HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION
1. Technisches Gebiet der Erfindung1. Technical field of the invention
Die
Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Kraftstoffeinspritzregelungsvorrichtung,
die dazu ausgelegt ist, den Druck von Kraftstoff zu regeln, der von
einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung in beispielsweise einen Zylinder,
ein Ansaugrohr oder ein Auspuffrohr einer Kraftfahrzeugbrennkraftmaschine
einzusprühen ist, und insbesondere auf eine Kraftstoffeinspritzregelungsvorrichtung,
die ihre eigene Regeldruckkennlinie lernt, um ihre Druckregelbarkeit
zu verbessern.The
This invention relates generally to a fuel injection control apparatus,
which is designed to regulate the pressure of fuel flowing from
a fuel injection device in, for example, a cylinder,
an intake pipe or exhaust pipe of a motor vehicle internal combustion engine
is to be sprayed, and more particularly to a fuel injection control device,
which learns its own control pressure characteristic to its pressure controllability
to improve.
2. Stand der Technik2. State of the art
Brennkraftmaschinen,
die als Kraftquellen für Kraftfahrzeuge verwendet werden,
zünden und verbrennen üblicherweise Kraftstoff,
der unter Druck von einem Kraftstoffzufuhrsystem eingespeist wird, um
die Kraft oder das Drehmoment zu erzeugen. Die Leistungsfähigkeit
oder das Verhalten des Kraftstoffzufuhrsystems ist somit einer der
Faktoren, die für das Leistungsabgabeverhalten der Maschine
wesentlich sind. In den letzten Jahren sind in dieselgetriebenen
Kraftfahrzeugen Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsysteme eingebaut
worden, die als das Kraftstoffzufuhrsystem arbeiten, um den Kraftstoff
bei 1400 Atmosphären (1,4 × 108 Pa)
in einem Common-Rail zu speichern und diesen Hochdruckkraftstoff
unter Druck in die Maschine einzuspeisen. Das Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem
ist außerdem typischerweise mit einem Kraftstoffdrucksensor, einer
Kraftstoffpumpe, einem Ansaugregelventil und Kraftstoffeinspritzvorrichtungen
ausgestattet. Der Kraftstoffdrucksensor arbeitet so, dass er den
Kraftstoffdruck in dem Common-Rail misst. Die Kraftstoffpumpe saugt
den Kraftstoff von einem Kraftstofftank an, setzt ihn unter Druck
und fördert ihn zum Common-Rail. Das Ansaugregelventil
arbeitet so, dass es die in die Kraftstoffpumpe eingesaugte Kraftstoffmenge
regelt. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtungen arbeiten so, dass sie
den Kraftstoff, der vom Common-Rail zugeführt wird, in
die Maschine einsprühen.Internal combustion engines used as power sources for automobiles typically fire and burn fuel that is supplied under pressure from a fuel delivery system to produce the force or torque. The performance or behavior of the fuel delivery system is thus one of the factors that are essential to the performance of the engine. In recent years, in diesel-powered automobiles, common-rail fuel injection systems have been incorporated which function as the fuel supply system to store the fuel at 1,400 atmospheres (1.4 × 10 8 Pa) in a common rail and pressurize this high-pressure fuel to feed the machine. The common rail fuel injection system is also typically equipped with a fuel pressure sensor, a fuel pump, an intake control valve, and fuel injectors. The fuel pressure sensor operates to measure the fuel pressure in the common rail. The fuel pump sucks the fuel from a fuel tank, puts it under pressure and delivers it to the common rail. The intake control valve operates to regulate the amount of fuel drawn into the fuel pump. The fuel injectors operate to spray the fuel supplied from the common rail into the engine.
Die
Regelung des Kraftstoffdrucks in dem Common-Rail ist wesentlich
für das Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem. Und zwar
ist der Kraftstoffdruck in dem Common-Rail ein Parameter, der geregelt
werden muss, um den Druck des von den Kraftstoffeinspritzvorrichtungen
eingesprühten Kraftstoffs zu erzeugen. So arbeitet zum
Beispiel die in der JP
2005-147005 A offenbarte Kraftstoffeinspritzdruckregelungsvorrichtung
so, dass sie in einem Rückführungsmodus, wie er
von einer Proportional-Integral-Differenzial-Regelung (PID-Regelung) aufgebaut
wird, einen gegenwärtigen Druck des Kraftstoffs in dem
Common-Rail mit einem Zielwert in Übereinstimmung bringt.
Und zwar arbeitet die Kraftstoffeinspritzdruckregelungsvorrichtung
so, dass sie unter Verwendung eines experimentell hergeleiteten
Regelungskennfelds einen Ansteuerungsstrom regelt, der abgegeben
wird, um das Ansaugregelventil anzusteuern, um die von der Kraftstoffpumpe
abgegebene Kraftstoffmenge in Übereinstimmung mit einem
Zielwert zu bringen, wodurch der Kraftstoffdruck in dem Common-Rail
in Übereinstimmung mit dem Zielwert gebracht wird, damit
die Stabilität des Drucks vom Kraftstoff gewährleistet
wird, der von den Kraftstoffeinspritzvorrichtungen einzusprühen
ist.The control of the fuel pressure in the common rail is essential to the common rail fuel injection system. Namely, the fuel pressure in the common rail is a parameter that needs to be controlled to generate the pressure of the fuel sprayed from the fuel injectors. For example, the one in the JP 2005-147005 A discloses a fuel injection pressure control apparatus that, in a feedback mode as constructed by proportional-integral-derivative (PID) control, matches a current pressure of the fuel in the common rail with a target value. Namely, the fuel injection pressure control apparatus operates to control, using an experimentally derived control map, a drive current that is output to drive the intake control valve to bring the amount of fuel discharged from the fuel pump into compliance with a target value, thereby increasing the fuel pressure in the common rail. Rail is brought in accordance with the target value, so as to ensure the stability of the pressure of the fuel to be sprayed by the fuel injectors.
Die
obige Art von Kraftstoffeinspritzdruckregelungsvorrichtung hat jedoch
Schwierigkeiten, die geforderte Genauigkeit bei der Regelung des
Kraftstoffdrucks im Common-Rail, das heißt des Drucks des
Kraftstoffs, der von den Kraftstoffeinspritzvorrichtungen einzusprühen
ist, zu gewährleisten. Dies führt beispielsweise
in dem Fall, dass in Kraftfahrzeugen Kraftstoffeinspritzdruckregelungsvorrichtungen
eingebaut werden, die aus in Masse produzierten Teilen hergestellt
wurden, bei den Kraftfahrzeugen üblicherweise zu individuellen
Schwankungen der Leistungseigenschaften von Teilen wie der Kraftstoffpumpe, des
Ansaugregelventils, einer elektronischen Steuerungseinheit (ECU)
oder einer Speicherbatterie. So können insbesondere Kraftstoffeinspritzsysteme
wie Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsysteme, in denen der Kraftstoff
auf hohen Druckniveaus in die Maschine eingespritzt wird, einem
Leckagevolumen des Kraftstoffs unterliegen, das üblicherweise
von den individuellen Schwankungen abhängt.The
however, the above type of fuel injection pressure control device has
Difficulties, the required accuracy in the regulation of
Fuel pressure in the common rail, that is, the pressure of the
Fuel spraying from the fuel injectors
is to ensure. This leads, for example
in the case that in motor vehicles fuel injection pressure control devices
which are made of mass produced parts
were usually individual in motor vehicles
Fluctuations in the performance characteristics of parts such as the fuel pump, the
Intake control valve, an electronic control unit (ECU)
or a storage battery. So can in particular fuel injection systems
like common rail fuel injection systems, where the fuel
is injected into the machine at high pressure levels
Leakage volumes of the fuel are usually subject to
depends on individual fluctuations.
So
sind typische Kraftstoffzufuhrsysteme für Brennkraftmaschinen
wie die in der obigen Druckschrift insbesondere so gestaltet, dass
sie den Kraftstoff über eine Kraftstoffpumpe unter Druck
setzen und zu einem hermetisch geschlossenen Kraftstoffweg fördern,
um den Kraftstoff den Kraftstoffeinspritzvorrichtungen zuzuführen.
Die Kraftstoffpumpe und die Kraftstoffeinspritzvorrichtungen sind
zu einem hohen Grad hermetisch abgedichtet, doch unterliegen sie
zwangsläufig der Kraftstoffleckage. Zum Beispiel unterliegen
die Kraftstoffeinspritzvorrichtungen, wie später ausführlich
beschrieben wird, abhängig von ihrer Bauart einer statischen
und dynamischen Kraftstoffleckage, während der Kraftstoff
in der Kraftstoffpumpe zu ihrer Einlassseite leckt. Solche Arten
an Kraftstoffleckage nehmen insbesondere in einem Kraftstoffzufuhrsystem,
das den auf ein hohes Niveau unter Druck gesetzten Kraftstoff verwendet, zu,
so dass die Kraftstoffzufuhr zu den Einspritzvorrichtungen einem
großen, von der Kraftstoffleckage ausgehenden Einfluss
ausgesetzt ist.So
are typical fuel delivery systems for internal combustion engines
like that in the above document in particular designed so that
they pressurize the fuel via a fuel pump
set and promote a hermetically sealed fuel path,
to supply the fuel to the fuel injectors.
The fuel pump and the fuel injectors are
hermetically sealed to a high degree, yet they are subject
inevitably the fuel leakage. For example, subject
the fuel injectors, as later in detail
is described, depending on their design of a static
and dynamic fuel leakage, while the fuel
in the fuel pump to its inlet side. Such species
in fuel leakage, especially in a fuel delivery system,
that uses the fuel pressurized to a high level,
so that the fuel supply to the injectors one
large impact from fuel leakage
is exposed.
Die
Kraftstoffleckage führt auch dann, wenn der Kraftstoff
unter Druck gesetzt und einem Common-Rail zugeführt wird,
zu einem Druckabfall des von den Kraftstoffeinspritzvorrichtungen
eingesprühten Kraftstoffs. Dies schafft die Notwendigkeit
für die Kraftstoffpumpe, den Kraftstoff so unter Druck
zu setzen, dass sie einen solchen Druckabfall kompensiert, um den
Kraftstoffdruck in dem Common-Rail exakt mit dem Zielwert in Übereinstimmung
zu bringen. Falls jedoch die Menge der Kraftstoffleckage unter den
Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystemen unterschiedlich ist, ist
es schwierig, sie für jedes der Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsysteme
im Voraus zu wissen. Die Erstellung eines Druckregelungskennfelds
oder eines Druckregelungsalgorithmus, das/der zum Beispiel eine
Beziehung zwischen dem Ansteuerungsstrom, der an das Ansaugregelventil
auszugeben ist, und der Kraftstoffmenge, die von der Kraftstoffpumpe
abzugeben ist, darstellt und für jedes einzelne der in
Masse produzierten Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsysteme geeignet
ist, ist aber recht lästig und unpraktisch, nachdem die
Systeme in die Kraftfahrzeuge eingebaut wurden. Wie in 13 dargestellt
ist, führt zum Beispiel in Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystemen
A, B und C, in denen der Kraftstoffdruck im Common-Rail, wie durch
die durchgezogene Linie angegeben ist, in einem Rückführungsmodus
auf einen Zielregeldruck L50 gebracht wird, eine Änderung
des Zielregeldrucks L50 zu einem Unterschied beim Druckfolgevermögen,
wie etwa der Regelungskonvergenz oder der Ansprechgeschwindigkeit
auf eine solche Änderung zwischen den Systemen A, B und
C. Wenn die Systeme A, B und C verschiedene Kraftstoffleckagemengen
haben, wie durch die Strichellinien L51a, L51b und L51c dargestellt
ist, kann dies insbesondere dazu führen, dass der Kraftstoffdruck
in dem Common-Rail über den Zielregeldruck L50 hinausschießt
(siehe die Linie L51a) oder dass die Ansprechgeschwindigkeit auf die Änderung
des Zielregeldrucks L50 ungewünscht absinkt (siehe die
Linie L15c). Ein solcher Unterschied beim Druckregelverhalten kann
zu einer Qualitätsabnahme beim Verbrennen von Kraftstoff
in der Maschine, einer Erhöhung der Verbrennungsgeräusche
oder einer Verschlechterung der Emissionssteuerung führen.The fuel leakage leads, even if the fuel is pressurized and supplied to a common rail, to a pressure drop of fuel injected by the fuel injectors. This creates the need for the fuel pump to pressurize the fuel to compensate for such a pressure drop to exactly match the fuel pressure in the common rail with the target value. However, if the amount of fuel leakage among the common rail fuel injection systems is different, it is difficult to know in advance for each of the common rail fuel injection systems. The preparation of a pressure control map or pressure control algorithm that represents, for example, a relationship between the drive current to be output to the intake control valve and the amount of fuel to be delivered from the fuel pump, and for each of the mass-produced common rail Fuel injection systems is suitable, but is quite annoying and impractical, after the systems were installed in the vehicles. As in 13 For example, in common rail fuel injection systems A, B, and C, in which the fuel pressure in the common rail, as indicated by the solid line, is brought to a target control pressure L50 in a recirculation mode, a change of the target control pressure L50 results a difference in the pressure following capability, such as the control convergence or the response speed to such a change between the systems A, B and C. If the systems A, B and C have different fuel leakage amounts as shown by the dashed lines L51a, L51b and L51c, in particular, this may cause the fuel pressure in the common rail to overshoot the target control pressure L50 (see line L51a) or the response speed to the change in the target control pressure L50 may undesirably decrease (see line L15c). Such a difference in pressure control performance may result in a decrease in the quality of burning fuel in the engine, an increase in combustion noise, or a deterioration in emission control.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNGBRIEF SUMMARY OF THE INVENTION
Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Kraftstoffeinspritzdruckregelungsvorrichtung
zur Verfügung zu stellen, die so gestaltet ist, dass sie
zur Verbesserung der Konvergenz und der Ansprechgeschwindigkeit
der Kraftstoffdruckregelung ihre Druckregelungskennlinie lernt,
um eine Druckregelvariable zu korrigieren, um in einem Rückkopplungsmodus
den Druck von Kraftstoff zu regeln, der von einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung
einzusprühen ist.Of the
The invention is therefore based on the object, a fuel injection pressure control device
to make available that they are designed
to improve convergence and response speed
the fuel pressure control learns its pressure control characteristic,
to correct a pressure control variable to in a feedback mode
to regulate the pressure of fuel coming from a fuel injector
is to be sprayed.
Gemäß einer
ersten Ausgestaltung der Erfindung ist eine Kraftstoffeinspritzdruckregelungsvorrichtung
vorgesehen, die bei einem Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem
für Kraftfahrzeugdieselmotoren verwendet werden kann. Die Kraftstoffeinspritzdruckregelungsvorrichtung
umfasst: (a) eine Kraftstoffdurchflussstrecke, die aus einem Hochdruckdurchflussweg
und einem Niederdruckdurchflussweg besteht; (b) einen Kraftstofffördermechanismus,
der so arbeitet, dass er Kraftstoff ansaugt, unter Druck setzt und über
den Hochdruckdurchflussweg der Kraftstoffdurchflussstrecke zur Kraftstoffeinspritzvorrichtung
fördert; und (c) eine Druckregelungseinrichtung, die so
arbeitet, dass sie den Betrieb des Kraftstofffördermechanismus
als Funktion eines Ausgangssignals eines Proportional-Integral-Differenzial-Algorithmus
(PID-Algorithmus) regelt, um einen Druck des durch die Kraftstoffeinspritzvorrichtung
einzusprühenden Kraftstoffs in einem Rückführungsmodus
mit einem Zielwert in Übereinstimmung zu bringen. Wenn
einer vorgegebenen Druckstabilitätsbedingung begegnet wird,
die angibt, dass sich der Druck des durch die Kraftstoffeinspritzvorrichtung
einzusprühenden Kraftstoffs in einem vorbestimmten stabilen
Zustand befindet, korrigiert die Druckregelungseinrichtung einen
Proportionalterm, einen Integralterm und einen Differenzialterm
des PID-Algorithmus beruhend auf der Tatsache, dass eine Menge des
Kraftstoffs, der in den Kraftstofffördermechanismus gesaugt
wird und unter Druck zu setzen ist, gleich der Summe einer Menge des
von der Kraftstoffeinspritzvorrichtung eingesprühten Kraftstoffs
und einer Menge des aus dem Hochdruckdurchflussweg zum Niederdruckdurchflussweg
leckenden Kraftstoffs ist.According to one
The first aspect of the invention is a fuel injection pressure control device
provided in a common rail fuel injection system
can be used for automotive diesel engines. The fuel injection pressure control device
comprising: (a) a fuel flow path resulting from a high pressure flow path
and a low pressure flow path; (b) a fuel delivery mechanism,
who works so that he draws fuel, pressurizes and over
the high pressure flow path of the fuel flow path to the fuel injector
promotes; and (c) a pressure control device, the like
works that they are the operation of the fuel delivery mechanism
as a function of an output signal of a proportional-integral-differential algorithm
(PID algorithm) controls a pressure of the fuel injector
fuel to be sprayed in a recirculation mode
with a target value. If
a given pressure stability condition is met,
indicating that the pressure of the fuel injector
to be sprayed fuel in a predetermined stable
Condition is corrected, the pressure control device corrects one
Proportional term, an integral term and a differential term
of the PID algorithm based on the fact that a lot of the
Fuel sucked into the fuel delivery mechanism
is to be pressurized, equal to the sum of a set of
fuel sprayed from the fuel injector
and an amount of the high pressure flow path to the low pressure flow path
Licking fuel is.
Wenn
sich der Druck des aus der Kraftstoffeinspritzvorrichtung einzusprühenden
Kraftstoffs im stabilen Zustand befindet, arbeitet seine Regelung
in dem Rückführungsmodus so, dass die Menge des
in den Kraftstofffördermechanismus eingesaugten Kraftstoffs
mit der in der Kraftstoffdurchflussstrecke verbrauchten Kraftstoffmenge
in Übereinstimmung gebracht wird, wodurch ein Druckabfall
des unter Druck gesetzten Kraftstoffs kompensiert wird. Der Erfinder
hat diese Situation analysiert und ist auf die Tatsache gestoßen,
dass die Menge des Kraftstoffs, der in den Kraftstofffördermechanismus
gesaugt wird und unter Druck zu setzen ist, gleich der Summe der Menge
des von der Kraftstoffeinspritzvorrichtung eingesprühten
Kraftstoffs und der Menge des aus dem Hochdruckdurchflussweg in
den Niederdruckdurchflussweg leckenden Kraftstoffs ist. Insbesondere dann,
wenn der Druck des von der Kraftstoffeinspritzvorrichtung einzusprühenden
Kraftstoff zunimmt, kann die Druckregelungseinrichtung die gegenwärtige
zum Niederdruckdurchflussweg leckende Kraftstoffmenge auffinden
und das Ausgangssignal der PID-Regelung (d. h. den Proportional-,
den Integral- und den Differenzialterm im PID-Algorithmus) korrigieren,
um die gegenwärtige Menge des Leckagekraftstoffs zu kompensieren.
Mit anderen Worten kann die Druckregelungseinrichtung eine gegenwärtiges
Druckregelungskennlinie der Kraftstoffeinspritzdruckregelungsvorrichtung
herleiten, um in dem Rückführungsmodus die Genauigkeit
bei der Regelung des Drucks des von der Kraftstoffeinspritzvorrichtung
einzusprühenden Kraftstoffs zu gewährleisten.When the pressure of the fuel to be sprayed from the fuel injector is in a stable state, its control in the recirculation mode operates to match the amount of fuel sucked into the fuel delivery mechanism with the amount of fuel consumed in the fuel flow path, thereby reducing the pressure drop of the pressurized fluid set fuel is compensated. The inventor has analyzed this situation and has come to the fact that the amount of fuel sucked into the fuel delivery mechanism and to be pressurized is equal to the sum of the amount of fuel sprayed from the fuel injector and the amount of fuel from the high pressure flow path in the low pressure flow path leaking fuel. In particular, when the pressure of the fuel to be sprayed from the fuel injector increases, the pressure regulator may locate the current amount of fuel leaking to the low pressure flow path and correct the output of the PID control (ie, the proportional, integral, and derivative terms in the PID algorithm). to compensate for the current amount of leakage fuel. In other words, the pressure control device a gegenwär Derive pressure control characteristic of the fuel injection pressure control device in order to ensure in the return mode, the accuracy in the regulation of the pressure of the fuel to be sprayed by the fuel injection device.
Bei
der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung arbeitet
der Kraftstofffördermechanismus so, dass er den Kraftstoff
vom Niederdruckdurchflussweg ansaugt. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung ist
mit dem Niederdruckdurchflussweg verbunden. Die von der Kraftstoffeinspritzvorrichtung
zum Niederdruckdurchflussweg abgeflossene Kraftstoffmenge (d. h.
die dynamische Kraftstoffleckage, wie später ausführlich
beschrieben wird) ist ein Teil der Menge des von dem Hochdruckdurchflussweg
zum Niederdruckdurchflussweg leckenden Kraftstoffs.at
the preferred embodiment of the invention operates
the fuel delivery mechanism so that it releases the fuel
from the low pressure flow path sucks. The fuel injection device is
connected to the low pressure flow path. The fuel injector
discharged to the low pressure flow path (i.e.
the dynamic fuel leakage, as later in detail
is described) is a part of the amount of the high pressure flow path
to the low pressure flow path leaking fuel.
Die
Druckregelungseinrichtung ermittelt eine Abweichung der Menge des
vom Hochdruckdurchflussweg zum Niederdruckdurchflussweg leckenden Kraftstoffs
von einer vorgegebenen Bezugsleckagemenge des Kraftstoffs und korrigiert
den Proportionalterm, den Integralterm und den Differenzialterm des
PID-Algorithmus.The
Pressure control device determines a deviation of the amount of
from the high pressure flow path to the low pressure flow path of leaking fuel
from a given reference leakage amount of the fuel and corrected
the proportional term, the integral term and the differential term of the
PID algorithm.
Wenn
der vorgegebenen Druckstabilitätsbedingung begegnet wird,
ermittelt die Druckregelungseinrichtung ein Verhältnis
des Werts des Integralterms zu der vorgegebenen Bezugsleckagemenge des
Kraftstoffs und definiert das Verhältnis als die Abweichung.
Und zwar hat der Erfinder festgestellt, dass es erforderlich ist,
den Kraftstofffördermechanismus so zu regeln, dass er den
Kraftstoff so zuführt, dass die Summe der Menge des von
der Kraftstoffeinspritzvorrichtung eingesprühten Kraftstoffs
und der Menge des zum Niederdruckdurchflussweg leckenden Kraftstoffs
kompensiert wird, um den Druck des von der Kraftstoffeinspritzvorrichtung
einzusprühenden Kraftstoffs in den stabilen Zustand zu
bringen. Eine solche Regelung des Kraftstofffördermechanismus
wird in der PID-Regelung (d. h. dem Proportionalregelungsvorgang,
dem Integralregelungsvorgang und dem Differenzialregelungsvorgang)
erreicht. Der Erfinder hat experimentell herausgefunden, dass, wenn
sich der Druck des von der Kraftstoffeinspritzvorrichtung einzusprühenden
Kraftstoffs, das heißt der Druck des Kraftstoffs, der von
dem Kraftstofffördermechanismus abgegeben worden ist, in
dem stabilen Zustand befindet, die PID-Regelung nur mit dem Integralvorgang
bewerkstelligt wird und dass sich die Menge des zu dem Niederdruckdurchflussweg
leckenden Kraftstoffs unter Verwendung des Werts des Integralterms
in dem PID-Algorithmus ermittelt lässt. Dies erleichtert
es, die Menge des Kraftstoffs, der in den Kraftstofffördermechanismus gesaugt
wird und unter Druck zu setzen ist, zu ermitteln, indem der Wert
des Integralterms ermittelt wird.If
the given pressure stability condition is met,
the pressure control device determines a ratio
the value of the integral term of the predetermined reference leakage quantity of the
Fuel and defines the ratio as the deviation.
And indeed, the inventor has found that it is necessary
to regulate the fuel delivery mechanism so that he
Fuel is supplied so that the sum of the amount of
the fuel injection device of sprayed fuel
and the amount of fuel leaking to the low pressure flow path
is compensated to the pressure of the fuel injector
to be sprayed fuel in the steady state
bring. Such regulation of the fuel delivery mechanism
is used in PID control (i.e., the proportional control action,
the integral control operation and the differential control operation)
reached. The inventor has experimentally found that when
the pressure of the sprayed from the fuel injector
Fuel, that is, the pressure of the fuel, the of
has been delivered to the fuel delivery mechanism, in
the steady state, the PID control only with the integral action
is done and that the amount of the low pressure flow path
leaking fuel using the value of the integral term
in the PID algorithm. This facilitates
it, the amount of fuel that is sucked into the fuel delivery mechanism
will and is to put pressure to determine by the value
of the integral term is determined.
Die
Druckregelungseinrichtung ermittelt die Menge des von der Kraftstoffeinspritzvorrichtung
eingesprühten Kraftstoffs beruhend auf einem Steuerungssignal,
das den Betrieb der Kraftstoffeinspritzvorrichtung steuert. Die
Druckregelungseinrichtung legt den Wert des Integralterms als die
von dem Hochdruckdurchflussweg zum Niederdruckdurchflussweg leckende
Kraftstoffmenge fest und korrigiert den Proportionalterm, den Integralterm
und den Differenzialterm des PID-Algorithmus beruhend auf der Menge
des von der Kraftstoffeinspritzmenge eingesprühten Kraftstoffs
und der Menge des vom Hochdruckdurchflussweg zum Niederdruckdurchflussweg leckenden
Kraftstoffs.The
Pressure control device determines the amount of fuel from the fuel injector
sprayed fuel based on a control signal,
which controls the operation of the fuel injection device. The
Pressure control device sets the value of the integral term as the
leaking from the high pressure flow path to the low pressure flow path
Fuel quantity and corrects the proportional term, the integral term
and the differential term of the PID algorithm based on the set
of the fuel sprayed from the fuel injection amount
and the amount of leakage from the high pressure flow path to the low pressure flow path
Fuel.
Die
Druckregelungseinrichtung arbeitet außerdem so, dass sie
den Kraftstofffördermechanismus so regelt, dass er in einem
zweiten Regelmodus, etwa einen offenen Regelmodus, eine Menge des Kraftstoffs
kompensiert, der beim Einsprühen des Kraftstoffs aus der
Kraftstoffeinspritzvorrichtung verbraucht wird, wodurch der Druck
des von der Kraftstoffeinspritzvorrichtung einzusprühenden
Kraftstoffs in dem stabilen Zustand gehalten wird. Dies erlaubt es
der Druckregelungseinrichtung daher, den Proportionalterm, den Integralterm
und den Differenzialterm des PID-Algorithmus beruhend auf der Tatsache
zu korrigieren, das die Menge des vom Hochdruckdurchflussweg zum
Niederdruckdurchflussweg leckenden Kraftstoffs zumindest während
des zweiten Regelmodus gleich einem Wert des Integralterms ist.The
Pressure control device also works so that they
regulates the fuel delivery mechanism so that it is in one
second control mode, such as an open control mode, an amount of fuel
Compensated when spraying the fuel from the
Fuel injector is consumed, reducing the pressure
of the fuel injection device to be sprayed
Fuel is kept in the stable state. This allows it
the pressure control device therefore, the Proportionalterm, the Integralterm
and the differential term of the PID algorithm based on the fact
to correct that the amount of the high pressure flow path to
Low pressure flow path leaking fuel, at least during
of the second control mode is equal to a value of the integral term.
Der
Fördermechanismus ist mit einer Kraftstoffpumpe ausgestattet.
Die Druckregelungseinrichtung arbeitet so, dass sie eine Menge des
von der Kraftstoffpumpe abzugeben den Kraftstoffs als Funktion des
Ausgangssignals des PID-Algorithmus regelt.Of the
Delivery mechanism is equipped with a fuel pump.
The pressure regulating device works so that it loads a lot of the
from the fuel pump to deliver the fuel as a function of
Output signal of the PID algorithm controls.
Der
Kraftstofffördermechanismus ist außerdem mit einem
Ansaugregelventil ausgestattet, das eine Menge des in die Kraftstoffpumpe
einzusaugenden Kraftstoffs regelt. Die Druckregelungseinrichtung regelt
den Betrieb des Ansaugregelventils als Funktion des Ausgangssignals
des PID-Algorithmus, um die Menge des von der Kraftstoffpumpe abgegebenen
Kraftstoffs zu regeln. Dies verbessert die Regelbarkeit des Drucks
des von der Kraftstoffeinspritzvorrichtung einzusprühenden
Kraftstoffs.Of the
Fuel delivery mechanism is also with a
Inlet control valve equipped with a lot of the fuel pump
regulates fuel to be sucked. The pressure control device regulates
the operation of the Ansaugregelventils as a function of the output signal
of the PID algorithm to the amount of fuel delivered by the fuel pump
To regulate fuel. This improves the controllability of the pressure
of the fuel injection device to be sprayed
Fuel.
Die
Drucksteuereinrichtung kann so gestaltet sein, dass sie ein Kraftstoffförderregelungssignal
als Funktion des Ausgangssignals des PID-Algorithmus erstellt, indem
sie eine Bezugsbetriebskennlinie der Kraftstoffpumpe nachschlägt
und das Regelungssignal zum Kraftstofffördermechanismus
ausgibt, um die Menge des von der Kraftstoffpumpe abzugebenden Kraftstoffs
zu regeln. Die Druckregelungseinrichtung lernt eine gegenwärtige
Betriebskennlinie der Kraftstoffpumpe, um die Bezugspumpenbetriebskennlinie zu
korrigieren, wodurch der Proportional-, der Integral- und der Differenzialterm
aktualisiert werden können.The pressure controller may be configured to establish a fuel delivery control signal as a function of the output of the PID algorithm by looking up a reference operating characteristic of the fuel pump and outputting the control signal to the fuel delivery mechanism to control the amount of fuel to be delivered by the fuel pump. The pressure control device learns a current operating characteristic of the fuel pump to the reference pump operating characteristic to correct, whereby the proportional, the integral and the differential term can be updated.
Die
Druckregelungseinrichtung kann eine Abweichung einer gegenwärtigen
Menge des in den Kraftstofffördermechanismus eingesaugten
Kraftstoffs von einer Bezugsmenge des in den Kraftstofffördermechanismus
eingesaugten Kraftstoffs lernen und beruhend auf der Abweichung
einen Proportional-, einen Integral- und einen Differenzialverstärkungsfaktor
des PID-Algorithmus korrigieren.The
Pressure control device may be a deviation of a current
Amount of sucked into the fuel delivery mechanism
Fuel from a reference amount of in the fuel delivery mechanism
Learned fuel based and based on the deviation
a proportional, an integral and a differential gain factor
correct the PID algorithm.
Die
Druckregelungseinrichtung kann beruhend auf der Abweichung der gegenwärtigen
Menge des in den Kraftstofffördermechanismus eingesaugten
Kraftstoffs von der Bezugsmenge des in den Kraftstofffördermechanismus
eingesaugten Kraftstoffs Korrekturfaktoren ermitteln, die zum Korrigieren
des Proportional-, des Integral- und des Differenzialterms verwendet
werden. Die Druckregelungseinrichtung speichert die Korrekturfaktoren
in einem Speicher als Funktion eines Zeitpunkts, wann die Korrekturfaktoren
ermittelt werden, und/oder einer vorgegebenen Kraftstoffzufuhrbedingung,
wann die Korrekturfaktoren ermittelt werden.The
Pressure control device may be based on the deviation of the current
Amount of sucked into the fuel delivery mechanism
Fuel from the reference amount of in the fuel delivery mechanism
sucked-in fuel, determine correction factors to be corrected
of the proportional, integral and differential terms
become. The pressure control device stores the correction factors
in memory as a function of a time when the correction factors
determined, and / or a predetermined fuel supply condition,
when the correction factors are determined.
Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist eine Kraftstoffeinspritzdruckregelungsvorrichtung
vorgesehen, die so arbeitet, dass sie einen Druck von Kraftstoff,
der durch eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung einzusprühen
ist, regelt. Die Kraftstoffeinspritzdruckregelungsvorrichtung umfasst:
(a) eine Kraftstoffdurchflussstrecke, die aus einem Hochdruckdurchflussweg
und einem Niederdruckdurchflussweg besteht; (b) einen Kraftstofffördermechanismus,
der so arbeitet, dass er Kraftstoff ansaugt, unter Druck setzt und über
den Hochdruckdurchflussweg der Kraftstoffdurchflussstrecke zur Kraftstoffeinspritzvorrichtung
fördert; und (c) eine Druckregelungseinrichtung, die so
arbeitet, dass sie den Betrieb des Kraftstofffördermechanismus
als Funktion eines Ausgangssignals eines Proportional-Integral-Differenzial-Algorithmus
(PID-Algorithmus) regelt, um einen Druck des durch die Kraftstoffeinspritzvorrichtung
einzusprühenden Kraftstoffs in einem Rückführungsmodus
mit einem Zielwert in Übereinstimmung zu bringen. Wenn
einer vorgegebenen Druckstabilitätsbedingung begegnet wird,
die angibt, dass sich der Druck des durch die Kraftstoffeinspritzvorrichtung
einzusprühenden Kraftstoffs in einem vorbestimmten stabilen Zustand
befindet, berechnet die Druckregelungseinrichtung eine gegenwärtige
Kraftstoffleckage, die eine Menge des gegenwärtig vom Hochdruckdurchflussweg
zum Niederdruckdurchflussweg leckenden Kraftstoffs ist, beruhend
auf der Tatsache, dass eine Menge des Kraftstoffs, der in den Kraftstofffördermechanismus
eingesaugt wird und unter Druck zu setzen ist, gleich der Summe
einer Menge des von der Kraftstoffeinspritzvorrichtung eingesprühten
Kraftstoffs und einer Menge des von dem Hochdruckdurchflussweg zum
Niederdruckdurchflussweg leckenden Kraftstoffs ist.According to one
Another embodiment of the invention is a fuel injection pressure control device
provided that works to provide a pressure of fuel,
to spray through a fuel injector
is, regulates. The fuel injection pressure control device comprises:
(a) a fuel flow path resulting from a high pressure flow path
and a low pressure flow path; (b) a fuel delivery mechanism,
who works so that he draws fuel, pressurizes and over
the high pressure flow path of the fuel flow path to the fuel injector
promotes; and (c) a pressure control device, the like
works that they are the operation of the fuel delivery mechanism
as a function of an output signal of a proportional-integral-differential algorithm
(PID algorithm) controls a pressure of the fuel injector
fuel to be sprayed in a recirculation mode
with a target value. If
a given pressure stability condition is met,
indicating that the pressure of the fuel injector
fuel to be sprayed in a predetermined stable state
is located, the pressure control device calculates a current one
Fuel leakage, which is a lot of the current high pressure flow path
to the low pressure flow path of leaking fuel is based
on the fact that a lot of the fuel in the fuel delivery mechanism
is sucked in and put under pressure equal to the sum
an amount of sprayed from the fuel injector
Fuel and a lot of the from the high pressure flow path to
Low pressure flow path is leaking fuel.
Die
Menge des Kraftstoffs, die in den Kraftstofffördermechanismus
gesaugt wird und unter Druck zu setzen ist, kann insbesondere beruhend
auf einer Druckänderung des vom Kraftstofffördermechanismus
ausgegebenen Kraftstoffs ermittelt werden. Die Druckregelungseinrichtung
kann die gegenwärtige Kraftstoffleckage daher beruhend
auf einer Differenz zwischen der Menge des Kraftstoffs, der in den
Kraftstofffördermechanismus gesaugt wird und unter Druck
zu setzen ist, und der Menge des von der Kraftstoffeinspritzvorrichtung
eingesprühten Kraftstoffs oder beruhend auf einem Wert
ermitteln, der durch Subtrahieren der Kraftstoffmenge, die zum Kompensieren
der nach der Abgabe der vom Kraftstofffördermechanismus
verbrauchten Kraftstoffmenge verwendet wurde, von dieser Differenz
hergeleitet wurde.The
Amount of fuel flowing into the fuel delivery mechanism
is sucked and put under pressure can be particularly based
on a pressure change of the fuel delivery mechanism
output fuel are determined. The pressure control device
Therefore, the current fuel leakage can be based
on a difference between the amount of fuel that is in the
Fuel delivery mechanism is sucked and under pressure
and the amount of fuel from the fuel injector
sprayed fuel or based on a value
Determine by subtracting the amount of fuel needed to compensate
the after delivery of the fuel delivery mechanism
used fuel quantity was used by this difference
was derived.
Die
Druckregelungseinrichtung korrigiert beruhend auf der gegenwärtigen
Kraftstoffleckage einen Proportionalterm, einen Integralterm und
einen Differenzialterm des PID-Algorithmus.The
Pressure control device corrects based on the current one
Fuel leakage a proportional term, an integral term and
a differential term of the PID algorithm.
Die
Druckregelungseinrichtung erhöht mit zunehmender gegenwärtiger
Kraftstoffleckage jeweils einen Wert des Proportional-, Integral-
und Differenzialterms.The
Pressure control device increases with increasing current
Fuel leak each one value of the proportional, integral
and differential terms.
Insbesondere
dann, wenn die gegenwärtige Kraftstoffleckage zunimmt,
besteht, um diese zu kompensieren, die Notwendigkeit, die Menge
des vom Kraftstofffördermechanismus abzugebenden Kraftstoffs
zu erhöhen. Dies führt auch zu einem Absinken
der Ansprechgeschwindigkeit auf die Kompensierung. Um diesen Nachteil
zu vermeiden, erhöht die Druckregelungseinrichtung vorzugsweise die
Werte des Proportional-, des Integral- und des Differenzialterms.
Beispielsweise kann die Druckregelungseinrichtung mit zunehmender
gegenwärtiger Kraftstoffleckage jeweils den Wert des Proportional-, Integral-
und Differenzialterms erhöhen, wenn die gegenwärtige
Kraftstoffleckage größer als ein vorgegebener
Bezugswert ist.Especially
then, when the current fuel leakage increases,
to compensate for this, the need to set the amount
of the fuel to be delivered by the fuel delivery mechanism
to increase. This also leads to a sinking
the response speed to the compensation. To this disadvantage
to avoid, the pressure control device preferably increases the
Values of the proportional, integral and differential terms.
For example, the pressure control device with increasing
fuel leakage each time the value of the proportional, integral
and differential terms increase if the current one
Fuel leakage greater than a predetermined
Reference value is.
Die
Druckregelungseinrichtung kann einen Wert der gegenwärtigen
Kraftstoffleckage in einem Speicher als Funktion eines Zeitpunkts,
wann die gegenwärtige Kraftstoffleckage ermittelt wird,
und/oder einer vorgegebenen Kraftstoffzufuhrbedingung, wann die
gegenwärtige Kraftstoffleckage ermittelt wird, speichern.
Dies erleichtert es, einen Druckregelkennlinie zum Erhöhen
der Genauigkeit beim Korrigieren des Ausgangssignals der PID-Regelung oder
für die Verwendung bei der Diagnose der Vorrichtung (d.
h. eines Kraftstoffzufuhrsystems) in Erfahrung zu bringen.The
Pressure control device may be a value of the current
Fuel leakage in a memory as a function of a time,
when the current fuel leakage is detected
and / or a predetermined fueling condition when the
current fuel leakage is detected.
This makes it easier to increase a pressure control characteristic
the accuracy of correcting the output of the PID control or
for use in diagnosing the device (i.e.
H. a fuel delivery system).
Gemäß einer
dritten Ausgestaltung der Erfindung ist eine Kraftstoffeinspritzdruckregelungsvorrichtung
vorgesehen, die so arbeitet, dass sie einen Druck von Kraftstoff,
der durch eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung einzusprühen
ist, regelt, und Folgendes umfasst: (a) eine Kraftstoffdurchflussstrecke, die
aus einem Hochdruckdurchflussweg und einem Niederdruckdurchflussweg
besteht; (b) einen Kraftstofffördermechanismus, der so
arbeitet, dass er Kraftstoff ansaugt, unter Druck setzt und durch
den Hochdruckdurchflussweg der Kraftstoffdurchflussstrecke zur Kraftstoffeinspritzvorrichtung
fördert; und (c) eine Druckregelungseinrichtung, die so
arbeitet, dass sie den Betrieb des Kraftstofffördermechanismus
als Funktion eines Ausgangssignals eines Proportional-Integral-Differenzial-Algorithmus
(PID-Algorithmus) regelt, um einen Druck des durch die Kraftstoffeinspritzvorrichtung
einzusprühenden Kraftstoffs in einem Rückführungsmodus
mit einem Zielwert in Übereinstimmung zu bringen. Wenn
einer vorgegebenen Druckstabilitätsbedingung begegnet wird,
die angibt, dass sich der Druck des durch die Kraftstoffeinspritzvorrichtung
einzusprühenden Kraftstoffs in einem vorbestimmten stabilen
Zustand befindet, berechnet die Druckregelungseinrichtung beruhend
auf einem Integralterm des PID-Algorithmus eine gegenwärtige
Kraftstoffleckage, die eine Menge des gegenwärtig vom Hochdruckdurchflussweg
zum Niederdruckdurchflussweg leckenden Kraftstoffs ist.According to one
Third embodiment of the invention is a fuel injection pressure control device
provided that works to provide a pressure of fuel,
to spray through a fuel injector
is, controls, and includes: (a) a fuel flow path that
from a high pressure flow path and a low pressure flow path
consists; (b) a fuel delivery mechanism that is so
works that he sucks fuel, pressurizes and through
the high pressure flow path of the fuel flow path to the fuel injector
promotes; and (c) a pressure control device, the like
works that they are the operation of the fuel delivery mechanism
as a function of an output signal of a proportional-integral-differential algorithm
(PID algorithm) controls a pressure of the fuel injector
fuel to be sprayed in a recirculation mode
with a target value. If
a given pressure stability condition is met,
indicating that the pressure of the fuel injector
to be sprayed fuel in a predetermined stable
Condition is calculated, the pressure control device based
on an integral term of the PID algorithm, a current one
Fuel leakage, which is a lot of the current high pressure flow path
to the low pressure flow path leaking fuel.
Bei
der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung stellt die
Druckregelungseinrichtung fest, dass der vorgegebenen Druckstabilitätsbedingung begegnet
wird, wenn eine Änderung mindestens eines der Parameter,
die den Druck des von der Kraftstoffeinspritzvorrichtung einzusprühenden
Kraftstoffs, einen Wert des Integralterms des PID-Algorithmus, eine
Temperatur des unter Druck gesetzten Kraftstoffs und eine Betriebsbedingung
des Kraftstofffördermechanismus zum unter Druck setzen
und Fördern des Kraftstoffs darstellen, für eine
vorgegebene Zeitdauer unter einem vorgegebenen Wert gehalten wird.at
the preferred embodiment of the invention provides the
Pressure control device found that meets the predetermined pressure stability condition
if a change in at least one of the parameters,
the pressure to be sprayed from the fuel injector
Fuel, a value of the integral term of the PID algorithm, a
Temperature of the pressurized fuel and an operating condition
of the fuel delivery mechanism to pressurize
and conveying the fuel, for one
predetermined period of time is kept below a predetermined value.
Wenn
eine Abweichung eines Drucks des von der Kraftstoffeinspritzvorrichtung
eingesprühten Kraftstoffs von einem Bezugswert für
eine vorgegebene Zeitdauer unter einem vorgegebenen Wert gehalten
wird, stellt die Druckregelungseinrichtung fest, dass der vorgegebenen
Druckstabilitätsbedingung begegnet wird.If
a deviation of a pressure of that of the fuel injection device
sprayed fuel from a reference value for
a predetermined period of time kept below a predetermined value
is, the pressure control device determines that the predetermined
Pressure stability condition is met.
Der
Kraftstofffördermechanismus ist so gestaltet, dass er den
Kraftstoff zu einem Common-Rail eines Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystems
fördert, in dem der Kraftstoff bei einem vorgegebenen Druckniveau
gespeichert wird. Die Druckregelungseinrichtung arbeitet so, dass
sie das vorgegebene Druckniveau regelt, bei dem der Kraftstoff durch
den Kraftstofffördermechanismus in dem Common-Rail gespeichert
wird.Of the
Fuel delivery mechanism is designed so that he
Fuel to a common rail of a common rail fuel injection system
promotes in which the fuel at a predetermined pressure level
is stored. The pressure control device operates so that
it regulates the predetermined pressure level at which the fuel passes through
stored the fuel delivery mechanism in the common rail
becomes.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Ein
besseres Verständnis der Erfindung ergibt sich aus der
folgenden ausführlichen Beschreibung und anhand der beigefügten
Zeichnungen der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung,
die jedoch nicht als Einschränkung der Erfindung auf bestimmte
Ausführungsbeispiele verstanden werden sollten, sondern
lediglich der Erläuterung und dem Verständnis
dienen.One
better understanding of the invention will be apparent from the
following detailed description and with reference to the attached
Drawings of the preferred embodiments of the invention,
but not as a limitation of the invention to certain
Embodiments should be understood, but
just for explanation and understanding
serve.
Die
Zeichnungen zeigen Folgendes:The
Drawings show the following:
1 ist
eine schematische Ansicht, die eine erfindungsgemäße
Kraftstoffeinspritzdruckregelungsvorrichtung zeigt; 1 Fig. 12 is a schematic view showing a fuel injection pressure control apparatus according to the present invention;
2 ist
eine Schnittansicht, die einen Innenaufbau einer Kraftstoffpumpe
zeigt, die in der Kraftstoffeinspritzdruckregelungsvorrichtung von 1 verwendet
wird; 2 FIG. 10 is a sectional view showing an internal structure of a fuel pump used in the fuel injection pressure control apparatus of FIG 1 is used;
3 ist
eine Längsschnittansicht, die einen Innenaufbau einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung zeigt,
die mit der Kraftstoffeinspritzdruckregelungsvorrichtung von 1 verwendet
wird; 3 FIG. 12 is a longitudinal sectional view showing an internal structure of a fuel injection device used with the fuel injection pressure control device of FIG 1 is used;
4 ist
ein Ablaufdiagramm eines Programms, das von einer ECU der Kraftstoffeinspritzdruckregelungsvorrichtung
von 1 auszuführen ist, um einen Ansteuerungsstrom
zum Betätigen einer Kraftstoffpumpe zu ermitteln; 4 FIG. 10 is a flowchart of a program executed by an ECU of the fuel injection pressure control apparatus of FIG 1 is to be performed to determine a drive current for actuating a fuel pump;
5 ist
eine Ansicht, die ein Kennfeld zeigt, das eine Beziehung zwischen
einem Proportionalverstärkungsfaktor, der bei einer PID-Regelung
verwendet wird, und einer Druckabweichung zwischen einem gegenwärtigen
Kraftstoffdruck in einem Common-Rail und einem Zielkraftstoffdruck
aufzeigt; 5 Fig. 12 is a view showing a map indicating a relationship between a proportional gain used in a PID control and a pressure deviation between a current fuel pressure in a common rail and a target fuel pressure;
6 ist
eine Ansicht, die ein Kennfeld zeigt, das eine Beziehung zwischen
einem Ansteuerungsstrom, der an eine Kraftstoffpumpe auszugeben
ist, und einer Zielkraftstoffmenge, die von der Kraftstoffpumpe
abzugeben ist, aufzeigt; 6 Fig. 12 is a view showing a map showing a relationship between a drive current to be output to a fuel pump and a target fuel amount to be output from the fuel pump;
7 ist
ein Ablaufdiagramm eines Programms, das von einer ECU der Kraftstoffeinspritzdruckregelungsvorrichtung
von 1 auszuführen ist, um eine Ansteuerungsstrom-Kraftstoffabgabemenge-Kennlinie
einer Kraftstoffpumpe zu lernen; 7 FIG. 10 is a flowchart of a program executed by an ECU of the fuel injection pressure control apparatus of FIG 1 to be learned to learn a driving current-fuel discharge amount characteristic of a fuel pump;
8 ist
ein Ablaufdiagramm eines Programms, das von einer ECU der Kraftstoffeinspritzdruckregelungsvorrichtung
von 1 auszuführen ist, um festzustellen,
ob sich der Druck des von einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung einzusprühenden
Kraftstoffs in einem stabilen Zustand befindet oder nicht; 8th FIG. 10 is a flowchart of a program executed by an ECU of the fuel injection pressure control apparatus of FIG 1 is to be performed to determine whether or not the pressure of the fuel to be sprayed by a fuel injection device is in a stable state;
9 ist
ein Ablaufdiagramm eines Programms, das von einer ECU der Kraftstoffeinspritzdruckregelungsvorrichtung
von 1 auszuführen ist, um eine gegenwärtige
Gesamtmenge des in der Vorrichtung leckenden Kraftstoffs zu lernen
und Korrekturfaktoren zur Verwendung in einem PID-Algorithmus zu
ermitteln; 9 FIG. 10 is a flowchart of a program executed by an ECU of the fuel injection pressure control apparatus of FIG 1 in order to learn a current total amount of fuel leaking in the device and to determine correction factors for use in a PID algorithm;
10 ist
eine Ansicht, die ein Kennfeld zeigt, das eine Beziehung zwischen
der Kraftstoffleckagemenge und einer Motordrehzahl aufzeigt; 10 Fig. 13 is a view showing a map showing a relationship between the fuel leakage amount and an engine speed;
11 ist
eine Ansicht, die ein Kennfeld zeigt, das eine Beziehung zwischen
einer Bezugskraftstoffleckage und einem Korrekturfaktor, der zum Korrigieren
eines Verstärkungsfaktors in einem PID-Algorithmus verwendet
wird, aufzeigt; 11 Fig. 12 is a view showing a map showing a relationship between a reference fuel leakage and a correction factor used for correcting a gain in a PID algorithm;
12 ist
eine Abbildung, die eine Beziehung zwischen einer gegenwärtigen
Gesamtkraftstoffleckage in der Kraftstoffeinspritzdruckregelungsvorrichtung
von 1 und dem Wert eines Integralterms in einem PID-Algorithmus
darstellt; und 12 FIG. 15 is a map showing a relation between a current total fuel leakage in the fuel injection pressure control apparatus of FIG 1 and represents the value of an integral term in a PID algorithm; and
13 ist
eine Ansicht, die eine Kraftstoffdruckschwankung in Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystemen
während einer Kraftstoffdruckregelung darstellt. 13 FIG. 12 is a view illustrating a fuel pressure fluctuation in common rail fuel injection systems during fuel pressure control. FIG.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSBEISPIELEDESCRIPTION OF THE PREFERRED
EMBODIMENTS
Bezug
nehmend auf die Zeichnungen, in denen sich gleiche Bezugszahlen
in den verschiedenen Ansichten auf gleiche Teile beziehen, ist insbesondere
in 1 eine erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzdruckregelungsvorrichtung
gezeigt, die beispielhaft in einem Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem 100 (d.
h. einem Hochdruckkraftstoffzufuhrsystem) eingebaut ist, das so
arbeitet, dass es die Kraftstoffeinspritzung in Dieselmotoren für
Kraftfahrzeuge regelt. Das Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem 100 arbeitet
wie das System, das bereits im einleitenden Teil dieser Anmeldung
diskutiert wurde, also so, dass es den Kraftstoff (d. h. Leichtöl)
mit hohen 1000 Atmosphären (1,0 × 108 Pascal)
oder mehr direkt in eine Brennkammer jedes Zylinders des Dieselmotors
einspritzt und ein gegenwärtiges Druckniveau des Kraftstoffs
in einem Rückführungsmodus wie einem PID-Regelmodus
(Proportional-Integral-Differenzial-Regelungsmodus) regelt, um es
mit einem Zielwert in Übereinstimmung zu bringen.Referring to the drawings, wherein like reference numerals refer to like parts throughout the several views, and in particular, FIGS 1 a fuel injection pressure control device according to the invention shown by way of example in a common rail fuel injection system 100 (ie, a high-pressure fuel supply system) that operates to control fuel injection in diesel engines for automobiles. The common rail fuel injection system 100 works like the system already discussed in the introductory part of this application, so that it injects the fuel (ie light oil) with high 1000 atmospheres (1.0 x 10 8 Pascals) or more directly into a combustion chamber of each cylinder of the diesel engine and regulates a current pressure level of the fuel in a feedback mode such as a PID control mode (proportional-integral-differential-control mode) to make it coincide with a target value.
Das
Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem 100 ist, wie in 1 dargestellt
ist, für einen Kraftfahrzeug-Mehrzylinder-Viertakt-Dieselmotor
ausgelegt. Das Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem 100 arbeitet
insbesondere so, dass es ein Ausgangssignal eines Zylinderidentifikationssensors
(auch als Zylinderpositionssensor bezeichnet) überwacht,
der aus einem auf einer Nockenwelle für (nicht gezeigte) Einlass-
und Auslassventile des Motors montierten elektromagnetischen Aufnehmer
besteht, um der Reihe nach einen von vier Zylindern #1, #2, #3 und #4
festzulegen, in dem der Kraftstoff anschließend einzuspritzen
ist. Jeder Zylinder #1 bis #4 erfährt einen Krafterzeugungszyklus
(d. h. einen Viertaktzyklus), der über 720° KW
(Kurbelwinkel) ein Einlassen oder Ansaugen, eine Verdichtung, eine
Verbrennung und ein Auslassen umfasst. Die Zylinder #1 bis #4 arbeiten
in dem Krafterzeugungszyklus nacheinander in der Reihenfolge #1,
#3, #4 und #2. Das Intervall im Krafterzeugungszyklus zwischen zwei
der zeitlich benachbarten Zylinder #1 bis #4 beträgt 180° KW.The common rail fuel injection system 100 is how in 1 is designed for a motor vehicle multi-cylinder four-stroke diesel engine. The common rail fuel injection system 100 Specifically, it operates to monitor an output signal of a cylinder identification sensor (also referred to as cylinder position sensor) consisting of an electromagnetic pickup mounted on a camshaft for intake and exhaust valves (not shown) of the engine to sequentially drive one of four # 1 cylinders , # 2, # 3 and # 4, in which the fuel is then to be injected. Each cylinder # 1 through # 4 undergoes a power generation cycle (ie, a four-stroke cycle) that includes, above 720 ° CA (crank angle), intake or intake, compression, combustion, and exhaust. The cylinders # 1 to # 4 work sequentially in the power generation cycle in the order # 1, # 3, # 4 and # 2. The interval in the power generation cycle between two of the temporally adjacent cylinders # 1 to # 4 is 180 ° KW.
Das
Common-Rail-Einspritzsystem enthält eine elektronische
Steuerungseinheit (ECU) 30, die Ausgangssignale einer Vielzahl
von Sensoren überwacht, um Stellglieder eines Kraftstoffzufuhrmechanismus
zu regeln. Die ECU 30 arbeitet als eine Druckregelungseinrichtung,
die, wie später ausführlich beschrieben wird,
die Höhe eines elektrischen Stroms regelt, der einem Ansaugregelventil
zugeführt wird, um die von einer Kraftstoffpumpe 14 abzugebende
Kraftstoffmenge auf einen Zielwert einzustellen, wodurch der Kraftstoffdruck
in einem Common-Rail 16 (d. h. ein momentaner Kraftstoffdruckwert,
wie er von einem Kraftstoffdrucksensor 22 gemessen wird)
in dem Rückführungsmodus unter Verwendung eines
PID-Algorithmus in Übereinstimmung mit einem Zielwert gebracht
wird, und die außerdem beruhend auf dem Kraftstoffdruck
in dem Common-Rail 16 die in jeden der Zylinder #1 bis
#4 einzuspritzende Kraftstoffmenge (d. h. die Ausgangsleistung des
Motors) regelt.The common rail injection system includes an electronic control unit (ECU) 30 monitoring output signals of a plurality of sensors to control actuators of a fuel supply mechanism. The ECU 30 operates as a pressure regulator, which, as will be described in detail later, regulates the magnitude of an electrical current supplied to an intake control valve to that of a fuel pump 14 to set the amount of fuel to be dispensed to a target value, whereby the fuel pressure in a common rail 16 (ie, a current fuel pressure value, such as from a fuel pressure sensor 22 is measured) in the return mode using a PID algorithm in accordance with a target value, and also based on the fuel pressure in the common rail 16 the amount of fuel to be injected into each of the cylinders # 1 to # 4 (ie, the output of the engine) controls.
Der
Kraftstoffzufuhrmechanismus umfasst einen Kraftstofftank 10,
einen Kraftstofffilter 12, die Kraftstoffpumpe 14 und
den Common-Rail 16. Die Kraftstoffpumpe 14 arbeitet
so, dass sie den Kraftstoff aus dem Kraftstofftank 10 herauspumpt
und ihn zum Common-Rail 16 fördert. Der Common-Rail 16 arbeitet
so, dass er den Kraftstoff bei einem geregelten hohen Druck speichert
und ihn durch Hochdruckkraftstoffstrecken 18 mit gesteuerter
Zeitgebung der Reihe nach Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 20 zuführt.The fuel supply mechanism includes a fuel tank 10 , a fuel filter 12 , the fuel pump 14 and the common rail 16 , The fuel pump 14 works by removing the fuel from the fuel tank 10 pumped out and him to the common rail 16 promotes. The common rail 16 works by storing the fuel at a regulated high pressure and pushing it through high pressure fuel lines 18 with controlled timing in turn fuel injectors 20 supplies.
2 zeigt
den Innenaufbau der Kraftstoffpumpe 14. Die Kraftstoffpumpe 14 arbeitet
so, dass sie den Kraftstoff über eine Förderpumpe 40 aus
dem Kraftstofftank 10 ansaugt und ihn über eine
Hochdruckpumpe 50 unter Druck setzt. Die Kraftstoffmenge,
die unter Druck in die Hochdruckpumpe 50 einzuspeisen ist,
wird durch ein Ansaugregelventil (SCV) 60 eingestellt,
das sich auf der Kraftstoffeinlassseite der Kraftstoffpumpe 14 (d.
h. auf der stromaufwärtigen Seite der Hochdruckpumpe 50)
befindet. 2 shows the internal structure of the fuel pump 14 , The fuel pump 14 works by supplying the fuel via a feed pump 40 from the fuel tank 10 sucks him and a high-pressure pump 50 put under pressure. The amount of fuel that is under pressure in the high pressure pump 50 is fed through an intake control valve (SCV) 60 adjusted, located on the fuel inlet side of the fuel pump 14 (ie on the upstream side of the high pressure pump 50 ) is located.
Die
Förderpumpe 40 wird durch eine Trochoidpumpe realisiert,
in der sich das durch einen Außenrotor und einen Innenrotor
definierte Volumen mit der Drehung des Außen- und Innenrotors
erhöht oder verringert, um den Kraftstoff anzusaugen oder
abzugeben. Die Förderpumpe 40 arbeitet als eine
Niederdruckpumpe und wird durch das Drehmoment einer Antriebswelle 41 angetrieben,
um den Kraftstoff aus dem Kraftstofftank 10 über
einen Einlass 42 anzusaugen und zur Hochdruckpumpe 50 zu
fördern. Die Antriebswelle 41 dreht sich, indem
sie der Drehung der Kurbelwelle 24 des Dieselmotors folgt.
Die Antriebswelle 41 dreht sich zum Beispiel mit einer
Geschwindigkeit, die einem Eintel (1/1) oder der Hälfte (1/2)
einer Umdrehung der Kurbelwelle 24 entspricht.The pump 40 is through a trocho realized in which the volume defined by an outer rotor and an inner rotor with the rotation of the outer and inner rotor increases or decreases, to suck or deliver the fuel. The pump 40 works as a low pressure pump and is driven by the torque of a drive shaft 41 powered to remove the fuel from the fuel tank 10 over an inlet 42 suck in and to the high pressure pump 50 to promote. The drive shaft 41 turns by stopping the rotation of the crankshaft 24 the diesel engine follows. The drive shaft 41 For example, it rotates at a speed that is one-half (1/1) or half (1/2) of one revolution of the crankshaft 24 equivalent.
Der
Kraftstoff, so wie er durch die Förderpumpe 40 angesaugt
wird, wird durch einen Kraftstofffilter 42a zum Ansaugregelventil 60 gefördert. Der
Druck, mit dem der Kraftstoff von der Förderpumpe 40 abgegeben
wird (der unten auch als Ausgabedruck bezeichnet wird), wird durch
ein Reglerventil 43 unterhalb eines vorgegebenen Niveaus
gehalten. Das Reglerventil 43 ist so gestaltet, dass es
für eine Fluidverbindung zwischen einem Einlass und einem Auslass
der Förderpumpe 40 sorgt, wenn der Ausgabedruck
der Förderpumpe das vorgegebene Niveau überschreitet.
Die Temperatur des zu dem Ansaugregelventil 60 geförderten
Kraftstoffs wird durch den Kraftstofftemperatursensor 43a gemessen.The fuel, as he did through the feed pump 40 is sucked through a fuel filter 42a to intake control valve 60 promoted. The pressure with which the fuel from the feed pump 40 is discharged (which is also referred to below as output pressure), is by a regulator valve 43 kept below a predetermined level. The regulator valve 43 is designed so that there is a fluid connection between an inlet and an outlet of the feed pump 40 ensures when the output pressure of the feed pump exceeds the predetermined level. The temperature of the intake control valve 60 delivered fuel is through the fuel temperature sensor 43a measured.
Das
Ansaugregelventil 60 ist mit einem normalerweise offenen
Linearmagnetventil ausgestattet, das offen ist, wenn es in einen
abgeschalteten Zustand versetzt wird, und das so arbeitet, dass
es die Menge des in die Hochdruckpumpe 50 einzusaugenden
Kraftstoffs regelt. Die ECU 30 regelt die Einschaltdauer,
für die das Ansaugregelventil 60 einzuschalten
ist, das heißt die Höhe des elektrischen Stroms,
der dem Ansaugregelventil 60 zuzuführen ist, um
die Kraftstoffmenge einzustellen, die durch den Kraftstoffweg 44 von
der Förderpumpe 40 zur Hochdruckpumpe 50 zu
saugen ist. Und zwar wird der Kraftstoff, so wie er von der Förderpumpe 40 ausgegeben
wird, durch das Ansaugregelventil 60 auf eine erforderliche
Menge (d. h. eine Zielmenge) eingestellt und dann durch ein Ansaugventil 53 in
die Hochdruckpumpe 50 eingegeben.The intake control valve 60 is equipped with a normally open linear solenoid valve, which is open when it is placed in a shut-off state and which works by reducing the amount of the high-pressure pump 50 regulates fuel to be sucked. The ECU 30 regulates the duty cycle for which the intake control valve 60 is turn on, that is, the amount of electric current, the intake control valve 60 is to adjust to adjust the amount of fuel through the fuel path 44 from the feed pump 40 to the high pressure pump 50 to suck is. And indeed, the fuel, as he is from the feed pump 40 is output through the intake control valve 60 set to a required amount (ie, a target amount) and then through an intake valve 53 in the high pressure pump 50 entered.
Die
Hochdruckpumpe 50 wird durch eine Kolbenpumpe realisiert,
die so gestaltet ist, dass sie den von dem Ansaugregelventil 60 angeforderten Kraftstoff
unter Druck setzt und ihn ausgibt. Die Hochdruckpumpe 50 enthält
zwei Kolben 51 und zwei Druckkammern 52a. Jede
der Druckkammern 52a wird durch eine Innenwand 52b eines
Gehäuses 52 und das Kopfende eines entsprechenden
Kolbens 51 definiert. Die Kolben 51 werden durch
die Antriebswelle 41 hin und her bewegt, um das Volumen jeder
Druckkammer 52a zu ändern.The high pressure pump 50 is realized by a piston pump which is designed so that it from the Ansaugregelventil 60 Pressurize requested fuel and dispense it. The high pressure pump 50 contains two pistons 51 and two pressure chambers 52a , Each of the pressure chambers 52a is through an inner wall 52b a housing 52 and the head end of a corresponding piston 51 Are defined. The pistons 51 be through the drive shaft 41 moved back and forth to the volume of each pressure chamber 52a to change.
Die
Kolben 51 werden durch Federn 57 in konstante
Berührung mit einer Ringnocke 56 gedrängt,
die auf den Umfang einer exzentrischen Nocke 55 gepasst
ist. Die Ringnocke 56 besteht insbesondere aus einem rechteckigen
Parallelepipedkörper mit einem (nicht gezeigten) Mittelloch.
Die exzentrische Nocke 55 besteht aus einem Zylinderkörper und
ist exzentrisch auf die Antriebswelle 41 gepasst. Die Antriebswelle 41 ist
in das Mittelloch der Ringnocke 56 eingeführt,
so dass die Ringnocke 56 auf der exzentrischen Nocke 55 befestigt
ist, um die Ringnocke 56 exzentrisch mit der Antriebswelle 41 zu
verbinden. Wenn sich die Antriebswelle 41 dreht, führt dies
dazu, dass sich die exzentrische Nocke 55 exzentrisch dreht,
so dass sich die Ringnocke 56 der exzentrischen Drehung
der exzentrischen Nocke 56 folgend dreht, wodurch sich
die Kolben 51 in ihrer Axialrichtung aufeinander folgend
zwischen dem oberen Totpunkt und dem unteren Totpunkt hin und her
bewegen.The pistons 51 be through feathers 57 in constant contact with a ring cam 56 urged on the circumference of an eccentric cam 55 is fit. The ring cam 56 in particular, consists of a rectangular parallelepiped body with a center hole (not shown). The eccentric cam 55 consists of a cylinder body and is eccentric to the drive shaft 41 fit. The drive shaft 41 is in the center hole of the ring cam 56 introduced, leaving the ring cam 56 on the eccentric cam 55 is attached to the ring cam 56 eccentric with the drive shaft 41 connect to. When the drive shaft 41 turns, this causes the eccentric cam 55 eccentrically turns so that the ring cam 56 the eccentric rotation of the eccentric cam 56 following turns, causing the pistons 51 move back and forth in its axial direction successively between the top dead center and the bottom dead center.
Bei
der Hochdruckpumpe 50 befinden sich, wie oben beschrieben
wurde, die Ansaugventile 53 an ihren Einlässen, um
die Fluidverbindung zwischen den Druckkammern 52a und der
Förderpumpe 40 zuzulassen oder zu versperren.
Bei der Hochdruckpumpe 50 befinden sich außerdem
an ihren Auslässen Abgabeventile 54, die die Fluidverbindung
zwischen den Druckkammern 52a und dem Common-Rail 16 zulassen
oder versperren. Wenn sich die Kolben 51 jeweils nach unten
(d. h. in der Zeichnung nach innen) zum unteren Totpunkt bewegen,
so dass der Druck in der Druckkammer 52a sinkt, führt dies
insbesondere dazu, dass das Abgabeventil 54 geschlossen
wird und das Ansaugventil 53 geöffnet wird. Dies
führt dazu, dass der Kraftstoff von der Förderpumpe 40 durch
das Ansaugregelventil 60 unter Druck in die Druckkammer 52a eingespeist
wird. Wenn sich die Kolben 51 dagegen jeweils nach oben (d.
h. in der Zeichnung nach außen) zum oberen Totpunkt bewegen,
so dass der Druck in der Druckkammer 52a ansteigt, führt
dies dazu, dass das Ansaugventil 53 geschlossen wird. Wenn
der Druck in der Druckkammer 52a ein vorgegebenes Niveau
erreicht, führt dies dazu, dass sich das Abgabeventil 54 öffnet,
so dass der Kraftstoff, so wie er in der Druckkammer 52a unter
Druck gesetzt wurde, zu dem Common-Rail 16 gefördert
wird. Die Kraftstoffpumpe 14 erfährt üblicherweise
während ihres Pumpvorgangs (d. h. des Kraftstoffverdichtungsvorgangs) eine
Kraftstoffleckage. Eine kleine Kraftstoffmenge leckt insbesondere
aus einem Zwischenraum zwischen jedem der Kolben 51 und
der Innenwand 52b des Gehäuses 52, was
unter Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystemen zu individuellen Schwankungen bei
der Regelung des Drucks des in den Motor einzuspritzenden Kraftstoffs
beiträgt.At the high pressure pump 50 are located, as described above, the intake valves 53 at their inlets to the fluid connection between the pressure chambers 52a and the feed pump 40 to allow or block. At the high pressure pump 50 There are also discharge valves at their outlets 54 that control the fluid connection between the pressure chambers 52a and the common rail 16 allow or block. When the pistons 51 each down (ie inward in the drawing) to move to bottom dead center, so that the pressure in the pressure chamber 52a decreases, this particular causes the dispensing valve 54 is closed and the intake valve 53 is opened. This causes the fuel from the feed pump 40 through the intake control valve 60 under pressure in the pressure chamber 52a is fed. When the pistons 51 on the other hand move upward (ie in the drawing outward) to top dead center, so that the pressure in the pressure chamber 52a increases, this causes the intake valve 53 is closed. When the pressure in the pressure chamber 52a reached a predetermined level, this causes the dispensing valve 54 opens, leaving the fuel as it is in the pressure chamber 52a was pressurized to the common rail 16 is encouraged. The fuel pump 14 typically experiences fuel leakage during its pumping operation (ie, the fuel compression process). In particular, a small amount of fuel leaks out of a gap between each of the pistons 51 and the inner wall 52b of the housing 52 which contributes to individual variations in the control of the pressure of the fuel to be injected into the engine under common rail fuel injection systems.
Wie
in 1 gezeigt ist, wird der Kraftstoff in dem Kraftstofftank 10 von
der Kraftstoffpumpe 14 durch den Kraftstofffilter 12 angesaugt
und zum Common-Rail 16 gefördert.As in 1 is shown, the fuel in the fuel tank 10 from the fuel pump 14 through the fuel filter 12 sucked and to the common rail 16 promoted.
Der
Common-Rail 16 ist so gestaltet, dass er den Kraftstoff,
so wie er von der Kraftstoffpumpe 14 angefordert wird,
bei einem geregelten Hochdruck speichert, um den Kraftstoff über
jeweils eine entsprechende Hochdruckkraftstoffstrecke 18 jeder
der in den Zylindern #1 bis #4 des Motors eingebauten Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 20 zuzuführen.
In dem Common-Rail 16 ist der Kraftstoffdrucksensor 22 eingebaut,
der den Druck des in dem Common-Rail 16 gespeicherten Kraftstoffs
(der unten auch als Common-Rail-Druck bezeichnet wird) misst und
an die ECU 30 ein dafür stehendes Signal ausgibt,
das eine Korrelation zu dem Druck des von jedem der Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 20 einzusprühenden
Kraftstoffs darstellt.The common rail 16 It is designed to handle the fuel as it does from the fuel pump 14 is requested, at a regulated high pressure stores, to the fuel via a respective high-pressure fuel line 18 each of the fuel injectors installed in the cylinders # 1 to # 4 of the engine 20 supply. In the common rail 16 is the fuel pressure sensor 22 built in, the pressure of in the common rail 16 stored fuel (which is also referred to below as common-rail pressure) measures and to the ECU 30 outputs a signal indicative thereof, which correlates with the pressure of each of the fuel injectors 20 represents fuel to be sprayed.
Die
Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 20 sind so in dem Motor
eingebaut, dass sie den Kraftstoff, so wie er vom Common-Rail 16 zugeführt
wird, jeweils in die Brennkammern der Zylinder #1 bis #4 einspritzen.
Jede der Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 20 wird durch
ein hydraulisch angetriebenes Kraftstoffeinspritzventil realisiert,
das unter Verwendung des in dem Kraftstofftank 10 gespeicherten
Kraftstoffs betätigt wird und in dem die Einspritzvorrichtungsantriebskraft
durch eine hydraulische Druckkammer (auch als Befehlskammer bezeichnet) übertragen wird. 3 stellt
den Innenaufbau jeder Kraftstoffeinspritzvorrichtung 20 dar.The fuel injectors 20 are installed in the engine so that they have the fuel, as it is from the common rail 16 in each case inject into the combustion chambers of the cylinders # 1 to # 4. Each of the fuel injectors 20 is realized by a hydraulically driven fuel injection valve using the in the fuel tank 10 stored fuel is transmitted and in which the Einspritzvorrichtungsantriebskraft by a hydraulic pressure chamber (also referred to as command chamber) is transmitted. 3 represents the internal structure of each fuel injector 20 represents.
Die
Kraftstoffeinspritzvorrichtung 20 ist ein innen offenes
Kraftstoffeinspritzventil, das im abgeschalteten Zustand geschlossen
ist. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 20 besteht im Wesentlichen
aus einem Elektromagnet 20a, einer Nadel 20b,
einer Spiralfeder 20c, einem Hohlzylindergehäuse 20d und Sprühlöchern 20e und
hat in sich eine Hydraulik kammer Cd ausgebildet, in die der Kraftstoff
von dem Common-Rail 16 hereinströmt.The fuel injection device 20 is an open internal fuel injection valve, which is closed in the off state. The fuel injection device 20 consists essentially of an electromagnet 20a , a needle 20b , a spiral spring 20c a hollow cylinder housing 20d and spray holes 20e and has formed in a hydraulic chamber Cd, in which the fuel from the common rail 16 pours in.
Der
Elektromagnet 20a dient als Stellglied für ein
Zwei-Wege-Magnetventil, das durch die ECU 30 eingeschaltet
oder ausgeschaltet wird, um eine Fluidverbindung zwischen der Hydraulikdruckkammer
Cd und dem Kraftstofftank 10 zuzulassen oder zu versperren,
um den Kraftstoffdruck in der Druckkammer Cd (d. h. einen auf das
Ende der Nadel 20b wirkenden Gegendruck) zu steuern, wodurch
sich die Nadel 20b in dem Gehäuse 20d gegen
den Druck der Feder 20c oder mit dessen Hilfe vertikal
bewegt. Die Nadel 20b hat, wie in der Zeichnung zu sehen
ist, einen Kopf 20f, der auf einem an einer inneren Endwand des
Gehäuses 20d ausgebildeten Sitz platziert oder von
diesem abgehoben wird, um die Sprühlöcher 20e zu
schließen oder zu öffnen. Die auf die Nadel 20b wirkende
Antriebskraft wird durch die ECU 30 in einem PBM-Steuerungsmodus
(Pulsbreitenmodulationssteuerungsmodus) gesteuert. Und zwar gibt
die ECU 30, wenn die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 20 betätigt
werden muss, ein Impulssignal aus, um den Elektromagnet 20a einzuschalten,
damit die Nadel 20b nach oben angehoben wird, um das Sprühloch 20b zu öffnen.
Der Hubbetrag der Nadel 20b hängt von der Breite
des in den Elektromagneten 20a eingegebenen Impulssignals
(d. h. einer Einschaltzeit, während der Elektromagnet 20a eingeschaltet
ist) ab. Der Hubbetrag der Nadel 20b nimmt insbesondere
mit Zunahme der Einschaltzeit des Elektromagnets 20a zu,
was zu einer Erhöhung der Einspritzrate führt,
die die Menge des von der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 20 pro
Zeiteinheit eingesprühten Kraftstoffs darstellt. Der Druckanstieg
in der Hydraulikkammer Cd wird durch Ausschalten des Elektromagneten 20a erreicht,
um den vom Common-Rail 16 zugeführten Kraftstoff
in die Hydraulikkammer Cd einzugeben. Umgekehrt wird der Druckabfall
in der Hydraulikkammer Cd durch Einschalten des Elektromagneten 20a erreicht,
um das Zwei-Wege-Magnetventil zu öffnen, damit der Kraftstoff
von der Hydraulikkammer Cd über ein Entlastungsrohr 28 zum
Kraftstofftank 10 abläuft. Bei dem Aufbau jeder
Kraftstoffeinspritzvorrichtung 20 leckt der Kraftstoff üblicherweise
von Kontaktbereichen zwischen der Nadel 20b und der Innenwand
des Gehäuses 20d zum Kraftstofftank 10,
wenn sich der Elektromagnet 20a im ausgeschalteten Zustand
befindet (was unten auch als statische Kraftstoffleckage bezeichnet
wird). Außerdem läuft der Kraftstoff, wie oben
beschrieben wurde, von der Hydraulikkammer Cd zum Kraftstofftank 10 ab,
wenn der Elektromagnet 20a eingeschaltet ist (was unten
auch als dynamische Kraftstoffleckage bezeichnet wird). Diese beiden
Arten an Kraftstoffleckage tragen unter den Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystemen
zu individuellen Schwankungen bei der Regelung des Drucks des durch
die Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 20 in den Motor einzuspritzenden
Kraftstoffs bei.The electromagnet 20a serves as an actuator for a two-way solenoid valve, which is controlled by the ECU 30 is turned on or off to provide fluid communication between the hydraulic pressure chamber Cd and the fuel tank 10 to allow or block the fuel pressure in the pressure chamber Cd (ie one on the end of the needle 20b acting back pressure), which causes the needle 20b in the case 20d against the pressure of the spring 20c or with its help moved vertically. The needle 20b has, as can be seen in the drawing, a head 20f placed on an inner end wall of the housing 20d seated or lifted off the spray holes 20e to close or open. The on the needle 20b acting driving force is through the ECU 30 in a PWM control mode (pulse width modulation control mode). And that is the ECU 30 when the fuel injector 20 must be pressed, a pulse signal to the solenoid 20a Turn on the needle 20b is lifted up to the spray hole 20b to open. The lifting amount of the needle 20b depends on the width of the electromagnet 20a input pulse signal (ie, a turn-on time while the electromagnet 20a is switched on). The lifting amount of the needle 20b takes in particular with increase in the turn-on time of the electromagnet 20a to, which leads to an increase in the injection rate, which is the amount of fuel injected by the fuel injector 20 represents per unit time sprayed fuel. The pressure increase in the hydraulic chamber Cd is by turning off the electromagnet 20a attained to that of the common rail 16 input fuel into the hydraulic chamber Cd. Conversely, the pressure drop in the hydraulic chamber Cd by turning on the electromagnet 20a achieved to open the two-way solenoid valve, allowing the fuel from the hydraulic chamber Cd via a relief pipe 28 to the fuel tank 10 expires. In the structure of each fuel injection device 20 The fuel usually leaks from contact areas between the needle 20b and the inner wall of the housing 20d to the fuel tank 10 when the electromagnet 20a in the off state (also referred to as static fuel leakage below). In addition, as described above, the fuel runs from the hydraulic chamber Cd to the fuel tank 10 off when the electromagnet 20a is on (which is also referred to below as dynamic fuel leakage). These two types of fuel leakage contribute to individual variations in the regulation of the pressure of the fuel injectors among the common rail fuel injection systems 20 in the engine to be injected fuel at.
Wie
wiederum in 1 gezeigt ist, enthält das
Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem 100 außerdem
einen Kurbelwinkelsensor 24a und einen Gaspedalstellungssensor 26.
Der Kurbelwinkelsensor 24a arbeitet so, dass er die Winkelposition
der Kurbelwelle 24 des Dieselmotors misst und an die ECU 30 ein
dafür stehendes Signal ausgibt. Der Kurbelwinkelsensor 24a ist
zum Beispiel so gestaltet, dass er auf eine 30°-Drehung
der Kurbelwelle 24 anspricht, um das Signal in einem Takt
von 30° KW auszugeben. Die ECU 30 überwacht
eine Abfolge von Ausgangssignalen von dem Kurbelwinkelsensor 24a, um
die Winkelposition der Kurbelwelle 24 und die Motordrehzahl
zu ermitteln. Der Gaspedalstellungssensor 26 arbeitet so,
dass er die Wirkung des Fahrers auf ein Gaspedal des Motors oder
dessen Stellung misst, die die Forderung des Fahrers darstellt, den
Motor zu beschleunigen, und gibt an die ECU 30 ein dafür
stehendes Signal aus.As again in 1 is shown contains the common rail fuel injection system 100 also a crank angle sensor 24a and an accelerator position sensor 26 , The crank angle sensor 24a works so that it is the angular position of the crankshaft 24 of the diesel engine and to the ECU 30 outputs a signal for this purpose. The crank angle sensor 24a For example, it is designed to respond to a 30 ° turn of the crankshaft 24 responds to output the signal in a clock of 30 ° KW. The ECU 30 monitors a sequence of output signals from the crank angle sensor 24a to the angular position of the crankshaft 24 and to determine the engine speed. The accelerator pedal position sensor 26 works by measuring the effect of the driver on an accelerator pedal of the engine or its position representing the driver's demand to accelerate the engine, and gives to the ECU 30 a stand-by signal from.
Die
ECU 30 dient als eine Kraftstoffeinspritzdruckregelungseinrichtung,
um den Druck des von den Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 20 eingesprühten
Kraftstoffs zu regeln, und als eine Motorsteuerungseinrichtung,
um den Betrieb des Motors zu steuern. Die ECU 30 ist mit
einem typischen Mikrocomputer ausgestattet, der den Betriebszustand
des Motors und eine Forderung des Fahrers, vorgegebene Steuerungsaufgaben
auszuführen, überwacht, um Stellglieder wie die
Kraftstoffpumpe 14 und die Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 20 zu
betätigen, damit der Motor in geeignete Betriebsbedingungen
versetzt wird. Der Mikrocomputer in der ECU 30 umfasst eine
CPU, einen RAM (Speicher mit wahlfreiem Zugriff), in dem Daten zu
Operationen der ECU 30 und Ergebnisse der Operationen gespeichert
werden, einen ROM (Festwertspeicher), in dem die Steuerungsaufgaben
oder Programme gespeichert sind, einen EEPROM (elektrisch löschbarer
und programmierbarer Festwertspeicher), in dem Daten gespeichert
werden, einen Sicherungs-RAM, der stets mit Energie von einer Sicherungsenergiequelle
wie einer in dem Fahrzeug eingebauten Speicherbatterie versorgt
wird, A/D-Wandler, einen Taktgeber usw. und Ein-Ausgabe-Bausteine
zum Herbeiführen einer Signalübertragung zwischen
der ECU 30 und externen Vorrichtungen. Der ROM speichert
Motorsteuerungsprogramme einschließlich Krafteinspritzdruckregelungsprogrammen
und Steuerungs- bzw. Regelungskennfeldern. Der EEPROM speichert
vorab Auslegungsdaten über den Motor und verschiedene Steuerungs-
bzw. Regelungsdaten.The ECU 30 serves as a fuel injection pressure regulating means to control the pressure of the fuel injectors 20 sprayed fuel and as a motor control means to control the operation of the engine. The ECU 30 is equipped with a typical microcomputer that monitors the operating condition of the engine and a requirement of the driver to perform predetermined control tasks to actuators such as the fuel pump 14 and the fuel injectors 20 to operate so that the engine is placed in suitable operating conditions. The microcomputer in the ECU 30 includes a CPU, a RAM (Random Access Memory) in which data on operations of the ECU 30 and storing results of the operations, a ROM (read-only memory) in which the control tasks or programs are stored, an EEPROM (electrically erasable and programmable read-only memory) in which data is stored, a backup RAM always powered by a backup power source how to supply a storage battery installed in the vehicle, A / D converter, a clock, etc., and input / output devices for effecting signal transmission between the ECU 30 and external devices. The ROM stores engine control programs including force injection pressure control programs and control maps. The EEPROM stores in advance design data about the engine and various control data.
Unten
wird nun der Betrieb des Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystems 100 beschrieben.Below will now be the operation of the common rail fuel injection system 100 described.
Das
Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem 100 arbeitet so,
dass es den Betrieb der Kraftstoffpumpe 15 regelt, um den
Druck des von den Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 20 einzusprühenden Kraftstoffs
zu regeln. Die ECU 30 führt insbesondere zu einem
vorgegebenen Drehwinkelintervall der Kurbelwelle 24 oder
einem vorgegebenen Zeitintervall ein Pumpenregelungsprogramm durch,
wie es in 4 dargestellt ist. Die in diesem
Programm verwendeten Parameter sind in dem RAM, dem EEPROM oder
dem Sicherungs-RAM, die in der ECU 30 installiert sind,
gespeichert oder werden bei Bedarf aktualisiert.The common rail fuel injection system 100 works so that it stops the operation of the fuel pump 15 governs the pressure of the fuel injectors 20 To regulate fuel to be sprayed. The ECU 30 leads in particular to a predetermined rotational angle interval of the crankshaft 24 or a predetermined time interval, a pump control program as described in 4 is shown. The parameters used in this program are in the RAM, the EEPROM or the backup RAM stored in the ECU 30 are installed, saved, or updated as needed.
Nach
Eintritt in das Programm fährt die Routine mit Schritt 101 fort,
in dem das Ausgangssignal von dem Kurbelwinkelsensor 24a abgetastet
wird, um die Drehzahl des Dieselmotors (die unten auch als Motordrehzahl
NE bezeichnet wird) zu ermitteln, und in dem auch das Ausgangssignal
von dem Gaspedalstellungssensor 26 abgetastet wird, um
die Stellung des Gaspedals zu ermitteln.After entering the program, the routine goes to step 101 in which the output signal from the crank angle sensor 24a is sampled to determine the speed of the diesel engine (which is also referred to below as the engine speed NE), and in which also the output signal from the accelerator pedal position sensor 26 is sensed to determine the position of the accelerator pedal.
Die
Routine fährt mit Schritt 102 fort, in dem beruhend
auf der Motordrehzahl NE und der Stellung des Gaspedals, wie sie
im Schritt 101 hergeleitet wurden, ein Zielkraftstoffdruck
in dem Common-Rail 16 (der unten auch als ein Common-Rail-Zieldruck PP
bezeichnet wird) ermittelt wird, der im Wesentlichen dem Druck des
Kraftstoffs entspricht, der von jeder der Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 20 einzusprühen
ist. Die ECU 30 ermittelt den Common-Rail-Zieldruck PP
zum Beispiel durch Nachschlagen in einem Kennfeld, wie es in dem
ROM gespeichert ist, das Beziehungen zwischen dem Wert des Common-Rail-Zieldrucks
PP, der Motordrehzahl NE und der Stellung des Gaspedals aufzeigt,
die experimentell hergeleitet wurden, oder alternativ unter Verwendung
eines vorgegebenen mathematischen Algorithmus.The routine moves to step 102 in which, based on the engine speed NE and the position of the accelerator pedal, as in step 101 derived a target fuel pressure in the common rail 16 (also referred to below as a common rail target pressure PP) corresponding substantially to the pressure of the fuel coming from each of the fuel injectors 20 is to be sprayed. The ECU 30 determines the common rail target pressure PP by, for example, looking up a map as stored in the ROM showing relations between the value of the common rail target pressure PP, the engine speed NE, and the position of the accelerator derived experimentally or alternatively using a predetermined mathematical algorithm.
Die
Routine fährt mit Schritt 103 fort, in dem das
Ausgangssignal von dem Kraftstoffdrucksensor 22 abgetastet
wird, um einen gegenwärtigen Wert des Kraftstoffdrucks
in dem Common-Rail (der unten auch als Common-Rail-Druck NP bezeichnet
wird) zu ermitteln. Die Routine fährt mit Schritt 104 fort,
in dem eine Druckabweichung DP ermittelt wird, die eine Differenz
zwischen dem Common-Rail-Zieldruck PP und dem Common-Rail-Druck
NP (d. h. PP – NP) ist.The routine moves to step 103 in which the output signal from the fuel pressure sensor 22 is sampled to determine a present value of the fuel pressure in the common rail (which will also be referred to as common rail pressure NP below). The routine moves to step 104 in which a pressure deviation DP which is a difference between the common rail target pressure PP and the common rail pressure NP (ie, PP - NP) is detected.
Die
Routine fährt mit Schritt 105 fort, in dem durch
Nachschlagen in einem Kennfeld, wie es in 5 dargestellt
ist, beruhend auf der Druckabweichung DP und der Motordrehzahl NE,
wie sie im Schritt 104 und 101 hergeleitet wurden,
PID-Regelungsverstärkungsfaktoren, das heißt ein
Proportionalverstärkungsfaktor GP0, ein Integralverstärkungsfaktor
GI0 und ein Differenzialverstärkungsfaktor GD0, ermittelt
werden, die in der PID-Regelung verwendet werden, die in diesem
Programm den Betrieb der Kraftstoffpumpe 14 regelt.The routine moves to step 105 in which by looking up in a map, as in 5 is based on the pressure deviation DP and the engine speed NE, as in step 104 and 101 derived, PID control gain factors, that is, a proportional gain GP0, an integral gain GI0 and a differential gain GD0, are used, which are used in the PID control, in this program, the operation of the fuel pump 14 regulates.
Wird
als Beispiel der Proportionalverstärkungsfaktor GP0 genommen,
wählt die ECU 30, wie in 5 dargestellt
ist, als Funktion der Druckabweichung DP einen der Verstärkungsfaktoren
G11 bis G14 als den Proportionalverstärkungsfaktor GP0. Die
Werte der Verstärkungsfaktoren G11 bis G14 sind insbesondere
so festgelegt, dass sie, wie später ausführlich
beschrieben wird, bei zunehmender Druckabweichung DP (d. h. Intensität
des Kraftstoffdruckregelungsvorgangs) Druckregelvariablen (d. h. einen
Proportional-, Integral- und Differenzialterm des PID-Algorithmus)
erhöhen.Taking as an example the proportional gain GP0, the ECU selects 30 , as in 5 is represented as a function of the pressure deviation DP one of the gain G11 to G14 as the proportional gain GP0. Specifically, the values of the gains G11 to G14 are set to increase pressure control variables (ie, a proportional, integral, and differential terms of the PID algorithm) as pressure deviation DP (ie, fuel pressure control operation intensity) increases, as will be described in detail later.
Die
Verstärkungsfaktoren G11 bis G14 haben eine unterschiedliche
Empfindlichkeit gegenüber der Druckabweichung DP (d. h.
eine Linienneigung, die die Verstärkungsfaktoren G11 bis
G14 darstellt). Wenn die Druckabweichung DP größer
als ein Schwellwert TH1 ist, wählt die ECU 30 den
Verstärkungsfaktor G12 als Proportionalverstärkungsfaktor GP0.
Wenn die Druckabweichung DP kleiner als ein Schwellwert TH2 ist,
wählt die ECU 30 den Verstärkungsfaktor
G13 als den Proportionalverstärkungsfaktor GP0. Wenn sich
die Druckabweichung DP zwischen den Schwellwerten TH1 und TH2 befindet
(d. h. TH2 ≤ DP ≤ TH1), wählt die ECU 30 den
Verstärkungsfaktor G14 als den Proportionalverstärkungsfaktor
GP0. Wenn sich der Motor in einem Leerlaufbetriebsmodus befindet,
wählt die ECU 30 den Verstärkungsfaktor
G11, der die geringste Empfindlichkeit gegenüber der Druckabweichung
DP hat, als Proportionalverstärkungsfaktor GP0. Die ECU 30 ermittelt
den Integralverstärkungsfaktor GI0 und den Differenzialverstärkungsfaktor
GD0 unter Verwendung von ähnlichen Kennfeldern wie das
in 5 auf ähnliche Weise wie den Proportionalverstärkungsfaktor
GP0. Das Kennfeld in 5 kann auch dreidimensional
ausgestaltet sein, um den Proportionalverstärkungsfaktor
GP0, den Integralverstärkungsfaktor GI0 und den Differenzialverstärkungsfaktor GD0
jeweils zusätzlich zur Druckabweichung DP als Funktion
der Motordrehzahl NE auszuwählen.The gain factors G11 to G14 have different sensitivity to the pressure deviation DP (ie, a line slope representing the gains G11 to G14). If the pressure deviation DP is greater than a threshold value TH1, the ECU selects 30 the amplification factor G12 as a proportional gain factor GP0. If the pressure deviation DP is smaller than a threshold value TH2, the ECU selects 30 the gain G13 as the proportional gain GP0. When the pressure deviation DP is between the thresholds TH1 and TH2 (ie, TH2 ≦ DP ≦ TH1), the ECU selects 30 the gain G14 as the proportional gain GP0. When the engine is in an idle mode, the ECU selects 30 the amplification factor G11, which has the least sensitivity to the pressure deviation DP, as the proportional gain GP0. The ECU 30 determines the integral gain GI0 and the differential gain GD0 using maps similar to those in FIG 5 in a manner similar to the proportional gain GP0. The map in 5 may also be configured three-dimensionally to select the proportional gain GP0, the integral gain GI0 and the differential gain GD0 each in addition to the pressure deviation DP as a function of the engine speed NE.
Die
Routine fährt mit Schritt 106 fort, in dem aus
dem EEPROM in der ECU 30 Korrekturfaktoren K1 (d. h. KP1,
K11 und KD1) ausgelesen werden, die in einem anderen Lernprogramm,
wie es später ausführlich beschrieben wird, aktualisiert
werden. Die Verstärkungsfaktoren GP0, GI0 und GD0 werden durch
die Verstärkungsfaktoren KP1, KI1 und KD1 gemäß den
Beziehungen GP = GP0 × KP1, GI = GI0 × KI1 und
GD = GD0 × KD1 korrigiert.The routine moves to step 106 in which from the EEPROM in the ECU 30 Correction factors K1 (ie KP1, K11 and KD1) are read out, which are updated in another tutorial, as will be described in detail later. The gains GP0, GI0 and GD0 are corrected by the gains KP1, KI1 and KD1 according to the relations GP = GP0 × KP1, GI = GI0 × KI1 and GD = GD0 × KD1.
Die
Routine fährt mit Schritt 107 fort, in dem, wie
unten diskutiert wird, beruhend auf den Verstärkungsfaktoren
GP, GI und GD, die die im Schritt 106 korrigierten Verstärkungsfaktoren
GP0, GI0 und GD0 sind, die Druckregelvariablen, das heißt
der Proportional-, Integral- und Differenzialterm QP, QI und QD des
PID-Algorithmus, ermittelt werden. Die Routine fährt mit
Schritt 108 fort, in dem eine Gesamtdruckregelvariable
QPID (d. h. ein Ausgangssignal der PID-Regelung), das heißt
die Summe der Druckregelvariablen QP, QI und QD ermittelt wird.The routine moves to step 107 in which, as will be discussed below, based on the gains GP, GI and GD, those described in step 106 corrected gain factors GP0, GI0 and GD0 are the pressure control variables, that is, the proportional, integral and differential term QP, QI and QD of the PID algorithm, are determined. The routine moves to step 108 in which a total pressure control variable QPID (ie an output signal of the PID control), that is, the sum of the pressure control variables QP, QI and QD is determined.
Und
zwar ist die Druckregelvariable QP, die der Proportionalterm (P)
ist, gemäß einem bekannten PID-Regelungsalgorithmus
durch QP = KP1 × DP gegeben. Die Druckregelvariable QI,
die der Integralterm (I) ist, ist durch QI = KI1 × ∫(DP)dt
gegeben. Die Druckregelvariable QD, die der Differenzialterm (D) ist,
ist durch QD = KD1 × (der im gegenwärtigen Regelungsarbeitsablauf
hergeleitete Wert von DP minus dem im vorherigen Regelungsarbeitsablauf
hergeleiteten Wert von DP)/Δt gegeben. Die Gesamtdruckregelvariable
QPID ist durch QPID = QP + QI + QD gegeben.And
although the pressure control variable QP is the proportional term (P)
is, according to a known PID control algorithm
given by QP = KP1 × DP. The pressure control variable QI,
which is the integral term (I) is denoted by QI = KI1 × ∫ (DP) dt
given. The pressure control variable QD, which is the differential term (D),
is by QD = KD1 × (in the current control workflow
derived value of DP minus that in the previous control workflow
derived value of DP) / Δt. The total pressure control variable
QPID is given by QPID = QP + QI + QD.
Die
Routine fährt mit Schritt 109 fort, in dem als
Funktion der Kraftstofftemperatur, wie sie durch den Kraftstofftemperatursensor 43a gemessen
wird, und des Kraftstoffdrucks, wie er durch den Kraftstoffdrucksensor 22 gemessen
wird, ein Volumenelastizitätsmodul K2 (auch Kompressionsmodul
genannt) ermittelt wird. Und zwar ist das Volumenelastizitätsmodul
K2 ein Modul, das die Beziehung ΔPFL = K2·ΔV/V
erfüllt, die eine Fluiddruckänderung darstellt,
wobei ΔPFL eine Druckänderung eines Fluids ist,
die durch eine Volumenänderung von ihm bedingt ist, V das
Volumen des Fluids ist und ΔV eine Volumenänderung
des Fluids ist. Der Kehrwert von K2 ist die Kompressibilität.
Der Volumenelastizitätsmodul K2 ist ein Parameter, der
für die Pumpenregelung wesentlich ist. So ist für
die Regelung der Kraftstoffpumpe 14 insbesondere der Volumenelastizitätsmodul
von Kraftstoff auf der Hochdruckseite des Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystems 100 wesentlich. Dabei
ist zu beachten, dass der Volumenelastizitätsmodul von
den Kraftstoffeigenschaften, der Kraftstofftemperatur und dem Kraftstoffdruck
abhängt.The routine moves to step 109 in which as a function of the fuel temperature, as determined by the fuel temperature sensor 43a is measured, and the fuel pressure, as by the fuel pressure sensor 22 is measured, a volume elastic modulus K2 (also called compression module) is determined. Namely, the volume elastic modulus K2 is a modulus satisfying the relationship ΔPFL = K2 · ΔV / V representing a fluid pressure change, where ΔPFL is a pressure change of a fluid caused by a volume change thereof, V is the volume of the fluid, and ΔV is a volume change of the fluid. The inverse of K2 is the compressibility. The volume elastic modulus K2 is a parameter that is essential for pump control. So is for the regulation of the fuel pump 14 in particular, the volume elastic modulus of fuel on the high pressure side of the common rail fuel injection system 100 essential. It should be noted that the volume elastic modulus depends on the fuel properties, the fuel temperature and the fuel pressure.
Die
Routine fährt mit Schritt 110 fort, in dem beruhend
auf dem Volumenelastizitätsmodul K2 eine Zielmenge PQ an
Kraftstoff ermittelt wird, der von der Kraftstoffpumpe 14 abgegeben
werden muss. Und zwar wird die Kraftstoffzielmenge PQ berechnet,
indem die Gesamtdruckregelvariable QPID mit dem Verhältnis
(K2/KV) des Volumenelastizitätsmoduls K2 und eines Volumens
KV eines Hochdruckteils des Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystems 100 multipliziert
wird, durch das der Kraftstoff mit einem höheren Druck
fließt (d. h. den Common-Rail 16, die Einspritzvorrichtungen 20 usw.,
die sich stromabwärts von der Hochdruckpumpe 50 befinden).
Das Volumen KV ist eine Konstante, die beruhend auf den Auslegungsdaten
des Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystems vorausberechnet wird.The routine moves to step 110 in which, based on the volume elastic modulus K2, a target amount PQ of fuel detected by the fuel pump is determined 14 must be delivered. Namely, the target fuel amount PQ is calculated by dividing the total pressure control variable QPID by the ratio (K2 / KV) of the volume elastic modulus K2 and a volume KV of a high pressure part of the common rail fuel injection system 100 multiplied by which the fuel flows at a higher pressure (ie the common rail 16 , the injectors 20 etc., which are located downstream of the high pressure pump 50 are located). The volume KV is a constant that is calculated based on the design data of the common rail fuel injection system.
Die
Routine fährt mit Schritt 111 fort, in dem ein
Ansteuerungsstrom PI ermittelt wird, der zum Einschalten des Ansaugregelventils 60 benötigt
wird, um die Kraftstoffzielmenge PQ von der Kraftstoffpumpe 14 abzugeben.
Die ECU 30 ermittelt den Ansteuerungsstrom PI insbesondere
als Funktion der Kraftstoffzielmenge PQ durch Nachschlagen der durchgehenden
Linie Q0 in dem I-Q-Kennfeld von 6, das in
dem ROM gespeichert ist und eine Beziehung zwischen der Kraftstoffzielmenge
PQ und dem Ansteuerungsstrom PI aufzeigt, wie sie experimentell
hergeleitet wurde. Der Ansteuerungsstrom PI kann alternativ mathematisch
berechnet werden, ohne das I-Q-Kennfeld zu verwenden.The routine moves to step 111 in which a drive current PI is determined which is used to switch on the intake control valve 60 is needed to the fuel target amount PQ from the fuel pump 14 leave. The ECU 30 determines the drive current PI in particular as a function of the fuel target amount PQ by looking up the solid line Q0 in the IQ map of FIG 6 which is stored in the ROM and indicates a relationship between the target fuel amount PQ and the drive current PI as experimentally derived. Alternatively, the drive current PI may be mathematically calculated without using the IQ map.
Die
Routine fährt mit Schritt 112 fort, in dem der
Ansteuerungsstrom PI ausgegeben wird, um das Ansaugregelventil 60 einzuschalten,
damit von der Kraftstoffpumpe 14 die Zielmenge PQ abgegeben wird.The routine moves to step 112 continues, in which the drive current PI is output to the intake control valve 60 turn on, so from the fuel pump 14 the target quantity PQ is delivered.
Wie
oben beschrieben wurde, arbeitet die ECU 30 so, dass sie
in einem Arbeitsablauf das Kraftstoffpumpenregelungsprogramm von 4 ausführt, um
in dem Rückführungsmodus (d. h. den PID-Regelungsmodus)
einen gegenwärtigen Kraftstoffdruck in dem Common-Rail 16 (d.
h. das Ausgangssignal von dem Kraftstoffdrucksensor 22)
mit dem Common-Rail-Zieldruck PP in Übereinstimmung zu
bringen. Mit zunehmender Druckabweichung DP ändert die
ECU 30 die PID-Regelungsverstärkungsfaktoren (d.
h. den Proportionalverstärkungsfaktor GP0, den Integralverstärkungsfaktor
GI0 und den Differenzialverstärkungsfaktor GD0), um die
Intensität des PID-Regelungsvorgangs zu erhöhen,
wodurch die Konvergenz des Kraftstoffdrucks in dem Common-Rail 60 zum
Common-Rail-Zieldruck PP verbessert wird.As described above, the works ECU 30 in such a way that in a workflow the fuel pump control program of 4 to perform a current fuel pressure in the common rail in the recirculation mode (ie, the PID control mode) 16 (ie the output signal from the fuel pressure sensor 22 ) to coincide with the common rail target pressure PP. With increasing pressure deviation DP the ECU changes 30 the PID control gain factors (ie, the proportional gain GP0, the integral gain GI0, and the differential gain GD0) to increase the intensity of the PID control process, thereby increasing the convergence of fuel pressure in the common rail 60 is improved to the common rail target pressure PP.
Die
ECU 30 führt außerdem eine Einspritzsteuerung
durch, um den Betrieb der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 20 so
zu steuern, dass der in dem Common-Rail 16 gespeicherte
Kraftstoff mit einem geregelten hohen Druck in die Zylinder #1 bis
#4 des Motors eingespritzt wird. Diese Einspritzsteuerung wird auf
bekannte Weise erreicht, weswegen an dieser Stelle auf eine ausführliche
Erläuterung verzichtet wird.The ECU 30 also performs injection control to control the operation of the fuel injector 20 to control that in the common rail 16 stored fuel is injected at a regulated high pressure into the cylinders # 1 to # 4 of the engine. This injection control is achieved in a known manner, which is why a detailed explanation is omitted here.
In
einem Kraftstoffeinspritzmodus zum Einspritzen des Kraftstoffs in
den Motor analysiert die ECU 30 ein Steuerungssignal, das
ausgegeben wurde, um jede der Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 20 zu
betätigen oder zu öffnen, und berechnet die von den
Einspritzvorrichtungen 20 eingesprühte oder verbrauchte
Kraftstoffmenge und fördert den Kraftstoff zum Common-Rail 16,
um diese verbrauchte Kraftstoffmenge zu kompensieren. Diese Kraftstoffkompensation
wird erreicht, indem in einem offenen Regelmodus, der sich von dem
Rückführungsmodus unterscheidet, der bereits unter
Bezugnahme auf 4 diskutiert wurde, der Ansteuerungsstrom
PI an das Ansaugregelventil 60 der Kraftstoffpumpe 14 ausgegeben
wird.In a fuel injection mode for injecting the fuel into the engine, the ECU analyzes 30 a control signal that has been output to each of the fuel injectors 20 to operate or open, and calculates those of the injectors 20 sprayed or consumed amount of fuel and promotes the fuel to the common rail 16 to compensate for this amount of fuel consumed. This fuel compensation is accomplished by, in an open loop mode, different from the return mode already described with reference to FIG 4 has been discussed, the drive current PI to the intake control valve 60 the fuel pump 14 is issued.
Während
der Druck des von den Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 20 eingesprühten
Kraftstoffs unter der Regelung der Kraftstoffpumpe 14 stabil
gehalten wird, arbeitet die ECU 30 außerdem so,
dass sie beruhend auf der Tatsache, dass die Gesamtkraftstoffmenge,
die von dem gesamten Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem 100 (d.
h. die Kraftstoffmenge, die in die Kraftstoffpumpe 14 gesaugt
wird und unter Druck zu setzen ist) verbraucht wird, gleich der
von den Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 20 eingesprühten
Kraftstoffmenge plus der Kraftstoffmenge ist, die, ohne von der
Kraftstoffeinspritzvorrichtung 20 eingesprüht
zu werden, in dem Kraftstoffzufuhrmechanismus leckt (d. h. die Kraftstoffmenge,
die von einem Hochdruckdurchflussweg (d. h. einer Kraftstoffdurchflussstrecke
von der Kraftstoffpumpe 14 zu den Einspritzvorrichtungen 20)
zu einem Niederdruckdurchflussweg (d. h. einer Kraftstoffdurchflussstrecke
von der Einspritzvorrichtung 20 zum Einlass der Kraftstoffpumpe 14)
leckt), die Korrekturfaktoren K1, die im Schritt 106 von 4 zu verwenden
sind, als Funktion der Kraftstoffleckage in dem Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem 100 auswählt,
die, wie oben beschrieben wurde, üblicherweise unter Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystemen
zu individuellen Schwankungen bei der Regelung des Drucks des in
den Motor einzuspritzenden Kraftstoffs beiträgt. Diese
Kraftstoffeinspritzdruckregelung, das heißt die Korrektur
der Druckregelvariablen (d. h. der in der PID-Regelung verwendeten
Verstärkungs faktoren GP0, EI0 und GD0), die bei der Regelung
der Kraftstoffpumpe 14 verwendet werden, wird unten unter
Bezugnahme auf die 7 bis 12 beschrieben.
In dem ROM der ECU 30 ist eine Abfolge von logischen Schritten
oder Programmen gespeichert, die in jeder der 7 bis 9 dargestellt
ist und zu einem vorgegebenen Zeitintervall ausgeführt
wird. Die in den Programmen der 7 bis 9 verwendeten
Parameter sind in dem RAM oder EIPROM gespeichert oder werden bei
Bedarf aktualisiert.While the pressure of the fuel injectors 20 sprayed fuel under the control of the fuel pump 14 stable, the ECU works 30 in addition so that it is based on the fact that the total amount of fuel used by the entire common rail fuel injection system 100 (ie the amount of fuel that enters the fuel pump 14 is sucked and pressurized) is consumed, similar to that of the fuel injectors 20 sprayed amount of fuel plus the amount of fuel that is flowing from the fuel injector 20 in which the fuel supply mechanism leaks (ie, the amount of fuel flowing from a high pressure flow path (ie, a fuel flow path from the fuel pump 14 to the injectors 20 ) to a low pressure flow path (ie, a fuel flow path from the injector 20 to the inlet of the fuel pump 14 ), the correction factors K1, which in step 106 from 4 to be used as a function of fuel leakage in the common rail fuel injection system 100 As described above, under common-rail fuel injection systems, it usually contributes to individual variations in the regulation of the pressure of the fuel to be injected into the engine. This fuel injection pressure control, that is, the correction of the pressure control variable (ie, the gain used in the PID control GP0, EI0 and GD0), in the control of the fuel pump 14 will be used below with reference to the 7 to 12 described. In the ROM of the ECU 30 is a sequence of logical steps or programs stored in each of the 7 to 9 is shown and executed at a predetermined time interval. Those in the programs of 7 to 9 used parameters are stored in the RAM or EIPROM or updated as needed.
Die
Korrektur der bei der Regelung der Kraftstoffpumpe 14 verwendeten
Druckregelvariablen wird im Wesentlichen durch die drei unten stehenden Schritte
erreicht.
- 1) Es wird festgestellt, ob Lernbedingungen
erfüllt worden sind oder nicht (7 und 8).
Und zwar werden Feststellungen getroffen, ob eine Kennlinienkorrektur
der Kraftstoffpumpe 14 beendet worden ist oder nicht und
ob sich der Druck des in dem Motor einzuspritzenden Kraftstoffs
in einem stabilen Zustand befindet oder nicht. Wenn diese beiden
Bedingungen erfüllt sind, lässt die ECU 30 zu,
dass die Ausgangskennlinien der Kraftstoffpumpe 14 gelernt
werden.
- 2) Die Korrekturfaktoren K1 werden als Funktion der Kraftstoffleckage
in dem Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem 100 gelernt,
wenn festgestellt wird, dass die Lernbedingungen erfüllt
worden sind (9).
- 3) Die PID-Regelungsverstärkungsfaktoren (d. h. der
Proportionalverstärkungsfaktor GP0, der Integralverstärkungsfaktor
GI0 und der Differenzialverstärkungsfaktor GD0) werden
korrigiert. Dies ist bereits im Schritt 106 von 4 diskutiert
worden.
The correction of the control of the fuel pump 14 The pressure control variable used is essentially achieved by the three steps below. - 1) It is determined whether learning conditions have been met or not ( 7 and 8th ). And indeed, findings are made, whether a characteristic correction of the fuel pump 14 has been completed or not and whether the pressure of the fuel to be injected in the engine is in a stable state or not. If these two conditions are met, the ECU will fail 30 to that the output characteristics of the fuel pump 14 be learned.
- 2) The correction factors K1 become as a function of fuel leakage in the common rail fuel injection system 100 learned when it is determined that the learning conditions have been met ( 9 ).
- 3) The PID control gain factors (ie, the proportional gain GP0, the integral gain GI0, and the differential gain GD0) are corrected. This is already in the step 106 from 4 been discussed.
Die 7 und 8 zeigen
Programme, die von der ECU 30 auszuführen sind,
um festzustellen, ob die Lernbedingungen erfüllt sind oder
nicht.The 7 and 8th show programs by the ecu 30 to be performed to determine whether the learning conditions are met or not.
Zunächst
wird im Schritt 21 von 7 festgestellt,
ob eine I-Q-Kennlinie, die das in 6 dargestellt
I-Q-Kennfeld ist, das die Beziehung zwischen der Kraftstoffzielmenge
PQ, die von der Kraftstoffpumpe 14 abzugeben ist, und dem
Ansteuerungsstrom PI darstellt, der an die Kraftstoffpumpe 14 auszugeben
ist, bereits gelernt worden ist oder nicht.First, in step 21 from 7 determined whether an IQ characteristic, the in 6 illustrated IQ map is that the relationship between the fuel target amount PQ, that of the fuel pump 14 and the driving current PI represents that to the fuel pump 14 is to be spent, has already been learned or not.
Falls
im Schritt 21 die Antwort NEIN erhalten wird, was bedeutet,
dass die I-Q-Kennlinie noch nicht gelernt worden ist, dann fährt
die Routine mit Schritt 22 fort, in dem ein Lernabschlussflag
auf "aus" gesetzt wird, was bedeutet, dass die I-Q-Kennlinie noch nicht
gelernt worden ist. Die Routine fährt dann mit Schritt 23 fort,
in dem damit begonnen wird, die I-Q-Kennlinie der Kraftstoffpumpe 14 zu
lernen. Dieses Lernen erfolgt auf eine Weise, wie sie in 6 dargestellt
ist. Die durchgezogene Linie Q0 in 6 stellt
die experimentell hergeleitete Beziehung (d. h. die I-Q-Kennlinie)
zwischen dem Ansteuerungsstrom PI für das Ansaugregelventil 60 und
der Kraftstoffzielmenge PQ dar, die von der Kraftstoffpumpe 14 abzugeben
ist. Die Strichellinien Q1 und Q2 stellen Beispiele dar, bei denen
die I-Q-Kennlinie der Kraftstoffpumpe 14 jeweils parallel
zur Abszissenachse um Fehler ΔP1 und ΔP2 verschoben
ist.If in step 21 the answer NO is obtained, which means that the IQ characteristic has not yet been learned, then the routine goes to step 22 on, in which a learning completion flag is set to "off", meaning that the IQ characteristic has not yet been learned. The routine then moves to step 23 starting with the IQ characteristic of the fuel pump 14 to learn. This learning is done in a way that they are in 6 is shown. The solid line Q0 in 6 represents the experimentally derived relationship (ie, the IQ characteristic) between the drive control valve PI for the intake control valve 60 and the target fuel amount PQ provided by the fuel pump 14 is to be delivered. The dashed lines Q1 and Q2 represent examples in which the IQ characteristic of the fuel pump 14 is shifted in each case parallel to the abscissa axis by error ΔP1 and ΔP2.
Das
Lernen der I-Q-Kennlinie der Kraftstoffpumpe 14 erfolgt,
indem das Intervall zwischen der durchgezogenen Linie Q0 und der
Strichellinie Q1 oder Q2, das heißt die Verschiebung beim
Ansteuerungsstrom PI, berechnet wird und dieses als gelernter Wert
gespeichert wird. Und zwar ändert die ECU 30 der
Reihe nach den Ansteuerungsstrom PI, um in dem PID-Regelungsmodus,
etwa dem in 4, eine gegenwärtig
von der Kraftstoffpumpe 14 abgegebene Kraftstoffmenge,
wie sie zum Beispiel beruhend auf dem Druck in dem Common-Rail 16 berechnet wird,
mit der Zielmenge PQ in Übereinstimmung zu bringen, wie
sie durch die durchgezogene Linie Q0 angegeben ist, sie berechnet
eine Änderung des Ansteuerungsstroms PI, die erforderlich
ist, bis die gegenwärtige Kraftstoffmenge die Zielmenge
PQ erreicht, und sie definiert diese als den gelernten Wert. Eine
solche Änderung kann als der gelernte Wert integriert werden.
Für den Fall, dass der zum Ansaugregelventil 60 ausgegebene
Ansteuerungsstrom IP beispielsweise einen Wert P1 oder P2 zeigt,
wenn die von der Kraftstoffpumpe 14 abgegebene Kraftstoffmenge
in dem Rückführungsmodus eine Zielmenge PQ0 erreicht,
definiert die ECU 30 eine Abweichung ΔP1 oder ΔP2
als den gelernten Wert und speichert ihn in dem EEPROM oder dem
Sicherungs-RAM. Der gelernte Wert wird so gelassen, wie er ist,
wenn der Motor angehalten wird und die ECU 30 ausgeschaltet wird.
Der gelernte Wert wird im Schritt 112 von 4 verwendet,
in dem die durchgezogene Linie Q0 um die Abweichung ΔP1
oder ΔP2 verschoben wird, um den Ansteuerungsstrom PI zu
ermitteln.Learning the IQ characteristic of the fuel pump 14 is performed by calculating the interval between the solid line Q0 and the dashed line Q1 or Q2, that is, the displacement at the driving current PI, and storing it as a learned value. And that changes the ECU 30 in turn, the drive current PI to operate in the PID control mode, such as in 4 , one currently from the fuel pump 14 delivered amount of fuel, such as based on the pressure in the common rail 16 is calculated to coincide with the target amount PQ indicated by the solid line Q0, it calculates a change of the driving current PI required until the current fuel amount reaches the target amount PQ, and defines it as the learned one Value. Such a change can be integrated as the learned value. In the event that the intake control valve 60 For example, output driving current IP shows a value of P1 or P2 when that of the fuel pump 14 When the amount of discharged fuel reaches a target amount PQ0 in the return mode, the ECU defines 30 a deviation ΔP1 or ΔP2 as the learned value and stores it in the EEPROM or the backup RAM. The learned value is left as it is when the engine is stopped and the ECU 30 is turned off. The learned value is in the step 112 from 4 is used, in which the solid line Q0 is shifted by the deviation ΔP1 or ΔP2 to determine the drive current PI.
Wie
wiederum in 7 gezeigt ist, fährt
die Routine mit Schritt 24 fort, in dem das Lernabschlussflag
auf "ein" gesetzt wird, wenn die I-Q-Kennlinie der Kraftstoffpumpe 14 im
Schritt 23 auf die obige Weise gelernt worden ist und im
Schritt 21 festgestellt worden ist, dass dieses Lernen
beendet worden ist.As again in 7 is shown, the routine moves to step 24 continues, in which the learning completion flag is set to "on" when the fuel pump IQ characteristic 14 in step 23 learned in the above way and in the step 21 has been determined that this learning has been completed.
Wann
immer erforderlich, kann das Lernen der I-Q-Kennlinie der Kraftstoffpumpe 14 eingeleitet werden,
indem das Lernabschlussflag auf "aus" gesetzt wird. Es kann beispielsweise
zu einem vorgegebenen Zeitintervall, bei jedem Start des Motors
oder bei jedem Austausch der Kraftstoffpumpe 14 erfolgen,
indem das Lernabschlussflag auf "aus" gesetzt wird.Whenever needed, learning the IQ characteristic of the fuel pump 14 are initiated by setting the learning completion flag to "off". For example, it may be at a predetermined time interval, every time the engine is started, or every time the fuel pump is replaced 14 can be done by setting the learning completion flag to "off".
Die
ECU 30 führt auch das Programm von 8 aus,
um festzustellen, ob sich der Druck des von den Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 20 einzusprühenden
Kraftstoffs in einem stabilen Zustand befindet oder nicht.The ECU 30 also runs the program of 8th to see if the pressure of the fuel injectors 20 to be sprayed fuel in a stable state or not.
Zunächst
wird im Schritt 31 festgestellt, ob der Absolutwert einer
Differenz zwischen dem Common-Rail-Zielkraftstoffdruck PP und dem
gegenwärtigen Kraftstoffdruck NP in dem Common-Rail 16 (wird unten
auch als gegenwärtiger Common-Rail-Kraftstoffdruck bezeichnet)
kleiner als ein vorgegebener Bezugswert Rref1 ist oder nicht.First, in step 31 determined whether the absolute value of a difference between the common rail target fuel pressure PP and the current fuel pressure NP in the common rail 16 (also referred to as current common rail fuel pressure below) is smaller than a predetermined reference value Rref1 or not.
Wenn
die Antwort JA erhalten wird, was bedeutet, dass |PP – NP| < Rref1 gilt, dann
fährt die Routine mit Schritt 32 fort, in dem
festgestellt wird, ob eine zeitliche Änderung des gegenwärtigen
Common-Rail-Kraftstoffdrucks NP klein ist oder nicht, das heißt
ob der Absolutwert des gegenwärtigen Common-Rail-Kraftstoffdrucks
NP, wie er in dem gegenwärtigen Programmausführungsablauf
hergeleitet wurde, und der, wie er von einem vorherigen Programmausführungsablauf
hergeleitet wurde, kleiner als ein Bezugswert Rref2 ist oder nicht.If the answer is YES, which means that | PP-NP | <Rref1 holds, then the routine goes to step 32 in which it is determined whether or not a time change of the current common rail fuel pressure NP is small, that is, whether the absolute value of the current common rail fuel pressure NP as derived in the present program execution routine and that as derived from a previous program execution routine, is smaller than a reference Rref2 or not.
Wenn
die Antwort JA erhalten wird, was bedeutet, dass |NP(n) – NP(n – 1)| < Rref2 gilt, wobei
n die Anzahl ist, wie oft die Programme ausgeführt worden
sind, dann fährt die Routine mit Schritt 33 fort,
in dem festgestellt wird, ob eine zeitliche Änderung der Kraftstofftemperatur
NT, wie sie durch den Kraftstofftemperatursensor 43a gemessen
wird, klein ist oder nicht, das heißt ob der Absolutwert
der Kraftstofftemperatur NP, wie er in dem gegenwärtigen
Programmausführungsablauf gemessen wurde, und der, wie er einen
Programmausführungsablauf vorher gemessen wurde, kleiner
als ein Bezugswert Rref3 ist oder nicht.If the answer is YES, which means that | NP (n) - NP (n - 1) | <Rref2 holds, where n is the number of times the programs have been executed, then the routine goes to step 33 in which it is determined whether a change in the fuel temperature NT over time, as determined by the fuel temperature sensor 43a is measured is small or not, that is, whether the absolute value of the fuel temperature NP, as measured in the current program execution procedure, and that as measured before a program execution procedure is smaller than a reference value Rref3 or not.
Falls
die Antwort JA erhalten wird, was bedeutet, dass |NT(n) – NT(n – 1)| < Rref3 gilt, dann fährt
die Routine mit Schritt 34 fort, in dem festgestellt wird,
ob eine zeitliche Änderung der Drehzahl NE des Motors,
wie sie durch den Kurbelwinkelsensor 24a gemessen wird,
klein ist oder nicht, das heißt ob der Absolutwert der
Motordrehzahl NE, wie er in dem gegenwärtigen Programmausführungsablauf
gemessen wurde, und der, wie er einen Programmausführungsablauf
vorher gemessen wurde, kleiner als ein Bezugswert Rref4 ist oder
nicht. Mit anderen Worten wird festgestellt, ob Betriebsbedingungen
der Kraftstoffpumpe 14 im Wesentlichen unverändert
bleiben oder nicht.If the answer is YES, which means that | NT (n) -NT (n-1) | <Rref3 holds, then the routine goes to step 34 in which it is determined whether a time change of the engine speed NE, as determined by the crank angle sensor 24a is measured, is small or not, that is, whether the absolute value of the engine speed NE, as measured in the current program execution process, and how to execute a program previously measured is less than a reference value Rref4 or not. In other words, it is determined whether operating conditions of the fuel pump 14 essentially unchanged or not.
Falls
die Antwort JA erhalten wird, was bedeutet, dass |NE(n) – NE(n – 1)| < Rref4 gilt, dann fährt
die Routine mit Schritt 35 fort, in dem auf die gleiche
Weise, wie in den Schritten 105 bis 107 von 4 beschrieben
wurde, eine Druckregelvariable QI0 berechnet wird, die der Integralterm
(I) in dem PID-Algorithmus ist.If the answer is YES, which means that | NE (n) - NE (n-1) | <Rref4 holds, then the routine goes to step 35 in the same way as in the steps 105 to 107 from 4 has been described, a pressure control variable QI0 is calculated which is the integral term (I) in the PID algorithm.
Die
Routine fährt mit Schritt 36 fort, in dem festgestellt
wird, ob eine zeitliche Änderung der Druckregelvariable
QI0 klein ist oder nicht, das heißt ob der Absolutwert
der Druckregelvariable QI0, wie er in dem gegenwärtigen
Programmausführungsablauf hergeleitet wurde, und der, wie
er einen Programmausführungsablauf vorher hergeleitet wurde, kleiner
als ein Bezugswert Rref5 ist oder nicht.The routine moves to step 36 in which it is determined whether or not a temporal change of the pressure-regulating variable QI0 is small, that is, the absolute value of the pressure-regulating variable QI0 as derived in the present program execution procedure and that previously derived from a program execution procedure is less than a reference value is Rref5 or not.
Falls
die Antwort JA erhalten wird, was bedeutet, dass |QI0(n) – QI0(n – 1)) < Rref5 gilt, dann fährt
die Routine mit Schritt 37 fort, in dem festgestellt wird,
ob die fünf Bedingungen in den Schritten 31, 32, 33, 34 und 36 für
eine vorgegebene Zeitdauer beibehalten werden oder nicht.If the answer is YES, meaning that | QI0 (n) - QI0 (n-1)) <Rref5, then the routine goes to step 37 in which is determined whether the five conditions in the steps 31 . 32 . 33 . 34 and 36 maintained for a given period of time or not.
Falls
im Schritt 37 die Antwort JA erhalten wird, dann fährt
die Routine mit Schritt 381 fort, in dem ein Druckstabilitätsflag
auf "ein" gesetzt wird, was bedeutet, dass sich der Druck des von
den Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 20 eingesprühten
Kraftstoffs im stabilen Zustand befindet. Die Routine endet dann.If in step 37 the answer is YES, the routine goes to step 381 continues, in which a pressure stability flag is set to "on", which means that the pressure of the fuel injectors 20 sprayed fuel is in stable condition. The routine then ends.
Falls
dagegen in einem der Schritte 31 bis 37 die Antwort
NEIN erhalten wird, das heißt falls mindestens eine der
Bedingungen in den Schritten 31, 32, 33, 34, 36 und 37 nicht
erfüllt ist, dann fährt die Routine mit Schritt 382 fort,
in dem das Druckstabilitätsflag auf "aus" gesetzt wird.
Die Routine endet dann.If, in contrast, in one of the steps 31 to 37 the answer NO is obtained, that is if at least one of the conditions in the steps 31 . 32 . 33 . 34 . 36 and 37 is not met, then the routine moves to step 382 continues, in which the pressure stability flag is set to "off". The routine then ends.
9 zeigt
das Lernprogramm, um die Korrekturfaktoren K1 (d. h. KP1, KI1 und
KD1) zu lernen. Dieses Programm wird von der ECU 30 ausgeführt, während
die Lernbedingung, wie sie oben beschrieben wurde, erfüllt
ist. 9 Fig. 12 shows the tutorial to learn the correction factors K1 (ie KP1, KI1 and KD1). This program is provided by the ECU 30 while the learning condition as described above is satisfied.
Nach
Eintritt in das Programm fährt die Routine mit Schritt 41 fort,
in dem festgestellt wird, ob das Lernabschlussflag "ein" ist oder
nicht. Falls die Antwort JA erhalten wird, dann fährt die
Routine mit Schritt 42 fort, in dem festgestellt wird,
ob das Druckstabilitätsflag "ein" ist oder nicht. Falls
die Antwort JA erhalten wird, dann fährt die Routine mit
Schritt 43 fort. Falls in einem der Schritte 41 oder 42 die
Antwort NEIN erhalten wird, dann wiederholt die Routine den Schritt 41 oder 42 zu
einem vorgegebenen Zeitintervall.After entering the program, the routine goes to step 41 in which it is determined whether the learning completion flag is "on" or not. If the answer is YES, the routine goes to step 42 in which it is determined whether the pressure stability flag is "on" or not. If the answer is YES, the routine goes to step 43 continued. If in one of the steps 41 or 42 the answer NO is obtained, then the routine repeats the step 41 or 42 at a given time interval.
Im
Schritt 43 werden beruhend auf vorgegebenen Kraftstoffzufuhrbedingungen
wie der Drehzahl des Motors (d. h. der Betriebsbedingung der Kraftstoffpumpe 14),
der Kraftstofftemperatur und dem Kraftstoffdruck im Common-Rail 16 die
Menge der statischen Kraftstoffleckage in den Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 20,
die bereits oben beschrieben worden ist und unten als statische
Kraftstoffleckage LK1 bezeichnet wird, und die Menge der dynamischen Kraftstoffleckage
in den Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 20, die ebenfalls
bereits oben beschrieben worden ist und unten als dynamische Kraftstoffleckage LK2
bezeichnet wird, ermittelt. Die Routine fährt mit Schritt 44 fort,
in dem beruhend auf mindestens einer vorgegebenen Kraftstoffzufuhrbedingung
wie der Drehzahl des Motors, der Kraftstofftemperatur und dem Kraftstoffdruck
in dem Common-Rail 16 die Kraftstoffleckage in der Kraftstoffpumpe 14 ermittelt wird,
die die Kraftstoffmenge ist, die angesaugt worden ist, aber in den
Einlass der Kraftstoffpumpe 14 (d. h. den Kraftstofftank 10 geleckt
ist, ohne unter Druck gesetzt zu werden, und die unten als Kraftstoffleckage
LK3 bezeichnet wird. Die ECU 30 kann in dem ROM für
die Verwendung bei der Ermittlung der Kraftstoffleckagen LK1, LK2,
LK3 beispielsweise experimentell hergeleitete Kennfelder, wie zum
Beispiel das in 10 dargestellte Kennfeld, speichern.
Jedes dieser Kennfelder zeigt eine Beziehung zwischen einer der
Kraftstoffleckagen LK1, LK2 und LK3 und der Motordrehzahl NE, der
Kraftstofftemperatur und/oder dem Kraftstoffdruck in dem Common-Rail 16 auf.
Die Kennfelder können wahlweise auch mehrdimensional für
jeweils die Kraftstoffleckagen K1, K2 und K3 aufgebaut sein, von
denen jedes genau eine der Kraftstoffleckagen K1, K2 und K3 als
Funktion einer Kombination der Motordrehzahl NE, der Kraftstofftemperatur
und des Kraftstoffdrucks in dem Common-Rail 16 darstellt.In step 43 are based on predetermined fuel supply conditions such as the rotational speed of the engine (ie, the operating condition of the fuel pump 14 ), the fuel temperature and the fuel pressure in the common rail 16 the amount of static fuel leakage in the fuel injectors 20 , which has already been described above and is referred to below as static fuel leakage LK1, and the amount of dynamic fuel leakage in the fuel injectors 20 , which has also been described above and is referred to below as dynamic fuel leakage LK2 determined. The routine moves to step 44 based on at least one predetermined fueling condition such as the rotational speed of the engine, the fuel temperature and the fuel pressure in the common rail 16 the fuel leakage in the fuel pump 14 is determined, which is the amount of fuel that has been sucked, but in the inlet of the fuel pump 14 (ie the fuel tank 10 is leaked without being pressurized, and is referred to below as fuel leakage LK3. The ECU 30 For example, in the ROM for use in determining the fuel leakage LK1, LK2, LK3, experimentally derived maps such as those in FIG 10 displayed map, save. Each of these maps shows a relationship between one of the fuel leakages LK1, LK2, and LK3 and the engine speed NE, the fuel temperature, and / or the fuel pressure in the common rail 16 on. Optionally, the maps may also be multi-dimensionally constructed for each of the fuel leaks K1, K2, and K3, each of which precisely one of the fuel leaks K1, K2, and K3 as a function of a combination of the engine speed NE, the fuel temperature, and the fuel pressure in the common rail 16 represents.
Die
Routine fährt mit Schritt 45 fort, in dem eine
Abweichung LKD1 einer gegenwärtigen Gesamtkraftstoffleckage in
dem Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem 100 (d. h. eine
Gesamtmenge an Kraftstoff, der in den Niederdruckdurchflussweg bzw. den
Kraftstofftank 10 zurückkehrt, ohne verbraucht zu
werden) von der Bezugskraftstoffleckage L11 in dem Kennfeld von 10,
die die Summe der Kraftstoffleckagen LK1, LK2 und LK3 ist, ermittelt
wird. Die Abweichung LKD1 stellt eine Differenz der gegenwärtigen
Gesamtkraftstoffleckage zwischen dem Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem 100 und
einem typischen oder entworfenen Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem
(d. h. individuelle Schwankungen der Gesamtkraftstoffleckage in
dem Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem 100) dar.The routine moves to step 45 in which a deviation LKD1 of a current total fuel leakage in the common rail fuel injection system 100 (ie a total amount of fuel entering the low pressure flow path or fuel tank 10 returns without being consumed) from the reference fuel leak L11 in the map of 10 , which is the sum of fuel leaks LK1, LK2 and LK3. The deviation LKD1 represents a difference in the current total fuel leakage between the common rail fuel injection system 100 and a typical or designed common rail fuel injection system (ie individual variations in total fuel leakage in the common rail fuel injection system 100 ).
Die
gegenwärtige Gesamtkraftstoffleckage entspricht dem, was
in 10 mit P11 angegeben ist und beruhend auf der
Druckregelvariable QI0 berechnet wird, die der Integralterm (I)
in dem PID-Algorithmus ist, der im Schritt 35 von 8 hergeleitet wurde.
Wenn der Kraftstoffdruck in dem Common-Rail 16 stabil gehalten
wird, das heißt wenn das Druckstabilitätsflag
"ein" ist, und die ECU 30 so arbeitet, dass sie in dem
Rückführungsmodus, wie er in dem Programm von 4 spezifiziert
ist, die von der Kraftstoffpumpe 14 abzugebende Kraftstoffmenge regelt,
um den gegenwärtigen Common-Rail-Kraftstoffdruck NP mit
dem Common-Rail-Zielkraftstoffdruck PP in Übereinstimmung
zu bringen, kompensiert dies insbesondere eine verbrauchte Menge Kraftstoff,
die einer Änderung oder einem Absinken des Kraftstoffdrucks
in dem Common-Rail 16 entspricht, der durch den Kraftstoffdrucksensor 22 gemessen
wird. Wenn der Kraftstoffdruck in dem Common-Rail 16 stabil
gehalten wird, ist daher die Kraftstoffmenge, die in dem gesamten
Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem 100 verbraucht wird,
gleich der Summe der von den Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 20 eingesprühten
Kraftstoffmenge und der Kraftstoffmenge, die aus dem Hochdruckdurchflussweg
zum Niederdruckdurchflussweg des Kraftstoffzufuhrkreises, der sich
vom Kraftstofftank 10 zur Kraftstoffpumpe 14,
zum Common-Rail 16, zu den Kraftstoffeinspritzvorrichtungen
und zurück zum Kraftstofftank 10 erstreckt, leckt
oder zurückkehrt. Abgesehen von der Kraftstoffdruckregelung
in 4 arbeitet die ECU 30, wie oben beschrieben
wurde, auch in dem offenen Regelmodus, um die Kraftstoffmenge zu
berechnen, die von den Einspritzvorrichtungen 20 verbraucht
worden ist, und den Kraftstoff zum Common-Rail 16 zu fördern,
um diese verbrauchte Kraftstoffmenge zu kompensieren. Wenn sich
der Kraftstoffdruck im stabilen Zustand befindet, wird die Kraftstoffdruckregelung
(d. h. die PID-Regelung im Wesentlichen nur durch den Integralregelungsvorgang
erreicht. Die gegenwärtige Gesamtkraftstoffleckage kann
demnach genau unter Ausnutzung der Tatsache berechnet werden, dass
die gegenwärtige Gesamtkraftstoffleckage gleich der Druckregelvariable
QI0 ist. Die ECU 30 speichert in dem EEPROM oder dem Sicherungs-RAM
ein Kennfeld, das Werte der gegenwärtigen Gesamtkraftstoffleckage
als Funktion des Zeitpunkts, wann die gegenwärtige Gesamtkraftstoffleckage
ermittelt wird, und Kraftstoffzufuhrbedingungen wie Betriebsbedingungen
der Kraftstoffpumpe 14, dem Kraftstoffdruck und der Kraftstofftemperatur
aufzeigt. Diese Daten werden gespeichert, ohne automatisch gelöscht
zu werden, wenn die ECU 30 ausgeschaltet wird, so dass
die letzten Daten in den nachfolgenden Schritten analysiert werden
können.The current total fuel leakage corresponds to what is in 10 is calculated with P11 and calculated based on the pressure control variable QI0 which is the integral term (I) in the PID algorithm described in step 35 from 8th was derived. When the fuel pressure in the common rail 16 is kept stable, that is, when the pressure stability flag is "on", and the ECU 30 works in such a way that it works in the return mode as it is in the program of 4 is specified by the fuel pump 14 In particular, to control the amount of fuel to be dispensed to match the current common rail fuel pressure NP with the common rail target fuel pressure PP, this compensates for a consumed amount of fuel corresponding to a change or decrease in fuel pressure in the common rail 16 corresponds to that through the fuel pressure sensor 22 is measured. When the fuel pressure in the common rail 16 is kept stable, therefore, the amount of fuel in the entire common rail fuel injection system 100 is consumed, equal to the sum of the fuel injectors 20 amount of fuel injected and the amount of fuel flowing from the high pressure flow path to the low pressure flow path of the fuel delivery circuit extending from the fuel tank 10 to the fuel pump 14 to the common rail 16 , to the fuel injectors and back to the fuel tank 10 extends, licks or returns. Apart from the fuel pressure regulation in 4 the ECU is working 30 , as described above, also in the open-loop mode to calculate the amount of fuel discharged from the injectors 20 has been consumed, and the fuel to the common rail 16 to compensate for this amount of fuel consumed. When the fuel pressure is in the steady state, the fuel pressure control (ie, the PID control is achieved substantially only by the integral control operation.) Accordingly, the present total fuel leakage can be accurately calculated by taking advantage of the fact that the current total fuel leakage is equal to the pressure control variable QI0 ECU 30 stores in the EEPROM or backup RAM a map, the values of the current total fuel leakage as a function of the time when the current total fuel leakage is detected, and fuel supply conditions such as operating conditions of the fuel pump 14 , the fuel pressure and the fuel temperature. These data are stored without being deleted automatically when the ECU 30 is switched off so that the last data can be analyzed in the following steps.
Im
Schritt 45 ist die Abweichung LKD1 der gegenwärtigen
Gesamtkraftstoffleckage in dem Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem 100 von
der Bezugskraftstoffleckage L11 durch das Verhältnis der Druckregelvariable
QI0 zur Summe der Kraftstoffleckagen LK1, LK2 und LK3 (d. h. LKD1
= QI0/(LK1 + LK2 + LK3) definiert.In step 45 is the deviation LKD1 of the current total fuel leakage in the common rail fuel injection system 100 from the reference fuel leak L11 is defined by the ratio of the pressure control variable QI0 to the sum of the fuel leakages LK1, LK2 and LK3 (ie LKD1 = QI0 / (LK1 + LK2 + LK3).
Die
Routine fährt mit Schritt 46 fort, in dem festgestellt
wird, ob der Absolutwert einer Differenz zwischen dem Wert der Abweichung
LKD1, der in diesem Programmausführungsablauf ermittelt
wurde, und dem, der einen Programmablauf vorher ermittelt wurde
und der unten als Abweichung LKD0 bezeichnet wird, größer
als ein vorgegebener Bezugswert Rref ist oder nicht. Mit anderen
Worten wird festgestellt, ob eine Änderung der Kraftstoffleckagemenge
in dem Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem 100 pro Zeiteinheit
größer als der vorgegebene Bezugswert Rref ist
oder nicht. Dabei ist zu beachten, dass die Abweichung LKD0 auf
einen vorgegebenen Bemessungswert gesetzt wird, wenn dieser Programmausführungsablauf
der erste Ablauf ist. Die Feststellung im Schritt 46 kann
wahlweise auch unter Verwendung des Verhältnisses von LKD1
zu LKD0 erfolgen.The routine moves to step 46 4, in which it is determined whether the absolute value of a difference between the value of the deviation LKD1 determined in this program execution procedure and that which has previously detected a program operation and referred to below as deviation LKD0 is greater than a predetermined reference value Rref is or not. In other words, it is determined whether a change in the fuel leakage amount in the common rail fuel injection system 100 per unit time is greater than the predetermined reference value Rref or not. It should be noted that the deviation LKD0 is set to a given design value if this program execution sequence is the first sequence. The determination in step 46 Optionally, it can also be done using the ratio of LKD1 to LKD0.
Wenn
dieser Programmausführungsablauf der erste Ablauf ist oder
eine lange Zeit verstrichen ist, seitdem das Programm das letzte
Mal ausgeführt wurde, kann festgestellt werden, dass die Änderung der
Kraftstoffleckagemenge größer als der Bezugswert
Rref ist. In diesem Fall fährt die Routine mit Schritt 47 fort.
Wenn dagegen festgestellt wird, dass die Änderung der Kraftstoffleckagemenge
kleiner als der Bezugswert Rref ist, lässt sich daraus
schließen, dass die Korrekturfaktoren K1 nicht korrigiert
werden müssen. Die Routine endet dann.When this program execution flow is the first process or a long time has passed since the program was last executed, it can be determined that the change of the fuel leakage amount is larger than the reference value Rref. In this case, the routine goes to step 47 continued. On the other hand, if it is determined that the change of the fuel leakage amount is smaller than the reference value Rref, it can be concluded that the correction factors K1 need not be corrected. The routine then ends.
Im
Schritt 47 wird ein Parameter, der zum Ermitteln der Korrekturfaktoren
K1, das heißt des Werts der Abweichung LKD0, verwendet
wird, auf den Wert der Abweichung LKD1 aktualisiert, wie er in diesem Programmausführungsablauf
im Schritt 45 ermittelt wurde, und in dem EEPROM gespeichert.In step 47 For example, a parameter used to determine the correction factors K1, that is, the value of the deviation LKD0, is updated to the value of the deviation LKD1 as indicated in this program execution flow in step 45 was determined and stored in the EEPROM.
Die
Routine fährt dann mit Schritt 48 fort, in dem
die Korrekturfaktoren K1 (d. h. KP1, KI1 und KD1) beruhend auf der
Abweichung LKD0 ermittelt werden, damit sie zu der Kraftstoffmenge
passen, die gegenwärtig vom Hochdruckdurchflussweg zum
Niederdruckdurchflussweg leckt. Jeder der Korrekturfaktoren K1 wird
beispielsweise durch Nachschlagen in einem Kennfeld, wie es in 11 dargestellt
ist, ermittelt, das den Wert des Korrekturfaktors K1 als Funktion
der Abweichung LKD0 aufzeigt. Das Kennfeld wird experimentell hergeleitet
und in dem ROM der ECU 30 gespeichert. Das Kennfeld wird
für jeden der Korrekturfaktoren KP1, KI1 und KD1 erstellt. 11 zeigt
als ein Beispiel das Kennfeld für einen der Korrekturfaktoren
KP1, KI1 und KD1. Die Werte der Korrekturfaktoren K1 können
wahlweise auch mathematisch ermittelt werden.The routine then moves to step 48 in which the correction factors K1 (ie KP1, KI1 and KD1) are determined based on the deviation LKD0 to match the amount of fuel currently leaking from the high pressure flow path to the low pressure flow path. Each of the correction factors K1 is determined, for example, by looking up a map as shown in FIG 11 is shown, which shows the value of the correction factor K1 as a function of the deviation LKD0. The map is derived experimentally and in the ROM of the ECU 30 saved. The map is created for each of the correction factors KP1, KI1 and KD1. 11 shows as an example the map for one of the correction factors KP1, KI1 and KD1. Optionally, the values of the correction factors K1 can also be determined mathematically.
Das
Kennfeld in 11 zeigt, dass mit zunehmender
Abweichung LKD0, das heißt mit zunehmender gegenwärtiger
Gesamtkraftstoffleckage, der Wert jedes der Korrekturfaktoren K1
auf einen größeren Wert eingestellt wird. Wenn
die gegenwärtige Gesamtkraftstoffleckage L22a, wie in 12 dargestellt ist,
beispielsweise über die Bezugskraftstoffleckage L21 steigt,
so dass es zu einer Zeitverzögerung ΔT (d. h.
einem Absinken der Ansprechgeschwindigkeit der Kraftstoffdruckregelung)
beim Konvergieren der gegenwärtigen Gesamtkraftstoffleckage
L22a kommt, wird der Wert des Korrekturfaktors K1 so gewählt,
dass er größer ist, als wenn die gegenwärtige Gesamtkraftstoffleckage
gleich der Bezugskraftstoffleckage (d. h. LKD0 = 1) ist. Daher werden
die Korrekturfaktoren K1 im Schritt 106 von 4 auf
die größeren Werte aktualisiert, die durch die
durchgezogene Linie L22 in 12 angegeben
sind, wodurch die Zeitverzögerung ΔT kompensiert
wird. 12 stellt zur Verkürzung
der Darstellung lediglich als ein Beispiel die Druckregelvariable
QI dar, die der Integralterm (I) ist. Auf diese Weise dient die
Kraftstoffeinspritzdruckregelung, wie sie in 4 diskutiert
wurde, unter Verwendung des Kennfelds von 11 dazu,
eine hohe Ansprechgeschwindigkeit auf eine Änderung des
Common-Rail-Zielkraftstoffdrucks PP zu gewährleisten.The map in 11 shows that as the deviation LKD0 increases, that is, as the current total fuel leakage increases, the value of each of the correction factors K1 is set to a larger value. If the current total fuel leakage L22a, as in 12 For example, as the reference fuel leak L21 increases, so that there is a time lag .DELTA.T (ie, decrease in the response speed of the fuel pressure control) in converging the present total fuel leakage L22a, the value of the correction factor K1 is set to be larger than when the current total fuel leakage is equal to the reference fuel leak (ie LKD0 = 1). Therefore, the correction factors K1 in step 106 from 4 updated to the larger values indicated by the solid line L22 in FIG 12 are specified, whereby the time delay .DELTA.T is compensated. 12 For brevity of illustration, by way of example only, represents the pressure control variable QI which is the integral term (I). In this way, the fuel injection pressure control as shown in FIG 4 was discussed using the map of 11 to ensure a high response speed to a change in the common rail target fuel pressure PP.
Außerdem
werden in Schritt 48 die Korrekturfaktoren K1, die auf
die obige Weise ermittelt wurden, in dem EEPROM oder dem Sicherungs-RAM der
ECU 30 gespeichert, um in Schritt 106 von 4 verwendet
zu werden. Die ECU 30 speichert die Korrekturfaktoren K1
insbesondere als Funktion von zum Beispiel dem Zeitpunkt, wann die
Korrekturfaktoren K1 ermittelt werden, und von Kraftstoffzufuhrbedingungen
wie den Betriebsbedingungen der Kraftstoffpumpe 14, dem
Kraftstoffdruck und/oder der Kraftstofftemperatur. Diese Daten werden
gespeichert, ohne automatisch gelöscht zu werden, wenn die
ECU 30 ausgeschaltet wird, so dass im Schritt 106 die
letzten Daten analysiert werden können. Nach Schritt 48 endet
die Routine.In addition, in step 48 the correction factors K1 obtained in the above manner in the EEPROM or the backup RAM of the ECU 30 saved to step in 106 from 4 to be used. The ECU 30 Specifically, the correction factor K1 stores as a function of, for example, the timing when the correction factors K1 are detected and fuel supply conditions such as the operating conditions of the fuel pump 14 , the fuel pressure and / or the fuel temperature. These data are stored without being deleted automatically when the ECU 30 is turned off, so in the step 106 the last data can be analyzed. After step 48 the routine ends.
Wie
aus der obigen Diskussion hervorgeht, führt die ECU 30 das
Lernprogramm von 9 durch, um die Abweichung LKD0
zu überwachen, die eine Verschiebung der gegenwärtigen
Gesamtkraftstoffleckage in dem Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem 100 von
der Bezugskraftstoffleckage (d. h. der Kraftstoffleckagemenge, wie
sie beim Entwurf des Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystems 100 ermittelt
wurde) ist, die üblicherweise durch individuelle Schwankungen
unter den Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystemen oder das Altern
des Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystems 100 bedingt
ist, und um die Korrekturfaktoren K1 zu lernen oder zu aktualisieren.
Die ECU 30 korrigiert dann die in der PID-Regelung verwendeten
Verstärkungsfaktoren, um durch das Programm von 4 unter
Verwendung der Korrekturfaktoren K1 die von der Kraftstoffpumpe 14 abzugebende
Kraftstoffmenge zu regeln. Mit anderen Worten passt die ECU 30 die
Werte der in der Rückführungsregelung verwendeten Verstärkungsfaktoren
an die gegenwärtig aus der Hochdruckseite des Kraftstoffzufuhrmechanismus
leckende Kraftstoffmenge an, wodurch die Konvergenz des Kraftstoffdrucks
im Common-Rail 16 auf den Zielwert verbessert wird und
die Genauigkeit beim Einspritzen des Kraftstoffs durch die Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 20 in
den Motor gewährleistet wird.As can be seen from the above discussion, the ECU leads 30 the tutorial from 9 to monitor the deviation LKD0, which is a shift in the current total fuel leakage in the common rail fuel injection system 100 from the reference fuel leakage (ie, the fuel leakage amount as used in the design of the common rail fuel injection system 100 typically determined by individual variations among the common rail fuel injection systems or the aging of the common rail fuel injection system 100 is conditional, and to learn or update the correction factors K1. The ECU 30 then corrects the gain factors used in the PID control to pass through the program of 4 using the correction factors K1 from the fuel pump 14 to regulate the amount of fuel to be dispensed. In other words, the ECU fits 30 the values of the gain factors used in the feedback control to the current amount of fuel from the high pressure side of the fuel supply mechanism, whereby the convergence of the fuel pressure in the common rail 16 is improved to the target value and the accuracy of injection of the fuel through the fuel injectors 20 is ensured in the engine.
Die
Kraftstoffeinspritzdruckregelungsvorrichtung (d. h. das Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem 100)
ist, wie aus der obigen Diskussion hervorgeht, so gestaltet, dass
sie den Druck von Kraftstoff regelt, der von jeder der Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 20 einzusprühen
ist. Der Kraftstoff wird den Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 20 über
eine Kraftstoffdurchflussstrecke zugeführt, die aus dem
Hochdruckdurchflussweg, der sich von der Kraftstoffpumpe 14 zu
den Einspritzvorrichtungen 20 erstreckt, und den Niederdruckdurchflussweg
besteht, der sich von der Einspritzvorrichtung 20 über
den Kraftstofftank 10 zum Einlass der Kraftstoffpumpe 14 erstreckt.
Die Kraftstoffpumpe 14 arbeitet als ein Kraftstofffördermechanismus,
der den Kraftstoff ansaugt, unter Druck setzt und über
den Hochdruckdurchflussweg zu den Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 20 fördert. Die
ECU 30 arbeitet als eine Druckregelungseinrichtung, die
den Betrieb der Kraftstoffpumpe 14 als Funktion eines Ausgangssignals
des PID-Algorithmus (d. h. der Gesamtdruckregelvariable QPID, wie sie
in Schritt 108 von 4 hergeleitet
wurde) regelt, um den Druck des durch die Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 20 einzusprühenden
Kraftstoffs in dem Rückführungsmodus mit einem
Zielwert in Übereinstimmung zu bringen. Wenn einer vorgegebenen Druckstabilitätsbedingung
begegnet wird, die angibt, dass sich der Druck des durch die Kraftstoffeinspritzvorrichtung
einzusprühenden Kraftstoffs in einem vorbestimmten stabilen
Zustand befindet (d. h. die Bedingungen in den Schritten 31 bis 34 und 36 in 8 sind
alle erfüllt), korrigiert die ECU 30 den Proportional,
Integral- und Differenzialterm QP, QI und QD beruhend auf der Tatsache,
dass die Menge des Kraftstoffs, der in die Kraftstoffpumpe 14 eingesaugt wird
und unter Druck zu setzen ist, gleich der Summe des von den Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 20 eingesprühten
Kraftstoffs und der Menge des vom Hochdruckdurchflussweg zum Niederdruckdurchflussweg
leckenden Kraftstoffs ist. Wenn sich die Menge des gegenwärtig
zum Niederdruckdurchflussweg leckenden Kraftstoffs von einem Bezugswert
unterscheidet, kann die ECU 30 folglich das Ausgangssignal
der PID-Regelung so erstellen, dass diese Differenz kompensiert
wird, wodurch die Konvergenz und die Ansprechgeschwindigkeit der
Kraftstoffdruckregelung verbessert werden.The fuel injection pressure control device (ie, the common rail fuel injection system 100 ), as is apparent from the above discussion, is designed to control the pressure of fuel coming from each of the fuel injectors 20 is to be sprayed. The fuel becomes the fuel injectors 20 supplied via a fuel flow path, resulting from the high pressure flow path extending from the fuel pump 14 to the injectors 20 extends, and the low pressure flow path extending from the injector 20 over the fuel tank 10 to the inlet of the fuel pump 14 extends. The fuel pump 14 operates as a fuel delivery mechanism that sucks the fuel, pressurizes, and via the high pressure flow path to the fuel injectors 20 promotes. The ECU 30 works as a pressure regulator, which controls the operation of the fuel pump 14 as a function of an output signal of the PID algorithm (ie the total pressure control variable QPID, as described in step 108 from 4 derived) regulates the pressure of the fuel injectors 20 to be sprayed fuel in the return mode with a target value in accordance. When a predetermined pressure stability condition is met, indicating that the pressure of the fuel to be sprayed by the fuel injection device is in a predetermined steady state (ie, the conditions in the steps 31 to 34 and 36 in 8th all are met) corrects the ECU 30 The proportional, integral and differential terms QP, QI and QD are based on the fact that the amount of fuel that enters the fuel pump 14 is sucked in and pressurized, equal to the sum of the fuel injectors 20 sprayed fuel and the amount of fuel leaking from the high pressure flow path to the low pressure flow path. When the amount of fuel currently leaking to the low pressure flow path is different from a reference value, the ECU may 30 consequently, the output of the PID control is made to compensate for this difference, thereby improving the convergence and the response speed of the fuel pressure control.
Die
Erfindung wurde zwar anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen
offenbart, um ihr Verständnis zu erleichtern, doch sollte
verstanden werden, dass die Erfindung auf verschiedene andere Weise
ausgeführt werden kann, ohne vom Erfindungsprinzip abzuweichen.
Daher sollte die Erfindung so verstanden werden, dass sie sämtliche
mögliche Ausführungsbeispiele und Abwandlungen
der gezeigten Ausführungsbeispiele einschließt,
in die sie ausgeführt werden kann, ohne von dem in dem beigefügten
Ansprüchen dargelegten Erfindungsprinzip abzuweichen. Zum
Beispiel kann die Erfindung mit einem Speicherkraftstoffeinspritzsystem
für diese Motoren oder für benzingetriebene Kraftfahrzeugmotoren
wie Direkteinspritzer verwendet werden.The
Although the invention was based on preferred embodiments
revealed to facilitate their understanding, yet should
be understood that the invention in various other ways
can be carried out without departing from the principle of the invention.
Therefore, the invention should be understood to include all
possible embodiments and modifications
includes the illustrated embodiments,
in which it can be carried out, without that of the appended
Claims deviate from the invention. To the
Example, the invention with a storage fuel injection system
for these engines or for petrol-driven motor vehicle engines
how to use direct injection.
Die
ECU 30 erhöht mit zunehmender gegenwärtiger
Gesamtkraftstoffleckage in dem Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem 100 die
Korrekturfaktoren K1 (siehe 11), doch
kann sie auch so gestaltet sein, dass die den Proportional , den
Integral- und den Differenzialverstärkungsfaktor GP0, GI0
und GD0 nur dann mit einem Anstieg der gegenwärtigen Gesamtkraftstoffleckage
erhöht, wenn die gegenwärtige Gesamtkraftstoffleckage
größer als eine Bezugskraftstoffleckage (LKD0
= 1 in 11) ist. Und zwar kann die ECU 30,
wenn die Kraftstoffleckageabweichung LKD0 kleiner als oder gleich
eins ist, die Korrekturfaktoren K1 auf eins festsetzen, wodurch
die Verstärkungsfaktoren GP0, GI0 und GD0 nur dann ermittelt
werden, wenn das Absinken der Ansprechgeschwindigkeit auf eine Änderung
des Kraftstoffdrucks im Common-Rail 16 groß ist.The ECU 30 increases with increasing current total fuel leakage in the common rail fuel injection system 100 the correction factors K1 (see 11 ), but it may also be designed to increase the proportional, integral, and differential gain factors GP0, GI0, and GD0 with an increase in current total fuel leakage only if the current total fuel leakage is greater than a reference fuel leak (LKD0 = 1 in 11 ). And the ECU can 30 if the fuel leakage deviation LKD0 is less than or equal to one, set the correction factors K1 to one, whereby the gains GP0, GI0 and GD0 are detected only when the decrease of the response speed to a change in the fuel pressure in the common rail 16 is great.
Die
ECU 30 muss die Regelung des Kraftstoffdrucks in dem Common-Rail 16 nicht
in dem offenen Regelmodus durchführen. In diesem Fall können
die gegenwärtige Gesamtkraftstoffleckage und die Verstärkungsfaktoren
GP0, GI0 und GD0 beruhend auf der Tatsache ermittelt werden, dass
die Gesamtkraftstoffmenge, die von dem gesamten Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem 100 verbraucht wird
(d. h. die Menge des Kraftstoffs, die in die Kraftstoffpumpe 14 gesaugt
wird und unter Druck zu setzen ist), gleich der Summe der von den
Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 20 eingesprühten
Kraftstoffmenge und der Kraftstoffmenge ist, die, ohne von den Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 20 eingesprüht
zu werden, in dem Kraftstoffzufuhrmechanismus leckt (d. h. die Menge
des Kraftstoffs, die vom Hochdruckdurchflussweg zum Niederdruckdurchflussweg leckt),
indem die von den Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 20 eingesprühte
Kraftstoffmenge unter Verwendung von Ausgangssignalen des Kraftstoffdrucksensors 22 oder
eines Kraftstoffdurchflussgeschwindigkeitssensors oder des Steuerungssignals,
das ausgegeben wird, um jede der Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 20 zu
betätigen oder zu öffnen, berechnet wird oder
indem die verbrauchte Kraftstoffmenge unter Verwendung des Integralterms
QI0 des PID-Algorithmus berechnet wird. Die Kraftstoffmenge, die
dem Common-Rail 16 zuzuführen ist, kann ermittelt
werden, indem die Durchflussgeschwindigkeit des von der Kraftstoffpumpe 14 abgegebenen
Kraftstoffs überwacht wird. Die Kraftstoffmenge, die verbraucht wird,
kann insbesondere ermittelt werden, indem ein Ausgangssignal eines
Durchflussgeschwindigkeitssensors verwendet wird, der im Einlass
der Kraftstoffpumpe 14 eingebaut ist.The ECU 30 must be the regulation of the fuel pressure in the common rail 16 do not perform in the open control mode. In this case, the current total fuel leakage and gain factors GP0, GI0 and GD0 can be determined based on the fact that the total fuel amount produced by the entire common rail fuel injection system 100 is consumed (ie the amount of fuel that enters the fuel pump 14 is sucked and pressurized) equal to the sum of those from the fuel injectors 20 sprayed amount of fuel and the amount of fuel that is, without by the fuel injectors 20 to be sprayed in the fuel supply mechanism (ie, the amount of fuel that leaks from the high pressure flow path to the low pressure flow path) by the fuel injectors 20 sprayed amount of fuel using output signals of the fuel pressure sensor 22 or a fuel flow rate sensor or the control signal that is output to each of the fuel injectors 20 or by calculating the amount of fuel consumed using the integral term QI0 of the PID algorithm. The amount of fuel that the common rail 16 can be determined by the flow rate of the fuel pump 14 emitted fuel is monitored. In particular, the amount of fuel consumed may be determined using an output signal of a flow rate sensor located in the inlet of the fuel pump 14 is installed.
Die
gegenwärtige Gesamtkraftstoffleckage oder die Verstärkungsfaktoren
GP0, GI0 und GD0 müssen in der ECU 30 nicht als
Funktion der Kraftstoffzufuhrbedingung gespeichert werden. Beispielsweise
können sie in der ECU 30 unabhängig von
der Kraftstoffzufuhrbedingung gespeichert werden. Die ECU 30 kann
die gegenwärtige Gesamtkraftstoffleckage oder die Verstärkungsfaktoren
GP0, GI0 und GD0, wie sie in dem vorherigen Programmausführungsablauf
ermittelt wurden, löschen und die letzten Daten darüber
speichern.The current total fuel leakage or gain factors GP0, GI0 and GD0 must be in the ECU 30 not be stored as a function of the fueling condition. For example, in the ECU 30 be stored regardless of the fuel supply condition. The ECU 30 may clear the current total fuel leak or gains GP0, GI0 and GD0 as determined in the previous program execution procedure and store the last data thereon.
Die
ECU 30 kann die gegenwärtige Gesamtkraftstoffleckage
oder die Verstärkungsfaktoren GP0, GI0 und GD0, wie sie
in dem Programm von 9 hergeleitet wurden, nur für
eine Datenanalyse oder eine Diagnose des Kraftstoffzufuhrsystems
speichern.The ECU 30 For example, the current total fuel leakage or gain factors GP0, GI0 and GD0 as described in the program of 9 only for a data analysis or diagnosis of the fuel delivery system.
Anstelle
der Korrekturfaktoren K1 für die Verstärkungsfaktoren
GP0, GI0 und GD0 kann die ECU 30 Korrekturfaktoren für
den Proportional-, den Integral- und den Differenzialterm QP, QI
und QD berechnen.Instead of the correction factors K1 for the gain factors GP0, GI0 and GD0, the ECU 30 Calculate correction factors for the proportional, integral, and differential terms QP, QI, and QD.
Anstelle
der Ermittlung der Korrekturfaktoren K1 kann die ECU 30 direkt
Werte der Verstärkungsfaktoren GP0, GI0 und GD0 oder Werte
des Proportional-, des Integral- und des Differenzialterms QP, QI und
QD berechnen, die zu der gegenwärtigen Gesamtkraftstoffleckage
passen.Instead of determining the correction factors K1, the ECU 30 directly calculate values of the gains GP0, GI0 and GD0 or values of the proportional, integral and derivative terms QP, QI and QD that match the current total fuel leakage.
Die
ECU 30 kann so gestaltet sein, dass sie als von dem PID-Algorithmus
geregeltes Ziel anstelle des Ansteuerungsstroms PI für
das Ansaugregelventil 60 den Kraftstoffdruck im Common-Rail 16 oder
einen anderen Parameter wie den Grad, mit dem die Kraftstoffpumpe 14 anzutreiben
ist, oder eine Öffnungsstellung eines in dem Common-Rail 16 eingebauten
Druckminderungsventils ermittelt.The ECU 30 may be configured to function as a target controlled by the PID algorithm instead of the suction control valve driving current PI 60 the fuel pressure in the common rail 16 or another parameter such as the degree to which the fuel pump 14 is to be driven, or an open position of one in the common rail 16 installed pressure reducing valve determined.
Anstatt
in dem Programm von 8 festzustellen, ob sich der
Druck des von den Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 20 einzusprühenden
Kraftstoffs im stabilen Zustand befindet oder nicht, kann die ECU 30 auch
einen anderen Parameter verwenden, der die Stabilität des
Kraftstoffdrucks im Common-Rail 16 darstellt. Anstelle
des Dieselmotors kann die Kraftstoffeinspritzdruckregelungsvorrichtung
auch bei auf Funkenzündung basierenden Benzinmotoren oder
bei Wankelmotoren verwendet werden. Die Kraftstoffeinspritzdruckregelungsvorrichtung
kann so gestaltet sein, dass sie den Druck des in eine Einlassöffnung
des Motors eingespritzten Kraftstoffs regelt, oder sie kann bei
einem mit einem Dieselpartikelfilter (DPF) ausgestatten Nachbehandlungssystem
verwendet werden, um den Kraftstoff durch eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung
in ein Auspuffrohr der Kraftfahrzeugbrennkraftmaschine einzusprühen,
um durch das Auspuffrohr strömendes Abgas zu reinigen.Instead of in the program of 8th determine if the pressure of the fuel injectors 20 If the fuel to be sprayed is stable or not, the ECU 30 Also use another parameter that determines the stability of the fuel pressure in the common rail 16 represents. Instead of the diesel engine, the fuel injection pressure control device may also be based on spark ignition based Ben zinmotoren or Wankelmotoren be used. The fuel injection pressure control device may be configured to regulate the pressure of the fuel injected into an intake port of the engine, or may be used in a diesel particulate filter (DPF) equipped aftertreatment system to spray the fuel through an injector into an exhaust pipe of the automotive internal combustion engine, to purify exhaust gas flowing through the exhaust pipe.
Die
Steuerung des Kraftstoffdrucks in dem Common-Rail 16 (d.
h. der Druck des von den Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 20 einzusprühenden Kraftstoffs)
kann durch Hardware anstelle der Software realisiert werden.The control of the fuel pressure in the common rail 16 (ie the pressure of the fuel injectors 20 fuel to be sprayed) can be realized by hardware instead of the software.
Eine
Kraftstoffeinspritzdruckregelungsvorrichtung arbeitet so, dass sie
den Druck von Kraftstoff, der durch eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung einzusprühen
ist, regelt.A
Fuel injection pressure control device works so that it
the pressure of fuel to spray through a fuel injector
is, regulates.
Die
Vorrichtung enthält eine Kraftstoffdurchflussstrecke, die
aus einem Hochdruckdurchflussweg und einem Niederdruckdurchflussweg
besteht, eine Kraftstoffpumpe und eine Druckregelungseinrichtung.
Die Druckregelungseinrichtung arbeitet so, dass sie den Betrieb
der Kraftstoffpumpe als Funktion eines Ausgangssignals eines PID-Algorithmus
regelt, um den Druck des durch die Kraftstoffeinspritzvorrichtung
einzusprühenden Kraftstoffs mit einem Zielwert in Übereinstimmung
zu bringen. Wenn der Druck des durch die Kraftstoffeinspritzvorrichtung einzusprühenden
Kraftstoffs stabil ist, korrigiert die Druckregelungseinrichtung
einen Proportionalterm, einen Integralterm und einen Differenzialterm
des PID-Algorithmus beruhend auf der Tatsache, dass die in die Kraftstoffpumpe
gesaugte Kraftstoffmenge gleich der Summe der von der Kraftstoffeinspritzvorrichtung
eingesprühten Kraftstoffmenge und der von dem Hochdruckdurchflussweg
zum Niederdruckdurchflussweg leckenden Kraftstoffmenge ist, um individuelle
Schwankungen der Kraftstoffdruckregelkennlinie der Vorrichtung zu
beseitigen.The
Device includes a fuel flow path, the
from a high pressure flow path and a low pressure flow path
consists of a fuel pump and a pressure control device.
The pressure control device works to stop the operation
the fuel pump as a function of an output signal of a PID algorithm
Regulates the pressure of the fuel injector
fuel to be sprayed with a target value in accordance
bring to. When the pressure of the sprayed through the fuel injector
Fuel is stable, corrects the pressure control device
a proportional term, an integral term and a differential term
the PID algorithm based on the fact that in the fuel pump
sucked amount of fuel equal to the sum of the fuel injector
sprayed amount of fuel and that of the Hochdruckdurchflußweg
to the low pressure flow path leaking fuel quantity is to individual
Variations of the fuel pressure control characteristic of the device to
remove.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- JP 2005-147005
A [0003] - JP 2005-147005 A [0003]