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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Technisches Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf eine Kraftstoffeinspritzmengenlernvorrichtung, welche in einem Kraftstoffeinspritzsystem mit einer gemeinsamen Kraftstoffleitung bzw. Common-Rail für Dieselmaschinen eingesetzt werden kann, um die Menge von Kraftstoff zu lernen, die von Kraftstoffeinspritzeinrichtungen gesprüht wird.
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2. Hintergrundtechnik
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Es sind Kraftstoffeinspritzsysteme für Dieselmaschinen bekannt, welche zum Sprühen einer kleinen Menge von Kraftstoff in die Maschine (üblicherweise Voreinspritzung bzw. Testeinspritzung genannt) vor einer Haupteinspritzung von Kraftstoff gestaltet bzw. ausgebildet sind, um Verbrennungsrauschen oder Nox-Emissionen zu reduzieren. Die Menge von Kraftstoff, die für die Testeinspritzung verwendet wird, ist sehr klein, wodurch eine Verbesserung der Genauigkeit bei einer Steuerung der Menge von Kraftstoff, die aus der Kraftstoffeinspritzeinrichtung zu sprühen ist, erforderlich ist, um die vorstehenden vorteilhaften Effekte der Testeinspritzung vollständig sicherzustellen. Das Erfüllen eines derartigen Erfordernisses wird erzielt, indem eine Differenz zwischen einer Sollmenge von Kraftstoff, die aus der Kraftstoffeinspritzeinrichtung zu sprühen ist, und einer resultierenden Menge von Kraftstoff, die tatsächlich von der Kraftstoffeinspritzeinrichtung gesprüht wird, (welche nachfolgend als eine Einspritzmenge bezeichnet wird) bestimmt wird und eine Eindauer korrigiert wird, für welche die Kraftstoffeinspritzeinrichtung geöffnet gehalten wird, um so die bestimmte Differenz wie erforderlich zu kompensieren.
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Die japanische Patenterstveröffentlichung Nr.
JP 2005-36 788 A lehrt ein Einspritzmengenlernsystem zur Verwendung in einem Kraftstoffeinspritzsystem mit einer gemeinsamen Kraftstoffleitung, welche ausgebildet ist zum Anweisen der Kraftstoffeinspritzeinrichtung, während einer Nichteinspritzperiode, wie beispielsweise einer Verlangsamung der Maschine, für welche keine erforderliche Last auf die Maschine wirkt, einen einzelnen Strahl mit einer kleinen Menge von Kraftstoff in eine Dieselmaschine zu sprühen, wobei ein Ansteuerimpulssignal, welches angibt, dass eine Sollmenge von Kraftstoff, die von der Kraftstoffeinspritzeinrichtung zu sprühen ist, kleiner als Null (0) ist, an die Kraftstoffeinspritzeinrichtung ausgegeben wird, und zum Abtasten einer Drehzahländerung der Maschine, die aus der Einspritzung des Strahls des Kraftstoffs in die Maschine resultiert, um die kleine Mange von Kraftstoff zu lernen, die tatsächlich von der Kraftstoffeinspritzeinrichtung gesprüht wird. Es sei erwähnt, dass das Ansteuerimpulssignal, welches angibt, dass die Sollmenge kleiner als Null (0) ist, zur Energiezufuhr zu der Kraftstoffeinspritzeinrichtung nur für eine kurze Zeitperiode dient, ohne dass der Kraftstoff tatsächlich gesprüht wird.
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Wenn es erforderlich ist, die Einspritzmenge zu lernen, ist das vorangehende Einspritzmengenlernsystem ausgebildet, den Druck in der gemeinsamen Kraftstoffleitung, wie er in einer regulären Kraftstoffeinspritzsteuerbetriebsart verwendet wird, auf einen Sollpegel zu ändern, bei welchem die Kraftstoffeinspritzmenge in einer Einspritzmengenlernbetriebsart gelernt werden soll. Wenn der Druck in der gemeinsamen Kraftstoffleitung in einen Bereich fällt, der zur Erfüllung von Erfordernissen ausgewählt wird, um das Lernen der Einspritzmenge zu initiieren, weist das Einspritzmengenlernsystem die Kraftstoffeinspritzeinrichtung an, den Kraftstoff zu sprühen, und tastet eine resultierende Drehzahländerung der Dieselmaschine ab, um die Menge von Kraftstoff zu berechnen, die tatsächlich von der Kraftstoffeinspritzeinrichtung gesprüht wird.
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Das vorangehende Einspritzsystem mit einer gemeinsamen Kraftstoffleitung ist gestaltet bzw. ausgebildet, um den Durchsatz bzw. die Flussrate von an die gemeinsame Kraftstoffleitung geliefertem Kraftstoff durch eine Zufuhrpumpe in einer Regelungsbetriebsart zu regeln. Die Zufuhrpumpe wird durch eine Ausgabe bzw. Leistungsabgabe der Dieselmaschine angetrieben bzw. angesteuert. Daher wird, während der Einspritzmengenlernbetriebsart, eine Änderung eines Betriebs der Zufuhrpumpe zum Halten des Drucks in der gemeinsamen Kraftstoffleitung auf einem konstanten Pegel in eine Änderung des Drehmoments zur Folge haben, das zur Ansteuerung der Zufuhrpumpe erforderlich ist, das heißt einer Änderung der Last auf die Dieselmaschine, welche zu einer Drehzahländerung der Dieselmaschine führt. Eine derartige Änderung resultiert in einem Fehler beim Berechnen der Menge von Kraftstoff, die tatsächlich aus der Kraftstoffeinspritzeinrichtung gesprüht wird. Insbesondere kann die Regelung des Drucks in der gemeinsamen Kraftstoffleitung durch die Zufuhrpumpe während der Einspritzmengenlernbetriebsart in einer Verminderung der Genauigkeit beim Bestimmen der Kraftstoffmenge resultieren, die tatsächlich von der Kraftstoffeinspritzeinrichtung gesprüht wird.
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Die Druckschrift
DE 10 2004 053 580 A1 offenbart ein Einspritzsteuersystem einer Dieselbrennkraftmaschine. Eine elektronische Steuereinheit eines Einspritzsteuersystems einer Brennkraftmaschine bestimmt, dass eine Last einer Kraftstoffpumpe stabilisiert ist, wenn eine Druckförderbetriebsverzögerung verstrichen ist, seit eine zu der Kraftstoffpumpe ausgegebene Befehlsdruckfördermenge eine bestimmte zum Erhalten eines Einspritzsolldrucks erforderliche Druckfördermenge erreicht. Das System führt die Regelungsbetriebsart durch, um den Druck in der gemeinsamen Kraftstoffleitung auf dem Solllevel zu halten.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es ist daher eine Hauptaufgabe der Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden
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Es ist eine andere Aufgabe der Erfindung, eine Kraftstoffeinspritzmengenlernvorrichtung bereitzustellen, die ausgebildet ist, um einen Betrieb einer Zufuhrpumpe zu stabilisieren, um die Genauigkeit beim Lernen der Kraftstoffmenge sicherzustellen, die aus einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung gesprüht wird.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine Kraftstoffeinspritzmengenlernvorrichtung bereitgestellt zur Verwendung bei einem Kraftstoffeinspritzsystem mit gemeinsamer Kraftstoffleitung, das mit einer gemeinsamen Kraftstoffleitung ausgestattet und zum Sprühen von Kraftstoff, wie er in der gemeinsamen Kraftstoffleitung gespeichert ist, durch eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung in einen Zylinder einer Dieselmaschine ausgebildet ist. Die Einspritzmengenlernvorrichtung umfasst (a) eine Zufuhrpumpe, die so ausgebildet ist, dass sie durch eine Ausgabe bzw. Leistungsabgabe der Dieselmaschine angesteuert wird, um Kraftstoff unter Druck zu setzen und der gemeinsamen Kraftstoffleitung zuzuführen, (b) einen Drucksensor, der zum Messen eines Drucks des Kraftstoffs in der gemeinsamen Kraftstoffleitung eingerichtet ist, und (c) eine Einspritzmengenlernschaltung, die zum Lernen einer Einspritzmenge eingerichtet ist, die eine Menge des Kraftstoffs ist, die tatsächlich von der Kraftstoffeinspritzeinrichtung gesprüht wird, wenn in eine Einspritzmengenlernbetriebsart eingetreten ist bzw. wird. Die Einspritzmengenlernschaltung ist dazu eingerichtet, einen Durchsatz bzw. eine Flussrate des Kraftstoffs zu steuern, der von der Zufuhrpumpe geliefert wird, um den Druck in der gemeinsamen Kraftstoffleitung in einer Regelungsbetriebsart zu regeln. Wenn der Druck in der gemeinsamen Kraftstoffleitung, wie er durch den Drucksensor gemessen wird bzw. ist, in einen gegebenen Bereich zwischen einer oberen und unteren Grenze um einen Solldruck in der Kraftstoffleitung herum fällt, ist die Einspritzmengenlernschaltung dazu eingerichtet, die Regelungsbetriebsart zu sperren, um die Flussrate des Kraftstoffs, der von der Zufuhrpumpe an die gemeinsame Kraftstoffleitung geliefert wird, konstant zu halten, und die Kraftstoffeinspritzeinrichtung anzuweisen, ein gegebenes Maß des Kraftstoffs zu sprühen. Die Einspritzmengenlernschaltung ist dazu eingerichtet, eine Drehzahländerung der Dieselmaschine, die aus einem Sprühen des Kraftstoffs in diese entsteht, zu messen und, als die Einspritzmenge, eine Menge von Kraftstoff, die tatsächlich von der Kraftstoffeinspritzeinrichtung gesprüht wird, als eine Funktion der gemessenen Drehzahländerung der Dieselmaschine zu berechnen. Insbesondere arbeitet die Einspritzmengenlernschaltung, wenn die Drehzahländerung der Dieselmaschine zum Berechnen der Einspritzmenge gemessen wird, um den Einfluss einer Änderung beim Betrieb der Zufuhrpumpe auf den Betrieb der Dieselmaschine zu minimieren, um die Genauigkeit beim Berechnen der Einspritzmenge unter Verwendung der Drehzahl der Maschine sicher zu stellen.
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Bei der bevorzugten Betriebsart der Erfindung ist die Einspritzmengenlernschaltung dazu eingerichtet, die Regelungsbetriebsart zumindest für eine Zeitperiode zwischen der Zeit, zu der der Kraftstoff von der Kraftstoffeinspritzeinrichtung gesprüht wird, und der Zeit, zu der die Drehzahl der Dieselmaschine gemessen wird, zu sperren, um die Einspritzmenge zu berechnen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
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Die vorliegende Erfindung wird aus der nachfolgend gegebenen ausführlichen Beschreibung und aus den beiliegenden Zeichnungen der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung besser verstanden, welche jedoch nicht zur Beschränkung der Erfindung auf die spezifischen Ausführungsbeispiele genommen werden sollten, sondern dem Zweck einer Erläuterung und zum Verständnis dienen sollen.
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Es zeigen:
- 1 ein Blockschaltbild, welches ein Kraftstoffeinspritzsystem veranschaulicht, in welchem eine Einspritzmengenlernvorrichtung gemäß der Erfindung installiert ist; und
- 2 ein Zeitverlaufsdiagramm, welches Betriebe bzw. Vorgänge der Einspritzmengenlernvorrichtung von 1 zeigt.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Bezugnehmend auf die Zeichnung, in welcher gleiche Bezugszeichen sich auf gleiche Teile in mehreren Ansichten beziehen, insbesondere auf 1, ist dort ein Kraftstoffeinspritzsystem 20 für Dieselmaschinen gezeigt, welches mit einer Einspritzmengenlernvorrichtung 10 ausgestattet ist. Das hierin genannte Kraftstoffeinspritzsystem 20 ist als ein herkömmliches Kraftstoffeinspritzsystem mit gemeinsamer Kraftstoffleitung bzw. Common-Rail ausgebildet, das zur Steuerung einer Einspritzung von Kraftstoff in eine Dieselmaschine 21 arbeitet bzw. dient. Das Kraftstoffeinspritzsystem 20 umfasst einen Kraftstofftank 22, ein Saugsteuerventil 23, eine Zufuhrpumpe 24, eine Common-Rail bzw. gemeinsame Kraftstoffleitung 25 und Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 40. Die Einspritzmengenlernvorrichtung 10 ist durch eine Maschinensteuereinheit (ECU) 11 realisiert. Das Saugsteuerventil 23 und die Zufuhrpumpe 24 sind als eine Pumpeneinheit 27 zusammengesetzt.
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Der Kraftstofftank 22 speichert darin Kraftstoff bei einem atmosphärischen Druck. Der Kraftstoff in dem Kraftstofftank 22 wird durch eine (nicht abgebildete) Niederdruckpumpe dem Saugsteuerventil 23 durch ein Saugrohr 31 zugeführt. Die Zufuhrpumpe 24 hat darin eine Druckkammer gebildet und umfasst Kolben, welche sich in entgegen gesetzten Richtungen hin und her bewegen, um den Kraftstoff in die Druckkammer zu saugen und ihn zyklisch unter Druck zu setzen und auszustoßen. Die Menge von aus der Zufuhrpumpe 24 auszustoßendem Kraftstoff hängt von derjenigen ab, die in die Druckkammer zu saugen ist. Die Kolben werden durch das Drehmoment bewegt, das von der Dieselmaschine 21 durch eine Kurbelwelle 28 übertragen wird. Der Kraftstoff, wie er durch die Zufuhrpumpe 24 unter Druck gesetzt ist, wird an die gemeinsame Kraftstoffleitung 25 geliefert. Die Zufuhrpumpe 24 hat eine Öffnung, an welches ein Kraftstofflieferrohr 32 angeschlossen ist. Das Kraftstofflieferrohr 32 verbindet zwischen der Zufuhrpumpe 24 und der gemeinsamen Kraftstoffleitung 25.
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Die gemeinsame Kraftstoffleitung 25 dient als ein Akkumulator, in welchem der Kraftstoff, wie er von der Zufuhrpumpe 24 unter Druck gesetzt und gespeist ist, gespeichert und unter einem gesteuerten Druck gehalten wird. Die gemeinsame Kraftstoffleitung 25 verbindet mit den Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 40, um den Kraftstoff jeweils in Zylinder 29 der Dieselmaschine 21 zu sprühen. Jede der Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 40 ist in einem der Zylinder 29 installiert und arbeitet bzw. dient zum Einspritzen des Kraftstoffs, wie er von der gemeinsamen Kraftstoffleitung 25 zugeführt wird, in eine Verbrennungskammer in dem Zylinder 29. Die Zufuhrpumpe 24, die gemeinsame Kraftstoffleitung 25, und die Einspritzeinrichtungen 40 sind mit einem Rückführungsrohr 33 verbunden. Ein überschüssiges Maß an Kraftstoff in der Zufuhrpumpe 24, der gemeinsamen Schiene 25, und den Einspritzeinrichtungen 40 wird durch das Rückführungsrohr 33 zurück zu dem Kraftstofftank 22 gebracht.
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Die ECU 11 ist durch einen typischen Mikrocomputer realisiert, der aus einer CPU, einem ROM, und einem RAM aufgebaut ist. Die CPU arbeitet bzw. dient zur Realisierung eines in dem ROM gespeicherten Steuerprogramms, um den gesamten Betrieb des Kraftstoffeinspritzsystems 20 zu steuern. Die ECU 11, wie später ausführlich beschrieben wird, ist ausgebildet, um eine Pumpensteuerfunktion durchzuführen. Die ECU 11 verbindet bei Eingabeanschlüssen mit einem Drucksensor 13, einem Fahrpedalpositionssensor 14, und einem Drehbewegungssensor 15. Der Drucksensor 13 ist in der gemeinsamen Kraftstoffleitung 25 installiert, um den Druck von Kraftstoff in der gemeinsamen Kraftstoffleitung 25 (welcher nachfolgend auch als ein Kraftstoffleitungsdruck bezeichnet wird) zu messen, um ein diesen anzeigendes elektrisches Signal an die ECU 11 bereitzustellen. Der Fahrpedalpositionssensor 14 arbeitet bzw. dient zum Messen der Position eines (nicht abgebildeten) Fahrpedals des Fahrzeugs (dass heißt des Maßes eines Öffnens des Drosselventils) und zum Ausgeben eines diese anzeigenden elektrischen Signals an die ECU 11. Der Drehbewegungssensor 15 kann durch einen typischen Kurbelwinkelsensor realisiert werden, welcher die Position (das heißt Kurbelwinkel) der Kurbelwelle 28 der Dieselmaschine 21 misst und ein diese anzeigendes elektrisches Signal an die ECU 11 ausgibt.
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Die ECU 11 überwacht die Drehzahl der Dieselmaschine 21, wie sie durch den Drehbewegungssensor 15 gemessen wird, und die Position des Fahrpedals, wie sie durch den Fahrpedalpositionssensor 14 gemessen wird, und bestimmt eine Betriebsbedingung der Dieselmaschine 21. Die ECU 11 berechnet eine Sollmenge von Kraftstoff, die von jeder der Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 40 auf der Grundlage der Betriebsbedingung der Dieselmaschine 21 zu sprühen ist, und regelt den Druck in der gemeinsamen Kraftstoffleitung 25 auf der Grundlage der Sollmenge des Kraftstoffs.
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Die ECU 11 verbindet einen Ausgabeanschluss mit dem Saugsteuerventil 23 und einer elektrischen Ansteuereinheit (EDU) 12. Das Saugsteuerventil 23 spricht auf einen gesteuerten Strom an, wie er aus der ECU 11 ausgegeben wird, um das Maß von Kraftstoff zu regeln, das in die Zufuhrpumpe 24 zu saugen ist. Die ECU 11 gibt ein Ansteuersignal bzw. Antriebssignal an das Saugsteuerventil aus. Das Saugsteuerventil 23 spricht auf das Ansteuersignal an, um ein darin installiertes (nicht abgebildetes) Ventil zum Regeln der Flussrate von Kraftstoff zu bewegen, der aus dem Kraftstofftank 22 in eine Druckkammer der Zufuhrpumpe 24 zu saugen ist.
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Insbesondere arbeitet bzw. dient die ECU 11, wie zuvor beschrieben, zum Bestimmen einer Sollmenge von Kraftstoff, die von jeder der Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 40 zu sprühen ist, als eine Funktion des Maßes eines Herabdrückens des Fahrpedals, wie es durch den Fahrpedalpositionssensor 14 gemessen wird, und der Drehzahl der Dieselmaschine 21, wie sie durch den Drehbewegungssensor 15 gemessen wird, und berechnet einen Solldruck in der gemeinsamen Kraftstoffleitung 25 auf der Grundlage der Sollmenge von Kraftstoff. Die ECU 11 arbeitet bzw. dient auch zur Steuerung des Durchsatzes bzw. der Flussrate von Kraftstoff, der durch das Saugsteuerventil 23 in die Zufuhrpumpe 24 gesaugt wird, um so den Druck in der gemeinsamen Kraftstoffleitung 25, wie er durch den Kraftstoffsensor 23 gemessen wird, in Übereinstimmung mit dem Solldruck in einer Rückkopplungsbetriebsart bzw. Regelungsbetriebsart zu bringen.
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Die EDU 12 verbindet mit Magnetventilen 41, die in den Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 40 installiert sind, und spricht auf ein (nachfolgend auch als ein Einspitzsteuersignal bezeichnetes) Ansteuersignal an, wie es aus der ECU 11 ausgegeben wird, um ein Ansteuerimpulssignal für jedes der Magnetventile 41 der Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 40 zu erzeugen. Jedes der Magnetventile 41 wird durch das Ansteuerimpulssignal von der ECU 11 mit Energie versorgt, um eine entsprechende Einspritzeinrichtung der Einspritzeinrichtungen 40 zu öffnen, wodurch der in der gemeinsamen Kraftstoffleitung 25 gespeicherte Kraftstoff in die Verbrennungskammer des Zylinders 29 der Dieselmaschine 21 gesprüht wird.
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Nachfolgend wird der Betrieb der Einspritzmengenlernvorrichtung 10 unter Bezugnahme auf ein Zeitverlaufsdiagramm von 2 beschrieben.
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Wenn das Fahrpedal herabgedrückt gehalten wird, wird die Dieselmaschine 21 weiter in einer Lastbedingung laufen. Wenn das Fahrpedal zu der Zeit t1 losgelassen wird, stoppt die ECU 11 ein Ausgeben des Einspritzsteuersignals an die EDU 12. Das Einspritzsteuersignal wird, wie zuvor beschrieben, als eine Funktion des Hubs des Fahrpedals erzeugt und von der ECU 11 an die EDU 12 ausgegeben. Die EDU 12 spricht auf das Einspritzsteuersignal an, um das Ansteuerimpulssignal für das Magnetventil 41 von jeder der Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 40 zu erzeugen und an es auszugeben. Die ECU 11 ist gestaltet bzw. ausgebildet, das Einspritzsteuersignal nicht sofort auszuschalten, wenn das Fahrpedal gelöst wird, sondern den Wert des Einspritzsteuersignals allmählich zu vermindern. Insbesondere wird das Einspritzsteuersignal von der Zeit t1 zu der Zeit t2 mit einer gegebenen Rate im Pegel vermindert, wodurch verursacht wird, dass die Menge von Kraftstoff, die tatsächlich aus der Kraftstoffeinspritzeinrichtung 40 gesprüht wird (welche nachfolgend auch als eine Einspritzmenge bezeichnet wird), von der Zeit t1 bis zu der Zeit t2 allmählich vermindert wird, so dass die Drehzahl der Dieselmaschine 21 allmählich abnimmt.
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Falls das Einspritzsteuersignal gerade danach ausgeschaltet wird, nachdem das Fahrpedal zu der Zeit t1 gelöst wird bzw. ist, wird es die Kraftstoffeinspritzeinrichtung 40 deaktivieren, um das Sprühen des Kraftstoffs sofort zu stoppen. Dies wird für ein kurzes Zeitmaß eine schnelle Änderung des aus der Dieselmaschine 21 ausgegebenen Drehmoments zur Folge haben, was zu der Instabilität beim Verhalten eines Fahrzeugs führt, in welchem die Dieselmaschine 21 montiert ist, sowie der Dieselmaschine 21. Um dieses Problem zu vermeiden, ist die ECU 11 gestaltet bzw. ausgebildet, den Pegel des Einspritzsteuersignals, nachdem das Fahrpedal zu der Zeit t1 gelöst ist, bis zur Zeit t2 allmählich zu vermindern, um das Leistungsabgabedrehmoment der Dieselmaschine 21 moderat zu vermindern.
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Wenn das Fahrpedal zu der Zeit t1 gelöst ist, arbeitet die ECU 11, wie zuvor beschrieben, um den Pegel des Einspritzsteuersignals zu vermindern, so dass der Druck in der gemeinsamen Kraftstoffleitung 25 abnimmt. Die ECU 11 vermindert die Flussrate von aus der Zufuhrpumpe 24 ausgestoßenem Kraftstoff synchron mit einer Verminderung der Menge von Kraftstoff, die von den Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 40 gesprüht wird. Die ECU 11 gibt das Ansteuersignal an das Saugsteuerventil 23 aus, um die Flussrate von aus der Zufuhrpumpe 24 ausgestoßenem Kraftstoff zu steuern. Eine Verminderung der Flussrate von aus der Zufuhrpumpe 24 ausgegebenem Kraftstoff wird eine Druckabsenkung in der gemeinsamen Kraftstoffleitung 25 zur Folge haben.
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Wenn das Einspritzsteuersignal zu der Zeit t2 in einen AusZustand versetzt wird, erhöht die ECU 11 die Flussrate von Kraftstoff, der von der Zufuhrpumpe 24 der gemeinsamen Kraftstoffleitung 25 zugeführt wird, das heißt, die Menge von aus der Zufuhrpumpe 24 ausgestoßenem Kraftstoff. Dies verursacht, dass sich der Druck in der gemeinsamen Kraftstoffleitung 25 (der nachfolgend auch als ein Kraftstoffleitungsdruck bezeichnet wird) erhöht. Insbesondere tritt die ECU 11 in eine Einspritzmengenlernbetriebsart ein, um eine Sollmenge von Kraftstoff, die von der Kraftstoffeinspritzeinrichtung 40 zu sprühen ist, wie auf der Grundlage der Betriebsbedingung der Dieselmaschine 25 in einer regulären Kraftstoffeinspritzsteuerbetriebsart bestimmt, zu derjenigen zu ändern, die beim Lernen der Menge von Kraftstoff (das heißt, der Einspritzmenge) verwendet wird, die von jeder der Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 40 tatsächlich zu sprühen ist. Die ECU 11 arbeitet bzw. dient zur Steuerung der Flussrate von aus der Zufuhrpumpe 24 ausgestoßenem Kraftstoff, dass heißt, der Flussrate von Kraftstoff, der durch das Saugsteuerventil 23 auf der Grundlage des Drucks in der gemeinsamen Kraftstoffleitung 25 gesaugt wird, wie er durch den Drucksensor 13 gemessen ist, in der Regelungsbetriebsart, um den Druck in der gemeinsamen Kraftstoffleitung 25 in Übereinstimmung mit einem Sollwert zu bringen, wie er in der ECU 11 berechnet ist.
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Wenn das Einspritzsteuersignal zu der Zeit t2 in den Ausschalt-Zustand versetzt wird, schaltet die ECU 11 eine Lernzulässigkeitskennung auf Ein, um die Einspritzmengenlernvorrichtung 10 in die Einspritzmengenlernbetriebsart zu versetzen, um die Menge von Kraftstoff zu lernen, die von jeder der Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 40 gesprüht wird. Wenn die Lernzulässigkeitskennung auf Ein geschaltet ist, bestimmt die ECU 11, ob die Dieselmaschine 21 in einer gegebenen Bedingung ist, welche zulässt, dass die Einspritzmenge zu lernen ist oder nicht. Wenn die Einspritzmenge gelernt wird, ist es ratsam, dass die Dieselmaschine 21 in eine Bedingung versetzt wird, in welcher gesprühter Kraftstoff gut verbrannt wird. Wenn beispielsweise das Einspritzsteuersignal ausgeschaltet ist, überwacht die ECU 11 die Flussrate von Einlassluft, die in die Dieselmaschine 21 geladen wird, den Druck von Luft, die durch einen (nicht abgebildeten) Auflader bzw. Verdichter bzw. Kompressor geladen wird, und/oder die Temperatur der Einlassluft, um zu bestimmen, ob sich der Betrieb der Dieselmaschine 21 in der Bedingung befindet, die zum Lernen der Einspritzmenge geeignet ist, oder nicht.
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Wenn die Lernzulässigkeitskennung zu der Zeit t2 auf Ein geschaltet ist, steuert die ECU 11 das Saugsteuerventil 23, um die Menge von Kraftstoff zu erhöhen, die von der Zufuhrpumpe 24 an die gemeinsame Kraftstoffleitung 25 geliefert wird, um den Druck in der gemeinsamen Kraftstoffleitung 25 bis zu einem (nachfolgend auch als ein Lerndruckbereich bezeichneten) Bereich anzuheben, der zum Lernen der Einspritzmenge im Voraus gewählt ist. Die ECU 11 bestimmt einen Sollkraftstoffleitungsdruck PS, welcher der Druck in der gemeinsamen Kraftstoffleitung 25 ist, bei welchem die Einspritzmenge zu lernen ist. Wenn der Druck in der gemeinsamen Kraftstoffleitung 25, wie er durch den Drucksensor 13 gemessen ist, zwischen eine untere Grenze PSmin und eine obere Grenze PSmax gebracht wird, beginnt die ECU 11 (das heißt, die Einspritzmengenlernvorrichtung 10) ein Lernen der Einspritzmenge. Die obere und untere Grenze PSmax und PSmin sind so ausgewählt, um einen zulässigen Sollbereich des Sollkraftstoffleitungsdrucks PS plus eine Variation des Drucks in der gemeinsamen Kraftstoffleitung 25 zu definieren, der zum Lernen der Einspritzmenge erlaubt ist.
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Wenn es herausgefunden wird, dass der tatsächliche Druck in der gemeinsamen Kraftstoffleitung 25, wie er durch den Drucksensor 13 gemessen ist, die untere Grenze PSmin überschritten hat und in den zulässigen Sollbereich gesunken ist, und dass die Dieselmaschine 21 in die Bedingung versetzt worden ist, die zum Lernen der Einspritzmenge geeignet ist (was nachfolgend auch als eine Lernbedingung bezeichnet wird), schaltet die ECU 11 bei der Zeit t3 eine Zum-Lernen-Geeignet-Kennung bzw. Lerneignungskennung auf Ein, um die Einspritzmengenlernvorrichtung 10 in die Einspritzmengenlernbetriebsart zu versetzen.
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Wenn die Lerneignungskennung bei der Zeit t3 auf Ein geschaltet ist, schaltet die ECU 11 eine Bevor-Einspritzung-Datenabtastkennung auf Ein. Wenn die Bevor-Einspritzung-Datenabtastkennung auf Ein geschaltet ist, schaltet die ECU 11 auch eine Regelungssperrkennung auf Aus, um die Rückkopplungssteuerung bzw. Regelung zum Regeln der Menge von Kraftstoff, die aus der Zufuhrpumpe 24 ausgestoßen wird, das heißt durch das Saugsteuerventil 23 gesaugt wird, zu regeln. Dies sperrt bzw. verhindert, dass die Flussrate von Kraftstoff, der von der Zufuhrpumpe 24 an die gemeinsame Kraftstoffleitung 25 zu liefern ist, in der Regelungsbetriebsart geregelt wird, so dass die Flussrate von der gemeinsamen Kraftstoffleitung 25 zugeführtem Kraftstoff fast konstant sein wird.
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Wenn die Bevor-Einspritzung-Datenabtastkennung zu der Zeit t3 auf Ein geschaltet wird bzw. ist, tastet die ECU 11 Bevor-Einspritzung-Daten, beispielsweise die Drehzahl NE der Dieselmaschine 21, usw., vor einer Anweisung von jeder der Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 40 ab, einen Kraftstoffstrahl in die Dieselmaschine 21 zu sprühen, um eine resultierende Menge von tatsächlich gesprühtem Kraftstoff (das heißt, der Einspritzmenge) zu lernen. Beispielsweise überwacht die ECU 11 die Ausgabe des Drehbewegungssensors 15 und misst einen Winkel, um welchen sich die Kurbelwelle 28 pro Einheitszeit gedreht hat, um die Drehzahl NE der Dieselmaschine als die Bevor-Einspritzung-Daten zu berechnen. Die ECU 11 speichert die Bevor-Einspritzung-Daten in dem RAM oder einem externen Speicher (die nicht abgebildet sind). Zwischen der Zeit t3 und der Zeit t4 setzt die ECU 11 ein Abtasten der Bevor-Einspritzung-Daten fort. Die Bevor-Einspritzung-Daten können auch die Flussrate und/oder die Temperatur der Einlassluft umfassen, den Druck von durch den Verdichter geladener Luft und/oder die Temperatur von Maschinenkühlmittel, welche zur Kühlung der Dieselmaschine 21 Verwendung finden.
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Wenn die Zeit t4 nach einem Verstreichen einer gegebenen Zeitdauer seit der Zeit t3 erreicht ist, schaltet die ECU 11 die Bevor-Einspritzung-Datenabtastkennung auf Aus und eine Nach-Einspritzung-Datenabtastkennung und eine Lerneinspritzkennung auf Ein. Gleichzeitig gibt die ECU 11 auch ein Lerneinspritzsteuersignal an die EDU 12 aus. Die EDU 12 spricht auf das Lerneinspritzsteuersignal an, um das Ansteuerimpulssignal an eine ausgewählte Kraftstoffeinspritzeinrichtung der Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 40 auszugeben. Das Ansteuerimpulssignal hat eine Impulsbreite, die zum Lernen der Einspritzmenge ausgewählt wird. Die eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung der Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 40 sprüht dann einen einzelnen Strahl mit einem kleinen Maß von Kraftstoff, wie durch die Impulsbreite des Ansteuerimpulssignals bestimmt, an einen entsprechenden Zylinder der Zylinder 29 der Dieselmaschine 21.
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Wenn die Nach-Einspritzung-Datenabtastkennung und die Lerneinspritzkennung zu der Zeit t4 auf Ein geschaltet sind, tastet die ECU 11 Nach-Einspritzung-Daten ab, nachdem der Kraftstoff gesprüht ist. Wie die Bevor-Einspritzung-Daten umfassen die Nach-Einspritzung-Daten die Drehzahl NE der Dieselmaschine 21 usw., wie sie abgeleitet werden, nachdem der Kraftstoff gesprüht ist. Die ECU 11 speichert die Nach-Einspritzung-Daten über die Betriebsbedingung der Dieselmaschine 21 in dem RAM oder dem externen Speicher (die nicht gezeigt sind).
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Wenn der Kraftstoff zu der Zeit t4 aus der Kraftstoffeinspritzeinrichtung 40 in die Dieselmaschine 21 gesprüht worden ist, wird dies eine Absenkung des Drucks in der gemeinsamen Kraftstoffleitung 25 zur Folge haben. Bei Beendigung des Sprühens des Kraftstoffs von der Kraftstoffeinspritzeinrichtung 40 kann sich der Druck in der gemeinsamen Kraftstoffleitung 25 unter die untere Grenze PSmin vermindern. Da die Regelungssperrkennung zu der Zeit t3 auf Ein geschaltet wurde, setzt die ECU 11 fort, eine Durchführung der Regelung für die Flussrate von Kraftstoff zu stoppen, der von der Zufuhrpumpe 24 an die gemeinsame Kraftstoffleitung 25 geliefert wird, so dass der Druck in der gemeinsamen Kraftstoffleitung 25 auf einem Pegel gehalten wird, der als eine Folge des Sprühens von Kraftstoff vermindert ist.
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Die ECU 11 setzt ein Abtasten der Nach-Einspritzung-Daten bis zu der Zeit t5 nach einem Verstreichen einer gegebenen Zeitperiode seit der Zeit t4 fort. Während des Intervalls zwischen den Zeiten t4 und t5 wird die Regelungssperrkennung weiter auf Ein gehalten, um die Regelung der Flussrate von Kraftstoff zu stoppen, der von der Zufuhrpumpe 24 an die gemeinsame Kraftstoffleitung 25 zu liefern ist, so dass der Betrieb der Zufuhrpumpe 24 konstant gehalten wird. Dies hat fast keine Änderung der Last auf die Dieselmaschine 21 zur Folge, welche aus einer Änderung eines Betriebs der Zufuhrpumpe 24 entsteht. Zwischen der Zeit t4 und der Zeit t5, in welcher die ECU 11 die Nach-Einspritzung-Daten abtastet, wird daher keine irreguläre Änderung bei der Drehzahl der Dieselmaschine 21 auftreten.
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Wenn die Zeit t5 erreicht ist, schaltet die ECU 11 sowohl die Nach-Einspritzung-Datenabtastkennung als auch die Regelungssperrkennung auf Aus. Die ECU 11 nimmt eine Steuerung der Flussrate von Kraftstoff, der von der Zufuhrpumpe 24 an die gemeinsame Kraftstoffleitung 25 geliefert wird, wieder in der Regelungsbetriebsart auf, so dass die Flussrate von der gemeinsamen Kraftstoffleitung 25 zugeführtem Kraftstoff erhöht wird, um den Druck in der gemeinsamen Kraftstoffleitung 25 anzuheben. Wenn der Kraftstoffleitungsdruck, wie er durch den Kraftstoffsensor 13 gemessen ist, den Sollkraftstoffleitungsdruck PS erreicht, wird die Bevor-Einspritzung-Datenabtastkennung zu der Zeit t6 erneut auf Ein geschaltet. Beim auf Ein Schalten der Bevor-Einspritzung-Datenabtastkennung wird auch die Regelungssperrkennung auf Ein geschaltet, um die Regelungsbetriebsart durch die Zufuhrpumpe 24 zu deaktivieren, so dass die Flussrate von an die gemeinsame Kraftstoffleitung 25 geliefertem Kraftstoff konstant gehalten wird.
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Wenn die Zeit t7 erreicht ist, schaltet die ECU 11 die Bevor-Einspritzung-Datenabtastkennung auf Aus und die Lerneinspritzkennung auf Ein. Die Regelungssperrkennung wird auf Ein gehalten, bis die Nach-Einspritzung-Datenabtastkennung auf Aus geschaltet ist. Wie in dem Intervall zwischen der Zeit t3 und der Zeit t4 wird die Regelungssperrkennung daher zwischen der Zeit t6 und der Zeit t8 auf Ein geschaltet, wodurch die Flussrate von Kraftstoff, der von der Zufuhrpumpe 24 an die gemeinsame Kraftstoffleitung 25 geliefert wird, fast konstant gehalten wird.
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Wie aus der vorangehenden Diskussion ersichtlich, setzt die ECU 11 vor und nach der Zeit t4, bei welcher es anfängt, dass ein Kraftstoffstrahl aus den Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 40 zum Lernen der Einspritzmenge gesprüht wird, das heißt zwischen den Zeiten t3 und t5, ein Stoppen der Regelung der Flussrate von Kraftstoff fort, der von der Zufuhrpumpe 24 an die gemeinsame Kraftstoffleitung 25 geliefert wird. Das Intervall zwischen den Zeiten t3 und t4 ist üblicherweise größer als die Zeitlänge, die für die Kurbelwelle 28 erforderlich ist, um zwei (2) komplette Umdrehungen (720°) zu machen. Das Intervall zwischen den Zeiten t4 und t5 ist im Wesentlichen identisch mit der Länge von Zeit, die für die Kurbelwelle 28 erforderlich ist, um dreieinhalb (3,5) komplette Umdrehungen zu machen. Daher wird die Regelung von der Zeit t3 zwei Umdrehungen der Kurbelwelle 28 vor der Zeit t4, bei welcher ein einzelner Kraftstoffstrahl zum Lernen der Einspritzmenge gesprüht wird, bis zu der Zeit t5 dreieinhalb Umdrehungen der Kurbelwelle 28 nach der Zeit t4 gestoppt.
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Die ECU 11 analysiert die abgetasteten Bevor-Einspritzung-Daten und Nach-Einspritzung-Daten und bestimmt eine Änderung der Drehzahl der Dieselmaschine 21, die aus dem Sprühen von Kraftstoff zum Lernen der Einspritzmenge entsteht. Die ECU 11 berechnet die Menge von Kraftstoff (das heißt, die Einspritzmenge), die tatsächlich von den Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 40 gesprüht worden ist. Eine derartige Berechnung der Einspritzmenge ist in dem Stand der Technik gut bekannt und eine ausführliche Erläuterung davon wird hier ausgelassen.
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Wie aus der vorangegangenen Diskussion ersichtlich, wenn es erforderlich ist, die Einspritzmenge zu lernen, das heißt, während einem Zeitintervall, das zum Abtasten einer Äderung der Drehzahl der Dieselmaschine 21 erforderlich ist, die aus dem Sprühen von Kraftstoff von der Kraftstoffeinspritzeinrichtung 40 entsteht, sperrt die ECU 11 (das heißt, die Einspritzmengenlernvorrichtung 10) die Regelung der Flussrate von Kraftstoff, der von der Zufuhrpumpe 24 an die gemeinsame Kraftstoffleitung 25 geliefert wird, um die Flussrate von Kraftstoff konstant zu halten. Dies minimiert eine Laständerung auf die Dieselmaschine 21, die eine Energiequelle für die Zufuhrpumpe 24 ist, um dadurch die Genauigkeit beim Bestimmen einer Drehzahländerung der Dieselmaschine 21 sicher zu stellen, die nur aus dem Sprühen des Kraftstoffs zum Lernen der Einspritzmenge resultiert. Als Konsequenz davon ist die ECU 11 in der Lage, die tatsächlich gesprühte Menge als eine Funktion einer Drehzahländerung der Dieselmaschine 21 mit verbesserter hoher Genauigkeit zu bestimmen, auch wenn ein kleines Maß an Kraftstoff gesprüht wird, um die Menge von Kraftstoff abzutasten, die von jeder der Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 40 tatsächlich gesprüht wird, um die Abweichung zwischen der tatsächlich gesprühten Menge und einer Sollmenge zu bestimmen, um eine Einspritzcharakteristik der Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 40 zu korrigieren.
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Mit anderen Worten, die Sperrung der Regelung des Drucks in der gemeinsamen Kraftstoffleitung 25 durch die Zufuhrpumpe 24 vor und nach dem Sprühen von Kraftstoff in die Dieselmaschine 21 zum Lernen der Einspritzmenge beseitigt den Einfluss eines Betriebs der Zufuhrpumpe 24, das heißt der Last, die durch die Zufuhrpumpe 24 auf die Dieselmaschine 21 ausgeübt wird, auf die Berechnung der Menge von Kraftstoff, die tatsächlich von jeder der Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 40 gesprüht wird, um die Genauigkeit beim Lernen der Einspritzcharakteristik der Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 40 zyklisch zu lernen.
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Anstelle eines Sperrens der Regelung der Flussrate von an die gemeinsame Kraftstoffleitung gelieferten Kraftstoffs kann die Einspritzmengenlernvorrichtung 10 gestaltet bzw. ausgebildet sein, die Flussrate von Kraftstoff, der von Zufuhrpumpe 24 ausgestoßen wird, während des Zeitintervalls konstant zu halten, das zum Abtasten einer Drehzahländerung der Dieselmaschine 21 erforderlich ist, die aus dem Sprühen von Kraftstoff von der Kraftstoffeinspritzeinrichtung 40 entsteht. Insbesondere wird, wenn die Flussrate von Kraftstoff, der von der Zufuhrpumpe 24 an die gemeinsame Kraftstoffleitung 25 gespeist wird, konstant gehalten wird, dies, ähnlich wie die Sperrung der Regelung, eine Laständerung auf die Zufuhrpumpe 24 minimieren, was folglich eine Verminderung der Laständerung auf die Dieselmaschine 21 zur Folge hat. Dies beseitigt die Störung bzw. das Rauschen, die bzw. das zu einer Drehzahländerung der Dieselmaschine 21 zur Verwendung bei einer Bestimmung der Einspritzmenge addiert wird.
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Es ist eine Kraftstoffeinspritzmengenlernvorrichtung zur Verwendung bei einem Kraftstoffeinspritzsystem mit gemeinsamer Kraftstoffleitung bzw. einem Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem für Dieselmaschinen bereitgestellt. Die Kraftstoffeinspritzmengenlernvorrichtung dient zum Lernen der Menge von Kraftstoff, die von einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung gesprüht wird, wenn in eine Einspritzmengenlernbetriebsart eingetreten ist. Die gesprühte Menge von Kraftstoff wird durch Messen einer Drehzahländerung der Dieselmaschine berechnet. Der Druck in einer gemeinsamen Kraftstoffleitung wird gesteuert, indem die Flussrate von von einer Zufuhrpumpe geliefertem Kraftstoff in einer Regelungsbetriebsart geregelt wird. Die Kraftstoffeinspritzmengenlernvorrichtung ist gestaltet, die Regelungsbetriebsart zu sperren oder die Flussrate von an die gemeinsame Kraftstoffleitung geliefertem Kraftstoff auf einem konstanten Pegel zu halten, um den Einfluss einer Änderung beim Betrieb der Zufuhrpumpe auf die Drehzahl der Maschine zu beseitigen, wodurch die Genauigkeit beim Berechnen der gesprühten Menge sichergestellt wird.
