DE102010060062B4

DE102010060062B4 - Controller für ein Kraftstoffeinspritzsystem

Info

Publication number: DE102010060062B4
Application number: DE102010060062.8A
Authority: DE
Inventors: Nobuyoshi Takigawa; Yuuki Tarusawa
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2009-10-21
Filing date: 2010-10-19
Publication date: 2019-09-19
Anticipated expiration: 2030-10-20
Also published as: DE102010060062A1; JP2011089449A; JP5126196B2

Abstract

Controller für ein Kraftstoffeinspritzsystem (10), in welchem eine Kraftstoffversorgungspumpe (14) eine gemeinsame Kraftstoffleitung (20) mit Kraftstoff versorgt und ein Kraftstoff-Injektor (30) den Kraftstoff, welcher in der gemeinsamen Kraftstoffleitung (20) gespeichert ist, in einen Zylinder einer internen Verbrennungsmaschine (2) einspritzt, wobei das Kraftstoffeinspritzsystem (10) basierend auf einem tatsächlichen Common-Rail-Druck geregelt wird, welcher einen tatsächlichen Kraftstoffdruck in der gemeinsamen Kraftstoffleitung (20) repräsentiert, welcher durch einen Drucksensor (22) erfasst wird, wobei der Controller Folgendes aufweist:
eine Einspritzbefehlseinrichtung (S400, S402) zum Befehlen an den Kraftstoff-Injektor (30), eine Kraftstoffeinspritzung mit einer bestimmten Menge durchzuführen, wenn die interne Verbrennungsmaschine (2) in einem Verlangsamungszustand mit keiner Kraftstoffeinspritzung ist;
eine Einspritzmengenerfassungseinrichtung (S404) zum Erfassen einer tatsächlichen Kraftstoffeinspritzmenge, welche von dem Kraftstoff-Injektor (30) eingespritzt wird, basierend auf einer Änderung in einer Maschinengeschwindigkeit, welche verursacht wird aufgrund einer Kraftstoffeinspritzung durch den Kraftstoff-Injektor (30), welcher ein Einspritzbefehlssignal von der Einspritzbefehlseinrichtung (S400, S402) empfängt;
eine Druckeinschätzeinrichtung (130, S406) zum Einschätzen des Common-Rail-Druckes basierend auf der tatsächlichen Kraftstoffeinspritzmenge, welche durch die Einspritzmengenerfassungseinrichtung (S404) erfasst wird, und dem Einspritzbefehlssignal von der Einspritzbefehlseinrichtung (S400, S402); und
eine Diagnoseeinrichtung (S408 bis S416) zum
Bestimmen, ob ein absoluter Wert einer Differenz (Dab) zwischen dem durch den Drucksensor (22) erfassten Common-Rail-Druck und dem durch die Druckeinschätzeinrichtung (130, S406) eingeschätzten Common-Rail-Druck einen bestimmten Wert überschreitet,
Bestimmen, dass eine Fehlfunktion des Drucksensors (22) auftritt, wenn bestimmt wird, dass die Differenz (Dab) den bestimmten Wert überschreitet, und
Diagnostizieren, dass der Drucksensor (22) fehlerhaft ist, wenn bestimmt wird, dass die Fehlfunktion des Drucksensors (22) mit einer bestimmten Häufigkeit (n) hintereinander auftritt.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Controller bzw. auf eine Regel- bzw. Steuereinrichtung für ein Kraftstoffeinspritzsystem, in welchem eine Kraftstoffversorgungspumpe eine gemeinsame Kraftstoffleitung (common rail) mit Kraftstoff versorgt, und ein Kraftstoff-Injektor (Kraftstoffeinspritzvorrichtung) den in der gemeinsamen Kraftstoffleitung gespeicherten Kraftstoff in eine Verbrennungskammer einer Maschine einspritzt. Der Controller steuert bzw. regelt das Kraftstoffeinspritzsystem basierend auf einem Kraftstoffdruck in der gemeinsamen Kraftstoffleitung, auf welchen hierin nachstehend als Common-Rail-Druck Bezug genommen werden wird.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die JP 2007 - 309 103 A zeigt ein Kraftstoffeinspritzsystem, in welchem ein Kraftstoff-Injektor den Kraftstoff, welcher in einer gemeinsamen Kraftstoffleitung gespeichert ist, in eine Verbrennungskammer einer Maschine einspritzt. Das Kraftstoffeinspritzsystem hat eine Drucksensor, welcher einen Common-Rail-Druck erfasst. Basierend auf diesem erfassten Common-Rail-Druck, wird das Kraftstoffeinspritzsystem geregelt bzw. gesteuert.
Beispielsweise wird eine Kraftstoffeinspritzmenge basierend auf einer Gaspedalposition und einer Maschinengeschwindigkeit bestimmt, und ein Einspritzbefehlssignal an den Injektor wird basierend auf einer Befehlseinspritzmenge und dem Common-Rail-Druck bestimmt.
Weiterhin wird ein Ziel-Common-Rail-Druck basierend auf einem Betriebszustand einer internen Verbrennungsmaschine festgelegt, und eine Ableitungsmenge bzw. Abgabemenge einer Kraftstoffversorgungspumpe wird basierend auf einer Differenz zwischen einem tatsächlichen Common-Rail-Druck und dem Ziel-Common-Rail-Druck geregelt. Solch eine Regelung bzw. Rückkopplungsregelung (feedback control) wird ausgeführt, so dass der tatsächliche Common-Rail-Druck mit dem Ziel-Common-Rail-Druck übereinstimmt.
Wenn ein Ausgabewert eines Drucksensors konstant gewesen ist, wird leicht diagnostiziert, dass der Drucksensor fehlerhaft bzw. defekt ist. In einem Fall jedoch, in dem sich ein Ausgabewert des Drucksensors aufgrund einer Verschlechterung bzw. eines Verschleißes mit dem Alter ändert, ist es schwierig, festzustellen, ob eine Änderung in einer Drucksensorausgabe aufgrund einer Änderung in dem Common-Rail-Druck stattfindet oder aufgrund einer Fehlfunktion des Drucksensors. Falls der Drucksensor eine Fehlfunktion hat, kann das Kraftstoffeinspritzsystem nicht mit einer hohen Genauigkeit gesteuert bzw. geregelt werden.
Wenn eine Fehlfunktion des Drucksensors erfasst wird, werden eine Kraftstoffeinspritzmenge, eine Abgabemenge der Kraftstoffversorgungspumpe und eine Kraftstoff-Leck-Menge gemäß einem physikalischen Modell des Kraftstoff-Injektors und der Kraftstoffversorgungspumpe berechnet. Basierend auf nur diesen Werten wird eine Abgabemenge der Kraftstoffversorgungspumpe angepasst, so dass der tatsächliche Common-Rail-Druck mit dem Ziel-Common-Rail-Druck durch einen offenen Regelkreis übereinstimmt. Weiterhin wird basierend auf dem Ziel-Common-Rail-Druck und der Befehlseinspritzmenge, welche durch den offenen Regelkreis erhalten wird, das Einspritzbefehlssignal für den Kraftstoff-Injektor erzeugt.
In einem Fall jedoch, in dem ein offener Regelkreis basierend auf dem physikalischen Modell an Stelle des durch einen Drucksensor erfassten Common-Rail-Drucks ausgeführt wird, ist es wahrscheinlich, dass der tatsächliche Common-Rail-Druck nicht mit einer hohen Genauigkeit auf den Ziel-Common-Rail-Druck geregelt werden kann, aufgrund individueller Unterschiede bzw. Differenzen und altersbedingten Verschleisses der Kraftstoffversorgungspumpe und des Kraftstoff-Injektors und aufgrund von Einstellungsfehlern der physikalischen Modelle, wie beispielsweise einer Kraftstoff-Leck-Menge, einer Kraftstofftemperatur und eines Kraftstoffdurchflussvolumens.
Da sich die Fehler des Common-Rail-Drucks in dem offenen Regelkreis aufhäufen bzw. aufrechnen, ist es wahrscheinlich, dass der Common-Rail-Druck übermäßig größer oder geringer als der Ziel-Common-Rail-Druck wird.
Darüber hinaus offenbart die DE 10 2006 047 181 A1 ein Kraftstoffeinspritzsystem für eine Fahrzeug-Dieselkraftmaschine, das mit einem Kraftstoffdrucksensor, der zum Messen des Kraftstoffdruckes in einem Akkumulator dient, und einem Druckreduzierventil ausgestattet ist, das zum Auslassen des Kraftstoffes aus dem Akkumulator dient. Das System dient zum Bewirken einer vorübergehenden Diagnose des Druckreduzierventils auf der Grundlage des Verhaltens des Druckes in dem Akkumulator beim Öffnen des Druckreduzierventils, nachdem ein Zündschalter ausgeschaltet wurde. Wenn nach dem Verstreichen einer vorgegebenen Zeitperiode bestimmt wird, dass ein Wert des Druckes in dem Akkumulator, der durch den Kraftstoffdrucksensor gemessen wird, nahe dem Atmosphärendruck liegt, bestimmt das System, dass der Kraftstoffdrucksensor korrekt arbeitet, und es fixiert endgültig die vorübergehende Diagnose des Druckreduzierventils.
Die DE 103 54 658 A1 beschreibt ein Verfahren zum Betrieb eines eine Mengenausgleichsregelung aufweisenden Einspritzsystems einer Brennkraftmaschine, wobei das Einspritzsystem wenigstens einen mit einer Ansteuerdauer ansteuerbaren Injektor aufweist und wobei die Mengenausgleichsregelung, in Abhängigkeit von wenigstens einer Betriebskenngröße der Brennkraftmaschine, eine Mengenkorrektur des mittels des wenigstens einen Injektors eingespritzten Kraftstoffs mittels einer Korrekturmenge durchführt, wobei zur Bestimmung der Voreinspritzmenge die Voreinspritzung eines Injektors abgeschaltet wird und aus der von der Mengenausgleichsregelung vorgenommenen Mengenkorrektur auf die Voreinspritzmenge geschlossen wird.
Die DE 10 2010 018 445 A1 zeigt ein Maschinensteuersystem, das ein Modelldruck-Bestimmungsmodul, das auf der Grundlage einer Einspritzdauer einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung und einer gewünschten durch die Kraftstoffeinspritzeinrichtung eingespritzten Kraftstoffmasse einen modellierten Kraftstoffverteilerrohrdruck bestimmt, und ein Sensordiagnosemodul, das auf der Grundlage eines Vergleichs des modellierten Kraftstoffverteilerrohrdrucks und eines erfassten Kraftstoffverteilerrohrdrucks einen Status eines Kraftstoffverteilerrohr-Drucksensors erzeugt, umfasst.
Die DE 197 57 655 A1 offenbart, dass zur Überwachung des Drucksensors, der den Druck in einem über ein Druckstellglied geregelten Druckspeicher aufnimmt, eine Modellberechnung des zu erwartenden Druckwertes in dem Druckspeicher zu einem bestimmten Zeitpunkt auf der Grundlage des von dem Druckstellglied vorgegebenen Druckes und der Änderungsrate in der Massenbilanz eines im dem Druckspeicher enthaltenen Mediums zu dem bestimmten Zeitpunkt durchgeführt wird und dieser erwartete Druckwert mit dem von dem Drucksensor aufgenommenen Druckwert verglichen wird.
Zudem beschreibt die DE 103 48 610 A1 , dass ein Kraftstoffdrucksensor in einem Kraftstoffspeicher einer Zuführeinrichtung für Kraftstoff einer Brennkraftmaschine angeordnet ist. Die Zuführeinrichtung für Kraftstoff weist eine Kraftstoffpumpe, die Kraftstoff in den Kraftstoffspeicher pumpt, und Einspritzventile auf, die mit dem Kraftstoffspeicher wirkverbunden sind. Die zeitliche Änderung des von dem Kraftstoffdrucksensor erfassten Kraftstoffdrucks wird mit der zeitlichen Änderung eines geschätzten Kraftstoffdrucks verglichen. Abhängig von dem Vergleich wird ein Fehler des Kraftstoffdrucksensors erkannt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wurde in Hinsicht auf die obigen Bewandtnisse getätigt und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Controller für ein Kraftstoffeinspritzsystem bereitzustellen, welcher in der Lage ist, das Kraftstoffeinspritzsystem genau zu regeln bzw. steuern, auch wenn ein Drucksensor fehlerhaft ist.
Die vorstehende Aufgabe wird durch die Gegenstände der Ansprüche 1 und 2 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der sich daran anschließenden abhängigen Ansprüche.
Gemäß einem Controller für ein Kraftstoffeinspritzsystem der vorliegenden Erfindung erfasst eine Einspritzmengenerfassungseinrichtung, wenn eine Maschine in einem Verlangsamungszustand mit keiner Kraftstoffeinspritzung ist, eine tatsächliche Kraftstoffeinspritzmenge, welche von einem Kraftstoff-Injektor eingespritzt wird, basierend auf einer Änderung in einer Maschinengeschwindigkeit, welche aufgrund einer Kraftstoffeinspritzung durch den Kraftstoff-Injektor verursacht wird, welcher ein Einspritzbefehlssignal von einer Einspritzbefehlseinrichtung erhält. Da eine tatsächliche Kraftstoffeinspritzmenge, das Einspritzbefehlssignal und ein Common-Rail-Druck eine Korrelation untereinander haben, schätzt eine Druckeinschätzeinrichtung den Common-Rail-Druck basierend auf der tatsächlichen Kraftstoffeinspritzmenge und dem Einspritzbefehlssignal ein.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung erfasst, wenn die Maschine in einem Leerlaufzustand ist, eine Leerlaufeinspritzmengenkorrektureinrichtung eine Änderung in der Maschinengeschwindigkeit zwischen jedem Zylinder, welche durch eine Kraftstoffeinspritzung durch den Kraftstoff-Injektor, welcher ein Einspritzbefehlssignal von der Einspritzbefehlseinrichtung erhält, verursacht ist. Die Leerlaufeinspritzmengenkorrektureinrichtung korrigiert eine Kraftstoffeinspritzmenge, um die Änderung in der Maschinengeschwindigkeit zu glätten und sie korrigiert gleichmäßig bzw. einheitlich die Kraftstoffeinspritzmenge aller Zylinder in einer derartigen Art und Weise, dass eine durchschnittliche Maschinengeschwindigkeit mit einer Zielmaschinengeschwindigkeit im Leerlaufzustand übereinstimmt.
Wenn die Änderung in der Maschinengeschwindigkeit zwischen jedem Zylinder geglättet ist, und die durchschnittliche Maschinengeschwindigkeit mit der Zielmaschinengeschwindigkeit in dem Leerlaufzustand übereinstimmt, sollte die tatsächliche Kraftstoffeinspritzmenge für jeden Zylinder ein bestimmter Wert sein, welchen der Controller dem Kraftstoff-Injektor vor der Korrektur befiehlt.
Wenn weiterhin die Leerlaufeinspritzmengenkorrektureinrichtung die Kraftstoffeinspritzmenge korrigiert und der Common-Rail-Druck im Leerlaufzustand auf einen bestimmten Druck geregelt bzw. gesteuert wird, sollte eine Korrekturmenge der Kraftstoffeinspritzmenge Null sein, so dass die durchschnittliche Maschinengeschwindigkeit mit der Zielmaschinengeschwindigkeit im Leerlaufzustand übereinstimmt.
In anderen Worten gesagt, ist es, wenn die Korrekturmenge der Kraftstoffeinspritzmenge nicht Null ist, denkbar, dass der Common-Rail-Druck von einem bestimmten Druck gemäß der Korrekturmenge abweicht. Diese Korrekturmenge und die Abweichungsmenge in dem Common-Rail-Druck haben eine Korrelation untereinander.
Demnach kann eine Druckeinschätzeinrichtung einen Druck in der gemeinsamen Kraftstoffleitung basierend auf einer Befehlseinspritzmenge, welche die Einspritzbefehlseinrichtung dem Kraftstoff-Injektor befiehlt, und einer korrigierten Kraftstoffeinspritzmenge, um welche die Leerlaufeinspritzmengenkorrektureinrichtung die Kraftstoffeinspritzmenge aller Zylinder einheitlich bzw. gleichmäßig korrigiert, in einer derartigen Art und Weise einschätzen, dass die durchschnittliche Maschinengeschwindigkeit mit der Zielmaschinengeschwindigkeit im Leerlaufzustand übereinstimmt.
Die korrigierte Befehlseinspritzmenge kann beispielsweise berechnet werden basierend auf der Kraftstoffeinspritzmenge, welche die Einspritzbefehlseinrichtung dem Kraftstoff-Injektor befiehlt, und einer Korrekturmenge, um die durchschnittliche Maschinengeschwindigkeit in Übereinstimmung mit der Zielmaschinengeschwindigkeit zu bringen. Der Kraftstoff-Injektor führt eine Kraftstoffeinspritzung mit einer korrigierten Menge gemäß dem Befehl von der Einspritzbefehlseinrichtung durch. Die Befehlseinspritzmenge wird basierend auf einem tatsächlichen Druck in der gemeinsamen Kraftstoffleitung bestimmt.
Demnach kann eine Druckeinschätzeinrichtung einen Druck in der gemeinsamen Kraftstoffleitung basierend auf einer Befehlseinspritzmenge, welche die Einspritzbefehlseinrichtung dem Kraftstoff-Injektor befiehlt, und einer korrigierten Kraftstoffeinspritzmenge, um welche die Leerlaufeinspritzmengenkorrektureinrichtung die Kraftstoffeinspritzmenge aller Zylinder einheitlich bzw. gleichmäßig korrigiert, in einer derartigen Art und Weise einschätzen, dass die durchschnittliche Maschinengeschwindigkeit im Leerlaufzustand mit der Zielmaschinengeschwindigkeit übereinstimmt.
Dadurch kann, selbst wenn der Drucksensor fehlerhaft ist, das Kraftstoffeinspritzsystem genau geregelt bzw. gesteuert werden, basierend auf dem eingeschätzten Common-Rail-Druck.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung führt, wenn der Drucksensor fehlerhaft ist, die Druckregeleinrichtung eine Regelung bzw. Rückkopplungsregelung einer Abgabemenge der Kraftstoffversorgungspumpe durch, basierend auf einer Abweichung zwischen dem Common-Rail-Druck, welcher durch die Druckeinschätzeinrichtung eingeschätzt wird, und einem Ziel-Common-Rail-Druck.
Demnach kann, auch wenn der Drucksensor, welcher den Common-Rail-Druck erfasst, fehlerhaft ist, die Abgabemenge der Kraftstoffversorgungspumpe korrekt geregelt bzw. rückkopplungsgeregelt werden, basierend auf dem eingeschätzten Common-Rail-Druck.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird diagnostiziert, ob der Drucksensor abnormal ist, basierend auf einem tatsächlichen Common-Rail-Druck, welcher durch einen Drucksensor erfasst wird, und einem eingeschätzten Common-Rail-Druck, welcher von der Druckeinschätzeinrichtung eingeschätzt wird.
Dadurch wird einfach diagnostiziert, dass der Drucksensor fehlerhaft ist, auch wenn die Ausgabe des Drucksensors von einem normalen Wert abweicht aufgrund seiner Verstärkungsabweichung oder seiner Offset-Abweichung sowie auch in dem Fall, in dem die Ausgabe des Drucksensors unverändert ist, aufgrund einer Abschaltung bzw. Trennung.
Figurenliste
Andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden offensichtlicher werden aus der folgenden Beschreibung, welche unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen gefertigt wurde, in welchen gleiche Teile durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet sind, und in welchen:

1 eine schematische Darstellung ist, welche eine Kraftstoffeinspritzsystem gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt;
2A ein Blockdiagramm ist, welches eine Regelung bzw. Rückkopplungsregelung mit einem normalen Drucksensor zeigt;
2B ein Blockdiagramm ist, welches eine Regelung bzw. Rückkopplungsregelung mit einem fehlerhaft Drucksensor zeigt;
3 ein Zeitablaufdiagramm ist, welches eine Steuerung bzw. Regelung eines Common-Rail-Drucks basierend auf einem eingeschätzten Common-Rail-Druck zeigt;
4 ein Flussdiagramm ist, welches eine Einschätzung eines Common-Rail-Drucks bei einem Verlangsamungszustand mit keiner Kraftstoffeinspritzung zeigt;
5 ein Flussdiagramm ist, welches eine Regelung bzw. Rückkopplungsregelung eines Common-Rail-Drucks, basierend auf einem eingeschätzten Common-Rail-Druck zeigt;
6 ein Flussdiagramm ist, welches eine Einschätzung eines Common-Rail-Drucks in einem Leerlaufzustand gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt;
7 ein charakteristisches Diagramm ist, welches eine korrigierte Kraftstoffeinspritzmenge in einem Leerlaufzustand zeigt;
8 ein Zeitdablaufiagramm ist, welches eine Einschätzung eines Common-Rail-Drucks in einem Leerlaufzustand zeigt; und
9 ein Zeitablaufdiagramm ist, welches eine Änderung im Common-Rail-Druck zeigt, wenn ein Drucksensor in einem herkömmlichen Kraftstoffeinspritzsystem fehlerhaft ist.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Hierin wird nachstehend eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
[Erste Ausführungsform]
1 ist eine schematische Ansicht, welche ein Kraftstoffeinspritzsystem gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt.
(Kraftstoffeinspritzsystem)
Ein Kraftstoffeinspritzsystem 10 ist zur Kraftstoffversorgung einer 4-Zylinder-Dieselmaschine 2 eines Automobils. Das System 10 weist eine Kraftstoffversorgungspumpe 14, welche den Kraftstoff von einem Kraftstofftank 12 nach oben pumpt bzw. fördert, eine gemeinsame Kraftstoffleitung 20, welche den Kraftstoff, welcher von der Kraftstoffversorgungspumpe 14 zur Verfügung gestellt wird, speichert, eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung bzw. einen Kraftstoff-Injektor 30, welcher den in der gemeinsamen Kraftstoffleitung 20 gespeicherten Kraftstoff in eine Verbrennungskammer der Maschine 2 einspritzt und eine elektronische Steuer- bzw. Regeleinheit (ECU=Electronic Control Unit) 40 auf, welche das vorliegende System 10 steuert bzw. regelt.
Die Kraftstoffversorgungspumpe 14 hat eine wohlbekannte Förderpumpe (nicht gezeigt), welche den Kraftstoff von dem Kraftstofftank 12 nach oben pumpt. Ein elektrisches Abgleichventil 16 ist an einem Einlass der Kraftstoffversorgungspumpe 14 bereitgestellt, um eine Saugmenge der Kraftstoffversorgungspumpe 14 abzugleichen. Eine Abgabemenge der Kraftstoffversorgungspumpe 14 hängt von der Saugmenge ab.
Die gemeinsame Kraftstoffleitung 20 ist mit einem Drucksensor 22 versehen, welcher einen Common-Rail-Druck bzw. einen Druck in der gemeinsamen Kraftstoffleitung erfasst und mit einem Druckregler 24, welcher den Kraftstoff in der gemeinsamen Kraftstoffleitung 20 überlaufen lässt, um den Common-Rail-Druck auf einem regulären Wert zu halten.
Die Maschine 2 ist mit einem Geschwindigkeitssensor 32 versehen, welcher eine Maschinengeschwindigkeit erfasst. Weiterhin ist das System 10 mit einem Gaspedalpositionssensor (nicht gezeigt) versehen, welcher eine Gaspedalposition (ACCP = Accelerator Position) erfasst, und mit Temperatursensoren (nicht gezeigt), welche eine Maschinenkühlmitteltemperatur (Tw) und eine Einlassluft- bzw. Ansauglufttemperatur (Tair) erfassen.
Der Kraftstoff-Injektor 30 ist ein wohlbekannter elektromagnetischer Injektor. Eine Kraftstoffeinspritzmenge des Kraftstoff-Injektors 30 wird gemäß einer Pulsweite eines Einspritzbefehlssignals von der ECU 40 geregelt bzw. gesteuert. Wenn die Pulsweite des Einspritzbefehlssignals länger wird, wird die Kraftstoffeinspritzmenge erhöht.
Die ECU 40 ist hauptsächlich aus einem Mikrocomputer, welcher eine CPU hat, einem ROM, eines RAM, und einem Flash-Speicher aufgebaut. Die ECU 40 empfängt Erfassungssignale von verschiedenen Sensoren, um den Maschinenbetriebszustand zu regeln bzw. zu steuern.
Beispielsweise regelt bzw. steuert die ECU 40 eine Abgabemenge der Kraftstoffversorgungspumpe 14, so dass der Common-Rail-Druck, welcher durch den Drucksensor 22 erfasst wird, der Ziel-Common-Rail-Druck wird. Die ECU 40 regelt bzw. steuert auch einen Wert eines elektrischen Stromes, welcher an das Abgleichventil 16 angelegt wird, basierend auf einem Kennfeld, welches eine Beziehung zwischen dem angelegten elektrischen Strom und der Abgabemenge definiert.
Weiterhin regelt bzw. steuert die ECU 40 die Kraftstoffeinspritzmenge, den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt und ein Mehrfacheinspritzmuster, in welchem die Voreinspritzung vor der Haupteinspritzung und die Nacheinspritzung nach der Haupteinspritzung durchgeführt werden. Die ECU 40 speichert ein charakteristisches Einspritzkennfeld in dem ROM oder dem Flash-Speicher, welches eine Beziehung zwischen der Pulsweite des Einspritzbefehlssignals und der Einspritzmenge hinsichtlich jedes Druckbereiches des Common-Rail-Druckes darstellt bzw. repräsentiert. Wenn die Kraftstoffeinspritzmenge basierend auf der Maschinengeschwindigkeit und der Gaspedalposition bestimmt ist, berechnet die ECU 40 eine Pulsweite des Einspritzbefehlssignals unter Bezugnahme auf das charakteristische Einspritzkennfeld.
Unter Bezugnahme auf ein Blockdiagramm, welches in den 2A und 2B gezeigt ist, wird eine Regelung bzw. Rückkopplungsregelung (F/B = Feedback) in dem Kraftstoffeinspritzsystem 10 hierin nachstehend beschrieben werden. In den 2A und 2B sind ein PI-Regelteilbereich 100, ein physikalisches Modell 102 des Kraftstoff-Injektors (INJ=Injektor) 30, ein physikalisches Modell 104 der Kraftstoffversorgungspumpe (S/P=Supply Pump) 14, ein System einer gemeinsamen Kraftstoffleitung (CRS=Common Rail System) 110, ein Druckberechnungsteilbereich 120 der gemeinsamen Kraftstoffleitung und ein Druckeinschätzteilbereich 130 Regelteilbereiche der ECU 40.
In einem Fall, in welchem der Drucksensor 22 normal ist, wie in 2A gezeigt ist, berechnet der PI-Regelteilbereich 100 eine Abweichung zwischen dem Ziel-Common-Rail-Druck und dem tatsächlichen Common-Rail-Druck. Dann berechnet der PI-Regelteilbereich 100 eine Abgabemenge der Kraftstoffversorgungspumpe 14, so dass der tatsächliche Common-Rail-Druck mit dem Ziel-Common-Rail-Druck übereinstimmt. Der Ziel-Common-Rail-Druck wird bestimmt basierend auf dem Maschinenbetriebszustand, wie beispielsweise einer Maschinengeschwindigkeit und einer Gaspedalposition.
Das physikalische Modell 102 des Kraftstoff-Injektors 30 berechnet die Einspritzmenge basierend auf der Gaspedalposition und der Maschinengeschwindigkeit. Eine Aufsummierung bzw. Gesamtsumme der Abgabemenge der Kraftstoffversorgungspumpe 14, welche der PI-Regelteilbereich 100 berechnet, und einer Kraftstoffeinspritzmenge, welche das physikalische Modell 102 berechnet, wird dem physikalischen Modell 104 der Kraftstoffversorgungspumpe 14 als eine Kraftstoffabgabemenge eingegeben, welche die Kraftstoffversorgungspumpe 14 abgeben sollte. Tatsächlich wird auch die Kraftstoffleckmenge zu der Abgabemenge und der Kraftstoffeinspritzmenge, welche in das physikalische Modell 104 eingegeben werden soll, addiert.
Das physikalische Modell 104 der Kraftstoffversorgungspumpe 14 berechnet einen elektrischen Strom, welcher an das Abgleichventil 16 angelegt wird, basierend auf der eingegebenen Kraftstoffmenge. Die Kraftstoffversorgungspumpe 14 gibt den Kraftstoff der Menge ab, welche dem elektrischen Strom, mit welchem das Abgleichventil 16 versorgt wird, entspricht.
Das Common-Rail-System 110 weist die gemeinsame Kraftstoffleitung (Common Rail) 20 und den Kraftstoff-Injektor 30 auf. Die Kraftstoffversorgung, welche durch die Kraftstoffversorgungspumpe 14 gepumpt wird, wird einer gemeinsamen Kraftstoffleitung 20 zugeführt bzw. in diese eingespeist und wird von dem Kraftstoff-Injektor 30 eingespritzt.
Basierend auf der Abweichung zwischen dem tatsächlichen Common-Rail-Druck und dem Ziel-Common-Rail-Druck, regelt der PI-Regelteilbereich 100 die Abgabemenge der Kraftstoffversorgungspumpe mit Rückkopplung in einer derartigen Art und Weise, dass der tatsächliche Common-Rail-Druck mit dem Ziel-Common-Rail-Druck übereinstimmt.
Der Druckberechnungsteilbereich 120 berechnet fortlaufend den Common-Rail-Druck basierend auf der folgenden Formel (1). $P (i + 1) = (Qpump + Qinj + Qleak) \times K/V + Px$
wobei P (i+1) den fortlaufenden Common-Rail-Druck repräsentiert, Px einen augenblicklichen Common-Rail-Druck repräsentiert, Qpump die Abgabemenge der Kraftstoffversorgungspumpe 14 repräsentiert, Qinj die Kraftstoffeinspritzmenge repräsentiert, Qleak die Kraftstoffleckmenge von dem Kraftstoffeinspritzsystem 10 zwischen der Kraftstoffversorgungspumpe 14 und dem Kraftstoff-Injektor 30 repräsentiert, „K“ ein Kompressionsmodul bzw. Bulkmodulus repräsentiert, und „V“ ein Volumen eines Hochdruckteilbereiches in dem Kraftstoffeinspritzsystem 10 zwischen der Kraftstoffversorgungspumpe 14 und dem Kraftstoff-Injektor 30 repräsentiert. Qinj wird von den physikalischen Modell 102 des Kraftstoff-Injektors 30 erhalten, und Qpump wird von dem physikalischen Modell 104 der Kraftstoffversorgungspumpe 14 erhalten.
Wenn der Drucksensor 22 normal ist, wird der Common-Rail-Druck, welcher von dem Drucksensor 22 erfasst wird, für Px substitutiert. Wenn der Drucksensor 22 fehlerhaft ist, wird ein Common-Rail-Druck, welcher durch den Druckeinschätzteilbereich 130 eingeschätzt wird, oder ein Common-Rail-Druck, welcher vorher durch den Druckberechnungsteilbereich 120 berechnet wurde, für Px substitutiert.
Wenn der tatsächliche Common-Rail-Druck dem Ziel-Common-Rail-Druck nahekommt, schaltet die ECU 40 die Eingabe des PI-Regelteilbereichs 100 von dem Common-Rail-Druck, welcher durch den Drucksensor 22 erfasst wird, auf den berechneten Common-Rail-Druck, welcher durch den Druckberechnungsteilbereich 120 berechnet wird, um. Die Abgabemenge der Kraftstoffversorgungspumpe 14 wird geregelt basierend auf der Abweichung zwischen dem berechneten Common-Rail-Druck und dem Ziel-Common-Rail-Druck, so dass der Common-Rail-Druck nahe zu dem Ziel-Common-Rail-Druck kommt.
In einem Fall, in dem der Drucksensor 22 fehlerhaft ist, kann eine Regelung bzw. Rückkopplungsregelung nicht basierend auf dem Ausgabesignal des Drucksensors 22 ausgeführt werden. Der Druckeinschätzteilbereich 130 der ECU 40 befiehlt dem Kraftstoff-Injektor 30, den Kraftstoff von einer bestimmten geringen Menge einzuspritzen, wenn die Maschine mit keiner Kraftstoffeinspritzung verlangsamt wird. Diese Kraftstoffeinspritzung von der geringen Menge wird als geringe Kraftstoffeinspritzung bezeichnet. Die geringe Einspritzmenge des Kraftstoffes wird gelernt.
Der Druckeinschätzteilbereich 130 erfasst eine Maschinengeschwindigkeitsänderung Δω, welche durch die geringe Kraftstoffeinspritzung verursacht wird, basierend auf dem Ausgabe- bzw. Ausgangssignal des Maschinengeschwindigkeitsensors 32. Dann berechnet der Druckeinschätzteilbereich 130 ein Maschinendrehmoment basierend auf der Maschinengeschwindigkeitsänderung Δω und berechnet die tatsächliche Kraftstoffeinspritzmenge basierend auf dem berechneten Maschinendrehmoment.
In einem Fall, in dem die geringe Einspritzmenge bereits gelernt worden ist und die berechnete tatsächliche Kraftstoffeinspritzmenge korrekt ist, kann der Common-Rail-Druck basierend auf einem charakteristischen Einspritzkennfeld 132 eingeschätzt werden, welches eine Beziehung zwischen der tatsächlichen Kraftstoffeinspritzmenge und der Pulsweite des Einspritzbefehlssignals anzeigt, welches die geringe Kraftstoffeinspritzung befiehlt.
Wie in 2B gezeigt ist, regelt, in einem Fall, dass der Drucksensor 22 fehlerhaft ist, wenn der Druckeinschätzteilbereich 130 den Common-Rail-Druck zu einem Zeitpunkt einer Maschinenverlangsamung ohne Kraftstoffeinspritzung einschätzt, der PI-Regelteilbereich 100 die Abgabemenge der Kraftstoffversorgungspumpe 14 basierend auf der Abweichung zwischen dem eingeschätzten Common-Rail-Druck und dem Ziel-Common-Rail-Druck.
Wenn der Maschinenantriebszustand nicht länger der Verlangsamungszustand ohne Kraftstoffeinspritzung ist, regelt die ECU 40 die Abgabemenge der Kraftstoffversorgungspumpe 14 und den Common-Rail-Druck basierend auf einer Abweichung zwischen dem berechneten Common-Rail-Druck, welcher durch den Druckberechnungsteilbereich 120 berechnet ist, und dem Ziel-Common-Rail-Druck, wie in 2B gezeigt ist.
In der Formel (1) wird, wenn der Common-Rail-Druck zuerst berechnet wird, nachdem der Maschinenbetriebszustand nicht länger der Verlangsamungszustand mit keiner Kraftstoffeinspritzung ist, der letzte berechnete Common-Rail-Druck Pp in dem Verlangsamungszustand mit keiner Kraftstoffeinspritzung als der tatsächliche Common-Rail-Druck Px verwendet.
Wie obenstehend beschrieben, wird gemäß der ersten Ausführungsform in einem Fall, dass der Drucksensor 22 fehlerhaft ist, der Common-Rail-Druck in dem Druckberechnungsteilbereich 120 berechnet, und die tatsächliche Kraftstoffeinspritzmenge wird basierend auf der geringen Kraftstoffeinspritzung erfasst. Basierend auf der tatsächlichen Kraftstoffeinspritzmenge und dem Einspritzbefehlssignal wird der Common-Rail-Druck berechnet.
Demnach kann es, wie in 3 gezeigt ist, auch wenn der tatsächliche Common-Rail-Druck 202, welcher durch eine gestrichelte Linie bezeichnet wird, von dem berechneten Common-Rail-Druck 200 abweicht, welcher durch den Druckberechnungsteilbereich 120 berechnet ist, vermieden werden, dass der Common-Rail-Druck in hohem Maße von dem Ziel-Common-Rail-Druck abweicht.
(Common-Rail-Druckeinschätzroutine)
4 ist ein Flussdiagramm, welches eine Common-Rail-Druckeinschätzroutine zeigt. Diese Einschätzroutine wird immer durchgeführt.
In S400 bestimmt die ECU 40, ob ein Lernzustand der geringen Kraftstoffeinspritzmenge begründet ist. Wenn ein Gaspedal nicht getreten wird bzw. mit einem Tritt beaufschlagt wird, um eine Kraftstoffeinspritzung abzuschneiden und um eine Fahrzeuggeschwindigkeit zu verlangsamen, bestimmt die ECU 40, dass der Lernzustand begründet ist. Wenn die Antwort in S400 NEIN ist, terminiert bzw. beendet die ECU 40 die Routine.
Wenn die Antwort in S400 JA ist, schreitet die Prozedur zu S402 voran, in welchem die ECU 40 dem Kraftstoff-Injektor 30 befiehlt, eine Kraftstoffeinspritzung zum Lernen der geringen Kraftstoffeinspritzmenge durchzuführen. Dann schreitet die Prozedur zu S404 voran, in welchem ein Maschinendrehmoment von der Maschinengeschwindigkeitsänderung Δω abgeleitet wird und die tatsächliche Kraftstoffeinspritzmenge (Q) von dem Maschinendrehmoment abgeleitet wird.
In S406 erhält die ECU 40 den eingeschätzten Common-Rail-Druck „Pp“ von einem charakteristischen Einspritzkennfeld 132, welches eine Beziehung zwischen einer Pulsweite des Einspritzbefehlssignales und der Kraftstoffeinspritzmenge anzeigt. In S408 bestimmt die ECU 40, ob es bereits diagnostiziert worden ist, dass der Drucksensor 22 fehlerhaft ist, basierend auf einem Flag „F“. Wenn es bereits diagnostiziert worden ist, dass der Drucksensor 22 fehlerhaft ist, ist das Flag „F“ auf „1“ gesetzt worden. Wenn es noch nicht diagnostiziert worden ist, dass der Drucksensor 22 fehlerhaft ist, ist das Flag „F“ auf „0“ gesetzt worden. Wenn das Flag „F“ nicht „0“ in S408 ist, schreitet die Prozedur voran zu S418.
Wenn das Flag „F“ in S408 „0“ ist, schreitet die Prozedur zu S410 voran, in welchem bestimmt wird, ob ein absoluter Wert einer Differenz „Dab“ zwischen dem eingeschätzten Common-Rail-Druck und dem erfassten Common-Rail-Druck einen bestimmten Wert α überschreitet. Wenn die Antwort NEIN ist in S410, bestimmt die ECU 40, dass der Drucksensor 22 normal ist, um die Routine zu beenden.
Wenn die Antwort JA ist in S410, bestimmt die ECU 40, dass der Drucksensor 22 fehlerhaft ist. Die Prozedur schreitet zu S412 voran, in welchem ein Fehlerzähler um „1“ erhöht bzw. nach oben gezählt wird. In S414 bestimmt die ECU 40, ob die Fehlfunktionen des Drucksensors 22 „n“ mal hintereinander auftreten. Wenn die Antwort in S414 NEIN ist, bestimmt die ECU 40, dass der Drucksensor 22 nicht fehlerhaft ist, um die Routine zu beenden.
Wenn die Antwort in S414 JA ist, schreitet die Prozedur voran zu S416, in welchem die ECU 40 bestimmt, dass der Drucksensor 22 fehlerhaft ist und das Flag „F“ wird auf „1“ gesetzt.
Dann schreitet die Prozedur zu S418 voran, in welchem ein Flag „C“ auf „1“ gesetzt wird und die Routine wird terminiert bzw. beendet. Wenn das Flag „C“ auf „1“ gesetzt wird, repräsentiert es, dass der Common-Rail-Druck eingeschätzt wird. Wenn das Flag „C“ auf „0“ gesetzt wird, repräsentiert es, dass der Common-Rail-Druck nicht eingeschätzt wird.
(Druckrückkoppelungs- bzw. -rückmeldungsroutine)
5 ist ein Flussdiagramm, welches eine Common-Rail-Druckrückmeldungsroutine zeigt. Die Rückmeldungsroutine wird immer durchgeführt.
In S420 bestimmt die ECU 40, ob das Flag „F“ auf „1“ gesetzt ist. Wie obenstehend beschrieben ist, ist, wenn es bereits diagnostiziert worden ist, dass der Drucksensor 22 fehlerhaft ist, das Flag „F“ auf „1“ gesetzt worden. Wenn es noch nicht diagnostiziert worden ist, dass der Drucksensor 22 fehlerhaft ist, ist das Flag „F“ auf „0“ gesetzt worden.
Wenn in S420 die Antwort NEIN ist, schreitet die Prozedur voran zu S422, in welchem die ECU 40 eine normale Rückkopplungsregelung ausführt, um die Routine zu beenden. Das heißt, die ECU 40 regelt eine Abgabemenge der Kraftstoffversorgungspumpe 14, so dass der Common-Rail-Druck Pc, welcher durch den Drucksensor 22 erfasst wird, mit dem Ziel-Common-Rail-Druck übereinstimmt.
Wenn in S420 die Antwort JA ist, schreitet die Prozedur zu S424 voran, in welchem die ECU 40 bestimmt, ob das Flag „C“ auf „1“ gesetzt ist. Wie obenstehend beschrieben ist, repräsentiert es, wenn das Flag „C“ auf „1“ gesetzt ist, dass der Common-Rail-Druck eingeschätzt wird. Wenn das Flag „C“ auf „0“ gesetzt ist, repräsentiert es, dass der Common-Rail-Druck nicht eingeschätzt wird.
Wenn das Flag „C“ in S424 auf „1“ gesetzt ist, schreitet die Prozedur zu S426 voran, in welchem die ECU 40 den eingeschätzten Druck Pp für Px substitutiert. Dann schreitet die Prozedur voran zu S428, in welchem das Flag „C“ auf „0“ gesetzt wird. In S430 wird der Common-Rail-Druck P (i+1) gemäß der Formel (1) berechnet. In S432 wird die Abgabemenge der Kraftstoffversorgungspumpe 14 basierend auf dem eingeschätzten Common-Rail-Druck Pp rückkopplungsgeregelt.
Wenn das Flag „C“ in S424 nicht auf „1“ gesetzt ist, substitutiert die ECU 40 den vorangehend berechneten Common-Rail-Druck P (i+1) für Px als P (i) in S434. Und dann berechnet die ECU 40 den Common-Rail-Druck P (i+1) in S436. In S438 wird der Common-Rail-Druck geregelt durch Regeln der Abgabemenge der Kraftstoffversorgungspumpe 14 basierend auf dem berechneten Common-Rail-Druck P (i+1).
In der ersten Ausführungsform entspricht der Druckeinschätzteilbereich 130 einer Druckeinschätzeinrichtung. Die Vorgänge in S400 und S402 entsprechen einer Einspritzbefehlseinrichtung. Der Vorgang in S404 entspricht einer Einspritzmengenerfassungseinrichtung, der Vorgang in S406 entspricht einer Druckeinschätzeinrichtung und die Vorgänge in S408 bis S416 entsprechen einer Diagnoseeinrichtung. Der Vorgang in S432 entspricht einer einer Druckregeleinrichtung.
Gemäß der ersten Ausführungsform, welche obenstehend beschrieben ist, wird in dem Verlangsamungszustand mit keiner Kraftstoffeinspritzung die tatsächliche Kraftstoffeinspritzmenge basierend auf der Maschinengeschwindigkeitsänderung unter Verwendung eines Lernverfahrens der geringen Kraftstoffeinspritzmenge berechnet, und der Common-Rail-Druck wird aus der tatsächlichen Kraftstoffeinspritzmenge eingeschätzt. Da der eingeschätzte Common-Rail-Druck und der erfasste Common-Rail-Druck miteinander verglichen werden können, wird einfach diagnostiziert, dass der Drucksensor fehlerhaft ist, auch wenn die Ausgabe des Drucksensors vom normalen Wert abweicht aufgrund seiner Verstärkungsabweichung oder seiner Offset-Abweichung als auch in dem Fall, in dem die Ausgabe des Drucksensors aufgrund einer Trennung unverändert ist.
Weiterhin kann, auch wenn der Drucksensor 22 fehlerhaft ist, die Abgabemenge der Kraftstoffversorgungspumpe 14 genau geregelt werden basierend auf dem eingeschätzten Common-Rail-Druck, so dass der Common-Rail-Druck mit hoher Genauigkeit nahe dem Ziel-Common-Rail-Druck sein kann. Das Einspritzbefehlssignal an den Kraftstoff-Injektor 30 wird auch mit hoher Genauigkeit erzeugt.
[Zweite Ausführungsform]
Unter Bezugnahme auf 6 wird eine zweite Ausführungsform der Erfindung beschrieben werden. In der zweiten Ausführungsform wird der Common-Rail-Druck durch Ausführung einer FCCB-Korrektur und einer ISC-Korrektur in einem Leerlaufzustand ausgeführt.
(Common-Rail-Druck-Einschätz-Routine)
6 ist ein Flussdiagramm, welches eine Common-Rail-Druck-Einschätz-Routine gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt. Diese Einschätz-Routine wird immer durchgeführt. Die Vorgänge in S448 bis S458 der 6 sind im Wesentlichen gleich zu den Vorgängen in S408 bis S418 der 4. Die gleiche Beschreibung wird nicht wiederholt werden.
In S440 bestimmt die ECU 40, ob ein Lernzustand der geringen Kraftstoffeinspritzmenge begründet ist. Wenn ein Gaspedal nicht getreten wird, die Fahrzeuggeschwindigkeit Null ist, und jede bzw. jeder einer Kühlmitteltemperatur, einer Einlass- bzw. Ansauglufttemperatur und eines Einlass- bzw. Ansaugdruckes innerhalb eines vorbestimmten Bereiches ist, bestimmt die ECU 40, dass der Lernzustand im Leerlaufzustand begründet ist.
Wenn die Antwort NEIN ist in S440, terminiert bzw. beendet die ECU 40 die Routine. Wenn die Antwort JA in S440 ist, schreitet die Prozedur zu S442 voran, in welchem die ECU 40 eine bestimmte Befehlseinspritzmenge Qtotal n-mal gleichmäßig aufteilt. Die bestimmte Befehlseinspritzmenge Qtotal ist definiert zum Lernen der geringen Kraftstoffeinspritzmenge. Die ECU 40 befiehlt dem Kraftstoff-Injektor 30, Kraftstoffeinspritzungen n-mal durchzuführen. Beispielsweise ist, wie in 7 gezeigt ist, Qtotal definiert als 5 mm³ und Qtotal ist 5mal aufgeteilt. Die ECU 40 befiehlt dem Kraftstoff-Injektor 30, fünf Kraftstoffeinspritzungen mit 1 mm³ durchzuführen (=Qtotal/5).
Es sollte angemerkt sein, dass die Anzahl von Unterteilungen der Befehlseinspritzmenge Qtotal verändert werden kann gemäß der Befehlseinspritzmenge Qtotal und der geringen Kraftstoffeinspritzmenge. Beispielsweise ist, in einem Fall, in dem die Befehlseinspritzmenge Qtotal 6 mm³ ist und sechs mal unterteilt ist, jede der unterteilten Einspritzmengen 1 mm³. In einem Fall, in dem die Einspritzmenge Qtotal drei mal unterteilt ist, ist jede der unterteilten Injektions- bzw. Einspritzmengen 2 mm³.
Weiterhin wird eine Pulsweite des Einspritzbefehlssignals, welche die unterteilte Einspritzmenge anzeigt, gemäß einem charakteristischen Einspritzkennfeld bestimmt, welches durch den Common-Rail-Druck und die unterteilte Einspritzmenge definiert ist. In diesem Falle ist die Pulsweite des Einspritzbefehlssignals durch eine vorangehende Kraftstoffregelung für die Zylinderbalancierungskorrektur (FCCB=Fuel Control For Cylinder Balancing) und eine vorangehende Leerlaufgeschwindigkeitsregelungs-(ISC=Idle Speed Control) Korrektur korrigiert worden, welche später beschrieben werden.
In S444 führt die ECU 40 eine FCCB-Korrektur und einen ISC-Korrektur durch.
In der FCCB-Korrektur erfasst die ECU 40 Änderungen in der Maschinengeschwindigkeit hinsichtlich jedes Zylinders und addiert eine FCCB-Korrekturmenge (ΔQc) zu der Einspritzmenge Qtotal jedes Zylinders, um die Änderungen in der Maschinengeschwindigkeit zwischen den Zylindern zu glätten. In der vorliegenden Ausführungsform wird ΔQc/5 zu Qtotal/5 bei jeder Kraftstoffeinspritzung addiert.
In der ISC-Korrektur addiert die ECU 40 eine ISC-Korrekturmenge (QISC) zu der Einspritzmenge Qtotal aller Zylinder zum Zwecke dass die Maschinengeschwindigkeit mit einer Zielmaschinengeschwindigkeit im Leerlaufzustand übereinstimmt. In der vorliegenden Ausführungsform werden ΔQc/5 und QISC/5 zu Qtotal/5 addiert. Es sollte festgehalten werden, dass die Pulsweite des Einspritzbefehlssignals gemäß den Werten von ΔQc/5 und QISC/5 korrigiert wird.
Wie obenstehend werden durch einen Addition von ΔQc/5 und QISC/5 zu Qtotal/5 die Änderungen in der Maschinengeschwindigkeit zwischen den Zylindern geglättet und eine durchschnittliche Maschinengeschwindigkeit stimmt mit der Zielleerlaufgeschwindigkeit überein.
Wenn der Common-Rail-Druck ein bestimmter Druck ist, welcher von einem Maschinenbetriebszustand angenommen wird, und der Injektor 30 den Kraftstoff einer bestimmten Menge gemäß dem Einspritzbefehlssignal einspritzt, sollte die ISC-Korrekturmenge Null sein, und die durchschnittliche Maschinengeschwindigkeit sollte die Zielmaschinengeschwindigkeit sein.
Andererseits repräsentiert es, wie in 8 gezeigt ist, wenn die durchschnittliche Maschinengeschwindigkeit von der Zielmaschinengeschwindigkeit abweicht, und die ISC-Korrekturmenge nicht Null ist, dass die Kraftstoffeinspritzmenge von einer Kraftstoffeinspritzmenge, welche durch das charakteristische Einspritzkennfeld definiert ist, abweicht oder der Common-Rail-Druck von dem bestimmten Druck, welcher in dem Leerlaufzustand angenommen wird, abweicht.
Falls die ISC-Korrekturmenge nicht Null ist, obwohl das Einspritzbefehlssignal korrigiert worden ist, ist es anzunehmen, dass der tatsächliche Common-Rail-Druck von dem bestimmten Druck abweicht. Diese Abweichmenge des Common-Rail-Drucks hat eine Korrelation mit der ISC-Korrekturmenge.
Da die ISC-Korrekturmenge einer Korrekturmenge der Pulsweise des Einspritzbefehlssignals wie obenstehend beschrieben entspricht, kann die Pulsweite des korrigierten Einspritzbefehlssignals berechnet werden. Der Kraftstoff-Injektor spritzt die bestimmte Menge gemäß dem korrigierten Einspritzbefehlssignal ein. Demnach kann der Common-Rail-Druck eingeschätzt werden basierend auf der Befehlseinspritzmenge und der korrigierten Pulsweite des Einspritzbefehlssignals. Das heißt, der Common-Rail-Druck kann eingeschätzt werden basierend auf der Befehlseinspritzmenge und der ISC-Korrekturmenge.
In S446 schätzt die ECU 40 den Common-Rail-Druck „Pp“ basierend auf der ISC-Korrekturmenge ein. Wie obenstehend beschrieben, sind die Vorgänge in S448 bis S458 im Wesentlichen gleich zu den Vorgängen in S408 bis S418 der 4.
In der zweiten Ausführungsform entsprechen die Vorgänge in S440 und S442 einer Einspritzbefehlseinrichtung, der Vorgang in S444 entspricht einer Leerlaufeinspritzmengenkorrektureinrichtung und der Vorgang in S446 entspricht einer Druckeinschätzeinrichtung.
Gemäß den obigen Ausführungsformen wird in dem Verlangsamungszustand mit keiner Kraftstoffeinspritzung oder in einem Leerlaufzustand die Einspritzmenge basierend auf einer Änderung in der Maschinengeschwindigkeit unter Verwendung des Lernverfahrens der geringen Kraftstoffeinspritzmenge gelernt und der Common-Rail-Druck wird eingeschätzt basierend auf einer Änderung in der Maschinengeschwindigkeit, unter der Annahme, dass die Kraftstoffeinspritzmenge normal korrigiert worden ist bis zum vorangehenden Lernen.
Demnach kann, auch wenn der Drucksensor 22, welcher den Common-Rail-Druck erfasst, fehlerhaft ist, die Abgabemenge der Kraftstoffversorgungspumpe rückgekoppelt gesteuert werden basierend auf dem eingeschätzten Common-Rail-Druckpunkt. Es kann vermieden werden, dass der Common-Rail-Druck außergewöhnlich hoch oder niedrig wird relativ bzw. bezüglich des Ziel-Common-Rail-Drucks. Der Common-Rail-Druck kann genau gesteuert bzw. geregelt werden auf einen angemessenen Druckpunkt. Der Druckregulator 24 ist nicht immer notwendig.
Weiterhin ist es unnotwendig, zwei Drucksensoren 22 bereitzustellen zur Ausfallssicherung, wenn einer der Sensoren 22 fehlerhaft wird.
(Andere Ausführungsform)
In den oben beschriebenen Ausführungsformen wird der eingeschätzte Common-Rail-Druck verwendet zum Erzeugen des Einspritzbefehlssignals an den Kraftstoff-Injektor 30. Alternativ kann der eingeschätzte Common-Rail-Druck verwendet werden für eine andere Steuerung bzw. Regelung des Kraftstoffeinspritzsystems 10, wenn der Drucksensor 22 fehlerhaft ist.
In den Ausführungsformen führt die ECU 40 Steuer- bzw. Regelprogramme durch, um jede der Funktionen durchzuführen. Wenigstens eine dieser Funktionen kann durch einen Schaltkreis bzw. eine Schaltkreiskonfiguration an Stelle eines Steuerprogramms bzw. Regelprogramms durchgeführt werden.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die obenstehend erwähnte Ausführungsform beschränkt und kann auf verschiedene Ausführungsformen angewendet werden.

Claims

Controller für ein Kraftstoffeinspritzsystem (10), in welchem eine Kraftstoffversorgungspumpe (14) eine gemeinsame Kraftstoffleitung (20) mit Kraftstoff versorgt und ein Kraftstoff-Injektor (30) den Kraftstoff, welcher in der gemeinsamen Kraftstoffleitung (20) gespeichert ist, in einen Zylinder einer internen Verbrennungsmaschine (2) einspritzt, wobei das Kraftstoffeinspritzsystem (10) basierend auf einem tatsächlichen Common-Rail-Druck geregelt wird, welcher einen tatsächlichen Kraftstoffdruck in der gemeinsamen Kraftstoffleitung (20) repräsentiert, welcher durch einen Drucksensor (22) erfasst wird, wobei der Controller Folgendes aufweist: eine Einspritzbefehlseinrichtung (S400, S402) zum Befehlen an den Kraftstoff-Injektor (30), eine Kraftstoffeinspritzung mit einer bestimmten Menge durchzuführen, wenn die interne Verbrennungsmaschine (2) in einem Verlangsamungszustand mit keiner Kraftstoffeinspritzung ist; eine Einspritzmengenerfassungseinrichtung (S404) zum Erfassen einer tatsächlichen Kraftstoffeinspritzmenge, welche von dem Kraftstoff-Injektor (30) eingespritzt wird, basierend auf einer Änderung in einer Maschinengeschwindigkeit, welche verursacht wird aufgrund einer Kraftstoffeinspritzung durch den Kraftstoff-Injektor (30), welcher ein Einspritzbefehlssignal von der Einspritzbefehlseinrichtung (S400, S402) empfängt; eine Druckeinschätzeinrichtung (130, S406) zum Einschätzen des Common-Rail-Druckes basierend auf der tatsächlichen Kraftstoffeinspritzmenge, welche durch die Einspritzmengenerfassungseinrichtung (S404) erfasst wird, und dem Einspritzbefehlssignal von der Einspritzbefehlseinrichtung (S400, S402); und eine Diagnoseeinrichtung (S408 bis S416) zum Bestimmen, ob ein absoluter Wert einer Differenz (Dab) zwischen dem durch den Drucksensor (22) erfassten Common-Rail-Druck und dem durch die Druckeinschätzeinrichtung (130, S406) eingeschätzten Common-Rail-Druck einen bestimmten Wert überschreitet, Bestimmen, dass eine Fehlfunktion des Drucksensors (22) auftritt, wenn bestimmt wird, dass die Differenz (Dab) den bestimmten Wert überschreitet, und Diagnostizieren, dass der Drucksensor (22) fehlerhaft ist, wenn bestimmt wird, dass die Fehlfunktion des Drucksensors (22) mit einer bestimmten Häufigkeit (n) hintereinander auftritt.
Controller für ein Kraftstoffeinspritzsystem (10), in welchem eine Kraftstoffversorgungspumpe (14) eine gemeinsame Kraftstoffleitung (20) mit Kraftstoff versorgt und ein Kraftstoff-Injektor (30) den Kraftstoff, welcher in der gemeinsamen Kraftstoffleitung (20) gespeichert ist, in einen Zylinder einer internen Verbrennungsmaschine (2) einspritzt, wobei das Kraftstoffeinspritzsystem (10) basierend auf einem tatsächlichen Common-Rail-Druck geregelt wird, welcher einen tatsächlichen Kraftstoffdruck in der gemeinsamen Kraftstoffleitung (20) repräsentiert, welcher durch einen Drucksensor (22) erfasst wird, wobei der Controller Folgendes aufweist: eine Einspritzbefehlseinrichtung (S440, S442) zum Befehlen an den Kraftstoff-Injektor (30), eine Kraftstoffeinspritzung mit einer bestimmten Menge durchzuführen, wenn die interne Verbrennungsmaschine (2) in einem Leerlaufzustand ist; eine Leerlaufeinspritzmengenkorrektureinrichtung (S444) zum Erfassen einer Änderung in der Maschinengeschwindigkeit zwischen jedem Zylinder, welche verursacht ist aufgrund einer Kraftstoffeinspritzung durch den Kraftstoff-Injektor (30), welcher ein Einspritzbefehlssignal von der Einspritzbefehlseinrichtung (S440, S442) erhält, wobei die Leerlaufeinspritzmengenkorrektureinrichtung (S444) zum Korrigieren einer Kraftstoffeinspritzmenge vorgesehen ist, um die Änderung in der Maschinengeschwindigkeit zu glätten, und die Leerlaufeinspritzmengenkorrektureinrichtung (S444) zum gleichmäßigen Korrigieren der Kraftstoffeinspritzmenge aller Zylinder in einer derartigen Art und Weise vorgesehen ist, dass eine durchschnittliche Maschinengeschwindigkeit mit einer Zielmaschinengeschwindigkeit im Leerlaufzustand übereinstimmt; und eine Druckeinschätzeinrichtung (S446) zum Einschätzen des Common-Rail-Drucks basierend auf einer Befehlseinspritzmenge, welche die Einspritzbefehlseinrichtung (S440, S442) dem Kraftstoff-Injektor befiehlt und einer korrigierten Kraftstoffeinspritzmenge, um welche die Leerlaufeinspritzmengenkorrektureinrichtung (S444) die Kraftstoffeinspritzmenge aller Zylinder gleichmäßig korrigiert in einer derartigen Art und Weise, dass die durchschnittliche Maschinengeschwindigkeit mit der Zielmaschinengeschwindigkeit im Leerlaufzustand übereinstimmt.
Controller für ein Kraftstoffeinspritzsystem (10) nach Anspruch 1 oder 2, weiterhin aufweisend: eine Druckregeleinrichtung (S432) zum Durchführen einer Rückkopplungsregelung des Common-Rail-Drucks durch Regeln einer Abgabemenge der Kraftstoffversorgungspumpe (14) basierend auf einer Abweichung zwischen dem tatsächlichen Common-Rail-Druck, welcher durch den Drucksensor (22) erfasst wird, und einem Ziel-Common-Rail-Druck, wobei wenn der Drucksensor (22) fehlerhaft ist, die Druckregeleinrichtung (S432) eine Rückkopplungsregelung einer Abgabemenge der Kraftstoffversorgungspumpe (14) durchführt, basierend auf einer Abweichung zwischen dem Common-Rail-Druck, welcher von der Druckeinschätzeinrichtung (130, S406; S446) eingeschätzt wird, und einem Ziel-Common-Rail-Druck.
Controller für ein Kraftstoffeinspritzsystem (10) nach Anspruch 2 oder 3, weiterhin aufweisend: eine Diagnoseeinrichtung (S408 bis S416) zur Diagnose, ob der Drucksensor (22) fehlerhaft ist, durch ein Vergleichen des tatsächlichen Common-Rail-Drucks, welcher durch den Drucksensor (22) erfasst wird, und des Common-Rail-Drucks, welcher durch die Druckeinschätzeinrichtung (130, S406; S446) eingeschätzt wird.