DE102006035435A1

DE102006035435A1 - Kraftstoffeinspritzsteuereinrichtung

Info

Publication number: DE102006035435A1
Application number: DE102006035435A
Authority: DE
Inventors: Naoki Kariya Yamazaki
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2005-11-14
Filing date: 2006-11-13
Publication date: 2007-05-24
Also published as: JP2007132315A

Abstract

Eine Kraftstoffeinspritzsteuereinrichtung einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung von einem mit mehreren Zylindern versehenen Verbrennungsmotor stellt eine Befehlseinspritzperiode einer zweiten Piloteinspritzung von einer Mehrschritteinspritzung in einen beliebigen Zylinder ein unter Berücksichtigung eines Einflusses einer Druckpulsation aufgrund einer Nacheinspritzung in einem vorherigen Zylinder, bei dem die Kraftstoffeinspritzung vor der Kraftstoffeinspritzung in dem beliebigen Zylinder ausgeführt wird, zusätzlich zu einem Einfluss einer Druckpulsation aufgrund einer ersten Piloteinspritzung der Mehrschritteinspritzung in dem beliebigen Zylinder. Somit kann selbst dann, wenn die Mehrschritteinspritzung in dem mit mehreren Zylindern versehenen Verbrennungsmotor ausgeführt wird, die Verschlechterung der Genauigkeit bei der Kraftstoffeinspritzsteuerung aufgrund der Druckpulsation in geeigneter Weise verhindert werden.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffeinspritzsteuereinrichtung, die an eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung eines mit mehreren Zylindern ausgestatteten Verbrennungsmotors angepasst ist, der mit einem Kraftstoffeinspritzventil versehen ist zum Einspritzen von Kraftstoff, der in einer Druckspeicherkammer bei einem Hochdruckzustand gespeichert wird, und mit einem Sensor versehen ist zum Erfassen des Kraftstoffdrucks in der Druckspeicherkammer, wobei die Kraftstoffeinspritzsteuereinrichtung eine Steuerung ausführt für ein Einspritzen des Kraftstoffs in mehreren Schritten während eines Verbrennungszyklus in einem beliebigen Zylinder durch ein Betätigen des Kraftstoffeinspritzventils auf der Grundlage des erfassten Kraftstoffdrucks.
Technisches Gebiet
Eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit einer gemeinsamen Druckspeicherkammer (Common Rail) zum Liefern von unter hohem Druck stehendem Kraftstoff zu Kraftstoffeinspritzventilen von Zylindern eines Dieselmotors ist als eine Art der vorstehend beschriebenen Kraftstoffeinspritzvorrichtung bekannt. Eine Kraftstoffeinspritzsteuereinrichtung der Common Rail des Dieselmotors stellt eine Steuereinspritzperiode zum Betätigen des Kraftstoffeinspritzventils auf der Grundlage einer erforderlichen Kraftstoffmenge und des Kraftstoffdrucks in der Common Rail ein.
Der Dieselmotor führt normalerweise eine Steuerung zum Einspritzen des Kraftstoffs in mehreren Schritten während eines Verbrennungszyklus aus. Beispielsweise wird eine Piloteinspritzung oder eine Nacheinspritzung zusätzlich zu einer Haupteinspritzung ausgeführt. Wenn eine derartige in mehreren Schritten erfolgende Einspritzung ausgeführt wird, kann eine Druckpulsation (ein Druckimpuls) in der Common Rail nach der früheren Einspritzung bewirkt werden, und die Einspritzmenge der späteren Einspritzung kann sich aufgrund des Einflusses der Druckpulsation ändern.

Stand der Technik

Im Stand der Technik korrigiert eine vorgeschlagene Kraftstoffeinspritzsteuereinrichtung, wie sie beispielsweise in der Druckschrift JP-A-H6-101 552 oder in der Druckschrift JP-A-H10-266 888 beschrieben ist, eine Steuereinspritzperiode, die auf der Grundlage der erforderlichen Einspritzmenge und des Kraftstoffdrucks eingestellt worden ist, in Übereinstimmung mit einem Zeitintervall von der früheren Einspritzung zu der späteren Einspritzung.

In dem Mehrzylindermotor wird der Kraftstoffdruck in der Common Rail bei einer Kraftstoffeinspritzung in einem beliebigen Zylinder beeinflusst durch die Druckpulsation (Druckimpuls), die durch das Kraftstoffeinspritzen in einem vorherigen Zylinder bewirkt wird, bei dem das Kraftstoffeinspritzen vor dem Einspritzen in den beliebigen Zylinder ausgeführt wird. Aufgrund der Druckpulsation ergibt sich eine Möglichkeit dahingehend, dass die Steuergenauigkeit von der Kraftstoffeinspritzung in dem beliebigen Zylinder vermindert wird. Genauer gesagt ist eine Zunahme der Anzahl an Einspritzschritten bei der Mehrschritteinspritzung in den vergangenen Jahren erforderlich geworden. Demgemäß gibt es eine Tendenz dahingehend, dass ein Zeitintervall zwischen der Nacheinspritzung in dem vorherigen Zylinder und der Piloteinspritzung in dem beliebigen Zylinder, verkürzt wird. Daher ist die Verschlechterung der Steuergenauigkeit ein bedeutsames Problem.

Darstellung der Erfindung

Technische Aufgabe

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kraftstoffeinspritzsteuereinrichtung zu schaffen, die zu einem geeigneten Verhindern einer Verschlechterung der Kraftstoffeinspritzsteuergenauigkeit aufgrund einer Druckpulsation sogar in den Fall in der Lage ist, bei dem eine Mehrschritteinspritzung in einem Verbrennungsmotor mit mehreren Zylindern ausgeführt wird.

Technische Lösung
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung hat eine Kraftstoffeinspritzsteuereinrichtung eine Einstellvorrichtung zum Einstellen eines Betätigungsbetrages von einem Kraftstoffeinspritzventil eines beliebigen Zylinders im Hinblick auf eine zweite oder spätere Einspritzung bei einer Mehrschritteinspritzung auf der Grundlage eines erfassten Kraftstoffdrucks, eines Betriebsmodus von einem Kraftstoffeinspritzventil eines vorherigen Zylinders, bei dem die Kraftstoffeinspritzung vor der Kraftstoffeinspritzung in dem beliebigen Zylinder ausgeführt worden ist, und eines Betätigungsmodus des Kraftstoffeinspritzventils von dem beliebigen Zylinder im Hinblick auf die Kraftstoffeinspritzung, die der zweiten oder späteren Einspritzung bei der Mehrschritteinspritzung vorangeht.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Bei diesem Aufbau ist eine Druckpulsation, die in einer Druckspeicherkammer durch das Kraftstoffeinspritzen in dem vorherigen Zylinder bewirkt wird, aus dem Betriebsmodus von dem Kraftstoffeinspritzventil des vorherigen Zylinders erkennbar. Die Druckpulsation, die in der Druckspeicherkammer durch die vorherige Kraftstoffeinspritzung bewirkt wird, ist aus dem Betriebsmodus und dem Kraftstoffeinspritzventil in Bezug auf die vorherige Kraftstoffeinspritzung erkennbar. Somit kann der Betätigungsbetrag von der zweiten oder der späteren Einspritzung bei einem Wert eingestellt werden, der den Einflüssen der beiden Druckpulsationen entspricht.
Die Merkmale und Vorteile der Ausführungsbeispiele und auch die Betriebsverfahren und die Funktion der zugehörigen Teile gehen aus der nachstehend dargelegten detaillierten Beschreibung, den beigefügten Ansprüchen und den Zeichnungen deutlich hervor, die sämtlich miteinander einen Teil dieser Anmeldung bilden.
Kurze Beschreibung der Abbildungen der Zeichnungen
1 zeigt eine schematische Darstellung von einem Verbrennungsmotorsystem gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt ein Zeitablaufdiagramm von benachbarten Einspritzungen einer mehrfachen Einspritzung.
3 zeigt ein Zeitablaufdiagramm von einer Druckpulsation, die durch ein Kraftstoffeinspritzen bewirkt wird.
4 zeigt ein Flussdiagramm von Prozessschritten einer Kraftstoffeinspritzsteuerung gemäß dem Ausführungsbeispiel von 1.
5 zeigt ein Zeitablaufdiagramm von einem Berechnungsverfahren von einem Zeitintervall zwischen zwei Kraftstoffeinspritzungen gemäß dem Ausführungsbeispiel von 1.
6 zeigt ein Zeitablaufdiagramm von einem Berechnungsverfahren von einem Zeitintervall zwischen zwei Kraftstoffeinspritzungen gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Bester Weg zur Ausführung der Erfindung
Weg(e) zur Ausführung der Erfindung
Unter Bezugnahme auf 1 ist ein Verbrennungsmotorsystem eines mit einer Common Rail ausgestatteten Dieselverbrennungsmotors mit einer Kraftstoffeinspritzsteuereinrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt. Wie dies in 1 gezeigt ist, saugt eine Kraftstoffpumpe 6 Kraftstoff, der sich in einem Kraftstofftank 2 befindet, durch einen Kraftstofffilter 4. Die Kraftstoffpumpe 6 hat ein Saugsteuerventil (Saugsteuerventil: SCV) 8, das betätigt wird, um eine nach außen abgegebene Kraftstoffmenge zu bestimmen. Der von der Kraftstoffpumpe 6 abgegebene Kraftstoff wird unter Druck stehend zu einer Common Rail 10 zugeführt. Die Common Rail 10 speichert den unter Druck von der Kraftstoffpumpe 6 zugeführten Kraftstoff in einem unter hohem Druck stehenden Zustand (Hochdruckzustand) und liefert den Kraftstoff zu Kraftstoffeinspritzventilen 14 von mehreren Zylindern (bei diesem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind dies vier Zylinder) durch Hochdruckkraftstoffkanäle 12.
Dieses Verbrennungsmotorsystem hat verschiedene Sensoren zum Erfassen der Betriebszustände von dem Dieselmotor wie beispielsweise einen Kraftstoffdrucksensor 20 zum Erfassen des Kraftstoffdrucks in der Common Rail 10, einen Kraftstofftemperatursensor 22 zum Erfassen der Temperatur von dem Kraftstoff in der Kraftstoffpumpe 6 und einen Kurbelwinkelsensor 24 zum Erfassen eines Drehwinkels (Kurbelwinkel: CA) einer Kurbelwelle des Dieselmotors. Das Verbrennungsmotorsystem hat einen Gaspedalsensor 26 zum Erfassen eines Betätigungsbetrages ACCP eines Gaspedals, der verwendet wird, um die Beschleunigungsanforderung von einem Anwender anzuzeigen.
Eine elektronische Steuereinheit (ECU) 30 ist hauptsächlich durch einen Mikrocomputer aufgebaut. Die ECU 30 empfängt die Erfassungsergebnisse der verschiedenen Sensoren und steuert die Abgabe (Leistung) von dem Dieselmotor auf der Grundlage der erfassten Ergebnisse. Die ECU 30 führt eine Kraftstoffeinspritzsteuerung aus, um in geeigneter Weise die Leistungssteuerung von dem Dieselmotor auszuführen.
Bei der Kraftstoffeinspritzsteuerung steuert die ECU 30 per Rückführung (Regelung) den Kraftstoffdruck in der Common Rail 10 auf einen Zielwert des Kraftstoffdrucks (Zielkraftstoffdruck), der in Übereinstimmung mit den Betriebszuständen des Dieselmotors eingestellt ist. Um die Kraftstoffeinspritzung mit einem Befehlswert bzw. Steuerwert der Einspritzmenge (Befehlseinspritzmenge) mit dem Kraftstoffeinspritzventil 14 auszuführen, berechnet die ECU 30 einen Befehlswert (Steuerwert) einer Einspritzperiode (Befehlseinspritzperiode) des Kraftstoffeinspritzventils 14 auf der Grundlage des Kraftstoffdrucks, der durch den Kraftstoffdrucksensor 20 erfasst wird, und der Befehlseinspritzmenge.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Kraftstoffeinspritzsteuerung eine in mehreren Schritten erfolgende Einspritzsteuerung (Mehrschritteinspritzsteuerung) für ein Auswählen eines bestimmten Satzes an Einspritzungen aus einer Piloteinspritzung, einer Haupteinspritzung, einer Folgeeinspritzung und einer Nacheinspritzung und zum Ausführen der gewählten Einspritzungen während eines Verbrennungszyklus. Die Piloteinspritzung spritzt eine geringfügige Menge von dem Kraftstoff ein, um das Vermischen des Kraftstoffs und der Luft unmittelbar vor dem Zünden zu beschleunigen. Somit verkürzt die Piloteinspritzung eine Verzögerung bei der Zündzeit nach der Haupteinspritzung, um die Erzeugung von Stickoxiden (NOx) zu behindern und ein Verbrennungsgeräusch und eine Verbrennungsschwingung zu verringern.
Die Haupteinspritzung spritzt die größte Menge an Kraftstoff bei der Mehrschritteinspritzung ein, die zu der Erzeugung des Abgabemomentes des Dieselmotors beiträgt. Die Folgeeinspritzung verbrennt Partikelstoffe (PM) wieder. Die Nacheinspritzung steuert die Temperatur von dem Abgas, um eine Nachbehandlungsvorrichtung des Dieselmotors wie beispielsweise ein Dieselpartikelfilter (DPF) zu regenerieren.
Die Befehlseinspritzmengen (inklusive Null) der Piloteinspritzung, der Haupteinspritzung und der Folgeeinspritzung werden auf der Grundlage einer angeforderten Kraftstoffmenge entsprechend dem angeforderten Moment des Dieselmotors berechnet. Die Befehlseinspritzmenge von der Nacheinspritzung wird unter einer vorbestimmten Bedingung berechnet, bei der die Regenerierung der Nachbehandlungsvorrichtung erforderlich ist.
Wenn die Kraftstoffeinspritzung ausgeführt wird, besteht eine Möglichkeit dahingehend, dass eine Druckpulsation in dem Kraftstoff in der Common Rail 10 durch die frühere Einspritzung bewirkt wird. In einem derartigen Fall ergibt sich eine Möglichkeit dahingehend, dass die Einspritzmenge der späteren Einspritzung sich aufgrund der Druckpulsation (Druckimpuls) ändert, da die Druckpulsation es schwierig gestaltet, in eindeutiger Weise ein Verhalten des Kraftstoffdrucks während der Einspritzperiode auf der Grundlage des Kraftstoffdrucks zu bestimmen, auf die dann Bezug genommen wird, wenn die Befehlseinspritzperiode berechnet wird. Daher wird, wenn die Mehrschritteinspritzung ausgeführt wird, die Befehlseinspritzperiode der anschließenden Einspritzung im Hinblick auf den Einfluss der Druckpulsation, die durch die vorhergehende Einspritzung bewirkt wird, eingestellt. Was die Piloteinspritzung anbelangt, so ist der Einfluss der Druckpulsation aufgrund der Nacheinspritzung in einen vorherigen Zylinder nicht unwesentlich. Daher ist die Berücksichtigung von lediglich der Druckpulsation, die durch die vorhergehende Einspritzung bewirkt wird, unzureichend. Die Mehrschritteinspritzung in zwei Zylinder im oberen Totpunkt bei der Kompression, die benachbart zueinander sind, ist unter Bezugnahme auf 2 nachstehend erläutert.
2 zeigt ein Beispiel, bei dem die Mehrschritteinspritzung aus drei Piloteinspritzungen "pi", einer Haupteinspritzung "m", einer Folgeeinspritzung "a" und einer Nacheinspritzung "ps" besteht. Die Nacheinspritzung ps in den vorherigen Zylinder CYL (–1), bei dem die Einspritzung unmittelbar vor der Einspritzung in den folgenden oder anschließenden Zylinder CYL (0) ausgeführt wird, wird in der Nähe der Piloteinspritzung pi ausgeführt, die bei diesem Beispiel in dem anschließenden Zylinder CYL (0) ausgeführt wird. Demgemäß erreicht der Einfluss der Druckpulsation aufgrund der Nacheinspritzung ps in dem vorherigen Zylinder CYL (–1) die zweite Piloteinspritzung pi in dem anschließenden Zylinder CYL (0). In 2 ist eine Periode, in der der Einfluss der Druckpulsation, die durch die Nacheinspritzung ps bewirkt wird, nicht vernachlässigbar ist, durch eine Pulsationseinflussperiode T (Pulsationseinflussdauer) bezeichnet. Die Anzahl N der Kraftstoffeinspritzung(en) innerhalb der Pulsationseinflussperiode T neigt zu einer Zunahme, wenn die Anzahl an Piloteinspritzungen pi, die vor der Haupteinspritzung m erfolgen, zunimmt. Genauer gesagt ist die Zunahme der Anzahl der Piloteinspritzungen pi erforderlich, um das Geräusch des Dieselmotors zu verringern oder um eine Verschlechterung der Abgaseigenschaften zu behindern. Daher nimmt die Möglichkeit, dass die Pulsationseinflussperiode T sich mit der Periode der mehreren Piloteinspritzungen pi überdeckt, zu.
3 zeigt die Druckpulsation, die die zweite Piloteinspritzung pi beeinflusst, wie dies bei dem Beispiel von 2 dargestellt ist. 3(a) zeigt die Nacheinspritzung ps in den vorherigen Zylinder CYL (–1). 3(b) zeigt die Piloteinspritzung pi in dem anschließenden Zylinder CYL (0). 3(c) zeigt die Druckpulsation aufgrund der Nacheinspritzung ps. 3(d) zeigt die Druckpulsation aufgrund der ersten Piloteinspritzung pi. 3(e) zeigt die Druckpulsation, die sowohl durch die Druckpulsation aufgrund der Nacheinspritzung ps als auch durch die Druckpulsation aufgrund der Piloteinspritzung pi bewirkt wird.
Da, wie dies in 3 gezeigt ist, die Druckpulsation aufgrund der Nacheinspritzung ps in dem vorherigen Zylinder CYL (–1) sich mit der Druckpulsation aufgrund der ersten Periodeeinspritzung pi in dem anschließenden Zylinder CYL (0) überdeckt oder überlappt, nimmt die tatsächliche Druckpulsation die in 3(e) gezeigte Form ein, die sich von der Druckpulsation aufgrund der ersten Piloteinspritzung pi, die in 3(d) gezeigt ist, wesentlich unterscheidet.
Daher wird bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Befehlseinspritzperiode von der zweiten oder späteren Piloteinspritzung pi unter Berücksichtigung der Druckpulsation aufgrund der vorherigen Piloteinspritzung pi und auch der Druckpulsation aufgrund der Nacheinspritzung ps in dem vorherigen Zylinder CYL (–1), der die Einspritzung vor der vorherigen Piloteinspritzung pi ausgeführt wird, eingestellt.
4 zeigt die Prozessschritte der Kraftstoffeinspritzsteuerung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. Die ECU 30 führt wiederholt den in 4 gezeigten Ablauf beispielsweise in einem vorbestimmten Zyklus aus. In der Prozessabfolge wird zunächst bei Schritt S10 die erforderliche Einspritzmenge Q zum Erzeugen des Abgabemomentes entsprechend dem Betätigungsbetrag ACCP des Gaspedals auf der Grundlage des Betätigungsbetrages ACCP des Gaspedals, der durch den Gaspedalsensor 26 erfasst wird, und der Drehzahl der Kurbelwelle, die durch den Kurbelwinkelsensor 24 erfasst wird, berechnet.
Dann werden bei dem Schritt S12 die Befehlswerte der Einspritzstartzeit (Befehlseinspritzstartzeit Tpi, Tm, Ta) und die provisorischen (vorübergehenden) Befehlseinspritzperioden TQpi', TQm', TQa'9 von der Piloteinspritzung pi, der Haupteinspritzung m bzw. der Folgeeinspritzung a berechnet. Die provisorischen Einspritzperioden TQpi', TQm', TQa' werden wie folgt berechnet. Zunächst werden die Anzahl (Null oder darüber) von der Piloteinspritzung (den Piloteinspritzungen) pi und die Anzahl (Null oder darüber) von der Folgeeinspritzung (den Folgeeinspritzungen) a auf der Grundlage der bei dem Schritt S10 berechneten erforderlichen Einspritzmenge Q eingestellt. Die erforderliche Einspritzmenge Q wird in Übereinstimmung mit der berechneten Anzahl an Einspritzungen zum Einstellen der Befehlseinspritzmenge der jeweiligen Einspritzungen verteilt. Die provisorischen Einspritzperioden TQpi', TQm', TQa' der jeweiligen Einspritzungen pi, m, a werden auf der Grundlage des Kraftstoffdrucks, der durch den Kraftstoffdrucksensor 20 erfasst wird, und den Befehlseinspritzmengen eingestellt.
Dann geschieht bei dem Schritt S14 die Berechnung der Befehlseinspritzstartzeit Tps und der Befehlseinspritzperiode TQps der Nacheinspritzung ps in den vorherigen Zylinder CYL (–1), bei dem die Mehrschritteinspritzung vor der bei dem Schritt S12 berechneten Mehrschritteinspritzung ausgeführt wird, anhand bereits bekannter Verfahren. Dann geschieht bei dem Schritt S16 die Berechnung der in 2 gezeigten Pulsationseinflussperiode T (Pulsationseinflussdauer) auf der Grundlage der Einspritzmenge der Nacheinspritzung ps in den vorherigen Zylinder CYL (–1). Die Amplitude der Druckpulsation, die durch die Nacheinspritzung ps bewirkt wird, ändert sich in Übereinstimmung mit der Einspritzmenge, wodurch sich die Zeit ändert, in der die Pulsation in dem Ausmaß gedämpft wird, dass der Einfluss der Pulsation über die Einspritzung vernachlässigbar wird. Daher wird die Pulsationseinflussperiode T auf der Grundlage der Einspritzmenge berechnet. Bei dem Schritt S14 wird die Pulsationseinflussperiode T so berechnet, dass sie zu Null wird, wenn die Nacheinspritzmenge in dem vorherigen Zylinder CYL (–1) Null ist. Die Einspritzmenge der Nacheinspritzung ps wird durch eine separate Logik (die nicht dargestellt ist) berechnet.
Dann schlussfolgert der Schritt S18 die Einspritzung(en), die in dem anschließenden Zylinder CYL (0) bei der Pulsationseinflussperiode T ausgeführt wird (werden). Bei dem Beispiel von 2 werden die erste und die zweite Piloteinspritzung pi geschlussfolgert.
Dann wird bei dem Schritt S20 bestimmt, ob die Anzahl N der schlussfolgerten Einspritzung(en) gleich wie oder größer als Eins ist. Wenn die Antwort bei dem Schritt S20 JA lautet, wird bei dem Schritt S22 ein Korrekturwert C1 berechnet zum Einstellen der Befehlseinspritzperiode (der Befehlseinspritzperioden) von der Einspritzung (den Einspritzungen), die bei dem Schritt S18 geschlussfolgert wird (werden). Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Einstellung derart gestaltet, dass die Haupteinspritzung m außerhalb der Pulsationseinflussperiode T geschieht. Daher wird bei der folgenden Erläuterung angenommen, dass die geschlussfolgerte Einspritzung (die geschlussfolgerten Einspritzungen) die Piloteinspritzung (die Piloteinspritzungen) pi ist (sind). Bei dem Schritt S22 wird der Korrekturwert C1 auf der Grundlage des Zeitintervalls von der Nacheinspritzung ps bis zu der Piloteinspritzung pi, der Einspritzmenge der Nacheinspritzung ps, dem Kraftstoffdruck in der Common Rail 10, der durch den Kraftstoffdrucksensor 20 erfasst wird, und der Kraftstofftemperatur berechnet, die durch den Kraftstofftemperatursensor 20 erfasst wird. Der Korrekturwert C1 wird verwendet, um die Befehlseinspritzperiode direkt zu korrigieren.
Das Zeitintervall von der Nacheinspritzung ps bis zu der Piloteinspritzung pi ist ein zu der Piloteinspritzung pi gehörender Parameter, der mit der Phase und dem Dämpfungsbetrag der Druckpulsation in Wechselbeziehung steht, die durch die Nacheinspritzung ps bewirkt wird. Das Zeitintervall wird in einer in 5 gezeigten Art und Weise berechnet. Die 5(a) und 5(b) zeigen Betätigungssignale S1, S2 der verschiedenen Kraftstoffeinspritzungen von dem Kraftstoffeinspritzventil (den Kraftstoffeinspritzventilen) 14. Wie dies in 5 gezeigt ist, ist das Zeitintervall zwischen den Kraftstoffeinspritzungen ein Zeitintervall von dem Ende der Befehlseinspritzperiode der früheren Einspritzung bis zu dem Start der Befehlseinspritzperiode der späteren Einspritzung. Das Zeitintervall von der Nacheinspritzung ps bis zu der Piloteinspritzung pi ist das Zeitintervall von dem Ende der Befehlseinspritzperiode TQps der Nacheinspritzung ps in dem vorherigen Zylinder CYL (–1) bis zu der Befehlseinspritzstartzeit Tpi der Piloteinspritzung pi in dem anschließenden Zylinder CYL (0). Hierbei wird die Befehlseinspritzstartzeit Tpi der Piloteinspritzung pi, die bei dem Schritt S12 berechnet wird, wie dies in 4 gezeigt ist, angewendet. Das Ende von der Befehlseinspritzperiode TQps von der Nacheinspritzung ps kann aus der Befehlseinspritzstartzeit Tps und der Befehlseinspritzperiode TQps der Nacheinspritzung berechnet werden, die bei dem in 4 gezeigten Schritt S14 berechnet werden.
Die Einspritzmenge der Nacheinspritzung ps ist ein Parameter, der mit der Amplitude der Druckpulsation in Wechselbeziehung steht, die durch die Nacheinspritzung ps bewirkt wird. Die Amplitude nimmt zu, wenn die Einspritzmenge zunimmt. Die Temperatur von dem Kraftstoff in der Common Rail 10 ist ein Parameter, der mit dem Zyklus der Druckpulsation in Wechselbeziehung steht, die durch die Nacheinspritzung ps bewirkt wird. Daher entspricht der Korrekturwert C1 dem Einfluss der Druckpulsation, der auf die Nacheinspritzung ps über die Piloteinspritzung pi bewirkt wird, und kann mit einer hohen Genauigkeit berechnet werden, indem die vorstehend beschriebenen vier Parameter (das Zeitintervall, die Einspritzmenge, der Kraftstoffdruck und die Kraftstofftemperatur) berücksichtigt werden.
Der Prozess geht zu dem Schritt S24 weiter, wenn der Ablauf bei dem Schritt S22 endet oder die Antwort bei dem Schritt S20 NEIN lautet. Bei dem Schritt S24 wird ein Korrekturwert C2 für die zweite oder die spätere Einspritzung von der Mehrschritteinspritzung auf der Grundlage des Zeitintervalls von der vorherigen Einspritzung bis zu der zweiten oder späteren Einspritzung, der Einspritzmenge der vorherigen Einspritzung, des Kraftstoffdrucks in der Common Rail 10, der durch den Kraftstoffdrucksensor 20 erfasst wird, und der Kraftstofftemperatur, die durch den Kraftstofftemperatursensor 22 erfasst wird, berechnet. Der Korrekturwert C2 wird verwendet, um die Befehlseinspritzperiode direkt zu korrigieren. Die Gründe für die Verwendung dieser Parameter und das Verfahren zum Berechnen des Zeitintervalls sind die gleichen wie bei dem Schritt S22.
Wenn der Ablauf bei dem Schritt S24 endet, geht der Prozess zu dem Schritt S26 weiter. Bei dem Schritt S26 werden die Endbefehlseinspritzperioden TQ von dem Kraftstoffeinspritzventil 14 für die jeweiligen Einspritzungen bei der Mehrschritteinspritzung eingestellt. Hierbei werden die Basiswerte TB der Befehlseinspritzperioden auf der Grundlage des Abtastwertes des Kraftstoffdrucks, der durch den Kraftstoffdrucksensor 20 erfasst wird, in Hinblick auf die Befehlseinspritzstartzeit und die Befehlseinspritzmengen berechnet. Dann werden die Basiswerte TB auf der Grundlage der Korrekturwerte C1 und C2 korrigiert, die bei den Schritten S22 und S24 korrigiert werden.
Beispielsweise wird dem in 2 gezeigten Beispiel der Basiswert TB von der ersten Piloteinspritzung pi mit dem Korrekturwert C1 korrigiert, der bei dem Schritt S22 berechnet wird, und der Basiswert TB von der zweiten Piloteinspritzung pi wird mit einer Summe aus dem Korrekturwert C1, der bei dem Schritt S22 berechnet wird, und dem Korrekturwert C2, der bei dem Schritt S24 berechnet wird, korrigiert. Die Druckpulsation aufgrund der mehrfachen Einspritzungen kann durch ein Überlappen der Druckpulsationen aufgrund der jeweiligen Einspritzungen gemäß 3 gut angenähert werden. Daher wird die Summe der beiden Korrekturwerte als der Endkorrekturwert angewendet. In dem Fall, bei dem die dritte Piloteinspritzung pi auch während der Pulsationseinflussperiode T ausgeführt wird, wird der Basiswert TB der dritten Piloteinspritzung pi durch eine Summe aus dem Korrekturwert C1, der bei dem Schritt S22 berechnet wird, und der beiden Korrekturwerte C2 korrigiert, die unter Verwendung der ersten und der zweiten Piloteinspritzung pi als die vorherigen Einspritzungen bei dem Schritt S24 berechnet werden.
Der Prozess für das Auswerten der Zuverlässigkeit von dem Abtastwert oder Erfassungswert des Kraftstoffdrucks in Hinblick auf die Befehlseinspritzstartzeit sollte vorzugsweise bei der Berechnung des Basiswertes TB ausgeführt werden. Wenn bestimmt wird, dass die Zuverlässigkeit von dem Abtastwert oder Erfassungswert gering ist, kann die bei dem Schritt S12 berechnete Befehlseinspritzperiode als die Endbefehlseinspritzperiode eingestellt werden. Auch in dem Fall, bei dem dieser Prozess nicht ausgeführt wird, ist die Berechnung der mehreren provisorischen Einspritzperioden bei dem Schritt S12 effektiv bei der Berechnung des Zeitintervalls von der vorherigen Einspritzung bei dem Schritt S24.
Wenn der Prozess des Schrittes S26 endet, endet die Prozessabfolge erst einmal.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel zeigt die folgenden Effekte.

(I) Der Korrekturwert, der dem Pulsationseinfluss der Nacheinspritzung in dem vorherigen Zylinder entspricht, und der Korrekturwert, der dem Pulsationseinfluss der Kraftstoffeinspritzung entspricht, die der bestimmten Einspritzung als der Einstellgegenstand der Befehlseinspritzperiode aus der Mehrschritteinspritzung vorangeht, werden auf der Grundlage der Einspritzmengen der Nacheinspritzung und der vorherigen Einspritzung und den Zeitintervallen bis zu der bestimmten Einspritzung eingestellt. Somit können die Korrekturwerte als die Parameter, die den Einfluss der Druckpulsation auf die bestimmte Einspritzung als der Einstellgegenstand quantifizieren, bestimmt werden, während die Amplitude und die Dämpfung der Druckpulsation, die durch die Kraftstoffeinspritzung bewirkt wird, in geeigneter Weise reflektiert werden.
(II) Der Korrekturwert wird berechnet, indem die Kraftstofftemperatur zusätzlich zu der Einspritzmenge und dem Zeitintervall angewendet wird. Somit kann auch in dem Fall, bei dem der Zyklus der Druckpulsation sich aufgrund der Kraftstofftemperatur ändert, jeder Korrekturwert als der Parameter berechnet werden, der den Einfluss der Druckpulsation auf die bestimmte Einspritzung als der Einstellgegenstand quantifiziert.
(III) Die Pulsationseinflussperiode T als die Periode, bei der die Druckpulsation, die durch die Nacheinspritzung in dem vorherigen Zylinder bewirkt wird, die anschließende Kraftstoffeinspritzung (die anschließenden Kraftstoffeinspritzungen) beeinflusst, wird auf der Grundlage der Einspritzmenge der Nacheinspritzung berechnet. somit kann die Anzahl der Einspritzungen, die die Anwendung des bei dem Schritt S22 berechneten Korrekturwerts C1 erforderlich machen, mit Leichtigkeit eingestellt werden. Demgemäß kann im Vergleich zu dem Fall, bei dem der Korrekturwert für die gesamten Einspritzungen der Mehrschritteinspritzung angewendet wird, der Prozess der Kraftstoffeinspritzsteuerung vereinfacht werden.
(IV) Mehrfacheinspritzungen können als die Piloteinspritzungen ausgeführt werden, und die Nacheinspritzung ist bei der Mehrschritteinspritzung umfasst. Normalerweise wird die Nacheinspritzung bei einer zeitlichen Abstimmung ausgeführt, die gegenüber dem oberen Totpunkt bei der Kompression weit verzögert ist. Die mehreren Piloteinspritzungen werden bei einer zeitlichen Abstimmung ausgeführt, die gegenüber dem oberen Totpunkt bei der Kompression voreilt. Demgemäß kann das Intervall zwischen der Nacheinspritzung und der Piloteinspritzung verkürzt werden. Daher ist der Einfluss der Druckpulsation aufgrund der Nacheinspritzung in dem vorherigen Zylinder auf die Piloteinspritzung nicht vernachlässigbar. Daher werden bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Effekte (I) bis (III) besonders deutlich ausgeübt.

Nachstehend ist eine Steuerung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel wird das Zeitintervall von dem Ende der Befehlseinspritzperiode der vorherigen Kraftstoffeinspritzung bis zu der Befehlseinspritzstartzeit der anschließenden Kraftstoffeinspritzung als das Zeitintervall von der vorherigen Kraftstoffeinspritzung zu der anschließenden Kraftstoffeinspritzung verwendet.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel wird ein Zeitintervall von einem tatsächlichen Endzeitpunkt der vorherigen Kraftstoffeinspritzung bis zu dem Befehlseinspritzstartzeitpunkt (Befehlseinspritzstartzeit) der anschließenden Kraftstoffeinspritzung verwendet als das Zeitintervall von der vorherigen Kraftstoffeinspritzung zu der anschließenden Kraftstoffeinspritzung, wie dies in 6 gezeigt ist. 6(a) zeigt ein Betätigungssignal oder Betriebssignal S1 von dem Kraftstoffeinspritzventil 14 in Bezug auf die vorherige Kraftstoffeinspritzung. 6(b) zeigt eine tatsächliche Einspritzrate der vorherigen Kraftstoffeinspritzung. 6(c) zeigt ein Betätigungssignal oder Betriebssignal S2 des Kraftstoffeinspritzventils 14 in Bezug auf die anschließende Kraftstoffeinspritzung. Wie des in 6(b) gezeigt ist, ist die tatsächliche Einspritzung in Bezug auf die Befehlseinspritzperiode verzögert. Dies ist so aufgrund der Ansprechverzögerung von dem Kraftstoffeinspritzventil 14. Der Verzögerungsbetrag schwankt, wie dies durch eine durchgehende Linie und eine Strichpunktlinie in 6(b) gezeigt ist. Dies ist so, weil die Kraft, die für die Bewegung der Düsennadel von dem Kraftstoffeinspritzventil 14 erforderlich ist, sich in Übereinstimmung mit dem Kraftstoffdruck in der Common Rail 10 und dergleichen ändert.
Demgemäß ist, um den Einfluss der durch die vorherige Kraftstoffeinspritzung ausgeübten Druckpulsation auf die anschließende Einspritzung genau zu erfassen, die Anwendung der tatsächlichen Endzeit der vorherigen Kraftstoffeinspritzung eher zu bevorzugen als die Anwendung von dem Ende der Befehlseinspritzperiode der vorherigen Kraftstoffeinspritzung. Daher wird bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die tatsächliche Endzeit (genauer gesagt der Endzeitpunkt) der Einspritzung berechnet auf der Grundlage des Erfassungswerts von dem Kraftstoffdruck und der Befehlseinspritzstartzeit und der Befehlseinspritzperiode der vorherigen Kraftstoffeinspritzung. Der Erfassungswert des Kraftstoffdrucks ist ein Parameter, der mit dem Verzögerungsbetrag der tatsächlichen Endzeit der Einspritzung in Bezug auf das Ende der Befehlseinspritzperiode in Wechselbeziehung steht. Daher kann die tatsächliche Endzeit der Einspritzung berechnet werden auf der Grundlage von dem Ende der Befehlseinspritzperiode, die aus der Befehlseinspritzstartzeit und der Befehlseinspritzperiode berechnet werden kann, und dem Verzögerungsbetrag.
Das zweite Ausführungsbeispiel übt den folgenden Effekt (V) zusätzlich zu den Effekten (I) bis (IV) des ersten Ausführungsbeispiels aus.

(V) Das Zeitintervall von der tatsächlichen Endzeit der vorherigen Einspritzung wird als das Zeitintervall von der vorherigen Einspritzung zu der anschließenden Einspritzung verwendet, wenn die Korrekturwerte C1 und C2 bei den Schritten S22 uns S24 berechnet werden, wie dies in 4 gezeigt ist. Somit kann ein genauerer Korrekturwert, der dem Einfluss der Druckpulsation aufgrund der vorherigen Kraftstoffeinspritzung auf die anschließende Einspritzung entspricht, berechnet werden.

Die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele können wie folgt abgewandelt werden.
Der Korrekturwert für das Berechnen der Befehlseinspritzperiode ist nicht auf den Korrekturwert zum direkten Korrigieren der Befehlseinspritzperiode beschränkt. Beispielsweise kann anstelle des Berechnens von dem Basiswert der Befehlseinspritzperiode aus dem Kraftstoffdruck und der Befehlseinspritzmenge der Kraftstoffdruck durch einen Korrekturwert korrigiert werden, der der Druckpulsation aufgrund der vorherigen Kraftstoffeinspritzung entspricht, und die Befehlseinspritzperiode kann unter der Anwendung des korrigierten Kraftstoffdrucks berechnet werden. Somit kann die Befehlseinspritzperiode indirekt korrigiert werden. In diesem Fall sollte der Korrekturwert vorzugsweise ein Durchschnittswert der Änderung des Drucks aufgrund der Druckpulsation sein.
In dem Fall, bei dem der Korrekturwert so berechnet wird, dass er Null ist, wenn das Zeitintervall lang wird, kann die Berechnung der Pulsationseinflussperiode T weggelassen werden.
Das Einstellverfahren der Endbefehlseinspritzperiode von der zweiten oder späteren Einspritzung von der Mehrschritteinspritzung ist nicht auf das Verfahren beschränkt, das den Korrekturwert, der dem Einfluss der Druckpulsation aufgrund der Nacheinspritzung entspricht, und den Korrekturwert, der dem Einfluss der Druckpulsation aufgrund der vorherigen Kraftstoffeinspritzung bei der Mehrschritteinspritzung entspricht, anwendet. Beispielsweise kann der Endkorrekturwert direkt berechnet werden durch eine Tabellenberechnung aus dem Zeitintervall von der Nacheinspritzung, der Einspritzmenge der Nacheinspritzung, dem Zeitintervall von der vorherigen Kraftstoffeinspritzung bei der Mehrschritteinspritzung und der Einspritzmenge von der vorherigen Kraftstoffeinspritzung. Somit kann ein genauerer Korrekturwert in dem Fall berechnet werden, bei dem die Druckpulsation aufgrund der verschiedenen Einspritzungen nicht genauer mit der Überlappung der Druckpulsationen aufgrund der jeweiligen Kraftstoffeinspritzungen übereinstimmt, sondern eine Nicht-Linearität hat.
Das Kraftstoffeinspritzventil 14 ist nicht auf das Kraftstoffeinspritzventil beschränkt, das die eindeutige Einspritzmenge aus dem Kraftstoffdruck und der Befehlseinspritzperiode entscheidet. Beispielsweise kann es sein, dass eine eindeutige Einspritzmenge nicht aus der Einspritzperiode und dem Kraftstoffdruck in dem Fall entschieden oder bestimmt werden, bei dem das Kraftstoffeinspritzventil 14 einen Anhebebetrag von einer Düsennadel in Übereinstimmung mit einem Versatz eines Aktuators kontinuierlich regulieren kann, wie dies beispielsweise in dem Patent US 6 520 423 beschrieben ist. In diesem Fall ist ein Betätigungsbetrag von dem Kraftstoffeinspritzventil zum Steuern der Kraftstoffeinspritzmenge beispielsweise eine Energiemenge, die zu dem Aktuator geliefert wird, und eine Periode zum Liefern der Energie (Befehlseinspritzperiode). Die Einspritzmenge wird durch den Kraftstoffdruck, die Energiemenge und die Befehlseinspritzperiode bestimmt.
Der in dem Kraftfahrzeug befindliche Verbrennungsmotor ist nicht auf den Dieselmotor beschränkt. Beispielsweise kann ein in den Zylinder einspritzender Otto-Motor (Benzinmotor) angewendet werden.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern kann in vielen anderen Weisen ausgeführt werden, ohne von dem Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen, der in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.
Die Kraftstoffeinspritzsteuereinrichtung der Kraftstoffeinspritzvorrichtung von dem mit mehreren Zylindern versehenen Verbrennungsmotor stellt eine Befehlseinspritzperiode einer zweiten Piloteinspritzung von einer Mehrschritteinspritzung in den beliebigen Zylinder ein unter Berücksichtigung des Einflusses einer Druckpulsation aufgrund einer Nacheinspritzung in einem vorherigen Zylinder, bei dem die Kraftstoffeinspritzung vor der Kraftstoffeinspritzung in dem beliebigen Zylinder ausgeführt wird, zusätzlich zu einem Einfluss der Druckpulsation aufgrund einer ersten Piloteinspritzung der Mehrschritteinspritzung in dem beliebigen Zylinder. Somit kann selbst dann, wenn die Mehrschritteinspritzung in dem mit mehreren Zylindern versehenen Verbrennungsmotor ausgeführt wird, die Verschlechterung der Genauigkeit bei der Kraftstoffeinspritzsteuerung aufgrund der Druckpulsation in geeigneter Weise verhindert werden.
Gewerbliche Anwendbarkeit

Freier Text des Sequenzprotokolls

Claims

Kraftstoffeinspritzsteuereinrichtung, die bei einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung eines mit mehreren Zylindern ausgestatteten Verbrennungsmotors angewendet wird, der mit Kraftstoffeinspritzventilen (14) zum Einspritzen von Kraftstoff, der in einer Druckspeicherkammer (10) in einem Hochdruckzustand gespeichert ist, und mit einem Sensor (20) zum Erfassen des in der Druckspeicherkammer herrschenden Kraftstoffdrucks versehen ist, wobei die Kraftstoffeinspritzsteuereinrichtung eine Steuerung einer Mehrschritteinspritzung zum Einspritzen des Kraftstoffs in mehreren Schritten in einem Verbrennungszyklus in einem beliebigen Zylinder ausführt durch ein Betätigen des Kraftstoffeinspritzventils auf der Grundlage des erfassten Kraftstoffdrucks, wobei die Kraftstoffeinspritzsteuereinrichtung folgendes aufweist: eine Einstelleinrichtung (S10, S12, S14, S16, S18, S20, S22, S24, S26) zum Einstellen eines Betätigungsbetrages von dem Kraftstoffeinspritzventil des beliebigen Zylinders im Hinblick auf eine zweite oder spätere Einspritzung bei der Mehrschritteinspritzung auf der Grundlage des erfassten Kraftstoffdrucks, eines Betriebsmodus von dem Kraftstoffeinspritzventil eines vorherigen Zylinders, bei dem die Kraftstoffeinspritzung vor der Kraftstoffeinspritzung in dem beliebigen Zylinder ausgeführt worden ist, und eines Betätigungsmodus des Kraftstoffeinspritzventils von dem beliebigen Zylinder im Hinblick auf die Kraftstoffeinspritzung, die der zweiten oder späteren Einspritzung bei der Mehrschritteinspritzung vorangeht.
Kraftstoffeinspritzsteuereinrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Einstelleinrichtung Folgendes aufweist: eine erste Einrichtung (S22) zum Berechnen eines ersten Korrekturwertes für ein Einstellen des Betätigungsbetrages auf der Grundlage einer Einspritzmenge der Kraftstoffeinspritzung in dem vorherigen Zylinder und eines Zeitintervalls von der Kraftstoffeinspritzung in dem vorherigen Zylinder bis zu der zweiten oder späteren Einspritzung; eine zweite Einrichtung (S24) für ein Berechnen eines zweiten Korrekturwertes zum Einstellen des Betätigungsbetrages auf der Grundlage einer Einspritzmenge der vorherigen Kraftstoffeinspritzung und eines Zeitintervalls von der vorherigen Kraftstoffeinspritzung zu der zweiten oder späteren Einspritzung; und eine dritte Einrichtung (S26) für ein Einstellen des Betätigungsbetrages auf der Grundlage des ersten und des zweiten Korrekturwertes und des erfassten Kraftstoffdrucks.
Kraftstoffeinspritzsteuereinrichtung gemäß Anspruch 2, wobei die erste Einrichtung den ersten Korrekturwert berechnet durch die Anwendung der Temperatur von dem Kraftstoff in der Druckspeicherkammer zusätzlich zu der Einspritzmenge und dem Zeitintervall.
Kraftstoffeinspritzsteuereinrichtung gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei die zweite Einrichtung den zweiten Korrekturwert berechnet durch die Anwendung der Temperatur von dem Kraftstoff in der Druckspeicherkammer zusätzlich zu der Einspritzmenge und dem Zeitintervall.
Kraftstoffeinspritzsteuereinrichtung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die Einstelleinrichtung des weiteren eine vierte Einrichtung (S16) aufweist für ein Berechnen einer Pulsationseinflussperiode, in der die Druckpulsation aufgrund der Kraftstoffeinspritzung in dem vorherigen Zylinder die anschließende Kraftstoffeinspritzung beeinflusst, auf der Grundlage der Einspritzmenge der Kraftstoffeinspritzung in dem vorherigen Zylinder, und die Einstelleinrichtung den ersten Korrekturwert verwendet, um den Betätigungsbetrag von der Einspritzung, der während der Pulsationseinflussperiode ausgeführt wird, aus der Mehrschritteinspritzung einzustellen.
Kraftstoffeinspritzsteuereinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Verbrennungsmotor ein Dieselmotor ist, die Mehrschritteinspritzung eine Haupteinspritzung, die die größte Einspritzmenge bei der Mehrschritteinspritzung aufweist und zu einer Erzeugung eines Abgabemomentes des Verbrennungsmotors beiträgt, mehrere vorherige Einspritzungen, die jeweils eine kleinere Menge an Kraftstoff als die Haupteinspritzung vor der Haupteinspritzung einspritzen, und eine Nacheinspritzung zum Regenerieren einer Nachbehandlungsvorrichtung des Verbrennungsmotors umfasst, und die Einstelleinrichtung die Nacheinspritzung in den vorherigen Zylinder als die Kraftstoffeinspritzung in den vorherigen Zylinder anwendet.