DE102010000462B4

DE102010000462B4 - Kraftstoffdrucksteuervorrichtung

Info

Publication number: DE102010000462B4
Application number: DE102010000462.6A
Authority: DE
Inventors: Satoshi Sugata
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2009-02-19
Filing date: 2010-02-18
Publication date: 2022-11-17
Anticipated expiration: 2030-02-19
Also published as: JP4985673B2; DE102010000462A1; JP2010190147A

Abstract

Kraftstoffdrucksteuervorrichtung (90) zur Anwendung in einem Kraftstoffversorgungssystem (10), das eine Common-Rail (70) aufweist, die Kraftstoff akkumuliert, der den Zylindern eines Verbrennungsmotors (2) zugeführt wird, sowie eine Kraftstoffversorgungspumpe (20), die den Kraftstoff zu der Common-Rail (70) pumpt, und ein Druckreduzierventil (74) aufweist, das den Kraftstoffdruck der Common-Rail (70) reduziert, wobei die Kraftstoffdrucksteuervorrichtung (90) den Common-Rail-Druck steuert, der der Kraftstoffdruck der Common-Rail (70) ist, und gekennzeichnet ist durch:eine Druckvorhersageeinrichtung (S410, S412) zum Vorhersagen eines Vorhersagedrucks nach der Einmal-Förderung, der der Common-Rail-Druck ist, der nach einem einmaligen Kraftstoffpumpvorgang, der durch die Kraftstoffversorgungspumpe (20) durchgeführt wird, auftreten wird, und zum Vorhersagen eines Vorhersagedrucks nach der Zweimal-Förderung, der der Common-Rail-Druck ist, der nach einem zweimaligen Kraftstoffpumpvorgang, der durch die Kraftstoffversorgungspumpe (20) durchgeführt wird, auftreten wird;eine Druckreduzierventilsteuerungseinrichtung (S414 - S434) zum Steuern des Druckreduzierventils (74), um den Common-Rail-Druck zu reduzieren, wenn eine Druckabweichung zwischen einem vorhergesagten Druck, der der größere zwischen dem Vorhersagedruck nach der Einmal-Förderung und dem Vorhersagedruck nach der Zweimal-Förderung ist, und einem Soll-Common-Rail-Druck größer oder gleich einem vorgegebene Wert (α) ist;eine Druckanstiegbetragvorhersageeinrichtung (S400 - S406) zum Berechnen eines Vorhersagedruckanstiegsbetrags des Common-Rail-Drucks nach der Einmal-Förderung, von dem vorhergesagt wird, dass er gegenüber dem Ist-Common-Rail-Druck nach dem einmaligen Kraftstoffpumpvorgang, der durch die Kraftstoffversorgungspumpe (20) durchgeführt wird, auftreten wird, und zum Berechnen eines Vorhersagedruckanstiegsbetrags des Common-Rail-Drucks nach der Zweimal-Förderung, von dem vorhergesagt wird, dass er gegenüber dem Ist-Common-Rail-Druck nach dem zweimaligen Kraftstoffpumpvorgang, der durch die Kraftstoffversorgungspumpe (20) durchgeführt wird, auftreten wird; undeine Druckrückkopplungsberechnungseinrichtung (S408) zum Berechnen eines Druckrückkoppelungsbetrags nach der Einmal-Förderung bezüglich dem Vorhersagedruck nach der Einmal-Förderung, der durch die Druckvorhersageeinrichtung (S410, S412) vorhergesagt wird, basierend auf dem Vorhersagedruck nach der Einmal-Förderung, der durch die Druckvorhersageeinrichtung (S410, S412) vor dem gegenwärtigen Zeitpunkt vorhergesagt wurde, und dem Ist-Common-Rail-Druck, der nach dem einmaligen Kraftstoffpumpvorgang eintritt, nachdem die Druckvorhersageeinrichtung (S410, S412) den Vorhersagedruck nach der Einmal-Förderung vor dem gegenwärtigen Zeitpunkt vorhergesagt hat, und zum Berechnen eines Druckrückkoppelungsbetrags nach der Zweimal-Förderung bezüglich dem Vorhersagedruck nach der Zweimal-Förderung, der durch die Druckvorhersageeinrichtung (S410, S412) vorhergesagt wird, basierend auf dem Vorhersagedruck nach der Zweimal-Förderung, der durch die Druckvorhersageeinrichtung (S410, S412) vor dem gegenwärtigen Zeitpunkt vorhergesagt wurde,und dem Ist-Common-Rail-Druck, der nach dem zweimaligen Kraftstoffpumpvorgang eintritt, nachdem die Druckvorhersageeinrichtung (S410, S412) den Vorhersagedruck nach der Zweimal-Förderung vor dem gegenwärtigen Zeitpunkt vorhergesagt hat, wobeidie Druckvorhersageeinrichtung (S410, S412) den Vorhersagedruck nach der Einmal-Förderung basierend auf dem gegenwärtigen Ist-Common-Rail-Druck,dem Vorhersagedruckanstiegsbetrag nach der Einmal-Förderung, der durch die Druckanstiegsbetragvorhersageeinrichtung (S400 - S406) vorhergesagt wird, unddem Druckrückkoppelungsbetrag nach der Einmal-Förderung, der durch die Druckrückkoppelungsberechnungseinrichtung (S408) berechnet wird, vorhersagt,und den Vorhersagedruck nach der Zweimal-Förderung basierend auf dem gegenwärtigen Ist-Common-Rail-Druck, dem Vorhersagedruckanstiegsbetrag nach der Zweimal-Förderung, der durch die Druckanstiegsbetragvorhersageeinrichtung (S400 - S406) vorhergesagt wird, und dem Druckrückkoppelungsbetrag nach der Zweimal-Förderung, der durch die Druckrückkoppelungsberechnungseinrichtung (S408) berechnet wird, vorhersagt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kraftstoffdrucksteuervorrichtung, die auf ein Kraftstoffversorgungssystem angewendet wird, das Kraftstoff, der von einer Kraftstoffversorgungspumpe gepumpt bzw. gefördert wird, in einer Common-Rail akkumuliert, und das den Kraftstoffdruck in der Common-Rail mittels einem Druckreduzierventil reduziert, wobei die Kraftstoffdrucksteuervorrichtung den Common-Rail-Druck steuert.
In einem Common-Rail-Kraftstoffversorgungssystem, das Kraftstoff, der von einer Kraftstoffversorgungspumpe gepumpt. bzw. gefördert wird, in einer Common-Rail akkumuliert und den entsprechenden Zylindern eines Verbrennungsmotors zuführt, wird der Ziel- bzw. Soll-Common-Rail-Druck des Common-Rail-Drucks, der der Kraftstoffdruck in der Common-Rail ist, basierend auf den Betriebszuständen, wie etwa die Motorendrehzahl und der Gaspedalstellung, eingestellt. Falls ein Gaspedal beispielsweise gedrückt wird und ein Beschleunigungsbetrieb in einem Zustand angewiesen wird, bei dem das Fahrzeug mit einer konstanten Geschwindigkeit fährt und der Soll-Common-Rail-Druck im Wesentlichen mit dem Ist-Common-Rail-Druck, der durch einen Drucksensor oder Ähnliches erfasst wird, übereinstimmt, wird der Soll-Common-Rail-Druck höher eingestellt als der Ist-Common-Rail-Druck.
In solch einem Fall ist beispielsweise aus dem Patentdokument 1 (japanisches Patent Nr. JP 3 287 297 B2 ( DE 699 20 549 T2 )) bekannt, eine Regelung der Kraftstofffördermenge der Kraftstoffversorgungspumpe durchzuführen, um basierend auf dem Unterschied zwischen dem Ist-Common-Rail-Druck und dem Soll-Common-Rail-Druck den Ist-Common-Rail-Druck dem Soll-Common-Rail-Druck anzugleichen..
Wenn der Betrieb beispielsweise von einem konstanten Betrieb zu einem Beschleunigungsbetrieb umgeschaltet wird, steigt der Ist-Common-Rail-Druck aufgrund der Regelung in Richtung des Soll-Common-Rail-Drucks an. Wenn zu diesem Zeitpunkt tatsächlich die auf der durch die Regelung berechneten Kraftstofffördermenge basierende Kraftstoffmenge gefördert wird, tritt der Fall ein, bei dem sich der Ist-Common-Rail-Druck stärker an den Soll-Common-Rail-Druck annähert als gemäß der berechneten Kraftstofffördermenge vorausberechnet. Folglich besteht die Möglichkeit, dass die berechnete Kraftstofffördermenge größer ist als die Kraftstofffördermenge, die notwendig ist, um den Ist-Common-Rail-Druck dem Soll-Common-Rail-Druck anzugleichen und dadurch kann der Common-Rail-Druck den Soll-Common-Rail-Druck übermäßig überschreiten. Falls der Common-Rail-Druck den Soll-Common-Rail-Druck übermäßig überschreitet, besteht die Möglichkeit, dass ein übermäßig hoher Kraftstoffdruck auf die Kraftstoffleitungen, die Common-Rail und Ähnliches aufgeübt wird und dadurch die Zuverlässigkeit des Kraftstoffversorgungssystems verschlechtert wird.
Demzufolge sagt die Technologie des Patentdokument 1 den Common-Rail-Druck, der vor dem Start des nächsten Kraftstoffpumpvorgangs bzw. der nächsten Kraftstoffförderung eintreten wird, basierend auf dem Common-Rail-Druck, der vor dem Start des gegenwärtigen Kraftstoffpumpvorgangs bzw. der gegenwärtigen Kraftstoffförderung eintreten wird, der gegenwärtigen Kraftstoffeinspritzmenge und der gegenwärtigen Kraftstofffördermenge, voraus. Wenn dann die Regelung der nächsten Kraftstofffördermenge durchgeführt wird, wird nicht der gegenwärtige Common-Rail-Druck sondern der vorhergesagte Common-Rail-Druck als der Common-Rail-Druck verwendet, der mit dem Soll-Common-Rail-Druck verglichen wird. Demnach beabsichtigt die Technologie des Patentdokument 1 zu verhindern, dass der Common-Rail-Druck den Soll-Common-Rail-Druck übermäßig übersteigt, indem die nächste Kraftstoffpump - bzw. -fördermenge basierend auf dem vorhergesagten Common-Rail-Druck, der nahe dem Common-Rail-Druck ist, der bei der nächsten Kraftstoffförderung auftritt, und dem Soll-Common-Rail-Druck, berechnet wird.
Falls eine Variation bzw. Abweichung eines Instrumentenfehlers oder eine Alterungsveränderung in einer Kraftstoffversorgungspumpe, einem Injektor, einem Dosierventil, das die Kraftstofffördermenge der Kraftstoffversorgungspumpe oder Ähnlichem bezüglich einer Betriebsmenge, Leckagemenge oder einer Antwort bzw. Reaktion dosiert, eintritt, treten Unterschiede zwischen dem Sollwert und dem Istwert der Kraftstoffeinspritzmenge und der Kraftstofffördermenge auf. Falls eine Variation in dem Instrumentenfehler oder die Alterungsveränderung in der Kraftstoffversorgungspumpe, dem Injektor, dem Dosierventil oder ähnlichem eintritt, wird es bei der Technologie des Patentdokument 1 schwierig den Common-Rail-Druck, der vor dem Start der nächsten Kraftstoffförderung auftreten wird, basierend auf dem Common-Rail-Druck, der vor dem Start der gegenwärtigen Kraftstoffförderung eingetreten ist, der gegenwärtigen Kraftstoffeinspritzmenge und der gegenwärtigen Kraftstofffördermenge, exakt vorherzusagen. Folglich besteht die Möglichkeit, dass die nächste Kraftstofffördermenge auf Basis eines ungünstigen vorhergesagten Common-Rail-Drucks und des Soll-Common-Rail-Drucks berechnet wird und der Common-Rail-Druck den Soll-Common-Rail-Druck übermäßig übersteigt. Falls der Common-Rail-Druck den Soll-Common-Rail-Druck übermäßig übersteigt, tritt das Problem auf, dass der übermäßig hohe Kraftstoffdruck auf die Kraftstoffleitungen, die Common-Rail oder Ähnliches aufgeübt wird.
Wenn der Common-Rail-Druck den Soll-Common-Rail-Druck überschreitet, kann der Common-Rail-Druck prompt durch Verwenden des Druckreduzierventils reduziert werden. Es ist jedoch unmöglich durch das Ansteuern des Druckreduzierventils, nachdem der Common-Rail-Druck den Soll-Common-Rail-Druck übermäßig übersteigt, zu verhindern, dass der übermäßig hohe Kraftstoffdruck auf die Kraftstoffleitungen, die Common-Rail und Ähnliches aufgeübt wird.
In der DE 10 2006 000 349 A1 schätzt eine Druckmusterschätzeinrichtung einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung einer Brennkraftmaschine einen Druckübergang von Kraftstoff in einen Common-Rail. Eine Überschussdruckbereichberechnungseinrichtung der Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung berechnet einen Überschussdruckbereich, in dem Druckmusterdaten, die durch die Druckmusterschätzeinrichtung bereitgestellt werden, einen Soll-Common-Rail-Druck überschreiten. Die Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung entspannt den Common-Rail-Druck auf einer Niedrigdruckseite durch Bedienen eines Druckreduzierventils des Common-Rail, um den durch die Überschussdruckbereichberechnungseinrichtung berechneten Überschussdruckbereich zu beseitigen. Auf diese Weise wird der Common-Rail-Druck (Einspritzdruck) während einer Einspritzzeitdauer geglättet.
JP 2000 - 303 887 A offenbart eine Einspritzdüse für einen Verbrennungsmotor. Eine Druckerfassungseinrichtung erfasst den Druck in einer Sammelkammer. Eine Druckschätzeinrichtung schätzt den Druck in der Sammelkammer basierend auf einer Zufuhrmenge von einer Kraftstoffpumpe und einer Einspritzmenge von einem Kraftstoffeinspritzventil. Im Normalbetrieb steuert ein erstes Steuermittel den Betrieb eines Druckeinstellmittels basierend auf der Druckerfassung eines Druckerfassungsmittels zum Ausführen einer Druckeinstellung, so dass der Druck in der Drucksammelkammer dem Zieldruck entspricht. Wenn eine Anomalieerfassungseinrichtung eine Anomalie in der Druckerfassungseinrichtung erfasst, steuert eine zweite Steuereinrichtung den Betrieb der Druckeinstelleinrichtung basierend auf dem Schätzdruck von einer Druckschätzeinrichtung, um eine Druckeinstellung auszuführen, so dass der Druck in der Drucksammelkammer dem Zieldruck entspricht.
US 6 694 953 B2 offenbart ein Raildruck-Vorhersagemodell für eine Steuerung eines Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystems. Die Genauigkeit des Einspritzzeitpunkts reagiert empfindlich auf den Raildruck, wobei zudem die Einspritzmenge des Kraftstoffeinspritzereignisses stark vom Raildruck abhängig ist. Somit hängt die Liefergenauigkeit jedes Einspritzereignisses stark von der Genauigkeit einer Raildruckschätzung ab, die beim Bestimmen der Eigenschaften des Einspritzsteuersignals verwendet wird. Diese Eigenschaften des Einspritzsteuersignals umfassen eine berechnete Verzögerung zwischen einem Start des Steuerstroms und dem Beginn der Einspritzung sowie die Dauer des Steuersignals. Die vorliegende Erfindung nimmt eine Rail-Druckmessung im Wesentlichen vor einem Einspritzereignis vor und verwendet dann ein Rail-Druckvorhersagemodell, um vorherzusagen, wie der Rail-Druck bei jedem Einspritzereignis in einer nachfolgenden Einspritzsequenz sein wird. Dieser geschätzte Rail-Druck wird dann als Mittel zum Bestimmen der Kraftstoffeinspritzsteuersignaleigenschaften für dieses nachfolgende Einspritzereignis verwendet.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Kraftstoffdrucksteuervorrichtung zur Verfügung zu stellen, die ein Druckreduzierventil basierend auf einen vorhergesagten Druck des Common-Rail-Drucks steuert, und verhindert, dass der Ist-Common-Rail-Druck im Vergleich zu dem Soll-Common-Rail-Druck übermäßig ansteigt.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterentwicklungen sind Gegenstand der sich daran anschließenden Ansprüche.
Gemäß einem Beispielaspekt der vorliegenden Erfindung sagt ein Druckvorhersageabschnitt den Common-Rail-Druck, der nach einem einmaligen Kraftstoffpumpvorgang bzw. einer Einmal-Kraftstoffförderung (one-time fuel pumping) auftritt, basierend auf dem gegenwärtigen Ist-Common-Rail-Druck, einem vorhergesagten Druckanstiegsbetrag, der durch einen Druckanstiegsbetragvorhersageabschnitt vorhergesagt wird, und einem Druckrückkopplungsbetrag, der durch einen Druckrückkopplungsberechnungsabschnitt berechnet wird, vorher. Der Druckrückkopplungsberechnungsabschnitt berechnet den Druckrückkopplungsbetrag bezüglich des Common-Rail-Drucks, der durch den Druckvorhersageabschnitt vorhergesagt wird, basierend auf dem Common-Rail-Druck, der durch den Druckvorhersageabschnitt vor dem gegenwärtigen Zeitpunkt vorhergesagt wurde, und dem gegenwärtigen Common-Rail-Druck, der nach der Einmal-Kraftstoffförderung eintritt, nachdem der Druckvorhersageabschnitt den Common-Rail-Druck vor dem gegenwärtigen Zeitpunkt vorhergesagt hat.
Wenn der durch den Druckvorhersageabschnitt vor dem gegenwärtigen Zeitpunkt vorhergesagte Common-Rail-Druck von dem Ist-Common-Rail-Druck stark abweicht, der nach der Einmal-Kraftstoffförderung eintritt, nachdem der Kraftstoffvorhersageabschnitt den Common-Rail-Druck vorhergesagt hat, zeigt dies an, dass der vor dem gegenwärtigen Zeitpunkt vorhergesagte Common-Rail-Druck, ungeeignet war. Die Ursachen der großen Abweichung zwischen dem Common-Rail-Druck, der vor dem gegenwärtigen Zeitpunkt vorhergesagt wird, und dem Ist-Common-Rail-Druck umfassen die Variation eines Instrumentenfehlers oder die Alterungsveränderung der Kraftstoffversorgungspumpe, des Injektors, des Dosierventils oder ähnlichem bezüglich einer Betriebsmenge, Leckagemenge oder einer Antwort bzw. Rückmeldung.
Gemäß dem vorstehend beschriebenen Beispielaspekt der vorliegenden Erfindung, wird demzufolge der Druckrückkopplungsbetrag basierend auf dem Common-Rail-Druck, der durch den Druckvorhersageabschnitt vor dem gegenwärtigen Zeitpunkt vorhergesagt wird, und dem Ist-Common-Rail-Druck berechnet, der nach der Einmal-Kraftstoffförderung eintritt, nachdem der Kraftstoffvorhersageabschnitt den Common-Rail-Druck vor dem gegenwärtigen Zeitpunkt vorhergesagt hat. Demzufolge kann der Druckrückkopplungsbetrag unter Berücksichtigung der Variation des Instrumentenfehlers oder der Alterungsveränderung der Kraftstoffversorgungspumpe, des Injektors, des Dosierventils oder Ähnlichem berechnet werden. Demzufolge kann der Druckvorhersageabschnitt den Common-Rail-Druck, der nach der Einmal-Kraftstoffförderung eintritt, basierend auf dem gegenwärtigen Ist-Common-Rail-Druck, der vorhergesagten Druckanstiegsbetrag, der durch den Druckanstiegsbetragsvorhersageabschnitt vorhergesagt wird, und dem Druckrückkopplungsbetrag, der durch den Druckrückkopplungsberechnungsabschnitt berechnet wird, mit hoher Exaktheit vorhersagen. Wenn der nach der Einmal-Kraftstoffförderung vorhergesagte Common-Rail-Druck den Soll-Common-Rail-Druck überschreitet, steuert zuvor der Druckreduzierventilsteuerungsabschnitt das Druckreduzierventil. Demzufolge kann der übermäßige Anstieg des Common-Rail-Drucks im Vergleich zu dem Soll-Common-Rail-Druck verhindert werden und der Common-Rail-Druck kann dem Soll-Common-Rail-Druck angenähert werden.
Die Veränderung des Common-Rail-Drucks wird durch die Anstiegsmenge und die Verringerungsmenge des Kraftstoffs in der Common-Rail bestimmt, d.h., dem Unterschied zwischen der Kraftstoffmenge, die in die Common-Rail fließt, und der Kraftstoffmenge, die aus der Common-Rail fließt. Gemäß einem anderen Beispielaspekt der vorliegenden Erfindung berechnet demzufolge der Druckanstiegsbetragvorhersageabschnitt basierend auf der Fördermenge des Kraftstoffs, der von der Kraftstoffversorgungspumpe gefördert wird und der Verbrauchsmenge des Kraftstoffs, der von der Kraftstoffversorgungspumpe gefördert wird, den vorhergesagten Druckanstiegsbetrag.
Der Unterschied zwischen der Fördermenge des Kraftstoffs, der von der Kraftstoffversorgungspumpe gefördert wird, und der Verbrauchsmenge des Kraftstoffs, der von der Kraftstoffversorgungspumpe gefördert wird, bezeichnet den Betrag der Vergrößerung oder der Verkleinerung des Kraftstoffs in der Common-Rail. Demzufolge kann der vorhergesagte Druckanstiegsbetrag des Common-Rail-Drucks, der als vor dem Ist-Common-Rail-Druck nach der Einmal-Kraftstoffförderung der Kraftstoffversorgungspumpe auf- bzw. einzutretend vorhergesagt wird,, basierend auf der Fördermenge des Kraftstoffs, der von der Kraftstoffversorgungspumpe gefördert wird, und der Verlustmenge des Kraftstoffs, der von der Kraftstoffversorgungspumpe gefördert wird, mit hoher Exaktheit vorhergesagt werden.
Es ist jedoch schwierig, die Veränderung in der Kraftstofffördermenge und der Kraftstoffverbrauchs bzw. -verlustmenge aufgrund der Variation des Instrumentenfehlers oder der Alterungsveränderung zu berücksichtigen. Die Variation des Instrumentenfehlers oder die Alterungsveränderung werden durch den Druckrückkopplungsbetrag absorbiert, der durch den Druckrückkopplungsberechnungsabschnitt basierend auf dem Common-Rail-Druck, der durch den Druckvorhersageabschnitt vor dem gegenwärtigen Zeitpunkt vorhergesagt wird, und dem gegenwärtigen Common-Rail-Druck, der nach der Einmal-Kraftstoffförderung eintritt, nachdem der Druckvorhersageabschnitt, den Common-Rail-Druck, vor dem gegenwärtigen Zeitpunkt vorhersagt, berechnet wird.
Falls das Druckreduzierventil betrieben wird, kann der Common-Rail-Druck prompt reduziert werden. Falls jedoch das Druckreduzierventil betrieben wird, wenn der Differenzdruck zwischen dem Common-Rail-Druck, der durch den Druckvorhersageabschnitt vorhergesagt wird, und dem Soll-Common-Rail-Druck geringer ist als ein vorgegebener Wert, d.h. wenn der Common-Rail-Druck, der durch den Druckvorhersageabschnitt vorhergesagt wird, nicht um mindestens den vorgegebenen Wert größer ist als der Soll-Common-Rail-Druck, ist es möglich, dass der Common-Rail-Druck durch den Soll-Common-Rail-Druck übermäßig reduziert wird.
Gemäß einem anderen Beispielsaspekt der vorliegenden Erfindung stoppt daher der Druckreduzierventilsteuerungsabschnitt die Steuerung des Druckreduzierventils basierend auf dem Common-Rail-Druck, der durch den Druckvorhersageabschnitt vorhergesagt wird, wenn der Differenzdruck zwischen dem Common-Rail-Druck, der durch den Druckvorhersageabschnitt vorhergesagt wird, und dem Soll-Common-Rail-Druck geringer ist als ein vorgegebener Wert,.
Wenn demnach der Differenzdruck zwischen dem Common-Rail-Druck, der durch den Druckvorhersageabschnitt vorhergesagt wird, und dem Soll-Common-Rail-Druck geringer ist als der vorgegebene Wert, wird die Steuerung des Druckreduzierventils ausgesetzt, wodurch verhindert werden kann, dass der Common-Rail-Druck durch den Soll-Common-Rail-Druck übermäßig reduziert wird.
Gemäß einem weiteren Beispielaspekt der vorliegenden Erfindung, wird die Kraftstofffördermenge der Kraftstoffversorgungspumpe durch Steuern der Kraftstoffansaugmenge der Kraftstoffversorgungspumpe, die durch ein Dosierventil durchgeführt wird, dosiert.
Für den Fall, bei dem die Kraftstofffördermenge durch Steuerung der Kraftstoffansaugmenge der Kraftstoffversorgungspumpe dosiert wird, wird die Kraftstofffördermenge durch die Kraftstoffansaugmenge bestimmt, die vor der Kraftstoffförderung gesteuert wird. Das heißt es tritt eine Verzögerung auf, da die Kraftstofffördermenge basierend auf der Kraftstoffansaugmenge bestimmt wird, während der Kraftstoff der festgesetzten Kraftstofffördermenge gefördert wird. durch exaktes Vorhersagen des nach der Einmal-Kraftstoffförderung auftretenden Common-Rail-Drucks kann in einem Fall, wie bei dem vorstehend Beispielaspekt der vorliegenden Erfindung beschrieben, das Druckreduzierventil entsprechend betrieben werden, bevor der Common-Rail-Druck den Soll-Common-Rail-Druck übersteigt und es kann ein übermäßiger Anstieg des Common-Rail-Druck im Vergleich zu dem Soll-Common-Rail-Druck verhindert werden.
Die Funktionen der jeweiligen Abschnitte gemäß der vorliegenden Erfindung werden durch Hardwareressourcen mit Funktionen, die durch den Aufbau hiervon spezifiziert sind, Hardwareressourcen mit Funktionen, die durch Programme spezifiziert sind oder Kombinationen solcher Hardwareressourcen realisiert. Die Funktionen der Abschnitte sind nicht auf die physikalisch voneinander unabhängig realisierten Hardwareressourcen beschränkt.
Merkmale und Vorteile einer Ausführungsform, sowie das Verfahren des Betriebs und die Funktionen der entsprechenden Bauteile, werden durch die folgende detaillierte Beschreibung, den beigefügten Ansprüchen und der Zeichnung, die alle einen Teil der Anmeldung bilden, offensichtlicher. Die Zeichnung zeigt in

1 ein Blockdiagramm, dass ein Kraftstoffversorgungssystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
2 ein schematisches Diagramm, dass eine Kraftstoffversorgungspumpe gemäß der Ausführungsform darstellt;
3 ein charakteristisches Diagramm, dass die Beziehung zwischen dem Ansteuerungsstrom des Dosierventils und der Ansaugmenge einer Hochdruckpumpe gemäß der Ausführungsform darstellt;
4 ein charakteristisches Diagramm, dass die Beziehung zwischen dem Betätigungszeitpunkt des Druckreduzierventils und der Druckreduzierbetrag gemäß der Ausführungsform, darstellt;
5 ein Zeitdiagramm, dass den Vorhersageprozess des Common-Rail-Drucks gemäß der Ausführungsform darstellt;
6 ein Zeitdiagramm zeigt, das die Berechnung des Rückkopplungsbetrags des Common-Rail-Drucks gemäß der Ausführungsform darstellt;
7 ein Ablaufdiagramm, dass eine erste Kraftstoffdrucksteuerungsroutine gemäß der Ausführungsform darstellt; und
8 ein Ablaufdiagramm, dass eine zweite Kraftstoffdrucksteuerungsroutine gemäß der Ausführungsform darstellt.

Nachfolgend wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnung beschrieben.
(Kraftstoffversorgungssystem 10)
1 stellt ein Kraftstoffversorgungssystem 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform dar. Das Kraftstoffversorgungssystem 10 dient zum Einspritzen von Kraftstoff in die entsprechenden Zylinder, beispielsweise von einem Vierzylinderdieselmotor 2 eines Automobils. Das Kraftstoffversorgungssystem 10 umfasst eine Hochdruckpumpe 20, die den Kraftstoff der Common-Rail 70 zuführt, die Common-Rail 70, die den Hochdruckkraftstoff akkumuliert, Injektoren 80, die den Hochdruckkraftstoff, der von der Common-Rail 70 zugeführt wird, in die Brennkammer der entsprechenden Zylinder des Motors 2 einspritzt und eine elektronische Steuereinheit 90 (ECU), die das Systems steuert.
Die Hochdruckpumpe 20 umfasst eine Förderpumpe, die den Kraftstoff aus dem Kraftstofftank 12 zieht. In der Hochdruckpumpe 20 bewegen sich Kolben mit der Rotation einer Nocke einer Nockenwelle hin und her, wobei der Kraftstoff, der von der Förderpumpe in die Druckbeaufschlagungskammer 100 angesaugt wird (Bezug zu 2), unter Druck gesetzt wird. Die Förderpumpe ist nicht in 1 und 2 dargestellt.
Wie in 2 dargestellt ist eine kreisförmige Nocke 24 exzentrisch mit der Nockenwelle 22 verbunden und ein Nockenring 26, der in einer äußeren Peripherie der Nocke 24 eingesetzt ist, weist eine viereckige Querschnittsform auf. Falls die kreisförmige Nocke 24 mit der Rotation der Nockenwelle 22 rotiert, dreht sich der Nockenring 26, indem dieser an der äußeren peripheren Fläche der Nocke 24 gleitet, ohne dabei auf der eigenen Achse zu rotieren. Falls sich der Nockenring 26 mit der Rotation der Nockenwelle 22 dreht, bewegen sich die Kolben 30 hin und her. Die Kolben 30 der Hochdruckpumpe 20 sind bei 180° auf entgegengesetzten Seiten über dem Nockenring 26, in Kontakt mit einer äußeren peripheren Fläche des Nockenrings 26, vorgesehen. Demzufolge wiederholen die zwei Kolben 30 das Ansaugen und das Fördern in Phase von 180° entgegengesetzt zueinander, während die Nockenwelle 22 einmal rotiert. Die Nockenwelle 22 rotiert einmal, während eine Kurbelwelle (nicht dargestellt) zweimal rotiert. Demzufolge wird der Kraftstoff durch die Kolben 30 bei jeden 360° CA (Kurbelwellenwinkel = crank angle) gefördert.
Ein Dosierventil 40 ist als ein Dosierstellglied bzw. -aktuator an der Ansaugseite der Hochdruckpumpe 20 vorgesehen. Die Stromsteuerung des Dosierventils 40 wird durch eine Tastverhältnissteuerung ausgeführt, wobei das Dosierventil 40 die Kraftstoffansaugmenge des Kraftstoffs, der durch die Hochdruckpumpe 20 in einem Ansaugtakt angesaugt wird, steuert. Die Kraftstoffablaufmenge der Hochdruckpumpe 20 wird durch Steuern der Kraftstoffansaugmenge dosiert. Das Dosierventil 40 ist ein Schließventil, das öffnet, wenn die Betätigung ausgeschaltet wird. Falls der Ansteuerungsstrom des Dosierventils 40, wie in 3 dargestellt, ansteigt, verringert sich demzufolge die Kraftstoffansaugmenge, die in die Druckbeaufschlagungskammer 100 angesaugt wird.
Ein Kontrollventil 50 ist an der Kraftstoffansaugseite jeder Druckbeaufschlagungskammer 100 der Hochdruckpumpe 20 vorgesehen. Das Kontrollventil 50 öffnet im Ansaugtakt, bei dem der Kolben 30 heruntergeht. Demnach ermöglicht das Kontrollventil 50 das Ansaugen des Kraftstoffs, der durch das Dosierventil 40 der Ansaugmengensteuerung unterzogen wurde, in die Druckbeaufschlagungskammer 100. Das Kontrollventil 50 schließt in einem Fördertakt, bei dem der Kolben 30 aufsteigt. Demzufolge verhindert das Kontrollventil 50 einen Rückfluss des unter Druck gesetzten Kraftstoffs zu dem Dosierventil 40.
Ein Auslassventil 60 ist an der Kraftstoffauslassseite jeder Druckbeaufschlagungskammer 100 vorgesehen. Bei dem Ansaugtakt, bei dem der Kolben 30 heruntergeht, wird das Auslassventil 60 geschlossen. Das Auslassventil 60 öffnet wenn der Kraftstoffdruck der Druckbeaufschlagungskammer 100 größer oder gleich dem vorgegebenen Druck in dem Fördertakt wird, bei dem der Kolben 30 heruntergeht. Falls das Auslassventil 60 öffnet, wird der in der Druckbeaufschlagungskammer 100 befindliche Kraftstoff aus der Druckbeaufschlagungskammer 100 in die Common-Rail 70 gefördert.
Wie in 1 dargestellt, ist ein Drucksensor 72 zum Erfassen des Common-Rail-Drucks in der Common-Rail 70 vorgesehen. Ein Druckreduzierventil 74 ist ein elektromagnetisches Ventil, das schließt, wenn die Betätigung ausgeschalten wird und das öffnet, wenn die Betätigung eingeschalten wird. Falls das Druckreduzierventil 74 öffnet, fließt der Kraftstoff aus der Common-Rail 70 ab und demzufolge reduziert sich der Common-Rail-Druck. Falls die Betätigungszeit des Druckreduzierventils 74 sich wie in 4 dargestellt erstreckt, vergrößert sich die Kraftstoffausflussmenge aus der Common-Rail 70, wobei sich der Druckreduzierbetrag des Common-Rail-Drucks vergrößert. Es gibt eine Ansprechverzögerung, vom einschalten der Betätigung des Druckreduzierventils 74 bis das Druckreduzierventil 74 öffnet.
Der Injektor 80 ist beispielsweise ein bekannter elektromagnetischer Injektor, der den Hub der Düsennadel, die ein Einspritzloch öffnet und schließt, durch den Druck aus einer Steuerkammer steuert. Wenn der Kraftstoff durch den Injektor 80 eingespritzt wird, ist die Steuerkammer mit einer Niederdruckseite verbunden, um den Hochdruckkraftstoff, der von der Common-Rail 70 der Steuerkammer zugeführt wird, zu der Niederdruckseite hin abzuführen. Demnach verringert sich der Kraftstoffdruck der Steuerkammer und die Düsennadel hebt ab. Der Kraftstoffüberlauf aus der Steuerkammer des Injektors 80 zu der Niederdruckseite wird zu dem Kraftstofftank 12 zurückgeführt.
Der Motor 2 umfasst, als einen der Sensoren zum Erfassen der Betriebszustände, einen Drehzahlsensor 82, der die Drehzahl des Motors 2 erfasst. Das Kraftstoffversorgungssystem 10 umfasst einen Beschleunigungssensor zum Erfassen einer Beschleunigungsposition als eine Betriebsmenge eines Beschleunigungspedals, einen Temperatursensor zum Erfassen der Temperatur der Ansaugluft (Ansauglufttemperatur) und der Kraftstofftemperatur und ähnliches, sowie andere Sensoren zum Erfassen der Betriebszustände.
Die ECU 90 besteht aus einem Mikrocomputer, der hauptsächlich eine CPU, eine ROM, eine RAM, einen Flash-Speicher, Eingangs-/Ausgangsschnittstellen und Ähnliches umfasst. Die ECU 90 erfasst einen Motorenbetriebszustand durch Aufnehmen der Ausgangssignale von den verschiedenen Sensoren, die den Drucksensor 72, den Drehzahlensensor 82, den Beschleunigungssensor, den Ansauglufttemperatursensor und den Kraftstofftemperatursensor, umfassen. Die ECU 90 steuert basierend auf dem erfassten Motorenbetriebszustand, den Motorenbetriebszustand.
Die ECU 90 steuert basierend auf dem Motorenbetriebszustand, die Kraftstofffördermenge der Hochdruckpumpe 20 durch Steuern der Betätigung des Dosierventils 40. Die ECU 90 reduziert den Common-Rail-Druck durch Steuern der Betätigung des Druckreduzierventils 74. Die ECU 90 steuert die Kraftstoffeinspritzmenge und den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt durch Steuern der Betätigung des Injektors 80. Die ECU 90 führt die Steuerprogramme, die in der ROM oder dem Flash-Speicher gespeichert sind, aus, um die folgende Steuerung auszuführen.
(Kraftstoffdrucksteuerung)
(1) Normale Regelung
Die ECU 90 berechnet basierend auf dem Motorenbetriebszustand den Soll-Common-Rail-Druck. Demnach führt die ECU 90 die Regelung des Ansteuerstroms zum Ansteuern des Dosierventils 40 basierend auf dem Differenzdrucks zwischen dem Ist-Common-Rail-Druck, der basierend auf den Ausgangssignalen des Drucksensors 72 erfasst wird, und dem Soll-Common-Rail-Druck durch PID-Steuerung aus, so dass der Ist-Common-Rail-Druck mit dem Soll-Common-Rail-Druck übereinstimmt. Somit wird die Kraftstoffansaugmenge der Hochdruckpumpe 20 gesteuert und die Kraftstofffördermenge wird dosiert.
Die ECU 90 bestimmt, dass der Common-Rail-Druck nicht nur durch ausführen der Regelung der Kraftstofffördermenge der Hochdruckpumpe 20 schnell reduziert werden kann, wenn der Ist-Common-Rail-Druck um den vorgegebenen Druck oder darüber größer ist als der Soll-Common-Rail-Druck. In diesem Fall reduziert die ECU 90 den Common-Rail-Druck durch Ansteuern des Druckreduzierventils 74.
(2) Vorhergesagte Drucksteuerung
Zusätzlich zu der Ausführung der normalen Regelung, sagt die ECU 90 den Common-Rail-Druck, der am Ende eines einmaligen Pumpvorgangs bzw. einer Einmal-Förderung (one-time pumping) und am Ende eines zweimaligen Pumpvorgangs bzw. einer Zweimal-Förderung (two-time pumping) der Hochdruckpumpe 20 eintreten wird (nachstehend bezeichnet als der Vorhersagedruck nach der Einmal-Förderung und der Vorhersagedruck nach der Zweimal-Förderung), als den Common-Rail-Druck vorher, der nach der Einmal-Kraftstoffförderung der Hochdruckpumpe 20 eintritt. Die ECU 90 steuert basierend auf dem Differenzdruck zwischen dem vorhergesagten Common-Rail-Druck und dem Ziel-Common-Rail-Druck den Common-Rail-Druck. Wenn der vorhergesagte Common-Rail-Druck höher ist als der Soll-Common-Rail-Druck des vorgegebenen Werts oder darüber, reduziert die ECU 90 durch Ansteuern des Druckreduzierventils 74 den Common-Rail-Druck.
Falls zum Beispiel ein Fahrzeuginsasse, ein Beschleunigungspedal während eines konstanten Betriebs, bei dem das Fahrzeug bei einer konstanten Geschwindigkeit läuft, drückt, und der Beschleunigungsbetrieb befohlen wird, stellt die ECU 90, wie in 5 dargestellt, basierend auf dem Motorenbetriebszustand den Soll-Common-Rail-Druck (Solldruck) höher ein, als in dem konstanten Betrieb. Die ECU berechnet basierend auf den Formeln (1) und (2), den Vorhersagedruck nach der Einmal-Förderung und den Vorhersagedruck nach der Zweimal-Förderung. Da der Motor 2, gemäß der vorliegenden Ausführungsform, ein Vierzylindermotor ist, wird der von der Common-Rail 70 zugeführte Kraftstoff von dem Injektor 80 bei jeden 180° CA in einen der vier Zylinder eingespritzt. Demzufolge berechnet die ECU 90 bei jeden 180° CA den Vorhersagedruck nach der Einmal-Förderung und den Vorhersagedruck nach der Zweimal-Förderung. $\begin{array}{l} (Vorhersagedruck nach der Einmal - F \ddot{o} rderung [n]) = (gegenw \ddot{a} rtiger Ist - Common - \\ Rail - Druck) + (der Verhersagedruckanstiegsbetrag nach der Einmal - F \ddot{o} rderung [n]) + \\ (R \ddot{u} ckkopplungsmenge nach der Einmal - - F \ddot{o} rderung [n]) \end{array}$
$\begin{array}{l} Vorhersagedruck nach der Zweimal (- F \ddot{o} rderung [n]) = (Vorhersagedruck nach der \\ Einmal - F \ddot{o} rderung [n]) + (Vorhersagedruckanstiegsbetrag nach der Zweimal - F \ddot{o} rderung \\ [n] + (R \ddot{u} ckkopplungsmenge nach der Zweimal - F \ddot{o} rderung [n]) \end{array}$
Durch Einsetzten des Vorhersagedrucks nach der Einmal-Förderung [n] der Formel (1) in die Formel (2), wird der Vorhersagedruck nach der Zweimal-Förderung [n] durch folgende Formel (3) wiedergegeben. $\begin{array}{l} (Vorhersagedruck nach der Zweimal - F \ddot{o} rderung [n]) = (gegenw \ddot{a} rtig Ist - Common - \\ Rail - Druck) + ((Vorhersagedruckanstiegsbetrag nach der Zweimal - F \ddot{o} rderung [n]) + \\ (Vorhersagedruckanstiegsbetrag nach der Zweimal - F \ddot{o} rderung [n])) + ((R \ddot{u} ckk opp - \\ lungsmenge nach der Einmal - F \ddot{o} rderung [n]) + (R \ddot{u} ckkopplungsmenge nach der Zwei - \\ mal - F \ddot{o} rderung [n])) \end{array}$
In den Formeln (2) und (3) ist der Vorhersagedruckanstiegsbetrag nach der Zweimal-Förderung, der Vorhersagedruckanstiegsbetrag, der vorhergesagt wird, um bis zum Ende der Zweimal-Förderung des Vorhersagedrucks nach der Einmal-Förderung [n] aufzutreten. Demzufolge ist in Formel 3 der Wert: (Vorhersagedruckanstiegsbetrag nach der Einmal-Förderung[n]) + (Vorhersagedruckanstiegsbetrag nach der Zweimal-Förderung [n]), der vorhergesagte Druckanstiegsbetrag, der vorhergesagt wird, um bis zum Ende der Zweimal-Förderung aufzutreten, basierend auf dem gegenwärtigen Drucksteuerungszeitpunkt. In der Formel (3) ist der Wert: (Rückkopplungsmenge nach der Einmal-Förderung [n]) + (Rückkopplungsmenge nach der Zweimal-Förderung [n]), ein Druckrückkopplungsbetrag zum exakten Vorhersagen des Common-Rail-Drucks, der am Ende der Zweimal-Förderung auftreten wird. Der Druckrückkopplungsbetrag wird im Detail später erklärt.
Demzufolge kann gesagt werden, dass der Vorhersagedruck nach der Zweimal-Förderung [n] basierend auf dem gegenwärtigen Ist-Common-Rail-Druck, dem vorhergesagten Druckanstiegsbetrag, der vorhergesagt wird, um bis zum Ende der Zweimal-Förderung ab dem gegenwärtigen Zeitpunkt aufzutreten, und der Druckrückmenge vorhergesagt wird.
Der Zeitpunkt nach der Einmal-Förderung und der Zeitpunkt nach der Zweimal-Förderung basieren auf dem Zeitpunkt, bei dem die gegenwärtige Drucksteuerung, unter den in 5 dargestellten Drucksteuerungszeitpunkten, durchgeführt wird. Falls der gegenwärtige Drucksteuerungszeitpunkt der Schaltzeitpunkt, zwischen der Kraftstoffansaugung und der Kraftstoffförderung ist, startet die Kraftstoffförderung zu dem gegenwärtigen Drucksteuerungszeitpunkt, der als die erste Förderung verwendet wird. Falls der gegenwärtige Drucksteuerungszeitpunkt während der Kraftstoffförderung auftritt, wird die Kraftstoffförderung, die zu dem gegenwärtigen Drucksteuerungszeitpunkt durchgeführt wird, dann als die erste Förderung verwendet. Der Zeitpunkt, bei dem die erste Kraftstoffförderung endet, wird als der Zeitpunkt nach der Einmal-Förderung verwendet und der Zeitpunkt, wenn die zweite Kraftstoffförderung endet, wird als der Zeitpunkt nach der Zweimal-Förderung verwendet.
Wenn zum Beispiel der gegenwärtige Drucksteuerungszeitpunkt der Zeitpunkt 1, der in 5 dargestellt ist, und der Schaltzeitpunkt zwischen der Kraftstoffansaugung und der Kraftstoffförderung ist, ist der Zeitpunkt nach der Einmal-Förderung der Zeitpunkt 3, der später als der Zeitpunkt 1 bei 360° CA ist und der Zeitpunkt nach der Zweimal-Förderung ist der Zeitpunkt 5, der später als der Zeitpunkt 1 bei 720° CA ist. Wenn der Drucksteuerungszeitpunkt einer der Zeitpunkte 1, 3, 5, 7 ist, schalten auf diese Weise die Kraftstoffansaugung und die Kraftstoffförderung zu diesen Drucksteuerungszeitpunkt. Demzufolge stimmen der Zeitpunkt nach der Einmal-Förderung und der Zeitpunkt nach der Zweimal-Förderung mit dem Zeitpunkt, bei dem der Förderungstakt des Kolbens 30 endet, überein.
In dem Fall, bei dem der Drucksteuerungszeitpunkt einer der Zeitpunkte 2, 4, 6 ist und in der Mitte der Kraftstoffförderung eintritt, falls der Zeitpunkt, der später als der gegenwärtige Drucksteuerungszeitpunkt bei 360° CA, als der Zeitpunkt nach der Einmal-Förderung verwendet wird und der Zeitpunkt, der später als der gegenwärtige Drucksteuerungszeitpunkt bei 720° CA, als der Zeitpunkt nach der Zweimal-Förderung verwendet wird, treten der Zeitpunkt nach der Einmal-Förderung und der Zeitpunkt nach der Zweimal-Förderung in der Mitte des Förderungstaktes auf. Demzufolge wird in der vorliegenden Ausführungsform, wenn der Drucksteuerzeitpunkt einer der Zeitpunkte 2, 4, 6 ist, der Zeitpunkt nach der Einmal-Förderung bei 180° CA eingestellt und der Zeitpunkt nach der Zweimal-Förderung wird bei 540° CA eingestellt. Dann wird der Common-Rail-Druck zu dem Zeitpunkt, bei dem der Förderungstakt als einer der Zeitpunkte 1, 3, 5 endet, vorhergesagt. Das heißt, der Zeitpunkt nach der Einmal-Förderung und der Zeitpunkt nach der Zweimal-Förderung werden, unter Einbeziehen der gegenwärtigen durchgeführten Kraftstoffförderung, eingestellt.
Der Common-Rail-Druck kann auch in dem Fall, bei dem der Zeitpunkt nach der Einmal-Förderung und der Zeitpunkt nach der Zweimal-Förderung in der Mitte der Förderung auftreten, vorhergesagt werden. Beispielsweise kann für den Zeitpunkt nach der Einmal-Förderung die Kraftstoffförderungsmenge, die ab dem Zeitpunkt 3 startet, berechnet werden, da die Kraftstoffansaugmenge des Kolbens #2 zu dem Zeitpunkt 2 berechnet wird. Demzufolge kann der Common-Rail-Druck zu dem Zeitpunkt 4 als der Zeitpunkt, nach der Einmal-Förderung zu dem Zeitpunkt 2, vorhergesagt werden.
Für den Zeitpunkt nach der Zweimal-Förderung, wenn der gegenwärtige Drucksteuerungszeitpunkt der Zeitpunkt 2 ist, ist der Zeitpunkt nach, dem gegenwärtigen Drucksteuerungszeitpunk bei 720° CA der Zeitpunkt 6. Die Kraftstofffördermenge zu dem Zeitpunkt 6, die durch den Kolben #1 zu dem Zeitpunkt 5 durchgeführt wird, wird durch die Menge der Kraftstoffansaugung, die durch den Kolben #1 zu dem Zeitpunkt 3 durchgeführt wird, berechnet. Allerdings wird die Menge der Kraftstoffansaugung, die bei dem Zeitpunkt 3 startet, noch nicht zu dem Zeitpunkt 2 berechnet, so kann die Kraftstofffördermenge zu dem Zeitpunkt 6 nicht basierend auf der Menge der Kraftstoffansaugung, die zu dem Zeitpunkt 3 startet, berechnet werden. In diesem Fall kann die Kraftstofffördermenge zu dem Zeitpunkt 6 basierend auf der Historie der Kraftstofffördermenge oder dem sofortigen Vorhersagen der Kraftstoffversorgungsmenge durch den Kolben #2 berechnet werden und der Common-Rail-Druck kann zu dem Zeitpunkt 6 vorhergesagt werden.
Falls der Vorhersagedruck nach der Einmal-Förderung 220 oder der Vorhersagedruck nach der Zweimal-Förderung 222, die basierend auf den Formeln (1) oder (2) vorhergesagt werden, um den vorgegebenen Druck oder darüber größer als der Soll-Common-Rail-Druck werden, wird das Druckreduzierventil 74 angesteuert und zuvor geöffnet. Demnach wird der Kraftstoff in der Common-Rail 70 abgeleitet und der Common-Rail-Druck wird reduziert.
In 5 ist der Vorhersagedruck nach der Zweimal-Förderung 222, der zu dem Zeitpunkt 3 berechnet wird, um den vorgegebenen Druck oder darüber größer als der Soll-Common-Rail-Druck, und größer als ein Schwellwert zum Ansteuern des Druckreduzierventils 74. Demzufolge wird das Druckreduzierventil 74 zu dem Zeitpunkt 3 angesteuert, um das Ansteigen des Common-Rail-Drucks zu verhindern. Der Vorhersagedruck nach der Zweimal-Förderung 222, der zu den Zeitpunkten 4, 5, nachdem Zeitpunkt 3 berechnet wird, ist ebenso größer als der Schwellwert zum Ansteuern des Druckreduzierventils 74. Demzufolge wird das Druckreuzierventil 74 angesteuert, um das Ansteigen des Common-Rail-Drucks zu blockieren.
Sowohl der Vorhersagedruck nach der Einmal-Förderung 220 als auch der Vorhersagedruck nach der Zweimal-Förderung 222 sind geringer als der Ansteuerungsschwellwert des Druckreduzierventils 74 zu dem Zeitpunkt 6. Demzufolge wird das Ansteuern des Druckreduzierventils 74 gestoppt.
Auf diese Weise wird in dem Prozess, bei dem der Common-Rail-Druck vergrößert wird und dem Soll-Common-Rail-Druck näherkommt, das Druckreduzierventil 74 basierend auf dem Vorhersagedruck nach der Einmal-Förderung 220 und dem Vorhersagedruck nach der Zweimal-Förderung 222, angesteuert, um vorher die Vergrößerung des Common-Rail-Drucks zu verhindern. Demnach kann sich der Ist-Common-Rail-Druck 200 dem Soll-Common-Rail-Druck annähern, während das übermäßige Ansteigen des Common-Rail-Drucks durch den Soll-Common-Rail-Druck verhindert wird, der in dem Fall, in dem das Druckreduzierventil 74 nicht basierend auf dem vorhergesagten Druck des Common-Rail-Drucks, wie in dem Common-Rail-Druck 210 dargestellt, angesteuert wird, auftritt.
Die ECU 90 steuert das Druckreduzierventil 74 basierend auf dem vorhergesagten Druck, der mittels der Formeln (1) und (2) berechnet wird, und dem Ansteuerungsstrom des Dosierventils 40, um den Ist-Common-Rail-Druck dem Soll-Common-Rail-Druck anzunähern. Da der Ist-Common-Rail-Druck sich dem Soll-Common-Rail-Druck mehr annähert, wird in 5 der Ansteuerungsstrom des Dosierventils 40 vergrößert, um die Kraftstofffördermenge zu verkleinern.
(2-1) Vorhergesagter Druckanstiegsbetrag
Die ECU 90 berechnet den Druckanstiegsbetrag des Common-Rail-Drucks, der bis zum Ende der Einmal-Förderung auftreten wird, aus dem Ist-Common-Rail-Druck, der basierend auf den Ausgangssignalen des Drucksensors 72 zu diesem Zeitpunkt erfasst wird, als den Vorhersagedruckanstiegsbetrag nach der Einmal-Förderung der Formel (1), basierend auf der gegenwärtigen Kraftstoffförderungsmenge, die von der Hochdruckpumpe 20 gefördert wird, und der Kraftstoffverbrauchsmenge, die durch das Kraftstoffversorgungssystem 10, aus der Kraftstofffördermenge, die von der Hochdruckpumpe 20 gefördert wird, verbraucht wird. Die Differenz zwischen der Kraftstofffördermenge und der Kraftstoffverbrauchsmenge, ist die Vergrößerungsmenge oder die Verkleinerungsmenge des Kraftstoffs in der Common-Rail 70. Der Druckanstiegsbetrag des Common-Rail-Drucks wird basierend auf der Vergrößerungs-/Verkleinerungsmenge des Kraftstoffs in der Common-Rail 70 berechnet.
Die ECU 90 berechnet den Druckanstiegsbetrag des Common-Rail-Drucks, der bis zum Ende der Zweimal-Förderung von dem Vorhersagedruck nach der Einmal-Förderung, der durch die Formel (1) berechnet wird, auftritt, als den Vorhersagedruckanstiegsbetrag nach der Zweimal-Förderung der Formel (2), basierend auf der gegenwärtigen Kraftstofffördermenge und Kraftstoffverbrauchsmenge.
(2-2) Druckrückkopplungsbetrag
Wenn zum Beispiel der gegenwärtige Drucksteuerungszeitpunkt der Zeitpunkt [n] in 6 ist, berechnet die ECU 90 die der Rückkopplungsbetrag nach der Einmal-Förderung [n] der Formel (1) basierend auf dem Wert der folgenden Formel (4) und der Rückkopplungsbetrag nach der Zweimal-Förderung [n] der Formel (2) basierend auf dem Wert der folgenden Formel (5). $\begin{array}{l} (gegenw \ddot{a} rtiger Ist - Common - Rail - Druck) - ((Vorhersagedruck nach der Einmal - \\ F \ddot{o} rderung [n - 1]) - (Druckreduzierbetrag [n - 1] durch Druckreduzierventil)) \end{array}$
$\begin{array}{l} (gegenw \ddot{a} rtiger Ist - Common - Rail - Druck) - ((Vorhersagedruck nach der Einmal - \\ F \ddot{o} rderung [n - 3]) - (Druckreduzierbetrag [n - 1] durch Druckreduzierventil) - (Druckre - \\ duziebetrag [n - 2] durch Druckreduzierventil) - (Druckreduzierbetrag [n - 3] durch \\ Druckreduzierventil) \end{array}$
Die Formeln (1) und (2) werden verwendet, um das Ansteuern des Druckreduzierventils 74 zu bestimmen, wenn der Vorhersagedruck nach der Einmal-Förderung [n] oder der Vorhersagedruck nach der Zweimal-Förderung [n] größer, als der Soll-Common-Rail-Druck des vorgegebene Drucks oder darüber, wird. Demzufolge umfassen der Vorhersagedruck nach der Einmal-Förderung [n] und der Vorhersagedruck nach der Zweimal-Förderung [n], die durch die Formeln (1) und (2) berechnet werden, nicht den Druckreduktionsbetrag des Common-Rail-Drucks, der durch Ansteuern des Druckreduzierventils 74 erreicht wird, wenn der vorhergesagte Druck des Common-Rail-Drucks, um einen vorgegebenen Druck oder darüber größer ist als der Soll-Common-Rail-Druck zu dem gegenwärtigen Zeitpunkt [n]. Das heißt, Werte, die durch Subtraktion der Druckreduzierungsmenge, die durch das Druckreduzierventil 74 von dem Vorhersagedruck nach der Einmal-Förderung [n] und dem Vorhersagedruck nach der Zweimal-Förderung [n] verursacht wird, berechnet werden, entsprechen dem Ist-Vorhersagedruck, zu dem Zeitpunkt nach der Einmal-Förderung und dem Zeitpunkt nach der Zweimal-Förderung, wenn der Common-Rail-Druck durch Ansteuern des Druckreduzierventils 74 reduziert wird.
Wenn demzufolge der Rückkopplungsbetrag nach der Einmal-Förderung [n] berechnet wird, vergleicht die ECU 90 den Wert, der durch Subtraktion des Druckreduzierbetrags [n-1] in dem Fall berechnet wird, bei dem der Common-Rail-Druck durch Ansteuern des Druckreduzierventils 74 zu einem vorangegangenen Zeitpunkt [n-1], der dem gegenwärtigen Zeitpunkt [n] vor dem Vorhersagedruck nach der Einmal-Förderung [n-1], der basierend auf der Formel (1) zu dem vorangehenden Zeitpunkt [n-1] vorhergesagt wird, mit dem gegenwärtigen Ist-Common-Rail-Druck in der Formel (4) vorangeht. Der Unterschied wird in 6 durch die Markierung 230 dargestellt. Wenn das Druckreduzierventil 74 nicht angesteuert wird, ist in der Formel (4) der Druckreduzierbetrag [n-1] durch das Druckreduzierventil, 0.
Falls der Wert durch die Subtraktion des Druckreduzierbetrags [n-1], der durch das Druckreduzierventil von dem Vorhersagedruck nach der Einmal-Förderung [n-1] verursacht wird, basierend auf der Formel (1) zu einem vorangegangenen Zeitpunkt [n-1] vorhergesagt wird, berechnet wird, d.h. der Wert: (Vorhersagedruck nach der Einmal-Förderung [n-1]) - (Druckreduzierbetrag [n-1] durch Druckreduzierungsventil), höher als der gegenwärtige Ist-Common-Rail-Druck ist, berechnet die ECU 90 der Rückkopplungsbetrag nach der Einmal-Förderung [n] basierend auf der Formel (4), um den Vorhersagedruck nach der Einmal-Förderung [n], der zu diesem Zeitpunkt vorhergesagt wird, zu verringern. Wenn der Wert: (Vorhersagedruck nach der Einmal-Förderung [n-1]) - (Druckreduzierbetrag [n-1] durch Druckreduzierventil) geringer ist, als der gegenwärtige Ist-Common-Rail-Druck, berechnet die ECU 90 der Rückkopplungsbetrag nach der Einmal-Förderung [n] basierend auf der vorliegenden Formel (4), um den Vorhersagedruck nach der Einmal-Förderung [n], der zu diesem Zeitpunkt vorhergesagt wird, zu vergrößern.
Wenn der Rückkopplungsbetrag nach der Zweimal-Förderung [n] berechnet wird, vergleicht die ECU 90 den Wert, der durch Subtraktion der Druckreduzierbeträge [n-1], [n-2], [n-3] in dem Fall berechnet wird, bei dem der Common-Rail-Druck durch Ansteuern des Druckreduzierventils 74, während einer Periode ab dem vorangehenden Zeitpunkt [n-3], der dem gegenwärtigen Zeitpunkt [n] vorangeht, bis zu dem gegenwärtigen Zeitpunkt [n], ausgenommen den gegenwärtigen Zeitpunkt [n] des Vorhersagedrucks nach der Zweimal-Förderung [n-3], der basierend auf der Formel (2) zu dem vorhergesagten Zeitpunkt [n-3] vorhergesagt wird, mit dem gegenwärtigen Ist-Common-Rail-Druck in der Formel (5), reduziert wird. Der Unterschied wird durch die Markierung 232 in 6 dargestellt. In der Formel (5) sind die Druckreduzierbeträge [n-1], [n-2], [n-3] des Druckreduzierventils in dem Fall, bei dem das Druckreduzierventil 74 nicht angesteuert wird, 0.
Wenn der Wert durch die Subtraktion der Druckreduzierbeträge [n-1], [n-2], [n-3], die durch das Druckreduzierventil 74 des Vorhersagedrucks nach der Zweimal-Förderung [n-3] verursacht werden, berechnet wird, d.h. der Wert: (Vorhersagedruck nach der Zweimal-Förderung [n-3]) - (Druckreduzierbetrag [n-1] durch Druckreduzierventil) - (Druckreduzierbetrag [n-2] durch Druckreduzierventil) - (Druckreduzierbetrag [n-3] durch Druckreduzierventil), größer als der gegenwärtige Ist-Common-Rail-Druck ist, berechnet die ECU 90 basierend auf der Formel (5) der Rückkopplungsbetrag nach der Zweimal-Förderung [n], um den Vorhersagedruck nach der Zweimal-Förderung [n], der zu diesem Zeitpunkt vorhergesagt wird, zu verringern. Wenn der Wert: (Nach-Zweimal-Förderungsvorhersagedruck [n-3]) - (Druckreduzierbetrag [n-1] durch Druckreduzierventil) - (Druckreduzierbetrag [n-2] durch Druckreduzierventil) - (Druckreduzierbetrag [n-3] durch Druckreduzierventil) geringer ist, als der gegenwärtige Ist-Common-Rail-Druck, berechnet die ECU 90 basierend auf der Formel (5) der Rückkopplungsbetrag nach der Zweimal-Förderung [n], um den Vorhersagedruck nach der Zweimal-Förderung [n], der zu diesem Zeitpunkt vorhergesagt wird, zu vergrößern.
In den Formeln (4) und (5) werden die Zeitpunkte [n-1], [n-3], als die Zeitpunkte verwendet, zu denen der vorhergesagte Druck vor dem gegenwärtigen Zeitpunkt berechnet worden ist. Dies geschieht deshalb, da der Rückkopplungsbetrag nach der Einmal-Förderung oder der Rückkopplungsbetrag nach der Zweimal-Förderung mit großer Genauigkeit durch den Vergleich des Werts berechnet werden, der durch die Subtraktion des Druckreduzierbetrags, der durch das Druckreduzierventil von dem Vorhersagedruck nach der Einmal-Förderung oder dem Vorhersagedruck nach der Zweimal-Förderung, die zu dem Zeitpunkt nahe dem gegenwärtigen Zeitpunkt [n] vorhergesagt werden, verursacht wird, mit dem gegenwärtigen Ist-Common-Rail-Druck berechnet wird.
Wenn in 6 der Zeitpunkt zum Berechnen des Rückkopplungsbetrags nach der Einmal-Förderung der Zeitpunkt [n-2] oder der Zeitpunkt [n] ist, bei denen die Kraftstoffansaugung oder die Kraftstoffförderung schalten, wird der Common-Rail-Druck zu dem Zeitpunkt [n-2] oder dem Zeitpunkt [n] für den Zeitpunkt [n-3] oder für den Zeitpunkt [n-1] vorhergesagt, der dem gegenwärtigen Zeitpunkt vorangeht.
Wenn der gegenwärtige Drucksteuerungszeitpunkt zum Berechnen des Rückkopplungsbetrags nach der Einmal-Förderung, der Zeitpunkt [n-3] oder der Zeitpunkt [n-1] in der Mitte der Kraftstoffförderung ist, wird der Common-Rail-Druck zu dem Zeitpunkt [n-3] oder zu dem Zeitpunkt [n-1], als der Vorhersagedruck nach der Einmal-Förderung nicht zu dem Zeitpunkt, der dem gegenwärtigen Drucksteuerungszeitpunkt vorausgeht, vorhergesagt. Dies geschieht deshalb, da der vorhergesagte Druck des Common-Rail-Drucks bezüglich des Zeitpunkts, zu dem die Kraftstoffansaugung und die Kraftstoffförderung in der vorliegenden Ausführungsform, wie vorstehend beschrieben, geschalten werden, berechnet wird. Folglich kann der Rückkopplungsbetrag nach der Einmal-Förderung nicht durch den Vergleich des Werts berechnet werden, der durch die Subtraktion der Druckreduzierungsmenge, die durch das Druckreduzierventil von dem Nach-Einmal-Förderungsvorhersagedruck, der zu dem Zeitpunkt, der dem gegenwärtigen Drucksteuerungszeitpunkt vorausgeht, vorhergesagt wird, verursacht wird, mit dem gegenwärtigen Ist-Common-Rail-Druck berechnet wird.
Demzufolge wird in der vorliegenden Ausführungsform für den Zeitpunkt [n-3] oder den Zeitpunkt [n-1] in der Mitte der Kraftstoffförderung, der Rückkopplungsbetrag nach der Einmal-Förderung [n-4] oder der Rückkopplungsbetrag nach der Zweimal-Förderung [n-2], die zu dem Zeitpunkt [n-4] oder dem Zeitpunkt [n-2] berechnet wird, als die gegenwärtige Nach-Einmal-Förderungsrückmenge verwendet.
Wenn ebenso in 6 der Rückkopplungsbetrag nach der Zweimal-Förderung berechnet wird, für den Zeitpunkt [n] als den Schaltzeitpunkt zwischen der Kraftstoffansaugung und der Kraftstoffförderung, wird der Common-Rail-Druck bei dem gegenwärtigen Zeitpunkt [n] zu dem Zeitpunkt [n-4], der dem gegenwärtigen Zeitpunkt vorangeht, vorhergesagt.
Wenn der gegenwärtige Drucksteuerungszeitpunkt der Zeitpunkt [n-1] in der Mitte der Kraftstoffförderung ist, wird der Common-Rail-Druck, als der Vorhersagedruck nach der Zweimal-Förderung, zu dem Zeitpunkt [n-1], nicht zu dem Zeitpunkt, der dem gegenwärtigen Zeitpunkt vorangeht, vorhergesagt.
Demzufolge wird in der vorliegenden Ausführungsform, wie für den Zeitpunkt [n-1] in der Mitte der Kraftstoffförderung, eine Rückkopplungsmenge nach der Zweimal-Förderung [n-4], die zu dem Zeitpunkt [n-4] berechnet wird, als die gegenwärtige Rückkopplungsmenge nach der Zweimal-Förderung verwendet.
(Erste Kraftstoffdrucksteuerungsroutine)
7 stellt die erste Kraftstoffdrucksteuerungsroutine dar. Die Routine von 7 ist für das Vorhersagen des Common-Rail-Drucks und wird bei jeden 180° CA durchgeführt. In 7 bedeutet „S“ Schritt.
Bei S400 ermittelt die ECU 90 den Soll-Common-Rail-Druck, den Ist-Common-Rail-Druck, die Kraftstoffansaugmenge der Hochdruckpumpe 20, die Kraftstoffverbrauchsmenge des Injektors 80 und die verschiedenen Arten von Informationen, die den Motorenbetriebszustand, sowie verschiedene Parameteranzeigen anzeigen. Der Soll-Common-Rail-Druck wird basierend auf dem Motorenbetriebszustand berechnet. Der Ist-Common-Rail-Druck wird durch das Ausgangssignal des Drucksensors 72a erfasst. Die ECU 90 berechnet basierend auf dem Differenzdruck, zwischen dem Soll-Common-Rail-Druck und dem Ist-Common-Rail-Druck, die gegenwärtige Kraftstoffansaugmenge der Hochdruckpumpe 20. Die ECU 90 ermittelt die gegenwärtige Kraftstoffansaugmenge und die Historieninformation der Kraftstoffansaugmenge, als die Kraftstoffansaugmenge der Hochdruckpumpe 20. Die Kraftstoffverbrauchsmenge des Injektors 80 umfasst die gegenwärtige Einspritzmenge des Injektors 80 und die Leckmenge des Injektors 80. Die verschiedenen Arten der Informationen zeigen die Motorenbetriebszustände, die die Motorendrehzahl (NE), die Ansauglufttemperatur, die Kraftstofftemperatur und Ähnliches umfassen, an.
Bei S402 berechnet die ECU 90 die Kraftstofffördermenge, die von der Hochdruckpumpe 20 gefördert wird, basierend auf der Kraftstoffansaugmenge der Hochdruckpumpe 20, der Motorendrehzahl, der Kraftstofftemperatur und dem Ist-Common-Rail-Druck, der Leckmenge der Hochdruckpumpe 20 und Ähnlichem.
Bei S404 berechnet die ECU 90 die Kraftstoffverbrauchsmenge des Kraftstoffversorgungssystems 10 basierend auf der Kraftstoffverbrauchsmenge, die die Summe der Leckmenge und der Injektionsmenge des Injektors 80, der Leckmenge der Kraftstoffleitung und dergleichen ist.
Bei S406 berechnet die ECU 90 basierend auf der Kraftstofffördermenge, die in S402 berechnet wird, und der Kraftstoffverbrauchsmenge, die in S404 berechnet wird, den Vorhersagedruckanstiegsbetrag nach der Einmal-Förderung und den Vorhersagedruckanstiegsbetrag nach der Zweimal-Förderung des Common-Rail-Drucks, die vorhergesagt werden, um vor dem gegenwärtigen Ist-Common-Rail-Druck nach der Einmal-Kraftstoffförderung der Hochdruckpumpe 20 einzutreten,.
Bei S408 berechnet die ECU 90 basierend auf den Formeln (4) und (5), der Rückkopplungsbetrag nach der Einmal-Förderung und der Rückkopplungsbetrag nach der Zweimal-Förderung. Bei S410 und S412 berechnet die ECU 90 entsprechend mit den Formeln (1) und (2), den Vorhersagedruck nach der Einmal-Förderung und den Vorhersagedruck nach der Zweimal-Förderung.
Bei S414 bestimmt die ECU 90, ob eine Bedingung zum Steuern des Druckreduzierventils 74, das den vorhersehbaren Druck verwendet, (d.h., ob der Ist-Common-Rail-Druck in Richtung des Ziel-Common-Rail-Drucks vergrößert wird) je nachdem feststeht, ob sich eine zeitliche Änderung des Ist-Common-Rail-Drucks kontinuierlich vergrößert. Falls die zeitliche Änderung des Ist-Common-Rail-Drucks kontinuierlich größer oder gleich einem vorgegebenen Wert wird, besteht die Möglichkeit, dass der Ist-Common-Rail-Druck den Soll-Common-Rail-Druck überschreitet.
Wenn die Bedingung zum Steuern des Druckreduzierventils 74, die den vorhergesagten Druck verwendet, feststeht (S414: JA), berechnet die ECU 90 bei S416 den Differenzdruck zwischen dem vorhergesagten Druck, der der größere zwischen dem Vorhersagedruck nach der Einmal-Förderung und dem Vorhersagedruck nach der Zweimal-Förderung ist, und dem Soll-Common-Rail-Druck als den vorhergesagten Differenzdruck.
Wenn die Bedingung zum Steuern des Druckreduzierventils 74, das den vorhergesagten Druck verwendet, nicht Feststeht (S414: NEIN), stellt die ECU 90 bei S418 den vorhergesagten Differenzdruck bei 0 ein.
(Zweite Kraftstoffdrucksteuerungsroutine)
8 stellt die zweite Kraftstoffdrucksteuerungsroutine dar. Die Routine von 8 dient zum Steuern der Betätigungszeit des Druckreduzierventils 74 und wird bei jeden 180° CA nach der ersten Kraftstoffdrucksteuerungsroutine durchgeführt. In 8 bedeutet „S“ Schritt.
Bei S420 ermittelt die ECU 90 den vorhergesagten Differenzdruck, der durch die erste Kraftstoffdrucksteuerungsroutine von 7 berechnet wurde, die Parameter, die in S400 von 7 und dergleichen, als verschiedene Parameter ermittelt wurden.
Bei S422 berechnet die ECU 90 die Druckabweichung des Common-Rail-Drucks. Wenn der vorhergesagte Differenzdruck nicht 0 ist, stellt die ECU 90 den vorhergesagten Differenzdruck als die Druckabweichung ein. Wenn der vorhergesagte Differenzdruck 0 ist, stellt die ECU 90 den Differenzdruck zwischen dem Ist-Common-Rail-Druck und dem Ziel-Common-Rail-Druck, als die Druckabweichung ein.
Bei S424 bestimmt die ECU 90, ob die Druckabweichung größer oder gleich einem vorgegebenen Wert α ist. Wenn die Druckabweichung kleiner als der vorgegebene Wert α ist (S424: NEIN), bestimmt die ECU 90, dass es nicht notwendig ist das Druckreduzierventil 74 anzusteuern und beendet die Routine.
Wenn die Druckabweichung größer oder gleich einem vorgegebene Wert α (S424: JA) ist, berechnet die ECU 90 bei S426 die Kraftstoffabflussmenge des Kraftstoffs von der Common-Rail 70, um mittels des Druckreduzierventil abgelassen zu werden, basierend auf der Druckabweichung und dem Ist-Common-Rail-Druck, um die Druckabweichung aufzuheben.
Bei S428 berechnet die ECU 90 die Betätigungszeit des Druckreduzierventils 74, die notwendig ist, um die Kraftstoffmenge, die bei S426 berechnet wurde, abzuleiten. Um Beschädigungen aufgrund des Aufheizens des Druckreduzierventils 74 zu verhindern, weist das Druckreduzierventil 74 einen Schutzwert einer konstanten Betätigungszeit auf. Demzufolge führt die ECU 90 bei S430 den Betätigungszeitschutzprozess durch. Falls die Betätigungszeit den Schutzwert überschreitet, wird in dem Betätigungszeitschutzprozess die Betätigungszeit des Druckreduzierventils 74, die bei S428 berechnet wurde, mit dem Schutzwert ersetzt.
Bei S432 berechnet die ECU 90 falls notwendig basierend auf dem Ergebnis des Betätigungszeitschutzprozesses des Druckreduzierventils 74, der bei S430 durchgeführt wurde, die Kraftstoffabflussmenge, die von dem Druckreduzierventil 74 durch Ansteuern des Druckreduzierventils 74 abläuft und den Druckreduzierbetrag des Common-Rail-Drucks, der durch die Kraftstoffablaufmenge festgelegt ist, nochmals.
Bei S434 stellt die ECU 90 die Betätigungszeit zum Ist-Steuern des Druckreduzierungsventils 74 ein und beendet dann die Routine. Die Betätigungszeit des Druckreduzierungsventils 74 wird basierend auf der Betätigungszeiteinstellung bei S434 gesteuert.
In der vorliegenden Ausführungsform dient die Hochdruckpumpe 120 als eine Kraftstoffversorgungspumpe und die ECU 90 dient als eine Kraftstoffdrucksteuervorrichtung, ein Druckvorhersageabschnitt, ein Druckreduzierungsventilsteuerungsabschnitt, ein Druckanstiegsbetragvorhersageabschnitt, und ein Druckrückkopplungsberechnungsabschnitt. In 7 entsprechen S400 bis S406 dem Druckanstiegsbetragvorhersageabschnitt. S408 entspricht dem Druckrückkopplungsberechnungsabschnitt. S410 und S412 entsprechen dem Druckvorhersageabschnitt. S414 bis S418 aus 7, und S420 bis S434 aus 8, entsprechen dem Druckreduzierventilsteuerungsabschnitt.
Gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform werden der Vorhersagedruck nach der Einmal-Förderung und der Vorhersagedruck nach der Zweimal-Förderung des Common-Rail-Drucks, der nach der Einmal-Kraftstoffförderung nach dem gegenwärtigen Zeitpunkt auftreten wird, basierend auf dem gegenwärtigen Ist-Common-Rail-Druck, dem Vorhersagedruckanstiegsbetrag, der vorhergesagt wird, um vor dem gegenwärtigen Ist-Common-Rail-Druck einzutreten, und dem Druckrückkopplungsbetrag berechnet. Der Druckrückkopplungsbetrag wird basierend auf dem gegenwärtigen Ist-Common-Rail-Druck und dem Common-Rail-Druck, der vor dem gegenwärtigen Zeitpunkt vorhergesagt wird, berechnet. Wenn der Druckrückkopplungsbetrag berechnet wird, wird der Wert, der durch Subtraktion des Druckreduzierbetrags, der durch das Druckreduzierventil 74 während der Periode, ab dem Zeitpunkt bei dem der Common-Rail-Druck vor dem gegenwärtigen Zeitpunkt vorhergesagt wird, bis zu dem gegenwärtigen Zeitpunkt, der den gegenwärtigen Zeitpunkt ausnimmt, verursacht wird, von dem Vorhersagedruck nach der Einmal-Förderung oder dem Vorhersagedruck nach der Zweimal-Förderung, die durch die Formeln (1) oder (2) berechnet werden, als der Common-Rail-Druck, der vor dem gegenwärtigen Zeitpunkt vorhergesagt wird, verwendet. Wenn das Druckreduzierventil 74 nicht angesteuert wird, ist der Druckreduzierbetrag 0. Wenn der Differenzdruck, zwischen dem Common-Rail-Druck, der vor dem gegenwärtigen Zeitpunkt vorhergesagt wird, und dem gegenwärtigen Ist-Common-Rail-Druck gering ist, deutet dies an, dass der vorhergesagte Common-Rail-Druck angemessen ist. Wenn der Differenzdruck größer ist, deutet dies an, dass der vorhergesagte Common-Rail-Druck unpassend ist. Es wird vermutet, dass die Variation in dem Differenzdruck, zwischen dem gegenwärtigen Ist-Common-Rail-Druck und dem Common-Rail-Druck, der vor dem gegenwärtigen Zeitpunkt vorhergesagt wird, durch den Instrumentenfehler oder die Alterungsveränderung der Hochdruckpumpe 20, dem Druckreduzierventil 74, und dem Injektor 80 oder dergleichen verursacht wird.
Durch Berechnen des vorhergesagten Drucks des Common-Rail-Drucks, der den Druckrückkopplungsbetrag verwendet, der basierend auf dem gegenwärtigen Ist-Common-Rail-Druck und dem Common-Rail-Druck, der vor dem gegenwärtigen Zeitpunkt vorhergesagt wird, berechnet wird, kann demzufolge der vorhergesagte Druck des Common-Rail-Drucks mit großer Genauigkeit bezüglich des Instrumentenfehlers oder der Alterungsveränderung der Hochdruckpumpe 20, des Druckreduzierventils 74, des Injektors 80 und dergleichen, vorhergesagt werden.
Wenn die Kraftstofffördermenge der Hochdruckpumpe 20, wie in der vorliegenden Ausführungsform mit dem Dosierventil 40 durch ausführen der Dosiersteuerung der Kraftstoffansaugmenge dosiert wird, tritt eine Verzögerung ein, da die Kraftstoffansaugmenge während der Kraftstoff von der Hochdruckpumpe 20 gefördert wird, dosiert wird. In dem Fall des Kraftstoffversorgungssystems 10 dieses Ansaugdosiertyps, kann das übermäßige Überschreiten des Common-Rail-Drucks durch den Soll-Common-Rail-Druck verhindert werden, durch Vorhersagen des Common-Rail-Drucks, der bei dem Zeitpunkt nach der Einmal-Förderung und dem Zeitpunkt nach der Zweimal-Förderung eintreten wird, und durch vorheriges Ansteuern des Druckreduzierventils 74, um den Anstieg des Common-Rail-Drucks zu verhindern, wenn erwartet wird, dass der vorhergesagte Druck des Common-Rail-Drucks den Soll-Common-Rail-Druck, wie in der vorliegenden Ausführungsform, übersteigt.
(Andere Ausführungsform)
In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wird das Druckreduzierventil 74 basierend auf dem vorhergesagten Druck, der der Größere zwischen dem Vorhersagedruck nach der Einmal-Förderung und dem Vorhersagedruck nach der Zweimal-Förderung ist, als der vorhergesagte Druck des Common-Rail-Drucks nach der Einmal-Kraftstoffförderung und basierend auf dem Soll-Common-Rail-Druck gesteuert. Alternativ kann das Druckreduzierventil 74 basierend auf entweder dem Vorhersagedruck nach der Einmal-Förderung oder dem Vorhersagedruck nach der Zweimal-Förderung, als der vorhergesagte Druck des Common-Rail-Drucks nach der Einmal-Kraftstoffföderung und basierend auf dem Soll-Common-Rail-Druck gesteuert werden. Alternativ kann der Common-Rail-Druck nach drei oder mehreren Malen der Kraftstoffförderung, als der vorhergesagte Druck nach der Einmal-Kraftstoffförderung, verwendet werden.
Anstatt des Dosierens der Kraftstofffördermenge der Hochdruckpumpe 20 durch Steuern der Kraftstoffansaugmenge mit dem Dosierventil, kann die Kraftstofffördermenge der Hochdruckpumpe 20 direkt mit einem Dosierventil dosiert werden.
In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform werden die Funktionen des Druckvorhersageabschnitts, des Druckreduzierventilsteuerungsabschnitts, des Druckanstiegsbetragvorhersagenabschnitts und des Druckrückkopplungsberechnungsabschnitts durch die ECU 90 realisiert, die Funktionen, die durch die Steuerprogramme eingestellt sind, aufweist. Alternativ kann mindestens ein Teil der Funktionen, der vorstehend beschriebenen Abschnitte mit einer Hardware, die die Funktionen aufweist, die durch seinen Schaltungsaufbau festgelegt sind, realisiert werden.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die offenbarten Ausführungsformen begrenzt. Diese kann auch auf verschiedene andere Art und Weise umgesetzt werden, ohne dabei vom Schutzumfang der Erfindung, wie diese in den beigefügten Ansprüchen definiert ist, abzuweichen.

Claims

Kraftstoffdrucksteuervorrichtung (90) zur Anwendung in einem Kraftstoffversorgungssystem (10), das eine Common-Rail (70) aufweist, die Kraftstoff akkumuliert, der den Zylindern eines Verbrennungsmotors (2) zugeführt wird, sowie eine Kraftstoffversorgungspumpe (20), die den Kraftstoff zu der Common-Rail (70) pumpt, und ein Druckreduzierventil (74) aufweist, das den Kraftstoffdruck der Common-Rail (70) reduziert, wobei die Kraftstoffdrucksteuervorrichtung (90) den Common-Rail-Druck steuert, der der Kraftstoffdruck der Common-Rail (70) ist, und gekennzeichnet ist durch: eine Druckvorhersageeinrichtung (S410, S412) zum Vorhersagen eines Vorhersagedrucks nach der Einmal-Förderung, der der Common-Rail-Druck ist, der nach einem einmaligen Kraftstoffpumpvorgang, der durch die Kraftstoffversorgungspumpe (20) durchgeführt wird, auftreten wird, und zum Vorhersagen eines Vorhersagedrucks nach der Zweimal-Förderung, der der Common-Rail-Druck ist, der nach einem zweimaligen Kraftstoffpumpvorgang, der durch die Kraftstoffversorgungspumpe (20) durchgeführt wird, auftreten wird; eine Druckreduzierventilsteuerungseinrichtung (S414 - S434) zum Steuern des Druckreduzierventils (74), um den Common-Rail-Druck zu reduzieren, wenn eine Druckabweichung zwischen einem vorhergesagten Druck, der der größere zwischen dem Vorhersagedruck nach der Einmal-Förderung und dem Vorhersagedruck nach der Zweimal-Förderung ist, und einem Soll-Common-Rail-Druck größer oder gleich einem vorgegebene Wert (α) ist; eine Druckanstiegbetragvorhersageeinrichtung (S400 - S406) zum Berechnen eines Vorhersagedruckanstiegsbetrags des Common-Rail-Drucks nach der Einmal-Förderung, von dem vorhergesagt wird, dass er gegenüber dem Ist-Common-Rail-Druck nach dem einmaligen Kraftstoffpumpvorgang, der durch die Kraftstoffversorgungspumpe (20) durchgeführt wird, auftreten wird, und zum Berechnen eines Vorhersagedruckanstiegsbetrags des Common-Rail-Drucks nach der Zweimal-Förderung, von dem vorhergesagt wird, dass er gegenüber dem Ist-Common-Rail-Druck nach dem zweimaligen Kraftstoffpumpvorgang, der durch die Kraftstoffversorgungspumpe (20) durchgeführt wird, auftreten wird; und eine Druckrückkopplungsberechnungseinrichtung (S408) zum Berechnen eines Druckrückkoppelungsbetrags nach der Einmal-Förderung bezüglich dem Vorhersagedruck nach der Einmal-Förderung, der durch die Druckvorhersageeinrichtung (S410, S412) vorhergesagt wird, basierend auf dem Vorhersagedruck nach der Einmal-Förderung, der durch die Druckvorhersageeinrichtung (S410, S412) vor dem gegenwärtigen Zeitpunkt vorhergesagt wurde, und dem Ist-Common-Rail-Druck, der nach dem einmaligen Kraftstoffpumpvorgang eintritt, nachdem die Druckvorhersageeinrichtung (S410, S412) den Vorhersagedruck nach der Einmal-Förderung vor dem gegenwärtigen Zeitpunkt vorhergesagt hat, und zum Berechnen eines Druckrückkoppelungsbetrags nach der Zweimal-Förderung bezüglich dem Vorhersagedruck nach der Zweimal-Förderung, der durch die Druckvorhersageeinrichtung (S410, S412) vorhergesagt wird, basierend auf dem Vorhersagedruck nach der Zweimal-Förderung, der durch die Druckvorhersageeinrichtung (S410, S412) vor dem gegenwärtigen Zeitpunkt vorhergesagt wurde, und dem Ist-Common-Rail-Druck, der nach dem zweimaligen Kraftstoffpumpvorgang eintritt, nachdem die Druckvorhersageeinrichtung (S410, S412) den Vorhersagedruck nach der Zweimal-Förderung vor dem gegenwärtigen Zeitpunkt vorhergesagt hat, wobei die Druckvorhersageeinrichtung (S410, S412) den Vorhersagedruck nach der Einmal-Förderung basierend auf dem gegenwärtigen Ist-Common-Rail-Druck, dem Vorhersagedruckanstiegsbetrag nach der Einmal-Förderung, der durch die Druckanstiegsbetragvorhersageeinrichtung (S400 - S406) vorhergesagt wird, und dem Druckrückkoppelungsbetrag nach der Einmal-Förderung, der durch die Druckrückkoppelungsberechnungseinrichtung (S408) berechnet wird, vorhersagt, und den Vorhersagedruck nach der Zweimal-Förderung basierend auf dem gegenwärtigen Ist-Common-Rail-Druck, dem Vorhersagedruckanstiegsbetrag nach der Zweimal-Förderung, der durch die Druckanstiegsbetragvorhersageeinrichtung (S400 - S406) vorhergesagt wird, und dem Druckrückkoppelungsbetrag nach der Zweimal-Förderung, der durch die Druckrückkoppelungsberechnungseinrichtung (S408) berechnet wird, vorhersagt.
Kraftstoffdrucksteuervorrichtung (90) nach Anspruch 1, wobei die Druckanstiegsbetragvorhersageeinrichtung (S400 - S406), den Vorhersagedruckanstiegsbetrag nach der Einmal-Förderung und den Vorhersagedruckanstiegsbetrag nach der Zweimal-Förderung basierend auf der Pumpmenge des Kraftstoffs, der von der Kraftstoffversorgungspumpe (20) gefördert wird, und der Verbrauchsmenge des Kraftstoffs, der von der Kraftstoffversorgungspumpe (20) gefördert wird, berechnet.
Kraftstoffdrucksteuervorrichtung (90) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Druckreduzierventilsteuerungseinrichtung (S414 - S434) die Steuerung des Druckreduzierventils (74) basierend auf dem Common-Rail-Druck, der durch die Druckvorhersageeinrichtung (S410, S412) vorhergesagt wird, stoppt, wenn die Druckabweichung kleiner als der vorgegebene Wert (α) ist.
Kraftstoffdrucksteuervorrichtung (90) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Kraftstofffördermenge des Kraftstoffversorgungssystems (20) durch Steuerung der Kraftstoffansaugmenge der Kraftstoffversorgungspumpe (20), die durch das Dosierventil (40) durchgeführt wird, dosiert wird.