-
Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Steuergerät zur Kraftstoffeinspritzung
eines Kraftstoffeinspritzsystems, in dem in einer Common-Rail gespeicherter
und mit Druck beaufschlagter Kraftstoff durch einen entsprechenden
einer Vielzahl von Einspritzern in jeden einer Vielzahl von Zylindern
einer Brennkraftmaschine eingespritzt wird.
-
In
einem bekannten Kraftstoffeinspritzsystem, in dem in einer Common-Rail
gespeicherter und mit Druck beaufschlagter Kraftstoff in jeden einer Vielzahl
von Zylindern einer Brennkraftmaschine durch einen entsprechenden
einer Vielzahl von Einspritzern eingespritzt wird, steuert eine
elektronische Steuereinheit (ECU) ausgehend von einem Betriebszustand
der Maschine die Einspritzung des Kraftstoffs durch jeden Einspritzer.
-
Ein
Unterschied zwischen einer Sollkraftstoffeinspritzmenge des Einspritzers,
die ausgehend von dem Betriebszustand der Maschine durch die ECU berechnet
wird, und einer Einspritzmenge (im Folgenden als tatsächliche
Einspritzmenge bezeichnet) des Kraftstoffs, die tatsächlich
aufgrund der Steuerung des Einspritzers durch die ECU ausgehend
von der Solleinspritzmenge von dem Einspritzer eingespritzt wird,
kann möglicherweise zum Beispiel wegen einer Altersverschlechterung
des Einspritzers, einer Verschlechterung einer Feder, die eine Last
auf eine Düsennadel des Einspritzers aufbringt, oder eines
Verschleißes der Berührungsabschnitte zwischen
der Düsennadel und ihrem Ventilsitz erhöht sein.
In diesem Fall misst die ECU oder bestimmt sie die tatsächliche
Einspritzmenge ausgehend von einer Änderung der Maschinendrehzahl
und steuert ein Einspritzbefehlssignal (ein Antriebssignal) ausgehend
von einem Unterschied zwischen der tatsächlichen Einspritzmenge
und einer Solleinspritzmenge, so dass die Kraftstoffeinspritzmenge
des Einspritzers korrigiert wird (siehe zum Beispiel ungeprüfte
japanische Patentveröffentlichung Nr.
JP 2004-019 637 , die der Druckschrift
US 6,694,345 B2 entspricht,
und die ungeprüfte
japanische
Patentveröffentlichung Nr. 2005-155 360 , die der
Druckschrift
US 6 988
030 B2 entspricht.
-
Jedoch
wird ein Maschinenmoment nicht nur ausgehend von der Kraftstoffeinspritzmenge
sondern ebenfalls von der Kraftstoffeinspritzzeit geändert.
Somit kann das Maschinenmoment nicht genau durch das Messen der
tatsächlichen Einspritzmenge und Korrigieren der Kraftstoffeinspritzmenge
gesteuert werden.
-
Darüber
hinaus lehrt die ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung
Nr.
JP 2005-194 893 das Messen
eines Drucks in jedem Zylinder der Brennkraftmaschine mit einem
Zylinderinnendrucksensor und Berechnen der Kraftstoffeinspritzzeit
ausgehend von dem gemessenen Druck.
-
Jedoch
ist es in dem Fall der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung
Nr.
JP 2005-194 893 erforderlich,
in jedem Zylinder einen Zylinderinnendrucksensor bereitzustellen.
Somit wird die Anzahl der Sensoren nachteilig erhöht. Darüber
hinaus wird eine Verarbeitungslast, die zum Messen oder Bestimmen
der Kraftstoffeinspritzzeit ausgehend von den Messungen des Innendrucksensors
zu der ECU hinzugezählt, so dass die gesamte Verarbeitungslast der
ECU nachteilig erhöht ist.
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft die oben erwähnten Nachteile.
Somit ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Steuergerät
zur Kraftstoffeinspritzung bereitzustellen, das die Kraftstoffeinspritzzeit
oder eine Abweichung von der Kraftstoffeinspritzzeit mit einer winzigen
Verarbeitungslast ohne Erfordernis eines zusätzlichen Sensors
misst.
-
Die
Aufgabe der Erfindung wird durch ein Steuergerät zur Kraftstoffeinspritzung
nach einem der Ansprüche 1 oder 6 gelöst. Vorteilhafte
Ausführungsformen werden gemäß der abhängigen
Ansprüche ausgeführt.
-
Gemäß der
vorliegenden Erfindung ist ein Steuergerät zur Kraftstoffeinspritzung
für ein Kraftstoffeinspritzsystem bereitgestellt, in dem
in einer Common-Rail gespeicherter und mit Druck beaufschlagter
Kraftstoff in jeden einer Vielzahl von Zylindern einer Brennkraftmaschine
durch einen entsprechenden einer Vielzahl von Einspritzern eingespritzt wird.
Das Steuergerät zur Kraftstoffeinspritzung hat eine Drehzahlmesseinrichtung,
eine Einspritzmengenlerneinrichtung und eine Einspritzzeitmesseinrichtung.
Die Drehzahlmesseinrichtung dient zum Messen einer Drehzahl der
Brennkraftmaschine. Die Einspritzmengenlerneinrichtung dient zum
Lernen einer Kraftstoffeinspritzmenge des entsprechenden Einspritzers
in jeden der Vielzahl von Zylindern ausgehend von der Maschinendrehzahl,
die durch die Drehzahlmesseinrichtung gemessen wird. Die Einspritzzeitmesseinrichtung
dient zum Bestimmen eines Null-Einspritzzeitraums des entsprechenden
Einspritzers, der zwischen der Zeit des Befehls der Kraftstoffeinspritzung
an den Einspritzer und der Zeit des Beginns der Kraftstoffeinspritzung
von dem Einspritzer liegt, in jedem der Vielzahl von Zylindern,
ausgehend von einer kleinen Einspritzmenge des Einspritzers, die
durch die Einspritzmengenlerneinrichtung gelernt wird, und dann
Messen einer Abweichung der Kraftstoffeinspritzzeit des Einspritzers
ausgehend von dem bestimmten Null-Einspritzzeitraum des Einspritzers.
-
Das
Steuergerät zur Kraftstoffeinspritzung kann alternativ
eine Drehzahlmesseinrichtung, eine Änderungsbestimmungseinrichtung
und eine Einspritzzeitschätzeinrichtung haben. Die Drehzahlmesseinrichtung
dient zum Messen einer Drehzahl der Brennkraftmaschine. Die Änderungsbestimmungseinrichtung
dient zum Bestimmen, ob eine Änderung der Drehzahl, die
durch die Drehzahlmesseinrichtung gemessen wurde, im Wesentlichen
dem der Vielzahl von Zylindern gleich ist. Die Einspritzzeitschätzeinrichtung
dient zum Schätzen der Kraftstoffeinspritzzeit des entsprechenden
Einspritzers in jeden der Vielzahl von Zylindern ausgehend von der
Maschinendrehzahl in einem vorbestimmten Zeitraum, der einen Verbrennungs-
und Expansionshub des Zylinders hat, nachdem die Änderungsbestimmungseinrichtung
bestimmte, dass die Änderung in der Maschinendrehzahl im
Wesentlichen dem der Vielzahl von Zylindern gleich ist.
-
Die
Erfindung wird zusammen mit zusätzlichen Aufgaben, Merkmalen
und Vorteilen am Besten aus der folgenden Beschreibung, den anhängenden Ansprüchen
und den beigefügten Zeichnungen verstanden werden, in denen:
-
1 ein
schematisches Diagramm ist, das ein Kraftstoffeinspritzsystem gemäß einer
ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
-
2 eine
vergrößerte schematische Querschnittsansicht eines
Einspritzers des Einspritzsystems der 1 ist;
-
3 ein
Zeitdiagramm zum Beschreiben eines Betriebs des Einspritzers ist;
-
4 ein
Zeitdiagramm ist, das einen Einspritzimpuls und einen Düsennadelhub
von entsprechenden Zylindern zeigt;
-
5A und 5B Diagramme
zum Beschreiben eines Sinkens der Kraftstoffeinspritzmenge wegen
einer Altersverschlechterung sind;
-
6A und 6B Diagramme
zum Beschreiben eines Anstiegs der Kraftstoffeinspritzmenge wegen
einer Altersverschlechterung sind;
-
7 ein
beschreibendes Diagramm zum Bestimmen eines Null-Einspritzzeitraums
durch einen Lernvorgang einer winzigen Einspritzmenge der ersten
Ausführungsform ist;
-
8 ein
Flussdiagramm ist, das eine Verarbeitungsroutine zum Ausführen
der Einspritzmengenkorrektur und Einspritzzeitkorrektur zu der Zeit der
Lieferung aus der Fabrik gemäß der ersten Ausführungsform
ist;
-
9 ein
Flussdiagramm ist, das eine Verarbeitungsroutine zum Ausführen
der Einspritzmengenkorrektur und der Einspritzzeitkorrektur zur
Zeit des Maschinenbetriebs gemäß der ersten Ausführungsform
ist;
-
10A bis 10E Diagramme
zum Beschreiben eines Zinkens einer Kraftstoffeinspritzmenge wegen
der Altersverschlechterung und zum Beschreiben eines zugeordneten
Betriebs zum Kompensieren der Altersverschlechterung gemäß einer zweiten
Ausführungsform sind;
-
11A bis 11E Diagramme
zum Beschreiben eines Anstiegs der Kraftstoffeinspritzmenge wegen
Altersverschlechterung und zum Beschreiben eines zugeordneten Betriebs
zum Kompensieren der Altersverschlechterung gemäß der
zweiten Ausführungsform sind;
-
12 ein
Flussdiagramm ist, das eine Verarbeitungsroutine zum Ausführen
der Einspritzmengenkorrektur und Einspritzzeitkorrektur zu der Zeit der
Lieferung aus der Fabrik gemäß der zweiten Ausführungsform
ist;
-
13 ein
Flussdiagramm ist, das eine Verarbeitungsroutine zum Ausführen
der Einspritzmengenkorrektur und Einspritzzeitkorrektur zur Zeit
des Maschinenbetriebs ist; und
-
14 ein
Zeitdiagramm ist, das eine Kraftstoffeinspritzmenge und Kraftstoffeinspritzzeit
in beispielhaften Fällen darstellt.
-
(Erste Ausführungsform)
-
Eine
erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mit
Bezug auf die anhängenden Zeichnungen beschrieben.
-
1 zeigt
ein Kraftstoffeinspritzsystem einer Dieselmaschine mit vier Zylindern
(die als Brennkraftmaschine dient), die ein Steuergerät
zur Kraftstoffeinspritzung gemäß der ersten Ausführungsform einsetzt.
-
In
dem Kraftstoffeinspritzsystem 10 wird Kraftstoff, der durch
eine Kraftstoffeinspritzpumpe 12 gepumpt und in einer Common-Rail 14 gespeichert ist,
durch Einspritzer 20 eingespritzt. Eine ECU 50 empfängt
Messsignale von verschiedenen Sensoren. Zum Beispiel empfängt
die ECU 50 ein Messsignal von einem Drucksensor 16,
der einen Druck in der Common-Rail 14 misst. Ebenfalls
empfängt die ECU 50 ein Messsignal (G-Signal)
eines G-Impulsgebers (B-Signalrotor) 70, das mit einer
elektromagnetischen Aufnehmer-Spulenanordnung (im Folgenden einfach
als elektromagnetischer Aufnehmer bezeichnet) 74a gemessen
wird und empfängt ebenfalls ein Messsignal (NE-Signal)
eines NE-Impulsgebers (NE-Signalrotor) 72, das mit einer
elektromagnetischen Aufnehmerspulenanordnung (im Folgenden einfach
als elektromagnetischer Aufnehmer bezeichnet) 74b gemessen
wird. Die ECU 50 steuert die Kraftstoffeinspritzung von
den Einspritzern 20 gemäß einem Betriebszustand
der Maschine, der ausgehend von den obigen Messsignalen bestimmt
wird. Eine elektrische Antriebseinheit (EDU) 60 liefert
ausgehend von einem Einspritzbefehlssignal (Einspritzimpuls) des
Einspritzers 20 ein Antriebssignal zu jedem Einspritzer 20,
das von der ECU 50 ausgegeben wird.
-
Die
Konstruktion des Einspritzers 20 wird nun mit Bezug auf 2 beschrieben.
Eine Vielzahl von Einspritzlöchern 24 ist auf
einer stromabwärtigen Seite eines Ventilsitzes 23 in
einem Ventilkörper 22 ausgebildet. Wenn eine Düsennadel 30 an
dem Ventilsitz 23 sitzt, ist die Kraftstoffeinspritzung
aus den Einspritzlöchern 24 angehalten. Wenn im
Gegensatz die Düsennadel 30 von dem Ventilsitz 23 weggehoben
ist, wird Kraftstoff aus den Einspritzlöchern 24 eingespritzt.
Eine Feder 32 bringt eine Last gegen die Düsennadel 30 in
einer Sitzrichtung zum Setzen der Düsennadel 30 gegen
den Ventilsitz 23 auf. Kraftstoff, der durch die Einspritzlöcher 24 eingespritzt wird,
wird von der Common-Rail 14 zu einem Kraftstoffspeicher 202,
der um die Düsennadel 30 ausgebildet ist, durch
einen Kraftstoffeinströmdurchtritt 200 geliefert.
-
Ein
Steuerkolben 34 ist an einer gegenüberliegenden
Seite der Düsennadel 30 angeordnet, die derart
gegenüber von den Einspritzlöchern 24 liegt, dass
der Steuerkolben 34 zusammen mit der Düsennadel 30 hin-
und herbewegt wird. Eine Steuerkammer 204 ist auf einer
Seite gegenüber des Steuerkolbens 34 ausgebildet,
die gegenüber von der Düsennadel 30 liegt.
Der Kraftstoff, der in der Common-Rail 14 gespeichert ist,
wird durch den Kraftstoffeinströmdurchtritt 200 und
eine Einlassdrossel (eine verengte Öffnung) 206 zugeführt.
-
Die
Steuerkammer 204 ist mit einer Auslassdrossel 210 in
Verbindung, und ein Solenoidventil 40 dient als Steuerventil,
das eine Verbindung zwischen der Auslassdrossel 210 und
einem Kraftstoffentleerungsdurchtritt 212 ermöglicht
und unterbindet. Ein Ventilteil 42 des Solenoidventils 40 empfängt
eine Last von einer Feder 44 zu der Auslassdrossel 210, um
die Verbindung zwischen der Auslassdrossel 210 und dem
Kraftstoffentleerungsdurchtritt 212 zu unterbinden.
-
Wie
aus 3 ersichtlich ist, liefert die EDU 60 einen
elektrischen Antriebsstrom, der dem Einspritzimpuls entspricht,
zu dem Einspritzer 20, wenn der Einspritzimpuls, der als
Einspritzbefehlssignal dient, von der ECU 50 ausgegeben
wird. Wenn der elektrische Antriebsstrom von der EDU 60 zu
einer Spule 46 des Solenoidventils 40 geliefert
wird, wird gegen die Last der Feder 44 eine elektrische
Anziehungskraft erzeugt, so dass das Ventilteil 42 in eine Richtung
weg von der Auslassdrossel 210 bewegt wird, um die Verbindung
zwischen der Auslassdrossel 210 und dem Kraftstoffentleerungsdurchtritt 212 zu
ermöglichen. Auf diese Weise sind die Steuerkammer 204 und
der Kraftstoffentleerungsdurchtritt 212 miteinander durch
die Auslassdrossel 210 in Verbindung. Ein Innendruckfühler
der Auslassdrossel 210 ist größer als
ein Innendruckfühler der Einlassdrossel 206. Somit
ist der Druck in der Steuerkammer 204 reduziert, wenn die
Steuerkammer 204 und der Kraftstoffentleerungsdurchtritt 212 miteinander
in Verbindung sind.
-
Wenn
der Druck der Steuerkammer 204 reduziert ist, ist die Kraft
reduziert, die von der Steuerkammer 204 auf den Steuerkolben 34 zu
dem Ventilsitz 23 hin angewendet wird. Somit wird die Düsennadel 30 von
dem Ventilsitz 23 weggehoben, und dabei der Kraftstoff
durch die Einspritzlöcher 24 eingespritzt. In 3 ist
ein Zeitraum zwischen der Zeit des Anstiegs des Einspritzimpulses
zum Befehlen der Kraftstoffeinspritzung zu dem Einspritzer 20 und der
Zeit des Beginns der tatsächlichen Kraftstoffeinspritzung
von dem Einspritzer 20 als Null-Einspritzzeitraum definiert.
Der Null-Einspritzzeitraum kann ebenfalls als maximale Breite eines
Tteils des Einspritzimpulses, in dem nicht eingespritzt wird, berücksichtigt
werden, während dem kein Kraftstoff aus dem Einspritzer 20 eingespritzt
wird.
-
Wenn
der Einspritzimpuls ausgeschaltet wird, um die Zufuhr des Antriebsstroms
von der EDU 60 zu dem Einspritzer 20 zu beenden,
ist das Ventilteil 42 durch die Last der Feder 44 zu
der Auslassdrossel 210 hin angetrieben, um die Verbindung
zwischen der Auslassdrossel 210 und dem Kraftstoffentleerungsdurchtritt 212 zu
unterbinden. Wenn die Verbindung zwischen der Auslassdrossel 210 und
dem Kraftstoffentleerungsdurchtritt 212 unterbunden ist, wird
der Druck der Steuerkammer 204 erhöht. Somit ist
die Kraft erhöht, die durch den Druck der Steuerkammer 204 gegen
den Steuerkolben 34 zu dem Ventilsitz 23 hin ausgeübt
wird, so dass die Düsennadel 30 gegen den Ventilsitz 23 sitzt,
um die Kraftstoffeinspritzung durch die Einspritzlöcher 24 zu
beenden.
-
Eine
Kraftstoffeinspritzmenge des Einspritzers 20 wird durch
eine Impulsbreite des Einspritzimpulses bestimmt, die durch die
ECU 50 erzeugt wird. Darüber hinaus wird eine
Kraftstoffeinspritzzeit zum Beginnen der Kraftstoffeinspritzung
von dem Einspritzer 20 durch die Impulsanstiegszeit (Führungskante)
des Einspritzimpulses bestimmt, der durch die ECU 50 erzeugt
wird.
-
Wie
aus 1 ersichtlich ist, hat die ECU 50, die
als Steuergerät zur Kraftstoffeinspritzung dient, eine
CPU 52, ein RAM 54 und einen Flash-Speicher 56.
Das RAM 54 speichert vorübergehend Daten und Programme,
die durch die CPU 52 verarbeitet werden. Der Flash-Speicher 56 ist
ein wiederbeschreibbarer nicht volatiler Speicher und speichert
Steuerprogramme, die durch die CPU 52 ausgeführt
werden, und verschiedene Kennfelder, auf die ausgehend von den Messsignalen
der Sensoren Bezug genommen wird. Die ECU 50 dient als
Drehzahlmesseinrichtung, als Änderungsbestimmungseinrichtung, als
Einspritzzeitschätzeinrichtung, als Einspritzmengenlerneinrichtung,
als Einspritzzeitmesseinrichtung, als Abnormalitätsbestimmungseinrichtung,
als Einspritzzeitkorrektureinrichtung und als Einspritzzeitschätzeinrichtung
der vorliegenden Erfindung. Die ECU 50 dient ebenfalls
als Einspritzmengenkorrektureinrichtung.
-
Der
G-Impulsgeber 70 wird zusammen mit einer Nockenwelle (nicht
dargestellt) gedreht, und der NE-Impulsgeber 72 wird zusammen
mit der Kurbelwelle (nicht dargestellt) gedreht. Somit wird der NE-Impulsgeber 72 zweimal
gedreht, wenn der G-Impulsgeber 70 einmal gedreht wird.
Zähne sind nacheinander in 90°-Abständen
entlang einer äußeren Umfangsfläche des
G-Impulsgebers 70 angeordnet, um die entsprechenden Zylinder
zu identifizieren, und zwei Zähne sind angeordnet, um einen
Bezugszylinder zu identifizieren. Darüber hinaus sind Zähne
nacheinander entlang einer äußeren Umfangsfläche
des NE-Impulsgebers 72 mit Ausnahme einer Stelle (Stelle,
bei der kein Zahn bereitgestellt ist) angeordnet, um eine Drehzahl
der Kurbelwelle ausgehend von der Anzahl der Zähne zu messen,
die mit dem elektromagnetischen Aufnehmer 74b pro Zeiteinheit
gemessen wird, das heißt, um eine Maschinendrehzahl zu
messen.
-
4 zeigt
das Messsignal (G-Signal) des G-Impulsgebers 70, das mit
dem elektromagnetischen Aufnehmer 74a gemessen wurde, das
Messsignal (NE-Signal) des NE-Impulsgebers 72, das mit dem
elektromagnetischen Aufnehmer 74b gemessen wurde, die Einspritzimpulse
der entsprechenden Zylinder, und Hubausmaße der Düsennadeln 30 der Einspritzer 20,
die an den Zylindern bereitgestellt sind. 4 zeigt ebenfalls
die Änderungen der Maschinendrehzahl. In 4 bezeichnen
#1, #2, #3 und Kanalgitter 4 entsprechend Zylinderzahlen.
Darüber hinaus bezeichnen ΔN1, ΔN2, ΔN3
und ΔN4 die Änderungen der Maschinendrehzahl bei
den entsprechenden Zylindern, die durch das Einspritzen des Kraftstoffs
von dem entsprechenden Einspritzer 20 bei den Zylindern
verursacht wurde.
-
Die
ECU 50 bestimmt den Maschinenbetriebszustand ausgehend
von den Messsignalen der Sensoren. Darüber hinaus speichert
die ECU 50 ausgehend von dem bestimmten Maschinenbetriebszustand
das Verhältnis der Impulsbreite und der Impulsanstiegszeit
zum Erzeugen des Einspritzimpulses, um die beste Einspritzmenge
(Solleinspritzmenge) und die beste Einspritzzeit (Solleinspritzzeit)
mit Bezug auf den Maschinenbetriebszustand ausgehend von dem Druck
der Common-Rail 14 in Form eines Kennfelds in dem Flash-Speicher 56 zu
implementieren. Die Einspritzmenge und die Einspritzzeit des Kraftstoffs,
der von dem Einspritzer 20 eingespritzt wird, werden ausgehend
von dem Einspritzimpuls gesteuert, der ausgehend von diesem Kennfeld erzeugt
wird.
-
Wenn
die Feder 32, die die Last auf die Düsennadel 30 des
Einspritzers 20 aufbringt, wegen Alterns verschlechtert
ist, oder wenn ein Reibverschleiß bei den Berührungsabschnitten
zwischen der Düsennadel 30 und dem Ventilsitz 23 auftritt,
können ein Unterschied zwischen der tatsächlichen
Einspritzmenge und der Solleinspritzmenge des Einspritzers 20 und/oder
ein Unterschied zwischen der tatsächlichen Einspritzzeit
und der Solleinspritzzeit des Einspritzers 20 möglicherweise
erhöht werden.
-
5A und 5B zeigen
einen beispielhaften Fall, in dem die tatsächliche Einspritzmenge wegen
der Altersverschlechterung von der Solleinspritzmenge sinkt (Verschlechterung
der Art, bei der die Menge sinkt). 6A und 6B zeigen
einen anderen beispielhaften Fall, in dem die tatsächliche Einspritzmenge
von der Solleinspritzmenge wegen der Altersverschlechterung erhöht
ist (Verschlechterung der Art, bei der die Menge steigt). In 5A bis 6B bezeichnen
durchgehende Linien die tatsächliche Einspritzmenge und
die tatsächliche Einspritzzeit, und punktierte Linien bezeichnen
die Solleinspritzmenge und die Solleinspritzzeit. Das Verhältnis
zu der Einspritzimpulsbreite und der Einspritzmenge in 5A und 6A bezeichnet
eine Änderung in dem Verhältnis zwischen der Einspritzimpulsbreite
und der Einspritzmenge in Erwiderung auf den Innendruck der Common-Rail 14.
Darüber hinaus ist in dem Fall der 5A und 5B,
in dem die tatsächliche Einspritzmenge wegen der Altersverschlechterung
verringert ist, die Einspritzbeginnzeit verzögert (siehe 5B).
Ebenfalls ist in dem Fall der 6A und 6B,
in dem die tatsächliche Einspritzmenge wegen der Altersverschlechterung
erhöht ist, die Einspritzbeginnzeit vorgezogen (siehe 6B).
-
Als
Nächstes werden die Einspritzmengenkorrektur und die Einspritzzeitkorrektur
des Einspritzers 20 ausgehend von einer Steuerroutine für
die Zeit der Lieferung von der Fabrik, wie aus 8 ersichtlich
ist, und einer Steuerroutine für die Zeit des normalen
Maschinenbetriebs, wie aus 9 ersichtlich
ist, beschrieben.
-
Zuerst
werden die Einspritzmengenkorrektur und die Einspritzzeitkorrektur
des Einspritzers 20 ausgehend von der Steuerroutine für
die Zeit der Lieferung aus der Fabrik beschrieben, wie aus 8 ersichtlich
ist. Bei Schritt S300 der 8 ändert
die ECU 50 den Innendruck der Common-Rail 14 durch das
Steuern der Kraftstoffeinspritzpumpe 12 ausgehend von dem
Kennfeld, so dass die ECU 50 die Kraftstoffeinspritzmenge
bei jedem der entsprechenden Common-Rail-Drücke ausgehend
von der Änderung der Maschinendrehzahl lernt. In diesem
Einspritzmengenlernvorgang führt die ECU 50 einen Lernvorgang
winziger Einspritzmenge und einen eine Variation von Zylinder zu
Zylinder kompensierenden Einspritzmengenkorrektur-(als FCCB-Korrektur
bekannt)Vorgang zum Korrigieren der Kraftstoffeinspritzmenge der
entsprechenden Zylinder in solch einer Weise durch, dass eine Änderung
der Maschinendrehzahl (Kolbengeschwindigkeit) der entsprechenden
Zylinder im Wesentlichen gleich gemacht ist. Insbesondere korrigiert
die ECU 50 die Impulsbreite des Einspritzimpulses, der
zu dem Einspritzer 20 von jedem entsprechenden der Zylinder
zugeführt wird, so dass eine Änderung der Maschinendrehzahl der
Zylinder im Wesentlichen bei den entsprechenden Zylindern gleich
wird. In einem Fall eines mehrstufigen Kraftstoffeinspritzvorgangs,
in dem eine oder mehrere winzige Kraftstoffeinspritzungen (das heißt eine
oder mehrere Einspritzungen einer kleinen Menge, das heißt,
eine kleine Kraftstoffeinspritzmenge) ausgeführt werden,
bevor und/oder nachdem eine Hauptkraftstoffeinspritzung pro Zyklus
in jedem Zylinder durchgeführt wurde, kann die Kraftstoffeinspritzmenge
durch das Korrigieren der gesamten Kraftstoffeinspritzmenge der
Kraftstoffeinspritzungen pro Zyklus korrigiert werden. Alternativ
kann die Einspritzmenge der entsprechenden Kraftstoffeinspritzungen (mit
der einen oder mehreren winzigen Kraftstoffeinspritzungen) einzeln
korrigiert werden.
-
Darüber
hinaus berechnet die ECU 50 bei Schritt S300 ein Korrekturausmaß der
Impulsbreite, das zum Korrigieren der Impulsbreite eingesetzt wird, ohne
die Impulsanstiegszeit des Einspritzimpulses ausgehend von einem
Unterschied zwischen der tatsächlichen Einspritzmenge (der
Einspritzmenge, die ausgehend von der Maschinendrehzahl bestimmt wurde)
und der Solleinspritzmenge in jedem Zylinder zu ändern.
Dann speichert die ECU 50 das berechnete Korrekturausmaß oder
die Einspritzmenge von jedem Zylinder in dem Flash-Speicher 56,
um das entsprechende Kennfeld zu erneuern.
-
Als
Nächstes misst die ECU 50 bei Schritt S302 eine
Abweichung der Kraftstoffeinspritzzeit ausgehend von der winzigen
Einspritzmenge bei jedem entsprechenden der Common-Rail-Drücke,
der für jeden der Zylinder gelernt wird. Hier wird in dem Fall,
in dem der Einspritzer den mehrstufigen Kraftstoffeinspritzvorgang
durchführt, das Lernen der Kraftstoffeinspritzzeit für
die Haupteinspritzung durchgeführt. Das Lernen der Kraftstoffeinspritzzeit wird
durchgeführt wie folgt. Es wird nämlich bei Schritt
S300, wie aus 7 ersichtlich ist, ein Schnittpunkt
einer geraden Linie erhalten, die zwischen zwei Punkten S1, S2 von
winzigen Einspritzmengen verbindet, die ausgehend von der Maschinendrehzahl
gelernt werden, mit einer Achse der Abszisse, wo die Einspritzmenge
Null ist (Null-Einspritzmenge, das heißt die Einspritzmenge
= 0). Dann wird der nicht wirksame Kraftstoffeinspritzzeitraum ausgehend
von diesem Schnittpunkt bestimmt. Danach wird die Kraftstoffeinspritzzeit
ausgehend von dem bestimmten nicht wirksamen Kraftstoffeinspritzzeitraum
und der Impulsanstiegszeit des Einspritzimpulses gemessen.
-
Wie
aus 7 ersichtlich ist, ist es in diesem Fall erwünscht,
die gemessene Kraftstoffeinspritzzeit unter Berücksichtigung
der Einspritzimpulsbreite, die bei oder um die Null-Kraftstoffeinspritzmenge
(Einspritzmenge = 0) liegt, und die Einspritzmenge zu korrigieren.
-
Danach
berechnet die ECU 50 bei Schritt S304 ein Korrekturausmaß der
Impulsanstiegszeit des Einspritzimpulses (das Korrekturausmaß der Einspritzzeit),
ohne die Impulsbreite des Einspritzimpulses ausgehend von der Abweichung
zwischen der Kraftstoffeinspritzzeit (der tatsächlichen
Einspritzzeit, die ausgehend von der winzigen Einspritzmenge gemessen
wird, die von der Änderung der Maschinendrehzahl gelernt
wird) und der Solleinspritzzeit zu ändern. Dann speichert
die ECU 50 das berechnete Korrekturausmaß der
Einspritzzeit in dem Flash-Speicher 56. Dann wird bei Schritt
S306 das gespeicherte Korrekturausmaß der Einspritzzeit
in den Einspritzzeitsteuervorgang reflektiert.
-
Durch
das Durchführen des obigen Korrekturvorgangs werden die
Kraftstoffeinspritzmenge und die Kraftstoffeinspritzzeit des einzelnen
Einspritzers, der in dem entsprechenden Zylinder eingebaut ist, zur
Zeit der Lieferung aus der Fabrik korrigiert.
-
Als
Nächstes wird die Einspritzmengenkorrektur und die Einspritzzeitkorrektur
des Einspritzers 20 ausgehend von der Steuerroutine für
die Zeit des Maschinenbetriebs beschrieben, wie aus 9 ersichtlich
ist. Mit Bezug auf ein Flussdiagramm, das aus 9 ersichtlich
ist, bezieht sich der Common-Rail-Druck auf einen tatsächlichen
Common-Rail-Druck, der sich während des Maschinenbetriebs ändert,
und entspricht dem gemessenen Druck des Drucksensors 16,
der an der Common-Rail 14 bereitgestellt ist.
-
In
Schritt 310 führt die ECU 50 einen Vorgang
zum Lernen der winzigen Einspritzmenge und dem FCCB-Korrekturvorgang
zum Korrigieren der Kraftstoffeinspritzmenge der entsprechenden
Zylinder auf eine Weise durch, dass die Änderung der Maschinendrehzahl
der entsprechenden Zylinder im Wesentlichen in den entsprechenden
Zylindern gleich wird. Die ECU 50 korrigiert nämlich
die Impulsbreite des Impulses, der dem Einspritzer 20 von
jedem Zylinder zugeführt wird. Darüber hinaus
berechnet die ECU 50 bei Schritt S310 das Korrekturausmaß der
Impulsbreite des Einspritzimpulses ausgehend von dem Unterschied
zwischen der tatsächlichen Einspritzmenge jedes Zylinders
(Einspritzmenge, die ausgehend von der Maschinendrehzahl bestimmt
wurde) und der entsprechenden Solleinspritzmenge. Darüber
hinaus speichert die ECU 50 bei Schritt S310 das berechnete
Korrekturausmaß der Einspritzmenge in dem Flash-Speicher 56 und
erneuert dabei das Kennfeld.
-
Als
Nächstes bestimmt die ECU 50 bei Schritt S312
den Null-Einspritzzeitraum ausgehend von dem Schnittpunkt der geraden
Linie, der die beiden Punkte der winzigen Einspritzmengen verbindet, mit
der Abszisse (Null-Einspritzmenge, das heißt, Einspritzmenge
= 0) für jeden Common-Rail-Druck, der ausgehend von der
Maschinendrehzahl bei Schritt S310 gelernt wird. Dann misst die
ECU 50 die Kraftstoffeinspritzzeit ausgehend von dem bestimmten
Null-Einspritzzeitraum und der Impulsanstiegszeit des Einspritzimpulses.
Danach bestimmt die ECU 50 das Ausmaß der Abweichung
der Kraftstoffeinspritzzeit ausgehend von dem Unterschied zwischen
der gemessenen Kraftstoffeinspritzzeit (der tatsächlichen
Einspritzzeit) und der Solleinspritzzeit.
-
Bei
Schritt S314 vergleicht die ECU 50 das gemessene Ausmaß der
Abweichung der Kraftstoffeinspritzzeit, das bei Schritt S312 gemessen
wird, und ein Anfangsausmaß. Dann speichert die ECU 50 das Änderungsausmaß,
das von dem Anfangsausmaß zu dem gemessenen Ausmaß der
Abweichung der Kraftstoffeinspritzzeit liegt, in dem RAM 54.
Hier ist das Anfangsausmaß das Ausmaß der Abweichung der
Kraftstoffeinspritzzeit nach der Korrektur der Kraftstoffeinspritzzeit,
die zum Beispiel bei der Zeit der Lieferung aus der Fabrik gemacht
wurde. Dann bestimmt die ECU 50 bei Schritt S316, ob das Änderungsausmaß von
dem Anfangsausmaß zu dem gemessenen Ausmaß der
Abweichung der Kraftstoffeinspritzzeit einen vorbestimmten Bereich
(oder ein vorbestimmtes Ausmaß) überschreitet.
Wenn es bestimmt wird, dass das Änderungsausmaß zwischen dem
Anfangsausmaß und dem gemessenen Ausmaß der Abweichung
von der Kraftstoffeinspritzzeit den vorbestimmten Bereich überschreitet,
bestimmt die ECU 50, dass die Altersverschlechterung des Einspritzers 20 signifikant
ist und schreitet zu Schritt S318 voran. Bei Schritt S318 führt
die ECU 50 einen Steuervorgang der Brennkraftmaschine durch
das Begrenzen der Kraftstoffeinspritzung auf eine vorbestimmte Menge
oder weniger und/oder durch das Bereitstellen einer Warnung an den
Fahrer des Fahrzeugs durch das Beleuchten einer Warnleuchte (Einschalten
der Warnleuchten) durch.
-
In
Schritt S316 kann der vorbestimmte Bereich (das vorbestimmte Ausmaß),
das zum Bestimmen der Abnormalität in dem gemessenen Ausmaß der
Abweichung der Kraftstoffeinspritzzeit verwendet wird, ein konstanter
Wert sein oder ein variabler Wert sein, der in Erwiderung auf die
Alterung steigt (zum Beispiel in Erwiderung auf die gesamte Fahrstrecke des
Fahrzeugs). Alternativ kann bei Schritt S316 eine vorbestimmte Anzahl
von Schwellwerten zur Abnormalitätsbestimmung ausgehend
von einem Abweichungsausmaß von dem vorbestimmten Bereich
zu dem Änderungsausmaß von dem Anfangsausmaß zu
dem gemessenen Abweichungsausmaß gesetzt werden. Dann kann
der Vorgang zu Schritt S318 voranschreiten, wenn bestimmt wird,
dass die Anzahl der Bestimmungen, dass das Änderungsausmaß von dem Anfangsausmaß zu
dem gemessenen Abweichungsausmaß der Kraftstoffeinspritzzeit
den vorbestimmten Bereich überschreitet, gleich oder größer als
die Anzahl der Schwellwerte der Abnormalitätsbestimmungen
bei Schritt S316 ist. Zum Beispiel kann die Anzahl der Schwellwerte
der vorbestimmten Abnormalitätsbestimmung erhöht
werden, wenn das Abweichungsausmaß von dem vorbestimmten
Bereich zu dem Änderungsausmaß von dem Anfangsausmaß zu
dem gemessenen Abweichungsausmaß sinkt. Im Gegensatz kann
die Anzahl der Schwellwerte der vorbestimmten Abnormalitätsbestimmung
sinken, wenn das Abweichungsausmaß von dem vorbestimmten
Bereich zu dem Änderungsausmaß von dem Anfangsausmaß zu
dem gemessenen Abweichungsausmaß steigt. Wenn bestimmt wird,
dass die Anzahl der Bestimmungen, dass das Änderungsausmaß von
dem Anfangsausmaß zu dem gemessenen Abweichungsausmaß der
Kraftstoffeinspritzzeit den vorbestimmten Bereich übersteigt,
weniger als die Anzahl der Schwellwerte der Abnormalitätsbestimmung
bei Schritt S316 ist, kann die ECU 50 von Schritt S316
zu Schritt S320 voranschreiten, sogar in dem Fall, in dem das Änderungsausmaß von
dem Anfangsausmaß zu dem gemessenen Abweichungsausmaß der
Kraftstoffeinspritzzeit den vorbestimmten Bereich übersteigt.
Wenn dann die Anzahl der Bestimmungen, dass das Änderungsausmaß von
dem Anfangsausmaß zu dem gemessenen Abweichungsausmaß der
Kraftstoffeinspritzung den vorbestimmten Bereich übersteigt,
gleich oder größer als der Schwellwert der Abnormalitätsbestimmung
bei Schritt S316 ist, kann die ECU 50 von Schritt S316
zu Schritt S318 voranschreiten.
-
Wenn
in Schritt S316 bestimmt wird, dass das Änderungsausmaß von
dem Anfangsausmaß zu dem gemessenen Abweichungsausmaß der
Kraftstoffeinspritzzeit innerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt
(das heißt, NEIN in Schritt S316), schreitet die ECU 50 weiter
zu Schritt S320. Bei Schritt S320 berechnet die Ecu 50 das
Korrekturausmaß der Impulsanstiegszeit des Einspritzimpulses
(das Korrekturausmaß der Einspritzzeit), ohne die Impulsbreite
des Einspritzimpulses ausgehend von der Abweichung zwischen der
Kraftstoffeinspritzzeit, die von der Maschinendrehzahl gemessen
wird, und der Solleinspritzzeit zu ändern. Dann speichert
die ECU 50 das berechnete Korrekturausmaß der
Einspritzzeit in dem Flash-Speicher 56 und reflektiert
es dabei in den Steuervorgang der Einspritzzeit.
-
Wie
oben beschrieben wurde, ist der Null-Einspritzzeitraum in der ersten
Ausführungsform ausgehend von der Maschinendrehzahl bestimmt, die
gemessen wird, um die Einspritzmenge in der vor kurzem vorgeschlagenen
Technologie zu korrigieren. Dann wird die Kraftstoffeinspritzzeit
ausgehend von diesem Null-Einspritzzeitraum gemessen. Auf diese Weise
kann die Abweichung von der Kraftstoffeinspritzzeit gemessen und
korrigiert werden, ohne (einen) zusätzliche(n) Sensor(en)
zu erfordern. Darüber hinaus kann das vor kurzem entwickelte
Programm, das zum Messen der Maschinendrehzahl entwickelt wurde,
zur Bestimmung des Null-Einspritzzeitraums eingesetzt werden. Somit
kann die Verarbeitungslast der ECU 50 minimiert werden.
-
Nun
werden Modifikationen der ersten Ausführungsform beschrieben
werden.
-
In
der ersten Ausführungsform wird das gelernte Korrekturausmaß der
Einspritzzeit in dem Flash-Speicher 56 gespeichert und
zum Korrigieren des Kennfelds verwendet. Alternativ können
die Vorgänge zur Absicherung vor einem Versagen wie zum Beispiel
der Betrieb der Brennkraftmaschine bei dem Begrenzen der Kraftstoffeinspritzmenge
auf gleich oder weniger als die vorbestimmte Menge, oder das Einschalten
der Warnleuchte, um die Warnung an den Fahrer des Fahrzeugs weiterzugeben,
ohne Korrektur der Kraftstoffeinspritzzeit durchgeführt
werden, wenn das Änderungsausmaß von dem Anfangsausmaß zu
dem gemessenen Abweichungsausmaß der Kraftstoffeinspritzzeit
den vorbestimmten Bereich überschreitet.
-
In
der ersten Ausführungsform wurde die Kraftstoffeinspritzmengenkorrektur
und die Kraftstoffeinspritzzeitkorrektur zu der Zeit der Lieferung
aus der Fabrik und zu der Zeit des Betriebs der Maschine beschrieben.
Neben diesen Fällen können die Kraftstoffeinspritzmenge
und die Kraftstoffeinspritzzeit ausgehend von der Maschinendrehzahl
durch das Durchführen eines Diagnoseprogramms bestimmt und
korrigiert werden, das von den in 8 und 9 gezeigten
Programmen unterschiedlich ist, und das bei dem Verbinden eines
Diagnosegeräts mit der ECU 50 zur Zeit einer Wartung
und eines Diagnoseservice des Fahrzeugs bei einem Fahrzeughändler oder
der Fabrik durchgeführt wird. Die Kraftstoffeinspritzmenge
und die Kraftstoffeinspritzzeit können mit relativ hoher
Genauigkeit ausgehend von der Änderung und der Änderungsrate
der Maschinendrehzahl durch das Ausführen der einzelnen
Kraftstoffeinspritzung pro Zyklus sogar in dem Fall des Einspritzers
bestimmt werden, der während des normalen Maschinenbetriebzeitraums
den mehrstufigen Kraftstoffeinspritzvorgang durchführt.
-
(Zweite Ausführungsform)
-
Ein
Kraftstoffeinspritzsystem einer Dieselmaschine mit vier Zylindern
(die als Brennkraftmaschine dient), die ein Steuergerät
zur Kraftstoffeinspritzung gemäß einer zweiten
Ausführungsform verwendet, wird im Folgenden mit Bezug
auf die anhängenden Zeichnungen beschrieben. In der folgenden Beschreibung
werden Bauteile, die ähnlich zu denen der ersten Ausführungsform
sind, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und nicht weiter
beschrieben. Noch genauer ist die zweite Ausführungsform mit
Ausnahme der Einspritzmengenkorrektur und der Einspritzzeitkorrektur
der entsprechenden Einspritzer 20 ähnlich zu der
ersten Ausführungsform. Deswegen wird die folgende Beschreibung
insbesondere mit Bezug auf die Einspritzmengenkorrektur und die Einspritzzeitkorrektur
des Einspritzers ausgehend von einer Steuerroutine für
die Zeit der Lieferung aus der Fabrik, wie aus 12 ersichtlich
ist, und eine Steuerroutine für die Zeit des normalen Maschinenbetriebs,
wie aus 13 ersichtlich ist gemacht.
-
Zuerst
werden die Einspritzmengenkorrektur und die Einspritzzeitkorrektur
des Einspritzers 20 ausgehend von der Steuerroutine für
die Zeit der Lieferung aus der Fabrik beschrieben, wie aus 12 unter
Betrachtung der 10A bis 11E ersichtlich
ist.
-
Bei
Schritt S400 der 12 ändert die ECU 50 den
Innendruck der Common-Rail 14 durch das Steuern der Kraftstoffeinspritzpumpe 12 ausgehend von
dem Kennfeld, um die Kraftstoffeinspritzmenge bei jedem der entsprechenden
Common-Rail-Drücke zu lernen. In diesem Einspritzmengenlernvorgang führt
die ECU 50 einen Lernvorgang der winzigen Einspritzmenge
und einen eine Variation von Zylinder zu Zylinder kompensierenden
Einspritzmengenkorrektur-(als FCCB-Korrektur bekannt)-Vorgang durch, um
die Kraftstoffeinspritzmenge der entsprechenden Zylinder auf eine
derartige Weise zu korrigieren, dass eine Änderung der
Maschinendrehzahl der entsprechenden Zylinder im Wesentlichen ausgeglichen
ist. Insbesondere korrigiert die ECU 50 die Impulsbreite der Einspritzimpulse,
die zu dem Einspritzer 20 von jedem entsprechenden der
Zylinder zugeführt wird, so dass eine Änderung ΔN1, ΔN2, ΔN3, ΔN4,
der Maschinendrehzahl der entsprechenden Zylinder im Wesentlichen
gleich gemacht wird, wie aus 4 ersichtlich
ist. Hier kann die ECU 50 bestimmen, ob eine Änderung
der Maschinendrehzahl im Wesentlichen bei jedem der Vielzahl von
Zylindern gleich ist. In einem Fall eines mehrstufigen Kraftstoffeinspritzvorgangs,
in dem eine oder mehrere winzige Kraftstoffeinspritzungen (das heißt
eine oder mehr Einspritzungen einer kleinen Kraftstoffmenge) vor und/oder
nach einer Hauptkraftstoffeinspritzung pro Zyklus in jedem Zylinder
durchgeführt werden, kann die Kraftstoffeinspritzmenge
durch das Lernen und Korrigieren der gesamten Kraftstoffeinspritzmenge der
Kraftstoffeinspritzungen pro Zyklus gelernt und korrigiert werden.
Alternativ kann die Einspritzmenge der entsprechenden Kraftstoffeinspritzungen
(mit der einen oder mehreren winzigen Kraftstoffeinspritzungen)
einzeln gelernt und korrigiert werden.
-
Darüber
hinaus berechnet die ECU 50 bei Schritt S400 ein Korrekturausmaß der
Impulsbreite des Einspritzimpulses (das Korrekturausmaß der Einspritzmenge),
das zum Korrigieren der Impulsbreite verwendet wird, ohne die Impulsanstiegszeit des
Einspritzimpulses zu ändern, ausgehend von einem Unterschied
zwischen der tatsächlichen Einspritzmenge (der Einspritzmenge,
die ausgehend von der Maschinendrehzahl bestimmt wurde) und der Solleinspritzmenge
in jedem Zylinder. Dann speichert die ECU 50 das berechnete
Korrekturausmaß der Einspritzmenge von jedem Zylinder in
dem Flash-Speicher 56, um das entsprechende Kennfeld zu
erneuern. Auf diese Weise wird ein verschlechterter Zustand (Verschlechterung
der Art bei sinkender Einspritzmenge) des Einspritzers 20,
wie aus 10B ersichtlich ist, in einen
Zustand geändert, der aus 10C ersichtlich
ist, in dem eine Einspritzmengenkorrektur (I) gemacht wird. Ebenfalls
ist ein verschlechterter Zustand (Verschlechterung der Art, bei
der die Einspritzmenge steigt) des Einspritzers 20, wie
aus 11B ersichtlich ist, in einen
Zustand geändert, der aus 11C ersichtlich
ist, in dem die Einspritzmengenkorrektur (I) gemacht wird.
-
Als
Nächstes lernt die ECU 50 bei Schritt S402 die
Kraftstoffeinspritzzeit bei jedem der entsprechenden der Common-Rail-Drücke.
Hier wird in dem Fall des Einspritzers, der den mehrstufigen Kraftstoffeinspritzvorgang
durchführt, das Lernen der Kraftstoffeinspritzzeit für
die Haupteinspritzung durchgeführt. In diesem Einspritzzeitlernvorgang
bestimmt die ECU 50 die Kraftstoffeinspritzzeit von jedem
der Zylinder ausgehend von der gemessenen Änderung der
Maschinendrehzahl, die in jedem vorbestimmten Zeitraum gemessen
wird, der einen Zeitraum eines Verbrennungs- und Expansionshubs
des Zylinders beinhaltet.
-
Ein
Verfahren zum Bestimmen der Kraftstoffeinspritzzeit wird nun mit
Bezug auf 14 beschrieben. In 14 sind
die tatsächliche Einspritzmenge und die tatsächliche
Einspritzzeit für zwei Beispiele bezeichnet, die mit einer
durchgehenden Linie bzw. einer punktierten Linie dargestellt sind.
Bei dem Vergleich der durchgehenden Linie und der punktierten Linie
wird verstanden, dass die durchgehende Linie die frühere
Anstiegszeit im Vergleich zu der punktierten Linie zeigt. Deswegen
zeigt die durchgehende Linie die frühere Einspritzzeit
zum Einspritzen des Kraftstoffs von dem Einspritzer 20,
das heißt, sie zeigt die frühere Anstiegszeit
der Einspritzrate im Vergleich zu der punktierten Linie. Dabei besteht
ein Unterschied zwischen der durchgehenden Linie und der punktierten
Linie (das heißt, zwischen den zwei Beispielen) mit Bezug
auf die Änderung des Zylinderinnendrucks, die durch die
Verbrennung und Ausdehnung des Kraftstoffs verursacht wird. Als
Ergebnis besteht ein Unterschied zwischen der durchgehenden Linie
und der punktierten Linie (das heißt, zwischen den zwei
Beispielen) mit Bezug auf die Änderung der Maschinendrehzahl
in dem vorbestimmten Zeitraum, der den Zeitraum des Verbrennungs- und
Expansionshubs beinhaltet. In der vorliegenden Ausführungsform
misst die ECU 50 die Maschinendrehzahl zum Beispiel in
diesem Zeitraum (das heißt, in dem vorbestimmten Zeitraum,
der den Zeitraum des Verbrennungs- und Expansionshubs des Zylinders
beinhaltet). Dann bestimmt die ECU 50 einen vorgezogenen
Zustand oder einen verzögerten Zustand der Kraftstoffeinspritzzeit
ausgehend von dem Unterschied zwischen den gemessenen Maschinendrehzahlen
und bestimmt die Kraftstoffeinspritzzeit.
-
Die Änderungsrate
der Maschinendrehzahl wird in dem Verbrennungs- und Expansionshub
maximiert. Wenn somit die Maschinendrehzahl in dem vorbestimmten
Zeitraum gemessen wird, der den Zeitraum des Verbrennungs- und Expansionshubs beinhaltet,
kann die Kraftstoffeinspritzzeit mit relativ hoher Genauigkeit bestimmt
werden. Der gemessene Zeitraum zum Messen der Maschinendrehzahl, der
gemessen wird, um die Kraftstoffeinspritzzeit zu bestimmen, kann
ein Zeitraum innerhalb des Verbrennungs- und Expansionshubs des
Zylinders sein oder kann ein Zeitraum von dem Zeitpunkt des Beginns
der Verbrennung und des Expansionshubs des Zylinders zu einem Zeitpunkt
des Endes eines Auslasshubs des Zylinders sein. Wenn der Messzeitraum zum
Messen der Maschinendrehzahl auf den Zeitraum innerhalb des Verbrennungs-
und Expansionshubs oder den Zeitraum von dem Zeitpunkt von dem Beginn
des Verbrennungs- und Expansionshubs zu dem Zeitpunkt des Endes
des Auslasshubs begrenzt ist, kann die Kraftstoffeinspritzzeit mit
hoher Genauigkeit bestimmt werden. Darüber hinaus kann
die Verarbeitungslast der ECU 50 ebenfalls reduziert werden,
da der Messzeitraum zum Messen der Maschinendrehzahl reduziert ist.
-
Dann
berechnet die ECU 50 bei Schritt S402 ein Korrekturausmaß zum
Korrigieren der Impulsanstiegszeit des Einspritzimpulses ohne die
Impulsbreite des Einspritzimpulses ausgehend von einem Unterschied
zwischen der tatsächlichen Einspritzzeit (ausgehend von
der Maschinendrehzahl bestimmt) und die Solleinspritzzeit in jedem
Zylinder zu ändern. Dann speichert die ECU 50 das
berechnete Korrekturausmaß der Einspritzzeit von jedem
Zylinder in dem Flash-Speicher 56, um das entsprechende Kennfeld
zu erneuern. Auf diese Weise wird der Zustand der 10C, in dem die Einspritzmengenkorrektur (I) gemacht
wird, in einen Zustand der 10D geändert,
in dem die Einspritzzeitkorrektur gemacht wird. Ebenfalls wird der
Zustand der 11C, in dem die Einspritzmengenkorrektur
(I) gemacht wird, in einen Zustand der 11D geändert, in
dem die Einspritzzeitkorrektur gemacht wird.
-
Wenn
die Kraftstoffeinspritzzeit korrigiert wird, kann die Kraftstoffeinspritzmenge
möglicherweise geändert werden. Somit lernt die
ECU 50 bei Schritt S404 die Kraftstoffeinspritzmenge bei
jedem der Common-Rail-Drücke noch einmal. Die ECU 50 berechnet
das Korrekturausmaß der Impulsbreite des Einspritzimpulses,
das zum Korrigieren der Impulsbreite verwendet wird, ohne die Impulsanstiegszeit
des Einspritzimpulses zu ändern, ausgehend von einem Unterschied
zwischen der tatsächlichen Einspritzmenge (der Einspritzmenge,
die ausgehend von der Maschinendrehzahl bestimmt wurde) und der Solleinspritzmenge
in jedem Zylinder. Dann speichert die ECU 50 das berechnete
Korrekturausmaß der Einspritzmenge von jedem Zylinder in
dem Flash-Speicher 56, um das entsprechende Kennfeld zu
erneuern. Auf diese Weise wird der Zustand der 10D, in dem die Einspritzzeitkorrektur gemacht wird,
in den Zustand der 10E geändert, in dem die
Einspritzmengenkorrektur (II) gemacht wird. Ebenfalls wird der Zustand
der 11D, in dem die Einspritzzeitkorrektur
gemacht wird, in den Zustand der 11E geändert,
in dem die Einspritzmengenkorrektur (II) gemacht wird.
-
Durch
das Durchführen des obigen Korrekturvorgangs werden die
Kraftstoffeinspritzmenge und die Kraftstoffeinspritzzeit des einzelnen
Einspritzers, der in den entsprechenden Zylinder eingebaut ist,
zu der Zeit der Lieferung aus der Fabrik korrigiert.
-
Als
Nächstes werden die Einspritzmengenkorrektur und die Einspritzzeitkorrektur
des Einspritzers 20 ausgehend von der Steuerroutine für
die Zeit des Maschinenbetriebs beschrieben, die aus 13 unter
Betrachtung der 10A bis 11E ersichtlich
ist.
-
Mit
Bezug auf ein Flussdiagramm, das aus 13 ersichtlich
ist, bezieht sich jeder Common-Rail-Druck auf einen tatsächlichen
Common-Rail-Druck, der sich während des Maschinenbetriebs ändert,
und entspricht dem gemessenen Druck des Drucksensors 16,
der in der Common-Rail 14 bereitgestellt ist.
-
In
Schritt S410 führt die ECU 50 den Lernvorgang
der winzigen Einspritzmenge und den FCCB-Korrekturvorgang zum Korrigieren
der Kraftstoffeinspritzmenge der entsprechenden Zylinder auf eine
solche Weise durch, dass die Änderung der Maschinendrehzahl
der entsprechenden Zylinder im Wesentlichen in den entsprechenden
Zylindern gleich wird. Wie oben beschrieben wurde, korrigiert die
ECU 50 die Impulsbreite des Einspritzimpulses, der zu dem
Einspritzer 20 von jedem entsprechenden der Zylinder zugeführt
wird, so dass eine Änderung ΔN1, ΔN2, ΔN3, ΔN4
in der Maschinendrehzahl der entsprechenden Zylinder, wie aus 4 ersichtlich ist,
im Wesentlichen gleich wird. Hier kann die ECU 50 bestimmen,
ob eine Änderung in der Maschinendrehzahl im Wesentlichen
bei jedem der Vielzahl von Zylindern gleich ist. Darüber
hinaus lernt die ECU 50 bei Schritt S410 das Korrekturausmaß der
Impulsbreite der Einspritzimpulse ausgehend von dem Unterschied
zwischen der tatsächlichen Einspritzmenge (Einspritzmenge,
die ausgehend von der Maschinendrehzahl bestimmt wurde) und der
entsprechenden Solleinspritzmenge von jedem Zylinder. In Schritt S410
wird das gelernte Korrekturausmaß der Einspritzmenge vorübergehend
zum Beispiel in dem RAM 54 gespeichert.
-
Als
Nächstes, wenn bestimmt ist, dass die Änderung
der Maschinendrehzahl in den entsprechenden Zylindern im Wesentlichen
bei Schritt S410 gleich gemacht wurde, geht die ECU 50 zu
Schritt S412. Bei Schritt S412 bestimmt die Ecu 50 die
Kraftstoffeinspritzzeit von jedem der Zylinder ausgehend von der
Maschinendrehzahl, die in dem vorbestimmten Zeitraum gemessen wurde,
der den Zeitraum des Verbrennungs- und Expansionshubs beinhaltet.
Die ECU 50 lernt das Korrekturausmaß der Impulsanstiegszeit
(das Korrekturausmaß der Einspritzzeit), das zum Korrigieren
der Impulsanstiegszeit des Einspritzimpulses verwendet wird, ohne
die Impulsbreite des Einspritzimpulses ausgehend von dem Unterschied
zwischen der tatsächlichen Einspritzzeit und der Solleinspritzzeit
in jedem Zylinder zu ändern. Das gelernte Korrekturausmaß der
Einspritzzeit wird vorübergehend zum Beispiel in dem RAM 54 in
Schritt S412 gespeichert. Da die Änderung der Maschinendrehzahl
im Wesentlichen in den entsprechenden Zylindern in Schritt S410
gleich gemacht wird, kann die ECU 50 die Kraftstoffeinspritzzeit
mit relativ hoher Genauigkeit ausgehend von der Maschinendrehzahl bestimmen,
und kann das Korrekturausmaß der Kraftstoffeinspritzzeit
in Schritt S412 lernen.
-
In
Schritt S414 bestimmt die ECU 50, ob das gelernte Korrekturausmaß der
Einspritzmenge, das in Schritt S410 gelernt wurde, oder das gelernte
Korrekturausmaß der Einspritzzeit, das in Schritt S412 gelernt
wurde, einen entsprechenden vorbestimmten Bereich übersteigt
(ein entsprechendes vorbestimmtes Ausmaß). Insbesondere
bestimmt die ECU 50, ob der Unterschied zwischen der tatsächlichen
Einspritzmenge und der Solleinspritzmenge oder der Unterschied zwischen
der tatsächlichen Einspritzzeit und der Solleinspritzzeit
größer als der entsprechende vorbestimmte Bereich
(das entsprechende vorbestimmte Ausmaß) ist. Wenn es bestimmt
ist, dass das Korrekturausmaß der Kraftstoffeinspritzmenge
oder das Korrekturausmaß der Kraftstoffeinspritzzeit größer
als der entsprechende vorherbestimmte Bereich ist (das entsprechende
vorherbestimmte Ausmaß), bestimmt die Ecu 50,
dass die Altersverschlechterung des Einspritzers 20 signifikant
ist und schreitet zu Schritt S416 voran. In Schritt S416 führt
die ECU 50 einen Steuervorgang der Brennkraftmaschine durch,
indem sie die Kraftstoffeinspritzung auf eine vorherbestimmte Menge
oder weniger begrenzt und/oder indem sie eine Warnung durch das
Beleuchten einer Warnleuchte an den Fahrer des Fahrzeugs ausgibt.
-
Wenn
im Gegensatz bestimmt wird, dass das Korrekturausmaß der
Einspritzmenge oder das Korrekturausmaß der Einspritzzeit
innerhalb des entsprechenden vorherbestimmten Bereichs liegt (das entsprechende
vorherbestimmte Ausmaß) bei Schritt S414, bestimmt die
ECU 50 die Kraftstoffeinspritzzeit in jedem Zylinder ausgehend
von der Maschinendrehzahl in dem vorherbestimmten Zeitraum, der
den Verbrennungs- und Expansionshub beinhaltet, in Schritt S418.
Die ECU 50 berechnet ein Korrekturausmaß zum Korrigieren
der Impulsanstiegszeit des Einspritzimpulses, ohne die Impulsbreite
des Einspritzimpulses ausgehend von dem Unterschied zwischen der
tatsächlichen Einspritzzeit (bestimmt von der Maschinendrehzahl)
und der Solleinspritzzeit in jedem Zylinder zu ändern.
Dann speichert die ECU 50 das berechnete Korrekturausmaß der
Einspritzzeit von jedem Zylinder in dem Flash-Speicher 56, um
das entsprechende Kennfeld zu erneuern. Auf diese Weise wird der
verschlechterte Zustand (Verschlechterung der sinkenden Art) der 10B in den Zustand der 10D geändert,
in dem die Einspritzzeit korrigiert ist, ohne die Kraftstoffeinspritzkorrektur (I)
der 10C durchzuführen.
Ebenfalls wird der verschlechterte Zustand (Verschlechterung der
ansteigenden Art) der 11B in
den Zustand der 11D geändert, in dem
die Einspritzzeit korrigiert wird, ohne die Kraftstoffeinspritzungskorrektur
(I) der 11C durchzuführen.
-
Als
Nächstes bestimmt die ECU 50 in Schritt 5420 die
Kraftstoffeinspritzmenge ausgehend von der Maschinendrehzahl, die
nach der Korrektur der Kraftstoffeinspritzzeit vorliegt. Die ECU 50 lernt
das Korrekturausmaß der Impulsbreite ohne die Zeit des Kraftstoffeinspritzimpulses
ausgehend von dem Unterschied zwischen der tatsächlichen
Einspritzmenge (bestimmt, ausgehend von der Maschinendrehzahl) und
der Solleinspritzmenge in jedem Zylinder zu ändern. Dann
bestimmt die ECU 50 bei Schritt S422, ob das Korrekturausmaß der
Einspritzmenge größer als der vorbestimmte Bereich
(das entsprechende vorherbestimmte Ausmaß) ist. Wenn es
bestimmt ist, dass das Korrekturausmaß der Kraftstoffeinspritzmenge
größer als der vorherbestimmte Bereich ist (das
entsprechende vorherbestimmte Ausmaß), bestimmt die ECU 50,
dass die Altersverschlechterung des Einspritzers 20 signifikant
ist und schreitet zu Schritt S424 voran. In Schritt S424 führt
die ECU 50 den Steuervorgang der Brennkraftmaschine durch das
Begrenzen der Kraftstoffeinspritzung auf eine vorherbestimmte Menge
oder weniger durch, und/oder stellt die Warnung an den Fahrer des
Fahrzeugs durch das Beleuchten der Warnleuchte bereit.
-
Wenn
im Gegensatz bestimmt wird, dass das Korrekturausmaß der
Einspritzmenge innerhalb des vorherbestimmten Bereichs liegt (das
entsprechende vorherbestimmte Ausmaß) bei Schritt S422,
schreitet die ECU 50 zu Schritt S426 voran. In Schritt
S426 berechnet die ECU 50 das Korrekturausmaß der
Impulsbreite ohne die Impulsanstiegszeit des Einspritzimpulses ausgehend
von einem Unterschied zwischen der tatsächlichen Einspritzmenge
(die Einspritzmenge, die ausgehend von der Maschinendrehzahl bestimmt
wurde) und der Solleinspritzmenge in jedem Zylinder zu ändern.
Dann speichert die ECU 50 das berechnete Korrekturausmaß der
Einspritzmenge von jedem Zylinder in dem Flash-Speicher 56,
um das entsprechende Kennfeld zu erneuern. Auf diese Weise wird
der Zustand der 10D, in dem die Einspritzzeit gemacht wird,
in den Zustand der 10E geändert, in dem
die Einspritzmengenkorrektur (II) gemacht wird. Ebenfalls wird der
Zustand der 11D, in dem die Einspritzzeitkorrektur gemacht
wird, in den Zustand der 11E geändert, in
dem die Einspritzmengenkorrektur (II) gemacht wird.
-
Wie
oben beschrieben wurde, wird in der vorliegenden Ausführungsform
die Kraftstoffeinspritzzeit ausgehend von der Maschinendrehzahl
bestimmt, die gemessen wird, um die Kraftstoffeinspritzmenge in
der vor kurzem vorgeschlagenen Technik zu korrigieren. Somit kann
die Kraftstoffeinspritzzeit bestimmt und korrigiert werden, ohne
dass das Hinzufügen von (einem) neuem(n) Sensor(en) erforderlich ist.
Darüber hinaus kann das vor kurzem entwickelte Programm,
das entwickelt wurde, um die Maschinendrehzahl zu messen, zur Bestimmung
des Null-Einspritzzeitraums eingesetzt werden. Somit kann die Verarbeitungslast
der ECU 50 minimiert werden.
-
Nun
werden Modifikationen der zweiten Ausführungsform beschrieben.
-
In
der zweiten Ausführungsform ist das gelernte Einspritzzeitkorrekturausmaß in
dem Flash-Speicher 56 gespeichert und wird zum Korrigieren
des Kennfelds verwendet. Alternativ können der Unterschied
zwischen der tatsächlichen Einspritzzeit (ausgehend von
der Änderungsrate der Maschinendrehzahl bestimmt) und der
Solleinspritzzeit ohne Korrigieren der Kraftstoffeinspritzzeit bestimmt
werden. Wenn eine Abnormalität erfasst wird, können
Versagenssicherheitsvorgänge wie zum Beispiel der Betrieb
der Brennkraftmaschine aufgrund des Begrenzens der Kraftstoffeinspritzmenge
auf gleich oder weniger als die vorbestimmte Menge, oder das Einschalten
der Warnleuchte zum Bereitstellen der Warnung an den Fahrer des
Fahrzeugs unternommen werden.
-
In
der zweiten Ausführungsform wurden die Kraftstoffeinspritzmengenkorrektur
und die Kraftstoffeinspritzzeitkorrektur zu der Zeit der Lieferung aus der
Fabrik und zur Zeit des Betriebs der Maschine beschrieben. Neben
diesen Fällen können die Kraftstoffeinspritzmenge
und die Kraftstoffeinspritzzeit ausgehend von der Maschinendrehzahl
durch das Ausführen eines Diagnoseprogramms bestimmt und korrigiert
werden, das von den in 12 und 13 gezeigten
Programmen unterschiedlich ist, und aufgrund einer Verbindung eines
Diagnosegeräts mit der ECU 50 zur Zeit der Wartung
und des Diagnoseservice des Fahrzeugs bei einem Fahrzeughändler oder
der Servicefabrik (zur Zeit des Ausführens einer Diagnosebetriebsart)
durchgeführt werden. Die Kraftstoffeinspritzmenge und die
Kraftstoffeinspritzzeit können mit relativ hoher Genauigkeit
ausgehend von der Änderung und der Änderungsrate
der Maschinendrehzahl durch das Ausführen der einzelnen Kraftstoffeinspritzung
pro Zyklus sogar in dem Fall des Einspritzers bestimmt werden, der
den mehrstufigen Kraftstoffeinspritzvorgang während des
normalen Maschinenbetriebszeitraums durchführt.
-
In
der zweiten Ausführungsform wird der verschlechterte Zustand
(die Verschlechterung der sinkenden Art oder die Verschlechterung
der steigenden Art) zu der Zeit des normalen Maschinenbetriebs dadurch
verschoben, dass die Einspritzzeitkorrektur und die Einspritzmengenkorrektur
(II) gemacht wird, ohne die Einspritzmengenkorrektur (I) zu machen. Alternativ
kann der verschlechterte Zustand (die Verschlechterung der sinkenden
Art oder die Verschlechterung der steigenden Art) zu der Zeit des normalen
Maschinenbetriebs verschoben werden, indem die Einspritzmengenkorrektur
(I), die Einspritzzeitkorrektur und die Einspritzmengenkorrektur
(II) wie zu der Zeit der Lieferung aus der Fabrik gemacht werden.
-
Zusätzliche
Vorteile und Modifikationen werden Fachleuten deutlich werden. Die
Erfindung in ihren breiteren Begriffen ist daher nicht auf die obigen spezifischen
Details begrenzt. Zum Beispiel können die kennzeichnenden
Merkmale der obigen Ausführungsformen wie auch deren Modifikationen
in einer beliebigen Kombination kombiniert werden.
-
Einspritzer 20 spritzen
Kraftstoff ein, der von einer Kraftstoffeinspritzpumpe 12 geliefert
wird und in einer Common-Rail 14 gespeichert und mit Druck
beaufschlagt wird. Eine ECU 50 empfängt Messsignale von
verschiedenen Sensoren 16, 74a, 74b und
steuert die Kraftstoffeinspritzung von jedem Einspritzer 20.
Die ECU 50 kann einen Null-Einspritzzeitraum des Einspritzers 20 ausgehend
von einer winzigen Einspritzmenge, die von der Maschinendrehzahl
der entsprechenden Zylinder gelernt wurde, bestimmen, und kann eine
Abweichung der Kraftstoffeinspritzzeit ausgehend von dem bestimmten
Null-Einspritzzeitraum messen. Ebenfalls kann die ECU 50 eine
Kraftstoffeinspritzmenge und eine Kraftstoffeinspritzzeit ausgehend
von der Maschinendrehzahl der entsprechenden Zylinder korrigieren.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - JP 2004-019637 [0003]
- - US 6694345 B2 [0003]
- - JP 2005-155360 [0003]
- - US 6988030 B2 [0003]
- - JP 2005-194893 [0005, 0006]