DE102010016079A1 - Kraftstoffeinspritzerfassungsvorrichtung - Google Patents

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Abstract

Eine Kraftstoffeinspritzerfassungsvorrichtung berechnet eine tatsächliche Kraftstoffeinspritzrate (Rβ) basierend auf einem abfallenden Kurvenverlauf (A1) des Kraftstoffdrucks und einem ansteigenden Kurvenverlaufs (A2) des Kraftstoffdrucks. Der abfallende Kurvenverlauf (A1) steht für einen Kraftstoffdruck, der durch einen Kraftstoffsensor (20a) während einer Dauer erfasst wird, in welcher der Kraftstoffdruck aufgrund eines Kraftstoffeinspritzratenabfalls ansteigt. Der ansteigende Kurvenverlauf (A2) steht für einen Kraftstoffdruck, der durch einen Kraftstoffsensor (20a) während einer Dauer erfasst wird, in welcher der Kraftstoffdruck aufgrund eines Kraftstoffeinspritzratenanstiegs abfällt. Der abfallende Kurvenverlauf (A1) und der ansteigende Kurvenverlauf (A2) werden durch Modellierungsfunktionen (f1(t), f2(t)) modelliert. Ein Referenzdruck Ps(n)) wird basierend auf dem Druck während einer spezifizierten Zeitdauer (T12), bevor der abfallende Kurvenverlauf (A1) erzeugt wird, berechnet. Außerdem wird ein Schnittpunktsdruck (Pint) berechnet, bei welchem sich die Geraden, die durch die Modellierungsfunktionen dargestellt werden, schneiden. Die maximale Kraftstoffeinspritzrate wird basierend auf einem Kraftstoffdruckabfall von dem Referenzdruck (Ps(n)) auf den Schnittpunktsdruck (Pint) berechnet.

Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzerfassungsvorrichtung, welche einen Kraftstoffeinspritzzustand erfasst.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Es ist wichtig einen Kraftstoffeinspritzzustand wie zum Beispiel einen Kraftstoffeinspritzung-Startzeitpunkt, eine maximale Kraftstoffeinspritzrate, eine Kraftstoffeinspritzmenge und dergleichen zu erfassen, um ein Ausgangsmoment bzw. Abtriebsmoment und eine Emission eines Verbrennungsmotors genau steuern zu können. Es ist allgemeinen bekannt, dass ein tatsächlicher Kraftstoffeinspritzzustand durch Aufnehmen bzw. Messen eines Kraftstoffdrucks in einem Kraftstoffeinspritzsystem erfasst wird, welcher sich aufgrund einer Kraftstoffeinspritzung verändert.
  • JP-2008-144749A ( US-2008-0228374A1 ) beschreibt beispielsweise, dass ein tatsächlicher Kraftstoffeinspritzung-Startzeitpunkt durch Erfassen eines Zeitpunkts erfasst wird, in welchem sich der Kraftstoffdruck im Kraftstoffeinspritzsystem aufgrund eines Starts einer Kraftstoffeinspritzung beginnt zu verringern, und eine tatsächliche maximale Kraftstoffeinspritzrate durch Erfassen eines Kraftstoffdruckabfalls (maximaler Kraftstoffdruckabfall) erfasst wird.
  • Ein in einer Common Rail (gemeinsame Verteilerleitung) angebrachter Kraftstoffdrucksensor kann eine Veränderung des Kraftstoffdrucks nicht immer mit hoher Genauigkeit erfassen, da die Kraftstoffdruckveränderung aufgrund der Kraftstoffeinspritzung in der Common Rail abgeschwächt bzw. verringert wird. Die JP-2008-144749-A und die JP-2000-265892A beschreiben, dass ein Kraftstoffdrucksensor in einem Kraftstoffinjektor bzw. einer Kraftstoffeinspritzdüse angebracht ist, um die Ver änderung des Kraftstoffdrucks zu erfassen, bevor die Veränderung in der Common Rail abgeschwächt wird.
  • Die betreffenden Erfinder haben ein Verfahren zum Berechnen der maximalen Kraftstoffeinspritzrate basierend auf einem Druckkurvenverlauf, der durch den Drucksensor erfasst wird, der in einem Kraftstoffinjektor bzw. einer Kraftstoffeinspritzdüse angeordnet ist, entwickelt, wobei dieses Verfahren hiernach beschrieben wird.
  • Wenn, wie in 15A dargestellt, ein Steuersignal zum Starten einer Kraftstoffeinspritzung von einer elektronischen Steuereinheit (electronic control unit = ECU) in einem Kraftstoffeinspritzstart-Befehlszeitpunkt ”Is” ausgegeben wird, beginnt ein Ansteuerstrom, der von einer elektronischen Ansteuereinheit (electronic driver unit = EDU) an eine Kraftstoffeinspritzdüse angelegt wird, im Zeitpunkt des Kraftstoffeinspritzstart-Befehlszeitpunkt ”Is”, anzusteigen. Wenn ein Befehlssignal zum Beenden einer Kraftstoffeinspritzung in einem Kraftstoffeinspritzende-Befehlszeitpunkt ”Ie” von der ECU ausgegeben wird, beginnt der Ansteuerstromimpuls auf den Kraftstoffeinspritzende-Befehlszeitpunkt ”Ie” abzufallen. Ein Erfassungsdruck, der durch den Kraftstoffdrucksensor erfasst wird, verändert sich, wie durch eine Gerade „L1” in 15B dargestellt.
  • Es sollte beachtet werden, dass nachstehend das Steuersignal zum Starten einer Kraftstoffeinspritzung als SFC-Signal bezeichnet wird. Das Steuersignal zum Beenden einer Kraftstoffeinspritzung hingegen als EFC-Signal.
  • Wenn das SFC-Signal von der ECU im Kraftstoffeinspritzstart-Befehlszeitpunkt ”Is” ausgeben wird und eine Kraftstoffeinspritzrate (Kraftstoffeinspritzmenge pro Zeiteinheit) ansteigt, beginnt der Erfassungsdruck in einem Änderungspunkt bzw. Wendepunkt ”P3a” auf den Druckkurvenverlauf abzufallen. Anschließend, wenn das EFC-Signal im Kraftstoffeinspritzende-Befehlszeitpunkt ”Ie” ausgegeben wird, und die Kraftstoffeinspritzrate beginnt abzufallen, beginnt der Erfassungsdruck im Wendepunkt ”P7a” auf dem Druckkurvenverlauf anzusteigen. Danach, wenn die Kraftstoffeinsprit zung endet und die Kraftstoffeinspritzrate Null wird, endet der Anstieg des Erfassungsdrucks in einem Wendepunkt ”P8a” auf dem Druckkurvenverlauf.
  • Die Zeitpunkte ”t1” und ”t3”, in welchen die Wendepunkte ”P3a” und ”P7a” entsprechend auftreten, werden erfasst, wobei der Kraftstoffdruckabfall (maximaler Kraftstoffdruckabfall ”Pβ”), der während einer Dauer von einem Zeitpunkt ”t1” bis zu einem Zeitpunkt ”t3” erzeugt wird, berechnet wird. Da der maximale Kraftstoffdruckabfall ”Pβ” und die maximale Kraftstoffeinspritzrate eine hohe Korrelation aufweisen, wird die maximale Kraftstoffeinspritzrate basierend auf dem maximalen Kraftstoffdruckabfall ”Pβ” berechnet.
  • Genauer gesagt, wie durch eine Durchgehende Linie M1 in 15C dargestellt, werden Differentialwerte bezüglich jedem Erfassungsdruck berechnet. Nachdem das SFC-Signal im Kraftstoffeinspritzungsstart-Befehlszeitpunkt ”Is” ausgegeben ist, wird der Differentialwert zuerst kleiner als der Schwellwert TH im Zeitpunkt ”t1”. Dieser Zeitpunkt ”t1” wird als der Zeitpunkt erfasst, in welchem der Wendepunkt ”P3a” auftritt. Der Zeitpunkt ”t1” entspricht einem Kraftstoffeinspritzung-Startzeitpunkt. Ferner wird der Differenzwert nach dem Kraftstoffeinspritzung-Startzeitpunkt ”t1” zuerst in einem Zeitpunkt ”t3” Null. Dieser Zeitpunkt ”t3” wird als der Zeitpunkt erfasst, in welchem der Wendepunkt ”P7a” auftritt. Dieser Zeitpunkt ”t3” wird als der maximale-Kraftstoffeinspritzrate-erreicht-Zeitpunkt bezeichnet. Der Kraftstoffdruck im Zeitpunkt ”t3” wird von dem Kraftstoffdruck im Zeitpunkt ”t1” subtrahiert, um den maximalen Kraftstoffdruckabfall ”Pβ” zu erhalten.
  • Es sollte beachten werden, das der Druckkurvenverlauf, der durch die durchgehende Linie L1 in 15B dargestellt wird, einen Kurvenverlauf in einem Fall aufzeigt, dass eine einzelne Kraftstoffeinspritzung während eines Verbrennungszyklusses durchgeführt wird. In einem Fall, in dem eine mehrstufige Kraftstoffeinspritzung durchgeführt wird, wird der Druckkurvenverlauf, der durch die zweite oder nachfolgende Kraftstoffeinspritzung erzeugt wird, durch eine gestrichelte Linie L2 dargestellt. Dieser Druckkurvenverlauf, der durch die gestrichelte Linie L2 dargestellt ist, wird durch Überlagerung einer Nachwirkung (siehe eingekreisten Abschnitt ”A0” in 15B) des vorherigen Kurvenverlaufs mit dem gegenwärtigen Kurvenverlauf erzeugt. Wenn solch eine Pulsation in dem Druckkurvenverlauf erzeugt wird, ändert sich der Differentialwert von der durchgehenden Linie M1 in eine gestrichelte Linie M2 in 15C. Das heißt, der Differentialwert wird kleiner bzw. niedriger als der Schwellwert TH in einem Zeitpunkt ”tx”, wobei dieser Zeitpunkt ”tx”, welcher vor dem tatsächlichen Kraftstoffeinspritzung-Startzeitpunkt ”t1” ist, fehlerhaft als der Kraftstoffeinspritzung-Startzeitpunkt erfasst wird. Der Kraftstoffdruck im Wendepunkt ”P3a” wird fehlerhaft als der Kraftstoffdruck im Wendepunkt ”P3x” erfasst. Der maximale Kraftstoffdruckabfall ”Pβ” kann somit nicht genau berechnet werden.
  • Insbesondere in einen Fall, dass die mehrstufige Einspritzung durchgeführt wird, wenn ein Intervall zwischen einer n-ten Einspritzung und einer (n + 1)-ten Einspritzung kurz ist, überlagert sich ein instabiler Druckkurvenverlauf der n-ten Kraftstoffeinspritzung mit dem Druckkurvenverlauf der (n + 1)-ten Kraftstoffeinspritzung. Die Pulsation des Druckkurvenverlaufs und des Differentialwerts wird groß bzw. steigt an, wobei ein fehlerhaftes Erfassen verursacht werden kann.
  • Außerdem wird der Kraftstoffdruck im Wendepunkt ”P7a” fehlerhaft erfasst, wobei der maximale Kraftstoffdruckabfall ”Pβ” nicht genau berechnet werden kann.
  • Darüber hinaus ist es denkbar, dass Rauschen, das sich auf dem Druckkurvenverlauf überlagert, eine Abweichung vom Druckkurvenverlauf verursachen kann. Somit kann die obenstehend erwähnte fehlerhafte Erfassung auch dann erfolgen, wenn eine einstufige Einspritzung durchgeführt wird oder das Intervall lang ist.
  • Die vorliegende Erfindung ist angesichts der obenstehenden Probleme gemacht worden, wobei es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Kraftstoffeinspritzerfassungsvorrichtung vorzusehen, durch welche einen maximale Kraftstoffeinspritzrate mit hoher Genauigkeit basierend auf einem Druckkurvenverlauf, der durch einen Kraftstoffdrucksensor erfasst wird, erfasst werden kann.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung findet eine Kraftstoffeinspritzerfassungsvorrichtung, die einen Kraftstoffeinspritzzustand erfasst, in einem Kraftstoffeinspritzsystem Anwendung, in welchem eine Kraftstoffeinspritzdüse einen Kraftstoff einspritzt, der in einem Sammler angesammelt ist. Die Kraftstoffeinspritzerfassungsvorrichtung umfasst einen Kraftstoffdrucksensor, der in einer Kraftstoffpassage vorgesehen ist, die den Sammler mit einer Kraftstoffeinspritzöffnung der Kraftstoffeinspritzdüse Fluid-leitend verbindet. Der Kraftstoffdrucksensor erfasst einen Kraftstoffdruck, welcher sich aufgrund einer Kraftstoffeinspritzung von der Kraftstoffeinspritzöffnung verändert. Ferner berechnet die Kraftstoffeinspritzerfassungsvorrichtung eine tatsächliche Kraftstoffeinspritzrate basierend auf sowohl einem fallenden Kurvenverlauf des Kraftstoffdrucks während einer Dauer, in welcher der Kraftstoffdruck aufgrund eines Kraftstoffeinspritzratenanstiegs abfällt, als auch einem ansteigenden Kurvenverlauf des Kraftstoffdrucks während einer Dauer, in welcher der Kraftstoffdruck aufgrund des Kraftstoffeinspritzratenabfalls ansteigt.
  • Wenn ein Befehlssignal zum Starten einer Kraftstoffeinspritzung ausgegeben wird, beginnt eine Kraftstoffeinspritzrate (Kraftstoffeinspritzmenge pro Zeiteinheit) anzusteigen, und der Erfassungsdruck, der durch den Kraftstoffsensor erfasst wird, beginnt anzusteigen. Ein abfallender Druckkurvenverlauf, eingekreist durch eine strichpunktierte Line A1 in 15B, und ein ansteigender Druckkurvenverlauf, eingekreist durch eine strichpunktierte Linie A2, nehmen bzw. weisen kaum Unterbrechungen auf und sind stabil. Ferner weisen der abfallende Kurvenverlauf und der ansteigende Kurvenverlauf eine hohe Korrelation bzw. Übereinstimmung mit der maximalen Kraftstoffeinspritzrate auf bzw. stehen mit dieser in einem engen Zusammenhang.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die maximale Kraftstoffeinspritzrate ohne Störungen genau berechnet werden, da die maximale Kraftstoffeinspritzrate basierend auf dem abfallenden Kurvenverlauf und dem ansteigenden Kurvenverlauf berechnet wird.
  • Gemäß eines weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung umfasst die Maximale-Kraftstoffeinspritzrate-Berechnungseinrichtung eine Abfallende-Kurvenverlauf- Modellierungs-Einrichtung zum Modellieren des abfallenden Kurvenverlaufs durch eine Abfallkurven-Modellierfunktion, und eine Ansteigende-Kurvenverlauf-Modellierungs-Einrichtung zum Modellieren des ansteigenden Kurvenverlaufs durch eine Anstiegskurven-Modellierfunktion, wobei die Maximale-Kraftstoffeinspritzrate-Berechnungseinrichtung die maximale Kraftstoffeinspritzrate basierend auf der Abfallkurven-Modellierfunktion und der Anstiegskurven-Modellierfunktion berechnet.
  • Gemäß eines weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung umfasst die Maximale-Kraftstoffeinspritzrate-Berechnungseinrichtung eine Referenzdruckberechnungseinrichtung zum Berechnen eines Referenzdrucks, basierend auf einem Kraftstoffdruck, kurz bevor ein abfallender Kurvenverlauf aufgrund einer Kraftstoffeinspritzung erzeugt wird, und eine Schnittpunktsdruckberechnungseinrichtung zum Berechnen eines Schnittpunktsdrucks in einem Schnittpunktspunkt einer ersten Linie, die durch die Abfallkurven-Modellierfunktion dargestellt wird, und einer zweite Linie, die durch die Anstiegskurven-Modellierfunktion dargestellt wird. Die maximale Kraftstoffeinspritzrate wird hierbei basierend auf einer Druckdifferenz zwischen dem Referenzdruck und dem Schnittpunktsdruck berechnet.
  • Gemäß eines weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung berechnet die Maximale-Kraftstoffeinspritzrate-Berechnungseinrichtung die maximale Kraftstoffeinspritzrate so, dass die maximale Kraftstoffeinspritzrate größer ist, da der Schnittpunktsdruck in einem Fall kleiner ist, bei dem eine Druckdifferenz zwischen dem Referenzdruck und dem Schnittpunktsdruck niedriger oder gleich einem spezifizierten bzw. festgelegten oberen Wert ist, wobei die Maximale-Kraftstoffeinspritzrate-Berechnungseinrichtung die maximale Kraftstoffeinspritzrate basierend auf dem festgelegten oberen Wert ohne Berücksichtigung des Schnittpunktsdrucks berechnet, in einem Fall, in dem die Druckdifferenz den festgelegten oberen Wert überschreitet.
  • Gemäß eines weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung umfasst eine Maximale-Kraftstoffeinspritzrate-Berechnungseinrichtung eine Abfallende-Kurvenverlauf-Modellierungs-Einrichtung zum Modellieren eines abfallenden Kurvenverlaufs durch eine Abfallkurven-Modellierfunktion, eine Ansteigende-Kurvenverlauf-Modellierungs- Einrichtung zum Modellieren eines ansteigenden Kurvenverlaufs durch eine Anstiegskurven-Modellierfunktion, eine Schnittpunktsdruckberechnungseinrichtung zum Berechnen eines Schnittpunktsdrucks in einem Schnittpunktspunkt einer ersten Linie, die durch die Abfallkurven-Modellierfunktion dargestellt wird, und einer zweiten Linie, die durch die Anstiegskurven-Modellierfunktion dargestellt wird, eine Referenzdruckberechnungseinrichtung zum Berechnen eines Referenzdrucks basierend auf einem Kraftstoffdruck, kurz bevor der abfallende Kurvenverlauf erzeugt wird, und eine Bestimmungseinrichtung zum Bestimmen, ob eine Druckdifferenz zwischen dem Referenzdruck und dem Schnittpunktsdruck einen festgelegten oberen Wert überschreitet, eine Maximale-Kraftstoffeinspritzrate-Berechnungseinrichtung zum Berechnen einer maximalen Kraftstoffeinspritzrate basierend auf einem oberen Wert ohne Berücksichtigung des Schnittpunktsdrucks, wenn die Druckdifferenz zwischen dem Referenzdruck und dem Schnittpunktsdruck einen vorbestimmten oberen Wert überschreitet.
  • Gemäß eines weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung wird ein durchschnittlicher Kraftstoffdruck während einer festgelegten Dauer einschließlich einem Kraftstoffeinspritzung-Startzeitpunkt als der Referenzdruck eingestellt.
  • Es tritt eine Antwortverzögerung zwischen einem Zeitpunkt, in welchem ein Steuersignal zum Starten der Kraftstoffeinspritzung ausgegeben wird, und einem Zeitpunkt, in welchem die tatsächliche Kraftstoffeinspritzung gestartet wird, auf. Gemäß dem obenstehenden Aspekt der vorliegenden Erfindung kann der Referenzdruck als ein Zeitpunkt definiert sein, welcher dem tatsächlichen Kraftstoffeinspritzung-Startzeitpunkt so nahe wie möglich ist. Somit kann der Referenzdruck nahe dem tatsächlichen Kraftstoffeinspritzungsstartdruck sein, so dass die maximale Kraftstoffeinspritzrate genau berechnet werden kann.
  • Darüber hinaus, selbst wenn der Kurvenverlauf eine Störung aufnimmt, nimmt der Referenzdruck kaum Störungen auf, wobei die maximale Kraftstoffeinspritzrate genau berechnet werden kann.
  • Gemäß eines weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung findet eine Kraftstoffeinspritzerfassungsvorrichtung in einem Kraftstoffeinspritzsystem Anwendung, in welchem eine mehrstufige Einspritzung während eines Verbrennungszyklusses durchgeführt wird. Die maximalen Kraftstoffeinspritzraten der zweiten und nachfolgenden Kraftstoffeinspritzungen werden basierend auf dem Referenzdruck berechnet, welcher bezüglich der ersten Kraftstoffeinspritzung berechnet wird.
  • Falls eine mehrstufige Kraftstoffeinspritzung durchgeführt wird, wenn ein Intervall zwischen einer n-ten Einspritzung und einer (n + 1)ten Einspritzung kurz ist, überlagert sich ein unstabiler Druckkurvenverlauf einer n-ten Einspritzung mit dem Druckkurvenverlauf der (n + 1)ten Kraftstoffeinspritzung. Somit kann der Referenzdruck der (n + 1)ten Kraftstoffeinspritzung nicht genau berechnet werden.
  • Gemäß dem obenstehenden Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die maximale Kraftstoffeinspritzrate der zweiten und nachfolgenden Kraftstoffeinspritzungen basierend auf dem Referenzdruck der ersten Kraftstoffeinspritzung berechnet. Da der Referenzdruck der ersten Kraftstoffeinspritzung stabil ist, kann die maximale Kraftstoffeinspritzrate der zweiten und nachfolgenden Kraftstoffeinspritzungen genau berechnet werden. Somit kann der Referenzdruck der zweiten und nachfolgenden Kraftstoffeinspritzungen nach dem tatsächlichen Kraftstoffeinspritzungsstartdruck eingestellt werden, so dass die maximale Kraftstoffeinspritzrate der zweiten und nachfolgenden Kraftstoffeinspritzung genau berechnet werden kann.
  • Gemäß eines weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung subtrahiert die Maximale-Kraftstoffeinspritzrate-Berechnungseinrichtung einen Druckabfall abhängig von einem Einspritzbetrag einer n-ten (n ≥ 2) Kraftstoffeinspritzung von dem Referenzdruck, der bezüglich der (n – 1)ten Kraftstoffeinspritzung berechnet wird, wobei der subtrahierte Referenzdruck als ein neuer Referenzdruck zum Berechnen einer maximalen Kraftstoffeinspritzrate einer n-ten Kraftstoffeinspritzung verwendet wird.
  • Der Referenzdruck der n-ten Kraftstoffeinspritzung kann nahe dem tatsächlichen Kraftstoffeinspritzungsstartdruck eingestellt werden, so dass die maximale Kraftstoffeinspritzrate der n-ten Kraftstoffeinspritzung genau berechnet werden kann.
  • Gemäß eines weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung berechnet die Maximale-Kraftstoffeinspritzrate-Berechnungseinrichtung den Referenzdruck der n-ten Kraftstoffeinspritzung basierend auf dem Referenzdruck der ersten Kraftstoffeinspritzung. Somit kann der Referenzdruck der zweiten und nachfolgenden Kraftstoffeinspritzungen nahe dem tatsächlichen Kraftstoffeinspritzungsstartdruck eingestellt werden, so dass die maximale Kraftstoffeinspritzrate genau berechnet werden kann.
  • Gemäß eines weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung umfasst die Kraftstoffeinspritzdüse bzw. der Kraftstoffinjektor eine Hochdruckpassage, welche den Kraftstoff in die Einspritzöffnung führt; ein Nadelventil zum Öffnen/Schließen der Einspritzöffnung; eine Gegendruckkammer, welche den Kraftstoff von der Hochdruckpassage erhält, um einen Gegendruck auf das Nadelventil aufzubringen; und ein Steuerventil zum Steuer des Gegendrucks durch Einstellen einer Kraftstoffaustrittsmenge aus der Gegendruckkammer. Der Referenzdruck wird basierend auf einem Druckabfall während einer Zeitdauer von da an, wenn das Steuerventil geöffnet wird, bis dahin, wenn das Nadelventil geöffnet wird, berechnet.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER FIGURREN
  • Weitere Aufgaben, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden Beschreibung, die unter Bezugnahme der beigefügten Zeichnungen gemacht wird, in welchen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sind, besser ersichtlich. In den Figuren zeigt:
  • 1 ein Konstruktionsdiagramm, das einen Umriss eines Kraftstoffeinspritzsystems darstellt, in welchem eine Kraftstoffeinspritzerfassungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung montiert ist;
  • 2 eine Querschnittsansicht, die eine Innenstruktur einer Einspritzdüse schematisch darstellt;
  • 3 ein Flussdiagramm, das einen Basisablauf der Kraftstoffeinspritzsteuerung darstellt;
  • 4 ein Flussdiagramm, das einen Prozessablauf zum Erfassen eines Kraftstoffeinspritzzustand basierend auf einem Erfassungsdruck darstellt, der durch einen Kraftstoffdrucksensor erfasst wird;
  • 5A bis 5C Zeitdiagramme, die eine Beziehung zwischen einem Kurvenverlauf eines Erfassungsdrucks, der durch den Drucksensor erfasst wird, und einem Kurvenverlauf einer Einspritzrate in einem Fall einer einstufigen Einspritzung darstellt;
  • 6A und 6B Zeitdiagramme, die eine Kraftstoffeinspritzcharakteristik bzw. Kraftstoffeinspritzkennlinie gemäß der ersten Ausführungsform darstellen;
  • 7A und 7B Zeitdiagramme, die eine Kraftstoffeinspritzkennlinie gemäß der ersten Ausführungsform darstellen;
  • 8A und 8B Zeitdiagramme, die eine Kraftstoffeinspritzkennlinie der ersten Ausführung darstellen, wobei Geraden Kurvenverläufe darstellen, die in 6A und 6B dargestellt sind, und gestrichelte Linien Kurvenverläufe darstellen, die in 7A und 7B dargestellt sind;
  • 9A und 9B Zeitdiagramme, die Kurvenverläufe darstellen, welche durch Subtrahieren der Kurvenverläufe, die in 7A und 7B dar gestellt werden, von Kurvenverläufen, die in 6A und 6B dargestellt werden, erhalten werden;
  • 10A bis 10C Zeitdiagramme, zum Erläutern eines Berechnungsverfahrens einer Abfallkurven-Modellierfunktion und einer Anstiegskurven-Modellerfunktion;
  • 11 ein Flussdiagramm, das einen Prozessablauf zum Berechnen der maximalen Kraftstoffeinspritzrate darstellt;
  • 13A und 13B Zeitdiagramme, zum Erläutern eines Berechnungsverfahrens der maximalen Kraftstoffeinspritzrate unter Verwendung der Modellierfunktionen.
  • 14A bis 14C Zeitdiagramme, zum Erläutern eines Berechnungsverfahrens einer Abfallkurven-Modellierfunktion und einer Anstiegskurven-Modellierfunktion gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
  • 15A bis 15C Zeitdiagramme, zum Erläutern eines Berechnungsverfahrens der maximalen Kraftstoffeinspritzrate, welches die betreffenden Erfinder ausgearbeitet haben.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Nachstehend werden die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschreiben.
  • [Erste Ausführungsform]
  • Zuerst wird ein Verbrennungsmotor beschrieben, in welchem eine Kraftstoffeinspritzerfassungsvorrichtung Anwendung findet. Der Verbrennungsmotor ist ein Mehr takt-Diesel-Verbrennungsmotor mit vier Zylindern, welcher Kraftstoff, der unter hohem Druck steht (zum Beispiel Leichtöl unter 1000 Atmosphären) direkt in eine Verbrennungskammer einspritzt.
  • 1 zeigt ein Konstruktionsdiagramm, das einen Umriss eines Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Eine elektronische Steuereinheit (ECU) 30 steuert einen Kraftstoffdruck in einer Common Rail 12 über eine Rückkopplung so, dass er mit einem Ziel-Kraftstoffdruck bzw. Soll-Kraftstoffdruck übereinstimmt. Der Kraftdruck in der Common Rail 12 wird durch einen Kraftstoffdrucksensor 20a erfasst und durch Einstellen eines elektrischen Stroms gesteuert, der an einem Ansaugsteuerventil 11c anzulegen ist. Ferner wird eine Kraftstoffeinspritzmenge für jeden Zylinder und eine Ausgabe des Verbrennungsmotors basierend auf dem Kraftstoffdruck gesteuert.
  • Die verschiedenen Vorrichtungen, welche das Kraftstoffzuführsystem ausbilden, umfassen einen Kraftstofftank 10, eine Kraftstoffpumpe 11, eine Common Rail 12 und Injektoren bzw. Einspritzdüsen 20, welche in dieser Reihenfolge entgegen einer Kraftstoffströmung angeordnet sind. Die Kraftstoffpumpe 11, welche durch den Verbrennungsmotor angesteuert wird, umfasst eine Hochdruckpumpe 11a und eine Unterdruckpumpe bzw. Niederdruckpumpe 11b. Die Niederdruckpumpe 11b saugt den Kraftstoff aus dem Tank 10 an, wobei die Hochdruckpumpe 11a den angesaugten Kraftstoff unter Druck setzt. Die Menge von Kraftstoff, welcher in die Hochdruckpumpe 11a druckgespeist wird, das heißt, die Menge des Kraftstoffs, der von der Kraftstoffpumpe 11 ausgelassen wird, wird durch das Ansaugsteuerventil (suction control valve = SCV) 11c gesteuert, das an der Kraftstoffansaugseite der Kraftstoffpumpe 11 angeordnet ist.
  • Das heißt, die Kraftstoffmenge, die von der Kraftstoffpumpe 11 ausgelassen wird, wird auf einen gewünschten Wert durch Einstellen eines Ansteuerstroms, welcher der SCV 11c zugeführt wird, gesteuert.
  • Die Niederdruckpumpe 11b ist eine Trochoiden-Speisepumpe. Die Hochdruckpumpe 11a ist eine Kolbenpumpe mit drei Kolben. Jeder Kolben wird in seiner Axial richtung durch einen exzentrischen Nocken (nicht dargestellt) hin- und herbewegt, um den Kraftstoff in einem festgelegten Zeitpunkt sequenziell in eine Druckkammer zu pumpen.
  • Der durch die Kraftstoffpumpe 11 unter Druck gesetzte Kraftstoff wird zum Ansammeln in die Common Rail 12 eingeführt. Anschließend wird der angesammelte Kraftstoff an jede Einspritzdüse 20, die in jedem Zylinder #1 bis #4 montiert ist, durch eine Hochdruckleitung 14 verteilt. Eine Kraftstoffauslassöffnung 21 jeder Einspritzdüse 20 ist mit einer Niederdruckleitung 18 zum Rückführen von überschüssigem Kraftstoff in den Kraftstofftank 10 verbunden. Darüber hinaus ist zwischen der Common Rail 12 und der Hochdruckleitung 14 eine. Blende 12a (Kraftstoffpulsationsreduzierungseinrichtung) vorgesehen, welche eine Druckpulsation des Kraftstoffs, welcher von der Common Rail 12 in die Hochdruckleitung 14 fließt, verringert.
  • Die Struktur der Einspritzdüse 20 wird unter Bezugnahme auf 2 im Detail beschrieben. Die obenstehenden vier Einspritzdüsen 20 (#1 bis #4) weisen im Grunde gleiche Strukturen auf. Die Einspritzdüse 20 ist ein hydraulisches Einspritzventil, welches den Kraftstoff verwendet (Kraftstoff im Kraftstofftank 10), wobei eine Ansteuerkraft für die Kraftstoffeinspritzung auf den Ventilabschnitt durch eine Gegendruckkammer Cd übertragen wird. Wie in 2 dargestellt, ist die Einspritzdüse 20 ein normalerweise bzw. stromlos geschlossenes Ventil.
  • Ein Gehäuse 20e der Einspritzdüse 20 weist einen Kraftstoffeinlass 22 auf, durch welchen der Kraftstoff von der Common Rail 12 fließt. Ein Teil des Kraftstoffs fließt in die Gegendruckkammer Cd durch eine Einlassblende 26, wobei der andere Teil in Richtung der Kraftstoffeinspritzöffnung 20f fließt. Die Gegendruckkammer Cd ist mit einer Austrittsöffnung (Blende 24) vorgesehen, welche durch ein Steuerventil 23 geöffnet/geschlossen wird. Wenn das Austrittsloch bzw. die Austrittsöffnung 24 geöffnet ist, wird der Kraftstoff in der Gegendruckkammer Cd durch die Austrittsöffnung 24 und eine Kraftstoffauslassöffnung 21 in den Kraftstofftank 10 zurückgeführt.
  • Wenn ein Solenoid bzw. Elektromagnet 20b erregt wird, hebt sich das Steuerventil 23 an, um die Austrittsöffnung 24 zu öffnen. Wenn der Elektromagnet 20b nicht mehr erregt ist, senkt sich das Steuerventil 23 ab, um die Austrittsöffnung 24 zu schließen. Der Druck in der Gegendruckkammer Cd wird abhängig von der Erregung/Nicht-Erregung des Elektromagneten 20b gesteuert. Der Druck in der Gegendruckkammer Cd entspricht einem Gegendruck eines Nadelventils 20c. Ein Nadelventil 20c wird gemäß dem Druck in der Öldruckkammer Cd angehoben oder abgesenkt, wobei es eine Vorspannkraft von einer Feder 20b aufnimmt. Wenn das Nadelventil 20c angehoben wird, fließt der Kraftstoff durch eine Hochdruckpassage 25 und wird in die Verbrennungskammer durch die Einspritzöffnung 20f eingespritzt.
  • Das Nadelventil 20c wird durch eine AN-AUS-Steuerung angesteuert. Das heißt, wenn die ECU 30 das SFC-Signal an die elektronische Ansteuereinheit (EDU) 100 ausgibt, führt die EDU 100 dem Elektromagneten 20b einen Ansteuerstromimpuls zu, um das Steuerventil 23 anzuheben. Wenn der Elektromagnet 20b den Ansteuerstromimpuls empfängt, werden das Steuerventil 23 und das Nadelventil 20c angehoben, so dass die Einspritzöffnung geöffnet wird. Wenn der Elektromagnet 20b keinen Ansteuerstromimpuls aufnimmt, werden das Steuerventil 23 und das Nadelventil 20c abgesenkt, so dass die Einspritzöffnung 20f geschlossen wird.
  • Der Druck in der Gegendruckkammer Cd wird durch Zuführen des Kraftstoffs in die Common Rail 12 erhöht. Demhingegen wird der Druck in der Gegendruckkammer Cd durch Erregen des Elektromagneten 20b zum Anheben des Steuerventils 23 vermindert, so dass die Austrittsöffnung 24 geöffnet ist. Das heißt, der Kraftstoffdruck in der Gegendruckkammer Cd wird durch das Steuerventil 23 eingestellt, wodurch der Betrieb des Nadelventils 20c gesteuert wird, um die Kraftstoffeinspritzöffnung 20f zu öffnen/schließen.
  • Wie obenstehend beschrieben ist die Einspritzdüse 20 mit einem Nadelventil 20c vorgesehen, welches die Kraftstoffeinspritzöffnung 20f öffnet/schließt. Das Nadelventil 20c weist eine Dichtungsoberfläche 20g auf, und das Gehäuse 20e eine Sitzoberfläche 20h. Wenn die Dichtungsoberfläche 20g auf die Sitzoberfläche 20h gesetzt wird, ist die Hochdruckpassage 25 geschlossen. Wenn die Dichtungsoberfläche 20g von der Sitzoberfläche 20h angehoben bzw. entfernt wird, ist die Hochdruckpassage 25 geöffnet.
  • Wenn der Elektromagnet 20b nicht erregt wird, wird das Nadelventil 20c durch eine Vorspannkraft der Feder 20b in eine Schließposition bewegt. Wenn der Elektromagnet 20b erregt wird, wird das Nadelventil 20c gegen die Vorspannkraft der Feder 20d in eine Öffnungsposition bewegt.
  • Ein Kraftstoffdrucksensor 20a ist in der Nähe des Kraftstoffeinlasses 22 angeordnet. Insbesondere der Kraftstoffeinlass 22 und die Hochdruckleitung 14 sind miteinander durch eine Verbindung 20j verbunden, in welcher der Kraftstoffdrucksensor 20a angeordnet ist. Der Kraftstoffdrucksensor 20a erfasst zu einer beliebigen Zeit einen Kraftstoffdruck im Kraftstoffeinlass 22. Der Kraftstoffdrucksensor 20a kann insbesondere einen Kraftstoffdruckwert (stabiler Druck), einen Kraftstoffeinspritzdruck, eine Veränderung eines Kurvenverlaufs des Kraftstoffdrucks aufgrund der Kraftstoffeinspritzung, und dergleichen erfassen.
  • Der Kraftstoffdrucksensor 20a ist für jede der Kraftstoffeinspritzdüsen 20 vorgesehen. Basierend auf den Ausgaben des Kraftstoffdrucksensors 20a kann die Veränderung des Kurvenverlaufs des Kraftstoffdrucks aufgrund der Kraftstoffeinspritzung mit hoher Genauigkeit erfasst werden.
  • Ein Mikrocomputer der ECU 30 umfasst eine zentrale Prozessoreinheit (CPU), einen Arbeitsspeicher (RAM), einen Festwertspeicher (ROM), einen elektrisch löschbaren programmierbaren Festwertspeicher (EEPROM), einen Backup-RAM, und dergleichen. Das ROM speichert verschiedene Programme zum Steuern des Verbrennungsmotors, und das EEPROM speichert verschiedene Daten wie zum Beispiel Designdaten bzw. Baudaten des Verbrennungsmotors.
  • Darüber hinaus berechnet die ECU 30 eine Rotationsposition bzw. Drehposition einer Kurbelwelle 41 und eine Drehzahl der Kurbelwelle 41, welche der Verbrennungsmotordrehzahl NE entspricht, basierend auf Erfassungssignalen von einem Kur belwinkelsensor 42. Eine Position eines Gaspedals wird basierend auf Erfassungssignalen von einem Gaspedalsensor 44 erfasst. Die ECU 30 erfasst den Betriebszustand des Verbrennungsmotors und die Anfrage des Nutzers basierend auf dem Erfassungssignal von verschiedenen Sensoren und bedient verschiedene Aktoren wie zum Beispiel die Einspritzdüse 20 und das SCV 11c.
  • Nachstehend wird eine Steuerung einer Kraftstoffeinspritzung beschrieben, die durch die ECU 30 ausgeführt wird.
  • Die ECU 30 berechnet die Kraftstoffeinspritzmenge gemäß einem Verbrennungsmotoransteuerzustand und dem Gaspedalbetriebsbetrag bzw. Gaspedalzustand. Die ECU 30 gibt das SFC-Signal und das EFC-Signal an die EDU 100 aus. Wenn die EDU 100 das SFC-Signal empfängt, führt die EDU 100 den Ansteuerstromimpuls an die Einspritzdüse 20. Wenn die EDU 100 das EFC-Signal empfängt, stoppt die EDU 100 eine Zufuhr bzw. Speisung des Ansteuerstromimpulses an die Einspritzdüse 20. Die Einspritzdüse 20 spritzt den Kraftstoff entsprechend dem Ansteuerstromimpuls ein.
  • Nachstehend wird das Basisverfahren der Kraftstoffeinspritzsteuerung gemäß dieser Ausführungsform bezüglich 3 beschrieben. Die Werte von verschiedenen Parametern, die in diesem Verfahrensablauf verwendet werden, sind wie in 3 dargestellt in den Speichervorrichtungen wie zum Beispiel dem RAM, dem EEPROM, oder dem Backup-RAM, die in der ECU 30 montiert sind, gespeichert und werden wenn benötigt aktualisiert.
  • In Schritt S11 liest der Computer bestimmte Parameter, wie zum Beispiel die Motorendrehzahl NE, die durch den Kurbelwinkelsensor 42 gemessen wird, den Kraftstoffdruck, der durch den Kraftstoffdrucksensor 20a erfasst wird, und die Gaspedalposition, die durch den Gaspedalsensor 44 erfasst wird.
  • In Schritt S12 stellt der Computer das Einspritzmuster basierend auf den Parametern ein, welche in Schritt S11 gelesen werden. Im Falle einer einstufigen Einspritzung wird eine Kraftstoffeinspritzmenge (Kraftstoffeinspritzdauer) bestimmt, um das benötigte Drehmoment auf die Kurbelwelle 41 zu erzeugen. In einem Fall einer mehrstufigen Einspritzung wird eine gesamte Kraftstoffeinspritzmenge (gesamte Kraftstoffeinspritzdauer) bestimmt, um das benötigte Drehmoment auf die Kurbelwelle 41 zu erzeugen.
  • Das Einspritzmuster wird basierend auf einem spezifizierten bzw. festgelegten Kennfeld und einem Korrekturkoeffizienten, der im ROM gespeichert ist, erhalten. Insbesondere ein optimales Einspritzmuster wird bezüglich der spezifizierten bzw. festgelegten Parameter experimentell erhalten. Das optimale Einspritzmuster wird in einem Einspritzsteuerkennfeld gespeichert.
  • Dieses Einspritzmuster wird durch Parameter wie eine Kraftstoffeinspritzanzahl pro Verbrennungszyklus, einen Kraftstoffeinspritzzeitpunkt und/oder eine Kraftstoffeinspritzdauer jeder Kraftstoffeinspritzung bestimmt. Das Einspritzsteuerkennfeld zeigt eine Beziehung zwischen den Parametern und dem optimalen Einspritzmuster an.
  • Das Einspritzmuster wird durch den Korrekturkoeffizienten korrigiert, welcher in dem EEPROM gespeichert und aktualisiert wird, wobei der Ansteuerstromimpuls zu der Einspritzdüse 20 anschließend gemäß dem korrigierten Einspritzmuster erhalten wird. Der Korrekturkoeffizient wird während des Verbrennungsmotorenbetriebs sequenziell aktualisiert.
  • Anschließend schreitet das Verfahren zu Schritt S13 voran. In Schritt S13 wird die Einspritzdüse 20 basierend auf dem Ansteuerstromimpuls, der von der EDU 100 zugeführt wird, gesteuert. Anschließend wird das Verfahren bzw. der Prozess gelöscht.
  • Hinsichtlich 4 wird ein Verfahrensablauf zum Erfassen (Berechnen) eines tatsächlichen Kraftstoffeinspritzzustandes beschrieben.
  • Der Prozessablauf, der in 4 dargestellt ist, wird in einem spezifizierten bzw. festgelegten Zyklus (zum Beispiel einem Berechnungszyklus der CPU) oder in jedem festgelegten Kurbelwinkel durchgeführt. In Schritt S21 wird ein Ausgabewert (Erfas sungsdruck) jedes Kraftstoffdrucksensors 20a gelesen. Es ist bevorzugt, dass der Ausgabewert gefiltert wird, um Störsignale daraus zu entfernen.
  • Der Prozessablauf in Schritt S21 wird bezüglich 5A bis 5C im Detail beschrieben.
  • 5A stellt einen Ansteuerstromimpuls dar, welchen die Einspritzdüse 20 von der EDU 100 in Schritt S13 empfängt. Wenn der Ansteuerstromimpuls der Einspritzdüse 20 zugeführt bzw. angelegt wird, wird der Elektromagnet 20b erregt um die Einspritzöffnung 20f zu öffnen. Das heißt, die ECU 30 gibt das SFC-Signal aus, um die Kraftstoffeinspritzung im Kraftstoffeinspritzstart-Befehlszeitpunkt ”Is” zu starten, wobei die ECU 30 das EFC-Signal ausgibt, um die Kraftstoffeinspritzung im Kraftstoffeinspritzende-Befehlszeitpunkt ”Ie” zu stoppen. Die Einspritzöffnung 20f ist während einer Zeitdauer ”Tq”, von dem Zeitpunkt ”Is” bis zum dem Zeitpunkt ”Ie”, geöffnet. Die Kraftstoffeinspritzmenge „Q” wird durch Steuern der Zeitdauer ”Tq” gesteuert. 5B stellt eine Veränderung der Kraftstoffeinspritzrate dar, und 5C eine Veränderung des Erfassungsdrucks, der durch den Drucksensor 20a erfasst wird. Es sollte beachtet werden, dass 5A bis 5C einen Fall darstellen, in welchem die Einspritzöffnung 20f nur einmal geöffnet und geschlossen wird.
  • Die ECU 30 erfasst den Ausgabewert bzw. Ausgangswert des Kraftstoffdrucksensors 20a gemäß einer Sub-Routine (nicht dargestellt). In dieser Sub-Routine wird der Ausgabewert des Kraftstoffdrucksensors 20a in einem kurzen Intervall erfasst, so dass ein Druckkurvenverlauf aufgezeichnet werden kann. Insbesondere die Sensorausgabe wird in einem Intervall kürzer als 50 μs (wenn gewünscht auch 20 μs) sukzessive erfasst.
  • Da die Veränderung des Erfassungsdrucks, der durch den Kraftstoffdrucksensor 20a erfasst wird, und die Veränderung der Einspritzrate eine Beziehung wie unten beschrieben haben, kann ein Kurvenverlauf der Kraftstoffeinspritzrate basierend auf einem Kurvenverlauf des erfassten Druckes ermittelt werden.
  • Nachdem der Elektromagnet 20b in dem Kraftstoffeinspritzstart-Befehlszeitpunkt ”Is” erregt wird, um die Kraftstoffeinspritzung von der Einspritzöffnung 20f zu starten, beginnt die Einspritzrate in einem Wendepunkt ”R3”, wie in 5b dargestellt, anzusteigen. Das heißt, eine tatsächliche Kraftstoffeinspritzung wird gestartet. Anschließend erreicht die Kraftstoffeinspritzrate die maximale Einspritzrate in einem Wendepunkt ”R4”. Das heißt, das Nadelventil 20c beginnt sich in einem Wendepunkt ”R3” anzuheben, wobei der Anhebebetrag des Nadelventils 20c im Wendepunkt ”R4” maximal wird.
  • Es sollte beachtet werden, dass der „Wendepunkt” in der vorliegenden Anwendung bzw. Ausführungsform wie folgt definiert wird. Das heißt, ein Differenzial zweiter Ordnung der Kraftstoffeinspritzrate (oder ein Differenzial zweiter Ordnung des Erfassungsdrucks, der durch den Drucksensor 20a erfasst wird) wird berechnet. Der Wendepunkt entspricht einem Extremwert in einem Kurvenverlauf, der eine Veränderung im Differenzial zweiter Ordnung anzeigt. Das heißt, der Wendepunkt der Einspritzrate (Erfassungsdruck) entspricht einem Wendepunkt in einem Kurvenverlauf, der dem Differenzial zweiter Ordnung der Einspritzrate (Erfassungsdruck) entspricht.
  • Anschließend, nachdem der Elektromagnet 20b im Kraftstoffeinspritzende-Befehlszeitpunkt ”Ie” nicht erregt wird, beginnt die Kraftstoffeinspritzrate im Wendepunkt ”R7” abzufallen. Anschließend wird die Einspritzrate in einem Wendepunkt ”R8” null, wobei die tatsächliche Kraftstoffeinspritzung geändert wird, dass heißt, das Nadelventil 20c beginnt, sich im Wendepunkt ”R7” anzuheben, wobei die Einspritzöffnung 20f durch das Nadelventil 20c im Wendepunkt ”R8” abgedichtet wird.
  • Bezüglich 5C wird eine Veränderung des Erfassungsdrucks, der durch den Kraftstoffdrucksensor 20a erfasst wird, beschrieben. Vor dem Kraftstoffeinspritzstart-Befehlszeitpunkt ”Is” wird der Erfassungsdruck durch ”P0” dargestellt. Nachdem der Ansteuerstromimpuls an dem Elektromagneten 20b angelegt wird, beginnt der Erfassungsdruck im Wendepunkt ”P1” abzufallen, bevor die Kraftstoffeinspritzrate im Wendepunkt ”R3” beginnt anzusteigen. Grund hierfür ist, dass das Steuerventil 23 die Austrittsöffnung 24 öffnet, wobei der Druck in der Gegendruckkammer Cd im Wendepunkt ”P1” vermindert wird. Wenn der Druck in der Gegendruckkammer Cd ausreichend vermindert ist, wird der Druckabfall im Wendepunkt ”P2” gestoppt. Aufgrund dessen ist die Austrittsöffnung 24 vollständig geöffnet und die Austrittsmenge ist abhängig von einem Innendurchmesser der Austrittsöffnung 24 konstant.
  • Anschließend, wenn die Kraftstoffeinspritzrate beginnt im Wendepunkt ”R3” anzusteigen, beginnt der Erfassungsdruck im Wendepunkt ”P3” abzufallen. Wenn die Kraftstoffeinspritzrate die maximale Kraftstoffeinspritzrate im Wendepunkt ”R4” erreicht, wird der Erfassungsdruckabfall im Wendepunkt ”P4” gestoppt. Es sollte beachtet werden, dass der Druckabfallbetrag von dem Wendepunkt ”P3” zum Wendepunkt ”P4” größer als der von dem Wendepunkt ”P1” zum Wendepunkt ”P2” ist.
  • Anschließend beginnt der Erfassungsdruck im Wendepunkt ”P5” anzusteigen. Deshalb dichtet das Steuerventil 23 die Austrittsöffnung 24 ab und der Druck in der Gegendruckkammer Cd im Punkt ”P5” steigt an. Wenn der Druck in der Gegendruckkammer Cd ausreichend erhöht ist, wird ein Anstieg des Erfassungsdrucks in einem Wendepunkt ”P6” gestoppt.
  • Wenn die Kraftstoffeinspritzrate beginnt, in einem Wendepunkt ”R7” abzufallen, beginnt der Erfassungsdruck in einem Wendepunkt ”P7” anzusteigen. Anschließend, wenn die Kraftstoffeinspritzrate Null und die tatsächliche Kraftstoffeinspritzung in einem Wendepunkt ”R8” beendet wird, wird der Anstieg des Erfassungsdrucks in einem Wendepunkt ”P8” gestoppt. Es sollte beachtet werden, dass der Druckanstiegsbetrag von dem Wendepunkt ”P7” zu dem Wendepunkt ”P8” größer als der von dem Wendepunkt ”P5” zu dem Wendepunkt ”P6” ist. Nach dem Wendepunkt ”P8” wird der Erfassungsdruck in einer festgelegten Dauer ”T10” abgeschwächt.
  • Wie obenstehend beschrieben können durch Erfassen der Wendepunkte ”P3”, ”P4”, ”P7” und ”P8” des Erfassungsdrucks, der Startpunkt ”R3” des Kraftstoffeinspritzratenanstiegs (ein tatsächlicher Kraftstoffeinspritzung-Startzeitpunkt), der maximale Kraftstoffeinspritzratenpunkt ”R4”, der Startpunkt ”R7” des Kraftstoffeinspritzratenabfalls und der Endpunkt ”R8” des Kraftstoffeinspritzratenabfalls (der tatsächliche Kraftstoffeinspritzung-Endzeitpunkt) ermittelt werden. Basierend auf einer Beziehung zwi schen der Veränderung des Erfassungsdrucks und der Veränderung der Kraftstoffeinspritzrate, welche untenstehend beschrieben wird, kann diese Änderung der Kraftstoffeinspritzrate durch die Veränderung des Erfassungsdrucks ermittelt werden.
  • Das heißt, eine Abfallrate ”Pα” des Erfassungsdrucks von dem Wendepunkt ”P3” zu dem Wendepunkt ”P4” steht in Zusammenhang mit einer Anstiegsrate ”Rα” der Kraftstoffeinspritzrate von dem Wendepunkt ”R3” zu dem Wendepunkt ”R4”. Eine Anstiegsrate ”Pγ” des Erfassungsdrucks von dem Wendepunkt ”P7” zu dem Wendepunkt ”P8” steht in Verbindung mit einer Abfallrate ”Rγ” der Kraftstoffeinspritzrate von dem Wendepunkt ”R7” zu dem Wendepunkt ”R8”. Ein Abfallbetrag ”Pβ” des Erfassungsdruck von dem Wendepunkt ”P3” zu dem Wendepunkt ”P4” (maximaler Druckabfallbetrag ”Pβ”) steht in Verbindung mit einem Anstiegsbetrag ”Rβ” der Kraftstoffeinspritzrate von dem Wendepunkt ”R3” zu dem Wendepunkt ”R4” (maximaler Einspritzrate ”Rβ”). Daher können die Anstiegsrate ”Rα” der Kraftstoffeinspritzrate, die Abfallrate ”Rγ” der Kraftstoffeinspritzrate, und die maximale Kraftstoffeinspritzrate ”Rβ” durch Erfassen der Abfallrate ”Pα” des Erfassungsdrucks, der Anstiegsrate ”Pγ” des Erfassungsdrucks, und des maximalen Druckabfallbetrags ”Pβ” des Erfassungsdrucks ermittelt werden. Die Veränderung der Kraftstoffeinspritzrate (Veränderung des Kurvenverlaufs), die in 5B dargestellt ist, kann durch Ermitteln der Wendepunkte ”R3”, ”R4”, ”R7”, ”R8”, der Anstiegsrate ”Rα” der Kraftstoffeinspritzrate, der maximalen Kraftstoffeinspritzrate ”Rβ” und der Abfallrate ”Rγ” der Kraftstoffeinspritzrate ermittelt werden.
  • Des Weiteren entspricht ein Wert eines Integrals „S” der Kraftstoffeinspritzrate von dem tatsächlichen Kraftstoffeinspritzung-Startzeitpunkt zu dem tatsächlichen Kraftstoffeinspritzung-Endzeitpunkt (schattierter Bereich in 5B) der Einspritzmenge „Q”. Ein Integralwert des Erfassungsdrucks von dem tatsächlichen Kraftstoffeinspritzung-Startzeitpunkt zu dem tatsächlichen Kraftstoffeinspritzung-Endzeitpunkt weist einen Zusammenhang mit dem Integralwert ”S” der Kraftstoffeinspritzrate auf. Somit kann der Integralwert ”S” der Kraftstoffeinspritzrate, welche von der Einspritzmenge ”Q” abhängig ist, durch Berechnen des Integralwerts des Erfassungsdrucks, der durch den Kraftstoffdrucksensor 20a erfasst wird, ermittelt werden. Wie obenstehend beschrieben, kann der Kraftstoffdrucksensor 20a als ein Einspritzmengensensor betrieben werden, welcher eine physikalische Menge erfasst, die der Kraftstoffeinspritzmenge entspricht.
  • Bezüglich 4 bestimmt der Computer in Schritt S22, ob die gegenwärtige Kraftstoffeinspritzung die zweite oder die nachfolgende Kraftstoffeinspritzung ist. Wenn die Antwort in Schritt S22 Ja ist, schreitet der Verfahrensablauf weiter zu Schritt S23 voran, in welchem ein Druck-Kurvenkompensationsprozess bezüglich der des Kurvenverlaufs des Erfassungsdrucks, der in Schritt S21 erhalten wird, durchgeführt wird. Der Druck-Kurvenkompensationsprozess wird nachstehend beschrieben.
  • 6A, 7A, 8A und 9A zeigen Zeitdiagramme, die Ansteuerstromimpulse zu der Einspritzdüse 20 darstellen. 6B, 7B, 8B und 9B zeigen Zeitdiagramme, die Kurvenverläufe eines Erfassungsdrucks darstellen.
  • Falls die mehrstufige Einspritzung durchgeführt wird, sollte folgendes beachtet werden. Der Druckkurvenverlauf, der durch die n-te (n ≥ 2) Kraftstoffeinspritzung erzeugt wird, wird mit dem Druckkurvenverlauf überlagert, der erzeugt wird, nachdem die m-te (n > m) Kraftstoffeinspritzung beendet wird. Dieser überlagerte Druckkurvenverlauf, der erzeugt wird, nachdem die m-te Kraftstoffeinspritzung beendet wird, wird in 5C durch eine strichpunktierte Linie Pe eingekreist. In der vorliegenden Ausführungsform ist die m-te Kraftstoffeinspritzung die erste Kraftstoffeinspritzung.
  • Insbesondere wenn zwei Kraftstoffeinspritzungen während eines Verbrennungszyklus durchgeführt werden, wird der Ansteuerstromimpuls wie durch eine Gerade L2a in 6A gezeigt, erzeugt, wobei der Druckkurvenverlauf wie durch eine Gerade L2b in 6B dargestellt erzeugt wird. Nahe dem Kraftstoffeinspritzung-Startzeitpunkt der letzteren Kraftstoffeinspritzung behindern sich der Druckkurvenverlauf, der durch die erstgenannte Kraftstoffeinspritzung (erste Kraftstoffeinspritzung) erzeugt wird, und der Druckkurvenverlauf, der durch die letztere Kraftstoffeinspritzung (zweite Kraftstoffeinspritzung) erzeugt wird. Dabei ist es schwierig den Druckkurvenverlauf zu erkennen, welcher nur durch die letztere Kraftstoffeinspritzung erzeugt wird.
  • Falls nur eine Kraftstoffeinspritzung (erste Kraftstoffeinspritzung) während eines Verbrennungszyklus durchgeführt wird, wird der Ansteuerstromimpuls wie durch eine Gerade L1a in 7A dargestellt erzeugt, wobei der Druckkurvenverlauf wie durch eine Gerade L1b in 7B dargestellt erzeugt wird. 8A und 8B zeigen Zeitdiagramme, in welchen sich die Zeitdiagramme (Geraden L2a, L2b), die in 6A und 6B dargestellt werden, und die Zeitdiagramme (gestrichelte Linien L1a, L1b), die in 7A und 7B dargestellt werden, überlagern. Anschließend können ein Ansteuerstromimpuls L3a und ein Druckkurvenverlauf L3b, welche nur durch die letztere Kraftstoffeinspritzung (zweite Kraftstoffeinspritzung) erzeugt werden, welche in 9A und 9B dargestellt sind, durch Subtrahieren des Ansteuerstromimpulses L1a und des Druckkurvenverlauf L1b von dem Ansteuerstromimpuls L2a bzw. dem Druckkurvenverlauf L2b erhalten werden.
  • Der obenstehend beschriebene Prozess, in welchem der Druckkurvenverlauf L1b von dem Druckkurvenverlauf L2b abgezogen bzw. subtrahiert wird, um den Druckkurvenverlauf L3b zu erhalten, wird in Schritt S23 durchgeführt. Ein solcher Prozess wird als Druck-Kurvenkompensationsprozess bezeichnet.
  • In Schritt S24 wird der Erfassungsdruck (Druckkurvenverlauf) abgeleitet, um einen Kurvenverlauf eines Differentialwertes des Erfassungsdrucks zu erhalten, welcher in 10C dargestellt wird.
  • 10A stellt einen Ansteuerstromimpuls dar, in welchem das SFC-Signal im Kraftstoffeinspritzstart-Befehlszeitpunkt ”Is” ausgegeben wird. 10B stellt einen Kurvenverlauf des Erfassungsdrucks dar, der durch den Kraftstoffdrucksensor 20a erfasst wird.
  • Es sollte beachtet werden, dass die Kraftstoffeinspritzmenge in einem Fall, wie in den 10A bis 10C dargestellt, kleiner als die in einem Fall, wie in den 5A und 5B dargestellt, sind. Der in 10B dargestellte Druckkurvenverlauf wird durch eine gestrichelte Linie in 5C illustriert. Somit erscheinen die Wendepunkte ”P4”, ”P5”, ”P6”, dargestellt in 5C, nicht in 10B. Des Weiteren stellt 10B den Kurvenverlauf des Erfassungsdrucks dar, in welchem der Druck-Kurvenkompensationsprozess und die Filterprozesse bzw. -verfahren bereits durchgeführt worden sind. Somit sind die Wendepunkte ”P1” und ”P2”, dargestellt in 5C, in 10B nicht mehr vorhanden.
  • Ein Wendepunkt „P3a” in 10B entspricht dem Wendepunkt ”P3” in 5C. Im Wendepunkt ”P3a” beginnt der Erfassungsdruck aufgrund des Kraftstoffeinspritzratenanstiegs abzufallen. Ein Wendepunkt ”P7a” in 10B entspricht dem Wendepunkt ”P7” in 5C. Im Wendepunkt ”P7a” beginnt der Erfassungsdruck aufgrund des Kraftstoffeinspritzratenabfalls anzusteigen. Ein Wendepunkt ”P8a” in 10B entspricht dem Wendepunkt ”P8” in 5C. Im Wendepunkt ”P8a” wird der Erfassungsdruckanstieg aufgrund der Beendigung der Kraftstoffeinspritzung beendet.
  • 10C stellt einen Kurvenverlauf eines Differentialwertes des Erfassungsdrucks in einem Fall dar, in dem die Kraftstoffeinspritzmenge s klein ist.
  • Bezüglich 4 werden in den Schritten S25 bis S28 die verschiedenen Einspritzzustandswerte, die in 5B dargestellt sind, basierend auf dem Differentialwert des Erfassungsdrucks, der in Schritt S24 erhalten wird, berechnet. Das heißt, der Kraftstoffeinspritzung-Startzeitpunkt ”R3” wird in Schritt S25 berechnet, ein Kraftstoffeinspritzung-Endzeitpunkt ”R8” in Schritt S26, ein maximale-Kraftstoffeinspritzrateerreicht-Zeitpunkt ”R4” und ein Einspritzratenabfall-Startzeitpunkt ”R7” in Schritt S27, und die maximale Kraftstoffeinspritzrate ”Rβ” in Schritt S28. Falls die Kraftstoffeinspritzmenge klein ist, kann der maximale-Kraftstoffeinspritzrate-erreicht-Zeitpunkt ”R4” mit dem Einspritzratenabfall-Startzeitpunkt ”R7” übereinstimmen.
  • In Schritt S29 berechnet der Computer den Wert des Integrals bzw. den Integralwert „S” der Kraftstoffeinspritzrate von dem tatsächlichen Kraftstoffeinspritzung-Startzeitpunkt zu dem tatsächlichen Kraftstoffeinspritzung-Endzeitpunkt basierend auf den obenstehenden Einspritzzustandswerten ”R3”, ”R8”, Rβ”, ”R4”, ”R7”. Der Integralwert ”S” wird als Kraftstoffeinspritzmenge ”Q” definiert.
  • Es sollte beachten werden, dass der Integralwert ”S” (Kraftstoffeinspritzmenge ”Q”) zusätzlich zu den obenstehenden Einspritzzustandswerten ”R3”, ”R8”, Rβ”, R4”, R7”, basierend auf der Anstiegsrate ”Rα” der Kraftstoffeinspritzrate und der Abfallrate ”Rγ” der Kraftstoffeinspritzrate berechnet werden kann.
  • Bezüglich 10 werden nachstehend die Berechnungsprozesse in den Schritten S25 bis S27 beschrieben.
  • Wenn der Kraftstoffeinspritzung-Startzeitpunkt ”R3” in Schritt S25 berechnet wird, erfasst der Computer nach dem Kraftstoffeinspritzstart-Befehlszeitpunkt ”Is” einen Zeitpunkt ”t1”, in welchem der Differentialwert, der in Schritt S24 berechnet wird, niedriger als ein vorbestimmter Schwellwert TH ist. Dieser Zeitpunkt ”t1” wird als Zeitpunkt entsprechend des Wendepunkts ”P3a” definiert.
  • Wenn der Kraftstoffeinspritzung-Endzeitpunkt ”R8” in Schritt S26 berechnet wird, erfasst der Computer nach dem Kraftstoffeinspritzstart-Befehlszeitpunkt ”Is” und einem Zeitpunkt ”t4”, in welchem der Differentialwert ein Maximalwert ist, einen Zeitpunkt ”t5”, in welchem der Differentialwert, der in Schritt S24 berechnet wird, Null wird. Dieser Zeitpunkt ”t5” wird als Zeitpunkt entsprechend des Wendepunkts ”P8a” definiert.
  • Es sollte beachtet werden, dass der Zeitpunkt ”t5”, bei welchem der Wendepunkt ”P8a” auftritt, um eine festgelegte Zeitdauer T11 von einem tatsächlichen Kraftstoffeinspritzung-Endzeitpunkt verzögert ist, da der Kraftstoff in der Einspritzdüse aufgrund seiner Trägheit in Richtung der Einspritzöffnung 20f fließt, selbst nachdem die Kraftstoffeinspritzrate Null wird. Außerdem verursacht eine Zeitdauer, während welcher die Druckveränderung von der Einspritzöffnung 20f zu dem Drucksensor 20a übermittelt wird, solch eine Zeitverzögerung. Hinsichtlich dieser Punkte wird die festgelegte Zeitdauer T11 von der Zeitdauer ”t5” subtrahiert, um einen Kraftstoffeinspritzung-Endzeitpunkt ”R8” zu berechnen.
  • Wenn der maximale-Kraftstoffeinspritzrate-erreicht-Zeitpunkt R4 (= der Einspritzratenabfall-Startzeitpunkt R7) in Schritt S27 berechnet wird, erfasst der Computer nach dem Kraftstoffeinspritzungsstart-Befehlszeitpunkt ”Is” und einem Zeitpunkt ”t2”, in welchem der Differentialwert ein Minimalwert ist, einen Zeitpunkt ”t3”, in welchem der Differentialwert, der in Schritt S24 berechnet wird, Null wird. Dieser Zeitpunkt ”t3” wird als ein Zeitpunkt entsprechend des Wendepunkts ”P7a” definiert. Es sollte beachtet werden, dass eine festgelegte Zeitverzögerung von dem Zeitpunkt ”t3” subtrahiert wird, um einen Zeitpunkt entsprechend dem maximale-Einspritzrate-erreicht-Zeitpunkt ”R4” (= der Einspritzratenabfall-Startzeitpunkt R7) zu erhalten.
  • Bezüglich der 10A bis 13 wird der Berechnungsprozess der maximalen Kraftstoffeinspritzrate ”Rβ” in Schritt S28 im Detail beschrieben.
  • 11 zeigt ein Flussdiagramm, das einen Prozessablauf in Schritt S28 darstellt. In den Schritten S101 und S102 wird der Druckkurvenverlauf, in welchem der Erfassungsdruck abgefallen ist, durch eine Funktion modelliert. Dieser abfallende Kurvenverlauf ist durch eine strichpunktierte Linie A1 in 10B eingekreist. Die Prozesse in den Schritten S101 und S102 entsprechen einer Abfallende-Kurvenverlauf-Modellierung-Einrichtung der vorliegenden Erfindung.
  • Bezüglich 10C, erfasst der Computer in Schritt S101 einen Zeitpunkt ”t2”, in welchem der Differentialwert, der in Schritt S24 berechnet wird, nach dem Kraftstoffeinspritzstart-Befehlszeitpunkt ”Is” minimal wird. Der Erfassungsdruck entsprechend dem Zeitpunkt ”t2” ist durch ”P10a” auf dem Druckkurvenverlauf gekennzeichnet.
  • In Schritt S102 wird eine Tangente des abfallenden Kurvenverlaufs A1 im Punkt „P10a” durch eine erste Funktion f1(t) einer vergangenen Zeit „t” ausgedrückt. Diese erste Funktion f1(t) entspricht einer Abfallkurven-Modellierfunktion. Diese erste Funktion f1(t) ist eine Linearfunktion, welche durch eine gestrichelte Linie f1(t) in 10B dargestellt ist.
  • In den Schritten S103 und S104 wird der Druckkurvenverlauf, in welchem der Erfassungsdruck erhöht wird, durch eine Funktion modelliert. Dieser ansteigende Kurvenverlauf ist in 10B durch eine strichpunktierte Line A2 eingekreist. Die Prozessabläufe in den Schritten S103 und S104 entsprechen einer Ansteigende-Kurvenverlauf-Modellierungs-Einrichtung der vorliegenden Erfindung.
  • Bezüglich 10C erfasst der Computer in Schritt S103 nach dem Kraftstoffeinspritzstart-Befehlszeitpunkt ”Is” einen Zeitpunkt ”t4”, in welchem der Differentialwert, der in Schritt S24 berechnet wird, zuerst maximal wird.
  • In Schritt S104 wird eine Tangentiallinie des ansteigenden Kurvenverlaufs im Punkt ”P20a” durch eine zweite Funktion f2(t) einer vergangenen Zeit ”t” ausgedrückt. Diese zweite Funktion f2(t) entspricht einer Anstiegskurven-Modellierfunktion. Die zweite Funktion f2(t) ist eine Linearfunktion, welche in 10B durch eine punktierte Linie f2(t) dargestellt ist.
  • In Schritt S105 wird ein Schnittpunktspunkt einer Linie, die durch die erste Funktion f1(t) dargestellt ist, und einer Linie, die durch die zweite Funktion f2(t) dargestellt ist, erhalten, wobei ein Kraftstoffdruck bei einem Schnittpunktspunkt as ein Schnittpunktsdruck ”Pint” berechnet wird. Der Prozess in Schritt S105 entspricht einer Schnittpunktsdruck-Berechnungseinrichtung.
  • In Schritt S106 wird ein Referenzdruck Ps(n) gelesen. Dieser Referenzdruck Ps(n) wird gemäß einem Flussdiagramm, das in 12 dargestellt ist, berechnet. Ein Prozessablauf, der in 12 dargestellt ist, entspricht einer Referenzdruck-Berechnungseinrichtung zum Berechnen eines Referenzdrucks Ps(n) gemäß einer Anzahl von Kraftstoffeinspritzstufen. Es sollte beachtet werden, dass das obenstehende ”n” die Anzahl der Einspritzstufen bei der mehrstufigen Einspritzung darstellt.
  • In Schritt S201 bestimmt der Computer, ob die gegenwärtige Kraftstoffeinspritzung die zweite oder die nachfolgende Kraftstoffeinspritzung ist. Wenn die Antwort in Schritt S201 Nein ist, wenn die gegenwärtige Kraftstoffeinspritzung die erste Einsprit zung ist, schreitet der Prozess weiter zu Schritt S202 voran, in welchem ein Durchschnittsdruck Pave des Erfassungsdrucks während einer festgelegten Zeitdauer T12 berechnet wird, wobei der Durchschnittsdruck Pave auf einen Referenzdruckgrundwert Psb(n) eingestellt wird. Dieser Prozess in Schritt S102 entspricht einer Referenzdruckberechnungseinrichtung in der vorliegenden Erfindung. Die festgelegte Zeitdauer T12 ist so definiert, dass sie den Kraftstoffeinspritzstart-Befehlszeitpunkt „Is” umfasst.
  • Wenn die Antwort in Schritt S201 Ja ist, das heißt, wenn die gegenwärtige Kraftstoffeinspritzung die zweite oder nachfolgende Kraftstoffeinspritzung ist, schreitet der Prozess zu Schritt S203 voran, in welchem ein erster Druckabfallbetrag ΔP1 (siehe 5C) berechnet wird. Dieser erste Druckabfallbetrag ΔP1 hängt von der Kraftstoffeinspritzmenge der vorherigen Kraftstoffeinspritzung ab. Diese Kraftstoffeinspritzmenge der vorherigen Kraftstoffeinspritzung wird in Schritt S29 berechnet oder basierend auf einer Zeitdauer von Zeitpunkt ”Is” bis Zeitpunkt ”Ie”. Ein Kennfeld, das die Kraftstoffeinspritzmenge ”Q” und den ersten Druckabfall ΔP1 miteinander in Verbindung bringt, wird vorher in der ECU 30 gespeichert. Der erste Druckabfall ΔP1 kann aus diesem Kennfeld entnommen werden.
  • Der erste Druckabfall ΔP1 wird bezüglich 5C im Detail beschrieben. Wie obenstehend beschrieben, wird der Erfassungsdruck nach dem Wendepunkt ”P8” in einem festgelegten Zyklus T10 abgeschwächt, um in einem Konvergenzwert Pu(n) zusammenzulaufen bzw. auf diesen zu treffen. Dieser Konvergenzwert Pu(n) ist ein Einspritzstart-Druck der nachfolgenden Kraftstoffeinspritzung. Falls das Intervall zwischen der (n – 1)-ten Kraftstoffeinspritzung und der n-ten Kraftstoffeinspritzung kurz ist, ist der Konvergenzwert Pu(n) der n-ten Kraftstoffeinspritzung kleiner als der Konvergenzwert Pu(n – 1) der (n – 1)-ten Kraftstoffeinspritzung. Diese Differenz zwischen Pu(n) und Pu(n – 1) entspricht dem ersten Druckabfall ΔP1, welcher von der Kraftstoffeinspritzmenge der (n – 1)-ten Kraftstoffeinspritzung abhängt. Das heißt, da die Kraftstoffeinspritzmenge der (n – 1)-ten Kraftstoffeinspritzung größer ist, wird der erste Druckabfall ΔP1 größer, wobei der Konvergenzwert Pu(n) kleiner wird.
  • In Schritt S204 wird der erste Druckabfall ΔP1 von dem Referenzdruckgrundwert Psb(n – 1) subtrahiert, um Psb(n – 1) durch Psb(n) zu ersetzen.
  • Falls zum Beispiel die zweite Kraftstoffeinspritzung erfasst wird, wird der erste Druckabfallbetrag ΔP1 von dem Referenzdruck-Basiswert Psb(1), der in Schritt S202 berechnet wird, subtrahiert, um den Referenzdruck-Basiswert Psb(2) zu erhalten. Falls das Intervall zwischen der (n – 1)-ten Kraftstoffeinspritzung und der n-ten Kraftstoffeinspritzung ausreichend lang ist, ist der Konvergenzwert Pu(n – 1) im Wesentlichen gleich dem Referenzdruck-Basiswert Psb(n), da der erste Druckabfall ΔP1 nahe 0 kommt.
  • In Schritt S205 wird ein zweiter Druckabfall ΔP2 (siehe 5C) berechnet. Dieser zweite Druckabfall ΔP2 wird aufgrund eines Kraftstoffaustritts aus der Kraftstofföffnung 24 erzeugt.
  • Der zweite Druckabfall ΔP2 wird bezüglich 5C im Detail beschrieben. Nachdem das Steuerventil 23 aufgrund des SFC-Signals nicht aufsitzt, beginnt das Nadelventil 20C die Einlassöffnung 20f zu öffnen, wobei die tatsächliche Kraftstoffeinspritzung gestartet wird, wenn eine ausreichende Kraftstoffmenge bzw. ein ausreichender Kraftstoffbetrag aus der Gegendruckkammer Cd durch die Austrittsöffnung 24 fließt, um den Gegendruck zu vermindern. Somit vermindert sich der Erfassungsdruckabfall aufgrund des Kraftstoffaustritts durch die Austrittsöffnung 24 während einer Dauer, von nachdem das Steuerventil 23 geöffnet ist, bis das Nadelventil 20c geöffnet wird, obwohl die tatsächliche Kraftstoffeinspritzung noch nicht durchgeführt worden ist. Dieser Erfassungsdruckabfall entspricht dem zweiten Druckabfall ΔP2. Der zweite Druckabfall ΔP2 kann ein konstanter Wert sein, welcher vorher bestimmt wird. Alternativ kann der zweite Druckabfall ΔP2 entsprechend dem Durchschnittsdruck Pave eingestellt werden, der in Schritt S102 berechnet wird. Das heißt, da der Durchschnittsdruck Pave größer ist, wird der zweite Druckabfall ΔP2 größer eingestellt.
  • In Schritt S206 wird der zweite Druckabfall ΔP2, der in Schritt S205 berechnet wird, von dem Referenzdruck-Basiswert Psb(n), der in Schritt S202 oder S204 berech net wird, subtrahiert, um den Referenzdruck Ps(n) zu erhalten. Wie obenstehend gemäß den Prozessschritten in den Schritten S201 bis S206 beschrieben, wird der Referenzdruck Ps(n) gemäß der Nummer der Einspritzstufe berechnet.
  • Rückbezüglich zu 11 wird in Schritt S107 der dritte Druckabfall ΔP3 basierend auf dem Referenzdruck Ps(n), der in Schritt S106 erhalten wird, berechnet. Der dritte Druckabfall ΔP3 steht für einen Druckabfall, von da an, wenn das Nadelventil 20c auf der Sitzoberfläche 20g sitzt, um die Einspritzöffnung 20f zu schließen, bis dahin, wenn das Nadelventil 20c vollständig angehoben ist, um die Einspritzöffnung 20f zu öffnen. Da der Referenzdruck Ps(n) größer ist, wird auch die Kraftstoffdurchflussgeschwindigkeit größer, so dass der Erfassungsdruck kleiner wird. Das heißt, wenn der Referenzdruck Ps(n) größer wird, wird auch der dritte Druckabfall ΔP3 größer.
  • Eine durchgehende Linie in 13A stellt einen Druckkurvenverlauf des Erfassungsdrucks in einem Fall dar, in dem die Kraftstoffeinspritzmenge relativ klein ist, z. B. 2 mm3. Eine durchgehende Linie in 13B stellt einen Druckkurvenverlauf des Erfassungsdrucks in einem Fall dar, in dem die Kraftstoffeinspritzmenge relativ groß ist, z. B. 50 mm3. Es sollte beachtet werden, dass die Wendepunkte ”P3b”, ”P4b”, ”P7b” und P8b” in 15B den Wendepunkten ”P3”, P4”, ”P7” und ”P8” in 5C entsprechen.
  • Zu Beginn einer Kraftstoffeinspritzdauer ist der Anhebebetrag des Nadelventils 20c klein. Das heißt, ein Zwischenraum zwischen der Dichtungsoberfläche 20g und der Sitzoberfläche 20h ist klein. Eine Kraftstoffdurchflussrate, die durch die Hochdruckpassage 25 fließt, wird durch den Zwischenraum zwischen der Dichtungsoberfläche 20b und der Sitzoberfläche 20h beschränkt. Die Kraftstoffeinspritzmenge, die von der Einspritzöffnung 20f eingespritzt wird, hängt von dem Anhebebetrag des Nadelventils 20c ab. Wenn der Anhebebetrag des Nadelventils 20c einen festgelegten Wert überschreitet, wird die Kraftstoffdurchflussrate nur durch die Einspritzöffnung 20f beschränkt bzw. begrenzt. Somit nimmt die Kraftstoffeinspritzrate im Wesentlichen einen konstanten Wert (eine obere Rate) an, ohne sich dabei auf den Anhebebetrag des Nadelventils zu beziehen. Daher ist die Kraftstoffeinspritzrate im Wesentlichen konstant, wenn das Nadelventil 20c vollständig angehoben ist, was einer Dauer von dem Wende punkt ”R4” zu dem Wendepunkt ”R7” in 5B entspricht. Solch eine Dauer wird als Einspritzöffnungs-Restriktionsdauer bezeichnet. Andererseits steigt die Kraftstoffeinspritzrate zu Beginn der Kraftstoffeinspritzdauer gemäß eines Anstiegs des Anhebebetrags des Nadelventils 20c an, was einer Dauer von dem Wendepunkt ”R3” zu dem Wendepunkt ”R4” in 5B entspricht. Solch eine Dauer wird als Sitzoberflächen-Restriktionsdauer bezeichnet.
  • Beim Durchlaufen der Schritte S108 bis S111 (einer Maximale-Kraftstoffeinspritzrate-Berechnungseinrichtung), werden ein maximaler Druckabfall ”Pβ” und die maximale Kraftstoffeinspritzrate ”Rβ” berechnet. Wenn die Kraftstoffeinspritzmenge in der Sitzoberflächen-Restriktionsdauer klein ist, werden der maximale Druckabfall ”Pβ” und die maximale Kraftstoffeinspritzrate ”Rβ” basierend auf den Formen des abfallenden Kurvenverlaufs A1 und des ansteigenden Kurvenverlaufs A2, wie in 13A dargestellt, berechnet. Andererseits werden der maximale Druckabfall ”Pβ” und die maximale Kraftstoffeinspritzrate ”Rβ” basierend auf dem dritten Druckabfall ΔP3 ohne Berücksichtigung der Form des abfallenden Kurvenverlaufs A1 und des ansteigenden Kurvenverlaufs A2, wie in 13B dargestellt, berechnet, wenn die Kraftstoffeinspritzmenge in der Einspritzöffnungs-Restriktionsdauer groß ist.
  • In Schritt S108 bestimmt der Computer, ob eine Sitzoberflächen-Restriktionsdauer (kleine Einspritzmenge) oder die Einspritzöffnungs-Restriktionsdauer (große Einspritzmenge) vorliegt. Genauer gesagt wird der berechnete Schnittpunktsdruck ”Pint”, der in Schritt S105 berechnet wird, von dem Referenzdruck Ps(n), der in Schritt S106 erhalten wird, abgezogen, um eine Druckdifferenz (Psn(n) – Pint) zu erhalten. Der Computer bestimmt, ob diese Druckdifferenz (Psn(n) – Pint) kleiner oder gleich dem dritten Druckabfall ΔP3, der in Schritt S107 berechnet wird, ist.
  • Wenn die Antwort JA ist (Ps(n) – Pint ≤ ΔP3), bestimmt der Computer, dass die Sitzoberflächen-Restriktionsdauer (kleine Einspritzung bzw. Einspritzmenge) vorliegt, und der Prozessablauf schreitet zu Schritt S109 voran, in welchem die Druckdifferenz (Psn(n) – Pint) als der maximale Kraftstoffdruckabfall ”Pβ” bestimmt wird. Andererseits bestimmt der Computer, dass die Einspritzöffnung-Restriktionsdauer (große Einsprit zung bzw. Einspritzmenge) vorliegt, wenn die Antwort NEIN ist (Ps(n) – Pint > ΔP3), und der Prozessablauf schreitet zu Schritt S110 voran, in welchem der dritte Druckbetrag ΔP3 als der maximale Kraftstoffdruckabfall ”Pβ” bestimmt wird.
  • Da der maximale Kraftstoffdruckabfall ”Pβ” und die maximale Kraftstoffeinspritzrate ”Rβ” eine hohe Korrelation aufweisen, wird die maximale Kraftstoffeinspritzrate ”Rβ” durch Multiplizieren des maximalen Kraftstoffdruckabfalls ”Pβ” mit einer festgelegten Konstante ”SC” in Schritt S111 berechnet.
  • Die verschiedenen Kraftstoffeinspritzungszustände ”R3”, R8”, ”Rβ”, ”R4”, ”R7”, die in den Schritten S25 bis S28 berechnet werden, und die tatsächliche Kraftstoffeinspritzmenge ”Q”, die in Schritt S29 berechnet wird, werden zum Aktualisieren des Kennfelds, welches in Schritt S12 verwendet wird, verwendet. Somit kann das Kennfeld gemäß einer individuellen Differenz und einer Alterung der Kraftstoffeinspritzdüse 20 passend aktualisiert werden.
  • Gemäß der obenstehend beschriebenen Ausführungsform können folgende Vorteile erhalten bzw. erreicht werden.
    • (1) Der maximale Kraftstoffdruckabfall ”Pβ” weist einen proportionalen Zusammenhang zu der maximalen Kraftstoffeinspritzrate ”Rβ” auf. Somit kann die maximale Kraftstoffeinspritzrate ”Rβ” genau erhalten werden, wenn der maximale Kraftstoffdruckabfall ”Pβ” genau berechnet wird. Die maximale Kraftstoffeinspritzrate ”Rβ” weist eine hohe Korrelation mit dem abfallenden Kurvenverlauf A1 und dem ansteigenden Kurvenverlauf A2 auf bzw. steht mit diesen in einem engen Zusammenhang. Darüber hinaus nehmen der abfallende Kurvenverlauf A1 und der ansteigende Kurvenverlauf A2 kaum Störungen auf, und ihre Formen sind stabil. Das heißt, die Steigungen und Schnittpunkte der ersten Modellierfunktion f1(t) und der zweiten Modellierfunktion f2(t) nehmen kaum Störungen auf, und sind korrelierend mit dem maximalen Druckabfall ”Pβ” stabile Werte.
  • Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird der Referenzdruck Ps(n) so berechnet, dass er nahe einem Kraftstoffdruck im Kraftstoffeinspritzung-Startzeitpunkt ist, wird der Schnittpunktsdruck ”Pint” berechnet, und der Druckabfall von dem Referenzdruck Ps(n) auf den Schnittpunktsdruck ”Pint” als der maximale Kraftstoffdruckabfall ”Pβ” definiert. Somit kann die maximale Kraftstoffeinspritzrate ”Rβ” basierend auf dem maximalen Kraftstoffdruckabfall ”Pβ” genau berechnet werden.
    • (2) Die Tangentiallinie des abfallenden Kurvenverlaufs A1 im Zeitpunkt ”t2” wird als die Abfallkurven-Modellierfunktion f1(t) berechnet. Da der abfallende Kurvenverlauf A1 kaum Störungen aufnimmt, so lange der Zeitpunkt ”t2” in einem Bereich des abfallenden Kurvenverlaufs A1 auftritt, verändert sich die Abfallkurven-Modellierfunktion f1(t) nicht um einen großen Betrag, selbst wenn sich der Zeitpunkt ”t2” leicht verändert bzw. dispergiert. Ähnlich verändert sich auch die Anstiegskurven-Modellierfunktion f2(t) nicht um einen großen Betrag, selbst wenn sich der Zeitpunkt ”t4” leicht verändert bzw. dispergiert.
  • Somit kann der Schnittpunktsdruck ”Pint” gemäß dem maximalen Kraftstoffdruckabfall ”Pβ” ohne Aufnehmen von Störungen berechnet werden, wodurch die maximale Kraftstoffeinspritzrate ”Rβ” genau berechnet werden kann.
    • (3) Während der Sitzoberflächen-Restriktionsdauer (kleine Einspritzmenge) wird ein Kraftstoffdruckabfall von dem Referenzkraftstoffdruck Ps(n) auf den Schnittpunktsdruck ”Pint” als der maximale Kraftstoffdruckabfall ”Pβ” berechnet. Somit werden der obenstehend beschriebenen Vorteil (1) und (2) effektiv erreicht. Andererseits wird der dritte Kraftstoffdruckabfall ΔP3 als der maximale Druckabfall ”Pβ” ohne Berücksichtigung des Schnittpunktsdrucks ”Pint” während der Einspritzöffnung-Restriktionsdauer berechnet. Somit kann verhindert werden, dass der Berechnungswert des maximalen Kraftstoffdruckabfalls ”Pβ” einen tatsächlichen oberen Wert des dritten Kraftstoffdruckabfall ΔP3 überschreitet. Die Genauigkeit zum Berechnen des maximalen Kraftstoffdruckabfalls ”Pβ” verschlechtert sich nicht während der Einspritzöffnung-Restriktionsdauer.
    • (4) Der dritte Druckabfall ΔP3 verändert sich gemäß dem Referenzdruck Ps(n). Da der Referenzdruck Ps(n) nahe dem Wert entsprechend der tatsächlichen Kraftstoffeinspritzmenge eingestellt werden kann, kann der maximale Kraftstoffdruckabfall ”Pβ” genau berechnet werden.
    • (5) Da der Referenzdruck Ps(n) basierend auf dem Durchschnittsdruck Pave berechnet wird, selbst wenn der Druckkurvenverlauf, wie in 15B durch eine gestrichelte Linie L2 dargestellt, unterbrochen wird, nimmt der Referenzdruck Ps(n) kaum Störungen auf, so dass die maximale Kraftstoffeinspritzrate ”Rβ” mit hoher Genauigkeit berechnet werden kann.
    • (6) Da der Referenzdruckbasiswert Psb(n), der zum Berechnen des maximalen Kraftstoffdruckabfalls ”Pβ” der zweiten oder nachfolgenden Kraftstoffeinspritzung verwendet wird, basierend auf dem Durchschnittsdruck Pave (Referenzdruckbasiswert Psb(1)) der ersten Kraftstoffeinspritzung berechnet wird, kann der Referenzdruckbasiswert Psb(n) der zweiten oder nachfolgenden Kraftstoffeinspritzung genau berechnet werden, selbst wenn der Durchschnittsdruck Pave der zweiten oder nachfolgenden Kraftstoffeinspritzung nicht genau berechnet werden kann. Somit kann der maximale Kraftstoffdruckabfall ”Pβ” genau berechnet werden, selbst wenn das Intervall zwischen den benachbarten bzw. aufeinanderfolgenden Kraftstoffeinspritzungen kurz ist, wodurch die maximale Kraftstoffeinspritzrate ”Rβ” genau berechnet werden kann.
    • (7) Der erste Druckabfall ΔP1 aufgrund der vorherigen Kraftstoffeinspritzung wird von dem Referenzdruckbasiswert Psb(n – 1) der vorherigen Kraftstoffeinspritzung abgezogen, um den Referenzdruckbasiswert Psb(n) der aktuellen bzw. gegenwärtigen Kraftstoffeinspritzung zu erhalten. Das heißt, wenn der Referenzdruckbasiswert Psb(n) der zweiten und nachfolgenden Kraftstoffeinspritzung basierend auf dem Durchschnittsdruck Pave der ersten Kraftstoffeinspritzung berechnet wird, wird der Referenzdruckbasiswert Psb(n) basierend auf dem ersten Druckabfall ΔP1 berechnet. Somit kann der Referenzdruck Ps(n) nahe dem tatsächlichen Kraftstoffeinspritzung-Startdruck sein, so dass die maximale Kraftstoffeinspritzrate ”Pβ” der zweiten und nachfolgenden Kraftstoffeinspritzung genau berechnet werden kann.
    • (8) Der zweite Druckabfall ΔP2 aufgrund des Kraftstoffaustritts wird von dem Referenzdruckbasiswert Psb(n) abgezogen, um den Referenzdruck Ps(n) der gegenwärtigen Kraftstoffeinspritzung zu erhalten. Somit kann der Referenzdruck Ps(n) nahe dem tatsächlichen Kraftstoffeinspritzung-Startdruck eingestellt werden, so dass der maximale Kraftstoffdruckabfall ”Pβ” genau berechnet werden kann.
  • [Zweite Ausführungsform]
  • In der obenstehenden ersten Ausführungsform ist die Tangentiallinie in dem Zeitpunkt ”t2” als die Abfallkurven-Modellierfunktion f1(t) definiert, und die Tangentiallinie in dem Zeitpunkt ”t4” als die Anstiegskurven-Modellierfunktion f2(t). In einer zweiten Ausführungsform ist wie in 14 dargestellt eine durchgehende Linie, die durch zwei festgelegte Punkte P11a, P12a auf dem abfallenden Kurvenverlauf A1 geht, als die Abfallkurven-Modellierfunktion f1(t) definiert. Ähnlich ist eine durchgehende Linie, die durch zwei festgelegte Punkte P21a, P22a auf dem ansteigenden Kurvenverlauf A2 geht, als die Anstiegskurven-Modellierfunktion f2(t) definiert. Ein Kraftstoffdruck, bei welchem sich die Abfallkurven-Modellierfunktion f1(t) und die Anstiegskurven-Modellierfunktion f2(t) überschneiden, wird als der Schnittpunktsdruck ”Pint” berechnet, und ein Kraftstoffdruckabfall von dem Referenzkraftstoffdruck Ps(n) auf den Schnittpunktsdruck ”Pint” wird als der maximale Kraftstoffdruckabfall ”Pβ” berechnet.
  • Es sollte beachtet werden, dass die zwei festgelegten Punkte ”P11a”, ”P12a” den Erfassungsdruck auf dem abfallenden Kurvenverlauf A1 in den Zeitpunkten ”t21” und ”t22” darstellen, welche entsprechend vor und nach dem Zeitpunkt ”t2” sind. Ähnlich stellen die zwei Spiegelpunke ”P21a”, ”P22a” den Erfassungsdruck auf dem ansteigenden Kurvenverlauf A2 in den Zeitpunkten ”t42” und ”t42” dar, welche entsprechend vor und nach dem Zeitpunkt ”t4” sind.
  • Gemäß der zweiten Ausführungsform können dieselben Vorteile wie in der ersten Ausführungsform erreicht werden. Darüber hinaus sind in einer Modifikation der zweiten Ausführungsform drei oder mehr spezifische Punkte auf dem abfallenden Kurven verlauf A1 definiert, wobei die Abfallkurven-Modellierfunktion f1(t) durch ein Kleinstes-Rechteck-Verfahren auf solch eine Weise berechnet werden kann, dass ein Gesamtabstand zwischen den spezifischen Punkten und der Abfallkurven-Modellierfunktion f1(t) minimal wird. Ähnlich kann die Anstiegskurven-Modellierfunktion f2(t) durch das Kleinste-Rechteck-Verfahren basierend auf drei oder mehr spezifischen Punkten auf dem ansteigenden Kurvenverlauf A2 berechnet werden.
  • [Andere Ausführungsformen]
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die obenstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern kann z. B. auch auf nachfolgende Weise ausgeführt sein. Des Weiteren kann die charakteristische Konfiguration jeder Ausführungsform kombiniert werden.
    • • Die Modellierfunktionen f1(t) und f2(t) können Funktionen höherer Ordnung sein. Der abfallende Kurvenverlauf A1 und der ansteigende Kurvenverlauf A2 können durch eine gebogene Linie modelliert sein.
    • • Der abfallende Kurvenverlauf A1 und der ansteigende Kurvenverlauf A2 können durch eine Mehrzahl von Geraden modelliert sein. In diesem Fall werden verschiedene Funktionen f1(t), f2(t) für jeden Zeitrang verwendet.
    • • Der Referenzdruckbasiswert Psb(1) kann als der Referenzdruckbasiswert Psb(n > 1) verwendet werden
    • • Der maximale Kraftstoffdruckabfall ”Pβ” kann basierend auf zwei festgelegten Punkten ”P11a”, ”P12a” auf dem abfallenden Kurvenverlauf A1 und zwei festgelegten Punkten ”P21a”, ”P22a” auf dem ansteigenden Kurvenverlauf A2, ohne Berechnen der Modellierfunktionen f1(t) und f2(t), berechnet werden.
    • • Der erste Druckabfall ΔP1 aufgrund der zweiten und nachfolgenden Kraftstoffeinspritzung kann basierend auf den Durchschnittsdruck Pave (Referenzdruckbasiswert Psb(1)) der ersten Kraftstoffeinspritzung berechnet werden. Falls der erste Druckabfall ΔP1 basierend auf sowohl dem Referenzdruckbasiswert Psb(1) als auch einer Kraftstofftemperatur berechnet wird, kann der Referenzdruck zum Berechnen des maximalen Kraftstoffdruckabfalls ”Pβ” der zweiten und nachfolgenden Einspritzung mit hoher Genauigkeit nahe dem tatsächlichen Kraftstoffeinspritzung-Startdruck sein.
  • In der ersten Ausführungsform, wird während der Sitzoberfläche-Restriktionsdauer (kleine Einspritzmenge) ein Kraftstoffdruckabfall von dem Referenzkraftstoffdruck Ps(n) auf den Schnittpunktsdruck ”Pint” als der maximale Kraftstoffdruckabfall ”Pβ” berechnet. Während der Inspritzöffnung-Restriktionsdauer (große Kraftstoffmenge), wird der dritte Kraftstoffdruckabfall ΔP3 als der maximale Kraftstoffdruckabfall ”Pβ” ohne Berücksichtigung des Schnittpunktsdrucks ”Pint” berechnet. Alternativ wird der dritte Kraftstoffdruckabfall ΔP3 während der Einspritzöffnung-Restriktionsdauer als der maximale Kraftstoffdruckabfall ”Pβ” berechnet, wobei der maximale Kraftstoffdruckabfall ”Pβ” während der Sitzoberfläche-Restriktionsdauer auch ohne Verwendung des Schnittpunktsdrucks ”Pint” berechnet werden kann. Zum Beispiel kann ein Druckabfall von dem Referenzdruck Ps(n) auf einen Druck bei dem Wendepunkt ”P7a” als der maximale Kraftstoffdruckabfall ”Pβ” berechnet werden.
  • In diesem Fall wird die Berechnungsgenauigkeit des maximalen Kraftstoffdruckabfalls ”Pβ” verringert, im Vergleich zu einem Fall, in dem der maximale Kraftstoffdruckabfall ”Pβ” unter Verwendung des Schnittpunktsdrucks ”Pint” berechnet wird. Es kann jedoch vermieden werden, dass der maximale Druckabfall ”Pβ” den oberen Wert des dritten Kraftstoffdruckabfalls ΔP3 überschreitet, sowie der ersten Ausführungsform.
  • Der Kraftstoffdrucksensor kann in dem Gehäuse 20e, wie durch eine gestrichelte Linie mit dem Bezugszeichen 200a in 2 dargestellt, angeordnet sein. Der Kraftstoffdruck in der Kraftstoffpassage 25 kann durch den Drucksensor 200a erfasst werden.
  • In einem Fall, in dem der Kraftstoffdrucksensor 20a nahe dem Kraftstoffeinlass 22 angeordnet ist, ist der Kraftstoffdrucksensor 20a einfach montiert. In einem Fall, in dem der Kraftstoffdrucksensor 20a in dem Gehäuse 20e angeordnet ist, kann die Druckveränderung in der Kraftstoffeinspritzöffnung 20f genau erfasst werden, da der Kraftstoffdrucksensor 20a nahe der Kraftstoffeinspritzöffnung 20f ist.
  • Ein piezoelektrischer Injektor kann anstelle des elektromagnetisch angesteuerten Injektors bzw. der Einspritzdüse, die in 2 dargestellt ist, verwendet werden. Der direkt wirkende piezoelektrische Injektor verursacht keinen Druckverlust durch ein Austrittsloch bzw. eine Austrittsöffnung, und weist keine Gegendruckkammer auf, um eine Antriebsleistung bzw. Ansteuerleistung zu übertragen. Wenn der direkt wirkende Injektor verwendet wird, kann die Kraftstoffeinspritzrate einfach gesteuert werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • - JP 2008-144749 A [0003]
    • - US 2008-0228374 A1 [0003]
    • - JP 144749 A [0004]
    • - JP 2000-265892 A [0004]

Claims (23)

  1. Kraftstoffeinspritzerfassungsvorrichtung zum Erfassen eines Kraftstoffeinspritzzustandes, wobei die Kraftstoffeinspritzerfassungsvorrichtung bei einem Kraftstoffeinspritzsystem Anwendung findet, in welchem ein Kraftstoffinjektor (20) einen Kraftstoff einspritzt, der in einem Sammler (12) angesammelt ist, wobei die Kraftstoffeinspritzerfassungsvorrichtung aufweist: einen Kraftstoffdrucksensor (20a), der in einer Kraftstoffpassage (14, 25) vorgesehen ist, die im Sammler (12) in eine Kraftstoffeinspritzöffnung (201) des Kraftstoffinjektors (20) fluid-leitend verbindet, wobei der Kraftstoffdrucksensor (20a) einen Kraftstoffdruck erfasst, welcher sich aufgrund einer Kraftstoffeinspritzung von der Kraftstoffeinspritzöffnung (201) verändert; und eine Maximale-Kraftstoffeinspritzrate-Berechnungseinrichtung (30, S108 bis S111) zum Berechnen einer maximalen Kraftstoffeinspritzrate (Rβ), basierend auf einem abfallenden Kurvenverlauf (A1) des Kraftstoffdrucks während einer Dauer, in welcher der Kraftstoffdruck aufgrund eines Kraftstoffeinspritzratenanstiegs abfällt, und einem ansteigenden Kurvenverlauf (A2) des Kraftstoffdrucks während einer Dauer, in welcher der Kraftstoffdruck aufgrund eines Kraftstoffeinspritzratenabfalls ansteigt.
  2. Kraftstoffeinspritzerfassungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Maximale-Kraftstoffeinspritzrate-Berechnungseinrichtung umfasst: eine Abfallender-Kurvenverlauf-Modellierung-Einrichtung (30, S101, S102) zum Modellieren des abfallenden Kurvenverlaufs (A2) durch eine Abfallkurven-Modellierfunktion und eine Ansteigender-Kurvenverlauf-Modellierung-Einrichtung (30, S103, S104) zum Modellieren des ansteigenden Kurvenverlaufs (A2) durch eine Anstiegskurven-Modellierfunktion, und die Maximale-Kraftstoffeinspritzrate-Berechnungseinrichtung die maximale Kraftstoffeinspritzrate basierend auf der Abfallkurven-Modellierfunktion und der Anstiegskurven-Modellierfunktion berechnet.
  3. Kraftstoffeinspritzerfassungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Maximale-Kraftstoffeinspritzrate-Berechnungseinrichtung umfasst: eine Referenzdruckberechnungseinrichtung (30, S201 bis S206) zum Berechnen eines Referenzdrucks (Ps(n)), basierend auf einem Kraftstoffdruck, kurz bevor der abfallende Kurvenverlauf (A1) erzeugt wird, und eine Schnittpunktsdruckberechnungseinrichtung (30, S105) zum Berechnen eines Schnittpunktsdrucks (Pint) in einem Schnittpunktspunkt einer ersten Linie, die durch die Abfallkurven-Modellierfunktion dargestellt wird, und einer zweiten Linie, die durch die Anstiegskurven-Modellierfunktion dargestellt wird, und die Maximale-Kraftstoffeinspritzrate-Berechnungseinrichtung eine maximale Kraftstoffeinspritzrate basierend einer Druckdifferenz zwischen dem Referenzdruck (Ps(n)) und dem Schnittpunktsdruck (Pint) berechnet.
  4. Kraftstoffeinspritzerfassungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Maximale-Kraftstoffeinspritzrate-Berechnungseinrichtung die maximale Kraftstoffeinspritzrate (Rβ) so berechnet, dass die maximale Kraftstoffeinspritzrate größer, da der Schnittpunktsdruck in einem Fall kleiner ist, in dem ein Druckdifferenz zwischen dem Referenzdruck (Ps(n)) und dem Schnittpunktsdruck (Pint) niedriger oder gleich einem spezifizierten Wert (ΔP3) ist, und die Maximale-Kraftstoffeinspritzrate-Berechnungseinrichtung die maximale Kraftstoffeinspritzrate (Rβ) basierend auf dem spezifizierten oberen Wert ohne Berücksichtigung des Schnittpunktsdrucks berechnet, in einem Fall, in dem die Druckdifferenz größer als der spezifizierte Wert ist.
  5. Kraftstoffeinspritzerfassungsvorrichtung zum Erfassen eines Kraftstoffeinspritzzustandes, wobei die Kraftstoffeinspritzerfassungsvorrichtung bei einem Kraftstoffeinspritzsystem Anwendung findet, in welchem ein Kraftstoffinjektor (20) einen Kraftstoff einspritzt, der in einem Sammler (12) angesammelt ist, wobei die Kraftstoffeinspritzerfassungsvorrichtung aufweist: einen Kraftstoffdrucksensor (20a), der in einer Kraftstoffpassage (14, 25) vorgesehen ist, die den Sammler (12) und eine Kraftstoffeinspritzöffnung (20f) des Kraftstoffinjektors (20) fluid-leitend verbindet; den Kraftstoffdrucksensor (20a), der einen Kraftstoffdruck erfasst, welcher sich aufgrund einer Kraftstoffeinspritzung von der Kraftstoffeinspritzöffnung (201) verändert; eine Abfallende-Kurvenverlauf-Modellierung-Einrichtung (30, S101, S102) zum Modellieren eines abfallenden Kurvenverlaufs (A1) durch eine Abfallkurven-Modellierfunktion; eine Ansteigende-Kurvenverlauf-Modellierung-Einrichtung (30, S103, S104) zum Modellieren eines ansteigenden Kurvenverlaufs (A2) durch eine Anstiegskurven-Modellierfunktion; eine Schnittpunktsdruckberechnungseinrichtung (30, S105) zum Berechnen eines Schnittpunktsdrucks (Pint) in einem Schnittpunktspunkt einer ersten Linie, die durch die Abfallkurven-Modellierfunktion dargestellt wird, und einer zweiten Linie, die durch die Anstiegskurven-Modellierfunktion dargestellt wird; eine Referenzdruckberechnungseinrichtung (30, S201 bis S206) zum Berechnen eines Referenzdrucks (Ps(n)), basierend auf einem Kraftstoffdruck, kurz bevor der abfallende Kurvenverlauf (A1) erzeugt wird; eine Bestimmungseinrichtung (30, S108) zum Bestimmen, ob eine Druckdifferenz zwischen dem Referenzdruck (Ps(n)) und dem Schnittpunktsdruck (Pint) kleiner oder gleich einem spezifizierten Wert (Δ3) ist; und eine maximale-Kraftstoffeinspritzrate-Berechnungseinrichtung (S30, S108 bis S111) zum Berechnen einer maximalen Kraftstoffeinspritzrate (Rβ), basierend auf dem spezifizierten Wert (ΔP3) ohne Berücksichtigung des Schnittpunktsdrucks, wenn die Druckdifferenz zwischen dem Referenzdruck (Ps(n)) und dem Schnittpunktsdruck (Pint) größer als der spezifizierte Wert (ΔP3) ist.
  6. Kraftstoffeinspritzerfassungsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei sich der spezifizierte Wert (ΔP3) gemäß des Referenzdrucks (Ps(n)) verändert.
  7. Kraftstoffeinspritzerfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei die Referenzdruckberechnungseinrichtung eine spezifizierte Dauer (T12) einschließlich eines Kraftstoffeinspritzung-Startzeitpunkts (Is) definiert, und einen durchschnittlichen Kraftstoffdruck (Pave) während der spezifizierten Dauer (T12) als den Referenzdruck (Ps(n)) einstellt.
  8. Kraftstoffeinspritzerfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, wobei das Kraftstoffeinspritzsystem eine mehrstufige Kraftstoffeinspritzung während eines Verbrennungszyklusses durchführt, die Referenzdruckberechnungseinrichtung den Referenzdruck bezüglich einer ersten Kraftstoffeinspritzung berechnet, und die Maximale-Kraftstoffeinspritzrate-Berechnungseinrichtung die maximale Kraftstoffeinspritzrate der zweiten und nachfolgenden Kraftstoffeinspritzung basierend auf dem Referenzdruck berechnet, welcher bezüglich der ersten Kraftstoffeinspritzung berechnet wird.
  9. Kraftstoffeinspritzerfassungsvorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Maximale-Kraftstoffeinspritzrate-Berechnungseinrichtung einen Druckabfall (ΔP1) abhängig von einem Kraftstoffeinspritzbetrag von einer n-ten (n ≥ 2) Kraftstoffeinspritzung von dem Referenzdruck, der bezüglich einer (n – 1)-ten Kraftstoffeinspritzung berechnet wird, subtrahiert, und der subtrahierte Referenzdruck als ein neuer Referenzdruck zum Berechnen des Wendezeitpunkts der n-ten Kraftstoffeinspritzung verwendet wird.
  10. Kraftstoffeinspritzerfassungsvorrichtung nach Anspruch 9, wobei die maximale Kraftstoffeinspritzsrate-Berechnungseinrichtung den Referenzdruck der n-ten Kraftstoffeinspritzung basierend auf dem Referenzdruck der ersten Kraftstoffeinspritzung berechnet.
  11. Kraftstoffeinspritzerfassungseinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 10, wobei der Kraftstoffinjektor (20) umfasst: eine Hochdruckpassage (25), die den Kraftstoff in Richtung der Einspritzöffnung (20f) führt; ein Nadelventil (20c) zum Öffnen/Schließen der Einspritzöffnung (20f); eine Gegendruckkammer (Cd), welche den Kraftstoff aus der Hochdruckpassage (25) aufnimmt, um einen Gegendruck auf das Nadelventil aufzubringen; und ein Steuerventil (23) zum Steuern des Gegendrucks durch Einstellen eines Kraftstoffaustrittbetrags aus der Gegendruckkammer (Cd), wobei die Referenzdruckberechnungseinrichtung den Referenzdruck bezüglich eines Kraftstoffdruckabfallbetrags (ΔP2) während einer Zeitdauer von da an, wenn das Steuerventil (23) geöffnet wird, bis dahin, wenn das Nadelventil (20c) geöffnet wird, berechnet.
  12. Kraftstoffeinspritzerfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 11, wobei die Abfallende-Kurvenverlauf-Modellierung-Einrichtung den abfallenden Kurvenverlauf durch ein Geradenmodell (f1(t)) modelliert, und die Maximale-Kraftstoffeinspritzrate-Berechnungseinrichtung die maximale Kraftstoffeinspritzrate basierend auf dem Geradenmodell berechnet.
  13. Kraftstoffeinspritzerfassungsvorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Abfallende-Kurvenverlauf-Modellierung-Einrichtung eine Tangentiallinie in einem spezifizierten Punkt (P10a) auf dem abfallenden Kurvenverlauf als das Geradenmodell (f1(t)) definiert.
  14. Kraftstoffeinspritzerfassungsvorrichtung nach Anspruch 13, wobei die Abfallende-Kurvenverlauf-Modellierung-Einrichtung einen Punkt, in welchem ein Differentialwert (t2) des abfallenden Kurvenverlaufs minimal ist, als den spezifizierten Punkt (P10a) definiert.
  15. Kraftstoffeinspritzerfassungsvorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Abfallende-Kurvenverlauf-Modellierung-Einrichtung den ansteigenden Kurvenverlauf durch ein Geradenmodell basierend auf einer Mehrzahl von spezifizierten Punkten (P11a, P12a) auf dem ansteigenden Kurvenverlauf modelliert.
  16. Kraftstoffeinspritzerfassungsvorrichtung nach Anspruch 15, wobei die Abfallende-Kurvenverlauf-Modellierung-Einrichtung eine Gerade, die durch die spezifizierten Punkte (P11a, P12a) geht, als das Geradenmodell definiert.
  17. Kraftstoffeinspritzerfassungsvorrichtung nach Anspruch 15, wobei die Abfallende-Kurvenverlauf-Modellierung-Einrichtung als das Geradenmodell eine Gerade definiert, in welcher eine Gesamtdistanz zwischen der Geraden und den festgelegten Punkten minimal ist.
  18. Kraftstoffeinspritzerfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 17, wobei die Ansteigende-Kurvenverlauf-Modellierung-Einrichtung den ansteigenden Kurvenverlauf durch ein Geradenmodell (f2(t)) modelliert, und die Maximale-Kraftstoffeinspritzrate-Berechnungseinrichtung die maximale Kraftstoffeinspritzrate basierend auf dem Geradenmodell (f2(t)), das durch die Ansteigende-Kurvenverlauf-Modellierung-Einrichtung modelliert wird, berechnet.
  19. Kraftstoffeinspritzerfassungsvorrichtung nach Anspruch 18, wobei die Ansteigende-Kurvenverlauf-Modellierung-Einrichtung eine Tangentiallinie als den spezifizierten Punkt (P20a) auf dem ansteigenden Kurvenverlauf als das Geradenmodell (f2(t)) definiert.
  20. Kraftstoffeinspritzerfassungsvorrichtung nach Anspruch 19, wobei die Ansteigende-Kurvenverlauf-Modellierung-Einrichtung einen Punkt als den spezifizierten Punkt (P20a) definiert, in welchem ein Differentialwert (t4) des ansteigenden Kurvenverlaufs maximal ist.
  21. Kraftstoffeinspritzerfassungsvorrichtung nach Anspruch 18, wobei die Ansteigende-Kurvenverlauf-Modellierung-Einrichtung den ansteigenden Kurvenverlauf durch ein Geradenmodell basierend auf einer Mehrzahl von spezifizierten Punkten (P21a, P22a) auf dem ansteigenden Kurvenverlauf modelliert.
  22. Kraftstoffeinspritzerfassungsvorrichtung nach Anspruch 21, wobei die Ansteigende-Kurvenverlauf-Modellierung-Einrichtung eine Gerade als das Geradenmodell definiert, die durch die spezifizierten Punkte (P21a, P22a) geht.
  23. Kraftstoffeinspritzerfassungsvorrichtung nach Anspruch 21, wobei die Ansteigende-Kurvenverlauf-Modellierung-Einrichtung eine Gerade als das Geradenmodell definiert, wobei in der Geraden eine Gesamtdistanz zwischen der Geraden und den spezifizierten Punkten minimal ist.
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