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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Steuereinrichtung, die
einen Betrieb eines Kraftstoffeinspritzsystems steuert, wie z. B.
eines Common-Rail Systems.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Wie
es in der
JP-10-220272A (
USP-6,142,121 ) gezeigt ist,
wird bei einem Kraftstoffeinspritzsystem nach Common-Rail-Art, das
aus diesem Kraftstoffeinspritzgerät besteht, ein von einer Kraftstoffpumpe
druckbeförderter Kraftstoff von einer Common Rail in einem
Hochdruckzustand gespeichert. Anschließend wird der gespeicherte
Hochdruckkraftstoff zu dem Kraftstoffeinspritzventil eines jeden
Zylinders durch Rohre (Hochdruckkraftstoffdurchgang) zugeführt,
die für jeden Zylinder vorgesehen sind. Die Common Rail
ist mit einem Kraftstoffdrucksensor (Raildrucksensor) versehen.
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Dieses
System ist auf eine derartige Art und Weise aufgebaut, dass es verschiedene
Vorrichtungen basierend auf der Ausgabe des Raildrucksensors steuert,
die ein Kraftstoffzufuhrsystem bilden.
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Der
Ausgabewert des Raildrucksensors wird in den Druck umgewandelt.
Dieser umgewandelte Druck stimmt jedoch nicht immer mit einem tatsächlichen
Druckwert überein. Das heißt, dass der aus dem
Ausgabewert umgewandelte Druck von einem tatsächlichen
Druckwert aufgrund einer individuellen Verschiedenheit des Kraftstoffdrucksensors
abweicht, der durch einen Herstellfehler oder einen Gestaltungsfehler
verursacht wird. Auch wenn der Kraftstoffdruck von dem tatsächlichen
Druckwert abweicht, wird eine derartige Abweichung bei einem herkömmlichen
Kraftstoffeinspritzsystem nicht kompensiert. Eine Robustheit bzw.
Stabilität bezüglich des Ausgabewerts reicht nicht
aus. Das Kraftstoffeinspritzsystem wird nicht geeignet gesteuert.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung wurde angesichts der vorhergehenden Aspekte
gemacht und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
Steuereinrichtung für ein Kraftstoffeinspritzsystem bereitzustellen,
die deren Robustheit bezüglich eines Ausgabewerts eines
Kraftstoffdrucksensors verbessert, wobei das Kraftstoffeinspritzsystem
unter Verwendung des Ausgabewerts des Kraftstoffdrucksensors geeignet gesteuert
wird.
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Gemäß der
vorliegenden Erfindung weist ein Kraftstoffeinspritzsystem einen
Druckspeicher bzw. einen Kraftstoffspeicher zum Speichern von Kraftstoff in
diesem, eine Vielzahl von Kraftstoffinjektoren zum Einspritzen des in
dem Speicher gespeicherten Kraftstoffs und einen Kraftstoffdrucksensor
auf, der einen Kraftstoffdruck erfasst, welcher sich aufgrund einer Kraftstoffeinspritzung
durch den Kraftstoffinjektor verändert. Eine Steuereinrichtung
steuert das Kraftstoffeinspritzsystem unter Verwendung eines Ausgabewerts
des Kraftstoffdrucksensors. Der Kraftstoffdrucksensor ist jeweils
für jeden Kraftstoffinjektor vorgesehen und ist in einem
Kraftstoffdurchgang zwischen dem Speicher und einer Kraftstoffeinspritzöffnung
des Kraftstoffinjektors auf eine derartige Weise angeordnet, dass
er sich bezüglich des Speichers nahe einer Kraftstoffeinspritzöffnung
befindet. Die Steuereinrichtung weist eine Ausgabeerlangungseinrichtung
zum Erlangen von Ausgabewerten einer Vielzahl von Kraftstoffdrucksensoren,
eine Durchschnittsberechnungseinrichtung zum Berechnen eines Durchschnitts
der Ausgabewerte und eine Ausgabewertkorrektureinrichtung zum Korrigieren
der Ausgabewerte auf eine derartige Art und Weise auf, dass diese
sich dem Durchschnitt annähern.
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Der
Kraftstoffdrucksensor ist jeweils bei jedem Kraftstoffinjektor vorgesehen.
Ein Durchschnitt der Ausgabewerte der Kraftstoffdrucksensoren wird berechnet.
Ein Betrag einer Abweichung des Durchschnitts von einem tatsächlichen
Druck ist kleiner als ein Betrag der Abweichung eines jeden Ausgabewerts
von dem tatsächlichen Druck. Somit wird der Ausgabewert
des Kraftstoffdrucksensors so korrigiert, dass der Ausgabewert dem
Durchschnitt nahe kommt. Eine Robustheit bzw. Stabilität
bezüglich des Ausgabewerts des Kraftstoffdrucksensors kann
verbessert werden und das Kraftstoffeinspritzsystem kann geeignet
gesteuert werden.
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Gemäß einem
weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung weist ein Kraftstoffeinspritzsystem
einen Speicher zum Speichern von Kraftstoff in diesem, eine Vielzahl
von Kraftstoffinjektoren zum Einspritzen des in dem Speicher gespeicherten
Kraftstoffs und einen Kraftstoffdrucksensor auf, der einen Kraftstoffdruck
erfasst, welcher sich aufgrund einer Kraftstoffeinspritzung durch
den Kraftstoffinjektor verändert. Die Steuereinrichtung
steuert das Kraftstoffeinspritzsystem unter Verwendung eines Ausgabewerts
des Kraftstoffdrucksensors. Der Kraftstoffdrucksensor ist jeweils
bei jedem Kraftstoffinjektor vorgesehen und ist in einem Kraftstoffdurchgang
zwischen dem Speicher und einer Kraftstoffeinspritzöffnung
des Kraftstoffinjektors auf eine derartige Art und Weise angeordnet,
dass dieser sich bezüglich des Speichers nahe einer Kraftstoffeinspritzöffnung
befindet. Die Steuereinrichtung weist Folgendes auf: eine Ausgabeerlangungseinrichtung
zum Erlangen von Ausgabewerten einer Vielzahl von Kraftstoffdrucksensoren,
eine Durchschnittberechnungseinrichtung zum Berechnen eines Durchschnitts
der Ausgabewerte und eine Anomaliebestimmungseinrichtung, die bestimmt,
dass der Ausgabewert des Kraftstoffdrucksensors anormal ist, wenn
ein Unterschied zwischen dem Ausgabewert des Kraftstoffdrucksensors und
dem Durchschnitt größer als ein vorbestimmter Schwellenwert
ist.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Andere
Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind
aus der nachfolgenden Beschreibung besser ersichtlich, die mit Bezug auf
die beigefügten Zeichnungen gemacht ist, in denen gleiche
Teile durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet sind, und in denen:
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1 ein
Konstruktionsschaubild ist, um eine Gliederung eines Kraftstoffeinspritzsystems nach
Common-Rail-Art in einem Ausführungsbeispiel der Erfindung
zu zeigen;
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2 eine
seitliche Innenansicht ist, um einen inneren Aufbau eines Injektors
zu zeigen;
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3 ein
Flussdiagramm ist, um einen grundlegenden Vorgang einer Kraftstoffeinspritzsteuerungsverarbeitung
zu zeigen;
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4 ein
Flussdiagramm ist, um einen Vorgang einer Kraftstoffdrucksteuerungsverarbeitung
zu zeigen;
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5 ein
Flussdiagramm ist, um einen Vorgang einer Ausgabewertkorrekturverarbeitung
und einer Anomaliebestimmungsverarbeitung zu zeigen;
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6 ein
Zeitdiagramm ist, um eine Veränderung des zu einem Solenoid
zugeführten Antriebsstroms, eine Veränderung der
Kraftstoffeinspritzrate und eine Veränderung des erfassten
Werts eines Kraftstoffdrucksensors zu zeigen;
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7 ein
Diagramm ist, um Ausgabekennlinien zu zeigen, die eine Beziehung
zwischen dem Ausgabewert des Kraftstoffdrucksensors und einem Druckbefehlswert
Ptrg zu zeigen; und
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8 ein
Diagramm ist, um Ausgabekennlinien in einem Fall einer Anomaliebestimmung
durch die in 5 gezeigte Verarbeitung zu zeigen.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG VON
AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
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Nachfolgend
ist ein Ausführungsbeispiel, das die vorliegende Erfindung
ausführt, mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. In
diesem Ausführungsbeispiel ist eine Steuereinrichtung an
einem Kraftstoffeinspritzsystem nach Common-Rail-Art montiert, das
bei einer Brennkraftmaschine verwendet wird. Die Maschine ist eine
Dieselmaschine. Hochdruckkraftstoff (beispielsweise Leichtöl
unter einem Druck von tausend Atmosphären oder mehr) wird
direkt in eine Brennkammer der Dieselmaschine eingespritzt.
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Die
Gliederung des Kraftstoffeinspritzsystems nach Common-Rail-Art gemäß diesem
Ausführungsbeispiel ist mit Bezug auf 1 beschrieben. Eine
Mehrzylindermaschine (beispielsweise eine Inline-Vierzylindermaschine)
für ein Vierradautomobil wird als die Maschine dieses Ausführungsbeispiels angenommen.
Genauer gesagt ist die Maschine eine Viertakt-Hubkolben-Dieselmaschine.
In dieser Maschine wird ein Zielzylinder durch einen Zylinderunterscheidungssensor
(elektromagnetischer Kontaktgeber) nacheinander unterschieden, welcher
in Nockenwellen der Einlass-Abgasventile vorgesehen ist. Das heißt,
dass ein Verbrennungszyklus einschließlich vier Hüben
des Einlassens, der Verdichtung, des Antriebs und des Auslasses,
in Abfolge mit einem Zyklus von „720°CA" (CA =
Kurbelwinkel) bezüglich jedem der vier Zylinder #1 bis
#4 durchgeführt wird. Die Verbrennung wird in dem Zylinder
#1, #3, #4 und #2 in dieser Reihenfolge mit einer Abweichung von 180°CA
durchgeführt. Die Kraftstoffinjektoren 20 (Kraftstoffinjektor)
in der 1 sind von der linken Seite her für die
Zylinder #1, #2, #3 und #4 vorgesehen.
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Die
verschiedenen Vorrichtungen, die das Kraftstoffzufuhrsystem bilden,
umfassen einen Kraftstofftank 10, eine Kraftstoffpumpe 11,
eine Common Rail 12 (Speicher) und Injektoren 20,
die in dieser Reihenfolge von der stromaufwärtigen Seite
der Kraftstoffströmung her angeordnet sind. Der Kraftstofftank 10 und
die Kraftstoffpumpe 11 sind miteinander durch Rohrleitungen 10a über
einen Kraftstofffilter 10b verbunden. Der Kraftstofftank 10 ist
ein Tank (Behälter) zum Speichern des Kraftstoffs (Leichtöl)
einer Zielmaschine.
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Wie
es in 1 gezeigt ist, ist dieses System auf eine derartige
Art und Weise aufgebaut, dass eine elektronische Steuereinheit (ECU) 30 Sensorausgaben
(Erfassungsergebnisse) von verschiedenen Sensoren empfängt
und den Antrieb eines Kraftstoffzufuhrsystems, wie z. B. Injektoren 20 und
die Kraftstoffpumpe 11 auf der Basis der jeweiligen Sensorausgaben
steuert.
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Die
Kraftstoffpumpe 11 weist eine Hochdruckpumpe 11a und
eine Niederdruckpumpe 11b auf und ist auf eine derartige
Art und Weise aufgebaut, dass der durch die Niederdruckpumpe 11b von dem
Kraftstofftank 10 angesaugte Kraftstoff druckbeaufschlagt
wird und durch die Hochdruckpumpe 11a abgegeben wird. Die
Menge des zu der Hochdruckpumpe 11a druckgeförderten
Kraftstoffs, das heißt die Menge an Kraftstoff, die durch
die Kraftstoffpumpe 11 abgegeben wird, wird durch ein Ansaugsteuerventil
(SCV) 11c gesteuert, das auf der Kraftstoffansaugseite
der Kraftstoffpumpe 11 angeordnet ist. Anders gesagt wird
der Antriebsstrom des SCV 11c eingestellt, um die Menge
an Kraftstoffabgabe von der Kraftstoffpumpe 11 auf einen
gewünschten Wert zu steuern. Das SCV 11c ist ein
drucklos geöffnetes Ventil, das geöffnet ist,
wenn der Strom nicht zugeführt wird.
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Die
Niederdruckpumpe 11a besteht beispielsweise aus einer Trochoid-Förderpumpe.
Die Hochdruckpumpe 11a besteht beispielsweise aus einer
Tauchkolbenpumpe und ist auf eine derartige Weise aufgebaut, dass
eine bestimmte Anzahl von Tauchkolben (beispielsweise zwei oder
drei Tauchkolben) jeweils in einer axialen Richtung durch einen exzentrischen
Nocken (nicht gezeigt) hin- und herbewegt werden, um den Kraftstoff
in einer Druckbeaufschlagungskammer zu bestimmten Zeiten sequentiell
unter Druck zu befördern. Beide Pumpen werden durch eine
Antriebswelle 11d angetrieben. Die Antriebswelle 11d wird
in Verbindung mit einer Kurbelwelle 41 der Maschine gedreht
und wird beispielsweise mit einem Verhältnis von 1/1 oder
1/2 zu einer Drehung der Kurbelwelle 41 gedreht. Das heißt,
dass die Niederdruckpumpe 11b und die Hochdruckpumpe 11a durch
die Ausgabe der Maschine angetrieben werden.
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Der
Kraftstoff in dem Kraftstofftank 10 wird durch die Kraftstoffpumpe 11 über
einen Kraftstofffilter 10b angesaugt und wird druckbeaufschlagt
und durch Rohrleitungen zu der Common Rail 12 gefördert
(druckgefördert). Die Common Rail 12 speichert den
Kraftstoff in einem Hochdruckzustand und führt eine Kraftstoffverteilung
jeweils durch die Hochdruckrohrleitung 14 zu dem Injektor 20 eines
jeden Zylinders #1 bis #4 durch. Eine Kraftstoffabgabeöffnung 21 eines
jeden Injektors 20 (#1 bis #4) ist mit einer Rohrleitung 18 verbunden,
um überschüssigen Kraftstoff zu dem Kraftstofftank 10 zurückzuleiten.
Darüber hinaus ist zwischen der Common Rail 12 und
der Hochdruckrohrleitung 14 eine Düse 12a (Kraftstoffpulsierverringerungseinrichtung)
vorgesehen, die ein Druckpulsieren des Kraftstoffs abschwächt,
der von der Common Rail 12 in die Hochdruckrohrleitung 14 strömt.
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Die
Common Rail 12 ist mit einem Druckverringerungsventil 12b versehen.
Wenn so gesteuert wird, dass das Druckverringerungsventil 12b durch die
ECU30 geöffnet ist, wird ein Teil des Kraftstoffs in der
Common Rail 12 durch die Rohrleitung 18 zu dem
Kraftstofftank 10 zurückgeführt. Daher
wird der Kraftstoffdruck in der Common Rail 12 verringert.
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Der
Aufbau des Injektors 20 ist mit Bezug auf 2 ausführlich
beschrieben. Die vorhergehend genannten 4 Injektoren 20 (#1
bis #4) weisen im Wesentlichen denselben Aufbau auf. Der Injektor
ist ein Injektor nach einer Öldruckantriebsart, der den
zur Verbrennung dienenden Kraftstoff verwendet (Kraftstoff in dem
Kraftstofftank 10), und eine Antriebskraft zur Kraftstoffeinspritzung
wird durch eine Öldruckkammer (Steuerkammer) Cd zu dem
Ventilabschnitt übertragen. Wie es in 2 gezeigt
ist, ist der Injektor 20 ein drucklos geschlossenes Ventil.
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Ein
Gehäuse 20e des Injektors 20 hat einen Kraftstoffeinlass 22,
durch den der Kraftstoff von der Common Rail 12 her strömt.
Ein Teil des Kraftstoffs strömt in die Öldruckkammer
Cd und der andere Teil strömt durch den Kraftstoffeinlass 22 zu
der Kraftstoffeinspritzöffnung 20f. Die Öldruckkammer
Cd ist mit einem Auslassloch 24 versehen, das durch ein
Steuerventil 23 geöffnet/geschlossen wird. Wenn
das Auslassloch 24 geöffnet ist, wird der Kraftstoff
in der Öldruckkammer Cd durch das Auslassloch 24 und eine
Kraftstoffabgabeöffnung 21 zu dem Kraftstofftank 10 rückgeführt.
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Wenn
ein Solenoid 20b erregt bzw. mit Strom beaufschlagt ist,
wird das Steuerventil 23 abgehoben, um das Auslassloch 24 zu öffnen.
Wenn das Solenoid 20 entregt bzw. nicht mit Strom beaufschlagt ist,
wird das Steuerventil 23 abgesetzt, um das Auslassloch 24 zu
schließen. Gemäß diesem Erregen/Entregen
des Solenoids 20b wird der Druck in der Öldruckkammer
Cd gesteuert. Der Druck in der Öldruckkammer Cd entspricht
einem Gegendruck eines Nadelventils 20c. Das Nadelventil 20c wird
gemäß dem Druck in der Öldruckkammer
Cd abgehoben oder abgesetzt, wobei es eine Vorspannkraft von einer
Feder 20d aufnimmt. Wenn das Nadelventil 20d abgehoben
ist, strömt der Kraftstoff durch den Kraftstoffzufuhrdurchgang 25 und
wird durch die Einspritzöffnung 20f in die Brennkammer
eingespritzt.
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Das
Nadelventil 20c wird durch eine An-Aus-Steuerung angetrieben.
Das heißt, dass das Solenoid 20b ein Pulssignal
von der ECU 30 empfängt, um das Nadelventil 20c anzutreiben.
Wenn das Solenoid 20b ein AN-Signal empfängt,
wird das Nadelventil 20c abgehoben, um die Einspritzöffnung 20f zu öffnen.
Wenn das Solenoid 20b ein AUS-Signal empfängt,
wird das Nadelventil 20c abgesetzt, um die Einspritzöffnung 20f zu
schließen.
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Der
Druck in der Öldruckkammer Cd wird durch Zuführen
des Kraftstoffs in die Common Rail 12 erhöht.
Demgegenüber wird der Druck in der Öldruckkammer
Cd durch Erregen des Solenoids 20b zum Abheben des Steuerventils 23 so,
dass das Auslassloch 24 geöffnet ist, herabgesetzt.
Dadurch wird der Kraftstoff in der Öldruckkammer Cd zu
dem Kraftstofftank 10 durch die Rohrleitung 18 rückgeführt,
die den Injektor 20 mit dem Kraftstofftank 10 verbindet. Das
heißt, dass der durch das Steuerventil 23 gesteuerte
Kraftstoffdruck in der Öldruckkammer Cd den Betrieb des
Nadelventils 20c steuert, das die Kraftstoffeinspritzöffnung 20f öffnet/schließt.
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Wie
es vorhergehend beschrieben ist, ist der Injektor 20 mit
einem Nadelventil 20c versehen, das den Injektor 20 öffnet/schließt.
Wenn das Solenoid 20b entregt ist, wird das Nadelventil 20c durch
eine Vorspannkraft der Feder 20d in eine geschlossene Position
bewegt. Wenn das Solenoid 20b erregt ist, wird das Nadelventil
gegen die Vorspannkraft der Feder 20d in eine geöffnete
Position bewegt. Der Hubbetrag des Nadelventils 20c wird
in einer Öffnungsrichtung und einer Schließrichtung
symmetrisch variiert.
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Ein
Kraftstoffdrucksensor 20a ist in einer Nähe des
Kraftstoffeinlasses 22 angeordnet. Genauer gesagt sind
der Kraftstoffeinlass 22 und die Hochdruckrohrleitung 14 durch
eine Verbindungseinrichtung 20j miteinander verbunden,
in der der Kraftstoffdrucksensor 20a angeordnet ist.
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Der
Kraftstoffdrucksensor 20a erfasst einen Kraftstoffdruck
an dem Kraftstoffeinlass 22 zu jeglicher Zeit. Genauer
gesagt kann der Kraftstoffdrucksensor 20a ein Muster der
Veränderung bzw. der Variation des Kraftstoffdrucks aufgrund
der Kraftstoffeinspritzung, des Kraftstoffdruckniveaus (stabiler Druck),
eines Kraftstoffeinspritzdrucks und dergleichen erfassen.
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Der
Kraftstoffdrucksensor 20a ist für jeden der Injektoren 20 (#1
bis #4) vorgesehen. Basierend auf den Ausgaben des Kraftstoffdrucksensors 20a kann
das Muster der Veränderung des Kraftstoffdrucks aufgrund
der Kraftstoffeinspritzung mit hoher Genauigkeit erfasst werden.
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Das
Fahrzeug (nicht gezeigt) ist mit verschiedenen Sensoren zur Fahrzeugsteuerung
versehen. Beispielsweise ist eine Kurbelwelle 41, die die
Ausgabewelle der Maschine ist, mit einem Kurbelwinkelsensor 42 (beispielsweise
einem elektromagnetischen Messgeber) zur Ausgabe eines Kurbelwinkelsignals
in bestimmten Kurbelwinkelabständen (beispielsweise in
Abständen von 30°CA) versehen, um die Drehwinkelstellung
und die Drehzahl der Kurbelwelle 41 zu erfassen. Ein Beschleunigerpedal
(nicht gezeigt) ist mit einem Beschleunigersensor 44 zur Ausgabe
eines elektrischen Signals gemäß dem Zustand (Versatzbetrag)
des Beschleunigerpedals versehen, um die Betätigungsmenge
des Beschleunigerpedals (Niederdruckmenge des Beschleunigers) durch
einen Fahrer zu erfassen.
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Die
ECU 30 führt die Maschinensteuerung in diesem
System durch. Die ECU 30 besteht aus einem bekannten Mikrocomputer
(nicht gezeigt) und erfasst den Betriebszustand der Maschine und
Anforderungen eines Bedieners auf der Basis des Erfassungssignals
der verschiedenen Sensoren und betreibt verschiedene Aktoren, wie
z. B. den Injektor 20 und das SCV 11c.
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Ein
Mikrocomputer der ECU 30 umfasst eine zentrale Verarbeitungseinheit
(CPU), einen Schreib-Lese-Speicher (RAM), einen Nur-Lese-Speicher
(ROM), einen elektrisch löschbaren, programmierbaren Nur-Lese-Speicher
(EEPROM), einen Backup-RAM und dergleichen. Der ROM speichert verschiedene
Arten von Programmen zum Steuern der Maschine und der EEPROM speichert
verschiedene Arten von Daten, wie z. B. Gestaltungsdaten der Maschine.
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Die
ECU 30 berechnet ein Drehmoment (erforderliches Drehmoment),
das an einer Ausgabewelle (einer Kurbelwelle 41) erzeugt
werden soll, und eine Kraftstoffeinspritzmenge, die dazu benötigt
wird, das erforderliche Drehmoment zu erzielen, basierend auf den
Ausgaben von den Sensoren. Die Kraftstoffeinspritzmenge wird so
gesteuert, dass ein axiales Drehmoment (Ausgabedrehmoment), das
tatsächlich an der Kurbelwelle 41 erzeugt wird,
mit dem erforderlichen Drehmoment übereinstimmt.
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Das
heißt, dass die ECU 30 die Kraftstoffeinspritzmenge
gemäß einem Maschinenantriebszustand und der Beschleunigerbetätigungsmenge
berechnet. Die ECU 30 gibt ein Kraftstoffeinspritzsteuersignal
an den Injektor 20 aus. Demzufolge wird das Ausgabedrehmoment
der Maschine auf das Solldrehmoment gebracht.
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Zudem
wird bei der Dieselmaschine im gleichmäßigen Betrieb
das Einlassdrosselventil in dem annähernd vollständig
geöffneten Zustand gehalten, um eine Frischluftmenge zu
vergrößern und einen Pumpverlust zu verringern.
Somit wird hauptsächlich die Kraftstoffeinspritzmengensteuerung durchgeführt.
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Nachfolgend
ist der grundlegende Vorgang der Kraftstoffeinspritzsteuerung gemäß diesem
Ausführungsbeispiel mit Bezug auf 3 bis 5 beschrieben.
Die Werte von verschiedenen Parametern, die bei diesen in 3 bis 5 gezeigten
Verarbeitungen verwendet werden, sind in den Speichervorrichtungen,
wie z. B. dem RAM, dem EEPROM oder dem Backup-RAM, die in der ECU 30 montiert
sind, gespeichert und werden je nach Bedarf zu jeglicher Zeit aktualisiert.
Die Verarbeitungen werden basierend auf in den ROM gespeicherten
Programmen durchgeführt.
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Die
in 3 gezeigte Verarbeitung wird einmal pro Verwendungszyklus
bezüglich eines jeden Zylinders durchgeführt.
In Schritt S11 liest der Computer bestimmte Parameter aus, wie z.
B. die durch den Kurbelwinkelsensor 42 gemessene Drehzahl, den
durch den Kraftstoffdrucksensor 20a gemessenen Kraftstoffdruck
und die durch den Beschleunigersensor 44 erfasste Beschleunigerstellung.
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In
Schritt S12 setzt der Computer das Einspritzmuster basierend auf
den Parametern fest, die in Schritt S11 ausgelesen werden. In einem
Fall einer einzelnen Einspritzung wird eine Sollkraftstoffeinspritzmenge
(Sollkraftstoffeinspritzzeit) bestimmt, um das erforderliche Drehmoment
an der Kurbelwelle 41 zu erzeugen. In einem Fall einer
Mehrfacheinspritzung wird eine Sollgesamtkraftstoffeinspritzmenge (Sollkraftstoffeinspritzzeit)
bestimmt, um das erforderliche Drehmoment zu erzeugen. Basierend
auf dem Einspritzmuster wird ein Befehlswert (Befehlssignal) an
den Injektor 20 bestimmt. Dadurch werden sowohl eine Pinoteinspritzung,
eine Folgeeinspritzung und eine Nacheinspritzung als auch die Halbeinspritzung
gemäß dem Antriebszustand des Fahrzeugs ausgeführt.
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Das
Einspritzmuster bzw. der Einspritzverlauf wird basierend auf einem
in dem ROM gespeicherten bestimmten Kennfeld und Korrekturkoeffizienten
erhalten. Genauer gesagt wird ein optimales Einspritzmuster durch
einen Versuch bezüglich eines Bereichs erhalten, in dem
der bestimmte Parameter vermutet wird. Das optimale Einspritzmuster
ist in einem Einspritzsteuerungskennfeld gespeichert. Das Einspritzmuster
ist durch Parameter bestimmt, wie z. B. durch eine Anzahl von Kraftstoffeinspritzungen
pro Verwendungszyklus, durch eine Kraftstoffeinspritzzeit und eine
Kraftstoffeinspritzzeitdauer einer jeden Kraftstoffeinspritzung.
Das Einspritzsteuerungskennfeld gibt eine Beziehung zwischen den
Parametern und dem optimalen Einspritzmuster an.
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Das
Einspritzmuster wird durch den Korrekturkoeffizienten korrigiert,
der aktualisiert und in dem EEPROM gespeichert wird, und anschließend
werden das Einspritzmuster und das an den Injektor gerichtete Befehlsignal
erhalten. Der Korrekturkoeffizient wird während dem Maschinenbetrieb
sequentiell aktualisiert.
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Das
Einspritzmuster kann basierend auf Kennfeldern bestimmt werden,
die unabhängig mit Bezug auf jedes Element des Einspritzmusters
ausgebildet sind (beispielsweise die Anzahl von Kraftstoffeinspritzungen).
Alternativ kann das Einspritzmuster basierend auf einem Kennfeld
bestimmt sein, das bezüglich einiger Elemente ausgebildet
ist.
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Anschließend
geht der Vorgang zu Schritt S13 über. In Schritt S13 wird
der Injektor 20 basierend auf dem Befehlswert (Befehlssignal)
gesteuert. Anschließend wird der Vorgang beendet.
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Die
in 4 gezeigte Verarbeitung wird bei einem bestimmten
Zyklus (beispielsweise einem Berechnungszyklus der CPU) oder bei
einem jeden bestimmten Kurbelwinkel durchgeführt. Bei der
Verarbeitung wird die Kraftstoffpumpe 11 auf eine derartige Art
und Weise geregelt, dass der Kraftstoffdruck (Einlassdruck), der
zu dem Injektor 20 zugeführt wird, mit dem Sollkraftstoffdruck übereinstimmt.
In Schritt S21 liest der Computer bestimmte Parameter aus, wie z. B.
die durch den Kurbelwinkelsensor 42 gemessene Maschinendrehzahl
und die in Schritt S12 berechnete Sollkraftstoffeinspritzmenge (oder
Sollgesamtkraftstoffeinspritzmenge).
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In
Schritt S22 setzt der Computer einen Druckbefehlswert Ptrg als den
Sollkraftstoffdruck basierend auf den Parametern fest, die in Schritt
S21 ausgelesen werden. Der Druckbefehlswert Ptrg wird basierend
auf der Maschinendrehzahl und der Sollkraftstoffeinspritzmenge unter
Verwendung eines bestimmten Kennfeldes erhalten, das in dem ROM
gespeichert ist. Genauer gesagt wird ein optimaler Kraftstoffdruck
durch einen Versuch bezüglich einem Bereich erhalten, in
dem der bestimmte Parameter (Schritt S21) angenommen wird. Der optimale
Kraftstoffdruck wird in einem Kraftstoffdrucksteuerungskennfeld
gespeichert. Das Kraftstoffdruckkennfeld gibt eine Beziehung zwischen
den Parametern und dem optimalen Kraftstoffdruck an.
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In
Schritt S23 wird der Durchschnittswert Pave der Ausgabewerte einer
Vielzahl von Kraftstoffdrucksensoren 20a erlangt. Dieser
Durchschnittswert Pave ist ein Wert, der durch eine später
genannte, in 5 gezeigte Verarbeitung berechnet
wird. In Schritt S24 wird der Druckbefehlswert Ptrg mit dem Durchschnittswert
Pave verglichen.
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Wenn
der Computer in Schritt S24 bestimmt, dass der Druckbefehlswert
Ptrg größer als der Durchschnittswert Pave ist,
geht der Vorgang zu Schritt S25 über, in dem die Kraftstoffabgabemenge
der Kraftstoffpumpe 11 erhöht wird. Genauer gesagt
wird ein Unterschied zwischen dem Durchschnittswert Pave und dem
Druckbefehlswert Ptrg berechnet. Gemäß diesem
Unterschied wird der elektrische Antriebsstrom, der auf das SCV 11c aufgebracht
wird, durch eine Regelung (beispielsweise eine PID-Steuerung = Proportional-Integral-Differential-Steuerung) so
eingestellt, dass der Durchschnittswert Pave dem Druckbefehlswert
Ptrg nahe kommt.
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Wenn
der Computer bestimmt, dass der Durchschnittswert Pave größer
als der Druckbefehlswert Ptrg ist, geht der Vorgang zu Schritt S26 über,
in dem das Druckverringerungsventil 12b betrieben wird,
um den Druck in der Common-Rail 12 so zu verringern, dass
der Einlassdruck der Injektoren 20 herabgesetzt wird. Alternativ
führen die Injektoren 20 einen Betrieb ohne Einspritzung
aus, um den Einlassdruck zu verringern. In dem Betrieb ohne Einspritzung
wird das Solenoid 20b für eine kurze Dauer erregt
und der Kraftstoff wird durch die Kraftstoffabgabeöffnung 21 zu
dem Kraftstofftank 10 ohne Durchführen der Kraftstoffeinspritzung
von der Einspritzöffnung 20f rückgeführt.
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Genauer
gesagt wird ein Unterschied bzw. eine Differenz zwischen dem Durchschnittswert
Pave und dem Druckbefehlswert Ptrg berechnet. Gemäß diesem
Unterschied wird die Betriebsdauer des Druckverringerungsventils 12b oder
die Dauer des Betriebs ohne Einspritzung durch eine Regelung (beispielsweise
eine PID-Steuerung) so eingestellt, dass der Durchschnittswert Pave
dem Druckbefehlswert Ptrg nahe kommt. Wenn der Computer bestimmt,
dass der Durchschnittswert Pave gleich zu dem Druckbefehlswert Ptrg
ist, wird der Vorgang beendet.
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Die
in 5 gezeigte Verarbeitung wird bei einem bestimmten
Zyklus (beispielsweise einem Berechnungszyklus der CPU) oder bei
einem jeden bestimmten Kurbelwinkel durchgeführt. Bei dieser
Verarbeitung wird eine Korrektur des Ausgabewerts des Kraftstoffdrucksensors 20a und
ein Diagnoseprozess durchgeführt. In Schritt S31 werden
die Ausgabewerte (Ausgabespannung) einer Vielzahl der Kraftstoffdrucksensoren 20a ausgelesen.
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Mit
Bezug auf 6 ist die Verarbeitung in Schritt
S31 ausführlich beschrieben. In 6 zeigt ein
Abschnitt (a) eine Veränderung des auf das Solenoid 20b aufgebrachten
Antriebstroms, die auf dem anderen Injektor 20 in Schritt
S13 ausgegebenen Befehlssignal basiert. Ein Abschnitt (b) zeigt
eine Veränderung der Kraftstoffeinspritzrate und ein Abschnitt (c)
zeigt eine Veränderung des erfassten Werts (Ausgabewerts)
des Kraftstoffdrucksensors 20a.
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Die
ECU 30 erfasst den Ausgabewert des Kraftstoffdrucksensors 20a durch
ein Unterprogramm (nicht gezeigt). In diesem Unterprogramm wird
der Ausgabewert des Kraftstoffdrucksensors 20a in kurzen
Abständen erfasst, sodass eine Druckwellenform gezeichnet
werden kann. Genauer gesagt wird die Sensorausgabe sukzessive in
einem Abstand erlangt, der kürzer als 50 μsec
ist (wünschenswerterweise 20 μsec).
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Die
in dem Abschnitt (b) von 6 gezeigte Veränderung
der Kraftstoffeinspritzrate wird basierend auf der in dem Abstand
(c) gezeigten Veränderung des Einlassdrucks geschätzt.
Die geschätzte Einspritzrate wird verwendet, um das Einspritzsteuerungskennfeld
zu aktualisieren, das in Schritt S11 verwendet wird. Da die Veränderung
des Ausgabewerts des Kraftstoffdrucksensors 20a und die
Veränderung der Einspritzrate eine nachfolgend beschriebene
Beziehung ausweisen, kann die Einspritzrate geschätzt werden.
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Nachdem
der Antriebsstrom auf das Solenoid 20b aufgebracht wird,
fällt der erfasste Druck an einem Punkt P1 ab, bevor die
Einspritzrate an einem Punkt R3 erhöht wird. Das kommt
daher, dass das Steuerventil 23 das Auslassloch 24 öffnet
und der Druck in der Öldruckkammer Cd an dem Punkt P1 herabgesetzt
wird. Wenn der Druck in der Öldruckkammer Cd genügend
herabgesetzt ist, wird der Druckabfall von dem Punkt P1 an einen
Punkt P2 angehalten. Anschließend, wenn die Einspritzrate
an dem Punkt R3 beginnt, zuzunehmen, beginnt der erfasste Druck
an einem Punkt P3, abzunehmen. Wenn die Einspritzrate an einem Punkt
R4 die maximale Einspritzrate erreicht, wird der erfasste Druckabfall
an einem Punkt P4 angehalten.
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Anschließend
beginnt der erfasste Druck an einem Punkt P5, zuzunehmen. Das kommt
daher, dass das Steuerventil 23 das Auslassloch 24 schließt und
der Druck in der Öldruckkammer Cd an dem Punkt P5 erhöht
wird. Wenn der Druck in der Öldruckkammer Cd genügend
erhöht ist, wird eine Zunahme des erfassten Drucks von
dem Punkt P5 an einem Punkt P6 angehalten. Wenn die Einspitzrate
damit an einem Punkt R7 beginnt, abzunehmen, beginnt der erfasste
Druck an einem Punkt P7 damit, zuzunehmen. Anschließend,
wenn die Einspritzrate null wird und die tatsächliche Kraftstoffeinspritzung
an einem Punkt R8 beendet ist, wird die Zunahme des erfassten Drucks
an einem Punkt P8 angehalten. Nach dem Punkt P8 wird der erfasste
Druck abgeschwächt, wobei eine Zunahme und eine Abnahme mit
einem konstanten Zyklus wiederholt wird. Danach liegt die Veränderungsbreite
des erfassten Drucks innerhalb eines bestimmen Werts und der erfasste Druckwert
wird während einer Zeitdauer T1 stabil (stabile Kraftstoffdruckzeitdauer).
-
Wie
es vorhergehend beschrieben ist, können durch Erfassen
der Punkte P3 und P8 des erfassten Drucks der Einspritzstartpunkt
(R3) und der Einspritzabschlusspunkt (R8) geschätzt werden.
Basierend auf einer Beziehung zwischen der Veränderung
des erfassten Werts und der Veränderung der Einspritzrate,
die nachfolgend beschrieben sind, kann die Veränderung
der Einspritzrate durch die Veränderung des erfassten Drucks
geschätzt werden.
-
Das
heißt, dass eine Abnahmerate Pα des erfassten
Drucks von dem Punkt P3 zu dem Punkt P4 mit einer Zunahmerate Rα der
Einspritzrate von dem Punkt R3 zu dem Punkt R4 in Beziehung steht.
Eine Zunahmerate Pβ des erfassten Drucks von dem Punkt
P7 zu dem Punkt P8 steht mit einer Abnahmerate Rβ der Einspritzrate
von dem Punkt R7 zu dem Punkt R8 in Beziehung. Ein Abnahmebetrag
Pγ des erfassten Drucks von dem Punkt P3 zu dem Punkt P4 steht
mit einem Zunahmebetrag Rγ der Einspritzrate von dem Punkt
R3 zu dem Punkt R4 in Beziehung. Daher können die Zunahmerate
Rα der Einspritzrate, die Abnahmerate Rβ der Einspritzrate
und der Zunahmebetrag Rγ der Einspritzrate durch Erfassen der
Abnahmerate Pα des erfassten Drucks, der Zunahmerate Pβ des
erfassten Drucks und des Abnahmebetrags Pγ des erfassten
Drucks geschätzt werden. Die in dem Teil (b) von 6 gezeigte
Veränderung der Kraftstoffeinspritzrate kann geschätzt
werden.
-
In
Schritt S31 wird der Ausgabewert des Kraftstoffdrucksensors 20a während
der stabilen Kraftstoffdruckzeitdauer T1 ausgelesen, der mit dem Druckbefehlswert
Ptrg (Sollkraftstoffdruck) in Beziehung steht, welcher in Schritt
S22 zu diesem Zeitpunkt aufgestellt wird. Bei einem bestimmten Kraftstoffdrucksensor 20a ist
es wünschenswert, eine Vielzahl der Ausgabewerte in Bezug
auf einen einzelnen Druckbefehlswert Ptrg zu erfassen. Es ist wünschenswert,
einen Durchschnittswert der Ausgabewerte als den Ausgabewert des
Kraftstoffdrucksensors 20a bei der Verarbeitung nach einem
Schritt S32 zu verwenden. Daher wird ein Fehler aufgrund eines in
einem einzelnen Ausgabewert eingeschlossenen Rauschens geglättet.
Ein Einfluss aufgrund des Fehlers kann verringert werden.
-
In
Schritt S32 werden Ausgabekennlinien, die eine Beziehung zwischen
dem in Schritt S31 ausgelesenen Ausgabewert und dem Druckbefehlswert Ptrg
angeben, bezüglich einer Vielzahl der Kraftstoffdrucksensoren 20a berechnet.
Die Ausgabekennlinien sind in 7 mit „L1", „L2", „L3",
und „L4" bezeichnet. In diesem Ausführungsbeispiel
hat der Kraftstoffdrucksensor 20a eine Charakteristik,
bei der der Ausgabewert im Verhältnis zu dem erfassten
Druck variiert. Somit kann die Ausgabekennlinie in Schritt S32 basierend
auf zwei Daten berechnet werden, die die Beziehung zwischen dem
in Schritt S31 gelesenen Ausgabewert und dem Druckbefehlswert Ptrg
angeben.
-
In 7 bezeichnen „D1"
und „D2" zwei Daten des Injektors 20 (#4). Der
Druckbefehlswert Ptrg bei „D1" gibt einen Druckbefehlswert
zu einer Zeit des Maschinenleerlaufs an, der ein minimaler Wert ist.
Der Druckbefehlswert Ptrg bei „D2" ist ein maximaler Wert.
Mit Bezug auf die anderen Injektoren 20 (#1, #2, #3) werden
die Ausgabekennlinien auf eine ähnliche Weise berechnet.
In einem Fall des Berechnens der Ausgabekennlinie basierend auf
drei oder mehr Daten kann eine Regressionslinie als die Ausgabekennlinie
berechnet werden.
-
In
Schritt S33 berechnet der Computer eine Bezugslinie Lave (mit Bezug
auf 7) durch eine Durchschnittsberechnung der Ausgabekennlinien
L1, L2, L3, und L4, die in Schritt S32 berechnet werden. Genauer
gesagt wird ein Steigungsdurchschnitt und ein Achsabschnittsdurchschnitt
bei den Ausgabekennlinien L1, L2, L3 und L4 berechnet und die durch die
Durchschnittsteigung und den Durchschnittsachsabschnitt definierte
Linie wird als die Referenzlinie Lave berechnet. Der Durchschnittswert
Pave, der in Schritt S23 verwendet wird, wird durch Eingeben von
einem der Ausgabewerte der Kraftstoffdrucksensoren 20a in
die Referenzlinie Lave erhalten.
-
In
Schritt S34 wird jeweils eine Abweichung von der Referenzlinie Lave
bezüglich einer jeden Ausgabekennlinie L1, L2, L3, und
L4 berechnet. Der Computer bestimmt, ob der Abweichungsbetrag größer
als oder gleich wie ein vorbestimmter Schwellenwert Δth
ist (mit Bezug auf 8). Bei der Ausgabekennlinie
L4 wird mit Bezug auf einen bestimmten Druckbefehlswert (minimaler
Druckbefehlswert bei D1 in 7 und 8)
ein Unterschied ΔV zwischen dem Ausgabewert der Ausgabekennlinie
L4 und dem Ausgabewert der Referenzlinie Lave als der Abweichungsbetrag
berechnet.
-
Der
bestimmte Druckbefehlswert kann ein maximaler Druckbefehlswert bei
D2 sein. Alternativ können die Abweichungsbeträge
mit Bezug auf sowohl den minimalen Wert als auch den maximalen Wert
berechnet werden, um mit dem Schwellenwert Δth verglichen
zu werden. Alternativ wird der Abweichungsbetrag mit Bezug auf alle
Druckbefehlswerte berechnet und der maximale Abweichungsbetrag kann
mit dem Schwellenwert Δth verglichen werden. In 8 ist
eine Linie, die durch „th1" gekennzeichnet ist, eine Schwellenwertlinie,
zu dessen Achsabschnitt Δth bezüglich der Referenzlinie
Lave hinzugefügt wird und eine Linie, die durch „th2"
gekennzeichnet ist, ist eine weitere Schwellenwertlinie, deren Achsabschnitt
um Δth relativ zu der Referenzlinie Lave verringert wird.
-
Wenn
die Antwort in Schritt S34 Ja ist, geht der Vorgang zu Schritt S35 über,
in dem der Computer bestimmt, dass ein Fehler in dem Ausgabewert des
Kraftstoffdrucksensors 20a vorliegt, der an dem Zylinder
montiert ist, in Übereinstimmung mit der Ausgabekennlinie,
die den Abweichungsbetrag Δth ausweist. Die Verarbeitung
in Schritt S35 entspricht einer ersten Anomaliebestimmungseinrichtung. Wenn
beispielsweise der Abweichungsbetrag ΔV größer
als der Schwellenwert Δth in der Ausgabekennlinie L4 ist,
die in 8 gezeigt ist, wird bestimmt, dass der Ausgabewert
des Kraftstoffdrucksensors 20a, der an dem Injektor 20 des
Zylinders #4 vorgesehen ist, anormal ist.
-
Wenn
sich die Ausgabekennlinie außerhalb der Schwellenwertlinien
th1, th2 befindet, wie es durch die Linie L4 gezeigt ist, kann der
Computer in Schritt S35 alternativ bestimmen, dass eine Anormalität
vorliegt. Wenn sich ein Teil der Ausgabekennlinie außerhalb
der Schwellenwertlinien th1, th2 befindet, wie es durch die Linie
L1 gezeigt ist, bestimmt der Computer alternativ dazu in Schritt
S35, dass eine Anormalität vorliegt.
-
Wenn
die Antwort in Schritt S34 Nein ist, geht der Vorgang zu Schritt
S36 über, in dem die Ausgabekennlinien L1, L2, L3 und L4
korrigiert werden, um mit der Referenzlinie Lave so übereinzustimmen, dass
der Abweichungsbetrag ΔV null wird. Die Verarbeitung in
Schritt S36 entspricht einer Ausgabewertkorrektureinrichtung. Bei
der Ausgabekennlinie L4 wird beispielsweise der Ausgabewert V1 des
Kraftstoffdrucksensors 20a auf den Ausgabewert V2 in einem
Fall korrigiert, dass der Druckbefehlswert Ptrg ein Wert von PS
ist. Anders gesagt, wenn der Ausgabewert des Kraftstoffdrucksensors 20a in
den Druck umgewandelt wird, wird die Referenzlinie Lave anstelle
der Ausgabekennlinien L1 bis L4 verwendet.
-
Basierend
auf dem in Schritt S36 korrigierten Ausgabewert wird die Veränderung
des Einlassdrucks (eine Druckwellenform, die in dem Teil (c) von 6 gezeigt
ist) erlangt. Bei der Ausgabekennlinie L4 wird die Druckwellenform
des Zylinders #4 basierend auf dem korrigierten Ausgabewert V2 erlangt. Wie
es vorhergehend beschrieben ist, wird die in dem Teil (b) von 6 gezeigte
Einspritzrate geschätzt und das Einspritzsteuerungskennfeld
wird basierend auf der Veränderung der geschätzten
Einspritzrate aktualisiert.
-
Gemäß diesem
vorhergehend beschriebenen Ausführungsbeispiel können
die nachfolgenden Vorteile erhalten werden.
- (1)
Der Kraftstoffdrucksensor 20a ist bei jedem einer Vielzahl
der Injektoren 20 vorgesehen. Die Ausgabekennlinien L1
bis L4 eines jeden Kraftstoffdrucksensors 20a werden berechnet
und die Durchschnittslinie der Ausgabekennlinien L1 bis L4 wird
als die Referenzlinie Lave berechnet. Der Abweichungsbetrag von
einem tatsächlichen Wert der Referenzlinie Lave ist kleiner
als der Abweichungsbetrag von einem tatsächlichen Wert der
Ausgabekennlinien L1 bis L4. Der Ausgabewert eines jeden Kraftstoffdrucksensors 20a wird auf
eine derartige Art und Weise korrigiert, dass die Ausgabekennlinien
L1 bis L4 mit der Referenzlinie Lave übereinstimmen. Somit
wird der Ausgabewert korrigiert, um dem tatsächlichen Wert
näher zu kommen.
Daher wird eine Robustheit des Ausgabewerts des
Kraftstoffdrucksensors 20a verbessert und die Veränderung
des Einlassdrucks wird geeignet erlangt, wodurch die Einspritzrate
geeignet geschätzt wird. Die Kraftstoffeinspritzsteuerung kann
basierend auf der geschätzten Einspritzrate geeignet durchgeführt
werden.
- (2) Die Ausgabekennlinien L1 bis L4 werden basierend auf zwei
Daten „D1" und „D2" berechnet. Die Referenzlinie
Lave wird basierend auf den berechneten Ausgabekennlinien L1 bis
L4 berechnet, die als der Durchschnittswert der Ausgabewerte der
Kraftstoffdrucksensoren 20a verwendet wird. Da die Referenzlinie
Lave basierend auf einer geringen Anzahl von Daten berechnet werden kann,
kann eine Kapazität des EEPROM verringert werden und eine
Berechnungsbeanspruchung der CPU kann verringert werden.
- (3) Mit Bezug auf jede Ausgabekennlinie L1 bis L4 bestimmt der
Computer dann, wenn der Abweichungsbetrag ΔV bezüglich
der Referenzlinie Lave größer als oder gleich
wie der Schwellenwert Δth ist, dass der Ausgabewert des
entsprechenden Kraftstoffdrucksensors 20a anormal ist. Da
die Referenzlinie Lave als ein Referenzwert zur Diagnose verwendet
werden kann, kann die Diagnose mit Bezug auf jeden Kraftstoffdrucksensor 20a durchgeführt
werden.
- (4) In Schritt S31 wird der Ausgabewert während der
stabilen Kraftstoffdruckzeitdauer T1 ausgelesen. Da die Ausgabekennlinie
L1 bis L4 unter Verwendung des vorhergehend genannten Ausgabewerts
berechnet werden, kann der Abweichungsbetrag der Ausgabekennlinien
L1 bis L4 von dem tatsächlichen Wert verringert werden.
Der Abweichungsbetrag der Referenzlinie Lave von dem tatsächlichen
Wert kann ebenfalls verringert werden. Somit kann der korrigierte
Ausgabewert dem tatsächlichen Wert nahe sein.
- (5) Der Kraftstoffdrucksensor 20a ist an dem Injektor 20 angebracht.
Daher kommt die Befestigungsposition des Kraftstoffdrucksensors 20a im Vergleich
zu dem Fall, in dem der Kraftstoffdrucksensor 20a an der
Hochdruckrohrleitung 14 angebracht ist, die die Common
Rail 12 und den Injektor 20 verbindet, der Kraftstoffeinspritzöffnung 20f nahe.
Daher kann die Druckveränderung an der Kraftstoffeinspritzöffnung 20f im
Vergleich zu dem Fall, in dem die Druckveränderung erfasst
wird, nachdem die Druckveränderung in der Hochdruckrohrleitung 14 abgeschwächt
wird, korrekt erfasst werden.
-
(Andere Ausführungsbeispiele)
-
Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf das vorherige beschriebene Ausführungsbeispiel
begrenzt.
-
In
dem vorhergehend genannten Ausführungsbeispiel wird die
Ausgabekennlinie L4 basierend auf zwei Daten „D1" und „D2"
berechnet. Unter der Vorraussetzung, dass drei oder mehr Daten „D1 bis „D6"
(sechs Daten in 8) erlangt werden, wenn die
Streuungswerte der Daten „D1" bis „D6" relativ
zu der Ausgabekennlinie L4 größer als ein vorbestimmter
Schwellenwert sind, kann der Computer bestimmen, dass der Ausgabewert
des entsprechenden Kraftstoffdrucksensors 20a anormal ist.
Diese Verarbeitung entspricht einer zweiten Anomaliebestimmungseinrichtung.
Das heißt, falls der Kraftstoffdrucksensor 20a normal
ist, ordnen sich die Daten „D1" bis „D6" auf einer
Linie ein. Demgegenüber, falls die Daten „D1"
bis „D6" von der Ausgabekennlinie L4 abweichen, kann der
Computer bestimmen, dass der Kraftstoffdrucksensor 20a anormal
ist.
-
In
Schritt S31 kann der Computer basierend auf der Druckwellenform,
die in dem Teil (c) in 6 gezeigt ist, bestimmen, ob
sich der Ausgabewert in dem stabilen Kraftstoffdruckzustand befindet.
-
Beispielsweise
dann, wenn sich die Veränderungsbreite des in einem bestimmten
Abstand (20 μsek) erhaltenen Ausgabewerts, innerhalb einer
bestimmten Breite befindet, kann der Computer bestimmen, dass der
stabile Kraftstoffdruckzustand vorliegt.
-
Außerdem
kann dann, wenn der Injektor 20 keinen Kraftstoff einspritzt
(beispielsweise dann, wenn das Beschleunigerpedal nicht gedrückt
ist oder die Maschine angehalten ist) oder dann, wenn sich die Maschine
in einem Leerlaufzustand befindet, der Computer bestimmen, dass
der stabile Kraftstoffdruckzustand vorliegt. Wenn eine ausreichende
Zeitdauer verstrichen ist, nachdem das Druckverringerungsventil 12b geöffnet
worden ist, wenn eine ausreichende Zeitdauer verstrichen ist, nachdem
die Kraftstoffpumpe 11 den Kraftstoff abgegeben hat oder
wenn eine ausreichende Zeitdauer verstrichen ist, nachdem der Injektor 20 den
Kraftstoff eingespritzt hat, kann der Computer bestimmen, dass der stabile
Kraftstoffdruckzustand vorliegt.
-
Der
stabile Kraftstoffdruckzustand wird gezwungen hergestellt und der
Ausgabewert des Kraftstoffdrucksensors 20a wird zu dieser
Zeit ausgelesen. Das bedeutet, dass bei dem vorhergehend genannten
Ausführungsbeispiel der Sollkraftstoffdruck (Druckbefehlswert)
basierend auf der Maschinendrehzahl und der Sollkraftstoffeinspritzmenge
hergestellt wird. Der Sollkraftstoffdruck variiert konstant, wobei
sich der Antriebszustand der Kraftstoffpumpe 11 verändert
und sich der Ausgabewert des Kraftstoffdrucksensors 20a ebenfalls
verändert.
-
Demgegenüber
wird der Sollkraftstoffdruck gezwungen bzw. verbindlich auf einem
konstanten Wert festgehalten und die Ausgabekennlinien L1 bis L4
können unter Verwendung des Ausgabewerts berechnet werden,
der erhalten wird, wenn der Sollkraftstoffdruck gezwungen festgehalten
ist. Da die Ausgabekennlinien L1 bis L4 unter Verwendung des vorhergehend
genannten Ausgabewerts berechnet werden, kann damit der Abweichungsbetrag
der Ausgabekennlinien L1 bis L4 verringert werden. Der Abweichungsbetrag
der Referenzlinie Lave von dem tatsächlichen Wert kann
ebenfalls verringert werden. Somit kann sich der korrigierte Ausgabewert
nahe dem tatsächlichen Wert befinden.
-
Wenn
wenigstens eine von der ersten Anomaliebestimmungseinrichtung und
der zweiten Anomaliebestimmungseinrichtung bestimmt, dass eine Anormalität
in dem Kraftstoffdrucksensor 20a vorliegt, kann die Referenzlinie
Lave basierend auf den Ausgabekennlinien der Kraftstoffdrucksensoren
berechnet werden, die normal sind.
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Die
Referenzlinie Lave kann mit jedem Parameter berechnet werden, wie
z. B. einer Kraftstofftemperatur, und der Ausgabewert des Kraftstoffdrucksensors 20a kann
mit jedem Parameter korrigiert werden.
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Bei
dem vorhergehend genannten Ausführungsbeispiel werden die
Ausgabekennlinien L1 bis L4 basierend auf zwei Daten „D1"
und „D2" eines jeden Injektors 20 (#1 bis #4)
berechnet und die Referenzlinie Lave wird durch eine Durchschnittsberechnung
der Ausgabekennlinien L1 bis L4 berechnet. Demgegenüber
wird ein Durchschnitt basierend auf den ersten Daten (beispielsweise
einem minimalen Wert D1) bezüglich eines jeden Injektors 20 (#1
bis #4) berechnet. Ähnlich dazu wird ein Durchschnitt basierend
auf den zweiten Daten (beispielsweise einem maximalen Wert D2) bezüglich
einem jeden Injektor 20 (#1 bis #4) berechnet. Die Referenzlinie
Lave kann basierend auf zwei Durchschnittswerten berechnet werden.
Dadurch kann die Verarbeitung zum Berechnen der Ausgabekennlinie
L1 bis L4 unterlassen werden.
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Basierend
auf drei oder mehr Daten „D1" bis „D6" kann eine
Regressionslinie als die Ausgabekennlinie berechnet werden.
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Jedes
Datum „D1" bis „D6" wird korrigiert und die Ausgabekennlinien
L1 bis L4 können basierend auf den korrigierten Daten berechnet
werden.
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Eine
von den Verarbeitungen in Schritt S36 und Schritt S35 kann unterlassen
werden.
-
Ein
piezoelektrisch angetriebener Injektor kann anstelle des elektromagnetisch
angetriebenen Injektors verwendet werden, der in 2 gezeigt
ist. Ein Kraftstoffinjektor, der keinen Druckabgabe durch das Auslassloch 24 verursacht,
wie z. B. ein direkt agierender Injektor, der nicht die Öldruckkammer
Cd verwendet, um eine Antriebsleistung zu übertragen, (beispielsweise
ein direkt agierender piezoelektrischer Injektor, der in den letzten
Jahren entwickelt worden ist) kann ebenfalls verwendet werden. Wenn der
direkt agierende Injektor verwendet wird, kann die Einspritzrate
einfach gesteuert werden.
-
Der
Kraftstoffdrucksensor kann in dem Gehäuse 20e angeordnet
werden, wie es durch eine gestrichelte Linie mit einem Bezugszeichen 200a in 2 angegeben
ist. Der Kraftstoffdruck in dem Kraftstoffdurchgang 25 kann
durch den Drucksensor 200a erfasst werden.
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In
einem Fall, dass der Kraftstoffdrucksensor 20a nahe dem
Kraftstoffeinlass 22 angeordnet ist, wird der Kraftstoffdrucksensor 20a einfach
montiert. In einem Fall, dass der Kraftstoffdrucksensor 200a in dem
Gehäuse 20e angeordnet ist, kann die Veränderung
eines Drucks an der Kraftstoffeinspritzöffnung 20f geeignet
erfasst werden, da der Kraftstoffdrucksensor der Kraftstoffeinspritzöffnung 20f nahe
ist.
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Der
Kraftstoffdrucksensor 20a kann in der Hochdruckrohrleitung 14 vorgesehen
sein. In diesem Fall liegt der Kraftstoffdrucksensor 20a in
einem bestimmten Abstand weg von der Common Rail 12.
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Darüber
hinaus ist zwischen der Common Rail 12 und der Hochdruckrohrleitung 14 eine Strömungsratenbeschränkungseinrichtung
vorgesehen, die eine Strömungsrate des Kraftstoffs beschränkt,
der von der Common Rail 12 in die Hochdruckrohrleitung 14 strömt.
Falls ein übermäßiger Kraftstoff aufgrund
eines Schadens der Hochdruckrohrleitung 14 oder des Injektors 20 ausströmt, schließt
die Strömungsratenbeschränkungseinrichtung den
Durchgang. Die Strömungsratenbeschränkungseinrichtung
umfasst ein Kugelventil, das den Durchgang schließt, wenn
der übermäßige Kraftstoff ausströmt.
Eine Strömungsdämpfeinrichtung mit der Düse 12a und
der Strömungsratenbeschränkungseinrichtung kann
verwendet werden.
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Der
Kraftstoffdrucksensor 20a ist stromabwärts der
Düse und der Strömungsratenbeschränkungseinrichtung
vorgesehen. Alternativ kann der Kraftstoffdrucksensor 20a stromabwärts
von einer von der Düse und der Strömungsratenbeschränkungseinrichtung
vorgesehen sein.
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In
dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist ein
einzelner Kraftstoffdrucksensor 20a in dem Kraftstoffdurchgang
eines einzelnen Zylinders vorgesehen. Eine Vielzahl der Kraftstoffdrucksensoren 20a kann
in dem Kraftstoffdurchgang eines einzelnen Zylinders vorgesehen
sein.
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In
dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der
Kraftstoffdrucksensor 20a für jeden Zylinder vorgesehen.
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Alternativ
können manche Zylinder ohne Kraftstoffdrucksensor 20a vorgesehen
sein. Auch in diesem Fall ist es für eine Vielzahl von
Zylindern notwendig, den Kraftstoffdrucksensor 20a aufzuweisen, um
einen Durchschnittswert der Ausgabewerte zu erlangen.
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Ein
Raildrucksensor, der einen Druck in der Common Rail 12 erfasst,
kann des Weiteren vorgesehen sein. Damit kann der Kraftstoffdruck
auf eine geeignetere Weise erfasst werden.
-
Die
Art der zu steuernden Maschine und die Konstruktion des Systems
kann entsprechend der Verwendung oder dergleichen kann je nach Bedarf verändert
werden. Die vorliegende Erfindung kann beispielsweise ebenfalls
bei einer Benzinmaschine nach Funkenzündungsart (genauer
gesagt einer Maschine nach Direkteinspritzungsart) auf dieselbe
Weise angewendet werden. Das Kraftstoffeinspritzsystem einer Benzinmaschine
nach direkt einspritzender Art ist mit einem Lieferrohr zum Speichern
von Kraftstoff (Benzin) in einem Hochdruckzustand versehen. Der
Kraftstoff wird von der Kraftstoffpumpe zu diesem Lieferrohr druckbefördert
und der Hochdruckkraftstoff in dem Lieferrohr wird zu einer Vielzahl
von Injektoren 20 geliefert und in die Brennkammern der Maschine
eingespritzt. Bei diesem System entspricht das Lieferrohr einem
Speicher. Das Gerät und das System gemäß der
vorliegenden Erfindung können zum Steuern des Kraftstoffeinspritzdrucks
von nicht nur dem Kraftstoffinjektor zum Direkteinspritzen des Kraftstoffs
in den Zylinder sondern auch des Kraftstoffinjektors zum Einspritzen
des Kraftstoffs in einen Einlassdurchgang oder einen Auslassdurchgang
der Maschine verwendet werden.
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Ein
Kraftstoffdrucksensor ist jeweils bei jedem Kraftstoffinjektor vorgesehen
und ist in einem Kraftstoffdurchgang zwischen dem Speicher und einer Kraftstoffeinspritzöffnung
des Kraftstoffinjektors auf eine derartige Art und Weise angeordnet,
dass dieser im Verhältnis zu dem Speicher einer Kraftstoffeinspritzöffnung
nahe ist. Ausgabewerte einer Vielzahl von Kraftstoffdrucksensoren
werden erlangt und ein Durchschnitt der Ausgabewerte wird berechnet. Die
Ausgabewerte werden auf eine derartige Art und Weise korrigiert,
dass sie mit dem Durchschnitt übereinstimmen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
-
- - JP 10-220272
A [0002]
- - US 6142121 [0002]