DE102006018648A1

DE102006018648A1 - Hochdruckkraftstoffpumpen-Steuervorrichtung für einen Motor

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Publication number: DE102006018648A1
Application number: DE200610018648
Authority: DE
Inventors: Takahiko Kobe Oono
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2005-10-20
Filing date: 2006-04-21
Publication date: 2007-05-03
Anticipated expiration: 2026-04-22
Also published as: JP4220992B2; DE102006018648B4; JP2007113481A

Abstract

Eine Hochdruckkraftstoffpumpen-Steuervorrichtung für einen Motor löst ein derartiges Problem, dass dann, wenn ein Arbeitspunkt aus einem linearen Bereich einer Kraftstoffausgabekennlinie herauskommt, sich eine Periode, in welcher ein Kraftstoffdruck und ein Solldruck nicht miteinander übereinstimmen, sehr verlängert, so dass keine geeignete Verbrennungsleistung erhalten wird. Eine durch Multiplizieren einer Druckabweichung zwischen dem Solldruck und dem Kraftstoffdruck mit einem Proportionalitätskoeffizienten erhaltene Druckabweichungskompensationsflussrate wird zu einer Einspritzmenge jeder Kraftstoffeinspritzeinheit addiert, um über eine Soll-Ausgabemenge einer Hochdruckpumpe zu entscheiden. Über eine Referenzantriebszeit eines Kraftstoff-Steuerventils wird aus der Soll-Ausgabemenge durch Verwenden einer Kennlinie entschieden, die eine Beziehung zwischen der Soll-Ausgabemenge und der Ventil-Antriebszeit darstellt. Das Ventil wird bei einer schließlichen Zeit nach einer Korrektur der Referenzzeit in Reaktion auf die Richtung eines Vorzeichens der Druckabweichung angetrieben.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hochdruckkraftstoffpumpen-Steuervorrichtung für einen Motor, die zum Steuern des Drucks von Kraftstoff, der von Kraftstoffeinspritzventilen injiziert bzw. eingespritzt wird, zu einem Solldruck dient, und sie betrifft insbesondere eine neue Steuertechnik für ein Flusssteuerventil zum Einstellen der Kraftstoffausgabemenge einer Hochdruckkraftstoffpumpe.

In den letzten Jahren sind zum Zwecke eines Reduzierens von Abgasen Motoren von dem Typ zu einer praktischen Anwendung gebracht worden, der atomisierten Kraftstoff einspritzt bzw. injiziert, während der Druck des Kraftstoffs auf einen erwünschten Wert hohen Drucks gesteuert wird, und bei dieser Art von Motoren wird eine Hochdruckkraftstoffpumpe zum Versetzen des Drucks des Kraftstoffs in einen hohen Druck verwendet.

Die Hochdruckkraftstoffpumpe ist mit einem Plunger(kolben) versehen, der sich in einer Druckkammer hin- und herbewegt, wobei ein unteres Ende des Plungers in Druckkontakt mit einer Pumpennocke angeordnet ist, die auf einer Nockenwelle eines Motors angebracht ist. Wenn sich die Pumpennocke in Verbindung mit der Drehung der Nockenwelle des Motors dreht, wird veranlasst, dass sich der Plunger in der Druckkammer hin- und herbewegt, wodurch das Volumen der Druckkammer geändert wird, um sich auszudehnen oder zusammenzuziehen.

Ein Hochdruckdurchgang (Ausgabedurchgang) stromab von der Druckkammer ist mit einem Akkumulator über ein Ausgabeventil (Absperrventil bzw. Rückschlagventil) verbunden, das zulässt, dass der Kraftstoff nur in einer Richtung von der Druckkammer in Richtung zum Akkumulator läuft, und Kraftstoffeinspritzventile zum Einspritzen von Kraftstoff zu jeweiligen Zylindern des Motors sind mit dem Akkumulator verbunden.

Zusätzlich ist ein Niederdruckdurchgang (Kraftstoffzufuhrdurchgang) stromauf von der Druckkammer mit einem Kraftstofftank über ein normalerweise offenes Flusssteuerventil, eine Niederdruckkraftstoffpumpe und einen Niederdruckregler verbunden, so dass der von der Niederdruckkraftstoffpumpe in den Niederdruckdurchgang nach oben gezogene Kraftstoff durch den Niederdruckregler auf einen vorbestimmten Zufuhrdruck eingestellt wird, und er dann über das Flusssteuerventil in die Druckkammer gesaugt wird, das in einer Periode geöffnet ist, in welcher sich der Plunger vom obersten Totpunkt (TDC = top dead center) bis zum untersten Totpunkt (BDC = bottom dead center) nach unten bewegt (d.h. einer Periode, in welcher sich das Volumen der Druckkammer ausdehnt).

Nachfolgend wird der während der Abwärtsbewegung des Plungers angesaugte Kraftstoff als Kraftstoff einer erwünschten Ausgabemenge, der durch Schließen des Flusssteuerventils zu einer vorbestimmten Zeitgabe in einer Periode, in welcher sich der Plunger vom untersten Totpunkt bis zum obersten Totpunkt nach oben bewegt (d.h. einer Periode, in welcher sich das Volumen der Druckkammer zusammenzieht) nach oben bewegt, einem Druck ausgesetzt wird, zum Akkumulator ausgegeben.

Hierin nachfolgend wird auf die Beziehung zwischen der Ventil-Schließzeit und der Kraftstoff-Ausgabemenge des Flusssteuerventils in einer Plunger-Anstiegsperiode Bezug genommen werden, während auf die beigefügte Zeichnung Bezug genommen wird.

12 ist ein Zeitdiagramm, das einen allgemeinen Kraftstoffdruck-Steuerbetrieb zeigt, wobei die Beziehung zwischen der Ventil-Schließzeit und der Kraftstoff-Ausgabemenge des Flusssteuerventils (d.h. eine Kraftstoff-Ausgabemengen-Kennlinie) in einer Plunger-Anstiegsperiode dargestellt ist.

In 12 sind in der Reihenfolge von oben nach unten die Betriebsposition des Plungers in der Plunger-Anstiegsperiode, der Steuerzustand des Flusssteuerventils (als ein Beispiel, wenn das Flusssteuerventil gesteuert wird, um zu einem Zeitpunkt T12 zu schließen) und die Kraftstoff-Ausgabemenge Q entsprechend der Ventil-Schließzeit des Flusssteuerventils gezeigt.

Bei der Kraftstoff-Ausgabemenge Q in 12 sind eine Kraftstoffmenge QR, die zum Niederdruckdurchgang entlastet bzw. abgegeben wird, ohne unter Druck gesetzt zu werden (d.h. zu einer schließlichen Antriebszeit TD = T12 des Flusssteuerventils), eine Soll-Kraftstoff-Ausgabemenge QO (= QMAX – QR), die unter Druck gesetzt ist und zu dem Akkumulator ausgegeben wird (d.h. wenn TD = T12) und eine Kraftstoffmenge QMAX, die während der Abwärtsbewegung des Plungers (entsprechend einer maximalen Kraftstoffmenge, die zum Akkumulator ausgegeben werden kann) in die Druckkammer gesaugt wird, in Verbindung miteinander gezeigt.

Wenn das Flusssteuerventil gesteuert wird, um sich zu einem Zeitpunkt T12 in der Plunger-Anstiegsperiode (der Betriebsposition des Plungers, die durch eine durchgezogene Linie angezeigt ist) in 12 zu schließen, bleibt das Flusssteuerventil für eine Periode von dem untersten Totpunkt BDC des Plungers (zum Zeitpunkt T11) bis zur Ventil-Schließzeit (Zeitpunkt T12) offen.

Demgemäß wird eine Teilmenge an Kraftstoff QR der Menge an Kraftstoff (= QMAX), die im Plunger in der Abstiegsperiode genau vor der Anstiegsperiode in die Druckkammer gesaugt wird, über das geöffnete Flusssteuerventil zu dem Niederdruckdurchgang entlastet.

Andererseits ist für eine Periode ab einem Zeitpunkt T12, zu welchem das Flusssteuerventil derart gesteuert wird, dass es angeregt wird, um sich zu schließen, bis zum obersten Totpunkt TDC des Plungers (Zeitpunkt T13) das Flusssteuerventil geschlossen, so dass die Menge an Kraftstoff (= QMAX – QR), die zu dem Zeitpunkt des Schließens des Flusssteuerventils (Zeitpunkt T12) in der Druckkammer bleibt, unter Druck gesetzt wird und zum Akkumulator ausgegeben wird.

Zusätzlich wird dann, wenn die Ventil-Schließzeit von dem Zeitpunkt T12 zu einer Voreilwinkelseite (der linken Seite in 12) geändert wird, die Ventil-Öffnungsperiode kürzer und wird die Ventil-Schließperiode länger, so dass die Menge an ausgegebenem Kraftstoff Q erhöht werden kann.

Im Fall der Kraftstoff-Ausgabemengenkennlinie, die in 12 gezeigt ist, wird eine maximale Menge an ausgegebenen Kraftstoff Q (= QMAX) zu dem Akkumulator ausgegeben, wenn veranlasst ist, dass der Zeitpunkt des untersten Totpunkts BDC des Plungers (Zeitpunkt T11) die Ventil-Schließzeit ist.

Gegensätzlich dazu wird dann, wenn die Ventil-Schließzeit von einem Zeitpunkt T12 zu einer Verzögerungs- bzw. Nacheil- Winkelseite (der rechten Seite in 12) geändert wird, die Ventil-Öffnungsperiode länger und wird die Ventil-Schließperiode kürzer, so dass die Menge an ausgegebenem Kraftstoff Q erniedrigt werden kann.

In dem Fall der in 12 gezeigten Kraftstoff-Ausgabemengenkennlinie wird die Menge an ausgegebenem Kraftstoff Q eine minimale Menge (d.h. Null), wenn das Flusssteuerventil in der Plunger-Anstiegsperiode überhaupt nicht geschlossen wird.

Somit kann durch Steuern zum Schließen des Flusssteuerventils zu der vorbestimmten Zeit während der Anstiegsperiode des Plungers die Menge an Kraftstoff Q, die zum Akkumulator ausgegeben wird, (die Soll-Kraftstoff-Ausgabemenge QO) auf eine beliebige Menge zwischen der maximalen Menge einer Ausgabe QMAX bis zu der minimalen Menge einer Ausgabe (Null) eingestellt werden.

Die ECU, die die Steuervorrichtung bildet, bestimmt einen Solldruck gemäß dem Betriebszustand des Motors (der Anzahl von Umdrehungen pro Minute des Motors, des Betätigungsausmaßes eines Gaspedals, etc.) und berechnet ein Rückkoppelmaß der Ventil-Schließzeit durch Ausführen einer proportionalen integralen Berechnung, etc. basierend auf einer Druckabweichung zwischen dem Kraftstoffdruck in dem Akkumulator, der durch einen Kraftstoffdrucksensor erfasst wird, und dem Solldruck.

Darüber hinaus berechnet die ECU ein Mitkoppelmaß der Ventil-Schließzeit basierend auf der Menge an Kraftstoff, die von jedem Kraftstoffeinspritzventil eingespritzt wird, berechnet auch die Sollmenge an ausgegebenem Kraftstoff QO, die dazu erforderlich ist, den Kraftstoffdruck im Akkumulator mit dem Solldruck übereinstimmen zu lassen, indem das Rückkoppelmaß und das Mitkoppelmaß der Ventil-Schließzeit zueinander addiert werden, und steuert das Flusssteuerventil durch Entscheiden über die Ventil-Schließzeit zum Ausgeben der Sollmenge an ausgegebenem Kraftstoff QO.

Eine Vielfalt solcher Verfahren zum Steuern der Ventil-Schließzeit eines Flusssteuerventils sind bislang vorgeschlagen worden (siehe beispielsweise ein erstes Patentdokument (offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. H5-288098) und ein zweites Patentdokument (offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. H11-324757)).

Beispielsweise wird im ersten Patentdokument die Ventil-Schließzeit des Flusssteuerventils durch Behandeln der Ventil-Schließperiode des Flusssteuerventils in der Plunger-Anstiegsperiode als Tastgrad DT gesteuert. Das heißt, dass der Tastgrad DT der Ventil-Schließzeit entspricht.

Im ersten Patentdokument wird beispielsweise in dem Fall der 12 durch Einstellen der Ventil-Schließzeit (Zeitpunkt T11) zu der Zeit, wenn die Menge einer Kraftstoffausgabe auf die maximale Menge eines Ausgabekraftstoffs QMAX als Tastgrad DT von 100 % (DT = 100 %) gesteuert wird und die Ventil-Schließzeit (Zeitpunkt T13) zu der Zeit, zu welcher die Menge einer Kraftstoffausgabe auf die minimale Menge eines Ausgabekraftstoffs (Null) als Tastgrad DT von 0 % (DT = 0 %) gesteuert wird, eine Ventil-Schließperiode von dem Zeitpunkt T12 zu dem Zeitpunkt T13 als Soll-Tastgrad DT erhalten, wodurch die Ventil-Schließzeit gesteuert wird.

Spezifisch wird durch Einstellen der Ventil-Schließzeit (z.B. 0 Grad von dem BDC der Pumpennocke), wenn die maximale Menge an Kraftstoff als DT = 100 % ausgegeben wird, und der Ventil-Schließzeit (z.B. 180 Grad nach dem BDC der Pumpennocke), wenn die minimale Menge an Kraftstoff (Null) als DT = 0 % ausgegeben bzw. geliefert wird, der Soll-Tastgrad DT auf lineare Weise gesteuert.

Wenn der Tastgrad DT zu der Sollmenge an Ausgabekraftstoff QO DT = 70 % ist, wird auf 54 Grad (= 180 Grad – (70/100) × 180 Grad) nach dem BDC der Pumpennocke als die Ventil-Schließzeit entschieden.

Im ersten Patentdokument wird zuallererst, um über den Tastgrad DT entsprechend der Ventil-Schließzeit zu entscheiden, über einen Basis-Tastgrad DB von einer Karte bzw. Abbildung basierend auf der Drehzahl des Motors und dem Solldruck entschieden.

Der Basis-Tastgrad DB ist ein Korrekturwert zum Absorbieren der Differenz oder Variation der Effizienz der Menge an Ausgabekraftstoff, die sich gemäß der Motor-Drehzahl und dem Solldruck ändert.

Dann wird eine Druckabweichung ΔPF (= PO – PF) zwischen dem Solldruck PO und dem erfassten Kraftstoffdruckwert PF (der hierin nachfolgend einfach "Kraftstoffdruck" genannt wird) berechnet und nachfolgend werden ein Rückkoppel-Proportionalterm DP des Tastgrads DT (= ΔPF × KP, wobei KP ein positiver Proportionalitätskoeffizient ist) und ein Rückkoppel-Integrationsterm DI des Tastgrads DT (= DIn + KI × ΔPF, wobei DIn der Wert des letzten Rückkoppel-Integrationsterms ist und KI ein positiver Integrationskoeffizient ist) berechnet.

Der Rückkoppel-Proportionalterm DP und der Rückkoppel-Integrationsterm DI sind Korrekturwerte, um eine Menge an Kraftstoff zu erhalten, die kompensiert oder zum Akkumulator zugeführt werden sollte, um die Druckabweichung ΔPF zu Null zu machen.

Ebenso wird ein Mittelkoppelterm DF des Tastgrads DT (= KF × QF, wobei KF ein positiver Koeffizient ist und QF eine Menge an Injektionskraftstoff ist) erhalten. Der Mitkoppelterm DF ist ein Korrekturwert zum Verhindern, dass sich der Kraftstoffdruck PF im Akkumulator aufgrund der Injektion von Kraftstoff von den Kraftstoffeinspritzventilen reduziert.

Hierin nachfolgend berechnet die ECU die Sollmenge an Ausgabekraftstoff QO, die dazu erforderlich ist, den Kraftstoffdruck PF mit dem Solldruck PO übereinstimmen zu lassen, und berechnet auch den Tastgrad DT (= DB + DF + DP + DI), um die Sollmenge an Ausgabekraftstoff QO auszugeben bzw. zu liefern, um dadurch das Flusssteuerventil anzutreiben.

Hier wird beispielsweise dann, wenn der Kraftstoffdruck PF niedriger als der Solldruck PO ist (d.h. wenn die Druckabweichung ΔPF = PO – PF > 0), der Rückkoppel-Proportionalterm DP ein positiver Wert, der proportional zur Druckabweichung ΔPF ist, so dass der Rückkoppel-Integrationsterm DI sich um einen positiven Wert gemäß der Druckabweichung ΔPF erhöht.

Als Ergebnis erhöht sich der Tastgrad DT (d.h. bewegt sich die Ventil-Schließzeit zu der Voreil-Winkelseite) und erhöht sich die Menge an Ausgabekraftstoff Q, so dass veranlasst werden kann, dass der Kraftstoffdruck PF in Richtung zum Solldruck PO ansteigt.

Andererseits wird dann, wenn der Kraftstoffdruck PF höher als der Solldruck PO ist (d.h. wenn die Druckabweichung ΔPF = PO – PF < 0), der Rückkoppel-Proportionalterm DP ein negativer Wert, der proportional zur Druckabweichung ΔPF ist, so dass der Rückkoppel-Integrationsterm DI sich um einen negativen Wert gemäß der Druckabweichung ΔPF erniedrigt.

Folglich erniedrigt sich der Tastgrad DT (d.h. bewegt sich die Ventil-Schließzeit zu der Nacheilwinkelseite) und erniedrigt sich die Menge an Ausgabekraftstoff Q, so dass der Kraftstoffdruck PF in Richtung zum Solldruck PO reduziert werden kann.

Hier ist zu beachten, dass in dem zweiten Patentdokument über die Ventil-Schließwinkelposition des Flusssteuerventils direkt entschieden wird, ohne den Tastgrad DT zu verwenden. Sonst wird im zweiten Patentdokument auch über die Ventil-Schließzeit des Flusssteuerventils durch genau dasselbe Berechnungsverfahren wie dasjenige des ersten Patentdokuments entschieden.

Das bedeutet, dass in sowohl dem ersten Patentdokument als auch dem zweiten Patentdokument ein Steuerverfahren angenommen ist, bei welchem grundsätzlich das Rückkoppelmaß der Ventil-Schließzeit des Flusssteuerventils basierend auf der Druckabweichung ΔPF zwischen dem Solldruck PO und dem Kraftstoffdruck PF berechnet wird und das Mitkoppelausmaß der Ventil-Schließzeit des Flusssteuerventils basierend auf dem Ausmaß an Einspritz- bzw. Injektionskraftstoff berechnet wird, wodurch über die Ventil-Schließzeit des Flusssteuerventils selbst durch Addieren des Rückkoppelausmaßes und des Mitkoppelausmaßes der Ventil-Schließzeit zueinander entschieden wird, um dadurch das Flusssteuerventil anzutreiben.

Als Nächstes wird auf einen tatsächlichen Steuerbetrieb im oben angegebenen ersten Patentdokument Bezug genommen werden, während auf die 13 und 14 Bezug genommen wird. 13 ist ein Zeitdiagramm, das einen Steuerbetrieb zeigt, wenn sich der Solldruck PO plötzlich auf eine stufenweise Art ändert und 14 ist eine beispielhafte Ansicht, die die Beziehung zwischen dem Tastgrad DT und der Menge an Ausgabekraftstoff Q (Kraftstoffausgabemengenkennlinie) zeigt, in welcher Arbeitspunkte A1, A2 auf der Kraftstoffausgabemengenkennlinie gezeigt sind, wenn sich der Solldruck PO plötzlich auf eine stufenweise Art ändert.

In 13 sind in der Reihenfolge von oben nach unten der Kraftstoffdruck PF und der Solldruck PO (Linie mit abwechselnd langen und kurzen Strichen), der Rückkoppel-Proportionalterm DP des Tastgrads DT, der Rückkoppel-Integrationsterm DI des Tastgrads DT, der Mitkoppelterm DF des Tastgrads DT und das Verhalten des Tastgrads DT in Verbindung miteinander gezeigt.

Ebenso ist in diesem Fall unter der Annahme, dass der Anfangszustand vor einem Zeitpunkt T21 die Kraftstoffeinspritzmenge QF qf1 (QF = qf1) ist und der Tastgrad DT dt1 (DT = dt1) ist, ein Betriebsbeispiel gezeigt, wenn sich nur der Solldruck PO plötzlich um ein Ausmaß einer Druckerhöhung pf1 zu einer Hochdruckseite zu einem Zeitpunkt T21 von einem Zustand aus geändert hat, in welchem der Solldruck PO und der Kraftstoffdruck PF miteinander übereinstimmen.

Hier ist zu beachten, dass die folgende Erklärung unter der Annahme durchgeführt werden wird, dass die Kraftstoffeinspritzmenge QF (= qf1) sich vor und nach dem Zeitpunkt T21 nicht ändert, zu welchem sich der Solldruck PO plötzlich ändert, und dass der Basis-Tastgrad DB, der zum Absorbieren der Differenz oder der Variation der Effizienz der Menge an Ausgabekraftstoff Q erforderlich ist, ursprünglich Null ist.

In dem Anfangszustand in 13 stimmen der Solldruck PO und der Kraftstoffdruck PF miteinander überein, so dass der Rückkoppel-Proportionalterm DP im Wesentlichen Null anzeigt, und dann, wenn es keine Variation bezüglich des Kraftstoffzufuhrsystems gibt, der Rückkoppel-Integrationsterm DI auch im Wesentlichen Null ist, so dass einzelne Steuergrößen in ihren stationären Zuständen sind.

Zusätzlich wird deshalb, weil die Krafteinspritzmenge QF konstant ist (QF = qf1), der Mitkoppelterm DF (= QF × KF = qf1 × KF) auch eine Konstante oder ein fester Rechenwert.

Zu dieser Zeit wird die Ventil-Schließzeit durch einen Tastgrad DT (= DB + DP + DI + DF = 0 + 0 + 0 + qf1 × KF = dt) gesteuert, um dadurch ihren Anfangszustand beizubehalten, so dass der Arbeitspunkt davon in 14 eine Position A1 wird (Tastgrad DT = dt1, und die Menge an Ausgabekraftstoff Q = qf1).

Darauf folgend wird dann, wenn sich der Solldruck PO zu einem Zeitpunkt T21 in 13 plötzlich um das Ausmaß einer Druckerhöhung pf1 zu einer Hochdruckseite ändert, eine positive Druckabweichung ΔPF (= PO – PF = pf1) erzeugt und wird der Rückkoppel-Proportionalterm DP (= pf1 × KP) berechnet und zu dem Tastgrad DT addiert, so dass der Tastgrad DT auf eine stufenweise Art von DT = dt1 zu DT = dt2 (= dt1 + pf1 × KP) geändert wird.

Der Arbeitspunkt zu dieser Zeit ändert sich auch von der Position A1 zu einer Position A2 in 14 auf eine stufenweise Art. Das bedeutet, dass die Menge an Ausgabekraftstoff Q aufgrund der Änderung des Tastgrads DT von DT = dt1 zu DT = dt2 von Q = qf1 zu Q = qf1 + qp1 erhöht wird.

Die Erhöhung qp1 der Menge an Ausgabekraftstoff Q entspricht einem Anfangswert der Menge an Kraftstoff, die kompensiert oder zum Akkumulator zugeführt werden sollte, um die Druckabweichung ΔPF (= pf1) zu Null zu machen, die dann erzeugt wird, wenn sich der Solldruck PO plötzlich um das Ausmaß einer Druckerhöhung pf1 zu der Hochdruckseite geändert hat, und sie wirkt zum Erhöhen des Kraftstoffdrucks PF in Richtung zum Solldruck PO.

Demgemäß erniedrigt sich ab dem Zeitpunkt T21 in 13 aufwärts die Druckabweichung ΔPF von dem Ausmaß einer Druckerhöhung pf1 gemäß der Erhöhung qp1 der Menge an Ausgabekraftstoff Q, und demgemäß erniedrigt sich der Rückkoppel-Proportionalterm DP von pf1 × KP so, dass er zu einem Zeitpunkt T22 zu Null zurückkehrt (DP = 0), zu welchem die Druckabweichung ΔPF zu Null zurückkehrt.

Somit erniedrigt sich der Tastgrad DT, der sich zu dem Zeitpunkt T21 auf eine stufenweise Art von dt1 (DT = dt1) bis zu dt2 (DT = dt2) geändert hat, in Verbindung mit der kleiner werdenden Druckabweichung ΔPF in der oben angegebenen Periode ab dem Zeitpunkt T21.

Andererseits erhöht sich der Rückkoppel-Integrationsterm DI aufgrund einer positiven Druckabweichung ΔPF, die in der Periode ab dem Zeitpunkt T21, zu welchem sich der Solldruck PO auf eine stufenweise Art geändert hat, bis zu dem Zeitpunkt T22, zu welchem die Druckabweichung ΔPF zu Null zurückkehrt, erzeugt ist, zu einem gewissen Ausmaß.

Demgemäß konvergiert ab dem Zeitpunkt T22 aufwärts, zu welchem die Druckabweichung ΔPF zu Null zurückgekehrt ist, der Kraftstoffdruck PF in Richtung zu dem Solldruck PO, nachdem er ein Verhalten gezeigt hat, das aufgrund des exzessiv erhöhten Rückkoppel-Integrationsterms DI von einem gewissen Überschwinger begleitet ist (siehe 13).

Ab dem Zeitpunkt T23, zu welchem der Kraftstoffdruck PF vollständig zu dem Solldruck PO konvergiert ist, gelangt der Kraftstoffdruck PF dahin, wieder mit dem Solldruck PO übereinzustimmen, während die Ventil-Schließzeit durch den Tastgrad DT (= dt1) gesteuert wird, was gleich dem Fall des Anfangszustands ist, so dass der Rückkoppel-Proportionalterm DP und der Rückkoppel-Integrationsterm DI zu ihren Zuständen zurückkehren, in welchen sie stationär bleiben, während ihre Steuergrößen im Wesentlichen Null sind.

Als Nächstes wird auf Probleme bei dem Stand der Technik Bezug genommen werden, der im oben angegebenen ersten Patentdokument gezeigt ist, während auf ein Zeitdiagramm in 15 und eine erklärende Ansicht in 16 Bezug genommen wird.

Gleich der 13 sind in 15 in der Reihenfolge von oben nach unten der Kraftstoffdruck PF und der Solldruck PO, der Rückkoppel-Proportionalterm DP des Tastgrads DT, der Rückkoppel-Integrationsterm DI des Tastgrads DT, der Mitkoppelterm DF des Tastgrads DT und das Verhalten des Tastgrads DT in Verbindung miteinander gezeigt.

In diesem Fall ist unter der Annahme, dass in dem Anfangszustand vor einem Zeitpunkt T31 die Kraftstoffeinspritzmenge QF qf2 (> qf1) ist und der Tastgrad DT dt3 (DT = dt3) ist, ein Betriebsbeispiel gezeigt, wenn nur der Solldruck PO sich plötzlich um das Ausmaß einer Druckerhöhung pf1 zu der Hochdruckseite zu einem Zeitpunkt T31 von einem Zustand aus geändert hat, in welchem der Solldruck PO und der Kraftstoffdruck PF miteinander übereinstimmen.

Hier ist zu beachten, dass die folgende Erklärung unter der Annahme durchgeführt werden wird, dass sich die Kraftstoffeinspritzmenge QF (= qf2) vor und nach dem Zeitpunkt T31 nicht ändert, zu welchem sich der Solldruck PO plötzlich ändert, und dass der Basis-Tastgrad DB, der zum Absorbieren der Differenz oder der Variation der Effizienz der Menge an Ausgabekraftstoff Q erforderlich ist, ursprünglich Null ist.

Ebenso zeigt 16 gleich der 14 die Beziehung zwischen dem Tastgrad DT und der Menge an Ausgabekraftstoff Q (Kraftstoffausgabemengenkennlinie) und zeigt gleichzeitig Arbeitspunkte A3 bis A5 im Betriebszustand der 15 an.

Im Anfangszustand in 15 stimmen der Solldruck PO und der Kraftstoffdruck PF miteinander überein, so dass der Rückkoppel-Proportionalterm DP im Wesentlichen Null anzeigt, und dann, wenn es keine Variation bezüglich des Kraftstoffzufuhrsystems gibt, der Rückkoppel-Integrationsterm DI auch im Wesentlichen Null ist, so dass einzelne Steuergrößen in ihren stationären Zuständen sind.

Zusätzlich wird deshalb, weil die Kraftstoffeinspritzmenge QF konstant ist (QF = qf2), der berechnete Wert des Mitkoppelterms DF (= QF × KF = qf2 × KF) auch ein konstanter oder fester Wert.

Zu dieser Zeit wird die Ventil-Schließzeit durch einen Tastgrad DT (= DB + DP + DI + DF = 0 + 0 + 0 + qf2 × KF = dt3) gesteuert, um dadurch ihren Anfangszustand beizubehalten, so dass in 16 der Arbeitspunkt davon eine Position A3 wird (Tastgrad DT = dt3, und die Menge an Ausgabekraftstoff Q = qf2).

Darauf folgend wird dann, wenn sich der Solldruck PO plötzlich um das oben angegebene Ausmaß einer Druckerhöhung pf1 zu einer Hochdruckseite zu einem Zeitpunkt T31 in 15 ändert, eine positive Druckabweichung ΔPF (= PO – PF = pf1) erzeugt und wird der Rückkoppel-Proportionalterm DP (= pf1 × KP) berechnet und zu dem Tastgrad DT addiert, so dass der Tastgrad DT auf eine stufenweise Art von DT = dt3 zu DT = dt4 (= dt3 + pf1 × KP) geändert wird.

Der Arbeitspunkt zu dieser Zeit ändert sich auch von der Position A3 zu einer Position A4 in 16 auf eine stufenweise Art.

Jedoch ist der Arbeitspunkt A4 außerhalb eines linearen Bereichs angeordnet (QLL < Q < QHH), in welchem die Beziehung zwischen dem Tastgrad DT und der Menge an Ausgabekraftstoff Q eine im Wesentlichen lineare Kennlinie zeigt, so dass eine Situation entsteht, in welcher selbst dann, wenn der Tastgrad DT durch den Rückkoppel-Proportionalterm DP (= pf1 × KP) proportional zu der Druckabweichung ΔPF (= pf1) erhöht wird, wie es oben angegeben ist (siehe 14), die Menge an Ausgabekraftstoff Q nur um qp2 (< qp1) erhöht werden kann.

Das bedeutet, dass es zum Erhalten der erforderlichen Erhöhung qp1 der Menge an Ausgabekraftstoff Q (siehe 14) nötig ist, den Tastgrad DT auf dt5 (DT = dt5 > dt4) einzustellen, wie es in 16 gezeigt ist, aber der Einfluss eines nichtlinearen Bereichs der Kraftstoffausgabemengenkennlinie (siehe 16) bei dem Berechnungsverfahren nach dem Stand der Technik nicht berücksichtigt wird, so dass die Änderung des Tastgrads DT bei einem unzureichenden Wert von DT = dt3 bis DT = dt4 bleiben wird.

Als Ergebnis bleibt trotz der Tatsache, dass der Tastgrad DT um dasselbe Ausmaß pf1 × KP geändert worden ist, wie es oben angegeben ist (14), eine Erhöhung der Menge an Ausgabekraftstoff Q in Bezug auf das Ausmaß einer Änderung des Tastgrads DT bei der Erhöhung qp2, die kleiner als die oben angegebene Erhöhung qp1 ist (14).

Demgemäß erniedrigt sich die Erhöhung der Menge an Ausgabekraftstoff Q, die zum Erhöhen des Kraftstoffdrucks PF erforderlich ist, so dass eine Reaktionszeit, die ab dem Zeitpunkt T31, zu welchem der Solldruck PO auf eine stufenweise Art geändert worden ist, bis zu der Zeit, zu welcher der Kraftstoffdruck PF mit dem Solldruck PO übereinstimmt, sich stark erhöht.

Zusätzlich wird deshalb, weil die Zeit, die erforderlich ist, bis der Kraftstoffdruck PF mit dem Solldruck PO übereinstimmt, länger als diejenige in dem Fall der 13 wird, wie es in 15 gezeigt ist, der Rückkoppel-Integrationsterm DI zu einem exzessiv großen Wert um die positive Druckabweichung ΔPF erhöht werden, die von dem Zeitpunkt T31 an, zu welchem der Solldruck PO auf eine stufenweise Art geändert worden ist, bis zu dem Zeitpunkt T32, zu welchem die Druckabweichung ΔPF zu Null zurückkehrt, erzeugt ist.

Als Ergebnis zeigt zu dem Zeitpunkt T32, zu welchem die Druckabweichung ΔPF zu Null zurückgekehrt ist, der Kraftstoffdruck PF ein Verhalten, das aufgrund des exzessiv erhöhten Rückkoppel-Integrationsterms DI ein großes Überschießen begleitet, wonach der Zustand des Kraftstoffdrucks PF, der größer als der Solldruck PO ist, über eine lange Zeit andauert, bis zu dem Zeitpunkt T33, zu welchem der Rückkoppel-Integrationsterm DI Null wird.

Bei der oben angegebenen herkömmlichen Hochdruckkraftstoffpumpen-Steuervorrichtung für einen Motor gibt es das folgende Problem. Das bedeutet, dass dann, wenn die Kraftstoffausgabemengenkennlinie ein Arbeitspunkt A4 wird, der aus dem linearen Bereich gelangt (wobei die Menge an Ausgabekraftstoff Q in dem Bereich von QLL < Q < QHH ist), die Periode, in welcher der Kraftstoffdruck PF und der Solldruck PO nicht miteinander übereinstimmen, sehr lang wird, wie es oben angegeben ist, so dass es unmöglich wird, eine optimale Verbrennungsleistung für den Betriebszustand des Motors zu erhalten, was somit die resultierende Verschlechterung einer Fahrbarkeit und von Abgas induziert.

Demgemäß soll die vorliegende Erfindung das oben angegebene Problem beseitigen, und hat als ihre Aufgabe, eine Hochdruckkraftstoffpumpen-Steuervorrichtung für einen Motor zu erhalten, die ein Erhöhen einer Periode vermeiden kann, in welcher der Druck eines Kraftstoffs und ein Solldruck nicht miteinander übereinstimmen, indem über die Schließzeit eines Kraftstoffsteuerventils auf eine solche Art entschieden wird, dass eine Menge an Kraftstoff ungeachtet des Anwendungsbereichs einer Kraftstoffausgabemengenkennlinie richtig geliefert werden kann, um dadurch das Problem zu vermeiden oder zu lösen, dass eine optimale Verbrennungsleistung nicht erhalten werden kann, wodurch die Verschlechterung eines Fahrverhaltens bzw. einer Antreibbarkeit und von Abgas induziert wird.

Unter Berücksichtigung der obigen Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine Hochdruckkraftstoffpumpen-Steuervorrichtung für einen Motor zur Verfügung gestellt, die folgendes enthält: eine Vielfalt von Arten von Sensoren, die einen Betriebszustand eines Motors erfassen; Kraftstoffeinspritzventile, die Kraftstoff zu jeweiligen Verbrennungskammern des Motors zuführen; eine Hochdruckkraftstoffpumpe, die Kraftstoff unter Druck zu den Kraftstoffeinspritzventilen zuführt; und ein Flusssteuerventil, das eine Menge an Ausgabekraftstoff der Hochdruckkraftstoffpumpe einstellt. Die Vorrichtung enthält weiterhin folgendes: einen Solldruck-Entscheidungsabschnitt, der über einen Solldruck entsprechend einem Betriebszustand des Motors entscheidet; einen Kraftstoffdrucksensor, der den Druck des Kraftstoffs erfasst, der von der Hochdruckkraftstoffpumpe zu den Kraftstoffeinspritzventilen zugeführt wird, und den Wert des so erfassten Kraftstoffdrucks ausgibt; einen Druckabweichungs-Berechnungsabschnitt, der eine Druckabweichung zwischen dem Solldruck und dem erfassten Kraftstoffdruckwert berechnet; einen Druckabweichungskompensationsflussraten-Berechnungsabschnitt, der eine Druckabweichungskompensationsflussrate berechnet, die erforderlich ist, um die Druckabweichung zu Null zu machen, indem die Druckabweichung mit einem Proportionalitätskoeffizienten multipliziert wird; einen Kraftstoffeinspritzmengen-Berechnungsabschnitt, der eine Menge an Einspritzkraftstoff von jedem der Kraftstoffeinspritzventile gemäß dem Betriebszustand des Motors berechnet; einen Soll-Kraftstoffausgabemengen-Entscheidungsabschnitt, der über eine Sollmenge eines Ausgabekraftstoffs der Hochdruckkraftstoffpumpe entscheidet, indem die Druckabweichungskompensationsflussrate und die Menge an Einspritzkraftstoff miteinander addiert werden; einen Abbildungsspeicherabschnitt, der im Voraus eine Kraftstoffausgabemengenkennlinie speichert, die eine Beziehung zwischen der Sollmenge an Ausgabekraftstoff und einer Antriebszeit des Flusssteuerventils darstellt; einen Referenzantriebszeit-Entscheidungsabschnitt, der über eine Referenzantriebszeit des Flusssteuerventils entsprechend der Sollmenge eines Ausgabekraftstoffs durch Verwenden der Kraftstoffausgabemengenkennlinie entscheidet; einen Antriebszeit-Korrekturabschnitt, der einen Korrekturwert der Referenzantriebszeit in Reaktion auf die Richtung eines Vorzeichens der Druckabweichung berechnet; und einen Flusssteuerventil-Antriebsabschnitt, der das Flussteuerventil bei einer schließlichen Antriebszeit antreibt, die durch den Antriebszeit-Korrekturabschnitt korrigiert worden ist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Druckabweichungskompensationsflussrate, die dafür erforderlich ist, eine Druckabweichung zwischen dem Druck eines Kraftstoffs und einem Solldruck zu Null zu machen, berechnet und wird über eine Referenzantriebszeit basierend auf einer Kraftstoffausgabemengenkennlinie von einer Sollmenge eines Ausgabekraftstoffs entschieden, die durch Addieren der Druckabweichungskompensationsflussrate zu der Menge an Einspritzkraftstoff erhalten wird, wodurch die schließliche Ventil-Schließzeit des Flusssteuerventils durch Korrigieren der Referenzantriebszeit mit der Verwendung eines Korrekturwerts gesteuert wird, der in Reaktion auf die Richtung eines Vorzeichens der Druckabweichung berechnet wird, so dass eine richtige Steuerung an der Menge eines Ausgabekraftstoffs über einem gesamten Bereich der Kraftstoffausgabemengenkennlinie durchgeführt werden kann. Als Ergebnis kann die Periode, in welcher der Kraftstoffdruck und der Solldruck nicht miteinander übereinstimmen, erniedrigt werden, um eine optimale Motor-Verbrennungsleistung zur Verfügung zu stellen, wodurch eine Fahrbarkeit und Abgas verbessert werden können.

Die obigen und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden Fachleuten auf dem Gebiet aus der folgenden detaillierten Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung, genommen in Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen, schneller klar werden.

Es folgt eine kurze Beschreibung der Zeichnungen:
1 ist ein Blockdiagramm, das ein Kraftstoffzufuhrsystem in Bezug auf ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist ein funktionelles Blockdiagramm, das eine Steuerfunktion gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erreicht.
3 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Steuerbetrieb gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
4 ist ein Zeitdiagramm, das einen Steuerbetrieb zu der Zeit einer plötzlichen Änderung eines Solldrucks gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
5 ist eine erklärende Ansicht, die eine Kraftstoffausgabemengenkennlinie in Bezug auf den Steuerbetrieb zu der Zeit der plötzlichen Änderung des Solldrucks beim ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
6 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Steuerbetrieb gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
7 ist eine erklärende Ansicht, die eine Kraftstoffausgabemengenkennlinie zum Erklären eines Betriebseffekts gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
8 ist eine erklärende Ansicht, die eine Kraftstoffausgabemengenkennlinie zum Erklären eines weiteren Betriebseffekts gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
9 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Steuerbetrieb gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
10 ist eine erklärende Ansicht, die eine Kraftstoffausgabemengenkennlinie zum Erklären eines Betriebseffekts gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
11 ist eine erklärende Ansicht, die eine Kraftstoffausgabemengenkennlinie zum Erklären eines weiteren Betriebseffekts gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
12 ist eine erklärende Ansicht, die die Beziehung zwischen der Ventil-Schließzeit und der Menge an Ausgabekraftstoff das Flusssteuerventils in einer Anstiegsperiode eines allgemeinen Plungers darstellt.
13 ist ein Zeitdiagramm, das einen Steuerbetrieb zu der Zeit einer plötzlichen Änderung eines Solldrucks beim Stand der Technik darstellt.
14 ist eine erklärende Ansicht, die Arbeitspunkte auf einer Kraftstoffausgabemengenkennlinie zu der Zeit einer plötzlichen Änderung eines Solldrucks beim Stand der Technik darstellt.
15 ist ein Zeitdiagramm, das einen Steuerbetrieb zum Erklären eines Problems zu der Zeit der plötzlichen Änderung des Solldrucks beim Stand der Technik darstellt.
16 ist eine erklärende Ansicht, die eine Kraftstoffausgabemengenkennlinie zum Erklären des Problems zu der Zeit der plötzlichen Änderung des Solldrucks beim Stand der Technik darstellt.
Hierin nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben werden, während auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird.
Ausführungsbeispiel 1
Zuallererst wird auf eine Hochdruckkraftstoffpumpen-Steuervorrichtung für einen Motor gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung Bezug genommen werden.
1 ist ein Blockdiagramm, das eine Hochdruckkraftstoffpumpen-Steuervorrichtung für einen Motor gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung schematisch zeigt, wobei hauptsächlich der Aufbau eines Kraftstoffzufuhrsystems dargestellt ist.
In 1 enthält das Kraftstoffzufuhrsystem eine Hochdruckkraftstoffpumpe 20, die angetrieben wird, um mittels einer Pumpennocke 25 zu arbeiten, die integral mit einer Nockenwelle 24 eines Motors 40 ausgebildet ist, einen Kraftstofftank 30, in welchem zu der Hochdruckkraftstoffpumpe 20 zugeführter Kraftstoff eingefüllt ist, eine Niederdruckkraftstoffpumpe 31 und einen Niederdruckregler 32, die beide mit dem Kraftstofftank 30 verbunden sind, einen Niederdruckdurchgang (Zufuhrdurchgang) 33, der mit der Niederdruckkraftstoffpumpe 31 und dem Niederdruckregler 32 verbunden ist, einen Hochdruckdurchgang (Lieferungsdurchgang) 34, der mit der Hochdruckkraftstoffpumpe 20 verbunden ist, ein Lieferungs- bzw. Ausgabeventil 35, das in dem Hochdruckdurchgang 35 eingefügt ist, einen Akkumulator 36, der den von der Hochdruckkraftstoffpumpe 20 ausgegebenen bzw. gelieferten Kraftstoff akkumuliert oder speichert, und einen Entlastungsdurchgang 38, der den Akkumulator 36 und den Kraftstofftank 30 über ein Entlastungsventil 37 miteinander verbindet.
Die Hochdruckkraftstoffpumpe 20 zum Drücken von Kraftstoff zu einem hohen Druck enthält ein normalerweise offenes Flusssteuerventil 10, das ein elektromagnetisches Solenoid 11, eine Feder 12, einen Kraftstoffansauganschluss 13 und einen Ventilkörper 14 aufweist, einen Zylinder 21, der mit dem Flusssteuerventil 10 verbunden ist, einen Plunger(kolben) 22, der sich in dem Zylinder 21 hin- und herbewegt, und eine Druckkammer 23, die den Kraftstoff darin in einer Anstiegsperiode des Plungers 22 unter Druck setzt.
Ein unteres Ende des Plungers 22 ist in Druckkontakt mit der Pumpennocke 25, die an der Nockenwelle 24 angebracht ist, so dass dann, wenn die Pumpennocke 25 angetrieben wird, um sich in Verbindung mit der Drehung der Nockenwelle 24 zu drehen, veranlasst wird, dass sich der Plunger 22 im Zylinder 21 hin- und herbewegt, wodurch das Volumen der Druckkammer 23 geändert wird, um sich zu erweitern und zusammenzuziehen. Mit dem Akkumulator 36 sind Kraftstoffeinspritzventile 39 des Motors 40 zum Einspritzen von Kraftstoff in Verbrennungskammern in einzelnen Motorzylindern (nicht gezeigt) verbunden.
Das elektromagnetische Solenoid 11 und die Kraftstoffeinspritzventile 39 werden durch eine ECU (elektronische Steuereinheit) 60 mit einem Mikrocomputer gesteuert. Das bedeutet, dass die Kraftstoffeinspritzventile 39 unter der Steuerung der ECU 60 angetrieben werden, um sich zu öffnen und zu schließen, so dass über die Menge an Kraftstoff, die zum Motor 40 eingespritzt wird, und die Zeit einer Einspritzung auf eine geeignete Weise entschieden werden kann.
Zusätzlich wird das elektromagnetische Solenoid 11 des Flusssteuerventils 10 in der Hochdruckkraftstoffpumpe 20 betätigt, um sich zu schließen, indem es unter der Steuerung der ECU 60 mit Energie versorgt wird, wodurch über die Menge an Kraftstoff Q, die zu dem Akkumulator 36 ausgegeben wird, entschieden wird, wie es später beschrieben werden wird.
Andererseits wird in einem Zustand, in welchem die Anregung des elektromagnetischen Solenoids 11 gestoppt wird, das Flusssteuerventil 10 angetrieben, um sich unter der Wirkung der zwingenden Kraft der Feder 12 zu öffnen. Ein Kraftstoffdrucksensor 61 zum Erfassen des Kraftstoffdrucks PF im Akkumulator 36 ist im Akkumulator 36 eingebaut.
Ebenso sind als verschiedene Arten von Sensoren zum Erfassen des Betriebszustands des Motors 40 ein Kurbelwinkelsensor 62, der die Anzahl von Umdrehungen pro Minute NE des Motors 40 erfasst, ein Gaspedalpositionssensor 63, der das Betätigungsausmaß AP des Gaspedals (nicht gezeigt) erfasst, und ein Leerlauf-Erfassungsabschnitt 64, der einen Leerlauf-Betriebszustand des Motors 40 erfasst und ein Leerlaufbestimmungs-Flag Fi erzeugt, vorgesehen. Die Darstellung anderer wohlbekannter Sensoren ist weggelassen.
Der Motor-Betriebszustand, einschließlich beispielsweise der Motor-Drehzahl NE, des Ausmaßes einer Betätigung des Gaspedals AP, des Leerlaufbestimmungs-Flags Fi und so weiter, wird zusammen mit dem Kraftstoffdruck PF zur ECU 60 eingegeben, wo er zum Berechnen von Steuergrößen für die Kraftstoffeinspritzventile 39 und das elektromagnetische Solenoid 11 verwendet wird.
Im Kraftstoffzufuhrsystem in 1 ist der mit einer stromaufwärtigen Seite der Druckkammer 23 verbundene Niederdruckdurchgang 33 über die Niederdruckpumpe 31 mit dem Kraftstofftank 30 verbunden. Die Niederdruckkraftstoffpumpe 31 dient zum Ziehen von Kraftstoff nach oben in den Kraftstofftank 30 und zum Ausgeben von ihm zu dem Niederdruckdurchgang 33, so dass der so von der Niederdruckkraftstoffpumpe 31 ausgegebene Kraftstoff mittels des Niederdruckreglers 32 auf einen vorbestimmten Zufuhrdruck eingestellt wird.
Der Kraftstoff im Niederdruckdurchgang 33 wird über den Kraftstoffansauganschluss 13 im Flusssteuerventil 10 in die Druckkammer 23 eingeführt, wenn der Plunger 22 in der Hochdruckkraftstoffpumpe 20 sich im Zylinder 21 nach unten bewegt.
Andererseits ist der mit einer stromabwärtigen Seite der Druckkammer 23 verbundene Hochdruckdurchgang 34 mit dem Akkumulator 36 über das Entladeventil 35 verbunden. Das Ausgabeventil 35 fungiert als Absperrventil, um zuzulassen, dass Kraftstoff nur in einer Richtung von der Druckkammer 23 zum Akkumulator 36 läuft.
Der Akkumulator 36 akkumuliert und hält den Hochdruckkraftstoff, der von der Druckkammer 23 geliefert ist, und er ist gemeinsam mit den einzelnen Kraftstoffeinspritzventilen 3 zum Verteilen des Hochdruckkraftstoffs zu den jeweiligen Kraftstoffeinspritzventilen 39 verbunden.
Zusätzlich ist das mit dem Akkumulator 36 verbundene Entlastungsventil 37 in der Form eines normalerweise geschlossenen Ventils, das bei einem Kraftstoffdruck geöffnet wird, der höher als ein vorbestimmter Kraftstoffdruck ist (Ventilöffnungsdruck-Einstellwert) und es wird dann geöffnet, wenn der Kraftstoffdruck im Akkumulator 36 dahin gelangt, auf den Einstellwert des Ventilöffnungsdrucks des Entlastungsventils 37 oder darüber anzusteigen. Als Ergebnis wird der Kraftstoff im Stellglied bzw. Akkumulator 36, der dabei ist, zur den Ventilöffnungsdruck-Einstellwert oder darüber anzusteigen, über den Entlastungsdurchgang 38 zu dem Kraftstofftank 30 zurückgebracht, so dass der Kraftstoffdruck im Akkumulator 36 nicht exzessiv groß wird.
Während das Flusssteuerventil 10 in der Form eines normalerweise offenen elektromagnetischen Ventils ist, wird dann, wenn das elektromagnetische Solenoid 11 in einem nicht angeregten Zustand ist, der Kraftstoffansauganschluss 13 geöffnet, und somit wird das Flusssteuerventil 10 in einen offenen Zustand versetzt, um den Niederdruckdurchgang 33 und die Druckkammer 23 in Kommunikation miteinander zu versetzen.
In einem Fall, in welchem das Flusssteuerventil 10 geöffnet wird, wird dann, wenn sich der Plunger 22 in einer Richtung bewegt, um das Volumen der Druckkammer 23 zu erweitern oder zu vergrößern (zur unteren Seite in 1) (d.h. während des Ansaugens oder des Einlasshubs der Hochdruckkraftstoffpumpe 20), der von der Niederdruckkraftstoffpumpe 31 gelieferte Kraftstoff über den Niederdruckdurchgang 33 in die Druckkammer 23 gesaugt, wohingegen dann, wenn sich der Plunger 22 in einer Richtung bewegt, um das Volumen der Druckkammer 23 zusammenzuziehen (zur oberen Seite in 1) (während des Kraftzufuhrhubs der Hochdruckkraftstoffpumpe 20), das elektromagnetische Solenoid 11 des Flusssteuerventils 10 gegen die Zwangskraft der Feder 12 zu dem Zeitpunkt geschlossen wird, zu welchem das elektromagnetische Solenoid 11 angeregt wird.
Als Ergebnis wird der Kraftstoffansauganschluss 13 geschlossen, um die Kommunikation zwischen dem Niederdruckdurchgang 33 und der Druckkammer 23 zu unterbrechen, wodurch der Kraftstoffdruck in der Druckkammer 23 angehoben oder erhöht wird, um das Ausgabeventil 35 gemäß der Bewegung des Plungers 22 zu öffnen, so dass der so unter Druck gesetzte Kraftstoff zu dem Akkumulator 36 zugeführt wird.
Die Einstellung der Menge an Ausgabekraftstoff Q von der Hochdruckkraftstoffpumpe 20 wird durch Steuern der Startzeit des Schließens des Flusssteuerventils 10 während des Kraftzufuhrhubs durchgeführt. Das bedeutet, dass dann, wenn die Startzeit des Schließens des Flusssteuerventils 10 zu einer Voreilwinkelseite bewegt wird, um die Periode eines geschlossenen Ventils auf länger einzustellen, die Menge an Ausgabekraftstoff Q erhöht wird, wohingegen gegensätzlich dazu dann, wenn die Startzeit des Schließens des Flusssteuerventils 10 zu einer Nacheilwinkelseite bewegt wird, um die Periode des geschlossenen Ventils auf kürzer einzustellen, die Menge an Ausgabekraftstoff Q erniedrigt wird. Somit kann der Kraftstoffdruck PF im Akkumulator 36 durch Einstellen der Menge an Ausgabekraftstoff Q der Hochdruckkraftstoffpumpe 20 gesteuert werden.
Die ECU 60 nimmt den Kraftstoffdruck PF im Akkumulator 36, der durch den Kraftstoffdrucksensor 61 erfasst ist, die Motor-Drehzahl NE, die durch den Kurbelwinkelsensor 62 erfasst ist, und das Ausmaß einer Betätigung des Gaspedals AP, das durch den Gaspedalpositionssensor 63 erfasst ist, als Motor-Betriebszustandsinformation und entscheidet über den Solldruck PO basierend auf der so eingegebenen Information, wodurch die Menge an Ausgabekraftstoff Q der Hochdruckkraftstoffpumpe 20 gesteuert wird, indem über die Ventil-Schließzeit des Flusssteuerventils 10 entschieden wird, um den Kraftstoffdruck PF im Akkumulator 36 mit dem Soll Druck PO übereinstimmen zu lassen.
Als Nächstes wird auf eine spezifische Steuerfunktion der ECU 60 in 1 Bezug genommen werden, während auf 2 Bezug genommen wird.
2 ist ein Blockdiagramm, das die spezifische funktionelle Konfiguration der ECU 60 zeigt, wobei dieselben oder entsprechende wie diejenigen, wie sie oben beschrieben sind (siehe 1), durch dieselben Symbole identifiziert sind, während deren detaillierte Erklärung weggelassen ist.
In 2 sind mit der ECU 60 das oben angegebene Flusssteuerventil 10, der Kraftstoffdrucksensor 61, der Kurbelwinkelsensor 62, der Gaspedalpositionssensor 63 und der Leerlauferfassungsabschnitt 64 elektrisch verbunden, von welchen alle als externe Komponententeile dienen.
Die ECU 60 enthält einen Solldruck-Entscheidungsabschnitt 601, der über den Solldruck PO entscheidet, einen Druckabweichungs-Berechnungsabschnitt 602 in der Form eines Subtrahierers 602a, der eine Druckabweichung ΔPF berechnet, einen Druckabweichungskompensationsflussraten-Berechnungsabschnitt 603, der eine Druckabweichungskompensationsflussrate QP berechnet, einen Kraftstoffeinspritzmengen-Berechnungsabschnitt 604, der eine Menge an Einspritzkraftstoff QF berechnet, einen Soll-Kraftstoffausgabemengen-Entscheidungsabschnitt 605, der über eine Sollmenge an Ausgabekraftstoff QO entscheidet, einen Referenzantriebszeit-Entscheidungsabschnitt 606, der über eine Referenzantriebszeit TB entscheidet, einen Antriebszeit-Korrekturabschnitt 607, der einen Korrekturwert TI für die Referenzantriebszeit TB berechnet, einen Addierer 608, der über eine schließliche Antriebszeit TD entscheidet, einen Flusssteuerventil-Antriebsabschnitt 609, der das Flusssteuerventil 10 antreibt, einen Änderungsausmaß-Berechnungsabschnitt 610, der über ein Ausmaß einer Änderung ΔPF/dt der Druckabweichung ΔPF berechnet und einen Flussratenreduktions-Bestimmungsabschnitt 611, der einen Flussratenreduktionszustand der Menge an Ausgabekraftstoff Q bestimmt.
In der ECU 60 entscheidet der Solldruck-Entscheidungsabschnitt 601 über den Solldruck PO durch eine Abbildungssuche basierend auf der Anzahl von Motorumdrehungen pro Minute NE und dem Ausmaß an Betätigung des Gaspedals AP jeweils von den Sensoren 62, 63.
Der Subtrahierer 602a, der den Druckabweichungs-Berechnungsabschnitt 602 bildet, berechnet die Druckabweichung ΔPF (= PO – PF) zwischen dem Solldruck PO, über den durch den Solldruck-Entscheidungsabschnitt 601 entschieden ist, und dem Kraftstoffdruck PF, der durch den Kraftstoffdrucksensor 61 erfasst ist.
Der Druckabweichungskompensationsflussraten-Berechnungsabschnitt 603 berechnet die Druckabweichungskompensationsflussrate QP (= ΔPF × KP), die dafür erforderlich ist, die Druckabweichung ΔPF zu Null zu machen, in dem die Druckabweichung ΔPf mit einem Proportionalitätskoeffizienten KP multipliziert wird. Hier ist angenommen, dass der Proportionalitätskoeffizient KP im Voraus unter Verwendung einer experimentellen Technik, etc. eingestellt ist.
Der Kraftstoffeinspritzmengen-Berechnungsabschnitt 604 berechnet die Menge an Einspritzkraftstoff QF, um von jedem der Kraftstoffeinspritzventile 39 eingespritzt zu werden, gemäß dem Betriebszustand des Motors 40 (siehe 1).
Der Soll-Kraftstoffausgabemengen-Entscheidungsabschnitt 605 entscheidet über die Sollmenge des Ausgabekraftstoffs QO durch Addieren der Druckabweichungskompensationsflussrate QP, die durch den Druckabweichungskompensationsflussraten-Berechnungsabschnitt 603 berechnet ist, zu der Menge an Einspritzkraftstoff QF, die durch den Kraftstoffeinspritzmengen-Berechnungsabschnitt 604 berechnet ist.
Der Referenzantriebszeit-Entscheidungsabschnitt 606 hat einen Abbildungsspeicherabschnitt, der im Voraus als Abbildungsdaten eine Kraftstoffausgabemengenkennlinie speichert, die die Beziehung zwischen der Sollmenge an Ausgabekraftstoff QO der Hochdruckkraftstoffpumpe 20 und der Antriebszeit des Flusssteuerventils 10 darstellt.
Der Referenzantriebszeit-Entscheidungsabschnitt 606 wandelt die Sollmenge an Ausgabekraftstoff QO, über die durch den Sollkraftstoffausgabemengen-Entscheidungsabschnitt 605 entschieden ist, in die Referenzantriebszeit TB des Flusssteuerventils 10 unter Verwendung der im Voraus gespeicherten Kraftstoffausgabemengenkennliniendaten um.
Hier werden in einem Fall, in welchem die Kraftstoffausgabemengenkennlinie in Abhängigkeit von beispielsweise den Werten der Motordrehzahl NE, dem Solldruck PO und so weiter variiert, eine Vielzahl von Teilen von Kraftstoffausgabemengenkennliniendaten für jeweils die Motordrehzahl NE und den Solldruck PO im Voraus vorbereitet, und geeignete Teile der Krafstoffausgabemengenkennliniendaten werden gemäß der aktuell verwendeten Motordrehzahl NE und dem aktuell verwendeten Solldruck PO ausgewählt und verwendet, wodurch eine Differenz oder eine Variation der Effizienz einer Kraftstoffausgabeänderung für jeweils die Motordrehzahl NE und den Solldruck PO korrigiert werden kann.
Der Antriebszeit-Korrekturabschnitt 607 berechnet den Korrekturwert TI der Referenzantriebszeit TB beispielsweise als TI = TIn + KI oder TI = TIn – KI gemäß der Richtung (Polarität) des Vorzeichens der Druckabweichung ΔPF. Jedoch ist der Korrekturwert TI ein Wert, der sowohl positive als auch negative Vorzeichen annehmen kann. TIn ist der letzte Wert und KI ist ein Integrationskoeffizient.
Der Addierer 608 entscheidet über die schließliche Antriebszeit TD (= TB + TI) durch Addieren der Referenzantriebszeit TB und des Korrekturwerts TI miteinander.
Der Flusssteuerventil-Antriebsabschnitt 609 steuert zum Anregen des elektromagnetischen Solenoids 11 (siehe 1) im Flusssteuerventil 10 auf derartige Weise, dass das Flusssteuerventil 10 zu der schließlichen Antriebszeit TD geschlossen wird.
Der Änderungsausmaß-Berechnungsabschnitt 610 berechnet das Ausmaß einer Änderung ΔPF/dt der Druckabweichung ΔPF, über die durch den Druckabweichungs-Berechnungsabschnitt 602 entschieden ist, und gibt es zu der ECU 60 ein.
Der Leerlauf-Entscheidungsabschnitt 64 gibt das Leerlaufbestimmungs-Flag Fi (wobei z.B. "1" eingestellt wird, wenn bestimmt wird, dass der Motor 40 im Leerlauf ist) zu der ECU 60 ein.
Wenn die Sollmenge an Ausgabekraftstoff QO, über die durch den Soll-Kraftstoffausgabemengen-Entscheidungsabschnitt 605 entschieden ist, einen Wert innerhalb eines linearen Kennlinienbereichs der Kraftstoffausgabemengenkennliniendaten anzeigt (z.B. QLL < QO < QHH in 5, was später beschrieben wird), führt der Antriebszeit-Korrekturabschnitt 607 die Aktualisierung des Korrekturwerts TI der Referenzantriebszeit TB aus, wohingegen dann, wenn die Sollmenge an Ausgabekraftstoff QO einen Wert außerhalb des linearen Kennlinienbereichs anzeigt, der Antriebszeit-Korrekturabschnitt 607 die Aktualisierung des Korrekturwerts TI der Referenzantriebszeit TB unterbricht.
Zusätzlich führt der Antriebszeit-Korrekturabschnitt 607 dann, wenn das Leerlaufbestimmungs-Flag Fi einen Leerlauf- Betriebszustand (Fi = 1) des Motors 40 anzeigt, die Aktualisierung des Korrekturwerts TI der Referenzantriebszeit TB aus, wohingegen der Antriebszeit-Korrekturabschnitt 607 dann, wenn das Leerlaufbestimmungs-Flag Fi einen Nichtleerlauf-Betriebszustand (Fi = 0) des Motors 40 anzeigt, die Aktualisierung des Korrekturwerts TI der Referenzantriebszeit TB unterbricht.
Weiterhin führt der Antriebszeit-Korrekturabschnitt 607 dann, wenn das Ausmaß an Änderung ΔPF/dt, das durch den Änderungsausmaß-Berechnungsabschnitt 610 berechnet ist, klein ist und ein vorbestimmtes Ausmaß einer Änderung KD oder darunter anzeigt (d.h. wenn der Kraftstoffdruck PF zu dem Solldruck PO nicht in einem Übergangszustand ist), die Aktualisierung des Korrekturwerts TI der Referenzantriebszeit TB aus, wohingegen dann, wenn das Ausmaß an Änderung ΔPF/dt groß ist und das vorbestimmte Ausmaß an Änderung KD übersteigt (d.h. wenn der Kraftstoffdruck PF zu dem Solldruck PO einen Übergangszustand anzeigt), der Antriebszeit-Korrekturabschnitt 607 die Aktualisierung des Korrekturwerts TI der Referenzantriebszeit TB unterbricht.
Der Flussratenreduktions-Bestimmungsabschnitt 611 berechnet den Korrekturwert TIL für einen Bereich niedriger Flussrate und den Korrekturwert TIH für einen Bereich hoher Flussrate basierend auf der Sollmenge an Ausgabekraftstoff QO, über die durch den Soll-Kraftstoffausgabemengen-Entscheidungsabschnitt 605 entschieden ist, und dem Korrekturwert TI von dem Antriebszeit-Korrekturabschnitt 607, bestimmt, wenn angezeigt wird, dass der Korrekturwert TIH für einen Bereich hoher Flussrate bezüglich eines Winkels mehr fortgeschritten ist als der Korrekturwert TIL für einen Bereich niedriger Flussrate, dass die Menge an Ausgabekraftstoff Q sich zu der Antriebszeit des Flusssteuerventils 10 reduziert, und gibt das Ergebnis der Bestimmung zu dem Referenzantriebszeit-Entscheidungsabschnitt 606 ein.
Das bedeutet, dass der Flussratenreduktions-Bestimmungsabschnitt 611 als den Korrekturwert TIL für einen Bereich niedriger Flussrate den Korrekturwert TI zu der Zeit speichert, zu welche die Sollmenge an Ausgabekraftstoff QO in dem vorbestimmten Bereich niedriger Flussrate ist (d.h. in einem Bereich von QLL < QO < QLH in 10, was später beschrieben wird), speichert, ebenso als den Korrekturwert TIH für einen Bereich hoher Flussrate den Korrekturwert TI zu der Zeit speichert, zu welcher die Sollmenge an Ausgabekraftstoff QO in einem vorbestimmten Bereich hoher Flussrate ist (d.h. in einem Bereich von QHL < QO < QHH in 10), und bestimmt, wenn angezeigt wird, dass der Korrekturwert TIH für einen Bereich hoher Flussrate bezüglich eines Winkels mehr fortgeschritten ist als der Korrekturwert TIL für einen Bereich niedriger Flussrate, das die Menge an Ausgabekraftstoff Q zu der Antriebszeit des Flusssteuerventils 10 in einem Flussraten-Reduktionszustand ist.
Hier ist zu beachten, dass dann, wenn der Korrekturwert TIL für einen Bereich niedriger Flussrate und der Korrekturwert TIH für einen Bereich hoher Flussrate gespeichert sind, beispielsweise eine Vielzahl von Korrekturwerten TI in jedem Flussratenbereich eingelesen werden können und ein Durchschnittswert davon verwendet werden kann.
Wenn der Flussratenreduktions-Bestimmungsabschnitt 611 bestimmt, dass die Menge an Ausgabekraftstoff Q zu der Antriebszeit des Flusssteuerventils 10 in einem Flussraten-Reduktionszustand ist, aktualisiert der Referenzantriebszeit-Entscheidungsabschnitt 606 die Kraftstoffausgabemengenkennliniendaten durch Ändern des Werts der Sollmenge an Ausgabekraftstoff QO (die im Voraus gespeichert ist) zu der Antriebszeit des Flusssteuerventils 10 zu einem Wert, der kleiner als der aktuelle Wert ist.
Nun wird auf einen spezifischen Steuerbetrieb der ECU 60 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung Bezug genommen werden, während auf ein Ablaufdiagramm in 3 Bezug genommen wird.
In 3 liest die ECU 60 zuallererst die Motordrehzahl NE, das Ausmaß an Betätigung des Gaspedals AP und den Kraftstoffdruck PF und die Menge an Einspritzkraftstoff QF ein (Schritt S101), und entscheidet der Solldruck-Entscheidungsabschnitt 601 über den Solldruck PO durch eine Abbildungssuche basierend auf der Anzahl von Motorumdrehungen pro Minute NE und dem Ausmaß an Betätigung des Gaspedals AP (Schritt S102).
Darauf folgend berechnet der Druckabweichungs-Berechnungsabschnitt 602 die Druckabweichung ΔPF = (= PO – PF) zwischen dem Solldruck PO und dem Kraftstoffdruck PF (Schritt S103) und berechnet der Druckabweichungskompensationsflussraten-Berechnungsabschnitt 603 die Druckabweichungskompensationsflussrate QP (= ΔPF × KP), die dafür erforderlich ist, die Druckabweichung ΔPF zu Null zu machen, indem die Druckabweichung ΔPF mit dem Proportionalitätskoeffizienten KP multipliziert wird (Schritt S104).
Zusätzlich entscheidet der Soll-Kraftstoffausgabemengen-Entscheidungsabschnitt 605 über die Sollmenge an Ausgabekraftstoff QO (= QP + QP) durch Addieren der Druckabweichungskompensationsflussrate QP und der Menge an Einspritzkraftstoff QF miteinander (Schritt S105).
Darauf folgend wandelt der Referenzantriebszeit-Entscheidungsabschnitt 606 die Sollmenge an Ausgabekraftstoff QO in die Referenzantriebszeit TB des Flusssteuerventils 10 unter Verwendung der Kraftstoffausgabemengenkennliniendaten um, die die Beziehung zwischen der Sollmenge an Ausgabekraftstoff QO der Hochdruckkraftstoffpumpe 20 und der Antriebszeit des Flusssteuerventils 10 anzeigen, und gibt die Referenzantriebszeit TB zum Addierer 608 ein (Schritt S106).
Hier ist zu beachten, dass dann, wenn eine Vielzahl von Teilen von Kraftstoffausgabemengenkennliniendaten für jeweils die Motordrehzahl NE und den Solldruck PO in dem Referenzantriebszeit-Entscheidungsabschnitt 606 angesichts der Kraftstoffausgabeeffizienz vorbereitet sind, wie es oben angegeben ist, geeignete Kraftstoffausgabemengenkennliniendaten gemäß der im Schritt S101 gelesenen Motordrehzahl NE und gemäß dem Solldruck PO, über den im Schritt S102 entscheiden ist, ausgewählt und verwendet werden.
Dann bestimmt der Antriebszeit-Korrekturabschnitt 607, um zu bestimmen, ob die Aktualisierung des Korrekturwerts TI in Bezug auf die Referenzantriebszeit TB zugelassen ist, über die im Schritt S106 entschieden ist, ob ein Aktualisierungszulassungsflag F "1" ist (Schritt S107).
Wenn im Schritt S107 F = 0 bestimmt wird (d.h. NEIN), geht der Steuerablauf zu einem Schritt S112, der später beschrieben wird, wohingegen dann, wenn im Schritt S107 F = 1 bestimmt wird (d.h. JA), die Richtung des Vorzeichens der Druckabweichung ΔPF (d.h. ΔPF < 0, ΔPF = 0 oder ΔPF > 0) darauf folgend bestimmt wird (Schritt S108).
Wenn im Schritt S108 bestimmt wird, dass das Vorzeichen der Druckabweichung ΔPF negativ ist (ΔPF < 0), wird der Korrekturwert TIn der Referenzantriebszeit TB durch den vorbestimmten Wert KI subtrahiert, um einen neuen Korrekturwert TI = TIn – KI zur Verfügung zu stellen (Schritt S109), und geht der Steuerablauf weiter zu dem Schritt S112. Zusätzlich wird dann, wenn im Schritt S108 bestimmt wird, dass das Vorzeichen der Druckabweichung ΔPF weder positiv noch negativ ist (d.h. ΔPF = 0), der Korrekturwert TI der Referenzantriebszeit TB nicht aktualisiert und wird der aktuelle Wert TI unverändert gehalten (Schritt S110), worauf folgend der Steuerablauf weiter zu dem Schritt S112 geht. Weiterhin wird dann, wenn im Schritt S108 bestimmt wird, dass das Vorzeichen der Druckabweichung ΔPF positiv ist (ΔPF > 0), der Korrekturwert TIn der Referenzantriebszeit TB mit dem vorbestimmten Wert KI addiert, um einen neuen Korrekturwert TI = TIn + KI zur Verfügung zu stellen (Schritt S111), und geht der Steuerablauf weiter zum Schritt S112. Hier ist zu beachten, dass dann, wenn eine Verarbeitung immer "F = 1" ergibt (Aktualisierungszulassungszustand), der Steuerablauf vom Schritt S107 zum Schritt S108 weitergehen wird.
Darauf folgend wird in einem Schritt S112 und einem Schritt S113 die Verarbeitung eines Begrenzens des Korrekturwerts TI der Referenzantriebszeit TB auf innerhalb eines voreingestellten vorbestimmten Bereichs ausgeführt. Zu dieser Zeit ist der vorbestimmte Bereich entsprechend einem korrigierbaren Bereich der Referenzantriebszeit TB als innerhalb des maximalen Zeitvariationsbereichs eingestellt, der bei einem normalen Betrieb angenommen werden kann.
Nach den Schritten S107 bis S111 wird der Korrekturwert TI der Referenzantriebszeit TB zuerst bis zu einem maximalen Wert TIMAX begrenzt (Schritt S112). Als Ergebnis wird vermieden, dass der Korrekturwert TI der Referenzantriebszeit TB korrigiert wird, um sich zu der positiven Seite (der Nacheilwinkelseite) von dem maximalen Wert TIMAX aus zu erhöhen.
Ebenso wird der Korrekturwert TI der Referenzantriebszeit TB bis zu einem minimalen Wert TIMIN begrenzt (Schritt S113). Als Ergebnis wird vermieden, dass der Korrekturwert TI der Referenzantriebszeit TB korrigiert wird, um sich von dem minimalen Wert TIMIN aus zu der negativen Seite (der Voreil-Winkelseite) zu erniedrigen.
Darauf folgend werden die Referenzantriebszeit TB, über die im Schritt S106 entschieden ist, und der Korrekturwert TI der Referenzantriebszeit TB, der in den Schritt S112 und S113 begrenzt ist, addiert, um die schließliche Antriebszeit TD (= TB + TI) zur Verfügung zu stellen (Schritt S114).
Schließlich wird das Flusssteuerventil 10 gesteuert, um bei der schließlichen Antriebszeit TD angetrieben zu werden, die im Schritt S114 berechnet ist (Schritt S115), und wird das Verarbeitungsprogramm der 3 beendet.
Als Nächstes wird auf einen Steuerbetrieb zu der Zeit Bezug genommen werden, zu welcher der Solldruck PO sich nach einer Anwendung eines Verfahrens zum Steuern der Ventil-Schließzeit des Flusssteuerventils 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung plötzlich auf eine stufenweise Art ändert, während auf 4 und 5 Bezug genommen wird, die jeweils gleich der 15 und der 16 sind, die oben angegeben sind.
4 ist ein Zeitdiagramm, das einen Steuerbetrieb gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zu der Zeit zeigt, zu welcher sich der Solldruck PO plötzlich ändert, wobei in der Reihenfolge von oben nach unten der Kraftstoffdruck PF und der Solldruck PO (Linie mit abwechselnd langen und kurzen Strichen), die Druckabweichungskompensationsflussrate QP, die Menge an Einspritzkraftstoff QF, die Sollmenge an Ausgabekraftstoff QO, der Korrekturwert TI der Referenzantriebszeit TD und die schließliche Ventil-Schließzeit TD dargestellt sind.
In 4 ist gleich der oben angegebenen 15 ein Betriebsbeispiel gezeigt, wobei sich nur der Solldruck PO plötzlich um ein Ausmaß einer Druckerhöhung pf1 zu der Hochdruckseite zu einem Zeitpunkt T41 von einem Anfangszustand aus (einem Zustand vor dem Zeitpunkt T41) ändert, in welchem der Solldruck PO und der Kraftstoffdruck PF miteinander übereinstimmen, wobei die Menge an Einspritzkraftstoff QF gleich qf2 (QF = qf2) ist und die schließliche Antriebszeit TD gleich dt3 (TD = dt3) ist.
Hierin nachfolgend wird eine Erklärung unter der Annahme angegeben werden, dass die Menge an Einspritzkraftstoff QF (= qf2) sich vor und nach einer stufenweisen Änderung des Solldrucks PO nicht ändert.
Zusätzlich ist 5 eine erklärende Ansicht, die die Beziehung zwischen der schließlichen Antriebszeit TD und der Sollmenge an Ausgabekraftstoff QO des Flusssteuerventils 10 (Kraftstoffausgabemengenkennlinie) darstellt, wobei Arbeitspunkte A3 und A5 im Betriebszustand der 4 hinzugefügt sind.
Hier ist zu beachten, dass Abbildungsdaten in 5 zeigen, über welche Antriebszeit selektiv entschieden werden sollte, wenn die Sollmenge an Ausgabekraftstoff QO auszugeben ist, wobei die Abszissenachse den Tastgrad DT entsprechend der Ventil-Schließzeit (Winkel) des Flusssteuerventils 10 darstellt. Das bedeutet, dass bei der vorliegenden Erfindung dann, wenn die Ventil-Schließzeit des Flusssteuerventils 10 gesteuert wird, über die Ventil-Schließzeit (= Antriebswinkel) zum Erreichen der Sollmenge an Ausgabekraftstoff QO unter Verwendung einer Karte entscheiden wird, die die Beziehung zwischen dem Tastgrad DT auf der Abszissenachse (Ventil-Schließzeit) und der Sollmenge an Ausgabekraftstoff QO der Hochdruckkraftstoffpumpe 20 auf der Ordinatenachse zeigt.
Da in dem Anfangszustand (dem Zustand vor dem Zeitpunkt T41) in 4 der Solldruck PO und der Kraftstoffdruck PF miteinander übereinstimmen, wie es oben angegeben ist, zeigt die Druckabweichungskompensationsflussrate QP im Wesentlichen Null an und ist die Menge an Einspritzkraftstoff QF (= qf2) konstant, so dass die Sollmenge an Ausgabekraftstoff QO (= QP + QF = qf2) auch ein konstanter oder fester Wert wird.
Zusätzlich ist in einem Zustand, in welchem es keine Variation im Kraftstoffzufuhrsystem gibt, der Korrekturwert TI der Referenzantriebszeit TB auch im Wesentlichen Null und in einem stationären Zustand. Demgemäß wird die Ventil-Schließzeit des Flusssteuerventils 10 mit dem Tastgrad DT (= dt3) gesteuert, so dass die schließliche Ventil-Schließzeit TD und die Sollmenge an Ausgabekraftstoff QO, über die auf der Basis der Sollmenge an Ausgabekraftstoff QO (= qf2) unter Verwendung der Kraftstoffausgabemengenkennlinie (siehe 5) entschieden ist, in ihren jeweiligen Anfangszuständen beibehalten werden, um dadurch in 5 in einem Arbeitspunkt A3 zu resultieren (d.h. der schließlichen Ventil-Schließzeit TD und der Sollmenge an Ausgabekraftstoff QO (= qf2) entsprechend DT (= dt3)).
Darauf folgend wird dann, wenn sich der Solldruck PO plötzlich um ein Ausmaß einer Druckerhöhung pf1 zu der Hochdruckseite zu einem Zeitpunkt T41 in 4 ändert, eine positive Druckabweichung ΔPF (= PO – PF = pf1) erzeugt, und somit wird die Druckabweichungskompensationsflussrate QP (= pf1 × KP) berechnet und zu der Sollmenge an Ausgabekraftstoff QO addiert, wodurch die Sollmenge an Ausgabekraftstoff QO auf QO = qf2 + qp1 erhöht wird.
Ebenso ändert sich die schließliche Ventil-Schließzeit TD, über die durch Verwenden der Kraftstoffausgabemengenkennlinie (5) entschieden ist, auf eine stufenweise Art von einem Wert entsprechend dem Tastgrad DT (= dt3) zu einem Wert entsprechend einem Tastgrad DT (= dt5). Zu dieser Zeit ändert sich der Arbeitspunkt von einer Position A3 zu einer Position A5 in 5 auf eine stufenweise Art. Das bedeutet, dass aufgrund der Änderung der schließlichen Antriebszeit TD von TD = dt3 zu TD = dt5 die Sollmenge an Ausgabekraftstoff QO, die von der Hochdruckkraftstoffpumpe ausgegeben wird, sofort von QO = qf2 zu QO = qf2 + qp1 erhöht wird. Die Sollmenge an Ausgabekraftstoff QO (= qf2 + qp1), die so erhöht ist, wirkt zum schnellen Anheben des Kraftstoffdrucks PF um das Ausmaß an Druckerhöhung pf1, gleich wie es oben angegeben ist (13).
Demgemäß wird ab dem Zeitpunkt T41 in 4 aufwärts die Druckabweichung ΔPF kleiner als das Ausmaß an Druckerhöhung pf1 gemäß der sich erhöhenden Sollmenge an Ausgabekraftstoff QO, gleich wie es oben angegeben ist (13), so dass die Druckabweichungskompensationsflussrate QP auch entsprechend kleiner als die Erhöhung qp1 wird und zu einem Zeitpunkt T42, zu welchem die Druckabweichung ΔPF zu Null zurückkehrt, zu QP = 0 zurückkehrt. In dieser Periode wird die schließliche Antriebszeit TD, die sich auf eine stufenweise Art bis zu einem Wert oder einer Zeit entsprechend dem Tastgrad DT = dt5 geändert hat, in Verbindung mit der kleiner werdenden Druckabweichung ΔPF auch kleiner.
Andererseits bleibt in einer Periode ab dem Zeitpunkt T41, zu welchem sich der Solldruck PO auf eine stufenweise Art änderte, bis zu einem Zeitpunkt T42, zu welchem die Druckabweichung ΔPF zu Null zurückkehrt, der Korrekturwert TI der Referenzantriebszeit TB, obwohl er sich zu einem gewissen Ausmaß aufgrund einer erzeugten positiven Druckabweichung ΔPF erhöht, in einem Bereich äquivalent zu demjenigen, der oben beschrieben ist (13).
Demgemäß konvergiert der Kraftstoffdruck PF in 4 in Richtung zu dem Solldruck PO, während er ein Verhalten mit einem gewissen Überschießen aufgrund des exzessiv erhöhten Korrekturwerts TI der Referenzantriebszeit TB zu dem Zeitpunkt T42 zeigt, zu welchem die Druckabweichung ΔPF zu Null zurückkehrt. Von dem Zeitpunkt T43 aufwärts, zu welchem der Kraftstoffdruck PF vollständig zu dem Solldruck PO konvergierte, gelangen der Solldruck PO und der Kraftstoffdruck PF dahin, wieder miteinander übereinzustimmen, während die Ventil-Schließzeit bei der schließlichen Antriebszeit TD (entsprechend einem Wert von DT = dt3) gesteuert wird, wie im Anfangszustand, so dass die Druckabweichungskompensationsflussrate QP und der Korrekturwert TI der Referenzantriebszeit TB zu einem stationären Zustand zurückkehren, in welchem sie im Wesentlichen Null sind.
Somit kann das Problem nach dem Stand der Technik, das oben angegeben ist, gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gelöst oder verbessert werden.
Wie es oben beschrieben ist, enthält die Hochdruckkraftstoffpumpen-Steuervorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die verschiedenen Arten von Sensoren 62 bis 64, die den Betriebszustand des Motors 40 erfassen, die Kraftstoffeinspritzventile 39, die Kraftstoff zu den jeweiligen Verbrennungskammern des Motors 40 zuführen, die Hochdruckkraftstoffpumpe 20, die Kraftstoff unter Druck zu den Kraftstoffeinspritzventilen 39 zuführt, das Flusssteuerventil 10, das die Menge an Ausgabekraftstoff Q der Hochdruckkraftstoffpumpe 20 einstellt, den Solldruck-Entscheidungsabschnitt 601, der über den Solldruck PO entsprechend dem Betriebszustand des Motors 40 entscheidet, den Kraftstoffdrucksensor 61, der den von der Hochdruckkraftstoffpumpe 20 zu den Kraftstoffeinspritzventilen 39 zugeführten Kraftstoffdruck PF erfasst, den Druckabweichungs-Berechnungsabschnitt 602, der die Druckabweichung ΔPF zwischen dem Solldruck PO und dem Kraftstoffdruck PF berechnet, den Druckabweichungskompensationsflussraten-Berechnungsabschnitt 603, der die Druckabweichungskompensationsflussrate QP berechnet, die dafür erforderlich ist, die Druckabweichung ΔPF zu Null zu machen, indem die Druckabweichung ΔPF mit dem Proportionalitätskoeffizienten KP multipliziert wird, und den Kraftstoffeinspritzmengen-Berechnungsabschnitt 604, der die Menge an Einspritzkraftstoff QF von jedem der Kraftstoffeinspritzventile 39 gemäß dem Betriebszustand des Motors 40 berechnet.
Zusätzlich enthält die Hochdruckkraftstoffpumpen-Steuervorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weiterhin den Soll-Kraftstoffausgabemengen-Entscheidungsabschnitt 605, der über die Sollmenge an Ausgabekraftstoff QO der Hochdruckkraftstoffpumpe 20 entscheidet, indem die Druckabweichungskompensationsflussrate QP und die Menge an Einspritzkraftstoff QF miteinander addiert werden, den Abbildungsspeicherabschnitt, der im Voraus als Abbildungsdaten die Kraftstoffausgabemengenkennlinie speichert, die die Beziehung zwischen der Sollmenge an Ausgabekraftstoff QO und der Antriebszeit des Flusssteuerventils 10 darstellt, den Referenzantriebszeit-Entscheidungsabschnitt 606, der über die Referenzantriebszeit TB des Flusssteuerventils 10 entsprechend der Sollmenge an Ausgabekraftstoff QO durch Verwenden der Kraftstoffausgabemengenkennlinie entscheidet, den Antriebszeit-Korrekturabschnitt 607, der den Korrekturwert TI der Referenzantriebszeit TB in Reaktion auf die Richtung des Vorzeichens der Druckabweichung ΔPF berechnet, und den Flusssteuerventil-Antriebsabschnitt 609, der das Flusssteuerventil 10 bei der schließlichen Antriebszeitgabe TD antreibt, die durch den Antriebszeit-Korrekturabschnitt 607 korrigiert worden ist.
Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wie es oben aufgebaut ist, wird, um über die Ventil-Schließzeit des Flusssteuerventils 10 zu entscheiden, zuerst die Druckabweichungskompensationsflussrate QP, die dafür erforderlich ist, die Druckabweichung ΔPF zu Null zu machen, nach einer Berechnung der Druckabweichung ΔPF berechnet, und wird die Menge an Einspritzkraftstoff QF berechnet, wonach über die Sollmenge an Ausgabekraftstoff QO der Hochdruckkraftstoffpumpe entschieden wird, indem die Druckabweichungskompensationsflussrate QP und die Menge an Einspritzkraftstoff QF, die so erhalten sind, miteinander addiert werden.
Spezifisch wird bei dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine basierend auf der Druckabweichung ΔPf erhaltene proportionale Steuerung nicht als Rückkoppel-Proportionalterm DP der Ventil-Schließzeit berechnet, wie beim oben angegebenen Stand der Technik, sondern als der Rückkoppel-Proportionalterm der Sollmenge an Ausgabekraftstoff QO (Druckabweichungskompensationsflussrate QP).
Ebenso wird die Menge an Einspritzkraftstoff QF nicht als der Mitkoppelterm DF der Ventil-Schließzeit berechnet, wie beim oben angegebenen Stand der Technik, sondern als der Mitkoppelabsatz der Sollmenge an Ausgabekraftstoff QO.
Darauf folgend wandelt der Referenzantriebszeit-Entscheidungsabschnitt 606 die Sollmenge an Ausgabekraftstoff QO in die Referenzantriebszeit TB des Flusssteuerventils 10 durch Verwenden der Kraftstoffausgabemengenkennlinie um.
Zu dieser Zeit wird beispielsweise eine Vielzahl von Teilen von Kraftstoffausgabemengenkennliniendaten im Voraus für jeweils die Motordrehzahl NE und den Solldruck PO vorbereitet, und die Differenz oder Variation der Effizienz der Menge an Ausgabekraftstoff, die sich gemäß der Motordrehzahl NE und dem Solldruck PO ändert, kann durch Auswählen geeigneter Teile von Kraftstoffausgabemengenkennliniendaten entsprechend der erfassten Motordrehzahl NE und des erfassten Solldrucks PO korrigiert werden.
Darüber hinaus wird dann, wenn der Kraftstoffdruck PF nicht mit dem Solldruck PO übereinstimmt, obwohl die Ventil-Schließzeit auf die Referenzantriebszeit TB gesteuert worden ist, die Referenzantriebszeit TB auf einen Wert auf der Voreilwinkelseite oder auf der Nacheilwinkelseite durch den Korrekturwert TI in Reaktion auf die Richtung des Vorzeichens der Druckabweichung ΔPF korrigiert, so dass das Flusssteuerventil 10 derart gesteuert wird, dass es bei der so korrigierten schließlichen Antriebszeit TD gesteuert wird.
Auf diese Weise wird über die Referenzantriebszeit TB basierend auf der Kraftstoffausgabemengenkennlinie (5) durch Verwenden der Sollmenge an Ausgabekraftstoff QO, die durch Addieren der Druckabweichungskompensationsflussrate QP, die dafür erforderlich ist, die Druckabweichung ΔPF zu Null zu machen, und der Menge an Einspritzkraftstoff QF miteinander, entschieden wird, und die schließliche Ventil-Schließzeit des Flusssteuerventils 10 wird durch Korrigieren der Referenzantriebszeit TB mit der Verwendung des Korrekturwerts TI gesteuert, der in Reaktion auf die Richtung des Vorzeichens der Druckabweichung ΔPf berechnet worden ist, wodurch eine geeignete Menge an Ausgabekraftstoff Q gesteuert werden kann, um über den gesamten Bereich der Kraftstoffausgabemengenkennlinie ausgegeben zu werden.
Weiterhin kann durch Vermeiden einer Erhöhung der Periode, in welcher der Kraftstoffdruck PF und der Solldruck PO nicht miteinander übereinstimmen, eine optimale Verbrennungsleistung erhalten werden, wodurch es möglich gemacht wird, eine Fahrbarkeit und Abgas zu verbessern.
Weiterhin wird durch Begrenzen des Korrekturwerts TI der Referenzantriebszeit TB auf innerhalb des voreingestellten vorbestimmten Bereichs der korrigierbare Bereich der Referenzantriebszeit TB innerhalb des maximalen Zeitvariationsbereichs eingestellt, der bei einem normalen Betrieb angenommen werden kann, wovon es ein Ergebnis ist, das der Korrekturwert TI niemals auf einen anormalen Wert eingestellt werden kann.
Ausführungsbeispiel 2
Bei dem oben angegebenen ersten Ausführungsbeispiel ist keine spezifische Angabe über den Aktualisierungszustand des Korrekturwerts TI im Antriebszeit-Korrekturabschnitt 607 gemacht worden, aber beispielsweise dann, wenn das Ausmaß an Änderung ΔPF/dt der Druckabweichung ΔPF einen Wert anzeigt, der gleich dem bis kleiner als das vorbestimmte Ausmaß einer Änderung KD ist, wie es zuvor angegeben ist, oder dann, wenn die Sollmenge an Ausgabekraftstoff QO einen Wert innerhalb des linearen Kennlinienbereichs der Kraftstoffausgabemengenkennlinie anzeigt, oder dann, wenn der Motor 40 einen Leerlaufbetriebszustand anzeigt, wie es oben angegeben ist, lässt der Antriebszeit-Korrekturabschnitt 607 die Aktualisierung des Korrekturwerts TI der Referenzantriebszeit TB zu.
Nun wird auf einen Steuerbetrieb für ein Entscheiden über ein Aktualisierungszulassungs-Flag F (d.h. einen Aktualisierungszustand für den Korrekturwert TI) gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung Bezug genommen werden, während auf ein Ablaufdiagramm in 6 zusammen mit den 1 bis 5 Bezug genommen wird.
6 zeigt spezifisch die Entscheidungsverarbeitung des Aktualisierungszulassungs-Flags F, das bei dem oben angegebenen Schritt S107 verwendet wird (siehe 3). Das Aktualisierungszulassungs-Flag F zeigt an, ob die Aktualisierung des Korrekturwerts TI der Referenzantriebszeit TB zugelassen ist.
In 6 berechnet der Änderungsausmaß-Berechnungsabschnitt 610 zuallererst das Ausmaß einer Änderung ΔPF/dt der Druckabweichung ΔPF, die im oben angegebenen Schritt S103 (3) berechnet ist (Schritt S201).
Hier ist zu beachten, dass als das Ausmaß einer Änderung ΔPF/dt der Druckabweichung ΔPF nicht nur das Ausmaß einer Änderung pro Einheitszeit ΔPF/dt angenommen werden kann, sondern auch die Zeitänderungsrate des Bewegungsdurchschnitts der Druckabweichung ΔPF, eine Abweichung zwischen dem letzten berechneten Wert und dem aktuellen berechneten Wert der Druckabweichung ΔPF, etc.
Darauf folgend wird bestimmt, ob der Absolutwert |ΔPF/dt| des Ausmaßes an Änderung ΔPF/dt kleiner als das vorbestimmte Ausmaß an Änderung KD ist (Schritt S202), wenn es als |ΔPF/dt| > KD bestimmt wird (das heißt NEIN), wird angenommen, dass die Druckabweichung ΔPF noch in einem Zustand eines Änderns ist und geht der Steuerablauf weiter zu einem später zu beschreibenden Schritt S207.
Wenn andererseits im Schritt S202 |ΔPF/dt| < KD bestimmt wird (das heißt JA), wird angenommen, dass die Druckabweichung ΔPF nicht so sehr in einem Zustand eines Änderns ist und wird die Sollmenge an Ausgabekraftstoff QO, über die im oben angegebenen Schritt S105 (3) entschieden ist, eingelesen (Schritt S203).
Darauf folgend wird bestimmt, ob die Sollmenge an Ausgabekraftstoff QO einen Wert innerhalb des linearen Kennlinienbereichs der Kraftstoffausgabemengenkennlinie anzeigt (d.h. QLL < QO < QHH in 5) (Schritt S204), und dann, wenn bestimmt wird, dass die Sollmenge an Ausgabekraftstoff QO einen Wert innerhalb des linearen Kennlinienbereichs anzeigt (d.h. JA), wird das Aktualisierungszulassungs-Flag F auf "1" gesetzt (Schritt S208) und wird aus dem Verarbeitungsprogramm der 6 ausgetreten.
Als Ergebnis werden dann, wenn die Sollmenge an Ausgabekraftstoff QO einen Wert innerhalb des linearen Kennlinienbereichs anzeigt (QLL < QO < QHH), die Prozesse in den oben angegebenen Schritten S108 bis S111 (3) ausgeführt, so dass der Korrekturwert TI der Referenzantriebszeit TB aktualisiert wird.
Wenn andererseits im Schritt S204 bestimmt wird, dass die Sollmenge an Ausgabekraftstoff QO kein Wert innerhalb des linearen Kennlinienbereichs ist (QLL < QO < QHH) (das heißt NEIN), wird das Leerlaufbestimmungs-Flag Fi eingelesen (Schritt S205) und wird eine Bestimmung diesbezüglich, ob der Motor 40 in einem Leerlaufbetriebszustand ist, demgemäß durchgeführt, ob das Leerlaufbestimmungs-Flag Fi 1 ist (Fi = 1) (Schritt S206).
Wenn im Schritt S206 Fi = 1 bestimmt wird (d.h. JA), wird das Aktualisierungszulassungs-Flag F auf "1" gesetzt (Schritt S208) und wird aus dem Verarbeitungsprogramm der 6 ausgetreten.
Als Ergebnis werden selbst dann, wenn die Sollmenge an Ausgabekraftstoff QO kein Wert innerhalb des linearen Kennlinienbereichs ist (QLL < QO < QHH), die Prozesse in den oben angegebenen Schritten S108 bis S111 ausgeführt, wenn der Motor 40 im Leerlaufzustand ist, und wird die Aktualisierung des Korrekturwerts TI der Referenzantriebszeit TB ausgeführt.
Wenn andererseits Fi = 0 im Schritt S206 bestimmt wird (d.h. NEIN), wird das Aktualisierungszulassungs-Flag F auf "0" gesetzt (Schritt S207) und wird aus dem Verarbeitungsprogramm der 6 ausgetreten.
Als Ergebnis werden dann, wenn das Ausmaß an Änderung ΔPF/dt der Druckabweichung ΔPF groß ist (d.h. |ΔPF/dt| > KD) oder wenn die Sollmenge an Ausgabekraftstoff QO kein Wert innerhalb des linearen Kennlinienbereichs ist (QLL < QO < QHH) oder wenn der Motor 40 nicht in einem Leerlaufbetriebszustand ist ((Fi = 0), die Prozesse in den oben angegebenen Schritten S108 bis 111 nicht ausgeführt, sondern umgangen oder übersprungen und wird der Korrekturwert TI der Referenzantriebszeit TB nicht aktualisiert.
Somit aktualisiert der Antriebszeit-Korrekturabschnitt 607 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dann, wenn die Sollmenge an Ausgabekraftstoff QO einen Wert innerhalb des linearen Kennlinienbereichs (d.h. QLL < QO < QHH) der Kraftstoffausgabemengenkennlinien (5) anzeigt, den Korrekturwert TI der Referenzantriebszeit TB. Anders ausgedrückt wird der Korrekturwert TI nur dann aktualisiert, wenn die Sollmenge an Ausgabekraftstoff QO innerhalb des linearen Kennlinienbereichs (d.h. eines Bereichs mit einer im Wesentlichen linearen Kennlinie) der im Voraus gespeicherten Kraftstoffausgabemengenkennlinie ist, wohingegen die Aktualisierung des Korrekturwerts TI unterbrochen wird, wenn die Sollmenge an Ausgabekraftstoff QO außerhalb des linearen Kennlinienbereichs ist.
Demgemäß kann in einem Fall, in welchem eine Abweichung in Bezug auf die aktuelle Betriebsposition des Plungers 22 in der Hochdruckkraftstoffpumpe 20 auftritt, vermieden werden, dass sich eine Variation bzw. Änderung des Korrekturwerts TI der Referenzantriebszeit TB ausbreitet, wodurch eine Variation der schließlichen Antriebszeit TD unterdrückt werden kann.
Hier wird eine zusätzliche Erklärung bezüglich des Schwankungs- bzw. Variationsunterdrückungseffekts der schließlichen Antriebszeit TD in einem Fall durchgeführt werden, in welchem veranlasst ist, dass die Sollmenge an Ausgabekraftstoff QO, die innerhalb des linearen Kennlinienbereichs ist, ein Aktualisierungszustand für den Korrekturwert TI zu sein, während auf eine erklärende Ansicht der 7 entsprechend der oben angegebenen 5 Bezug genommen wird.
In 7 sind eine normale Kraftstoffausgabemengenkennlinie (siehe eine durchgezogene Linie) ohne in einer Winkelrichtung (der rechten und linken Richtung in 7) existierende Abweichung und eine Kraftstoffausgabemengenkennlinie (siehe Linie mit abwechselnd langen und kurzen Strichen) zu einer Zeit, zu welcher eine Abweichung in Bezug auf die Betriebsposition des Plungers 22 auftritt, dargestellt.
In der normalen Kraftstoffausgabemengenkennlinie (durchgezogene Linie in 7) ist eine Referenzantriebszeit TB innerhalb des linearen Kennlinienbereichs (QLL < QO < QHH) durch einen Arbeitspunkt A dargestellt und ist eine Referenzantriebszeit TB außerhalb des linearen Kennlinienbereichs (QO > QHH) durch einen Arbeitspunkt B dargestellt.
Zu dieser Zeit wird in einem Fall, in welchem eine Abweichung in Bezug auf die Betriebsposition des Plungers 22 aufgetreten ist, durch Berechnen eines Korrekturwerts TIa für den Arbeitspunkt A die schließliche Antriebszeit TD zu der Position eines Arbeitspunkts a auf der aktuellen Kraftstoffausgabemengenkennlinie (siehe eine Linie mit abwechselnd langen und kurzen Strichen) korrigiert. Zusätzlich wird dann, wenn das Berechnungsergebnis der Sollmenge an Ausgabekraftstoff QO eine Variationsbreite oder einen Bereich ΔQ hat, erwartet, dass die schließliche Antriebszeit TD innerhalb eines Variationsbereichs ΔTa um den Arbeitspunkt a variiert.
Gleichermaßen wird in einem Fall, in welchem eine Abweichung in Bezug auf die Betriebsposition des Plungers 22 auftritt, durch Berechnen eines Korrekturwerts TIb für den Arbeitspunkt B die schließliche Antriebszeit TD zu der Position eines Arbeitspunkts b auf der aktuellen Kraftstoffausgabemengenkennlinie (siehe Linie mit abwechselnd langen und kurzen Strichen) korrigiert. Zu dieser Zeit wird dann, wenn das Berechnungsergebnis der Sollmenge an Ausgabekraftstoff QO gleichermaßen die Variationsbreite oder den Bereich ΔQ hat, erwartet, dass die schließliche Antriebszeit TD innerhalb eines Variationsbereichs ΔTb um den Arbeitspunkt b variiert.
Wie es aus 7 deutlich wird, wird der Variationsbereich ΔTb des Korrekturwerts TIb außerhalb des linearen Kennlinienbereichs (QO > QHH) größer als der Variationsbereich ΔTa des Korrekturwerts TIa innerhalb des linearen Kennlinienbereichs (QLL < QO < QHH). Demgemäß kann angesichts eines solchen Merkmals durch Unterbrechen der Aktualisierung des Korrekturwerts TI der Referenzantriebszeit TB außerhalb des linearen Kennlinienbereichs der Kraftstoffausgabemengenkennlinie (QO > QHH) die Variation der schließlichen Antriebszeit TD diesbezüglich unterdrückt werden, dass sie nicht groß wird, wodurch es möglich ist, eine Erhöhung bezüglich der Variation des Kraftstoffdrucks PF zu verhindern.
Zusätzlich ist gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung der Leerlauf-Erfassungsabschnitt 64 zum Erfassen des Leerlauf-Betriebszustands des Motors 40 vorgesehen, und dann, wenn der Leerlauf-Betriebszustand erfasst wird, aktualisiert der Antriebszeit-Korrekturabschnitt 607 den Korrekturwert TI der Referenzantriebszeit TB.
Somit ist es durch Aktualisieren des Korrekturwerts TI für eine Rückkopplung zu der Referenzantriebszeit TB nur in dem Leerlauf-Betriebszustand, in welchem der Absolutbetrag und das Ausmaß einer Änderung der Einspritzkraftstoffmenge QF gering sind, und durch Unterbrechen der Aktualisierung des Korrekturwerts TI der Referenzantriebszeit TB im Nichtleerlauf-Betriebszustand, möglich, zu vermeiden, dass auf ein Auftreten einer Abweichung in Bezug auf die aktuelle Betriebsposition des Plungers 22 hin die Variation des Korrekturwerts TI erhöht wird, wodurch die Variation der schließlichen Antriebszeit TD unterdrückt werden kann.
Hier wird zusätzlich der Variationsunterdrückungseffekt der schließlichen Antriebszeit TD in einem Fall erklärt werden, in welchem veranlasst ist, dass der Leerlauf-Betriebszustand des Motors ein Aktualisierungszustand für den Korrekturwert TI ist, während auf eine erklärende Ansicht der 8 entsprechend der oben angegebenen 5 Bezug genommen wird.
In 8 sind eine normale Kraftstoffausgabemengenkennlinie (siehe eine durchgezogene Linie) ohne in einer Winkelrichtung (der rechten und linken Richtung in 8) existierende Abweichung und eine Kraftstoffausgabemengenkennlinie (siehe Linie mit abwechselnd langen und kurzen Strichen) zu der Zeit, zu welcher eine Abweichung in Bezug auf die Betriebsposition des Plungers 22 auftritt, dargestellt.
In der normalen Kraftstoffausgabemengenkennlinie (durchgezogene Linie) in 8 ist eine Referenzantriebszeit TB im Leerlauf-Betriebszustand durch einen Arbeitspunkt D dargestellt und ist eine Referenzantriebszeit TB im Nichtleerlauf-Betriebszustand durch einen Arbeitspunkt E dargestellt.
Zu dieser Zeit wird dann, wenn eine Abweichung in Bezug auf die Betriebsposition des Plungers 22 aufgetreten ist, durch Berechnen eines Korrekturwerts TId für den Arbeitspunkt D die schließliche Antriebszeit TD zu der Position eines Arbeitspunkts d auf der aktuellen Kraftstoffausgabemengenkennlinie (der Linie mit abwechselnd langen und kurzen Strichen) korrigiert. Zusätzlich wird dann, wenn das Berechnungsergebnis der Sollmenge an Ausgabekraftstoff QO eine Variationsbreite oder ein Bereich ΔQd hat, erwartet, dass die schließliche Antriebszeit TD innerhalb eines Variationsbereichs ΔTd um den Arbeitspunkt d variiert. Hier ist zu beachten, dass der Motor 40 im Leerlauf-Betriebszustand in einem eingeschwungenen Betrieb ist und die Menge an Einspritzkraftstoff QF und der Solldruck PO jeweils im Wesentlichen konstante Werte werden, so dass der Variationsbereich ΔQd der Sollmenge an Ausgabekraftstoff QO relativ klein ist.
Gleichermaßen wird durch Berechnen eines Korrekturwerts TIe für den Arbeitspunkt E die schließliche Antriebszeit TD zu der Position eines Arbeitspunkts e auf der aktuellen Kraftstoffausgabemengenkennlinie (der Linie mit abwechselnd langen und kurzen Strichen) korrigiert, bei welcher eine Abweichung in Bezug auf die Betriebsposition des Plungers 22 auftritt. Zusätzlich wird dann, wenn das Berechnungsergebnis der Sollmenge an Ausgabekraftstoff QO eine Variationsbreite oder einen Bereich ΔQe hat, erwartet, dass die schließliche Antriebszeit TD innerhalb eines Variationsbereichs ΔTe um den Arbeitspunkt e variiert.
Jedoch ist der Betriebszustand des Motors 40 in dem Nichtleerlauf-Betriebszustand im Vergleich mit dem Leerlauf-Betriebszustand nicht konstant oder stetig und ändern sich die Menge an Einspritzkraftstoff QF und der Solldruck PO konstant oder jeden Moment, so dass es erwägt wird, dass der Variationsbereich ΔQE der Sollmenge an Ausgabekraftstoff QO größer als der Variationsbereich ΔQd im Leerlauf-Betriebszustand wird. Demgemäß wird, wie es aus 8 deutlich wird, in Bezug auf den Korrekturwert TI der Referenzantriebszeit TB der Variationsbereich ΔTe im Nichtleerlauf-Betriebszustand größer als der Variationsbereich ΔTD im Leerlauf-Betriebszustand. Somit kann angesichts eines solchen Merkmals durch Unterbrechen der Aktualisierung des Korrekturwerts TI der Referenzantriebszeit TB im Nichtleerlauf-Betriebszustand unterdrückt werden, dass die Variation der schließlichen Antriebszeit TD groß wird, wodurch es möglich ist, eine Erhöhung bezüglich der Variation des Kraftstoffdrucks PF zu verhindern.
Weiterhin ist gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung der Änderungsausmaß-Berechnungsabschnitt 610 zum Berechnen des Ausmaßes an Änderung ΔPF/dt der Druckabweichung ΔPF vorgesehen, und dann, wenn der Absolutwert |ΔPF/dt| des Ausmaßes an Änderung ΔPF/dt der Druckabweichung ΔPF einen Wert anzeigt, der gleich dem oder kleiner als das vorbestimmte Ausmaß an Änderung KD ist, aktualisiert der Antriebszeit-Korrekturabschnitt 607 den Korrekturwert TI der Referenzantriebszeit TB.
Spezifisch aktualisiert der Antriebszeit-Korrekturabschnitt 607 den Korrekturwert TI in dem Fall von |ΔPF/dt| < KD (d.h. wenn sowohl der Solldruck PO als auch der Kraftstoffdruck PF bis zu einigem Ausmaß konstant sind) und unterbricht die Aktualisierung des Korrekturwerts TI in dem Fall von |ΔPF/dt| > KD (d.h. wenn einer oder beide des Solldrucks PO und des Kraftstoffdrucks PF sich zu einem gewissen Ausmaß ändern).
Als Ergebnis wird auf ein Auftreten der Druckabweichung ΔPF hin eine unvorsichtige oder nicht vorteilhafte Korrektur der Referenzantriebszeit TB durch die Druckabweichungskompensationsflussrate QP, die durch den Druckabweichungskompensationsflussraten-Berechnungsabschnitt 603 berechnet wird, in einem Übergangszustand verhindert, in welchem sich der Kraftstoffdruck PF noch nicht bis zu einem zufrieden stellenden Ausmaß geändert hat, wodurch das Überschießen des Kraftstoffdrucks PF sofort nachdem die Druckabweichung PF zu Null zurückgekehrt ist, unterdrückt werden kann.
Obwohl in 6 Kombinationen unter den drei Bestimmungszuständen (Schritte S202, S204 und S206), von dem Zustand des Ausmaßes an Änderung ΔPF/dt (Schritt S202) und dem Zustand des linearen Kennlinienbereichs (Schritt S204) oder dem Zustand des Leerlauf-Betriebszustands (Schritt S206) beschrieben worden sind, kann bzw. können irgendein Zustand oder Kombinationen von irgendwelchen zwei Zuständen angenommen werden.
Ausführungsbeispiel 3
Obwohl bei dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel, die oben angegeben sind, keine Angabe über spezifische Verarbeitungsprozeduren des Flussratenreduktions-Bestimmungsabschnitts 611 und des Referenzantriebszeit-Entscheidungsabschnitts 606 gemacht worden ist, werden diese Prozeduren beispielsweise ausgeführt, wie es durch ein Ablaufdiagramm in 9 gezeigt ist.
Nun wird ein spezifischer Betrieb eines dritten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung erklärt werden, während auf 9 zusammen mit 1 bis 5 Bezug genommen wird.
Wie es oben angegeben ist, speichert der Flussratenreduktions-Bestimmungsabschnitt 611 als den Korrekturwert TIL für einen Bereich niedriger Flussrate den Korrekturwert TI, der durch den Antriebszeit-Korrekturabschnitt 607 zu der Zeit aktualisiert ist, zu welcher die Sollmenge an Ausgabekraftstoff QO einen Wert in einem vorbestimmten Bereich niedriger Flussrate anzeigt (d.h. in einem Bereich von QLL < QO < QLH in 10, welcher später beschrieben wird), wohingegen er auch den aktualisierten Korrekturwert TI als den Korrekturwert TIH für einen Bereich hoher Flussrate zu der Zeit speichert, zu welcher die Sollmenge an Ausgabekraftstoff QO einen Wert in einem vorbestimmten Bereich hoher Flussrate anzeigt (d.h. in einem Bereich von QHL < QO < QHH in 10).
Zusätzlich führt der Flussratenreduktions-Bestimmungsabschnitt 611 dann, wenn der Korrekturwert TIH für einen Bereich hoher Flussrate anzeigt, dass er in Bezug auf einen Winkel relativ weiter vorgeeilt als der Korrekturwert TIL für einen Bereich niedriger Flussrate ist, eine derartige Bestimmung durch, dass die Flussratenreduktion der Menge an Ausgabekraftstoff Q der Hochdruckkraftstoffpumpe 20 in Bezug auf die Antriebszeit des Flusssteuerventils 10 aufgetreten ist, und gibt das Ergebnis der Bestimmung zum Referenzantriebszeit-Entscheidungsabschnitt 606 ein.
Wenn die Flussratenreduktion durch den Flussratenreduktions-Bestimmungsabschnitt 611 bestimmt wird, aktualisiert der Referenzantriebszeit-Entscheidungsabschnitt 606 den Wert der Sollmenge an Ausgabekraftstoff QO der Hochdruckkraftstoffpumpe 20 in Bezug auf die Antriebszeit des Flusssteuerventils 10 in den Kraftstoffausgabemengenkennliniendaten in einen Wert, der kleiner als der aktuelle Wert ist.
In 9 sind die Steuerfunktion des Flussratenreduktions-Bestimmungsabschnitts 611 und die Steuerfunktion des Referenzantriebszeit-Entscheidungsabschnitts 606 dargestellt.
In 9 wird zuallererst die Sollmenge an Ausgabekraftstoff QO, über die im oben angegebenen Schritt S105 entschieden ist (siehe 3) eingelesen (Schritt S30) und wird der Korrekturwert TI der Referenzantriebszeit TB, der der Begrenzungsverarbeitung im oben angegebenen Schritt S113 unterzogen worden ist, eingelesen (Schritt S302), so dass bestimmt wird, ob die Sollmenge an Ausgabekraftstoff QO im vorbestimmten Bereich niedriger Flussrate (QLL < QO < QLH) ist (Schritt S303).
Wenn im Schritt S303 bestimmt wird, dass die Sollmenge an Ausgabekraftstoff QO nicht im Bereich niedriger Flussrate ist (das heißt NEIN), geht der Steuerablauf auf einmal weiter zu der folgenden Bestimmungsverarbeitung (Schritt S306).
Wenn andererseits im Schritt S303 bestimmt wird, dass die Sollmenge an Ausgabekraftstoff QO im Bereich niedriger Flussrate ist (das heißt JA), wird der Korrekturwert TI als Korrekturwert TIL für einen Bereich niedriger Flussrate gespeichert (Schritt S304) und wird das Flag FL zur Korrektur eines Bereichs niedriger Flussrate auf "1" gesetzt (Schritt S303).
Darauf folgend wird bestimmt, ob die Sollmenge an Ausgabekraftstoff QO, die im oben angegebenen Schritt S301 eingelesen ist, im vorbestimmten Bereich hoher Flussrate (QHL < QO < QHH) ist (Schritt S306), und wenn bestimmt wird, dass die Sollmenge an Ausgabekraftstoff QO nicht im Bereich hoher Flussrate ist (das heißt NEIN), geht der Steuerablauf auf einmal weiter zu der folgenden Bestimmungsverarbeitung (Schritt S309).
Wenn andererseits im Schritt S306 bestimmt wird, dass die Sollmenge an Ausgabekraftstoff QO im Bereich hoher Flussrate ist (das heißt JA), wird der Korrekturwert TI als Korrekturwert TIH für einen Bereich hoher Flussrate gespeichert (Schritt S307) und wird das Flag FH zur Korrektur eines Bereichs hoher Flussrate auf "1" gesetzt (Schritt S308).
Dann wird bestimmt, ob das Flag FL zur Korrektur eines Bereichs niedriger Flussrate und das Flag FH zur Korrektur eines Bereichs hoher Flussrate beide auf "1" gesetzt sind (Schritt S309), und wenn bestimmt wird, dass wenigstens eines des Flags FL zur Korrektur eines Bereichs niedriger Flussrate und des Flags FH zur Korrektur eines Bereichs hoher Flussrate auf "0" rückgesetzt ist (das heißt NEIN), wird angenommen, dass weder der Korrekturwert TIL für einen Bereich niedriger Flussrate noch der Korrekturwert TIH für einen Bereich hoher Flussrate gespeichert worden ist und wird aus dem Verarbeitungsprogramm der 9 ausgetreten.
Wenn andererseits im Schritt S309 bestimmt wird, dass das Korrektur-Flag FL für einen Bereich niedriger Flussrate und das Korrektur-Flag FH für einen Bereich hoher Flussrate auf "1" gesetzt sind (das heißt JA), sind die Korrekturwerte TIL, TIH in sowohl dem Bereich niedriger Flussrate als auch dem Bereich hoher Flussrate bereits gespeichert worden, und somit wird darauf folgend ein Vergleich zwischen dem Korrekturwert TIL für einen Bereich niedriger Flussrate und dem Korrekturwert TIH für einen Bereich hoher Flussrate durchgeführt, wodurch bestimmt wird, ob der Korrekturwert TIH für einen Bereich hoher Flussrate relativ weiter bezüglich eines Winkels vorgeeilt ist, als der Korrekturwert TIL für einen Bereich niedriger Flussrate (d.h. TIL > TIH) (Schritt 310).
Wenn im Schritt S310 TIL < TIH bestimmt wird (das heißt NEIN), wird angenommen, dass die Flussratenreduktion nicht auftritt und wird aus dem Verarbeitungsprogramm der 9 ausgetreten, ohne die im Referenzantriebszeit-Entscheidungsabschnitt 606 verwendeten Kraftstoffausgabemengenkennliniendaten zu aktualisieren.
Wenn andererseits im Schritt S310 TIL > TIH bestimmt wird (das heißt JA), wird angenommen, dass die Flussratenreduktion auftritt, so dass die Sollmenge an Ausgabekraftstoff QO in Bezug auf die Antriebszeit des Flusssteuerventils 10 in den im Voraus gespeicherten Kraftstoffausgabernengenkennliniendaten zu einem Wert aktualisiert wird, der kleiner als der aktuelle Wert ist (Schritt S311), und werden das Korrektur-Flag FL für einen Bereich niedriger Flussrate und das Korrekturflag FH für einen Bereich hoher Flussrate beide auf "0" rückgesetzt (Schritt S312), worauf aus dem Verarbeitungsprogramm der 9 ausgetreten wird.
Somit ist es dann, wenn der Korrekturwert TIH für einen Bereich hoher Flussrate zu der Zeit, zu welcher die Sollmenge an Ausgabekraftstoff QO im Bereich hoher Flussrate anzeigt, dass er bezüglich eines Winkels relativ weiter vorgeeilt als der Korrekturwert TIL für einen Bereich niedriger Flussrate zu der Zeit ist, zu welcher die Sollmenge an Ausgabekraftstoff QO im Bereich niedriger Flussrate ist, durch Aktualisieren des Werts der Sollmenge an Ausgabekraftstoff QO in Bezug auf die Antriebszeit des Flusssteuerventils 10 in der Kraftstoffausgabemengenkennlinie in den Wert, der kleiner als der aktuelle Wert ist, möglich, die Flussratenreduktion (z.B. resultierend aus der sakularen Änderung oder einer Alterung oder einer Abnutzung der Pumpennocke 25) der aktuellen Menge an Ausgabekraftstoff Q in Bezug auf die Antriebszeit zu erfassen, und es ist auch möglich, die im Voraus gespeicherten Kraftstoffausgabemengenkennliniendaten in Kennliniendaten entsprechend der aktuellen Kraftstoffausgabemengenkennlinie zu der Zeit zu aktualisieren, zu welcher die Flussratenreduktion aufgetreten ist.
Spezifisch kann gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die Flussratenreduktion der Menge an Ausgabekraftstoff Q in Bezug auf die Antriebszeit erfasst werden und wird die im Voraus gespeicherte Kraftstoffausgabemengenkennlinie aktualisiert, um der Kraftstoffausgabemengenkennlinie zu der Zeit der Reduktion der Menge an Ausgabekraftstoff zu entsprechen, so dass selbst dann, wenn die Flussratenreduktion der Menge an Ausgabekraftstoff Q auftritt, es möglich ist, die Sollmenge an Ausgabekraftstoff QO, die dafür erforderlich ist, den Kraftstoffdruck PF mit dem Solldruck PO übereinstimmen zu lassen, geeignet zu berechnen, wodurch eine exzellente Steuerbarkeit beibehalten werden kann, um den Kraftstoffdruck PF mit dem Solldruck PO übereinstimmen zu lassen.
Hier wird zusätzlich der verbesserte Effekt einer Steuerbarkeit aufgrund der Aktualisierung der Kraftstoffausgabemengenkennlinie erklärt werden, während auf 10 entsprechend der oben angegebenen 5 und eine erklärende Ansicht der 11 Bezug genommen wird.
In 11 sind Kennlinien TQ2, TQ3 und TQ4 dargestellt (die jeweils durch eine gestrichelte Linie, eine Linie mit abwechselnd langen und kurzen Strichen und eine Linie mit abwechselnd langen und zwei kurzen Strichen dargestellt sind), die aufeinander folgend in Bezug auf eine normale Kraftstoffausgabemengenkennlinie TQ1 (siehe eine durchgezogene Linie) auf ein Auftreten der Flussratenreduktion hin aktualisiert werden.
In 10 sind eine normale Kraftstoffausgabemengenkennlinie (siehe eine durchgezogene Linie) ohne in einer Kraftstoffausgaberichtung (der vertikalen Richtung in 10) existierende Abweichung und eine Kraftstoffausgabemengenkennlinie (siehe Linie mit abwechselnd einer langen und zwei kurzen Strichen) zu der Zeit eines Auftretens einer Flussratenreduktion dargestellt.
Zusätzlich ist in 10 in der normalen Kraftstoffausgabemengenkennlinie eine Referenzantriebszeit TB zu der Zeit, zu welcher die Sollmenge an Ausgabekraftstoff QO im Bereich niedriger Flussrate (QLL < QO < QLH) ist, durch einen Arbeitspunkt F dargestellt und ist eine Referenzantriebszeit TB zu der Zeit, zu welcher die Sollmenge an Ausgabekraftstoff QO im Bereich hoher Flussrate (QHL < QO < QHH) ist, durch einen Arbeitspunkt G dargestellt.
Zu dieser Zeit wird dann, wenn eine Flussratenreduktion bezüglich der Menge an Ausgabekraftstoff Q aufgetreten ist, der Arbeitspunkt F der Referenzantriebszeit TB durch den Korrekturwert TIL korrigiert und wird die schließliche Antriebszeit TD zu der Position eines Arbeitspunkts f auf der aktuellen Kraftstoffausgabemengenkennlinie zu der Zeit eines Auftretens der Flussratenreduktion (Linie mit abwechselnd einer langen und zwei kurzen Strichen) korrigiert.
Gleichermaßen wird der Arbeitspunkt G auf der normalen Kraftstoffausgabemengenkennlinie (durchgezogene Linie) auch durch den Korrekturwert TIH korrigiert und wird die schließliche Antriebszeit TD zu der Position eines Arbeitspunkts g auf der aktuellen Kraftstoffausgabemengenkennlinie zu der Zeit eines Auftretens der Flussratenreduktion (Linie mit abwechselnd einem langen und zwei kurzen Strichen) korrigiert.
Wie es aus 10 deutlich wird, wird zu der Zeit eines Auftretens der Flussratenreduktion der Korrekturwert TIH für einen Bereich hoher Flussrate im Bereich hoher Flussrate (QHL < QO < QHH) bezüglich eines Winkels weiter fortgeschritten sein als der Korrekturwert TIL für einen Bereich niedriger Flussrate im Bereich niedriger Flussrate (QLL < QO < QLH).
Demgemäß kann auf der Basis eines solchen Merkmals angenommen werden, dass die Menge an Ausgabekraftstoff Q in einem Zustand einer Flussratenreduktion ist, wenn bestimmt wird, dass der Korrekturwert TIH für einen Bereich hoher Flussrate weiter bezüglich eines Winkels fortgeschritten wird, als der Korrekturwert TIL für einen Bereich niedriger Flussrate.
Weiterhin wird dann, wenn bestimmt wird, dass die Menge an Ausgabekraftstoff Q im Zustand einer Flussratenreduktion in Bezug auf die Antriebszeit ist, durch Aktualisieren der Sollmenge an Ausgabekraftstoff QO in Bezug auf die Antriebszeit des Flusssteuerventils 10 in der Kraftstoffausgabemengenkennlinie in einen Wert, der kleiner als der aktuelle Wert ist, die normale Kraftstoffausgabemengenkennlinie TQ1 (durchgezogene Linie) sequentiell aktualisiert, wie beispielsweise zu den Kennlinien TQ2, TQ3, und schließlich zu der Kraftstoffausgabemengenkennlinie (TQ4), wie es in 11 gezeigt ist.
Darauf folgend wird die Sollmenge an Ausgabekraftstoff QO durch Verwenden der Daten der schließlichen Kraftstoffausgabemengenkennlinie TQ4 in die Referenzantriebszeit TB umgewandelt, so dass selbst in einem Fall des Auftretens einer Flussratenreduktion die Belastung der Rückkoppelmenge des Korrekturwerts TI der Referenzantriebszeit TB reduziert werden kann.
Während die Erfindung in Bezug auf bevorzugte Ausführungsbeispiele beschrieben worden ist, werden Fachleute auf dem Gebiet erkennen, dass die Erfindung mit Modifikationen innerhalb des Sinngehalts und Schutzumfangs der beigefügten Ansprüche ausgeführt werden kann.

Claims

Hochdruckkraftstoffpumpen-Steuervorrichtung für einen Motor, die folgendes aufweist: eine Vielfalt von Arten von Sensoren, die einen Betriebszustand eines Motors (40) erfassen; Kraftstoffeinspritzventile (39), die Kraftstoff zu jeweiligen Verbrennungskammern des Motors (40) zuführen; eine Hochdruckkraftstoffpumpe (20), die Kraftstoff unter Druck zu den Kraftstoffeinspritzventilen (39) zuführt; ein Flusssteuerventil (10), das eine Menge an Ausgabekraftstoff der Hochdruckkraftstoffpumpe (20) einstellt; einen Solldruck-Entscheidungsabschnitt (601), der über einen Solldruck entsprechend einem Betriebszustand des Motors (40) entscheidet; einen Kraftstoffdrucksensor (61), der den Druck des Kraftstoffs erfasst, der von der Hochdruckkraftstoffpumpe (20) zu den Kraftstoffeinspritzventilen (39) zugeführt wird, und den Wert des so erfassten Kraftstoffdrucks ausgibt; einen Druckabweichungs-Berechnungsabschnitt (602), der eine Druckabweichung zwischen dem Solldruck und dem erfassten Kraftstoffdruckwert berechnet; einen Druckabweichungskompensationsflussraten-Berechnungsabschnitt (603), der eine Druckabweichungskompensationsflussrate berechnet, die dafür erforderlich ist, die Druckabweichung zu Null zu machen, indem die Druckabweichung mit einem Proportionalitätskoeffizienten multipliziert wird; einen Kraftstoffeinspritzmengen-Berechnungsabschnitt (604), der eine Menge an Einspritzkraftstoff von jedem der Kraftstoffeinspritzventile (39) gemäß dem Betriebszustand des Motors (40) berechnet; einen Sollkraftstoffausgabemengen-Entscheidungsabschnitt (605), der über eine Sollmenge an Ausgabekraftstoff der Hochdruckkraftstoffpumpe (20) entscheidet, indem die Druckabweichungskompensationsflussrate und die Menge an Einspritzkraftstoff miteinander addiert werden; einen Abbildungsspeicherabschnitt, der im Voraus eine Kraftstoffausgabemengenkennlinie speichert, die eine Beziehung zwischen der Sollmenge an Ausgabekraftstoff und einer Antriebszeit des Flusssteuerventils (10) darstellt; einen Referenzantriebszeit-Entscheidungsabschnitt (606), der über eine Referenzantriebszeit des Flusssteuerventils (10) entsprechend der Sollmenge an Ausgabekraftstoff durch Verwenden der Kraftstoffausgabemengenkennlinie entscheidet; einen Antriebszeit-Korrekturabschnitt (607), der einen Korrekturwert der Referenzantriebszeit in Reaktion auf die Richtung eines Vorzeichens der Druckabweichung berechnet; und einen Flusssteuerventil-Antriebsabschnitt (609), der das Flusssteuerventil (10) zu einer schließlichen Antriebszeit antreibt, die durch den Antriebszeit-Korrekturabschnitt (607) korrigiert worden ist.
Hochdruckkraftstoffpumpen-Steuervorrichtung für einen Motor nach Anspruch 1, wobei dann, wenn die Sollmenge an Ausgabekraftstoff einen Wert innerhalb eines linearen Kennlinienbereichs der Kraftstoffausgabemengenkennlinie anzeigt, der Antriebszeit-Korrekturabschnitt (607) den Korrekturwert der Referenzantriebszeit aktualisiert.
Hochdruckkraftstoffpumpen-Steuervorrichtung für einen Motor nach Anspruch 1, die weiterhin folgendes aufweist: einen Leerlauf-Erfassungsabschnitt (64), der einen Leerlauf-Betriebszustand des Motors (40) erfasst; wobei dann, wenn der Leerlauf-Betriebszustand des Motors (40) erfasst wird, der Antriebszeit-Korrekturabschnitt (607) den Korrekturwert der Referenzantriebszeit aktualisiert.
Hochdruckkraftstoffpumpen-Steuervorrichtung für einen Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, die weiterhin folgendes aufweist: einen Änderungsausmaß-Berechnungsabschnitt (610), der ein Ausmaß einer Änderung der Druckabweichung berechnet; wobei dann, wenn das Ausmaß einer Änderung der Druckabweichung einen Wert anzeigt, der gleich einem oder kleiner als ein vorbestimmtes Ausmaß einer Änderung ist, der Antriebszeit-Korrekturabschnitt (607) den Korrekturwert der Referenzantriebszeit aktualisiert.
Hochdruckkraftstoffpumpen-Steuervorrichtung für einen Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, die weiterhin folgendes aufweist: einen Flussratenreduktions-Bestimmungsabschnitt (611), der bestimmt, ob die Menge an Ausgabekraftstoff der Hochdruckkraftstoffpumpe (20) in Bezug auf die Antriebszeit des Flusssteuerventils (10) in einem Zustand einer Flussratenreduktion ist; wobei der Flussratenreduktions-Bestimmungsabschnitt (611) den durch den Antriebszeit-Korrekturabschnitt (607) aktualisierten Korrekturwert als Korrekturwert für einen Bereich niedriger Flussrate speichert, wenn die Sollmenge an Ausgabekraftstoff einen Wert in einem vorbestimmten Bereich niedriger Flussrate anzeigt, den durch den Antriebszeit-Korrekturabschnitt (607) aktualisierten Korrekturwert als Korrekturwert für einen Bereich hoher Flussrate speichert, wenn die Sollmenge an Ausgabekraftstoff einen Wert in einem vorbestimmten Bereich hoher Flussrate ansteigt, und eine Bestimmung durchführt, dass eine Flussratenreduktion der Menge an Ausgabekraftstoff der Hochdruckkraftstoffpumpe (20) in Bezug auf die Antriebszeit des Flusssteuerventils (10) auftritt, wenn der Korrekturwert für einen Bereich hoher Flussrate anzeigt, dass er bezüglich eines Winkels relativ weiter vorgeeilt ist als der Korrekturwert für einen Bereich niedriger Flussrate; und wenn der Flussratenreduktions-Bestimmungsabschnitt (611) bestimmt, dass die Menge an Ausgabekraftstoff der Hochdruckkraftstoffpumpe (20) in einem Zustand einer Flussratenreduktion ist, der Referenzantriebszeit-Entscheidungsabschnitt (606) den Wert der Sollmenge an Ausgabekraftstoff der Hochdruckkraftstoffpumpe (20) in Bezug auf die Antriebszeit des Flusssteuerventils (10) in der Kraftstoffausgabemengenkennlinie in einen Wert aktualisiert, der kleiner als ein aktueller Wert ist.
Hochdruckkraftstoffpumpen-Steuervorrichtung für einen Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei ein korrigierbarer Bereich der Referenzantriebszeit auf innerhalb einer maximalen Zeitvariation eingestellt wird, die bei einem normalen Betrieb angenommen werden kann.