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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Regelungseinrichtung 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 beaufschlagten 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 2002-276 500 A beschrieben ist.
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Die Druckschrift
DE 103 13 615 A1 offenbart eine Linearstellgliedsteuervorrichtung zum Steuern eines Linearstellgliedes zum Einstellen eines Hubbetrages des Linearstellgliedes. Zur Berechnung einer Rückführgröße werden ein Differentialverstärkungsfaktor, ein Proportionalverstärkungsfaktor und ein Integralverstärkungsfaktor verwendet, die bei kleinerem Hubbetrag verringert werden.
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Die Druckschrift
DE 10 2004 023 365 A1 zeigt ein Verfahren zur Druck-Regelung eines Speichereinspritzsystems einer Brennkraftmaschine, bei dem ein erster Ist-Raildruck über ein erstes Filter aus dem gemessenen Raildruck bestimmt wird, eine erste Regelabweichung aus einem Soll-Raildruck und dem ersten Ist-Raildruck berechnet wird und ein Volumenstrom über einen Hochdruck-Regler als Stellgrösse in Abhängigkeit der ersten Regelabweichung festgelegt wird. Ein zweiter Ist-Raildruck wird über ein zweites Filter aus dem gemessenen Raildruck bestimmt und der zweite Ist-Raildruck wird als massgeblich für die Berechnung der Regler-Anteile des Hochdruck-Reglers gesetzt.
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Im Allgemeinen werden in der Kraftstoffdruckregelung ein Proportionalausdruck, ein Integralausdruck und ein Differentialausdruck von einem Steuerungsbetrag der Antriebssteuerung der Kraftstoffpumpe auf der Grundlage der Druckabweichung des tatsächlichen Drucks in bezug auf den Solldruck berechnet. Genauer gesagt wird der Differentialausdruck 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 Steuerungsbetrag zu der Kraftstoffpumpe ausgegeben wird, und dem Zeitpunkt erzeugt, bei dem der berechnete Steuerungsbetrag ausreichend bei dem tatsächlichen Druck wiedergegeben 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 Steuerungsbetrag 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 Differentialausdrucks 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 Regelungseinrichtung 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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Diese Aufgabe ist durch eine Regelungseinrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Eine Regelungseinrichtung für ein Kraftstoffeinspritzsystem der Common-Rail-Art erfasst den in einer Common-Rail vorherrschenden Kraftstoffdruck und berechnet einen Differentialausdruck eines Steuerungsbetrags von einer Kraftstoffpumpe auf der Grundlage einer Druckabweichung des erfassten Kraftstoffdrucks vom Solldruck. Die Widerspiegelung des Differentialdrucks in dem Steuerungsbetrag 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 Steuerungsbetrag der Kraftstoffpumpe berechnet. Der Differentialausdruck 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 Steuerungsbetrag in dem Kraftstoffdruck wiedergegeben wird, aufgrund einer Steuerverzögerung der Kraftstoffpumpe und dergleichen. Wenn die Schwankungstendenz der Druckabweichung, die vorhergesagt wird, wenn der Steuerungsbetrag berechnet wird, sich ändert, wenn die Schwankungstendenz tatsächlich in dem Kraftstoffdruck wiedergegeben 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 Widerspiegelung des Differentialausdrucks in dem Steuerungsbetrag 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 Steuerungsbetrag in dem Kraftstoffdruck wiedergegeben 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 Steuerungsbetrags von einem Saugsteuerventil einer Hochdruckpumpe gemäß dem Ausführungsbeispiel von 1.
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2B zeigt ein Flussdiagramm von Prozessschritten eines ersten Einstellprozesses von dem Differentialausdruck gemäß dem Ausführungsbeispiel von 1.
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2C zeigt ein Flussdiagramm von Prozessschritten eines zweiten Einstellprozesses 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 in 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 des 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 Steuerungsbetrag U, der dem Öffnungsgrad des SCV 14 entspricht, wird berechnet. Bei der Berechnung des Steuerungsbetrags U werden ein Proportionalausdruck Up, ein Integralausdruck Ui und ein Differentialausdruck Ud auf der Grundlage einer Druckabweichung ΔP des tatsächlichen Drucks Pc in Bezug auf den Solldruck Pctg berechnet (ΔP = Pctg – Pc). Der Steuerungsbetrag 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 Steuerungsbetrags U von der gegenwärtigen Druckabweichung ΔP subtrahiert wird. Ein Steuersignal, dass dem Steuerungsbetrag U entspricht, wird zu dem SCV 14 ausgegeben.
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Wenn der Steuerungsbetrag U positiv ist, wird das SCV 14 geöffnet, und die Hochdruckpumpe 13 führt den Kraftstoff mit Druck beaufschlagt zu. Somit nimmt der tatsächliche Druck Pc zu. Zu dem Zeitpunkt, bei dem der Steuerungsbetrag 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 Steuerungsbetrag 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 Steuerungsbetrag U zu dem SCV 14 ausgegeben wird, und dem Zeitpunkt vorhanden, bei dem der Steuerungsbetrag U in ausreichender Weise in dem tatsächlichen Druck Pc wiedergegeben 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 eine 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 wiedergegeben 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 Steuerungsbetrags 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 Steuerungsbetrag U (U = Up + Ui + Ud + Uf) wiedergegeben werden. Somit wird die Betriebsverzögerung von dem SCV 14 verbessert. Jedoch wird die temporäre Abweichung, das heißt jene, bis zu der der berechnete Steuerungsbetrag U in dem tatsächlichen Druck PC wiedergegeben 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 Steuerungsbetrag 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 als” 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 Steuerungsbetrag U nicht wiedergegeben, wenn der tatsächliche Druck Pc nahe dem Solldruck Pctg ist. Bei dem Schritt S203 wird der Differentialausdruck Ud von dem Steuerungsbetrag 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 2C 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 Steuerungsbetrags 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 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 Steuerungsbetrag U des 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 Steuerungsbetrag 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 Steuerungsbetrag 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 Steuerungsbetrags U ist und der Solldruck Pctg niedriger als der tatsächliche Druck Pc bei der vorherigen Berechnung des Steuerungsbetrags 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 Steuerungsbetrag 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 Widerspiegelung des Differentialausdrucks Ud in dem Steuerungsbetrag 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 Steuerungsbetrags U ist, und der tatsächliche Druck Pc höher als der Solldruck Pctg bei der vorherigen Berechnung des Steuerungsbetrags U ist. Somit wird die übermäßige Zunahme des tatsächlichen Drucks Pc aufgrund des Einflusses des berechneten Differentialausdrucks Ud vermieden durch ein Einschränken der Widerspiegelung des Differentialausdrucks Ud bei dem Steuerungsbetrag 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 Steuerungsbetrag U in dem tatsächlichen Druck Pc wiedergegeben 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 Steuerungsbetrags 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 Steuerungsbetrag ein Wert für die Druckzufuhr des Kraftstoffs ist.
