DE102008002265B4

DE102008002265B4 - Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung für eine Dieselkraftmaschine

Info

Publication number: DE102008002265B4
Application number: DE102008002265A
Authority: DE
Inventors: Koichiro Isojima; Yuuki Tarusawa; Seiichi Ohishi
Original assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp
Current assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp
Priority date: 2007-06-15
Filing date: 2008-06-06
Publication date: 2013-05-16
Anticipated expiration: 2028-06-07
Also published as: DE102008002265A1; JP4551425B2; JP2008309086A

Abstract

Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung, die einen Kraftstoffinjektor steuert, um Kraftstoff in einen Zylinder einer Dieselkraftmaschine einzuspritzen, wobei die Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung Folgendes aufweist: eine Einstelleinrichtung zum Einstellen einer Einspritzstartzeit für den Kraftstoffinjektor mit einem Referenzwert eines auf eine Verbrennung bezogenen Parameters; eine Steuereinrichtung zum Steuern des Kraftstoffinjektors in einem Verzögerungsbetrieb der Kraftmaschine, in dem kein Kraftstoff durch den Kraftstoffinjektor in den Zylinder eingespritzt wird, um eine Vielzahl von Einzelkraftstoffeinspritzungen in den Zylinder bei unterschiedlichen Einspritzstartzeiten durchzuführen; eine Abschätzeinrichtung zum Abschätzen von Drehmomenten, die durch die Kraftmaschine jeweils durch die Einzelkraftstoffeinspritzungen generiert werden, auf der Grundlage von Veränderungen der Drehzahl der Kraftmaschine, die jeweils durch die Einzelkraftstoffeinspritzungen verursacht werden; eine Bestimmungseinrichtung zum Bestimmen einer für eine Fehlzündung kritischen Steuerzeit, durch die ein Fehlzündungsbereich und ein normaler Verbrennungsbereich einer Einspritzstartzeit für den Kraftstoffinjektor abgegrenzt werden, auf der Grundlage eines Vergleichs der abgeschätzten Drehmomente mit einem Referenzdrehmoment, wobei der Fehlzündungsbereich der Einspritzstartzeit derart definiert...

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung für eine Dieselkraftmaschine, die entsprechend den Charakteristiken des Kraftstoffes Einspritzstartzeiten, bei denen Kraftstoffinjektoren Kraftstoff in Zylinder der Kraftmaschine einspritzen, geeignet steuern kann.
Herkömmlich wird eine Piloteinspritzung für eine Dieselkraftmaschine eines Motorfahrzeugs vor einer Haupteinspritzung durchgeführt, um Verbrennungsgeräusche zu verringern und eine Generierung von NOx zu unterdrücken.
In der Piloteinspritzung ist im Allgemeinen die Einspritzmenge sehr klein; daher wird, wenn es eine Abweichung des Ist-Werts der Kraftstoffeinspritzmenge von dem Befehlswert derselbigen gibt, die Genauigkeit der Kraftstoffeinspritzsteuerung signifikant gesenkt, was es unmöglich macht, die gewünschten Wirkungen der Piloteinspritzung zu erzielen.
Um das vorstehende Problem zu lösen, offenbart die japanische Erstoffenlegungsschrift JP 2005-36 788 A , deren englisches Äquivalent das US-Patent US 6 907 861 B2 ist, eine Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung für eine Dieselkraftmaschine. Diese Steuervorrichtung ist konfiguriert, so dass sie einen Kraftstoffinjektor steuert, um in einem Verzögerungsbetrieb der Kraftmaschine, in dem kein Kraftstoff durch den Kraftstoffinjektor eingespritzt wird, eine Einzelkraftstoffeinspritzung in einen Zylinder der Kraftmaschine einzuspritzen; dass sie die Ist-Einspritzmenge, die durch den Kraftstoffinjektor in der Einzelkraftstoffeinspritzung eingespritzt wird, auf der Grundlage einer Veränderung einer Drehzahl der Kraftmaschine abschätzt, die durch die Einzelkraftstoffeinspritzung verursacht ist; dass sie die Differenz zwischen der abgeschätzten Ist-Einspritzmenge und der Befehlseinspritzmenge für die Einzelkraftstoffeinspritzung als einen Einspritzmengenkorrekturwert einstellt; und dass sie die Befehlseinspritzmenge für eine nachfolgende Piloteinspritzung mit dem Einspritzmengenkorrekturwert korrigiert.
Insbesondere schätzt die Steuervorrichtung zunächst ein Drehmoment, das durch die Kraftmaschine durch die Einzelkraftstoffeinspritzung generiert wird, durch Multiplizieren der Veränderung einer Drehzahl der Kraftmaschine, die durch die Einzelkraftstoffeinspritzung verursacht wird, mit der Drehzahl der Kraftmaschine in der Einzelkraftstoffeinspritzung ab. Dann schätzt auf der Grundlage von der Tatsache, dass das Drehmoment, das durch die Kraftmaschine durch die Einzelkraftstoffeinspritzung generiert wird, proportional zu der Ist-Kraftstoffeinspritzmenge ist, die in der Einzelkraftstoffeinspritzung eingespritzt wird, die Steuervorrichtung ferner die Ist-Einspritzmenge als eine Funktion des abgeschätzten Drehmoments ab. Danach stellt die Steuervorrichtung die Differenz zwischen der abgeschätzten Ist-Einspritzmenge und der Befehlseinspritzmenge als den Einspritzmengenkorrekturwert ein.
Die Entflammbarkeit des Kraftstoffes sinkt jedoch mit einer Verringerung der Cetanzahl des Kraftstoffes, was in einer erhöhten Zündverzögerung resultiert. Somit rückt, wenn die Cetanzahl des Kraftstoffes geringer als die Cetanzahl eines Referenzkraftstoffes ist, von dem bei Auslegung der Steuervorrichtung angenommen wird, dass er in der Dieselkraftmaschine verwendet wird, die für eine Fehlzündung kritische Steuerzeit MCT für den Kraftstoff um Δa von der für eine Referenzfehlzündung kritischen Steuerzeit MCT_ref für den Referenzkraftstoff vorgerückt, wie in 8 gezeigt ist. Hier ist die für eine Fehlzündung kritische Steuerzeit derart definiert, dass, wenn der Kraftstoffinjektor den Kraftstoff in den Zylinder bei einer Steuerzeit einspritzt, die von der für eine Fehlzündung kritischen Steuerzeit verzögert ist, die Kraftstoffeinspritzung in einer Fehlzündung in dem Zylinder resultieren wird. In anderen Worten grenzt die für eine Fehlzündung kritische Steuerzeit einen Fehlzündungsbereich einer Einspritzstartzeit für den Kraftstoffinjektor, in dem eine Fehlzündung in dem Zylinder als ein Ergebnis der Kraftstoffeinspritzung auftritt, von einem normalen Verbrennungsbereich der Einspritzstartzeit für denselbigen ab, in dem eine normale Verbrennung in dem Zylinder als ein Ergebnis der Kraftstoffeinspritzung stattfindet. Zusätzlich repräsentiert QC in 8 die Befehlseinspritzmenge für die Einzelkraftstoffeinspritzung; NCCT_ref bezeichnet die kritische Steuerzeit einer normale Referenzverbrennung, die die vorrückende Grenze des normalen Verbrennungsbereichs einer Einspritzstartzeit für den Referenzkraftstoff repräsentiert.
Dementsprechend kann, wenn der Kraftstoff eine geringere Cetanzahl als der Referenzkraftstoff hat, die Einspritzsteuerzeit, die durch die Steuervorrichtung für die Einzelkraftstoffeinspritzung eingestellt wird, von der für eine Fehlzündung kritischen Steuerzeit MCT verzögert werden. In einem derartigen Fall wird das Drehmoment T, das durch die Einzelkraftstoffeinspritzung generiert wird, geringer als das Drehmoment T_nor werden, das durch die Einzelkraftstoffeinspritzung generiert werden würde, falls die Einspritzstartzeit in den normalen Verbrennungsbereich fällt. Dementsprechend wird es unmöglich, die Ist-Einspritzmenge als eine Funktion des abgeschätzten Drehmoments abzuschätzen. Zusätzlich repräsentiert in 8 T_ref das Drehmoment, das durch die Kraftmaschine 2 durch eine Einzelkraftstoffeinspritzung mit dem Referenzkraftstoff generiert wird.
Andererseits offenbart die JP 2006-16 994 A eine Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung für eine Dieselkraftmaschine, die die Cetan-Zahl des Kraftstoffes, der gewöhnlicherweise in der Dieselkraftmaschine verwendet wird, erfasst und eine Einspritzstartzeit für einen Kraftstoffinjektor entsprechend der erfassten Cetan-Zahl korrigiert. Insbesondere ist die Steuervorrichtung konfiguriert um: eine Zündverzögerung des Kraftstoffes, der durch den Kraftstoffinjektor in einen Zylinder der Kraftmaschine eingespritzt wird, unter Verwendung eines Zylinderinnendrucksensors zu bestimmen; die Cetan-Zahl des Kraftstoffes auf der Grundlage der bestimmten Zündverzögerung zu bestimmen; und die Einspritzstartzeit für den Kraftstoffinjektor gemäß der bestimmten Cetan-Zahl zu korrigieren.
Es könnte erwogen werden, eine neue Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung durch Kombinieren der Konfigurationen der vorstehenden zwei Steuervorrichtungen zu entwickeln. Insbesondere kann die neue Steuervorrichtung konfiguriert sein um: die Cetan-Zahl des Kraftstoffes zu bestimmen; die Einspritzstartzeit für die Einzelkraftstoffeinspritzung entsprechend der bestimmten Cetan-Zahl zu korrigieren; den Kraftstoffinjektor zu steuern, um die Einzelkraftstoffeinspritzung bei der korrigierten Einspritzstartzeit durchzuführen; die Ist-Einspritzmenge in der Einzelkraftstoffeinspritzung abzuschätzen; die Differenz zwischen der Ist-Einspritzmenge und der Befehlseinspritzmenge für die Einzelkraftstoffeinspritzung als den Befehlseinspritzmengenkorrekturwert einzustellen; und die Befehlseinspritzmenge für eine nachfolgende Piloteinspritzung mit dem Einspritzmengenkorrekturwert zu korrigieren.
Eine derartige neue Steuervorrichtung erfordert jedoch die Verwendung eines Zylinderinnendrucksensors zum Erfassen der Cetan-Zahl des Kraftstoffes, was es schwierig macht, die Herstellkosten zu minimieren.
DE 10 2006 016 484 A1 offenbart ein Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine, bei welchem verbrennungsrelevante Kenngrößen der Brennkraftmaschine gemessen, die Messsignale aufbereitet und in Folge einer Interpretation der aufbereiteten Messsignale Verbrennungsaussetzer erkannt werden, wobei auf Basis des aktuellen Interpretationsvorganges und auf Basis früherer gespeicherter Interpretationsvorgänge und Aussetzererkennungen eine Reaktionsstrategie festgelegt wird. Die aktuelle Reaktionsstrategie wird daraufhin überprüft, ob sie entweder bereits gespeichert oder wenigstens teilweise neu ist. Im Falle einer wenigstens teilweise neuen Reaktionsstrategie werden diese neuen Teile gespeichert werden und werden auf Basis der aktuell festgelegten Reaktionsstrategie Ausgangssignale an Stellglieder der Brennkraftmaschine oder ihrer Komponenten erzeugt und an diese übermittelt.
Die vorliegende Erfindung ist angesichts der vorstehend genannten Probleme erfolgt. Diese werden mittels einer Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstände der Unteranspüche.
Es wird eine Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung geschaffen, die einen Kraftstoffinjektor steuert, um Kraftstoff in einen Zylinder einer Dieselkraftmaschine einzuspritzen. Die Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung weist eine Einstelleinrichtung, eine Steuereinrichtung, eine Abschätzeinrichtung, eine Bestimmungseinrichtung und eine Korrektureinrichtung auf.
Die Einstelleinrichtung stellt eine Einspritzsteuerzeit bzw. Einspritzstartzeit für den Kraftstoffinjektor mit einem Referenzwert eines auf eine Verbrennung bezogenen Parameters ein. Die Steuereinrichtung steuert in einem Verzögerungsbetrieb der Kraftmaschine, in dem kein Kraftstoff durch den Kraftstoffinjektor in den Zylinder eingespritzt wird, den Kraftstoffinjektor, um eine Vielzahl von Einzelkraftstoffeinspritzungen in den Zylinder bei unterschiedlichen Einspritzsteuerzeiten bzw. Einspritzstartzeiten durchzuführen. Die Abschätzeinrichtung schätzt auf der Grundlage von Schwankungen einer Drehzahl der Kraftmaschine, die jeweils durch die Einzelkraftstoffeinspritzungen verursacht werden, Drehmomente ab, die durch die Kraftmaschine jeweils durch die Einzelkraftstoffeinspritzungen generiert werden. Die Bestimmungseinrichtung bestimmt auf der Grundlage eines Vergleichs der abgeschätzten Drehmomente mit einem Referenzdrehmoment eine für eine Fehlzündung kritische Steuerzeit, durch die ein Fehlzündungsbereich und ein normaler Verbrennungsbereich der Einspritzstartzeit für den Kraftstoffinjektor begrenzt sind. Der Fehlzündungsbereich der Kraftstoffsteuerzeit ist derart definiert, dass eine Kraftstoffeinspritzung, die durch den Kraftstoffinjektor zu einer Zeit innerhalb des Fehlzündungsbereichs durchgeführt wird, zu einer Fehlzündung in dem Zylinder führt. Der normale Verbrennungsbereich einer Einspritzstartzeit ist derart definiert, dass eine Kraftstoffeinspritzung, die durch den Kraftstoffinjektor zu einer Steuerzeit innerhalb des normalen Verbrennungsbereichs durchgeführt wird, in einer normalen Verbrennung in dem Zylinder resultiert. Die Korrektureinrichtung korrigiert die Einspritzsteuerzeit, die durch die Einstelleinrichtung eingestellt ist, unter Verwendung einer Differenz als ein Einspritzsteuerzeitkorrekturwert bzw. Einspritzstartzeitkorrekturwert zwischen der für eine Fehlzündung kritischen Steuerzeit, die durch die Bestimmungseinrichtung bestimmt ist, und einer für eine Referenzfehlzündung kritischen Steuerzeit, die mit dem Referenzwert des auf eine Verbrennung bezogenen Parameters vorbestimmt ist.
Mit der vorstehenden Konfiguration kann, wenn der auf die Verbrennung bezogene Parameter einen von dem Referenzwert unterschiedlichen Wert hat, die Korrektureinrichtung, die durch die Einstelleinrichtung eingestellte Einspritzstartzeit geeignet entsprechend dem Wert korrigieren, wodurch dem durch den Kraftstoffinjektor eingespritzten Kraftstoff erlaubt wird, in dem Zylinder der Kraftmaschine normal zu verbrennen.
Ferner bestimmt die Bestimmungseinrichtung die für eine Fehlzündung kritische Steuerzeit auf der Grundlage der Schwankungen der Drehzahl der Kraftmaschine und die Korrektureinrichtung korrigiert die Einspritzstartzeit, die durch die Einstelleinrichtung eingestellt ist, unter Verwendung der Differenz zwischen der für eine Fehlzündung kritische Steuerzeit und der für eine Referenzfehlzündung kritischen Steuerzeit. Dementsprechend kann die Korrektureinrichtung die Einspritzstartzeit geeignet korrigieren, ohne jegliche zusätzliche Vorrichtungen zum Erfassen des Werts des auf die Verbrennung bezogenen Parameters einzusetzen. Als ein Ergebnis können die Herstellkosten der Kraftstoffeinspritzvorrichtung minimiert werden.
Ferner kann, wenn die Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung ferner konfiguriert ist, um den Kraftstoffinjektor zu steuern, um eine Einzelkraftstoffeinspritzung zum Einstellen eines Einspritzmengenkorrekturwerts zu steuern, die Einspritzstartzeit für die Einzelkraftstoffeinspritzung durch die Korrektureinrichtung geeignet korrigiert werden. Dementsprechend kann die Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung den Einspritzmengenkorrekturwert geeignet einstellen und kann somit die Befehlseinspritzmenge für eine Piloteinspritzmenge mit dem geeignet eingestellten Einspritzmengenkorrekturwert geeignet korrigieren.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung werden die Einspritzstartzeiten der Einzelkraftstoffeinspritzungen durch die Steuereinrichtung derart eingestellt, um alle innerhalb des Fehlzündungsbereichs der Einspritzstartzeit zu fallen, und fortschreitend von einer am meisten verzögerten Einspritzstartzeit von den Einspritzstartzeiten um vorgegebene Beträge vorzurücken. Die Bestimmungseinrichtung erfasst die Einspritzstartzeit, bei der die Einzelkraftstoffeinspritzung, die in eins der abgeschätzten Drehmomente resultiert, die zunächst nicht geringer als das Referenzdrehmoment werden, durchgeführt wird, und bestimmt die erfasste Einspritzstartzeit als die kritische Fehlzündungszeit.
In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung werden die Einspritzstartzeiten für die Einzelkraftstoffeinspritzungen derart durch die Steuereinrichtung eingestellt, um alle in den normalen Verbrennungsbereich der Einspritzstartzeiten zu fallen und von einer am meisten vorgerückten Einspritzstartzeit der Einspritzstartzeiten um vorgegebene Beträge fortschreitend zu verzögern. Die Bestimmungseinrichtung erfasst die Einspritzstartzeit, bei der die Einzelkraftstoffeinspritzung, die in eins der abgeschätzten Drehmomente resultiert, die zunächst geringer als das Referenzdrehmoment werden, durchgeführt wird, und bestimmt die Einspritzstartzeit, die der erfassten Einspritzstartzeit unmittelbar vorhergeht, als die für eine Fehlzündung kritische Steuerzeit.
In noch einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung werden die Einspritzstartzeiten für die Einzelkraftstoffeinspritzungen derart durch die Steuereinrichtung eingestellt, um zwischen dem Fehlzündungsbereich der Einspritzstartzeit und dem normalen Verbrennungsbereich der Einspritzstartzeit mit fortschreitend verringerter Wechselgrößenordnung zu wechseln. Die Bestimmungseinrichtung erfasst die Einspritzstartzeit, bei der die Einzelkraftstoffeinspritzung, die in eins der abgeschätzten Drehmomente resultiert, die zunächst annähernd gleich dem Referenzdrehmoment wird, durchgeführt wird, und bestimmt die erfasste Einspritzstartzeit als die für eine Fehlzündung kritische Steuerzeit.
Die Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung kann ferner einen Speicher aufweisen, in dem ein für die Einstelleinrichtung notwendiger Datenwert gespeichert ist, um die Einspritzstartzeit mit dem Referenzwert des auf die Verbrennung bezogenen Parameters einzustellen; die Korrektureinrichtung kann die Einspritzstartzeit, die durch die Einstelleinrichtung eingestellt ist, durch Korrigieren des Datenwerts mit dem Einspritzsteuerzeitkorrekturwert bzw. Einspritzstartzeitkorrekturwert korrigieren.
Der auf die Verbrennung bezogene Parameter kann die Cetan-Zahl des Kraftstoffes sein.
Die vorliegende Erfindung ist aus der nachstehend erfolgten detaillierten Beschreibung und aus den begleitenden Zeichnungen der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung besser zu verstehen.
1 ist eine schematische Ansicht, die den Gesamtaufbau eines Commonrail-Kraftstoffeinspritzsystems für eine Dieselkraftmaschine gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
2 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Einspritzstartzeitkorrekturprozess einer elektrischen Steuereinheit (ECU) des Commonrail-Kraftstoffeinspritzsystems darstellt;
3 ist eine grafische Darstellung, die eine Bestimmung einer für eine Fehlzündung kritischen Steuerzeit für Kraftstoff darstellt, der in der Kraftmaschine durch den Prozess von 2 tatsächlich verwendet wird;
4 ist eine grafische Darstellung, die eine Bestimmung der für eine Fehlzündung kritischen Steuerzeit des Kraftstoffes gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
5 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Einspritzsteuerzeitkorrekturprozess der ECU gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt;
6 ist eine grafische Darstellung, die eine Bestimmung der für eine Fehlzündung kritischen Steuerzeit für den Kraftstoff gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt;
7 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Einspritzsteuerzeitkorrekturprozess bzw. Einspritzstartzeitkorrekturprozess der ECU gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt; und
8 ist eine grafische Darstellung, die ein Problem des Stands der Technik darstellt.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind nachstehend unter Bezugnahme auf 1 bis 7 beschrieben.
Es sollte angemerkt werden, dass zum Wohle der Klarheit und des Verständnisses identische Bestandteile, die identische Funktionen in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen der Erfindung haben, soweit möglich mit den gleichen Referenzzeichen in jeder der Figuren markiert worden sind.
[Erstes Ausführungsbeispiel]
1 zeigt den Gesamtaufbau eines Commonrail-Kraftstoffeinspritzsystems 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Kraftstoffeinspritzsystem 10 ist aufgebaut, um zum Beispiel Kraftstoff zu einer Vierzylinderdieselkraftmaschine 2 eines Motorfahrzeugs zuzuführen.
Das Kraftstoffeinspritzsystem 10 hat, wie in 1 gezeigt ist, eine Commonrail 20, die Hochdruckkraftstoff ansammelt, vier Injektoren 30, die jeweils den in der Commonrail 20 angesammelten Hochdruckkraftstoff in einen entsprechenden der vier Zylinder der Kraftmaschine 2 einspritzt, und eine elektrische Steuereinheit (ECU) 50 aufweist, die einen Betrieb des Systems 10 steuert.
Das Kraftstoffeinspritzsystem 10 weist ferner zum Zuführen des Hochdruckkraftstoffes zu der Commonrail 20 eine Förderpumpe 14 und eine Hochdruckpumpe 16 auf. Die Förderpumpe 14 saugt Kraftstoff aus einem Kraftstoffbehälter 12 an und fördert den angesaugten Kraftstoff zu der Hochdruckpumpe 16. Die Hochdruckpumpe 16 beaufschlagt den durch die Förderpumpe 14 geförderten Kraftstoff mit Druck und gibt den resultierenden Hochdruckkraftstoff zu der Commonrail 20 ab.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Hochdruckpumpe 16 aus einer bekannten Pumpe der reziprokierenden Bauart aufgebaut, die einen Kolben (nicht gezeigt) hat, der mit einer Drehung einer Nockenwelle (nicht gezeigt), die durch die Kraftmaschine 2 angetrieben wird, reziprokiert. Mit der Reziprokierung des Kolbens wird der Kraftstoff von der Förderpumpe 14 in eine Druckkammer (nicht gezeigt) angesaugt, in der Druckkammer mit Druck beaufschlagt und von der Druckkammer zu der Commonrail 20 ausgegeben. Ferner ist an der Hochdruckpumpe 16 ein Kraftstofffördereinstellventil 18 montiert, das die Menge des durch die Förderpumpe 14 in die Druckkammer geförderten Kraftstoffes einstellt.
An der Commonrail 20 ist ein Drucksensor 22 und ein Druckreduzierventil 24 montiert. Der Drucksensor 22 misst den Kraftstoffdruck innerhalb der Commonrail 20 (nachstehend einfach als Raildruck bezeichnet), das Druckreduzierventil 24 reduziert den Raildruck durch Abgeben des in der Commonrail 20 angesammelten Kraftstoffes zu dem Kraftstoffbehälter 12.
An der Dieselkraftmaschine 2 sind verschiedene Sensoren zum Messen der Betriebsbedingung der Kraftmaschine 2 montiert. Jene Sensoren umfassen einen Drehzahlsensor 32 zum Messen der Drehzahl NE der Kraftmaschine 2, einen Beschleunigungseinrichtungspositionssensor 34 zum Messen der Position ACC der Fahrzeugbeschleunigungseinrichtung, einen Wassertemperatursensor 36 zum Messen der Temperatur THW des Kühlwassers der Kraftmaschine 2 und einen Lufttemperatursensor 38 zum Messen der Temperatur TA der Einlassluft zu der Kraftmaschine 20.
Die ECU 50 ist aus einem Mikrocomputer aufgebaut, der eine CPU, einen ROM, einen RAM und I/O-Vorrichtungen umfasst. Die ECU 50 ist aufgebaut, um Messsignale zu empfangen, die von dem Drucksensor 22, der an der Commonrail 20 montiert ist, und den verschiedenen Sensoren, die an der Kraftmaschine 2 montiert sind, ausgegeben werden, und führt sowohl eine Raildrucksteuerung als auch eine Kraftstoffeinspritzsteuerung auf der Grundlage der gemessenen Signale durch.
Insbesondere stellt in der Raildrucksteuerung die ECU 50 einen Sollwert des Raildrucks auf der Grundlage der Messsignale ein und steuert sowohl das Kraftstoffzuführeinstellventil 18 als auch das Druckreduzierventil 24, um den durch den Drucksensor 22 gemessenen Raildruck mit dem Sollwert in Übereinstimmung zu bringen. In der Kraftstoffeinspritzsteuerung stellt die ECU 50 für jeden der Kraftstoffinjektoren 30 Befehlseinspritzmengen und Einspritzstartzeiten auf der Grundlage der Messsignale ein und steuert jeden der Kraftstoffinjektoren 30, um die Befehlseinspritzmengen des Kraftstoffes in den entsprechenden Zylinder der Kraftmaschine 2 bei den Einspritzstartzeiten einzugeben.
Ferner steuert in der Kraftstoffeinspritzsteuerung die ECU 50 jeden der Kraftstoffinjektoren 30, um vor einer Haupteinspritzung eine Piloteinspritzung durchzuführen. In der Piloteinspritzung wird eine Abweichung der Ist-Einspritzmenge von der Befehlseinspritzmenge eine signifikante Verringerung der Genauigkeit der Kraftstoffeinspritzsteuerung verursachen. Daher führt, um die Abweichung zu minimieren, die ECU 50 eine Lernsteuerung für jeden der Kraftstoffinjektoren 30 durch, um einen Einspritzmengenkorrekturwert zum Korrigieren der Befehlseinspritzmenge zu bestimmen.
Insbesondere führt die ECU 50 die Lernsteuerung in einen Verzögerungsbetrieb der Kraftmaschine 2 aus, in dem die Beschleunigungseinrichtungsposition ACC bei einer Nullposition ist und kein Kraftstoff durch die Kraftstoffinjektoren 30 in die Zylinder der Kraftmaschine 2 eingespritzt wird. In der Lernsteuerung arbeitet, wie vorstehend in dem Abschnitt mit der Beschreibung des Stands der Technik beschrieben ist, die ECU 50 um: den Kraftstoffinjektor 30 zu steuern, um eine Einzelkraftstoffeinspritzung in den entsprechenden Zylinder der Kraftmaschine 2 durchzuführen; ein Drehmoment, das durch die Kraftmaschine 2 durch die Einzelkraftstoffeinspritzung generiert wird, durch Multiplizieren der Veränderung der Drehzahl der Kraftmaschine 2, die durch die Einzelkraftstoffeinspritzung verursacht wird, mit der Drehzahl der Kraftmaschine 2 in der Einzelkraftstoffeinspritzung abzuschätzen; die Ist-Kraftstoffeinspritzmenge in der Einzelkraftstoffeinspritzung als eine Funktion des abgeschätzten Drehmoments abzuschätzen; und die Differenz zwischen der abgeschätzten Ist-Kraftstoffeinspritzmenge und der Befehlseinspritzmenge für die Einzelkraftstoffeinspritzung als den Einspritzmengenkorrekturwert einzustellen. Zusätzlich ist die Befehlseinspritzmenge für die Einzelkraftstoffeinspritzung die gleiche wie die der Piloteinspritzung. Die Lernsteuerung ist in Einzelheiten in der japanischen Patenterstoffenlegungsschrift Nr. 2005-36788 beschrieben; daher ist deren weitere Beschreibung nachstehend weggelassen.
Die ECU 50 stellt beim Steuern von jedem der Kraftstoffinjektoren 30, um eine Kraftstoffeinspritzung durchzuführen, ebenso eine Einspritzstartzeit ein, bei der die Kraftstoffeinspritzung entsprechend der Betriebsbedingung der Kraftmaschine 2 startet.
Ein Datenwert, der zum Einstellen der Einspritzstartzeit notwendig ist (nachstehend einfach als ein Einspritzsteuerzeiteinstelldatenwert bzw. Einspritzstartzeiteinstelldatenwert bezeichnet), wird bestimmt und in der ECU 50 auf der Grundlage der Eigenschaften eines Referenzkraftstoffes gespeichert. Daher wird, wenn der Kraftstoff, der tatsächlich in der Kraftmaschine 2 verwendet wird, eine von dem Referenzkraftstoff unterschiedliche Charakteristik hat, die Kraftstoffeinspritzstartzeit, die mit dem Referenzeinspritzstartzeiteinstelldatenwert eingestellt wird, außerhalb des normalen Verbrennungsbereichs der Einspritzstartzeit fallen, wie vorstehend beschrieben ist, was in einer Fehlzündung in dem entsprechenden Zylinder resultiert.
Dementsprechend führt in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die ECU 50 für jeden der Kraftstoffinjektoren 30 einen Einspritzstartzeitkorrekturprozess vor einem Durchführen der Lernsteuerung in dem ersten Verzögerungsbetrieb der Kraftmaschine 2 nach dem Start der Kraftmaschine durch. In dem Einspritzstartzeitkorrekturprozess wird der Referenzeinspritzstartzeiteinstelldatenwert, der in der ECU 50 gespeichert ist, entsprechend den Charakteristiken des Kraftstoffs, der tatsächlich in der Kraftmaschine 2 verwendet wird, korrigiert.
Insbesondere hat in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die ECU 50 als die Referenzeinspritzstartzeiteinstelldaten ein Referenzeinspritzsteuerzeitkennfeld bzw. Referenzeinspritzstartzeitkennfeld, das in deren ROM gespeichert ist. Das Referenzeinspritzstartzeitkennfeld wird auf der Grundlage von den Charakteristiken des Referenzkraftstoffes zum Einstellen von Einspritzstartzeiten mit dem Referenzkraftstoff, der in der Kraftmaschine 2 verwendet wird, bestimmt. In dem Einspritzstartzeitkorrekturprozess wird ein spezifisches Einspritzstartzeitkennfeld, das in Bezug auf den Kraftstoff spezifisch ist, der tatsächlich in der Kraftmaschine 2 verwendet wird, durch Korrigieren des Referenzeinspritzstartzeitkennfelds gemäß den Charakteristiken des Kraftstoffs erhalten. Das spezifische Einspritzstartzeitkennfeld wird dann in einem nichtflüchtigen Bereich des RAM der ECU 50 gespeichert und zum Einstellen von Einspritzstartzeiten für nachfolgende Kraftstoffeinspritzungen einschließlich der Piloteinspritzung verwendet.
Ferner hat die ECU 50 in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Kennfeld einer für eine Referenzfehlzündung kritischen Steuerzeit, das in deren ROM gespeichert ist. In dem Einspritzstartzeitkorrekturprozess bestimmt die ECU 50 unter Verwendung des Kennfelds einer für eine Referenzfehlzündung kritischen Steuerzeit die für eine Referenzfehlzündung kritische Steuerzeit MCT_ref, die vorhergehend in dem Abschnitt mit der Beschreibung des Stands der Technik unter Bezugnahme auf 8 beschrieben worden ist.
2 zeigt den Einspritzstartzeitkorrekturprozess der ECU 50 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel.
In Schritt S110 bestimmt die ECU 50 unter Verwendung eines Referenzdrehmomentkennfelds, das in deren ROM gespeichert ist, ein Referenzdrehmoment Tr auf der Grundlage der Drehzahl NE der Kraftmaschine 2, die durch den Drehzahlsensor 32 gemessen wird, der Beschleunigungseinrichtungsposition ACC, die durch den Beschleunigungseinrichtungspositionssensor 34 gemessen wird, der Kühlwassertemperatur THW, die durch den Wassertemperatursensor 36 gemessen wird, und der Einlasslufttemperatur TA, die durch den Lufttemperatursensor 38 gemessen wird.
Bezug nehmend auf 3 wird das Referenzdrehmoment Tr zum Bestimmen verwendet, ob ein Drehmoment entsprechend T_nor durch die Kraftmaschine 2 durch eine Einzelkraftstoffeinspritzung generiert ist, die durch den Kraftstoffinjektor 30 in den entsprechenden Zylinder erfolgt ist. Hier repräsentiert T_nor das Drehmoment, das die die Kraftmaschine 2 durch eine Einzelkraftstoffeinspritzung durch den Kraftstoffinjektor 30 generieren kann, wenn die Einspritzstartzeit für die Einzelkraftstoffeinspritzung innerhalb des normalen Verbrennungsbereichs der Einspritzstartzeit fällt. Dementsprechend repräsentiert das Referenzdrehmoment Tr einen Schwellwert zum Bestimmen, ob eine Einzelkraftstoffeinspritzung durch den Kraftstoffinjektor 30 in einer normalen Verbrennung oder einer Fehlzündung in den entsprechenden Zylinder resultiert. Ferner wird in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel das Referenzdrehmoment Tr etwas geringer als T_nor vorbestimmt, um Bestimmungsfehler zu verhindern. Zusätzlich wird, da das durch die Kraftmaschine 2 durch eine Einzelkraftstoffeinspritzung generierte Drehmoment von der Betriebsbedingung der Kraftmaschine 2 abhängt, in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel das Referenzdrehmoment Tr auf der Grundlage der vorstehend beschriebenen Parameter bestimmt, die zusammen die Betriebsbedingung der Kraftmaschine 2 repräsentieren.
In Schritt S120 bestimmt die ECU 50 ferner unter Verwendung des Kennfelds einer für eine Referenzfehlzündung kritischen Steuerzeit die für eine Referenzfehlzündung kritische Steuerzeit MCT_ref auf der Grundlage der Drehzahl NE der Kraftmaschine 2, der Beschleunigungseinrichtungsposition ACC, der Kühlwassertemperatur THW und der Einlasslufttemperatur TA.
In Schritt S130 stellt die ECU 50 eine Einspritzstartzeit IT gleich der für eine Referenzfehlzündung kritischen Steuerzeit MCT_ref ein, die in Schritt S120 bestimmt wird.
In Schritt S140 steuert die ECU 50 den Kraftstoffinjektor 30, um bei der Einspritzstartzeit IT eine Einzelkraftstoffeinspritzung durchzuführen, um eine Befehlseinspritzmenge QC in den entsprechenden Zylinder der Kraftmaschine 2 einzuspritzen.
In Schritt S150 bestimmt die ECU 50 auf der Grundlage des Messsignalausgangs von dem Drehzahlsensor 32 sowohl die Drehzahl NE der Kraftmaschine 2 als auch eine Veränderung ΔNE der Drehzahl der Kraftmaschine 2, die durch die Einzelkraftstoffeinspritzung verursacht wird. Dann schätzt die ECU 50 das Drehmoment T, das durch die Kraftmaschine 2 durch die Einzelkraftstoffeinspritzung generiert wird, durch die nachstehende Gleichung ab: T = k × NE × ΔNE wobei k eine Proportionalitätskonstante ist.
In Schritt S160 bestimmt die ECU 50, ob das in Schritt S150 abgeschätzte Drehmoment T größer oder gleich dem Referenzdrehmoment Tr ist.
Falls die Bestimmung in Schritt S160 eine ”NEIN”-Antwort erzeugt, schreitet der Prozess dann zu Schritt S170.
In Schritt S170 rückt die ECU 50 die Einspritzstartzeit IT um einen vorgegebenen Betrag ΔX vor. In anderen Worten stellt die ECU 50 die Einspritzstartzeit IT durch Durchführen folgender Berechnung erneut ein: IT = IT – ΔX. Dann schreitet der Prozess zu Schritt S140.
Die Schritte S140–S170 werden zum Beispiel n-Mal wiederholt, bis das abgeschätzte Drehmoment T nicht geringer als das Referenzdrehmoment Tr wird, wie in 3 gezeigt ist. Zusätzlich bezeichnen in 3 IT1, IT2, ... und ITn jeweils die Einspritzstartzeiten für die erste, zweite, ... und n-te Einzelkraftstoffeinspritzung; bezeichnen T1, T2, ..., Tn jeweils die abgeschätzten Drehmomente für die erste, zweite und n-te Einzelkraftstoffeinspritzung.
Andererseits schreitet dann, falls die Bestimmung in Schritt S160 eine ”JA”-Antwort erzeugt, der Prozess zu Schritt S180.
In Schritt S180 bestimmt die ECU 50 die letzte Einspritzstartzeit (d. h. ITn in 3) als die für eine Fehlzündung kritische Steuerzeit MCT für den tatsächlich in der Kraftmaschine 2 verwendeten Kraftstoff.
In Schritt S190 stellt die ECU 50 die Differenz zwischen der für eine Referenzfehlzündung kritischen Steuerzeit MCT_ref, die in Schritt S120 bestimmt wird, und der für eine Fehlzündung kritischen Steuerzeit MCT, die in Schritt S180 bestimmt wird, als einen Einspritzstartzeitkorrekturwert CV ein. Dann korrigiert die ECU 50 das Referenzfehlzündungssteuerzeitkennfeld durch Vorrücken der Einspritzstartzeiten auf dem Kennfeld um den Einspritzstartzeitkorrekturwert CV, wodurch das spezifische Einspritzstartzeitkennfeld erhalten wird. Wie vorstehend beschrieben ist, wird das spezifische Einspritzstartzeitkennfeld dann in dem nichtflüchtigen Bereich des RAM der ECU 50 gespeichert und zum Einstellen von Einspritzstartzeiten für nachfolgende Kraftstoffeinspritzungen einschließlich der Piloteinspritzung verwendet. Danach schreitet der Prozess zu dem Ende.
Wie vorstehend beschrieben ist, führt in dem Kraftstoffeinspritzsystem 10 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die ECU 50 den Einspritzstartzeitkorrekturprozess für jeden der Kraftstoffinjektoren 30 in den ersten Verzögerungsbetrieb der Kraftmaschine 2 nach dem Start der Kraftmaschine 2 durch; in dem ersten Verzögerungsbetrieb wird kein Kraftstoff durch die Kraftstoffinjektoren 30 in die entsprechenden Zylinder der Kraftmaschine 2 eingespritzt.
In dem Einspritzstartzeitkorrekturprozess steuert, wie in 3 gezeigt ist, die ECU 50 den Kraftstoffinjektor 30, um n (hier ist n ein ganzzahliger Wert größer als 1) Einzelkraftstoffeinspritzungen durchzuführen. Die Einspritzstartzeit IT1 für die erste Einzelkraftstoffeinspritzung wird auf die für eine Referenzfehlzündung kritische Steuerzeit MCT_ref eingestellt, die mittels des Kennfelds einer für eine Referenzfehlzündung kritischen Steuerzeit bestimmt wird. Die Einspritzstartzeiten IT2 bis ITn für die nachfolgenden Einzelkraftstoffeinspritzungen werden derart eingestellt, so dass sie fortschreitend um die vorgegebenen Beträge, d. h. ΔX, von IT vorrücken. Die ECU 50 schätzt für jede der Einzelkraftstoffeinspritzungen das Drehmoment Ti (i = 1, 2, ..., n) ab, das durch die Kraftmaschine 2 durch die Einzelkraftstoffeinspritzung generiert wird. Ferner erfasst die ECU 50 die Einspritzstartzeit (d. h. ITn), bei der die Einzelkraftstoffeinspritzung, die in dem abgeschätzten Drehmoment (d. h. Tn) resultiert, das zunächst nicht geringer als das Referenzdrehmoment Tr wird, durchgeführt wird, dann bestimmt die ECU 50 die erfasste Einspritzstartzeit (d. h. ITn) als die für eine Fehlzündung kritische Steuerzeit MCT für den tatsächlich in der Kraftmaschine 2 verwendeten Kraftstoff. Ferner stellt die ECU 50 die Differenz zwischen der für eine Referenzfehlzündung kritischen Steuerzeit MCT_ref und der für eine Fehlzündung kritischen Steuerzeit MCT als den Einspritzstartzeitkorrekturwert CV ein; dann korrigiert die ECU 50 das Referenzfehlzündungssteuerzeitkennfeld unter Verwendung des Einspritzstartzeitkorrekturwerts CV, wodurch das spezifische Einspritzstartzeitkennfeld erhalten wird. Das spezifische Einspritzstartzeitkennfeld ist hinsichtlich des tatsächlich in der Kraftmaschine 2 verwendeten Kraftstoffes spezifisch und wird zum Einstellen von Einspritzstartzeiten für nachfolgende Kraftstoffeinspritzungen einschließlich der Piloteinspritzung verwendet.
Dementsprechend kann, wenn der tatsächlich in der Kraftmaschine 2 verwendete Kraftstoff zu jenen des Referenzkraftstoffs unterschiedliche Charakteristiken (z. B. die Cetan-Zahl) aufweist, die ECU 50 Einspritzstartzeiten der Kraftstoffinjektoren 30 geeignet korrigieren, wodurch zugelassen wird, dass der durch Kraftstoffinjektoren 30 eingespritzte Kraftstoff in den entsprechenden Zylindern der Kraftmaschine 2 normal verbrannt wird.
Ferner bestimmt in dem Einspritzstartzeitkorrekturprozess die ECU 50 die für eine Fehlzündung kritische Steuerzeit MCT auf der Grundlage des Messsignalausgangs von dem Drehzahlsensor 32 und stellt den Einspritzstartzeitkorrekturwert CV als die Differenz zwischen der für eine Fehlzündung kritischen Steuerzeit MCT und der für eine Referenzfehlzündung kritischen Steuerzeit MCT_ref ein.
Dementsprechend kann die ECU 50 Einspritzstartzeiten für die Kraftstoffinjektoren 30 entsprechend den Charakteristiken des tatsächlich in der Kraftmaschine 2 verwendeten Kraftstoffes ohne Einsetzen von jeglichen zusätzlichen Vorrichtungen zum Erfassen der Charakteristiken geeignet korrigieren. Infolge dessen können die Herstellkosten des Kraftstoffeinspritzsystems 10 minimiert werden.
Ferner führt in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die ECU 50 für jeden der Kraftstoffinjektoren 30 die Lernsteuerung, in der eine Einzelkraftstoffeinspritzung durch den Kraftstoffinjektor 30 erfolgt, zum Bestimmen des Einspritzmengenkorrekturwerts durch. Da die Einspritzstartzeit für die Einzelkraftstoffeinspritzung in der Lernsteuerung ebenso mit dem Einspritzstartzeitkorrekturwert CV korrigiert wird, kann die ECU 50 die Lernsteuerung entsprechend den Charakteristiken des tatsächlich in der Kraftmaschine 2 verwendeten Kraftstoffs durchführen.
Modifikation
In dem in dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel beschriebenen Einspritzstartzeitkorrekturprozess werden die Beträge (d. h. ΔX) zum Vorrücken der Einspritzstartzeiten für die Einzelkraftstoffeinspritzungen so vorbestimmt, dass sie konstant sind.
Die Beträge können jedoch auch derart vorbestimmt werden, dass sie mit den Differenzen der abgeschätzten Drehmomente Te (i = 1, 2, ..., n) von dem Referenzdrehmoment Tr sinken. Dementsprechend werden die Beträge sinken, wenn die Einspritzstartzeiten für die Einzelkraftstoffeinspritzungen sich der für eine Fehlzündung kritischen Steuerzeit MCT nähern. Infolge dessen kann die Genauigkeit der Bestimmung der für eine Fehlzündung kritischen Steuerzeit MCT verbessert werden.
[Zweites Ausführungsbeispiel]
Dieses Ausführungsbeispiel veranschaulicht einen Einspritzstartzeitkorrekturprozess der ECU 50, der zu dem Einspritzstartzeitkorrekturprozess gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel unterschiedlich ist.
Bezug nehmend auf 4 wird in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Einspritzstartzeit IT1 für die erste Einzelkraftstoffeinspritzung auf die kritische Steuerzeit einer normalen Referenzverbrennung NCCT_ref eingestellt, die die Grenze eines Vorrückens des normalen Verbrennungsbereichs der Einspritzstartzeit für den Referenzkraftstoff repräsentiert. Die Einspritzstartzeiten IT2 bis ITn für die nachfolgenden Einzelkraftstoffeinspritzungen werden derart eingestellt, so dass sie von IT1 um vorgegebene Beträge, d. h. ΔY, fortschreitend verzögert eingestellt sind. Die ECU 50 schätzt für jede der Einzelkraftstoffeinspritzungen das Drehmoment Ti (i = 1, 2, ..., n) ab, das durch die Kraftmaschine 2 durch die Einzelkraftstoffeinspritzung generiert wird. Ferner erfasst die ECU 50 die Einspritzstartzeit (d. h. ITn), bei der die Einzelkraftstoffeinspritzung, die in dem abgeschätzten Drehmoment (d. h. Tn) resultiert, was zunächst geringer als das Referenzdrehmoment Tr wird, durchgeführt wird. Dann bestimmt die ECU 50 die Einspritzstartzeit (d. h. IT(n – 1)), die der erfassten Einspritzstartzeit (d. h. ITn) als die für eine Fehlzündung kritische Steuerzeit MCT für den tatsächlich in der Kraftmaschine 2 verwendeten Kraftstoff unmittelbar vorhergeht.
5 zeigt den Einspritzstartzeitkorrekturprozess gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. Es sollte angemerkt werden, dass in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die ECU 50 ferner ein Kennfeld einer kritischen Steuerzeit einer normalen Referenzverbrennung, das in deren ROM gespeichert ist, zum Bestimmen der kritischen Steuerzeit einer normalen Referenzverbrennung NCCT_ref hat.
Zunächst bestimmt die ECU 50 in Schritt S210 unter Verwendung des Referenzdrehmomentkennfelds das Referenzdrehmoment Tr auf der Grundlage der Drehzahl NE der Kraftmaschine 2, der Beschleunigungseinrichtungsposition ACC, der Kühlwassertemperatur THW und der Einlasslufttemperatur TA.
In Schritt S220 bestimmt die ECU 50 ferner unter Verwendung des Kennfelds einer kritischen Steuerzeit einer normalen Referenzverbrennung die kritische Steuerzeit einer normalen Referenzverbrennung NCCT_ref auf der Grundlage der Drehzahl NE der Kraftmaschine 2, der Beschleunigungseinrichtungsposition ACC, der Kühlwassertemperatur THW und der Einlasslufttemperatur TA.
In Schritt S230 stellt die ECU eine Einspritzstartzeit IT gleich der kritischen Steuerzeit einer normalen Referenzverbrennung NCCT_ref, die in Schritt S220 bestimmt wird, ein.
In Schritt S240 steuert die ECU 50 den Kraftstoffinjektor 30, so dass er bei der Einspritzstartzeit IT eine Einzelkraftstoffeinspritzung durchführt, um die Befehlseinspritzmenge QC in den entsprechenden Zylinder der Kraftmaschine 2 einzuspritzen.
In Schritt S250 schätzt die ECU 50 auf die gleiche Weise wie in dem ersten Ausführungsbeispiel das Drehmoment T ab, das durch die Kraftmaschine 2 durch die Einzelkraftstoffeinspritzung generiert wird.
In Schritt S260 bestimmt die ECU 50, ob das in Schritt S250 abgeschätzte Drehmoment T geringer als das Referenzdrehmoment Tr ist.
Falls die Bestimmung in Schritt S260 eine ”NEIN”-Antwort erzeugt, schreitet der Prozess dann zu Schritt S270.
In Schritt S270 verzögert die ECU 50 die Einspritzstartzeit IT um einen vorgegebenen Betrag ΔY. In anderen Worten stellt die ECU 50 die Einspritzstartzeit IT durch Durchführen des Berechnungsvorgangs: IT = IT + ΔY erneut ein. Dann kehrt der Prozess zu Schritt S240 zurück.
Die Schritte S240–S270 werden zum Beispiel n-Mal wiederholt, bis das abgeschätzte Drehmoment T geringer als das Referenzdrehmoment Tr wird, wie in 4 gezeigt ist.
Andererseits schreitet, falls die Bestimmung in Schritt S260 eine ”JA”-Antwort erzeugt, der Prozess dann zu Schritt S280.
In Schritt S280 bestimmt die ECU 50 die zweitletzte Einspritzstartzeit (d. h. IT(n – 1) in 4) als die für eine Fehlzündung kritische Steuerzeit MCT für den tatsächlich in der Kraftmaschine 2 verwendeten Kraftstoff.
In Schritt S290 stellt die ECU 50 die Differenz zwischen der für eine Referenzfehlzündung kritischen Steuerzeit MCT_ref, die auf die gleiche Weise wie in dem ersten Ausführungsbeispiel bestimmt wird, und der für eine Fehlzündung kritischen Steuerzeit MCT, die in Schritt S180 bestimmt wird, als den Einspritzstartzeitkorrekturwert CV ein. Dann korrigiert die ECU 50 das Referenzeinspritzstartzeitkennfeld durch Vorrücken der Einspritzstartzeiten an dem Kennfeld durch den Einspritzstartzeitkorrekturwert CV, wodurch das spezifische Einspritzstartzeitkennfeld erhalten wird. Wie in dem ersten Ausführungsbeispiel wird dann das spezifische Einspritzstartzeitkennfeld in dem nichtflüchtigen Bereich des RAM der ECU 50 gespeichert und zum Einstellen von Einspritzstartzeiten für nachfolgende Kraftstoffeinspritzungen einschließlich der Piloteinspritzung verwendet. Danach schreitet der Prozess zu dem Ende.
Mit dem vorstehenden Einspritzstartzeitkorrekturprozess gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist es ebenso möglich, die in dem ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen Vorteile des Kraftstoffeinspritzsystems 10 zu erzielen.
Modifikation
In dem in dem vorstehenden Ausführungsbeispiel beschriebenen Einspritzstartzeitkorrekturprozess werden die Beträge (d. h. ΔY) zum Verzögern der Einspritzstartzeiten für die Einzelkraftstoffeinspritzungen vorbestimmt, so dass sie konstant sind.
Die Beträge können jedoch ebenso derart vorbestimmt werden, dass sie mit den Differenzen der abgeschätzten Drehmomente Ti (i = 1, 2, ..., n) von dem Referenzdrehmoment Tr sinken. Dementsprechend werden die Beträge sinken, wenn die Einspritzstartzeiten für die Einzelkraftstoffeinspritzungen sich der für eine Fehlzündung kritischen Steuerzeit MCT annähern. Infolge dessen kann die Genauigkeit der Bestimmung der für eine Fehlzündung kritischen Steuerzeit MCT verbessert werden.
[Drittes Ausführungsbeispiel]
Dieses Ausführungsbeispiel stellt einen Einspritzstartzeitkorrekturprozess der ECU 50 dar, der sich von jenen der vorhergehenden Ausführungsbeispiele unterscheidet.
Bezug nehmend auf 6 werden in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Einspritzstartzeiten IT1 bis ITn für die Einzelkraftstoffeinspritzungen derart eingestellt, so dass sie zwischen dem Fehlzündungsbereich und dem normalen Verbrennungsbereich der Einspritzstartzeit mit fortschreitend verringernden Wechselgrößenordnung ΔZ wechseln. Die ECU 50 schätzt für jede der Einzelkraftstoffeinspritzungen das Drehmoment Ti (i = 1, 2, ..., n) ab, das durch die Kraftmaschine 2 durch die Einzelkraftstoffeinspritzung generiert wird. Ferner erfasst die ECU 50 die Einspritzstartzeit (d. h. ITn), bei der die Einzelkraftstoffeinspritzung, die in dem abgeschätzten Drehmoment (d. h. Tn) resultiert, das zunächst ungefähr gleich dem Referenzdrehmoment Tr wird, durchgeführt wird. Dann bestimmt die ECU 50 die erfasste Einspritzstartzeit (d. h. ITn) als die für eine Fehlzündung kritische Steuerzeit MCT für den tatsächlich in der Kraftmaschine 2 verwendeten Kraftstoff.
Es sollte angemerkt werden, dass der Ausdruck ”ungefähr gleich” hier angibt, dass sich die Differenz zwischen dem abgeschätzten Drehmoment und dem Referenzdrehmoment Tr innerhalb eines kleinen zulässigen Bereichs befindet.
7 zeigt den Einspritzstartzeitkorrekturprozess gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel.
In Schritt S310 bestimmt die ECU 50 das Referenzdrehmoment Tr auf die gleiche Weise wie in Schritt S110 von 2.
In Schritt S220 bestimmt die ECU 50 ferner auf die gleiche Weise wie in Schritt S120 von 2 die für eine Referenzfehlzündung kritische Steuerzeit MCT_ref.
In Schritt S330 stellt die ECU 50 eine Einspritzstartzeit IT gleich der für eine Referenzfehlzündung kritischen Steuerzeit MCT_ref ein, die in Schritt S320 bestimmt wird.
In Schritt S340 steuert die ECU 50 den Kraftstoffinjektor 30, um bei der Einspritzstartzeit IT eine Einzelkraftstoffeinspritzung durchzuführen, so dass die Befehlseinspritzmenge QC in den entsprechenden Zylinder der Kraftmaschine 2 eingespritzt wird.
In Schritt S350 schätzt die ECU 50 auf die gleiche Weise wie in Schritt S150 von 2 das Drehmoment T ab, das durch die Kraftmaschine 2 durch die Einzelkraftstoffeinspritzung generiert wird.
In Schritt S360 bestimmt die ECU 50, ob das in Schritt S350 abgeschätzte Drehmoment T größer als das Referenzdrehmoment Tr ist.
Falls die Bestimmung in Schritt S360 eine ”NEIN”-Antwort erzeugt, schreitet der Prozess dann zu Schritt S370.
In Schritt S370 rückt die ECU 50 die Einspritzstartzeit IT um einen vorgegebenen Betrag vor. Dann kehrt der Prozess zu Schritt S340 zurück.
Die Schritte S340–S370 werden wiederholt, bis das abgeschätzte Drehmoment T größer als das Referenzdrehmoment Tr wird, in anderen Worten, bis die Einspritzstartzeit IT die für eine Fehlzündung kritische Steuerzeit MCT überschreitet, um in den normalen Verbrennungsbereich der Einspritzstartzeit einzutreten.
Zusätzlich wird, während des Zeitraums von dem Start des Einspritzstartzeitkorrekturprozesses zu dem Zeitpunkt, wenn die Bestimmung in Schritt S360 zunächst eine ”JA”-Antwort erzeugt, der Betrag zum Vorrücken der Einspritzstartzeit IT in Schritt S370 größer als der Betrag ΔX in dem ersten Ausführungsbeispiel vorbestimmt, um die Einspritzstartzeit IT schnell zu dem normalen Verbrennungsbereich der Einspritzstartzeit zu bringen. Nach diesem Zeitraum wird der Betrag zum Vorrücken der Einspritzstartzeit IT in Schritt S370 als geringer als das Wechselgrößenordnung ΔZ zum Überführen der Einspritzstartzeit IT von dem normalen Verbrennungsbereich zu dem Fehlzündungsbereich der Einspritzstartzeit in der letzten Ausführung der Schritte S380–S420, die nachstehend beschrieben sind, vorbestimmt.
Falls die Bestimmung in Schritt S360 eine ”JA”-Antwort erzeugt, schreitet dann der Prozess zu Schritt S380.
In Schritt S380 verzögert die ECU 50 die Einspritzstartzeit IT um einen vorgegebenen Betrag.
Der Betrag zum Verzögern der Einspritzstartzeit IT in Schritt S380 wird derart bestimmt, so dass er geringer als das Wechselgrößenordnung ΔZ ist, zum Überführen der Einspritzstartzeit IT von dem Fehlzündungsbereich zu dem normalen Verbrennungsbereich der Einspritzstartzeit in der letzten Ausführung vorstehender Schritte S340 bis S370 ist.
In Schritt S390 steuert die ECU 50 den Kraftstoffinjektor 30, um bei der Einspritzstartzeit IT eine Einzelkraftstoffeinspritzung durchzuführen, um die Befehlseinspritzmenge QC in den entsprechenden Zylinder der Kraftmaschine 2 einzuspritzen.
In Schritt S400 schätzt die ECU 50 auf die gleiche Weise wie in Schritt S350 das Drehmoment T ab, das durch die Kraftmaschine 2 durch die Einzelkraftstoffeinspritzung generiert wird.
In Schritt S410 bestimmt die ECU 50, ob das in Schritt S400 abgeschätzte Drehmoment T geringer oder gleich dem Referenzdrehmoment Tr ist.
Falls die Bestimmung in Schritt S410 eine ”NEIN”-Antwort erzeugt, schreitet der Prozess dann zu Schritt S380. Im Gegensatz dazu schreitet, falls die Bestimmung in Schritt S410 eine ”JA”-Antwort erzeugt, der Prozess zu Schritt S420.
In Schritt S420 bestimmt die ECU 50 ferner, ob das in Schritt S400 abgeschätzte Drehmoment T ungefähr gleich dem Referenzdrehmoment Tr ist.
Falls die Bestimmung in Schritt S420 eine ”NEIN”-Antwort erzeugt, schreitet der Prozess dann zu Schritt S370. Im Gegensatz dazu schreitet, falls die Bestimmung in Schritt S420 eine ”JA”-Antwort erzeugt, der Prozess dann zu Schritt S430 weiter.
In Schritt S430 bestimmt die ECU 50 die letzte Einspritzstartzeit IT (d. h. ITn in 6), bei der die letzte Einzelkraftstoffeinspritzung in Schritt S390 durchgeführt wird, als die für eine Fehlzündung kritische Steuerzeit MCT.
In Schritt S430 stellt die ECU 50 die Differenz zwischen der für eine Referenzfehlzündung kritischen Steuerzeit MCT_ref, die in Schritt S320 bestimmt wird, und der für eine Fehlzündung kritischen Steuerzeit MCT, die in Schritt S430 bestimmt wird, als den Einspritzstartzeitkorrekturwert CV ein. Dann korrigiert die ECU 50 das Referenzeinspritzstartzeitkennfeld durch Vorrücken der Einspritzstartzeiten auf dem Kennfeld um den Einspritzstartzeitkorrekturwert CV, wodurch das spezifische Einspritzstartzeitkennfeld erhalten wird. Wie in dem ersten Ausführungsbeispiel wird dann das spezifische Einspritzstartzeitkennfeld in dem nichtflüchtigen Bereich des RAM der ECU 50 gespeichert und zum Einstellen von Einspritzstartzeiten für nachfolgende Kraftstoffeinspritzungen einschließlich der Piloteinspritzung verwendet. Danach schreitet der Prozess zu dem Ende.
Mit dem vorstehenden Einspritzstartzeitkorrekturprozess gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist es ebenso möglich, die in dem ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen Vorteile des Kraftstoffeinspritzsystems 10 zu erzielen.
Zum Beispiel werden in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen Einspritzstartzeiten für nachfolgende Kraftstoffeinspritzungen (d. h. Kraftstoffeinspritzungen, die nach dem Einspritzstartzeitkorrekturprozess erfolgen) durch Korrigieren des Referenzeinspritzstartzeitkennfelds mit dem Einspritzstartzeitkorrekturwert CV korrigiert.
Es ist jedoch für die ECU 50 ebenso möglich, den Einspritzstartzeitkorrekturwert CV in dem nichtflüchtigen Bereich des RAM zu speichern und die Einspritzstartzeit für jede der nachfolgenden Kraftstoffeinspritzungen unter Verwendung des gespeicherten Einspritzstartzeitkorrekturwerts CV ohne Korrigieren des Referenzeinspritzstartzeitkennfelds direkt zu korrigieren.
Eine Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung für eine Dieselkraftmaschine weist eine Einstelleinrichtung, eine Steuereinrichtung, eine Abschätzeinrichtung, eine Bestimmungseinrichtung und eine Korrektureinrichtung auf. Die Einstelleinrichtung stellt eine Einspritzstartzeit für einen Kraftstoffinjektor mit einem Referenzwert eines auf eine Verbrennung bezogenen Parameters ein. Die Steuereinrichtung steuert in einem Verzögerungsbetrieb der Kraftmaschine den Kraftstoffinjektor, so dass er eine Vielzahl von Einzelkraftstoffeinspritzungen durchführt. Die Abschätzeinrichtung schätzt auf der Grundlage von Veränderungen der Drehzahl der Kraftmaschine Drehmomente ab, die durch die Kraftmaschine jeweils durch die Einzelkraftstoffeinspritzungen generiert werden. Die Bestimmungseinrichtung bestimmt eine für eine Fehlzündung kritische Steuerzeit auf der Grundlage eines Vergleichs der abgeschätzten Drehmomente mit einem Referenzdrehmoment. Die Korrektureinrichtung korrigiert die durch die Einstelleinrichtung eingestellte Einspritzstartzeit unter Verwendung einer Differenz zwischen der für eine Fehlzündung kritischen Steuerzeit, die durch die Bestimmungseinrichtung bestimmt wird, und einer für eine Referenzfehlzündung kritischen Steuerzeit, die mit dem Referenzwert des auf die Verbrennung bezogenen Parameters vorbestimmt wird.

Claims

Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung, die einen Kraftstoffinjektor steuert, um Kraftstoff in einen Zylinder einer Dieselkraftmaschine einzuspritzen, wobei die Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung Folgendes aufweist: eine Einstelleinrichtung zum Einstellen einer Einspritzstartzeit für den Kraftstoffinjektor mit einem Referenzwert eines auf eine Verbrennung bezogenen Parameters; eine Steuereinrichtung zum Steuern des Kraftstoffinjektors in einem Verzögerungsbetrieb der Kraftmaschine, in dem kein Kraftstoff durch den Kraftstoffinjektor in den Zylinder eingespritzt wird, um eine Vielzahl von Einzelkraftstoffeinspritzungen in den Zylinder bei unterschiedlichen Einspritzstartzeiten durchzuführen; eine Abschätzeinrichtung zum Abschätzen von Drehmomenten, die durch die Kraftmaschine jeweils durch die Einzelkraftstoffeinspritzungen generiert werden, auf der Grundlage von Veränderungen der Drehzahl der Kraftmaschine, die jeweils durch die Einzelkraftstoffeinspritzungen verursacht werden; eine Bestimmungseinrichtung zum Bestimmen einer für eine Fehlzündung kritischen Steuerzeit, durch die ein Fehlzündungsbereich und ein normaler Verbrennungsbereich einer Einspritzstartzeit für den Kraftstoffinjektor abgegrenzt werden, auf der Grundlage eines Vergleichs der abgeschätzten Drehmomente mit einem Referenzdrehmoment, wobei der Fehlzündungsbereich der Einspritzstartzeit derart definiert ist, dass eine Kraftstoffeinspritzung, die durch den Kraftstoffinjektor zu einer Steuerzeit innerhalb des Fehlzündungsbereichs durchgeführt wird, zu einer Fehlzündung in dem Zylinder führt, der normale Verbrennungsbereich der Einspritzstartzeit derart definiert ist, dass eine Kraftstoffeinspritzung, die durch den Kraftstoffinjektor zu einer Steuerzeit innerhalb des normalen Verbrennungsbereichs durchgeführt wird, zu einer normalen Verbrennung in dem Zylinder führt; und eine Korrektureinrichtung zum Korrigieren der durch die Einstelleinrichtung eingestellten Einspritzstartzeit unter Verwendung einer Differenz zwischen der für eine Fehlzündung kritischen Steuerzeit, die durch die Bestimmungseinrichtung bestimmt wird, und einer für eine Referenzfehlzündung kritischen Steuerzeit, die mit dem Referenzwert des auf die Verbrennung bezogenen Parameters vorbestimmt wird, als einen Einspritzstartzeitkorrekturwert.
Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Einspritzstartzeiten für die Einzelkraftstoffeinspritzungen derart durch die Steuereinrichtung eingestellt werden, dass sie innerhalb des Fehlzündungsbereichs der Einspritzstartzeit fallen und von einer am weitesten verzögerten Einspritzstartzeit der Einspritzstartzeiten um vorgegebene Beträge fortschreitend vorrücken, und die Bestimmungseinrichtung die Einspritzstartzeit bestimmt, bei der die Einzelkraftstoffeinspritzung, die zu einem der abgeschätzten Drehmomente führt, das zunächst nicht geringer als das Referenzdrehmoment wird, durchgeführt wird, und die erfasste Einspritzstartzeit als die für eine Fehlzündung kritische Steuerzeit bestimmt.
Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Einspritzstartzeiten für die Einzelkraftstoffeinspritzungen derart durch die Steuereinrichtung eingestellt werden, dass sie innerhalb des normalen Verbrennungsbereichs der Einspritzstartzeit fallen und von einer am meisten vorgerückten Einspritzstartzeit der Einspritzstartzeiten um vorgegebene Beträge fortschreitend verzögert werden, und die Bestimmungseinrichtung die Einspritzstartzeit erfasst, bei der die Einzelkraftstoffeinspritzung, die zu einem der abgeschätzten Drehmomente führt, die zunächst geringer als das Referenzdrehmoment werden, durchgeführt wird, und die Einspritzstartzeit bestimmt, die der erfassten Einspritzstartzeit als die für eine Fehlzündung kritische Steuerzeit unmittelbar vorhergeht.
Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Einspritzstartzeiten für die Einzelkraftstoffeinspritzungen derart durch die Steuereinrichtung eingestellt werden, so dass sie zwischen dem Fehlzündungsbereich der Einspritzstartzeit und dem normalen Verbrennungsbereich der Einspritzstartzeit mit fortschreitend verringernden Wechselgrößenordnungen wechseln, und die Bestimmungseinrichtung die Einspritzstartzeit erfasst, bei der die Einzelkraftstoffeinspritzung, die zu einem der abgeschätzten Drehmomente führt, das zunächst ungefähr gleich dem Referenzdrehmoment wird, durchgeführt wird, und die erfasste Einspritzstartzeit als die für eine Fehlzündung kritische Steuerzeit bestimmt.
Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner mit einem Speicher, in dem für die Einstelleinrichtung notwendige Daten gespeichert sind, um die Einspritzstartzeit mit dem Referenzwert des auf die Verbrennung bezogenen Parameters einzustellen, wobei die Korrektureinrichtung die durch die Einstelleinrichtung eingestellte Einspritzstartzeit durch Korrigieren der Daten mit dem Einspritzstartzeitkorrekturwert korrigiert.
Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der auf die Verbrennung bezogene Parameter die Cetan-Zahl des Kraftstoffes ist.