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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einspritzmengensteuerungseinheit gemäß Anspruch 1 bzw. eine Einspritzmengenregelungseinheit, die Einspritzmengen von Kraftstoffeinspritzventilen steuert bzw. regelt, die Kraftstoff in entsprechende Zylinder einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine einspritzen, sowie ein die Einheit aufweisendes Kraftstoffeinspritzsystem gemäß Anspruch 5.
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Herkömmlicherweise variiert in einem Kraftstoffeinspritzsystem, in dem Kraftstoff in jeden Zylinder einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine durch ein entsprechendes von Kraftstoffeinspritzventilen eingespritzt wird, eine Änderungsgröße einer Drehgeschwindigkeit bei einem Expansionshub zwischen den Zylindern aufgrund der Änderung einer Einspritzmenge des Kraftstoffeinspritzventils beispielsweise aufgrund von Herstellungsfehlern bei einer Herstellung der Ventile. Dementsprechend kann aufgrund einer Änderung in den Drehgeschwindigkeitsänderungen eine Kraftmaschinenschwingung erzeugt werden. Beispielsweise kann, wenn die Drehgeschwindigkeitsänderungen der Zylinder in einem Leerlaufbetriebszustand variieren und hierdurch die Kraftmaschinenschwingung erzeugt wird, die Kraftmaschinenschwingung einem Fahrzeuginsassen Unannehmlichkeiten bereiten.
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Um eine derartige Änderung in den Drehgeschwindigkeitsänderungen unter den Zylindern zu verringern, ist eine Zwischenzylinder-Einspritzmengenkorrektur bekannt, durch die die Einspritzmengen der Kraftstoffeinspritzventile, die Kraftstoff einspritzen, für jeweilige Zylinder korrigiert werden (siehe beispielsweise
JP3591428B2 ). In der herkömmlichen Zwischenzylinder-Einspritzmengenkorrektur gemäß der
JP3591428B2 wird die Einspritzmenge des Kraftstoffeinspritzventils auf der Grundlage der Drehgeschwindigkeitsänderung bei dem Expansionshub jedes Zylinders korrigiert, um die Änderung in den Drehgeschwindigkeitsänderungen unter den Zylindern zu verringern. Beispielsweise wird in einem Zylinder mit einer großen Drehgeschwindigkeitsänderung die Einspritzmenge des Kraftstoffeinspritzventils verringert, und in einem Zylinder mit einer kleinen Drehgeschwindigkeitsänderung wird die Einspritzmenge des Kraftstoffeinspritzventils vergrößert.
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Die Drehgeschwindigkeitsänderung, die eine Differenz zwischen dem maximalen Wert der Drehgeschwindigkeit bei dem Expansionshub eines jeweiligen Zylinders und dem minimalen Wert der Drehgeschwindigkeit bei dem Start des Expansionshubs ist, wird jedoch nicht nur durch die Einspritzmenge des in einen jeweiligen Zylinder eingespritzten Kraftstoffs bei dem Expansionshub beeinflusst, sondern auch durch die Drehgeschwindigkeitsänderung eines unmittelbar vorausgehenden Zylinders, der den Expansionshub unmittelbar vor einem jeweiligen Zylinder ausführt.
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Jeder Zylinder neigt dazu, eine Brennkraftmaschine gegen das Trägheitsmoment eines Kolbens in einem unmittelbar vorausgehenden Zylinder bei dem Start des Expansionshubs zu drehen. Als Ergebnis wird, wenn die Kraftstoffeinspritzmenge die gleiche ist, wenn die Drehgeschwindigkeitsänderung des unmittelbar vorausgehenden Zylinders klein ist und das Trägheitsmoment des unmittelbar vorausgehenden Zylinders klein wird, die Drehgeschwindigkeitsänderung eines jeweiligen Zylinders groß, wobei umgekehrt, wenn die Drehgeschwindigkeitsänderung des unmittelbar vorausgehenden Zylinders groß ist und das Trägheitsmoment des unmittelbar vorausgehenden Zylinders klein wird, die Drehgeschwindigkeitsänderung eines jeweiligen Zylinders klein wird.
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Wenn die Einspritzmenge in der vorstehend genannten Art und Weise auf der Grundlage der Drehgeschwindigkeitsänderung eines jeweiligen Zylinders, die aufgrund des Einflusses der Drehgeschwindigkeitsänderung des unmittelbar vorausgehenden Zylinders vergrößert oder verkleinert wird, korrigiert wird, kann die Einspritzmenge nicht mit einer hohen Genauigkeit korrigiert werden, um die Änderung in den Drehgeschwindigkeitsänderungen zwischen den Zylindern zu verringern. Dementsprechend wird, wenn die Änderung in den Drehgeschwindigkeitsänderungen zwischen den Zylindern besonders groß ist, eine Zeitdauer, die zur Verringerung der Änderung in den Drehgeschwindigkeitsänderungen erforderlich ist, lang.
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Die Druckschrift
DE 36 04 904 A1 beschreibt eine Einrichtung zur Regelung der Laufruhe einer Brennkraftmaschine. Bei Großsignal-Drehzahlschwankungen wird eine zeitliche Verzögerung bzw. eine Phasenverschiebung kompensiert, die zwischen einem Istwert und einem gemittelten Sollwert auftritt, die beide einem Stellwerk für die Einspritzung des Kraftstoffes in einen Zylinder zugeleitet werden. Wird bei einer Zylinderzahl z eine entsprechende Anzahl z Proportional-Integral-Regler (PI-Regler) eingebaut sind, so erfolgt automatisch eine Synchronisation.
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Die Druckschrift
EP 0 120 730 B1 beschreibt eine Brennstoffverteilungssteuerung für Brennkraftmaschinen mit einem Steuerungscomputer und einer Brennstoffzufuhreinrichtung zum Zuführen von Brennstoff in Reaktion auf elektrische Signale. Ein die Drehzahl der Kraftmaschinenausgabe angebendes Signal wird mittels einer Integrationseinrichtung verarbeitet, ein Korrektursignal wird erzeugt und verarbeitet, und ein Brennstoffmengensignal wird entsprechend korrigiert.
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Die Druckschrift
EP 1 736 659 A2 beschreibt ein Kraftstoffeinspritzsteuerungsgerät für eine Brennkraftmaschine. Ein Sensorsignal von einem Geschwindigkeitssensor wird einer ECU eingegeben. Die ECU berechnet eine Drehgeschwindigkeit einer Kurbelwelle in einer vorbestimmten Zeitdauer auf der Grundlage des Sensorsignals. Die Drehgeschwindigkeit wird durch eine Frequenz gefiltert, die auf der Grundlage einer Verbrennungsfrequenz der Kraftmaschine definiert ist, um einen Wert zu erhalten, der einem derzeitigen Drehmoment entspricht. Die ECU berechnet eine Arbeitslast jedes Zylinders auf der Grundlage des Werts, der dem derzeitigen Drehmoment entspricht, und steuert eine Eigenschaft jedes Zylinders auf der Grundlage der Arbeitslast.
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Die vorliegende Erfindung befasst sich mit den vorstehend genannten Nachteilen. Somit ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Einspritzmengensteuerungseinheit, die Einspritzmengen von Kraftstoffeinspritzventilen zum Einspritzen von Kraftstoff in entsprechende Zylinder einer Brennkraftmaschine mit einer hohen Genauigkeit korrigiert, um eine Änderung in Drehgeschwindigkeitsänderungen zwischen den Zylindern umgehend zu verringern, und ein die Einheit aufweisendes Kraftstoffeinspritzsystem bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird durch eine Einspritzmengenregelungseinheit gemäß Patentanspruch 1 und ein Kraftstoffeinspritzsystem gemäß Patentanspruch 5 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
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Die Erfindung wird aus der nachstehenden Beschreibung, den beigefügten Patentansprüchen und der beigefügten Zeichnung ersichtlich. Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung, die einen Aufbau eines Kraftstoffeinspritzsystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht,
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2 einen Graphen, der Kennlinien einer Drehgeschwindigkeitsänderung bei einem Expansionshub jedes Zylinders gemäß dem Ausführungsbeispiel veranschaulicht,
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3 ein Flussdiagramm, das eine Einspritzmengenkorrekturroutine gemäß dem Ausführungsbeispiel veranschaulicht, und
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4 ein veranschaulichendes Diagramm, das ein Lernen von Erfüllungsbedingungen für eine Einspritzmengenkorrektur gemäß dem Ausführungsbeispiel veranschaulicht.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben.
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(Kraftstoffeinspritzsystem 10)
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Ein Ausführungsbeispiel eines Kraftstoffeinspritzsystems gemäß der Erfindung ist in 1 gezeigt. Ein Aufspeicherungskraftstoffeinspritzsystem 10 umfasst einen Kraftstofftank 12, eine Hochdruckpumpe 14, eine gemeinsame Kraftstoffleitung bzw. einen Common-Rail 20, ein Kraftstoffeinspritzventil 30 und eine elektronische Steuerungseinheit (ECU) 40.
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Die Hochdruckpumpe 14 als eine Kraftstoffzufuhrpumpe ist eine allgemein bekannte Pumpe, die eine Kraftstoffansaugung in eine Druckkammer als Ergebnis einer Hin- und Herbewegung eines Kolbens bzw. eines Druckstücks entsprechend einer Drehung einer Nocke einer Nockenwelle, die mit einer Kurbelwelle einer Dieselkraftmaschine gedreht wird, unter Druck setzt. Eine Kraftstoffmenge, die in die Druckkammer durch die Hochdruckpumpe 14 gesaugt wird, wird durch ein Regelventil 16 gesteuert, das auf der Einlassseite der Hochdruckpumpe 14 angeordnet ist. Das Regelventil 16 ist ein elektromagnetisches Ventil, das eine Ansaugöffnungsfläche aufgrund der Bewegung eines Ventilelements entsprechend einem einer elektromagnetischen Ansteuerungseinheit zugeführten Stromwert ändert. Durch ein Regulieren der Menge des in die Druckkammer angesaugten Kraftstoffs wird eine Kraftstoffmenge gesteuert, die die Hochdruckpumpe 14 zuführt.
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Der Common-Rail 20 speichert Kraftstoff auf, den die Hochdruckpumpe 14 zuführt. Ein Kraftstoffdruck wird auf einem vorbestimmten hohen Druck entsprechend einer Kraftmaschinenbetriebsbedingung gehalten. Ein Drucksensor 22 als eine Druckerfassungseinrichtung erfasst einen Common-Rail-Druck innerhalb des Common-Rails 20 und gibt den Common-Rail-Druck an die ECU 40 aus.
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Eine Druckbegrenzungseinrichtung 24 ist ein Ventil, das geöffnet wird, wenn der Common-Rail-Druck einen vorbestimmten Druck überschreitet, um den Common-Rail-Druck auf dem vorbestimmten Druck oder darunter zu halten. Strömungsdämpfer 26 sind auf einer Ausgabeseite des Common-Rails 20 zur Verringerung eines Pulsierens in dem Common-Rail 20 oder in einem Rohr angeordnet, das den Strömungsdämpfer 26 und das Kraftstoffeinspritzventil 30 verbindet.
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Das Kraftstoffeinspritzventil 30 ist in einem jeweiligen Zylinder beispielsweise einer Vier-Zylinder-Dieselkraftmaschine angeordnet, um Kraftstoff, den der Common-Rail 20 aufspeichert, in den Zylinder einzuspritzen. Das Kraftstoffeinspritzventil 30 ist eine allgemein bekannte elektromagnetisch angetriebene Einspritzvorrichtung, die eine Kraftstoffeinspritzmenge steuert, indem eine Verbindung zwischen einer Steuerungskammer, die einen Kraftstoffdruck an eine Düsennadel in einer Ventilschließrichtung anlegt, und einer Niedrigdruckseite durch eine elektromagnetische Ansteuerungseinheit 32 gesteuert wird.
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Die ECU 40 als eine Einspritzmengensteuerungseinheit umfasst einen Mikrocomputer, der hauptsächlich eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), einen Nurlesespeicher (ROM), einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM) und einen Flash-Speicher aufweist. Ein Steuerungsprogramm, das eine Zwischenzylindereinspritzmengenkorrektur ausführt, ist in dem ROM oder dem Flash-Speicher gespeichert. Das Steuerungsprogramm bewirkt, dass die ECU 40 als eine Drehgeschwindigkeitserhalteeinrichtung, eine Integrationswertberechnungseinrichtung, eine Korrektureinrichtung, eine Drehgeschwindigkeitsänderungsberechnungseinrichtung, eine Differenzberechnungseinrichtung und eine Bestimmungseinrichtung fungiert. Die ECU 40 speichert ein Einspritzmengenkennfeld, das eine Beziehung zwischen einer Impulsbreite eines Einspritzanweisungssignals, das das Kraftstoffeinspritzventil 30 anweist Kraftstoff einzuspritzen, und der Einspritzmenge zeigt, in einer Speichereinheit, wie beispielsweise einem Flash-Speicher. Die ECU 40 berechnet die Impulsbreite des Einspritzanweisungssignals entsprechend einer Solleinspritzmenge auf der Grundlage des Einspritzmengenkennfelds, um die Einspritzmenge des Kraftstoffeinspritzventils 30 zu steuern.
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Die ECU 40 erfasst einen Betriebszustand der Dieselkraftmaschine auf der Grundlage von Erfassungssignalen von verschiedenen Sensoren, wie beispielsweise einem Drehgeschwindigkeitssensor, der eine Kraftmaschinendrehgeschwindigkeit (NE) erfasst, einem Beschleunigungseinrichtungssensor, der einen Öffnungsgrad eines Fahrpedals (ACC) erfasst, einem Kurbelwinkelsensor, der einen Kurbelwinkel (CR) erfasst, einem Temperatursensor, der eine Wassertemperatur (Temp) erfasst, und einem Drucksensor 22, der einen Common-Rail-Druck (PC) erfasst. Die ECU 40 steuert das Regelventil 16 der Hochdruckpumpe 14, die elektromagnetische Ansteuerungseinheit 32 des Kraftstoffeinspritzventils 30 und dergleichen, um die Dieselkraftmaschine so zu steuern, dass sie eine optimale Betriebsbedingung aufweist.
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(Einspritzmengenkorrektur)
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Nachstehend ist eine Einspritzmengenkorrektur in dem Kraftstoffeinspritzsystem 10 beschrieben. In 2 ist eine Änderung einer Drehgeschwindigkeit NE gezeigt, wenn Zylinder einer Vier-Zylinder-Dieselkraftmaschine einen Expansionshub einer nach dem anderen ausführen. Gemäß 2 drückt eine Drehgeschwindigkeitsänderung ΔNE eine Differenz zwischen einer maximalen Drehgeschwindigkeit bei dem Expansionshub eines jeweiligen Zylinders und einer minimalen Drehgeschwindigkeit bei dem Start des Expansionshubs aus.
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Eine in 3 gezeigte Einspritzmengenkorrekturroutine verringert eine Änderung in den Drehgeschwindigkeitsänderungen zwischen einer Vielzahl von Zylindern, die in 2 gezeigt sind. Die ECU 40 führt die Einspritzmengenkorrekturroutine gemäß 3 einmal bei dem Start eines Kraftmaschinenanlassens aus. Die Einspritzmengenkorrektur wird nicht jedes Mal bei dem Start des Kraftmaschinenanlassens ausgeführt. Stattdessen wird die Korrektur etwa einmal pro mehrerer Kraftmaschinenanlassvorgänge ausgeführt, wenn eine Fahrentfernung größer oder gleich einer vorbestimmten Entfernung ist, wobei dadurch eine Änderung in der Einspritzmenge des Kraftstoffeinspritzventils 30 klein ist. Es ist wünschenswert, eine Ausführungsfrequenz der Korrektur zu verkleinern.
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In einem Schritt S300 gemäß 3 bestimmt die ECU 40, ob Lernbedingungen der Einspritzmengenkorrektur erfüllt sind. In 4 sind die Bedingungen zur Ausführung des Einspritzmengenkorrekturlernens veranschaulicht. Das Einspritzmengenkorrekturlernen wird ausgeführt, wenn Störungen, die eine Drehgeschwindigkeit schwanken lassen, so klein wie möglich sind. Wenn beispielsweise alle nachstehend genannten Bedingungen erfüllt sind, wird das Einspritzmengenkorrekturlernen ausgeführt.
- – Kraftstofftemperatur, Common-Rail-Druck und Einspritzmenge liegen innerhalb eines vorbestimmten Bereichs.
- – Leerlaufbetriebszustand
- – Beschleunigungseinrichtung aus
- – Eine Korrekturgröße einer Leerlaufgeschwindigkeitssteuerung (ISC) ist stabil.
- – Ein Zusatzgerät, wie beispielsweise ein Klimaanlagensystem, ist ausgeschaltet.
- – Die vorstehend genannten Bedingungen dauern eine vorbestimmte Zeit oder länger an.
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Wenn in S300 die Lernbedingungen der Einspritzmengenkorrektur nicht erfüllt sind, beendet die ECU 40 die Routine. Wenn die Lernbedingungen der Einspritzmengenkorrektur erfüllt sind, bestimmt die ECU 40 in S302, ob ein nachstehend genannter Ausdruck (1) erfüllt ist. |ΔNEn – ΔNE(n + 1)| ≥ ΔNEavr × K (1)
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In dem Ausdruck (1) ist ΔNEn eine Drehgeschwindigkeitsänderung eines Zylinders, der zuerst einen Expansionshub von #n zwischen den Zylindern ausführt, in denen der Expansionshub sequentiell ausgeführt wird (2). ΔNE(n + 1) ist eine Drehgeschwindigkeitsänderung eines Zylinders, der als nächstes einen Expansionshub von #(n + 1) ausführt (2). ΔNEavr ist ein Durchschnittswert der Drehgeschwindigkeitsänderungen der Zylinder. K (0 < K ≤ 1) ist ein Konvergenzkoeffizient.
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Die ECU 40 erhält die Drehgeschwindigkeit jedes Zylinders auf der Grundlage des Erfassungssignals des Drehgeschwindigkeitssensors und berechnet die Drehgeschwindigkeitsänderung jedes Zylinders auf der Grundlage der erhaltenen Drehgeschwindigkeit. Auf der Grundlage der berechneten Drehgeschwindigkeitsänderung jedes Zylinders wird eine Differenz zwischen Drehgeschwindigkeitsänderungen der Zylinder, in denen der Expansionshub sequentiell ausgeführt wird, berechnet.
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K wird beispielsweise auf 0,5 als zugehörigen Anfangswert eingestellt. Anders ausgedrückt drückt der Ausdruck (1) aus, dass die Differenz zwischen Drehgeschwindigkeitsänderungen der Zylinder, in denen der Expansionshub sequentiell ausgeführt wird, größer oder gleich der Hälfte (in dem Fall von K = 0,5) einer durchschnittlichen Drehgeschwindigkeitsänderung ΔNEavr ist. Indem (ΔNEavr × K) in dem Ausdruck (1) auf einen vorbestimmten Wert gebracht wird, wird der vorbestimmte Wert, der mit der Differenz zwischen den Drehgeschwindigkeitsänderungen verglichen wird, durch den Konvergenzkoeffizienten K auf einfache Weise eingestellt, wobei die durchschnittliche Drehgeschwindigkeitsänderung ΔNEavr ein Bezugswert ist.
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Die ECU 40 berechnet zumindest einmal Drehgeschwindigkeitsänderungen aller Zylinder, in denen der Expansionshub sequentiell ausgeführt wird. Dann bestimmt die ECU 40, ob zumindest eine der Differenzen zwischen den berechneten Drehgeschwindigkeitsänderungen den Ausdruck (1) erfüllt.
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Wenn der Ausdruck (1) in S302 nicht erfüllt ist, wird bestimmt, dass die Differenz der Drehgeschwindigkeitsänderungen zwischen den Zylindern klein ist. Dann führt die ECU 40 in S304 die Einspritzmengenkorrektur auf der Grundlage der herkömmlichen Drehgeschwindigkeitsänderung jedes Zylinders aus. Nach der Einspritzmengenkorrektur in S304 schreitet die Steuerung der ECU 40 zu S310 voran.
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Wenn der Ausdruck (1) in S302 erfüllt ist, integriert die ECU 40 in S306 die Drehgeschwindigkeit eines jeweiligen Zylinders, die größer oder gleich einer durchschnittlichen Drehgeschwindigkeit als eine vorbestimmte Drehgeschwindigkeit ist. Ein Integrationswert für einen jeweiligen Zylinder ist eine Fläche der Drehgeschwindigkeit eines jeweiligen Zylinders, die größer oder gleich der durchschnittlichen Drehgeschwindigkeit ist, was durch eine schraffierte Fläche in 2 angezeigt ist. Die ECU 40 korrigiert die Einspritzmenge auf der Grundlage des in S306 berechneten Integrationswerts für jeden Zylinder. Die ECU 40 korrigiert die Einspritzmenge, indem die Impulsbreite des Einspritzanweisungssignals justiert wird. Beispielsweise verringert die ECU 40 die Einspritzmenge des Kraftstoffeinspritzventils für einen Zylinder mit einem großen Integrationswert. Die ECU 40 vergrößert die Einspritzmenge des Kraftstoffeinspritzventils für einen Zylinder mit einem kleinen Integrationswert.
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Der Grund, warum die Einspritzmengenkorrektur auf der Grundlage des Integrationswerts der schraffierten Fläche in 2 ausgeführt wird, ist nachstehend beschrieben. Obwohl die Einspritzmenge für einen Zylinder von #n in 2 die gleiche ist, ändert sich die Drehgeschwindigkeitsänderung des Zylinders von #n entsprechend der Größe der Drehgeschwindigkeitsänderung eines Zylinders, der dem #(n – 1)-Expansionshub entspricht. Wenn die Drehgeschwindigkeitsänderung des Zylinders von #(n – 1) klein wird, wird die Drehgeschwindigkeitsänderung des Zylinders für #n groß. Wenn die Drehgeschwindigkeitsänderung des Zylinders von #(n – 1) groß wird, wird die Drehgeschwindigkeitsänderung des Zylinders von #n klein.
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Der Grund hierfür ist, dass ein Kolben bei dem Expansionshub des nachfolgenden Zylinders gegen ein Trägheitsmoment eines Kolbens in einem unmittelbar vorausgehendem Zylinder gedrückt wird, der bei dem Expansionshub des unmittelbar vorausgehenden Zylinders gedrückt wird, wobei hierdurch die Dieselkraftmaschine gedreht wird. Wenn die Drehgeschwindigkeitsänderung des unmittelbar vorausgehenden Zylinders klein ist und das Trägheitsmoment klein wird, wird die Drehgeschwindigkeitsänderung des nachfolgenden Zylinders groß. Umgekehrt wird, wenn die Drehgeschwindigkeitsänderung des unmittelbar vorausgehenden Zylinders groß ist und das Trägheitsmoment groß wird, die Drehgeschwindigkeitsänderung des nachfolgenden Zylinders klein.
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In der vorstehend beschriebenen Art und Weise ändert sich, auch wenn die gleiche Einspritzmenge an Kraftstoff eingespritzt wird, die Drehgeschwindigkeitsänderung des nachfolgenden Zylinders entsprechend den Drehgeschwindigkeitsänderungen des unmittelbar vorausgehenden Zylinders. Dementsprechend wird, wenn die Einspritzmengenkorrektur auf der Grundlage der Drehgeschwindigkeitsänderung des Zylinders in der herkömmlichen Art und Weise ausgeführt wird, eine Genauigkeit der Einspritzmengenkorrektur niedrig. Als Ergebnis wird, wenn eine Änderung in den Drehgeschwindigkeitsänderungen zwischen den Zylindern besonders groß ist, eine Konvergenzzeit länger, die zur Verringerung der Änderung in den Drehgeschwindigkeitsänderungen zwischen den Zylindern innerhalb eines vorbestimmen Bereichs benötigt wird.
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Bei dem Expansionshub des nachfolgenden Zylinders wird, wenn die Dieselkraftmaschine gedreht wird, um eine zugehörige Drehgeschwindigkeit gegen das Trägheitsmoment des unmittelbar vorausgehenden Zylinders zu vergrößern, und die durchschnittliche Drehgeschwindigkeit erreicht wird, die die vorbestimmte Drehgeschwindigkeit ist, die Drehgeschwindigkeitsänderung danach nicht durch das Trägheitsmoment des unmittelbar vorausgehenden Zylinders beeinflusst, wobei sie durch die Größe einer Arbeit bestimmt wird, die der nachfolgende Zylinder bei dem Expansionshub ausführt.
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Genauer gesagt wird der Integrationswert der Drehgeschwindigkeit, die größer oder gleich der durchschnittlichen Drehgeschwindigkeit bei dem Expansionshub eines jeweiligen Zylinders ist, nicht durch die Drehgeschwindigkeitsänderung des unmittelbar vorausgehenden Zylinders beeinflusst. Der vorstehend genannte Integrationswert wird als eine effektive Größe einer Arbeit betrachtet, die ein jeweiliger Zylinder ausführt, wenn durch das Kraftstoffeinspritzventil 30 bei dem Expansionshub eingespritzter Kraftstoff verbrannt wird. Dementsprechend wird, da die Änderung in den Drehgeschwindigkeitsänderungen zwischen den Zylindern auf der Grundlage des berechneten Integrationswerts verringert wird, die Einspritzmenge des Kraftstoffeinspritzventils 30 mit einer hohen Genauigkeit korrigiert. Als Ergebnis wird die Änderung in den Drehgeschwindigkeitsänderung zwischen den Zylindern umgehend verringert.
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Wenn die vorbestimmte Drehgeschwindigkeit, die als der Grenzwert bei einer Berechnung des Integrationswerts dient, zu klein ist, wird die Integrationsberechnung ausgeführt, wobei der Bereich der Drehgeschwindigkeit bei dem Start des Expansionshubs eines jeweiligen Zylinders, der durch die Drehgeschwindigkeitsänderung des unmittelbar vorausgehenden Zylinders in großem Umfang beeinflusst wird, in einem zugehörigen Integrationsbereich aufgenommen wird. Als Ergebnis kann die Einspritzmenge des Kraftstoffeinspritzventils 30 trotz der Korrektur auf der Grundlage des Integrationswerts nicht mit hoher Genauigkeit korrigiert werden.
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Demgegenüber erreicht, wenn die als der Grenzwert dienende vorbestimmte Drehgeschwindigkeit zu groß ist, die maximale Drehgeschwindigkeit nicht die vorbestimmte Drehgeschwindigkeit, wobei hierdurch die Drehgeschwindigkeit in einigen Zylindern nicht integriert werden kann. Außerdem nimmt, da der berechnete Integrationswert klein ist, eine Berechnungsgenauigkeit bei einer Berechnung des Integrationswerts ab.
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Durch ein derartiges Einstellen der vorbestimmten Drehgeschwindigkeit, die ein Grenzwert bei einer Berechnung des Integrationswerts ist, dass sie die durchschnittliche Drehgeschwindigkeit ist, kann der Einfluss einer Drehung des unmittelbar vorausgehenden Zylinders so weit wie möglich beseitigt werden. Ebenso wird verhindert, dass ein Zylinder vorhanden ist, für den die Integrationsberechnung bei der Drehgeschwindigkeit nicht ausgeführt werden kann, da die maximale Drehgeschwindigkeit die vorbestimmte Drehgeschwindigkeit nicht erreicht, wobei der Wert des berechneten Integrationswerts so groß wie möglich gemacht wird. Dementsprechend verbessert sich die Berechnungsgenauigkeit des Integrationswerts, wobei hierdurch die Korrekturgenauigkeit der Einspritzmenge des Kraftstoffeinspritzventils 30 verbessert wird, die auf der Grundlage des Integrationswerts korrigiert wird.
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Wenn der Ausdruck (1) in S302 nicht erfüllt ist, ist die Differenz der Drehgeschwindigkeitsänderungen zwischen dem unmittelbar vorausgehenden Zylinder und dem nachfolgenden Zylinder klein. Somit wird, obwohl die herkömmliche Einspritzmengenkorrektur auf der Grundlage der Drehgeschwindigkeitsänderung in S304 ausgeführt wird, die Konvergenzzeit nicht lang.
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Nachdem die Einspritzmengenkorrektur auf der Grundlage des berechneten Integrationswerts in S306 ausgeführt worden ist, addiert die ECU 40 in S308 +1 zu einem Zähler CT. Wenn die Einspritzmengenkorrekturroutine gemäß 3 ausgeführt wird, wird der Zähler CT beispielsweise auf 0 (Null) als ein Anfangswert gesetzt.
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In S310 bestimmt die ECU 40, ob der Korrekturwert für die Einspritzmenge eines jeweiligen Zylinders, der in S304 oder S306 berechnet ist, kleiner oder gleich einem Sollwert ist.
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Wenn der Korrekturwert der Einspritzmenge für einen jeweiligen Zylinder kleiner oder gleich dem Sollwert ist, wird bestimmt, dass der Korrekturwert der Einspritzmenge klein wird, wobei somit die Änderung der Drehgeschwindigkeitsänderungen zwischen den Zylindern verringert worden ist. Dann schreitet die Steuerung zu S312 voran.
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Wenn der Korrekturwert der Einspritzmenge für einen jeweiligen Zylinder größer als der Sollwert ist, wird bestimmt, dass der Korrekturwert der Einspritzmenge groß ist, wobei somit die Änderung der Drehgeschwindigkeitsänderungen zwischen den Zylindern nicht innerhalb des vorbestimmten Bereichs verringert worden ist. Dann springt die Steuerung der ECU 40 zu S300 zurück.
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In S312 bestimmt die ECU 40, ob die vorliegende Einspritzmengenkorrektur die Integrationswertkorrektur ist. Wenn die vorliegende Korrektur nicht die Integrationswertkorrektur ist, sondern die herkömmliche Korrektur ist, die allein auf der Drehgeschwindigkeitsänderung beruht, beendet die ECU 40 die Routine.
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Wenn die vorliegende Einspritzmengenkorrektur die Integrationswertkorrektur ist, bestimmt die ECU 40 in S314, ob der Zähler CT zwischen CT0 und CT1 liegt (CT0 ≤ CT ≤ CT1). Anders ausgedrückt wird bestimmt, ob die Konvergenzzeit als Ergebnis der vorliegenden Integrationswertkorrektur innerhalb eines vorbestimmten Zeitbereichs liegt. Wenn der Zähler CT zwischen CT0 und CT1 liegt (CT0 ≤ CT ≤ CT1), beendet die ECU 40 die Routine.
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In S316 bestimmt die ECU 40, ob der Zähler CT nicht zwischen CT0 und CT1 liegt, und ferner, ob CT größer als CT1 ist (CT > CT1). Wenn CT größer als CT1 ist, ist die Konvergenzzeit als Ergebnis der Integrationswertkorrektur größer als der vorbestimmte Zeitbereich. Somit macht in S318 die ECU 40 den Konvergenzkoeffizienten K, der in S302 verwendet wird, kleiner als den derzeitigen Koeffizienten K, wobei der kleinere Koeffizient K für die nächste Integrationswertkorrektur verwendet wird.
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Wenn der Konvergenzkoeffizient K verkleinert wird, wird der Ausdruck (1) erfüllt, wobei die Differenz zwischen den Drehgeschwindigkeitsänderungen der Zylinder, in denen der Expansionshub sequentiell ausgeführt wird, kleiner als die derzeitige Einspritzgrößenkorrektur ist. Dementsprechend wird bei der nächsten Einspritzmengenkorrektur die Integrationswertkorrektur in einer Phase ausgeführt, in der die Differenz zwischen den Drehgeschwindigkeitsänderungen der Zylinder kleiner ist als die derzeitige Korrektur. Als Ergebnis wird die Änderung der Drehgeschwindigkeitsänderungen zwischen den Zylindern umgehend verringert.
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Wenn der vorbestimmte Wert, der durch die Bestimmungseinrichtung für eine zugehörige Bestimmung verwendet wird, verkleinert wird, wenn die Konvergenzzeit durch ein Ausführen der Integrationswertkorrektur länger als der vorbestimmte Zeitbereich ist, wird der Integrationswert unter Verwendung einer Differenz in der Drehgeschwindigkeitsänderung berechnet, die im Vergleich zu der Differenz in der Drehgeschwindigkeitsänderung zwischen den Zylindern, wenn der vorbestimmte Wert groß ist, noch kleiner ist. Als Ergebnis wird, auch wenn die Differenz in der Drehgeschwindigkeitsänderung zwischen den Zylindern klein ist, die Integration der Drehgeschwindigkeit eines jeweiligen Zylinders, die größer oder gleich der vorbestimmten Drehgeschwindigkeit ist, zum Korrigieren der Einspritzmenge berechnet. Somit wird die Konvergenzzeit kurz.
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Wenn der Zähler CT in S316 nicht zwischen CT0 und CT1 (CT0 ≤ CT ≤ CT1) liegt und nicht größer als CT1 (CT > CT1) ist, ist der Zähler CT kleiner als CT0 (CT < CT0). In einem derartigen Fall ist die Konvergenzzeit als Ergebnis der Integrationswertkorrektur kürzer als der vorbestimmte Zeitbereich. Dementsprechend macht die ECU 40 in S320 den Konvergenzkoeffizienten K, der in S302 verwendet wird, größer als den derzeitigen Koeffizienten K, wobei der größere Koeffizient K für die nächste Integrationswertkorrektur verwendet wird. Die Konvergenzzeit der Integrationswertkorrektur ist kürzer als der vorbestimmte Zeitbereich, da es scheint, dass die Konvergenzzeit als Ergebnis einer Ausführung der Integrationswertkorrektur, auch wenn die Integrationswertkorrektur nicht erforderlich ist, übermäßig kurz gemacht worden ist.
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Dementsprechend wird durch ein Vergrößern des Konvergenzkoeffizienten K den Ausdruck (1) erfüllt, wobei die Differenz zwischen den Drehgeschwindigkeitsänderungen der Zylinder, in denen der Expansionshub sequentiell ausgeführt wird, größer als die vorliegende Einspritzmengenkorrektur ist. Als Ergebnis wird in der nächsten Einspritzmengenkorrektur die Integrationswertkorrektur nicht ausgeführt, bis die Differenz zwischen den Drehgeschwindigkeitsänderungen der Zylinder größer als die derzeitige Korrektur ist. Dementsprechend wird eine Ausführung der Integrationswertkorrektur verhindert, wenn die Differenz zwischen den Drehgeschwindigkeitsänderung der Zylinder klein ist, wobei somit die Integrationswertkorrektur nicht erforderlich ist. Als Ergebnis wird die Verarbeitungslast der Einspritzmengenkorrektur verringert.
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Wenn die Konvergenzzeit kürzer als der vorbestimmte Zeitbereich ist, scheint es, dass die Integrationswertkorrektur ausgeführt wird, auch wenn die Integrationswertkorrektur nicht erforderlich ist, wobei hierdurch die Konvergenzzeit übermäßig kurz gemacht wird. Folglich vergrößert die Bestimmungseinrichtung den vorbestimmten Wert, der für eine zugehörige Bestimmung verwendet wird. Dementsprechend wird der Integrationswert berechnet, wenn die Differenz in der Drehgeschwindigkeitsänderung im Vergleich zu der Differenz der Drehgeschwindigkeitsänderung zwischen den Zylindern, wenn der vorbestimmte Wert klein ist, noch größer ist. Als Ergebnis wird die Verarbeitungslast der Einspritzmengenkorrektur verringert, da die Ausführung der Integrationswertkorrektur verhindert wird, wenn die Differenz zwischen den Drehgeschwindigkeitsänderungen der Zylinder klein ist und somit die Integrationswertkorrektur nicht erforderlich ist. Nachdem der Konvergenzkoeffizient K in S318 oder S320 geändert worden ist, beendet die ECU 40 die Routine.
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Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wie es vorstehend beschrieben ist, wird anstelle der Drehgeschwindigkeitsänderung jedes Zylinders, die sich entsprechend der Größe der Drehgeschwindigkeitsänderung des unmittelbar vorausgehenden Zylinders ändert, die Einspritzmenge auf der Grundlage des Integrationswerts der Drehgeschwindigkeit, die größer oder gleich der durchschnittlichen Drehgeschwindigkeit ist, korrigiert, wodurch der Einfluss der Größe der Drehgeschwindigkeitsänderung des unmittelbar vorausgehenden Zylinders soweit wie möglich beseitigt wird.
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Dementsprechend wird die Einspritzmenge mit einer hohen Genauigkeit korrigiert, wobei hierdurch die Änderung der Drehgeschwindigkeitsänderungen zwischen den Zylindern innerhalb des vorbestimmten Bereichs umgehend verringert wird.
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In der vorstehend beschriebenen Art und Weise wird gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Einspritzmenge mit einer hohen Genauigkeit korrigiert, indem die Integrationswertkorrektur ausgeführt wird, so dass die Änderung in den Drehgeschwindigkeitsänderungen zwischen den Zylindern innerhalb des vorbestimmten Bereichs umgehend verringert wird. Dementsprechend ist das vorliegende Ausführungsbeispiel insbesondere bei dem Lernen der sehr kleinen Einspritzmenge effektiv.
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Zusätzlich schaltet gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die ECU 40 dementsprechend, ob der Ausdruck (1) in S302 erfüllt ist, zwischen der Korrektur, die auf dem Integrationswert basiert, und der Korrektur um, die auf der Drehgeschwindigkeitsänderung basiert. Da die Verarbeitungslast bei einer Berechnung des Integrationswerts größer ist als bei einer Berechnung der Drehgeschwindigkeitsänderung, wird die Verarbeitungslast der ECU 40 so weit wie möglich verringert, indem die Integrationswertkorrektur nur ausgeführt wird, wenn die Differenz zwischen den Drehgeschwindigkeitsänderungen der Zylinder, in denen der Expansionshub sequentiell ausgeführt wird, groß ist.
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Die Verarbeitungslast bei einer Berechnung des Integrationswerts bei der Drehgeschwindigkeit eines jeweiligen Zylinders, die größer oder gleich der vorbestimmten Drehgeschwindigkeit ist, ist größer als die Verarbeitungslast bei einer Berechnung der Drehgeschwindigkeitsänderung eines jeweiligen Zylinders. Dementsprechend wird, indem zwischen der Berechnung des Integrationswerts und der Berechnung der Drehgeschwindigkeitsänderung eines jeweiligen Zylinders, deren Verarbeitungslast kleiner als die der Berechnung des Integrationswerts entsprechend der Differenz in der Drehgeschwindigkeitsänderung zwischen den Zylindern ist, die zur Ausführung der Korrektur der Einspritzmenge des Kraftstoffeinspritzventils 30 erforderliche Verarbeitungslast verringert.
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(Weitere Ausführungsbeispiele)
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Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel schaltet die ECU 40 dementsprechend, ob der Ausdruck (1) in S302 erfüllt ist, zwischen der Korrektur, die auf dem Integrationswert basiert, und der Korrektur um, die auf der Drehgeschwindigkeitsänderung basiert. Alternativ kann, wenn die Verarbeitungslast bei einer Berechnung des Integrationswerts keine Rolle spielt, der Bestimmungsschritt gemäß S302 weggelassen werden, wobei immer allein die Integrationswertkorrektur ausgeführt werden kann.
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Wenn eine vorbestimmte Genauigkeit bei einer Berechnung des Integrationswerts sichergestellt ist, wobei der Einfluss der Drehgeschwindigkeitsänderung des unmittelbar vorausgehenden Zylinders soweit wie möglich beseitigt ist, und verhindert wird, dass ein Zylinder vorhanden ist, für den die Integrationsberechnung bei der Drehgeschwindigkeit nicht ausgeführt werden kann, da die maximale Drehgeschwindigkeit die vorbestimmte Drehgeschwindigkeit nicht erreicht, ist der Grenzwert der Drehgeschwindigkeit bei einer Berechnung des Integrationswerts nicht auf den Durchschnittswert der Drehgeschwindigkeiten begrenzt.
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In dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die Konvergenzzeit durch den Zähler nur gemessen, wenn die Integrationswertkorrektur ausgeführt wird. Alternativ hierzu kann die Konvergenzzeit durch den Zähler nicht nur bei einer Ausführung der Integrationswertkorrektur gemessen werden, sondern auch gemessen werden, wenn die Einspritzmengenkorrektur allein unter Verwendung der herkömmlichen Drehgeschwindigkeitsänderung ausgeführt wird. Dann kann, wenn die Konvergenzzeit jenseits des vorbestimmten Zeitbereichs liegt, der Konvergenzkoeffizient K in dem Ausdruck (1) geändert werden. Genauer gesagt kann eine Steuerung von S304 zu S308 in 3 voranschreiten.
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Außerdem kann unabhängig von der Konvergenzzeit der Konvergenzkoeffizient K als ein konstanter Wert ohne eine Änderung des Konvergenzkoeffizienten K verwendet werden. In dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist das Kraftstoffeinspritzsystem der Dieselkraftmaschine beschrieben. Zusätzlich kann, wenn Kraftstoff in einen jeweiligen Zylinder durch ein entsprechendes der Kraftstoffeinspritzventile eingespritzt wird, die Erfindung beispielsweise bei einem Kraftstoffeinspritzsystem einer Direkteinspritzung-Benzinkraftmaschine angewendet werden.
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Funktionen der Vielzahl von Einrichtungen gemäß der Erfindung sind durch Hardware-Betriebsmittel, deren Funktionen durch ihre eigenen Konfigurationen spezifiziert sind, Hardware-Betriebsmittel, deren Funktionen durch ein Programm spezifiziert sind, oder zugehörigen Kombinationen verwirklicht. Die Funktionen der Vielzahl von Einrichtungen sind nicht auf diejenigen begrenzt, die durch Hardware-Betriebsmittel verwirklicht sind, die physikalisch unabhängig zueinander sind.
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Wie es vorstehend beschrieben ist, steuert eine Einspritzmengensteuerungseinheit jeweils eine Einspritzmenge einer Vielzahl von Kraftstoffeinspritzventilen (30). Die Einheit umfasst eine Drehgeschwindigkeitserhaltevorrichtung (40) zum Erhalten einer Drehgeschwindigkeit der Kraftmaschine, eine Integrationswertberechnungsvorrichtung (40) zur Berechnung eines Integrationswerts der Drehgeschwindigkeit, die größer oder gleich einer vorbestimmten Drehgeschwindigkeit ist, bei einem Expansionshub eines jeweiligen Zylinders, und eine Korrekturvorrichtung (40) zum Korrigieren der Einspritzmenge der Vielzahl von Kraftstoffeinspritzventilen (30) auf der Grundlage des Integrationswerts eines jeweiligen Zylinders, um eine Änderung in einer Drehgeschwindigkeitsänderung (ΔNE) zwischen den Zylindern zu verringern.
