DE102006000530A1

DE102006000530A1 - Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung

Info

Publication number: DE102006000530A1
Application number: DE102006000530A
Authority: DE
Inventors: Takanobu Kariya Kajino
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2005-12-16
Filing date: 2006-12-15
Publication date: 2007-06-21
Also published as: JP2007162644A

Abstract

Eine Kraftstoffpumpe (6) saugt Kraftstoff von einem Kraftstofftank (2) an und führt den Kraftstoff mit Druck einer Common-Rail (12) zu. Der in der Common-Rail (12) befindliche Kraftstoff wird durch ein Kraftstoffeinspritzventil (16) eingespritzt. Eine Soll-Einspritz-Zeitdauer des Kraftstoffeinspritzventils wird basierend auf dem Kraftstoffdruck, der durch einen Kraftstoffdrucksensor (20) erfasst wird, und einer Soll-Einspritzmenge berechnet. Wenn eine Kraftstoffeinspritzung, deren Kraftstoffeinspritz-Zeitdauer sich mit einer Kraftstoffdruckzuführ-Zeitdauer der Kraftstoffpumpe überlappt, durchgeführt wird, wird ein Anstiegsbetrag des Kraftstoffdrucks infolge des Druckzuführens während der Kraftstoffeinspritz-Zeitdauer, basierend auf mehreren Stichprobenwerten des Kraftstoffdrucks, vorhergesagt, die durch den Kraftstoffdrucksensor erfasst werden. Die Soll-Einspritz-Zeitdauer wird, basierend auf dem Anstiegsbetrag des Kraftstoffdrucks, eingestellt.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung, die auf eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung eines Verbrennungsmotors angewendet wird, der Folgendes aufweist: eine Druckspeicherkammer für das Speichern von Kraftstoff in einem Hochdruckzustand, eine durch den Verbrennungsmotor angetriebene Kraftstoffpumpe für das Druckzuführen des Kraftstoffs zu der Druckspeicherkammer, ein Kraftstoffeinspritzventil für das Einspritzen des in der Druckspeicherkammer gespeicherten Kraftstoffs und ein Sensor für das Erfassen des in der Druckspeicherkammer herrschenden Kraftstoffdrucks, wobei die Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung die Kraftstoffeinspritzsteuerung durch das Betätigen des Kraftstoffeinspritzventils durchführt.

Stand der Technik

Eine bekannte Kraftstoffeinspritzvorrichtung dieser Art besitzt eine gemeinsame Druckspeicherkammer (Common-Rail) für das Zuführen von Hochdruckkraftstoff zu Kraftstoffeinspritzventilen der entsprechenden Zylinder eines Dieselverbrennungsmotors. Eine Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung des Common-Rail-Dieselverbrennungsmotors stellt einen Sollwert einer Einspritz-Zeitdauer (Soll-Einspritz-Zeitdauer) für das Betätigen des Kraftstoffeinspritzventils basierend auf einer erforderlichen Einspritzmenge und dem in der Common-Rail herrschenden Kraftstoffdruck ein. Der Dieselverbrennungsmotor führt normalerweise eine mehrfache Einspritzung für das Durchführen von Mehrfach-Kraftstoffeinspritzungen während eines Verbrennungszykluses mit einem einzigen Kraftstoffeinspritzventil durch. Zum Beispiel wird zusätzlich zu einer Haupteinspritzung eine Voreinspritzung oder eine Nacheinspritzung durchgeführt. Wenn die Mehrfach-Einspritzung durchgeführt wird, kann eine Druckpulsation in der Common-Rail nach der früheren Einspritzung verursacht werden und die Einspritzmenge der späteren Einspritzung kann durch den Einfluss der Druckpulsation verändert werden.

Daher korrigiert eine bestimmte Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung, die zum Beispiel in dem Dokument JP-A-H6-101552 oder dem Dokument JP-A-H10-266888 beschrieben ist, die Soll-Einspritz-Zeitdauer, die basierend auf der erforderlichen Einspritzmenge und dem Kraftstoffdruck eingestellt wird, basierend auf einem Zeitintervall von der früheren Einspritzung zu der späteren Einspritzung.

Zusätzlich zu der Druckpulsation, die durch die frühere Einspritzung verursacht wird, ist das Druckzuführen des Kraftstoffs, das durch die Kraftstoffpumpe durchgeführt wird, auch ein Faktor, der den Kraftstoffdruck in der Common-Rail von der Kraftstoffeinspritzung an zum Schwanken bringt. Daher wird normalerweise ein Synchronisationssystem verwendet, um die Kraftstoffeinspritzung mit dem Druckzuführen in eine Wechselbeziehung auf einer Basis von 1 zu 1 zu bringen, und eine Einstellung wird verwendet, um die Kraftstoffeinspritzung durchzuführen, wenn sich der Kraftstoffdruck nach dem Druckzuführen stabilisiert hat.

In jüngster Zeit gab es die Nachfrage nach einer größeren Verzögerung der Nacheinspritzung gegenüber einer Position des oberen Totpunkts der Kompression des Zylinders. Allerdings wurde eine Überlappung zwischen der Einspritz-Zeitdauer der Nacheinspritzung und der Druckzuführ-Zeitdauer der Kraftstoffpumpe unausweichlich, da die Nacheinspritzung so verzögert wird, dass sie sich einer Position des oberen Totpunkts der Kompression eines nächsten Zylinders annähert, der die nächste Kraftstoffeinspritzung durchführt. Wenn sich die zwei Zeitdauern überlappen, gibt es die Möglichkeit, dass die Einspritzgenauigkeit der Nacheinspritzung verschlechtert ist und eine Regeneration einer Nachbehandlungsvorrichtung als eine Aufgabe der Nacheinspritzung nicht angemessen ausgeführt werden kann.

Zusätzlich zu dem Synchronisationssystem, das vorstehend beschrieben ist, leiden weitere Arten von Kraftstoffeinspritzvorrichtungen, die eine Überlappung zwischen der Druckzuführ-Zeitdauer und der Einspritz-Zeitdauer verursachen, gemeinsam unter der Verschlechterung der Kraftstoffeinspritzgenauigkeit infolge der Überlappung.

Darstellung der Erfindung

Technische Aufgabe

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung vorzusehen, die dazu in der Lage ist, die Kraftstoffeinspritzung sogar in dem Fall sehr genau zu steuern, in dem sich eine Druckzuführ-Zeitdauer mit einer Einspritz-Zeitdauer überlappt.

Technische Lösung

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung besitzt eine Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung eine Aufnahmevorrichtung und eine Einstellvorrichtung. Die Aufnahmevorrichtung nimmt mehrere Stichprobenwerte eines Sensors unmittelbar vor dem Soll-Einspritz-Startzeitpunkt eines Kraftstoffeinspritzventils auf, wenn das Kraftstoffeinspritzventil die Kraftstoffeinspritzung durchführt. Die Einstellvorrichtung stellt Betätigungsbeträge des Kraftstoffeinspritzventils gemäß eines Anstiegsbetrags des Kraftstoffdrucks in einer Druckspeicherkammer infolge des Druckzuführens während einer Zeitdauer, in der der Kraftstoff eingespritzt wird, basierend auf den mehreren Stichprobenwerten ein.

Mit diesem Aufbau werden, nachdem der Soll-Einspritz-Startzeitpunkt eingestellt ist, die Betätigungsbeträge des Kraftstoffeinspritzventils außer dem Soll-Einspritz-Startzeitpunkt gemäß dem Anstiegsbetrag des Kraftstoffdrucks in der Druckspeicherkammer, der durch das Druckzuführen während des Zeitraums verursacht wird, in dem der Kraftstoff eingespritzt wird, basierend auf den Stichprobenwerten des Kraftstoffdrucks unmittelbar vor dem Soll-Einspritz-Startzeitpunkt eingestellt. Daher können sogar in dem Fall, in dem sich die Druckzuführ-Zeitdauer mit der Einspritz-Zeitdauer überlappt, die Betätigungsbeträge, die der Schwankung des Kraftstoffdrucks in der Druckspeicherkammer infolge der Überlappung entsprechen, eingestellt werden. Folglich kann die Kraftstoffeinspritzung sehr genau gesteuert werden.

Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Kurze Beschreibung der Abbildungen der Zeichnungen
Die Merkmale und Vorteile der Ausführungsbeispiele sowie die Betriebsweisen und die Funktion der zugehörigen Teile sind aus der folgenden detaillierten Beschreibung, den beigefügten Ansprüchen und den Zeichnungen ersichtlich.
1 ist eine schematische Darstellung, die ein Verbrennungsmotorsystem gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist ein Zeitablaufdiagramm, das einen Modus der Kraftstoffeinspritzsteuerung gemäß dem Ausführungsbeispiel der 1 zeigt;
3 ist ein Flussdiagramm, das die Verarbeitungsschritte für das Einstellen einer Soll-Einspritz-Zeitdauer der Nacheinspritzung gemäß dem Ausführungsbeispiel der 1 zeigt;
4 ist eine grafische Darstellung für das Einstellen der Soll-Einspritz-Zeitdauer aus einer Einspritzmenge und dem Kraftstoffdruck gemäß dem Ausführungsbeispiel der 1;
5 ist ein Flussdiagramm, das die Verarbeitungsschritte für das Vorhersagen des Kraftstoffdrucks basierend auf mehreren Stichprobenwerten gemäß dem Ausführungsbeispiel der 1 zeigt;
6 ist ein Zeitablaufdiagramm, das einen Modus für das Einstellen der Soll-Einspritz-Zeitdauer gemäß dem Ausführungsbeispiel der 1 zeigt;
7 ist ein Flussdiagramm, das die Verarbeitungsschritte für das Einstellen einer Soll-Einspritz-Zeitdauer einer Nacheinspritzung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
8 ist ein Zeitablaufdiagramm, das einen Modus der Kraftstoffeinspritzsteuerung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt; und
9 ist ein Flussdiagramm, das die Verarbeitungsschritte für das Einstellen einer Soll-Einspritz-Zeitdauer einer Haupteinspritzung gemäß dem Ausführungsbeispiel der 8 zeigt.
Bester Weg zur Ausführung der Erfindung
Weg(e) zur Ausführung der Erfindung
Unter Bezugnahme auf die 1 ist ein Verbrennungsmotorsystem eines Dieselverbrennungsmotors mit einer Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Wie dies in der 1 gezeigt ist, wird in einem Kraftstofftank 2 befindlicher Kraftstoff durch eine Kraftstoffpumpe 6 durch einen Kraftstofffilter 4 angesaugt. Die Kraftstoffpumpe 6 wird von einer Kurbelwelle 8 als eine Abgabewelle des Dieselverbrennungsmotors für das Abgeben von Kraftstoff mit Kraft beaufschlagt. Genauer gesagt besitzt die Kraftstoffpumpe 6 ein Ansaugdosierventil 10. Eine durch die Kraftstoffpumpe 6 an die Umgebung abgegebene Kraftstoffmenge wird durch die Betätigung des Ansaugdosierventils 10 bestimmt. Die Kraftstoffpumpe 6 besitzt zwei Kolben. Jeder Kolben bewegt sich zwischen einer Position des oberen Totpunkts (TDC) und einer Position des unteren Totpunkts (BDC) so hin und her, dass der Kraftstoff angesaugt oder abgegeben wird.
Der von der Kraftstoffpumpe 6 abgegebene Kraftstoff wird einer Common-Rail 12 mit Druck zugeführt. Die Common-Rail 12 speichert den Kraftstoff, der von der Kraftstoffpumpe 6 mit Druck zugeführt wurde, in einem Hochdruckzustand und führt den gespeicherten Kraftstoff den Kraftstoffeinspritzventilen 16 der entsprechenden Zylinder (vier Zylinder bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel) durch Hochdruckkraftstoffkanäle 14 zu. Die Kraftstoffeinspritzventile 16 sind mit dem Kraftstofftank 2 durch einen Niederdruckkraftstoffkanal 18 verbunden.
Das Verbrennungsmotorsystem besitzt mehrere Arten von Sensoren für das Erfassen der Betriebszustände des Dieselverbrennungsmotors wie beispielsweise einen Kraftstoffdrucksensor 20 für das Erfassen des in der Common-Rail 12 herrschenden Kraftstoffdrucks PC, einen Kurbelwinkelsensor 22 für das Erfassen eines Drehwinkels CA° der Kurbelwelle 8 und einen Kraftstofftemperatursensor 24 für das Erfassen der Temperatur des in der Kraftstoffpumpe 6 befindlichen Kraftstoffs. Das Verbrennungsmotorsystem besitzt zudem einen Gaspedalsensor 26 für das Erfassen eines Betätigungsbetrags ACCP eines Gaspedals, das gemäß der Beschleunigungsanforderung eines Nutzers betätigt wird. Eine elektronische Steuereinheit (ECU) 30 ist hauptsächlich durch einen Mikrocomputer aufgebaut. Die ECU 30 nimmt Erfassungsergebnisse der mehreren Sensoren auf und steuert die Abgabe des Dieselverbrennungsmotors basierend auf den Erfassungsergebnissen. Die ECU 30 führt eine Kraftstoffeinspritzsteuerung so durch, dass die Abgabesteuerung des Dieselverbrennungsmotors geeignet durchgeführt wird. Bei der Kraftstoffeinspritzsteuerung regelt die ECU 30 den in der Common-Rail 12 herrschenden Kraftstoffdruck PC auf den Ziel-Kraftstoffdruck, der gemäß den Betriebszuständen des Dieselverbrennungsmotors und desgleichen eingestellt ist.
Bei der Regelung wird der Zielwert des in der Common-Rail 12 herrschenden Kraftstoffdrucks (Ziel-Kraftstoffdrucks) basierend auf einer Einspritzmenge für das Erzeugen des erforderlichen Drehmoments entsprechend dem Betätigungsbetrag ACCP des Gaspedals, der durch den Gaspedalsensor 26 erfasst wird, und der Drehzahl der Kurbelwelle 8 berechnet. Dann wird ein Sollwert einer Abgabemenge D der Kraftstoffpumpe 6 (Soll-Abgabemenge) basierend auf einer Differenz zwischen dem Kraftstoffdruck PC (Ist-Kraftstoffdruck), der durch den Kraftstoffdrucksensor 20 erfasst wird, und dem Ziel-Kraftstoffdruck berechnet. Die Abgabemenge D wird basierend auf einer PID-Steuerung für das Regeln des erfassten Kraftstoffdrucks PC auf den Ziel-Kraftstoffdruck berechnet. Ein Proportionalausdruck, ein Differenzialausdruck und ein Integralausdruck werden basierend auf der Differenz berechnet und die Soll-Abgabemenge wird aus dem Proportionalausdruck, die Differenzialausdruck und dem Integralausdruck berechnet. Eine endgültige Soll-Abgabemenge sollte vorzugsweise berechnet werden, indem die Soll-Abgabemenge, die basierend auf dem Proportionalausdruck, dem Differenzialausdruck und dem Integralausdruck berechnet wird, basierend auf der Kraftstofftemperatur, die durch den Kraftstofftemperatursensor 24 erfasst wird, und desgleichen korrigiert wird.
Dann wird ein Antriebsstromstärkewert der Kraftstoffpumpe 6 (genauer gesagt ein Antriebsstromstärkewert des Ansaugdosierventils 10) entsprechend der Soll-Abgabemenge berechnet. Die Kraftstoffpumpe 6 (genauer gesagt das Ansaugdosierventil 10) wird basierend auf dem berechneten Antriebsstromstärkewert betätigt.
Somit kann der in der Common-Rail 12 herrschende Kraftstoffdruck PC auf den Ziel-Kraftstoffdruck gesteuert werden. Die Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung kann durchgeführt werden, indem ein Sollwert einer Einspritz-Zeitdauer TQ (Soll-Einspritz-Zeitdauer) des Kraftstoffeinspritzventils 16 basierend auf dem somit gesteuerten in der Common-Rail 12 herrschenden Kraftstoffdruck PC und einem Sollwert einer Einspritzmenge Q (Soll-Einspritzmenge) des Kraftstoffeinspritzventils 16 berechnet wird. Um die Soll-Einspritzmenge des Kraftstoffs in der Soll-Einspritz-Zeitdauer akkurat einzuspritzen, sollte sich die Kraftstoffeinspritz-Zeitdauer nicht mit der Druckzuführ-Zeitdauer überlappen. Daher wird bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Einstellung, die in der 2 gezeigt ist, verwendet, um eine Überlappung zwischen der Soll-Einspritz-Zeitdauer und der Druckzuführ-Zeitdauer zu beseitigen.
Die 2(a) zeigt ein Betätigungssignal des Kraftstoffeinspritzventils 16 des ersten Zylinders #1, die 2(b) zeigt ein Betätigungssignal des Kraftstoffeinspritzventils 16 des zweiten Zylinders #2, die 2(c) zeigt ein Betätigungssignal des Kraftstoffeinspritzventils 16 des dritten Zylinders #3 und die 2(d) zeigt ein Betätigungssignal des Kraftstoffeinspritzventils 16 des vierten Zylinders #4. Die 2(e) zeigt einen Kraftstoffabgabemodus des einen Kolbens (erster Kolben) der Kraftstoffpumpe 6 und die 2(f) zeigt einen Kraftstoffabgabemodus des anderen Kolbens (zweiter Kolben) der Kraftstoffpumpe 6. #1TDC, #2TDC, #3TDC und #4TDC in der 2 bezeichnen jeweils die Positionen der oberen Totpunkte des Kompressionshubs des ersten bis vierten Zylinders #1 bis #4. Die schraffierten Flächen in den 2(e) oder 2(f) zeigen die Kraftstoffabgabe der Kraftstoffpumpe 6.
Wie dies in der 2 gezeigt ist, wird ein Synchronisationssystem bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel verwendet, um das Druckzuführen des Kraftstoffs von der Kraftstoffpumpe 6 zu der Common-Rail 12 mit der Kraftstoffeinspritzung durch das Kraftstoffventil 16 in eine Wechselbeziehung auf einer Basis von 1 zu 1 zu bringen. Um die Überlappung zwischen der Kraftstoffeinspritz-Zeitdauer und der Druckzuführ-Zeitdauer zu verhindern, ist die Position des oberen Totpunkts des Druckzuführens jedes Kolbens gegenüber der Position des oberen Totpunkts der Kompression jedes Zylinders vorgezogen. Somit kann die Kraftstoffeinspritzung durchgeführt werden, wenn der Anstieg des in der Common-Rail 12 herrschenden Kraftstoffdrucks PC infolge des Druckzuführens zurückgeht und sich der Kraftstoffdruck PC stabilisiert hat. In der 2 ist der Einfachheit halber nur das Betätigungssignal der Haupteinspritzung gezeigt, die im Wesentlichen das Abgabedrehmoment entsprechend dem Betätigungsbetrag ACCP des Gaspedals erzeugt. In der Praxis wird bei diesem Ausführungsbeispiel eine Voreinspritzung für das Unterdrücken einer Erzeugung von Stickoxiden (NOx) und für das Verringern eines Verbrennungslärms und einer Vibration durch das Verkürzen einer Verzögerung eines Zündzeitpunkts nach der Haupteinspritzung, eine spätere Einspritzung für das nochmalige Verbrennen der Abgaspartikel (PM) und eine Nacheinspritzung für das Regenerieren einer Nachbehandlungsvorrichtung des Dieselverbrennungsmotors wie beispielsweise eines Dieselpartikelfilters (DPF) durch das Steuern der Abgastemperatur und desgleichen zusätzlich zu der Haupteinspritzung durchgeführt. Daher erfolgt eine Einstellung derart, dass die Position des oberen Totpunkts des Kolbens im Vergleich zu dem maximal vorgezogenen Winkel des Soll-Einspritz-Startzeitpunkts der Voreinspritzung vorgezogen ist. Somit ist eine Überlappung zwischen der Druckzuführ-Zeitdauer und der Zeitdauer der Voreinspritzung, der Haupteinspritzung oder der späteren Einspritzung verhindert.
Normalerweise wird die Nacheinspritzung zu einem Zeitpunkt durchgeführt, der von der Haupteinspritzung weit versetzt ist. Daher befindet sich, wie dies durch eine gestrichelte Linie in der 2(c) gezeigt ist, der Zeitpunkt der Nacheinspritzung an einer vorgezogenen Seite der Position des oberen Totpunkts des Druckzuführens des Kolbens und ist der Position des oberen Totpunkts des Druckzuführens nahe. Dementsprechend gibt es die Möglichkeit, dass sich die Zeitdauer der Nacheinspritzung mit der Druckzuführ-Zeitdauer abhängig von der Druckzuführmenge des Kraftstoffs zu der Common-Rail 12 (Abgabemenge der Kraftstoffpumpe 6) überlappt.
Wenn sich die Nacheinspritzungs-Zeitdauer mit der Druckzuführ-Zeitdauer überlappt, weicht der Kraftstoffdruck PC in der Zeitdauer, in der die Nacheinspritzung durchgeführt wird, von dem Kraftstoffdruck PC, der durch den Kraftstoffdrucksensor 20 vor dem Start der Nacheinspritzung erfasst wird, aufgrund des Druckzuführens des Kraftstoffs ab. Dementsprechend kann der Kraftstoff der Soll-Einspritzmenge nicht akkurat basierend auf der Soll-Einspritz-Zeitdauer eingespritzt werden, die durch den Kraftstoffdruck bestimmt wird, der vor dem Start der Nacheinspritzung erfasst wird.
Daher wird bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Soll-Einspritz-Zeitdauer letztendlich durch das Vorhersagen eines Anstiegsbetrags des Kraftstoffdrucks PC infolge des Druckzuführens des Kraftstoffs während der Nacheinspritzungs-Zeitdauer basierend auf Stichprobenwerten des Kraftstoffdrucks PC unmittelbar vor dem Soll-Einspritz-Startzeitpunkt des Kraftstoffeinspritzventils 16 eingestellt.
Die 3 zeigt die Verarbeitungsschritte der Nacheinspritzungssteuerung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. Die ECU 30 führt zum Beispiel das in der 3 gezeigte Verfahren in einem vorbestimmten Zyklus aus.
In der Abfolge des Verfahrens wird bei dem Schritt S10 zunächst ein Soll-Einspritz-Startzeitpunkt Tp der Nacheinspritzung berechnet. Zum Beispiel kann der Soll-Einspritz-Startzeitpunkt Tp der Nacheinspritzung basierend auf der Drehzahl der Kurbelwelle 8 berechnet werden. Dann wird bei dem Schritt S12 die Soll-Einspritz-Zeitdauer TQp der Nacheinspritzung durch die Verwendung einer in der 4 gezeigten Zuordnung basierend auf der Soll-Einspritzmenge Qp der Nacheinspritzung und dem neuesten Stichprobenwert des Kraftstoffdrucks PC, der durch den Kraftstoffdrucksensor 20 erfasst wird, vorübergehend eingestellt. Die graphische Darstellung der 4 zeigt die Beziehungen zwischen der Einspritzmenge Q, der Einspritz-Zeitdauer TQ und dem Kraftstoffdruck PC. Wenn die Einspritzmenge Q dieselbe ist, verlängert sich die Einspritz-Zeitdauer TQ, wenn sich der Kraftstoffdruck PC verringert.
Dann wird bei dem Schritt S14 der Anstiegsbetrag des Kraftstoffdrucks PC während der Nacheinspritzungs-Zeitdauer infolge des Druckzuführens des Kraftstoffs basierend auf den Stichprobenwerten des Kraftstoffdrucks unmittelbar vor dem Soll-Einspritz-Startzeitpunkt Tp vorhergesagt. Dieses Verfahren ist in der 5 im Detail gezeigt.
Bei dem in der 5 gezeigten Verfahren wird, wenn ein Zeitpunkt unmittelbar vor dem Einspritzstartzeitpunkt Tp der Nacheinspritzung, der bei dem Schritt S10 der 3 berechnet wird, auftritt (Schritt S30: JA), die Stichprobennahme des Kraftstoffdrucks PC, der durch den Kraftstoffdrucksensor 20 erfasst wird, durchgeführt (Schritt S32). Die Stichprobennahme wird bis zum Stichprobennahme-Grenzzeitpunkt durchgeführt (Schritt S34: JA). Der Stichprobennahme-Grenzzeitpunkt ist auf einen Zeitpunkt eingestellt, der die Vorhersage des Kraftstoffdrucks PC während der Nacheinspritzungs-Zeitdauer und eine Veränderung der Soll-Einspritz-Zeitdauer TQp basierend auf dem vorhergesagten Kraftstoffdruck PC vor der Beendigung der Soll-Einspritz-Zeitdauer TQp, die bei dem Schritt S12 der 3 vorübergehend eingestellt wird, ermöglicht. Der Stichprobennahme-Grenzzeitpunkt wird basierend auf der Soll-Einspritz-Zeitdauer TQp, die bei dem Schritt S12 der 3 vorübergehend eingestellt wird, und der Drehzahl der Kurbelwelle 8 eingestellt.
Wenn der Stichprobennahme-Grenzzeitpunkt erreicht ist, wird bei dem Schritt S36 bestimmt, ob der Kraftstoffdruck PC basierend auf dem Kraftstoffdruck PC (NPC1, NPC2, etc.) vorhergesagt werden kann, der bei dem Schritt S32 als Stichprobe genommen wurde. Zum Beispiel kann das Vorhandensein von mehreren Stichprobenwerten nach dem Anstieg des Kraftstoffdrucks PC als eine Bestimmungsbedingung verwendet werden.
Alternativ dazu kann das Nichtvorhandensein der Situation, dass der Start des Anstiegs des Kraftstoffdrucks PC infolge des Druckzuführens nicht bestimmt werden kann, da der als Stichprobe genommene Kraftstoffdruck PC infolge eines sich Vermischens mit einem Rauschen vorübergehend ansteigt, als eine Bestimmungsbedingung verwendet werden.
Wenn die Antwort auf den Schritt S36 positiv ausfällt (JA) wird bei dem Schritt S38 der Kraftstoffdruck PC vorhergesagt. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der Kraftstoffdruck PC an dem mittleren Punkt zwischen dem Ist-Startzeitpunkt und dem Ist-Endzeitpunkt der Nacheinspritzung vorhergesagt. Die Berechnung des mittleren Punkts kann zum Beispiel wie folgt durchgeführt werden. Zunächst wird der Zeitpunkt, an dem die Nacheinspritzung tatsächlich gestartet wird, basierend auf dem Zeitintervall von dem Endzeitpunkt der Soll-Einspritz-Zeitdauer der Haupteinspritzung als der vorherigen Einspritzung bis zu dem Soll-Einspritz-Startzeitpunkt Tp der Nacheinspritzung und dem Kraftstoffdruck PC von dem Soll-Einspritz-Startzeitpunkt CP ab geschätzt. Dann wird der halbe Wert der Soll-Einspritz-Zeitdauer TQp, die bei dem Schritt S12 der 3 berechnet wurde, zu dem Ist-Startzeitpunkt hinzu addiert, so dass der mittlere Punkt berechnet wird.
Die Vorhersage des Kraftstoffdrucks PC kann durch das Bestimmen einer Anstiegskurve des Kraftstoffdrucks PC entsprechend der Veränderung des Drehwinkels CA° der Kurbelwelle 8 aus einer geometrischen Beziehung zwischen der Kraftstoffpumpe 6 und der Kurbelwelle 8 und durch das Bestimmen eines Teils der Anstiegskurve, der der Anstieg des Ist-Kraftstoffdrucks PC entspricht, basierend auf dem Anstiegsmaß des Kraftstoffdrucks PC nach dem Start des Anstiegs des Kraftstoffdrucks PC durchgeführt werden. Alternativ dazu kann die Steigung der Anstiegskurve für jeden Kurbelwinkel gespeichert werden und der Anstiegsbetrag des Kraftstoffdrucks PC kann vorhergesagt werden, indem ein Teil der Anstiegskurve, dem der Anstieg des Ist-Kraftstoffdrucks PC entspricht, basierend auf einem Vergleich zwischen einer Steigung der Veränderung des Kraftstoffdrucks PC, der durch die Stichprobenwerte vorhergesagt wurde, und der gespeicherten Steigung bestimmt wird. Alternativ dazu kann eine Zuordnung für das Bestimmen der Beziehungen unter der Steigung der Anstiegskurve, dem Drehwinkel CA° der Kurbelwelle 8 seit dem Zeitpunkt, an dem die Steigung berechnet wurde, und den Kraftstoffdruck PC, der durch die Anstiegskurve bei dem Drehwinkel CA° bestimmt wurde, gespeichert werden und eine Kennfeldberechnung des Anstiegsbetrags des Kraftstoffdrucks PC an dem mittleren Punkt kann aus der Steigung des Kraftstoffdrucks PC, der von den Stichprobenwerten berechnet wurde, und dem mittleren Punkt durchgeführt werden.
Wenn das Verfahren für das Vorhersagen des Kraftstoffdrucks PC bei dem Schritt S38 beendet ist oder wenn die Antwort auf den Schritt S36 negativ ausfällt (NEIN), ist das Verfahren bei dem Schritt S14 der 3 beendet und der Prozess geht weiter zu dem Schritt S16.
Bei dem Schritt S16 wird bestimmt, ob der Kraftstoffdruck PC bei dem Schritt S38 der 5 vorhergesagt wurde. Wenn die Antwort auf den Schritt S16 negativ ausfällt (NEIN), wird bei dem Schritt S18 die Kennfeldberechnung des Kraftstoffdrucks PC an dem mittleren Punkt basierend auf dem mittleren Punkt, dem Sollwert der Abgabemenge D der Kraftstoffpumpe 6 und dem erfassten Kraftstoffdruck PC durchgeführt. Die in dem Schritt S18 gezeigte graphische Darstellung verwendet den Drehwinkel CA° der Kurbelwelle 8, die Abgabemenge D und den Kraftstoffdruck PC als Eingaben, und gibt den Kraftstoffdruck PC, der bei dem Drehwinkel CA° vorhergesagt wird, aus. Die graphische Darstellung wird vorab durch Einstellungen erzeugt, indem Experimente durchgeführt werden. Wenn der Ist-Eingabewert der Zuordnung nicht mit dem vorbestimmten Eingabewert übereinstimmt, wird der Kraftstoffdruck PC an dem mittleren Punkt durch Interpolation berechnet. Der Sollwert der Abgabemenge der Kraftstoffpumpe 6 ist ein Parameter, der mit einem Überlappungsausmaß zwischen der Druckzuführ-Zeitdauer und der Einspritz-Zeitdauer korreliert. Der Kraftstoffdruck PC ist ein Parameter, der mit der Schwankung des Kraftstoffdrucks PC in dem Fall korreliert, in dem die Überlappung auftritt.
Wenn die Antwort auf den Schritt S16 positiv ausfällt (JA) oder wenn das Verfahren bei dem Schritt S18 beendet ist, geht das Verfahren weiter zu dem Schritt S20. Bei dem Schritt S20 wird die endgültige Soll-Einspritz-Zeitdauer TQp durch die Verwendung der Zuordnung, die in der 4 gezeigt ist, basierend auf dem Kraftstoffdruck PC, der bei dem Schritt S14 oder dem Schritt S18 vorhergesagt wurde, eingestellt.
Die 6 zeigt einen Einstellmodus der Soll-Einspritz-Zeitdauer TQp der Nacheinspritzung, die durch das vorstehend beschriebene Verfahren vorgesehen wird. Die 6(a) zeigt eine Soll-Einspritz-Zeitdauer TQ(0) des Zylinders (vorheriger Zylinder), der die momentane Nacheinspritzung durchführt. Die 6(b) zeigt die Soll-Einspritz-Zeitdauer TQ(+1) des nächsten Zylinders. Die 6(c) zeigt eine Einspritzrate R(0) des vorherigen Zylinders. Die 6(d) zeigt eine Einspritzrate R(+1) des nächsten Zylinders. Die 6(e) zeigt ein Verhalten des Kraftstoffdrucks PC. In der 6 sind die Haupteinspritzung m und die Nacheinspritzung p in dem vorherigen Zylinder und die Haupteinspritzung m in dem nächsten Zylinder gezeigt. Die Soll-Einspritz-Zeitdauer TQp der Nacheinspritzung p in dem vorherigen Zylinder ist die Soll-Einspritz-Zeitdauer, die bei dem Schritt S12 der 3 vorübergehend eingestellt wird.
Wie dies in der 6 gezeigt ist, ist der Ist-Einspritz-Startzeitpunkt t2 der Nacheinspritzung p von dem Soll-Einspritz-Startzeitpunkt t1 der Nacheinspritzung p zeitlich versetzt. Die Stichprobenwerte NPC1, NPC2, NPC3, NPC4 des Kraftstoffdrucks PC unmittelbar vor der Nacheinspritzung p werden eingelesen, so dass der Kraftstoffdruck NPCf bei dem Zeitpunkt t3 vorhergesagt wird, der als der mittlere Punkt angenommen wird. Somit wird bei dem Schritt S20 der 3 die endgültige Soll-Einspritz-Zeitdauer TQp eingestellt, wie dies durch eine gestrichelte Linie in der 6(a) gezeigt ist. Der vorhergesagte Kraftstoffdruck NPCf unterscheidet sich von dem Kraftstoffdruck PC, der durch die durchgezogene Linie in der 6(e) gezeigt ist. Dies ist aufgrund der Verminderung des Kraftstoffdrucks PC infolge der Nacheinspritzung der Fall.
Somit werden bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, obwohl die in dem Schritt S18 der 3 gezeigte Zuordnung vorgesehen ist, die mehreren Stichprobenwerte des Kraftstoffdrucks PC gegenüber der Zuordnung vorrangig verwendet, wenn der Kraftstoffdruck PC unter Verwendung der mehreren Kraftstoffdruck-Stichprobenwerte vorhergesagt werden kann. Dies ist der Fall, da die Zuordnung unter der Annahme erzeugt wurde, dass die Charakteristiken der Common-Rail 12, der Kraftstoffpumpe 6, des Kraftstoffeinspritzventils 16 und desgleichen Standardcharakteristiken sind. Die tatsächliche Common-Rail 12 und desgleichen besitzt Abweichungen in der Charakteristik aufgrund individueller Unterschiede. Daher kann eine Abweichung in Bezug auf das Verhalten des Kraftstoffdrucks PC unter der Annahme verursacht werden, dass die Charakteristiken die Standardcharakteristiken sind. Im Gegensatz dazu sind die Stichprobenwerte des Kraftstoffdrucks PC Informationen über das Verhalten des Kraftstoffdrucks PC, das durch die tatsächlichen Charakteristiken verursacht wird. Daher kann der Kraftstoffdruck PC während der Nacheinspritzungs-Zeitdauer unter Verwendung der Stichprobenwerte genauer berechnet werden.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel zeigt die folgenden Effekte.

(I) Der Anstiegsbetrag des Kraftstoffdrucks infolge des Druckzuführens des Kraftstoffs während der Kraftstoffeinspritz-Zeitdauer wird basierend auf den mehreren Stichprobenwerten des Kraftstoffdrucks vorhergesagt, die unmittelbar vor dem Soll-Einspritz-Startzeitpunkt der Nacheinspritzung als Stichprobe genommen werden. Die endgültige Soll-Einspritz-Zeitdauer der Nacheinspritzung wird basierend auf dem vorhergesagten Anstiegsbetrag eingestellt. Sogar wenn sich die Nacheinspritzungs-Zeitdauer mit der Druckzuführ-Zeitdauer überlappt, kann die Soll-Einspritz-Zeitdauer, die der Schwankung des Kraftstoffdrucks in der Common-Rail 12 aufgrund der Überlappung entspricht, eingestellt werden. Folglich kann die Nacheinspritzung sehr genau gesteuert werden.
(II) Wenn bestimmt wird, dass die Vorhersage des Kraftstoffdrucks basierend auf den mehreren Stichprobenwerten unmöglich ist, wird die Soll-Einspritz-Zeitdauer basierend auf dem Kraftstoffdruck eingestellt, der durch die Kennfeldberechnung basierend auf dem Sollwert der Abgabemenge der Kraftstoffpumpe 6 und dem erfassten Kraftstoffdruck berechnet wird. Sogar wenn die Vorhersage basierend auf den mehreren Stichprobenwerten unmöglich ist, kann die Soll-Einspritz-Zeitdauer somit geeignet basierend auf dem unter Verwendung der Zuordnung vorhergesagten Kraftstoffdruck eingestellt werden.
(III) Die vorübergehende Soll-Einspritz-Zeitdauer der Nacheinspritzung wird basierend auf dem Kraftstoffdruck, der durch den Kraftstoffdrucksensor 20 vor der Nacheinspritzung erfasst wird, eingestellt. Unter Verwendung der vorübergehenden Soll-Einspritz-Zeitdauer kann der Anstiegsbetrag des Kraftstoffdrucks während der Zeitdauer, in der die Nacheinspritzung durchgeführt wird, geeigneter vorhergesagt werden.
(IV) Das Synchronisationssystem, das die Druckzufuhr des Kraftstoffs mit der Haupteinspritzung in eine Wechselbeziehung auf einer Basis von 1 zu 1 bringt, wird verwendet und das Einstellen wird derart vorgenommen, dass sich die Haupteinspritz-Zeitdauer nicht mit der Druckzuführ-Zeitdauer überlappt. Somit kann die Soll-Einspritz-Zeitdauer der Haupteinspritzung leicht und geeignet eingestellt werden, ohne das Verfahren durchzuführen, das den Einfluss der Überlappung zwischen der Einspritz-Zeitdauer und der Druckzuführ-Zeitdauer berücksichtigt.

Im Folgenden sind die Verarbeitungsschritte für das Einstellen einer Soll-Einspritz-Zeitdauer einer Nacheinspritzung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 7 erklärt. Die ECU 30 führt zum Beispiel das in der 7 gezeigte Verfahren in einem vorbestimmten Zyklus aus. In der Abfolge des Verfahrens geht das Verfahren nach der Ausführung des Ablaufs bei dem Schritt S18 der 3 weiter zu dem Schritt S19. Bei dem Schritt S19 wird der Kraftstoffdruck PC, der bei dem Schritt S18 berechnet wurde, mit der Drehzahl der Kurbelwelle 8, der Einspritzmenge der Haupteinspritzung als der vorherigen Einspritzung und dem Zeitintervall zwischen der Haupteinspritzung und der Nacheinspritzung korrigiert. Die Drehzahl ist ein Parameter, der mit dem Zeitpunkt eines Einflusses einer Druckwelle, die durch das Druckzuführen des Kraftstoffs verursacht wird, oder einer Amplitude der Druckwelle korreliert. Die Einspritzmenge der Haupteinspritzung ist ein Parameter, der den Verringerungsbetrag des in der Common-Rail 12 herrschenden Kraftstoffdrucks PC bestimmt. Das Zeitintervall zwischen der Haupteinspritzung und der Nacheinspritzung ist ein Parameter, der mit der Phase der Druckpulsation, die durch die Haupteinspritzung verursacht wird, von der Nacheinspritzung an korreliert.
Der bei dem Schritt S18 berechnete Kraftstoffdruck PC wird gemäß diesen Parametern so korrigiert, dass der Kraftstoffdruck PC genauer vorhergesagt werden kann. Das Zeitintervall zwischen der Haupteinspritzung und der Nacheinspritzung kann durch das Durchführen einer Zeitumwandlung des Drehwinkels, der durch den Einspritz-Endzeitpunkt, der durch den Soll-Einspritz-Startzeitpunkt und die Soll-Einspritz-Zeitdauer der Haupteinspritzung bestimmt ist, und den Soll-Einspritz-Startzeitpunkt der Nacheinspritzung bestimmt ist, basierend auf der Drehzahl der Kurbelwelle 8 berechnet werden.
Das zweite Ausführungsbeispiel zeigt einen folgenden Effekt (V) zusätzlich zu den Effekten (I) bis auf (IV) des ersten Ausführungsbeispiels.

(V) Der durch die Kennfeldberechnung bei dem Schritt S18 berechnete Kraftstoffdruck wird mit der Drehzahl der Kurbelwelle 8, der Einspritzmenge der Haupteinspritzung und dem Zeitintervall zwischen der Haupteinspritzung und der Nacheinspritzung korrigiert. Somit kann der Kraftstoffdruck genauer vorhergesagt werden.

Im Folgenden ist ein drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erklärt. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird, wie dies in der 8 gezeigt ist, ein fünfzylindriger Dieselverbrennungsmotor verwendet und ein asynchrones System wird als eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung verwendet. Die 8(a) bis 8(e) zeigen die Betätigungssignale der Haupteinspritzungen der Kraftstoffeinspritzventile 16 des ersten bis fünften Zylinders #1 bis #5. Die 8(f) zeigt einen Übergang eines Kraftstoffansaugmodus und Kraftstoffabgabemodus (Druckzuführmodus) des ersten Kolbens. Die 8(e) zeigt einen Übergang eines Kraftstoffansaugmodus und Kraftstoffabgabemodus (Druckzuführmodus) des zweiten Kolbens.
Der Kraftstoffdruckzuführzyklus des ersten oder des zweiten Kolbens ist bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel 480 °CA. Der Kraftstoffdruckzuführzyklus der Kraftstoffpumpe 6 ist 240 °CA. Der Kraftstoffeinspritzzyklus ist 144 °CA. Somit ist die Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein asynchrones System, bei dem der Druckzuführzeitpunkt des ersten oder zweiten Kolbens nicht mit dem Kraftstoffeinspritzzeitpunkt des entsprechenden Zylinders in einer Wechselbeziehung auf einer Basis von 1 zu 1 steht.
Dementsprechend kann sich die Einspritz-Zeitdauer der Haupteinspritzung bei diesem Ausführungsbeispiel auch mit der Druckzuführ-Zeitdauer überlappen. Daher wird der Kraftstoffdruck PC während der Zeitdauer, in der die Haupteinspritzung durchgeführt wird, auch basierend auf den Stichprobenwerten des Kraftstoffdrucks PC unmittelbar vor dem Soll-Einspritz-Startzeitpunkt Tm der Haupteinspritzung vorhergesagt und die endgültige Soll-Einspritz-Zeitdauer TQm der Haupteinspritzung wird basierend auf dem vorhergesagten Kraftstoffdruck PC eingestellt.
Die 9 zeigt die Verarbeitungsschritte für das Einstellen der Soll-Einspritz-Zeitdauer TQm der Haupteinspritzung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. Die ECU 30 führt zum Beispiel das in der 9 gezeigte Verfahren in einem vorbestimmten Zyklus durch.
In dem Ablauf des Verfahrens wird bei dem Schritt S40 zunächst der Soll-Einspritz-Startzeitpunkt Tm der Haupteinspritzung berechnet. Dann wird bei dem Schritt S42 die Soll-Einspritz-Zeitdauer TQm der Haupteinspritzung vorübergehend eingestellt. Die vorübergehende Soll-Einspritz-Zeitdauer TQm wird gemäß der Einspritzmenge Qm der Haupteinspritzung, die gemäß dem Betätigungsbetrag ACCP des Gaspedals und der Drehzahl bestimmt wird, und dem neuesten Erfassungsergebnis des Kraftstoffdrucks PC berechnet, der durch den Kraftstoffdrucksensor 20 erfasst wird. Genauer gesagt wird zum Beispiel ein Verfahren verwendet, das in dem Dokument JP-A-2001-140689 beschrieben ist. Der Erfassungswert NPCn des Kraftstoffdrucksensors 20 von dem Ablauf bei dem Schritt S42 an, der Erfassungswert NPC(n-1) des Kraftstoffdrucksensors 20 von dem vorherigen Ablauf bei dem Schritt S42 an und der Erfassungswert NPCM(n-1) des Kraftstoffdrucksensors 20 von dem Soll-Einspritz-Startzeitpunkt Tm der vorherigen Haupteinspritzung an werden dazu verwendet, den erwarteten Druck NPCF wie folgt zu berechnen: NPCF = NPCn + NPCM(n-1) – NPC(n-1). Die vorübergehende Soll-Einspritz-Zeitdauer TQm wird basierend auf dem erwarteten Druck NPCF und der Einspritzmenge Qm der Haupteinspritzung unter Verwendung der in der 4 gezeigten Zuordnung berechnet.
Dann wird bei dem Schritt S44 der Anstiegsbetrag des Kraftstoffdrucks PC infolge des Druckzuführens während der Zeitdauer, in der die Haupteinspritzung durchgeführt wird, basierend auf den Stichprobenwerten des Kraftstoffdrucks PC unmittelbar vor dem bei dem Schritt S40 berechneten Soll-Einspritz-Startzeitpunkt Tm vorhergesagt. Dieser Ablauf ist dem Ablauf von Schritt S14 der 3 ähnlich. Dann wird bei dem Schritt S46 bestimmt, ob der Kraftstoffdruck PC bei dem Schritt S44 vorhergesagt werden kann. Wenn die Antwort auf den Schritt S46 positiv ausfällt (JA), wird bei dem Schritt S48 die endgültige Soll-Einspritz-Zeitdauer TQm unter Verwendung der in der 4 gezeigten Zuordnung basierend auf dem Kraftstoffdruck PC, der durch den Ablauf bei dem Schritt S44 und die Einspritzmenge Qm der Haupteinspritzung vorhergesagt wurde, eingestellt.
Wenn die Antwort auf den Schritt S46 negativ ausfällt (NEIN), wird bei dem Schritt S50 die Soll-Einspritz-Zeitdauer TQm erneut unter Verwendung der in der 4 gezeigten Zuordnung basierend auf dem Kraftstoffdruck PC bei dem Soll-Einspritz-Startzeitpunkt Tm, der bei dem Schritt S40 eingestellt wurde, das heißt dem Ist-Kraftstoffdruck PC unmittelbar vor der Haupteinspritzung, und der Einspritzmenge Qm der Haupteinspritzung eingestellt. Wenn der Ablauf bei dem Schritt S48 oder dem Schritt S50 fertig gestellt ist, endet der Ablauf des Verfahrens einmal. Das vorliegende Ausführungsbeispiel kann ähnliche Effekte zu den Effekten (I) und (III) des ersten Ausführungsbeispiels zeigen.
Die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele können wie folgt abgewandelt werden.
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen wird der Kraftstoffdruck an dem mittleren Punkt zwischen dem Ist-Einspritz-Startzeitpunkt und dem Ist-Einspritz-Endzeitpunkt der Nacheinspritzung (oder der Haupteinspritzung) vorhergesagt. Alternativ dazu kann der Kraftstoffdruck zum Beispiel an mehreren Zeitpunkten von dem Ist-Einspritz-Startzeitpunkt bis zu dem Ist-Einspritz-Endzeitpunkt vorhergesagt werden und ein Durchschnittswert der Drücke kann vorhergesagt (berechnet) werden.
Bei dem ersten oder zweiten Ausführungsbeispiel kann anstelle des Verfahrens bei dem Schritt S18 ein Verfahren für das Einstellen der Soll-Einspritz-Zeitdauer basierend auf dem Kraftstoffdruck von dem Soll-Einspritz-Startzeitpunkt der Nacheinspritzung an wie bei dem Schritt S50 der 9 durchgeführt werden.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel kann die Soll-Einspritz-Zeitdauer basierend auf dem Kraftstoffdruck, der durch die Kennfeldberechnung bei dem Schritt S18 in der 3 berechnet wurde, eingestellt werden und das Verfahren bei dem Schritt S14 kann unter Verwendung dieser Soll-Einspritz-Zeitdauer durchgeführt werden. Dieses Verfahren kann durch das Vorhersagen des mittleren Punkts basierend auf der Soll-Einspritz-Zeitdauer, die durch den Ablauf bei dem Schritt S15 der 3 vorübergehend eingestellt wurde, und dem Kraftstoffdruck, der zum selben Zeitpunkt erfasst wurde, und durch das Berechnen des Kraftstoffdrucks durch die Kennfeldberechnung durch das Verfahren bei dem Schritt S18 basierend auf dem mittleren Punkt durchgeführt werden.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel gibt es keine Notwendigkeit, alle drei Parameter für das Korrigieren des Kraftstoffsdrucks zu verwenden, der bei dem Schritt S18 berechnet wird.
Wenn die Vorhersage des Kraftstoffdrucks basierend auf den mehreren Stichprobenwerten des Kraftstoffdrucks bei dem dritten Ausführungsbeispiel unmöglich ist, kann der Kraftstoffdruck durch die Kennfeldberechnung ähnlich dem Schritt S18 in der 3 vorhergesagt werden. Zum Beispiel kann der Kraftstoffdruck unter Verwendung einer Zuordnung vorhergesagt werden, die die Abgabemenge der Kraftstoffpumpe, den Kraftstoffdruck und den Drehwinkel als Eingaben verwendet, und den Kraftstoffdruck, der bei dem Drehwinkel vorhergesagt wird, ausgibt.
Die Vorhersage des Kraftstoffdrucks basierend auf den mehreren Stichprobenwerten oder basierend auf der in dem Schritt S18 in der 3 gezeigten Zuordnung ist nicht auf die Vorhersage beschränkt, die die Soll-Einspritz-Zeitdauer vorab vorübergehend einstellt und dieselbe Soll-Einspritz-Zeitdauer verwendet. In dem Fall, in dem die Nacheinspritzung wie bei dem ersten oder dem zweiten Ausführungsbeispiel durchgeführt wird, kann der Zeitpunkt für das Vorhersagen des Kraftstoffdrucks während der Nacheinspritzung vorab aus einer Durchschnitts-Soll-Einspritz-Zeitdauer und dem Durchschnitts-Einspritz-Startzeitpunkt eingestellt werden.
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen wird der Anstiegsbetrag des Kraftstoffdrucks während der Zeitdauer, in der die Kraftstoffeinspritzung durchgeführt wird, basierend auf den mehreren Stichprobenwerten des Kraftstoffdrucks unmittelbar vor dem Soll-Einspritz-Startzeitpunkt vorhergesagt und die Soll-Einspritz-Zeitdauer wird unter Verwendung der in der 4 gezeigten Zuordnung basierend auf dem Anstiegsbetrag des Kraftstoffdrucks eingestellt. Alternativ dazu kann die vorübergehend eingestellte Soll-Einspritz-Zeitdauer gemäß dem Anstiegsbetrag des Kraftstoffdrucks während der Zeitdauer, in der die Kraftstoffeinspritzung durchgeführt wird, basierend auf den mehreren Stichprobenwerten korrigiert werden.
Das Kraftstoffeinspritzventil 16 ist nicht auf das Kraftstoffeinspritzventil beschränkt, das die Einspritzmenge einzig aus dem Kraftstoffdruck und der Kraftstoffeinspritz-Zeitdauer bestimmt. Zum Beispiel muss die Einspritzmenge in dem Fall nicht einzig aus der Einspritz-Zeitdauer und dem Kraftstoffdruck bestimmt werden, in dem das Kraftstoffeinspritzventil 16 kontinuierlich ein Anhebebetrag einer Düsennadel gemäß einer Verschiebung eines Aktuators regeln kann, wie dies in dem US-Patent Nr. 6520423 beschrieben ist. In diesem Fall sind die Betätigungsbeträge des Kraftstoffventils für das Steuern der Kraftstoffeinspritzmenge zum Beispiel ein Energiebetrag, der dem Aktuator zugeführt wird, und eine Zeitdauer für das Zuführen der Energie (Soll-Einspritz-Zeitdauer). Die Einspritzmenge wird durch den Kraftstoffdruck, den Energiebetrag und die Soll-Einspritz-Zeitdauer bestimmt.
Der Verbrennungsmotor ist nicht auf den Dieselverbrennungsmotor beschränkt. Zum Beispiel kann ein Benzin-Direkteinspritz-Verbrennungsmotor verwendet werden.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele beschränkt sondern kann auf mehrere andere Arten verwendet werden, ohne dass der Umfang der Erfindung verlassen wird, der in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.
Die Kraftstoffpumpe 6 saugt Kraftstoff von dem Kraftstofftank 2 an und führt den Kraftstoff mit Druck der Common-Rail 12 zu. Der in der Common-Rail 12 befindliche Kraftstoff wird durch das Kraftstoffeinspritzventil 16 eingespritzt. Die Soll-Einspritz-Zeitdauer des Kraftstoffeinspritzventils wird basierend auf dem Kraftstoffdruck, der durch den Kraftstoffdrucksensor 20 erfasst wird, und die Soll-Einspritzmenge berechnet. Wenn die Kraftstoffeinspritzung, deren Kraftstoffeinspritz-Zeitdauer sich mit de Kraftstoffdruckzuführ-Zeitdauer der Kraftstoffpumpe überlappt, durchgeführt wird, wird ein Anstiegsbetrag des Kraftstoffdrucks infolge des Druckzuführens während der Kraftstoffeinspritz-Zeitdauer basierend auf mehreren Stichprobenwerten des Kraftstoffdrucks vorhergesagt, die durch den Kraftstoffdrucksensor erfasst werden. Die Soll-Einspritz-Zeitdauer wird basierend auf dem Anstiegsbetrag des Kraftstoffdrucks eingestellt.

Claims

Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung eines Verbrennungsmotors mit einer Druckspeicherkammer (12) für das Speichern von Kraftstoff in einem Hochdruckzustand, einer durch den Verbrennungsmotor angetriebenen Kraftstoffpumpe (6) für das Zuführen des Kraftstoffs mit Druck zu der Druckspeicherkammer, einem Kraftstoffeinspritzventil (16) für das Einspritzen des in der Druckspeicherkammer gespeicherten Kraftstoffs und einem Sensor (20) für das Erfassen des in der Druckspeicherkammer herrschenden Kraftstoffdrucks, wobei die Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung die Kraftstoffeinspritzsteuerung durch das Betätigen des Kraftstoffeinspritzventils durchführt, gekennzeichnet durch eine Aufnahmeeinrichtung (S32) für das Aufnehmen von mehreren Stichprobenwerten des Sensors unmittelbar vor dem Soll-Einspritz-Startzeitpunkt des Kraftstoffeinspritzventils, wenn das Kraftstoffeinspritzventil die Kraftstoffeinspritzung durchführt; und eine Einstelleinrichtung (S14, S20, S38, S44, S48, S50) für das Einstellen von Betätigungsbeträgen des Kraftstoffeinspritzventils gemäß einem Anstiegsbetrag des in der Druckspeicherkammer herrschenden Kraftstoffdrucks infolge des Zuführens mit Druck während einer Zeitdauer, in der der Kraftstoff eingespritzt wird, basierend auf den mehreren Stichprobenwerten.
Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Einstelleinrichtung eine Vorhersageeinrichtung (S14, S38, S44) für das Vorhersagen des Anstiegsbetrags basierend auf den mehreren Stichprobenwerten und eine Einrichtung (S20, S48) für das Einstellen der Betätigungsbeträge des Kraftstoffeinspritzventils basierend auf dem vorhergesagten Anstiegsbetrag besitzt.
Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung gemäß Anspruch 2, die des Weiteren folgendes aufweist: eine Berechnungseinrichtung (S18) für das Durchführen einer Kennfeldberechnung des Kraftstoffdrucks in der Druckspeicherkammer in der Zeitdauer, in der die Kraftstoffeinspritzung durchgeführt wird, basierend auf einem Sollwert einer Abgabemenge der Kraftstoffpumpe und dem Kraftstoffdruck, der durch den Sensor erfasst wird, wobei die Einstelleinrichtung die Betätigungsbeträge des Kraftstoffeinspritzventils basierend auf dem Kraftstoffdruck einstellt, der durch die Kennfeldberechnung berechnet wurde, wenn die Steuervorrichtung bestimmt, dass die Vorhersage durch die Vorhersageeinrichtung unmöglich ist.
Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung gemäß Anspruch 3, die des Weiteren folgendes aufweist: eine Korrektureinrichtung (S19) für das Korrigieren des Kraftstoffdrucks, der durch die Berechnungseinrichtung berechnet wurde, gemäß zumindest entweder einer Einspritzmenge einer vorherigen Einspritzung, die der Kraftstoffeinspritzung vorausgeht, einem Zeitintervall zwischen der vorherigen Einspritzung und der nachfolgenden Kraftstoffeinspritzung oder der Drehzahl einer Abgabewelle des Verbrennungsmotors, wobei die Einstelleinrichtung die Betätigungsbeträge des Kraftstoffeinspritzventils basierend auf dem Kraftstoffdruck einstellt, der durch die Kennfeldberechnung berechnet wird und durch die Korrektureinrichtung korrigiert wird, wenn die Steuervorrichtung bestimmt, dass die Vorhersage durch die Vorhersageeinrichtung unmöglich ist.
Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei die Einstelleinrichtung die Betätigungsbeträge des Kraftstoffeinspritzventils basierend auf dem Ist-Kraftstoffdruck unmittelbar vor der Kraftstoffeinspritzung einstellt, wenn die Steuervorrichtung bestimmt, dass die Vorhersage durch die Vorhersageeinrichtung unmöglich ist.
Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, die des Weiteren folgendes aufweist: eine Temporär-Einstelleinrichtung (S12, S42) für das vorübergehende Einstellen der Betätigungsbeträge inklusive einer Soll-Einspritz-Zeitdauer für das Durchführen der Kraftstoffeinspritzung basierend auf dem Kraftstoffdruck, der durch den Drucksensor erfasst wird, bevor die Einstelleinrichtung das Einstellen durchführt.
Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Verbrennungsmotor ein Dieselverbrennungsmotor ist, die Kraftstoffeinspritzsteuerung die Einspritzsteuerung einer Haupteinspritzung für das hauptsächliche Erzeugen eines erforderlichen Drehmoments und einer Nacheinspritzung für das Regenerieren einer Nachbehandlungsvorrichtung eines Dieselverbrennungsmotors beinhaltet, die Kraftstoffeinspritzvorrichtung ein synchrones System ist, bei dem das Druckzuführen mit der Haupteinspritzung derart auf einer Basis von 1 zu 1 in Wechselbeziehung steht, dass sich eine Zeitdauer der Haupteinspritzung nicht mit einer Zeitdauer des Druckzuführens überlappt, und die Einstelleinrichtung das Einstellen der zu der Nacheinspritzung gehörenden Betätigungsbeträge durchführt.
Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung eines Verbrennungsmotors mit einer Druckspeicherkammer (12) für das Speichern von Kraftstoff in einem Hochdruckzustand, einer durch einen Verbrennungsmotor angetriebenen Kraftstoffpumpe (6) für das Zuführen des Kraftstoffs mit Druck zu der Druckspeicherkammer, einem Kraftstoffeinspritzventil (16) für das Einspritzen des in der Druckspeicherkammer gespeicherten Kraftstoffs und einem Sensor (20) für das Erfassen des in der Druckspeicherkammer herrschenden Kraftstoffdrucks, wobei die Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung die Kraftstoffeinspritzsteuerung durch das Betätigen des Kraftstoffeinspritzventils durchführt, gekennzeichnet durch eine Berechnungseinrichtung (S18) für das Durchführen einer Kennfeldberechnung des Kraftstoffdrucks in der Druckspeicherkammer in einer Zeitdauer, in der die Kraftstoffeinspritzung durchgeführt wird, basierend auf einem Sollwert einer Abgabemenge der Kraftstoffpumpe und dem Kraftstoffdruck, der durch den Sensor erfasst wird; und eine Einstelleinrichtung (S20) für das Einstellen von zu der Kraftstoffeinspritzung gehörigen Betätigungsbeträgen des Kraftstoffeinspritzventils gemäß dem Anstiegsbetrag des Kraftstoffdrucks in der Druckspeicherkammer infolge des Zuführens mit Druck während der Zeitdauer, in der der Kraftstoff eingespritzt wird, basierend auf dem Kraftstoffdruck, der durch die Berechnungseinrichtung berechnet wurde.
Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung gemäß Anspruch 8, die des Weiteren folgendes aufweist: eine Korrektureinrichtung (S19) für das Korrigieren des Kraftstoffdrucks, der durch die Berechnungseinrichtung berechnet wird, gemäß zumindest entweder einer Einspritzmenge einer vorherigen Einspritzung, die der Kraftstoffeinspritzung vorausgeht, einem Zeitintervall zwischen der vorherigen Einspritzung und der nachfolgenden Kraftstoffeinspritzung oder einer Drehzahl einer Abgabewelle des Verbrennungsmotors, wobei die Einstelleinrichtung die Betätigungsbeträge des Kraftstoffeinspritzventils basierend auf dem Kraftstoffdruck einstellt, der durch die Kennfeldberechnung berechnet wird und durch die Korrektureinrichtung korrigiert wird.
Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung gemäß Anspruch 8 oder 9, die des Weiteren folgendes aufweist: eine Temporär-Einstelleinrichtung (S12) für das vorübergehende Einstellen der Betätigungsbeträge inklusive einer Soll-Einspritz-Zeitdauer für das Durchführen der Kraftstoffeinspritzung basierend auf dem Kraftstoffdruck, der durch den Sensor erfasst wird, bevor die Einstelleinrichtung das Einstellen durchführt.