der Druckzuführbetrieb der Hochdruckpumpe 13 gesteuert
wird, oder durch ein elektromagnetisches Abgabesteuerventil, das
an der Druckzuführseite
vorgesehen ist.
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Bei
dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird der Differentialausdruck
Ud bei dem Schritt S213 des ersten Einstellprozesses von 2B oder
bei dem Schritt S223 des zweiten Einstellprozesses von 2C auf
Null gesetzt. Alternativ kann die unbeabsichtigte oder übermäßige Zunahme
des tatsächlichen
Drucks Pc behindert werden, indem der Differentialausdruck Ud bei
einem Wert eingestellt wird, der nahe zu Null ist, das heißt ein Wert
in einem zulässigen
Bereich, der die Antriebssteuerung von dem SCV 14 nicht
beeinflusst.
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Bei
dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird der Differentialausdruck
Ud durch den ersten Einstellprozess von 2B und
den zweiten Einstellprozess von 2C eingestellt,
wenn es eine Möglichkeit dahingehend
gibt, dass der tatsächliche
Druck Pc ein unbeabsichtigtes Verhalten aufzeigt. Alternativ kann
ein Folgeprozess ausgeführt werden.
Wenn der Solldruck Pctg sich während
der Verringerung des tatsächlichen
Drucks Pc ändert, berechnet
die ECU 20 die Änderung.
Der Differentialausdruck Ud wird auf Null gesetzt oder wird auf
einen Wert gesetzt, der nahe zu Null ist, wenn die Änderung von
dem Solldruck Pctg gleich wie oder größer als ein bestimmter Wert
ist und es eine Möglichkeit
dahingehend gibt, dass der tatsächliche
Druck Pc ein unbeabsichtigtes Verhalten aufzeigt. Somit wird die
Einstellung von dem Differentialausdruck Ud lediglich dann ausgeführt, wenn
der Solldruck Pctg schnell zunimmt aufgrund der Verringerung des
tatsächlichen Drucks
Pc. Somit wird ein Nachteil oder ein Fehlverhalten der bremsenden
Wirkung aufgrund des Differentialausdruckberechnungsprozesses der 2A bis 2C beseitigt,
und das unbeabsichtigte Verhalten des tatsächlichen Drucks Pc wird vermieden.
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Bei
dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird der tatsächliche
Druck Pc durch das Einspritzen von Kraftstoff oder die Kraftstoffleckage
durch die Einspritzeinrichtungen 11 verringert, wenn der
tatsächliche
Druck Pc höher
als der Solldruck Pctg ist. Alternativ kann ein elektromagnetisches
Druckverringerungsventil in der Common-Rail 12 vorgesehen
sein, und der tatsächliche
Druck Pc kann durch die Antriebssteuerung des Druckverringerungsventils
verringert werden.
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Bei
dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die vorliegende
Erfindung bei einem Dieselmotor mit vier Zylindern angewendet worden. Die
vorliegende Erfindung kann auch bei einem Verbrennungsmotor angewendet
werden, der eine andere Anzahl an Zylindern hat oder der ein Otto-Motor ist.
In dem Fall eines Otto-Motors kann die vorliegende Erfindung bei
einem in den Zylinder einspritzenden Otto-Motor angewendet werden, der Benzin
mit Druck beaufschlagt mit einer Kraftstoffpumpe zuführt und
das Benzin in einer Common-Rail (Lieferrohr) speichert, um das Benzin
in den Verbrennungsmotor durch das Einspritzen zuzuführen. In
diesem Fall wird eine Steuerverzögerung
aufgrund der Kraftstoffpumpe oder eine Transportverzögerung des
Kraftstoffs durch ein Kraftstoffdruckzuführrohr bewirkt. Daher kann
die vorliegende Erfindung ein unbeabsichtigtes Verhalten des tatsächlichen
Drucks Pc aufgrund des Einflusses des Ableitungsausdrucks vermeiden.
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Die
vorliegende Erfindung soll nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiel
beschränkt
sein, sondern kann in den vielen anderen Weisen ausgeführt werden,
ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen, der in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.
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Bei
diesem Kraftstoffeinspritzsystem der Common-Rail-Art sorgt die Kraftstoffpumpe 13 für eine mit
Druck beaufschlagte Zufuhr von Kraftstoff zu der Common-Rail 12,
die den Kraftstoff bei einem hohen Druck, der dem Kraftstoffeinspritzdruck
entspricht, speichert. Die elektronische Steuereinheit (ECU) 20 treibt
das Saugsteuerventil 14, das in der Kraftstoffpumpe vorgesehen
ist, an und steuert es, um einen Druckzuführbetrag des Kraftstoffs zu
regulieren und eine Kraftstoffdruckregelung auszuführen. Die
ECU berechnet einen Differentialausdruck eines Steuerbetrags von
dem Saugsteuerventil auf der Grundlage einer Druckabweichung des
Kraftstoffdrucks in der Common-Rail in Bezug auf einen Solldruck.
Die ECU setzt den Differentialdruck auf Null, wenn der Kraftstoffdruck
höher als
der Solldruck ist und der Differentialausdruck von dem Steuerbetrag ein
Wert für
die Druckzufuhr des Kraftstoffs ist.