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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kraftstoffdruck-Controller für ein Kraftstoffeinspritzsystem, in dem eine Kraftstoffpumpe einer Common-Rail Kraftstoff zuführt und einen Kraftstoffinjektor bzw. eine Kraftstoffeinspritzdüse den in der Common-Rail angesammelten bzw. gespeicherten Kraftstoff in einen Verbrennungsraum eines Verbrennungsmotors einspritzt. Der Kraftstoffdruck in der Common-Rail wird durch den Kraftstoffdruck-Controller gesteuert.
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Die
JP 2002-371 873 A zeigt ein Kraftstoffeinspritzsystem, in dem ein Kraftstoffinjektor bzw. eine Kraftstoffeinspritzdüse den in der Common-Rail angesammelten bzw. gespeicherten Kraftstoff in einen Verbrennungsraum eines jeweiligen Zylinders eines Verbrennungsmotors einspritzt.
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Bei diesem herkömmlichen Kraftstoffeinspritzsystem saugt eine Kraftförderpumpe Kraftstoff an, wenn der Motor abgeschaltet werden soll. Wird der Motor neu gestartet, führt die Kraftförderpumpe den vor dem Abschalten des Motors angesaugten Kraftstoff an die Common-Rail ab, wodurch der Kraftstoffdruck rasch erhöht und eine Startzeitspanne des Motors verkürzt wird. Der zum Neustarten des Motors notwendige Kraftstoffdruck kann umgehend erhalten bzw. zur Verfügung gestellt werden.
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Insbesondere in einem Kraftstoffeinspritzsystem, in dem eine Leerlaufreduktionssteuerung ausgeführt wird, ist es wichtig, dass der Motor umgehend und reibungslos neugestartet werden kann, wenn ein Fahrer einen Motorneustartbetrieb ausführt.
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In dem in der
JP 2002-371 873 A gezeigten System saugt die Kraftförderpumpe jedoch den Kraftstoff während einer Zeitspanne vom Abschalten des Zündschalters bis zum Abschalten des Motors erst an, wenn die Motordrehzahl auf eine spezifizierten Wert abgefallen ist. Das heißt, dass die Kraftstoffzuführpumpe den Kraftstoff während einer Zeitspanne ab Empfang eines Abschaltbefehls durch den Motor bis zu einem Zeitpunkt, zu dem der Motor tatsächlich abgeschaltet ist, nicht fördert.
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Auch wenn die Kraftförderpumpe den Kraftstoff ansaugen kann, kann sie den Kraftstoff nicht der Common-Rail zuführen. Wenn der Motor somit tatsächlich abgeschaltet ist, entspricht der Kraftstoffdruck in der Common-Rail immer noch dem Kraftstoffdruck zu dem Zeitpunkt, als der Motor den Abschaltbefehl empfing.
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Wenn der Kraftstoffdruck in der Common-Rail aufgrund eines ausströmenden Kraftstoffs während einer Leerlaufreduktionssteuerung verringert wird, besteht die Wahrscheinlichkeit, dass der Common-Rail-Druck einen spezifizierten Wert nicht erreichen kann, der genügen würde, um eine Kraftstoffeinspritzung zum Neustarten des Motors auszuführen, wenn die Leerlaufreduktionssteuerung aufgehoben wird. Auch wenn somit die Kraftstoffförderpumpe den angesaugten Kraftstoffrasch fördern würde, verzögerte sich dennoch der Motorneustart, bis der Kraftstoffdruck in der Common-Rail einen spezifizierten Wert erreicht hat, der für einen Neustart des Motors ausreichend ist.
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Die
DE 10 2004 006 523 A1 offenbart eine Kraftstoffdruck-Steuereinrichtung für eine Zylindereinspritz-Verbrennungsmaschine, die in der Lage ist, die Neuanlass-Performance zu verbessern durch Anheben eines Kraftstoffdrucks innerhalb einer Kraftstoffzuleitung unmittelbar vor dem Anhalten der Maschine während des Unterdrückens der Kohlenwasserstoffmenge des Abgases beim Neustart der Maschine. Die Einrichtung schließt einen Kraftstoffdrucksensor ein zum Erfassen eines Drucks des dem Kraftstoffinjektor zugeführten Kraftstoffs, eine Kraftstoffdruck-Steuereinrichtung zum steuerbaren Einstellen des erfassten Kraftstoffdrucks als Rückmeldungsinformation und eine Entscheidungsvorrichtung des dem Maschinenanhalten vorangehenden Zustandes zum Treffen einer Entscheidung in Bezug auf einen dem Maschinenanhalten vorangehenden Zustand der Verbrennungsmaschine, wobei die Kraftstoffdruck-Steuervorrichtung eingerichtet ist zum Erhöhen des Kraftstoffdrucks, nachdem der dem Maschinenanhalten vorangehende Zustand bestimmt worden ist.
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In der
DE 10 2008 007 668 A1 werden eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Steuerung eines Kraftstoffzumesssystems beschrieben, bei dem der Kraftstoffdruck abhängig vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine gesteuert wird. Beim Abschalten der Brennkraftmaschine wird der Kraftstoffdruck auf einen ersten Wert gesteuert. Beim Vorliegen einer Bedingung wird der Kraftstoffdruck auf einen zweiten Wert gesteuert, der bei abgeschalteter Brennkraftmaschine üblich ist.
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Die
DE 698 27 552 T2 offenbart eine Vorrichtung zur Steuerung des Brennstoffdruckes in einer Maschine, welche Vorrichtung folgendes aufweist: – einen Akkumulator zum Speichern von auf hohen Druck gebrachtem Brennstoff, der von einer Pumpe abgegeben wird; – eine Einspritzvorrichtung zum Einspritzen des in dem Akkumulator gespeicherten Brennstoffes in eine Verbrennungskammer der Maschine; und – eine Einstellvorrichtung zum Einstellen des Druckes des Brennstoffes in dem Akkumulator entsprechend dem Laufzustand der Maschine, – wobei die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass die Einstellvorrichtung den Brennstoffdruck in dem Akkumulator so einstellt, um sich einem vorbestimmten gewünschten Wert anzunähern, der für ein nachfolgendes Starten der Maschine geeignet ist, und zwar innerhalb einer Periode, gerechnet von der Initialisierung eines Betriebes zum Anhalten der Maschine bis zu dem Zeitpunkt, wenn die Maschine vollständig angehalten ist.
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Die
DE 601 14 702 T2 zeigt eine Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor mit Direkteinspritzung, bei dem ein durch Einspritzen eines von der Kraftstoffpumpe geförderten Kraftstoffs direkt von einem Kraftstoffeinspritzventil in eine Verbrennungskammer gebildetes Luft-Kraftstoffgemisch mittels einer Zündkerze gezündet wird, umfassend eine Automatikstopp-Durchführeinrichtung für ein automatisches Anhalten des Verbrennungsmotors, wenn während eines Betriebs des Verbrennungsmotors ein Betriebszustand des Verbrennungsmotors für eine Automatikstoppbedingung erfüllt ist; eine Automatikstart-Durchführeinrichtung für einen Automatikstart des Verbrennungsmotors, wenn der Betriebszustand des Verbrennungsmotors für eine Automatikstartbedingung erfüllt ist, gekennzeichnet durch eine Kraftstoffdruckerhöhungseinrichtung zur Erhöhung des Kraftstoffdrucks an einer Seite des Kraftstoffeinspritzventils während einer ersten Zeitdauer einer Zeit vordem durch die Automatikstopp-Durchführeinrichtung durchgeführten Automatikstopps.
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Die vorliegende Erfindung ist angesichts der vorstehend geschilderten Problematik entwickelt worden, und es ist eine der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe, einen Kraftstoffdruck-Controller zu schaffen, der einen Verbrennungsmotor aus einer Leerlaufreduktionsbedingung rasch neu starten kann.
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Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet der Controller eine Drucksteuerungseinrichtung, die den Kraftstoffdruck in der Common-Rail erhöht, wenn eine Leerlaufreduktionsbedingung vorliegt, und die den Kraftstoffdruck in der Common-Rail auf einen Soll-Druck einstellt, der höher ist als ein Start-Druck des Common-Rail-Drucks zum Starten des Verbrennungsmotors.
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Selbst wenn somit Kraftstoff aus dem Kraftstoffeinspritzsystem ausströmt, so dass ein Common-Rail-Druck während der Leerlaufreduktionssteuerung verringert wird, kann der Common-Rail-Druck auf einem hohen Wert beibehalten werden. Somit kann der Kraftstoffinjektor bzw. die Kraftstoffeinspritzdüse den Kraftstoff einspritzen, um einen Motor rasch aus einer Leerlaufreduktionsbedingung neustarten zu können.
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Zudem beinhaltet der Controller eine Druckabnahmeraten-Berechnungseinrichtung, die eine Druckabnahmerate des Common-Rail-Drucks berechnet, der abnimmt, nachdem die Drucksteuerungseinrichtung den Common-Rail-Druck auf den Soll-Druck eingestellt hat; und eine Korrektureinrichtung zum Korrigieren des Soll-Drucks für eine nachfolgende Leerlaufreduktion basierend auf der Druckabnahmerate des Common-Rail-Drucks.
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Auch wenn somit eine Kraftstoffausströmmenge im Lauf der Zeit variiert wird, kann die Kraftstoffausströmmenge basierend auf der Druckabnahmerate erfasst werden. Der Soll-Common-Rail-Druck wird basierend auf der Druckabnahmerate korrigiert, so dass der nachfolgende Soll-Common-Rail-Druck der Kraftstoffausströmmenge entsprechend angemessen eingerichtet werden kann.
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Vorteile der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung in der nachstehenden Beschreibung, in der zur Benennung identischer Bauteile identische Bezugszeichen verwendet werden, näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Ansicht, die ein Kraftstoffeinspritzsystem gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt;
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2 ein Zeitdiagramm, das eine Variation des Kraftstoffdrucks während einer Leerlaufreduktionssteuerung zeigt;
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3A einen Graphen, der einer Beziehung zwischen einer Kraftstofftemperatur, einer verstrichenen Zeitspanne und einem Differenzdruck zeigt;
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3B einen Graphen, der eine Beziehung zwischen einem Kraftstoffdruck, einer verstrichenen Zeit und einem Differenzdruck zeigt; und
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4 ein Flussdiagramm, das eine Soll-Common-Rail-Druck-Steuerungsroutine in einer Leerlaufreduktionssteuerung zeigt.
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Unter Bezugnahme auf die Zeichnung wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. 1 zeigt ein Kraftstoffeinspritzsystem 10.
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Ein Druckspeicher-Kraftstoffeinspritzsystem 10 besteht aus einer Kraftförderpumpe 16, einer Common-Rail 20, einem Drucksensor 22, einem Druckreduktionsventil 30, einem Kraftstoffinjkektor bzw. einer Kraftstoffeinspritzdüse 40, eine elektronischen Steuerungseinheit (ECU) 50, und einer elektronischen Antriebseinheit (EDU) 52. In jeden Zylinder eines Vierzylinder-Dieselmotors wird Kraftstoff eingespritzt. Zu beachten ist, dass der Einfachheit halber nur ein Kraftstoffinjkektor bzw. eine Kraftstoffeinspritzdüse 40 und nur eine Einspritzleitung 202 in 1 dargestellt sind.
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Durch den Kraftstofffilter 14 werden in dem durch die Kraftförderpumpe 16 aus dem Kraftstofftank 12 angesaugten Kraftstoff enthaltenen Fremdstoffe beseitigt. Die Kraftpumpe 16 ist mit einer Förderpumpe (nicht gezeigt) ausgestattet, die den Kraftstoff aus dem Kraftstofftank 12 ansaugt und der Common-Rail 20 den angesaugten Kraftstoff durch eine Zuführleitung 200 zuführt.
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Bei der Kraftstoffförderpumpe 16 handelt es sich um eine hinreichend bekannte Plungerkolben-Pumpe. Die ECU 50 steuert die einem Dosierventil (nicht gezeigt) der Kraftförderpumpe 16 zugeführte Elektrizität so, dass dadurch die Kraftstoffansaugmenge der Kraftförderpumpe 16 ebenfalls gesteuert wird. Eine Kraftstoffabführmenge der Kraftförderpumpe 16 ist von deren Kraftstoffansaugmenge abhängig. Darüber hinaus kann das Dosierventil die Kraftstoffabführmenge steuern.
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Die Common-Rail 20 sammelt bzw. speichert den unter Druck stehenden Kraftstoff, der durch die Kraftförderpumpe 16 hochgepumpt wurde, und hält den Kraftstoffdruck auf einem spezifizierten hohen Wert, der einer Motorantriebsbedingung entspricht. Durch die Einspritzleitung 202 wird der Kraftstoff in die Kraftstoffeinspritzdüse 40 eingeführt. Der Drucksensor 22 gibt Signale aus, die den Kraftstoffdruck in der Common-Rail 20 anzeigen. Der Kraftstoffdruck in der Common-Rail 20 wird als ein Common-Rail-Druck bezeichnet.
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Das Druckreduktionsventil 30 ist ein elektromagnetisches Ventil, das den Kraftstoff in der Common-Rail 20 an die Rückführleitung 204 abführt. Die Kraftstoffeinspritzdüse 40 ist jeweils an einem jeden Zylinder des Motors vorgesehen und spritzt den in der Common-Rail 20 angesammelten bzw. gespeicherten Kraftstoff in einen jeweiligen Zylinder ein. Gemäß einer Antriebsbedingung des Motors führt die Kraftstoffeinspritzdüse 40 eine Mehrfacheinspritzung aus, bei der eine Haupteinspritzung, eine Piloteinspritzung und eine Nacheinspritzung in einem einzigen Verbrennungszyklus ausgeführt werden.
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Bei der Kraftstoffeinspritzdüse 40 handelt es sich um ein hinreichend bekanntes elektromagnetisches Ventil mit einer Steuerkammer. Ein Druck in der Steuerkammer wird gesteuert, um die Kraftstoffeinspritzmenge einzustellen. Ein elektromagnetischer Antriebsbereich der Kraftstoffeinspritzdüse 40 besteht aus einem Piezoaktor oder einer Magnetspule.
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Wenn der Druck in der Steuerkammer der Kraftstoffeinspritzdüse 40 einen spezifizierten Wert übersteigt, wird ein Gegendruck-Steuerventil 42 geöffnet, um den Kraftstoff in der Steuerkammer an die Rückführleitung 204 abzuführen. Dadurch wird der Druck in der Steuerkammer der Kraftstoffeinspritzdüse 40 unterhalb des spezifizierten Werts gehalten.
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Die ECU 50 besteht hauptsächlich aus einem Mikrocomputer mit einer CPU, einem ROM, einem RAM, einem Flash-Memory und einer Eingabe-/Ausgabe-Schnittstelle.
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Die ECU 50 empfängt Ausgangssignale von dem Drucksensor 22, einem Kurbelwinkelsensor 60, einem Nockenwinkelsensor 62, einem Fahrpedalpositionssensor 64, einem Kraftstofftemperatursensor 66 und dergleichen. Basierend auf diesen empfangenen Ausgangssignalen steuert die ECU 50 eine Motorantriebsbedingung.
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Der Kurbelwinkelsensor 60 gibt ein Pulssignal gemäß einem Rotationswinkel einer Kurbelwelle des Motors aus. Die ECU 50 erfasst eine Motordrehzahl basierend auf den Pulssignalen von dem Kurbelwinkelsensor 60.
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Der Nockenwinkelsensor 62 gibt ein Pulssignal gemäß einem Rotationswinkel der Nockenwelle aus. Die ECU 50 erfasst einen Kurbelwinkel des Motors basierend auf den Pulssignalen von dem Kurbelwinkelsensor 60 und den Nockenwinkelsensor 62.
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Die ECU 50 fährt die in dem ROM oder dem Flash-Memory gespeicherten Steuerprogramme aus. Zum Beispiel führt die ECU 50 eine Feedbackregelung aus, in der eine Abführmenge der Kraftförderpumpe 16 und eine Position des Druckreduktionsventils 30 derart gesteuert werden, dass ein Ist-Common-Rail-Druck, der durch den Drucksensor 22 erfasst wird, mit einem Soll-Common-Rail-Druck übereinstimmt.
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Zudem steuert die ECU 50 die Kraftstoffeinspritzmenge, den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt und mehrere Einspritzmuster. Dabei wird die Piloteinspritzung vor der Haupteinspritzung und die Nacheinspritzung nach der Haupteinspritzung ausgeführt. Die ECU 50 gibt Pulssignale als Kraftstoffeinspritzsteuerungssignale an die EDU 52 aus.
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Die EDU 52 ist eine Antriebsvorrichtung, die dem Druckreduktionsventil 30 und der Kraftstoffeinspritzdüse 40 basierend auf dem von der ECU 50 ausgegebenen Steuersignal einen Antriebsstrom oder eine Antriebsspannung zuführt.
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(Common-Rail-Drucksteuerung)
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Wie in 2 gezeigt ist, wird, wenn eine spezifizierte Leerlaufreduktionssteuerung vorliegt bzw. eingerichtet ist, eine Leerlaufreduktionssteuerung ausgeführt, in der die Kraftstoffeinspritzung von der Einspritzdüse 40 gestoppt und der Motor abgeschaltet wird.
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Die ECU 50 führt eine Common-Rail-Drucksteuerung aus, um den Motor während einer Zeitspanne ab dem Start der Leerlaufreduktionssteuerung bis zu einer Aufhebung bzw. Außerkraftsetzung der Leerlaufreduktionssteuerung rasch neustarten zu können.
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(1) Während der Motorabschaltzeitspanne
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Wenn die Leerlaufreduktionsbedingung vorliegt bzw. eingerichtet ist, schaltet die ECU 50 ein Leerlauf-Reduktions-Anforderungs-Flag an und stellt den Soll-Rest-Common-Rail-Druck ein. Der Soll-Rest-Common-Rail-Druck wird höher eingestellt als ein Soll-Common-Rail-Druck (initialer Common-Rail-Druck), der zum Neustarten des Motors aus einer Leerlaufbedingung dient.
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Wenn dann das Leerlauf-Reduktions-Anforderungs-Flag angeschaltet ist, wird eine an der Kraftförderpumpe 16 vorgenommene normale Feedbackregelung beendet und eine Pumpenstoppsteuerung ausgeführt, um die Ansaugmenge auf null zu stellen, indem das Dosierventil geschlossen wird. Das heißt, dass die Abführmenge der Kraftförderpumpe 16 null wird.
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Wenn zudem das Leerlauf-Reduktions-Anforderungs-Flag angeschaltet wird, ändert die ECU 50 die Steuerung des Druckreduktionsventils 30 von einer Kurbelwinkel-Synchronisierung in eine Zeitsynchronisierung. Dann beendet die ECU 50 die Kraftstoffeinspritzung. Wenn die Motordrehzahl einen spezifizierten Wert unterschreitet, wird das Dosierventil geöffnet, so dass die Kraftförderpumpe 16 den Kraftstoff ansaugt und den Kraftstoff der Common-Rail 20 zuführt. Dabei wird die Ansaugmenge der Kraftstoffpumpe 16 durch das Dosierventil als ein fester Wert bzw. eine feste Größe eingerichtet bzw. eingestellt.
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Die Kraftförderpumpe 16 führt den Kraftstoff der Common-Rail 20 zu, so dass der Common-Rail-Druck ansteigt. Wenn der durch den Drucksensor 22 erfasste Ist-Common-Rail-Druck den Soll-Rest-Common-Rail-Druck übersteigt, wird das Druckreduktionsventil 30 basierend auf einer Differenz zwischen dem Ist-Common-Rail-Druck und dem Soll-Rest-Common-Rail-Druck geöffnet. Das Druckreduktionsventil 30 wird entsprechend der Zeitsteuerung der Zeitsynchronisierung gesteuert.
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Eine Antriebsfrequenz des Druckreduktionsventils 30 daher vermindert, wodurch die Lebensdauer des Druckreduktionsventils 30 verlängert wird.
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Eine Erregungszeitspanne des Druckreduktionsventils 30 wird basierend auf dem aktuellen Common-Rail-Druck (Pc) und einem Differenzdruck ΔPc zwischen einem Ist-Common-Rail-Druck und einem Soll-Rest-Common-Raildruck bestimmt. Wenn der Differenzdruck ΔPc zunimmt und der Common-Rail-Druck abnimmt, verlängert sich dadurch die Erregungszeitspanne pro jeweils einem Öffnung-/Schließbetrieb des Druckreduktionsventils 30.
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Die maximale Erregungszeitspanne wird derart eingerichtet bzw. eingestellt, dass eine Temperatur des Druckreduktionsventils 20 einen spezifizierten Wert nicht überschreitet. Während einer Motorabschaltzeitspanne steuert die ECU 50 das Druckreduktionsventil 30, so dass der Ist-Common-Rail-Druck den Soll-Rest-Common-Rail-Druck übersteigt.
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(2) Motorstillstand
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Wie in 2 gezeigt ist, schaltet die ECU 50 das Zylinderunterscheidungs-Flag aus, wenn der Motor vollkommen stillsteht. Wenn der Motor vollkommen stillsteht, führt die Kraftförderpumpe 16 außerdem keinen Kraftstoff zu, und der Common-Rail-Druck steigt nicht mehr an. Die ECU 50 führt eine Stillstands- bzw. Stoppsteuerung aus, in der ein Dosierventil der Kraftförderpumpe 16 geschlossen wird, so dass das Ausströmen von Kraftstoff aus der Kraftförderpumpe 16 weitgehend reduziert wird. Falls es sich bei der Kraftstoffeinspritzdüse 40 um einen Piezoaktor handelt, beträgt der Kraftstoffaustritt aus der Kraftstoffeinspritzdüse 40 im Wesentlichen null.
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Die ECU 50 steuert das Druckreduktionsventil 30 basierend auf dem Differenzdruck ΔPc zwischen dem Ist-Common-Rail-Druck und dem Soll-Common-Rail-Druck so, dass der Common-Rail-Druck auf einen Wert innerhalb eines spezifizierten Bereichs, der den Soll-Rest-Common-Rail-Druck beinhaltet, eingestellt wird. Dementsprechend wird eine durch das Druckreduktionsventil 30 ausgeführte Rest-Common-Rail-Druck-Steuerung beendet.
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(3) Motorneustart
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(3-1) Vor der Startzylinderunterscheidung
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Wenn die Leerlaufreduktionsbedingung aufgehoben ist, schaltet die ECU 50 das Leerlaufreduktions-Anforderungs-Flag aus. Dann startet die ECU 50 einen Starter (nicht gezeigt) und stellt die Ansaugmenge der Kraftförderpumpe 16 bei einem festen Wert ein.
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Zu beachten wäre zudem, dass, selbst nachdem der Starter gestartet worden ist, die Kraftstoffeinspritzdüse 40 den Kraftstoff erst dann einspritzt, wenn die Startzylinderunterscheidung abgeschlossen ist. Die ECU 50 verringert den Soll-Common-Rail-Druck von einem Soll-Rest-Common-Rail-Druck auf einen Start-Common-Rail-Druck, so dass der durch die Einspritzdüse 40 eingespritzte Kraftstoff ordnungsgemäß verbrannt wird, so dass der Motor gestartet werden kann, nachdem die Startzylinderunterscheidung beendet worden ist. Während die Kraftförderpumpe 16 den Kraftstoff der Common-Rail 20 zuführt, wird der Common-Rail-Druck durch Steuern des Druckreduktionsventils 30 auf den Start-Common-Rail-Druck eingestellt.
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Falls der Common-Rail-Druck beim Neustarten des Motors höher ist als der Start-Common-Rail-Druck, wird die Common-Rail-Drucksteuerung durch das Druckreduktionsventil 30 basierend auf dem Differenzdruck zwischen dem Ist-Druck und dem Soll-Druck fortgesetzt, bis die Startzylinderunterscheidung beendet ist.
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Falls beim Neustarten des Motors der Common-Rail-Druck niedriger ist als der Start-Common-Rail-Druck beim Start, führt die ECU 50 die Common-Rail-Drucksteuerung durch das Druckreduktionsventil 30 nicht aus.
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(3-2) Nach der Startzylinderunterscheidung
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Wenn der Startzylinder basierend auf Signalen von dem Kurbelwinkelsensor 60 und dem Nockenwinkelsensor 62 unterschieden worden ist, schaltet die ECU 50 das Zylinderunterscheidungs-Flag an und befiehlt der Kraftstoffeinspritzdüse 40, den Kraftstoff in den Startzylinder einzuspritzen. Die ECU 50 beendet die Common-Rail-Drucksteuerung für eine Leerlaufreduktion durch Verwendung des Druckreduktionsventils 30 und startet eine Feedbackregelung des Common-Rail-Drucks basierend auf dem Differenzdruck zwischen dem Ist-Common-Rail-Druck und dem Soll-Common-Rail-Druck.
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Wenn die Motordrehzahl einen spezifizierten Wert erreicht, ändert die ECU 50 den Soll-Common-Rail-Druck von einem Startdruck in einen Leerlaufdruck. Die Motordrehzahl steigt sodann an und erreicht die Soll-Leerlaufdrehzahl.
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(Abnahmerate des Common-Rail-Drucks in der Leerlaufreduktionssteuerung)
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Wenn die Rest-Common-Rail-Drucksteuerung durch das Druckreduktionsventil 30 beendet ist, erhält die ECU 50 den aktuellen Common-Rail-Druck als einen Startdruck Ps vom Drucksensor 22. Wenn die Leerlaufreduktionsbedingung aufgehoben ist und das Leerlaufreduktions-Anforderungs-Flag abgeschaltet ist, erhält die ECU 50 den Common-Rail-Druck als einen Beendungsdruck Pe von dem Drucksensor 22. Bei diesem Beendungsdruck Pe handelt es sich um einen Common-Rail-Druck zu dem Zeitpunkt, wenn der Motor durch den Starter neugestartet wird.
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Dann wird eine Abnahmerate ΔP/Δt des Common-Rail-Drucks pro Zeiteinheit basierend auf dem Differenzdruck ΔP zwischen dem Startdruck Ps und dem Beendungsdruck Pe und einer verstrichenen Zeit Δt berechnet. Die Druckabnahmerate ΔP/Δt variiert mit dem Alter der Bauteile, aus denen das Kraftstoffeinspritzsystem 10 konstruiert ist.
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Wenn die Druckabnahmerate ΔP/Δt eine Referenzabnahmerate überschreitet, wird bestimmt bzw. festgestellt, dass der Common-Rail-Druck größtenteils von dem Soll-Rest-Common-Rail-Druck während der Leerlaufreduktionssteuerung abweicht. Somit wird bestimmt bzw. festgestellt, dass der Common-Rail-Druck nicht auf einen Startdruck eingestellt werden kann, der zum Neustarten des Motors aus einer Leerlaufreduktionsbedingung notwendig ist. In diesem Fall wird eine Differenz zwischen der Abnahmerate ΔP/Δt und der Referenz-Abnahmerate mit einer geschätzten Zeitdauer multipliziert, in der die Leerlaufreduktionssteuerung ausgeführt wird. Dieses Produkt der Multiplikation wird dem Soll-Rest-Common-Rail-Druck, der bei der aktuellen Leerlaufreduktion berechnet wurde, hinzuaddiert, um den nächsten Soll-Rest-Common-Rail-Druck zu erhalten.
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Die geschätzte Zeitspanne, in der die Leerlaufreduktionssteuerung ausgeführt wird, kann aktualisiert werden. Die Referenzabnahmerate wird basierend auf einer initialen Kraftstoffausströmmenge des Kraftstoffeinspritzsystems 10 bestimmt.
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Wie in 3A und 3B gezeigt ist, variiert die Druckabnahmerate ΔP/Δt abhängig von der Kraftstofftemperatur und dem Common-Rail-Druck. Der in 3B gezeigte Common-Rail-Druck stellt den Startdruck Ps zum Berechnen des Differenzdrucks ΔP dar. Wenn die Kraftstofftemperatur ansteigt, steigt auch die Druckabnahmerate an. Wenn der Common-Rail-Druck höher wird, steigt auch die Druckabnahmerate an. Die ECU 50 speichert die Beziehung zwischen der Druckabnahmerate ΔP/Δt, der Kraftstofftemperatur und dem Common-Rail-Druck im ROM.
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Beim Berechnen der Differenz zwischen der Abnahmerate ΔP/Δt und der Referenzabnahmerate ist es zu bevorzugen, dass beide Abnahmeraten bei gleicher Kraftstofftemperatur und gleichem Common-Rail-Druck erhalten werden.
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Wenn ein Korrekturkoeffizient der Kraftstofftemperatur mit „α” angegeben wird und ein Korrekturkoeffizient des Common-Rail-Drucks mit „β” angegeben wird, wird die Abnahmerate ΔP/Δt als (ΔP/Δt) × α × β korrigiert. Die Differenz zwischen der korrigierten Abnahmerate (ΔP/Δt) × α × β und der Referenzabnahmerate wird berechnet.
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(Common-Rail-Drucksteuerungsroutine)
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Unter Bezugnahme auf 4 wird eine Common-Rail-Drucksteuerungsroutine beschrieben, die durch die ECU 50 während der Leerlaufreduktionssteuerung ausgeführt wird. Diese Routine wird in spezifizierten Zeitintervallen ausgeführt.
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In S400 bestimmt die ECU 50, ob die Leerlaufreduktionssteuerung notwendig ist. Diese Bestimmung wird basierend auf dem Ein-Aus-Zustand des Leerlaufreduktions-Anforderungs-Flag ausgeführt. Wie vorstehend beschrieben, ist das Leerlaufreduktions-Anforderungs-Flag EIN, während die Leerlaufreduktionsbedingung herbeigeführt worden ist.
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Lautet die Antwort in Schritt S400 JA, wird das Verfahren bei Schritt S402 fortgesetzt, wo der Computer bestimmt, ob das Druckreduktionsventil 30 betätigt wird, der Zylinder unterschieden bzw. bestimmt wird oder dass die Motordrehzahl nicht null ist. Das Druckreduktionsventil 30 wird so betätigt, dass der Common-Rail-Druck, der während der Leerlaufreduktionssteuerung vorliegt, auf den Soll-Rest-Common-Rail-Druck eingestellt wird.
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Lautet die Antwort in Schritt S402 JA, bestimmt der Computer, dass der Common-Rail-Druck noch nicht an den Soll-Rest-Common-Rail-Druck angepasst worden ist. Das Verfahren wird bei Schritt S424 fortgesetzt.
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Wenn die Antwort in Schritt S402 NEIN lautet, bestimmt der Computer, dass der Common-Rail-Druck an den Soll-Rest-Common-Rail-Druck angepasst bzw. auf diesen eingestellt worden ist. Das Verfahren wird dann bei Schritt S404 fortgesetzt, wo der Computer bestimmt, ob der Startdruck Ps bereits gemessen worden ist. Diese Bestimmung wird basierend auf dem Ein-Aus-Zustand des Startdruck-gemessen-Flag ausgeführt.
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Wenn die Antwort in Schritt S404 NEIN lautet, wird das Verfahren bei Schritt S406 fortgesetzt, wo die ECU 50 den Ist-Common-Rail-Druck speichert, der durch den Drucksensor 22 als der Startdruck Ps erfasst wurde, und das Startdruck-gemessen-Flag einschaltet. Dann wird das Verfahren bei Schritt S410 fortgesetzt.
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Wenn die Antwort in Schritt S404 JA lautet, wird das Verfahren bei Schritt S408 fortgesetzt, wo die ECU 50 bestimmt, ob der Ist-Common-Rail-Druck geringer ist als der Start-Druck Ps.
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Wenn die Antwort in Schritt S408 JA lautet, bestimmt die ECU 50, dass der Common-Rail-Druck abgenommen hat, nachdem er an den Soll-Common-Rail-Druck angepasst bzw. auf diesen eingestellt worden ist. Dann wird das Verfahren bei Schritt S410 fortgesetzt, wo ein Zeitzähler inkrementiert wird.
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Wenn die Antwort bei Schritt S408 NEIN lautet, wird das Verfahren bei Schritt S424 fortgesetzt.
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Wenn die Antwort bei Schritt S400 NEIN lautet, wird das Verfahren bei Schritt S412 fortgesetzt, wo die ECU 50 bestimmt, ob der Startdruck Ps gemessen worden ist. Wenn die Antwort bei Schritt S412 NEIN lautet, wird das Verfahren bei Schritt S424 fortgesetzt.
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Wenn die Antwort bei Schritt S412 JA lautet, bestimmt die ECU 50, dass die Leerlaufreduktionssteuerung aufgehoben ist und der Motor neugestartet wird. Das heißt, dass die ECU 50 bestimmt, dass der Zeitpunkt gekommen ist, die Druckabnahmerate zu berechnen.
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Das Verfahren wird bei Schritt S414 fortgesetzt, wo die ECU 50 bestimmt, ob ein Zählwert des Zeitzählers größer oder gleich einem spezifizierten Wert ist. Wenn die Antwort in Schritt S414 NEIN lautet, bestimmt die ECU 50, dass die verstrichene Zeit Δt zu kurz ist, um den Startdruck Ps und den Beendungsdruck Pe zu erfassen. Das Verfahren wird bei Schritt S424 fortgesetzt.
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Wenn die Antwort bei S424 JA lautet, wird das Verfahren bei Schritt S416 fortgesetzt, wobei der durch den Drucksensor 22 erfasste Ist-Common-Rail-Druck als der Beendungsdruck Pe definiert ist. Dann wird das Verfahren bei Schritt S418 fortgesetzt, wobei die Druckabnahmerate ΔP/Δt berechnet wird. Zu beachten ist, dass „ΔP” ein Differenzdruck zwischen dem Beendungsdruck Pe und dem Startdruck Ps ist, und „Δt” der Zählwert des Zeitzählers ist.
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Das Verfahren wird dann bei Schritt S420 fortgesetzt, wobei ein Anstieg des Rest-Common-Rail-Drucks berechnet wird, der dem aktuellen Soll-Rest-Common-Rail-Druck hinzugefügt werden soll, so dass ein nächster Soll-Rest-Common-Rail-Druck eingerichtet bzw. eingestellt werden kann. Wenn der eingerichtete bzw. eingestellte Soll-Rest-Common-Rail-Druck einen oberen Sicherungswert (Guard) überschreitet, wird der Soll-Rest-Common-Raildruck als ein Sicherungswert in Schritt S422 eingestellt.
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In Schritt S424 löscht die ECU 50 den Zeitzähler, den Startdruck und das Startdruck-gemessen-Flag, um die Routine zu beenden.
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Gemäß der vorstehend beschriebenen Erfindung wird der Common-Rail-Druck auf den Soll-Rest-Common-Rail-Druck als ein Soll-Druck während der Leerlaufreduktionssteuerung eingestellt. Ein Soll-Rest-Common-Rail-Druck für die nächste Leerlaufreduktionssteuerung wird basierend auf einer Druckabnahmerate des Common-Rail-Drucks eingerichtet bzw. eingestellt.
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Auch wenn die Kraftstoffausströmmenge des Kraftstoffeinspritzsystems 10 aufgrund einer durch die Alterung der Kraftförderpumpe 16, der Kraftstoffeinspritzdüse 40 und dergleichen hervorgerufenen Verschlechterung variiert, kann der Soll-Rest-Common-Rail-Druck entsprechend der Variation der Kraftstoffausströmmenge passend eingestellt werden. Wenn somit die Leerlaufreduktionsbedingung aufgehoben ist, kann der Common-Rail-Druck so hoch eingestellt werden, wie zum Neustarten des Motors notwendig ist. Der Motor kann dann aus einer Leerlaufreduktionsbedingung umgehend neugestartet werden.
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In der vorstehenden Ausführungsform entspricht die ECU 50 einer Kraftstoffdrucksteuerungsvorrichtung. Die Verarbeitung in Schritt S402 und die Verarbeitung zum Erhöhen des Common-Rail-Drucks durch die Kraftförderpumpe 16 entsprechen einer Drucksteuerungseinrichtung. Die Verarbeitung in den Schritten S404 bis S418 entspricht einer Druckabnahmeraten-Berechnungseinrichtung, und die Verarbeitungen in den Schritten S420 und S422 entsprechen einer Korrektureinrichtung.
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(Andere Ausführungsform)
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In der vorstehenden Ausführungsform wird die Common-Rail-Druckabnahmerate von dem Zeitpunkt, zu dem die Leerlaufreduktionsbedingung vorliegt, bis zu dem Zeitpunkt berechnet, zu dem die Leerlaufreduktionsbedingung aufgehoben ist.
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Alternativ kann die Common-Rail-Druckabnahmerate von dem Zeitpunkt, zu dem die Leerlaufreduktionsbedingung vorliegt, bis zu dem Zeitpunkt berechnet werden, zu dem eine der nachstehenden Bedingungen vorliegt. Das heißt, wenn
ein Starter EIN-geschaltet ist;
eine Zylinderunterscheidung beendet ist;
ein Common-Rail-Druck beginnt anzusteigen; und
eine vorbestimmte Zeitspanne verstrichen ist, während die Leerlaufreduktionsbedingung eingerichtet wird.
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Nachdem der Common-Rail-Druck auf den Soll-Rest-Common-Rail-Druck eingestellt worden ist, kann als Alternative die Druckabnahmerate in regelmäßigen Intervallen berechnet werden. Aus den berechneten Druckabnahmeraten wird ein Durchschnitt berechnet, der mit der Referenzabnahmerate verglichen werden soll.
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Der Common-Rail-Druck kann auf den Soll-Rest-Common-Rail-Druck eingestellt werden, indem eine Abführmenge der Kraftstoffpumpe 16 ohne Verwendung des Dosierventils 30 gesteuert wird.
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Um die jeweiligen Funktion auszuführen, werden in den vorstehenden Ausführungsformen durch die ECU 50 Steuerprogramme ausgeführt. Anstatt durch ein Steuerprogramm kann zumindest eine dieser Funktionen durch eine Schaltungskonfiguration ausgeführt werden.
