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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffeinspritzungszustandserfassungsvorrichtung, die eine Änderung eines Kraftstoffdrucks, die mit einer Kraftstoffeinspritzung von einem Injektor einer internen Verbrennungsmaschine bzw. einer Maschine mit einer internen Verbrennung auftritt, durch Verwenden eines Kraftstoffdrucksensors erfasst, und die einen Kraftstoffeinspritzungszustand basierend auf einem erfassten Drucksignalverlauf schätzt.
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Um ein Ausgangsdrehmoment und einen Emissionszustand einer internen Verbrennungsmaschine genau zu steuern, ist es wichtig, einen Einspritzungszustand eines Kraftstoffs, der von einem Injektor eingespritzt wird, wie z. B. eine Einspritzungsmenge und einen Einspritzungsstartzeitpunkt, genau zu steuern. Die Patentdokumente 1 und 2 (
JP-A-2010-3004 ,
JP-A-2009-57924 ) beschreiben daher jeweils eine Technologie zum Erfassen einer Änderung eines Kraftstoffdrucks, die in einem Kraftstoffversorgungsweg, der sich von einem Entladungsloch einer gemeinsamen Druckleitung (eines Verteilungsgefäßes) zu einem Einspritzungsloch eines Injektors erstreckt, zusammen mit der Einspritzung auftritt, durch Verwenden eines Kraftstoffdrucksensors. Ein Drucksignalverlauf, der mit dem Kraftstoffdrucksensor erfasst wird, ist mit einem Einspritzungsraten-Signalverlauf der eine Änderung einer Einspritzungsrate angibt, stark korreliert. Die Technologien zielen daher darauf ab, einen Einspritzungszustand, wie z. B. einen Einspritzungsstartzeitpunkt und eine Einspritzungsmenge, durch Schätzen des Einspritzungsraten-Signalverlaufs basierend auf dem erfassten Drucksignalverlauf zu erfassen. Wenn der tatsächliche Einspritzungszustand auf diese Weise erfasst werden kann, kann der Einspritzungszustand basierend auf dem Erfassungswert genau gesteuert werden.
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Der Erfinder der vorliegenden Erfindung hat ein konkretes Verfahren zum Schätzen des Einspritzungsraten-Signalverlaufs wie folgt untersucht. Ein Drucksignalverlauf, der mit einem Kraftstoffdrucksensor erfasst wird, wird erstens erhalten. Verschiedene Änderungspunkte (z. B. P1, P2, P3, P5 und dergleichen in 2(c)), die in dem ermittelten Drucksignalverlauf erscheinen, werden dann erfasst. Ein Druckwert zu jedem Zeitpunkt in dem Drucksignalverlauf wird genauer gesagt abgeleitet, und jeder der Änderungspunkte wird basierend darauf detektiert, ob der Ableitungswert „gleich oder größer als” ein vorbestimmter Wert ist. Ein Signalverlauf in einem Abschnitt (von P1 bis P2), in dem sich der Druck mit einem Start eines Ventilöffnungsbetriebs verringert, und ein Signalverlauf in einem Abschnitt (von P3 bis P5), in dem sich der Druck mit einem Start eines Ventilschließbetrieb erhöht, werden durch gerade Linien genähert, und Steigungen Pα, Pβ der nähernden geraden Linien werden berechnet. Ein Druckverringerungsbetrag P1–P2 von dem Änderungspunkt P1 zu dem Änderungspunkt P2 wird ferner berechnet.
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Ein Zeitpunkt, zu dem der Änderungspunkt P1 des Drucksignalverlaufs erscheint, der Druckverringerungsbetrag P1–P2 und die Steigungen Pα, Pβ werden dann in einen Einspritzungsstartpunkt t(R1), die maximale Einspritzungsrate Rh und Steigungen Rα, Rβ, die zum Erzeugen des Einspritzungsraten-Signalverlaufs notwendig sind, gewandelt. Der Einspritzungsraten-Signalverlauf kann somit erzeugt werden, und der tatsächliche Einspritzungszustand kann geschätzt werden.
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Die Korrelation zwischen dem Drucksignalverlauf und dem Einspritzungsraten-Signalverlauf unterscheidet sich, wenn sich ein Verteilungsversorgungsdruck des Kraftstoffs von der gemeinsamen Druckleitung zu dem Injektor unterscheidet. Auf diesen Punkt achtend hat der Erfinder daher ein variables Einstellen eines Wandlungswerts zum Wandeln des Drucksignalverlaufs in den Einspritzungsraten-Signalverlauf gemäß dem Verteilungsversorgungsdruck zu dem Einspritzungsstartzeitpunkt untersucht. Mit einem solchen Schema kann die Schätzungsgenauigkeit des Einspritzungsraten-Signalverlaufs verbessert werden. Der Erfinder hat jedoch herausgefunden, dass es noch Platz für eine Verbesserung in einem folgenden Punkt gibt.
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Das heißt der Verteilungsversorgungsdruck ändert sich häufig ebenfalls während der Kraftstoffeinspritzung. In dem Fall, bei dem beispielsweise eine Kraftstoffpumpe zum Pumpen von Kraftstoff in einen Kraftstofftank zu einer gemeinsamen Druckleitung eine Pumpe ist, die den Kraftstoff intermittierend, wie bei einer Tauchkolbenpumpe, pumpt, wenn das Pumpen während der Kraftstoffeinspritzung durchgeführt wird, erhöht sich der Verteilungsversorgungsdruck während der Kraftstoffeinspritzung. Selbst in dem Fall, bei dem das Pumpen während der Kraftstoffeinspritzung nicht durchgeführt wird, wenn der Kraftstoff eingespritzt wird, verringert sich der Verteilungsversorgungsdruck um einen Betrag, der von der gemeinsamen Druckleitung zu dem Injektor unmittelbar nach der Kraftstoffeinspritzung verteilt wird und mit dem derselbe versorgt wird. Wenn daher der Wandlungswert für die Wandlung in den Einspritzungsraten-Signalverlauf eingestellt ist, um in dem Drucksignalverlauf, der der einzelnen Einspritzung entspricht, fixiert und gleichmäßig zu sein, verschlechtert sich eine Wandlung des Drucksignalverlaufs in den Einspritzungsraten-Signalverlauf, wenn sich der Verteilungsversorgungsdruck während der Kraftstoffeinspritzung, wie im Vorhergehenden erwähnt ist, ändert.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Kraftstoffeinspritzungszustandserfassungsvorrichtung zu schaffen, die darauf abzielt, eine Genauigkeit einer Wandlung eines Einspritzungszeit-Drucksignalverlaufs, der mit einem Kraftstoffdrucksensor erfasst wird, in einen Einspritzungsraten-Signalverlauf zu verbessern.
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Gemäß einem ersten Beispielaspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Kraftstoffeinspritzungszustandserfassungsvorrichtung auf ein Kraftstoffeinspritzungssystem angewendet, das eine Mehrzahl von Injektoren, die an Zylindern einer internen Mehrzylinderverbrennungsmaschine jeweils vorgesehen sind, ein Verteilungsgefäß zum Sammeln von Kraftstoff, mit dem von einer Kraftstoffpumpe versorgt wird, und zum Verteilen und Versorgen der Injektoren mit Kraftstoff und Kraftstoffdrucksensoren hat, die an den Injektoren jeweils zum Erfassen einer Änderung des Kraftstoffdrucks, die in Kraftstoffwegen, die sich von Entladungslöchern des Verteilungsgefäßes zu Einspritzungslöchern der Injektoren erstrecken, zusammen mit der Kraftstoffeinspritzung von den Einspritzungslöchern auftritt, vorgesehen sind.
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Die Kraftstoffeinspritzungszustandserfassungsvorrichtung hat einen Einspritzungszeit-Signalverlaufsermittlungsabschnitt zum Ermitteln eines Einspritzungszeit-Drucksignalverlaufs, der mit dem Kraftstoffdrucksensor, der dem Injektor, der aktuell die Kraftstoffeinspritzung durchführt, unter den Kraftstoffdrucksensoren entspricht, erfasst wird, und einen Wandelabschnitt zum Wandeln des Einspritzungszeit-Drucksignalverlaufs in einen Einspritzungsraten-Signalverlauf, der eine Änderung einer Kraftstoffeinspritzungsrate angibt. Der Wandelabschnitt stellt eine Wandlungsfunktion zum Wandeln des Einspritzungszeit-Drucksignalverlaufs in den Einspritzungsraten-Signalverlauf basierend auf einem Verteilungsversorgungsdruck innerhalb des Verteilungsgefäßes ein. Der Wandelabschnitt ändert die Wandlungsfunktion innerhalb des Einspritzungszeit-Drucksignalverlaufs, der einer einzelnen Einspritzung entspricht, gemäß einer Änderung des Verteilungsversorgungsdrucks, die während der Kraftstoffeinspritzung auftritt.
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Der im Vorhergehenden beschriebene Aspekt der vorliegenden Erfindung wurde basierend auf den im Vorhergehenden erwähnten Erkenntnissen geschaffen, dass sich die Korrelation zwischen dem Drucksignalverlauf und dem Einspritzungsraten-Signalverlauf unterscheidet, wenn sich der Verteilungsversorgungsdruck unterscheidet, und dass sich der Verteilungsversorgungsdruck ebenfalls während der Kraftstoffeinspritzung ändert. Gemäß dem im Vorhergehenden beschriebenen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Wandlungsfunktion innerhalb des Einspritzungszeit-Drucksignalverlaufs, der der einzelnen Einspritzung entspricht, gemäß der Änderung des Verteilungsversorgungsdrucks, die während der Kraftstoffeinspritzung auftritt, geändert. Wenn daher der Einspritzungszeit-Drucksignalverlauf in den Einspritzungsraten-Signalverlauf gewandelt wird, kann eine Wandlungsgenauigkeit verbessert werden.
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Gemäß einem zweiten Beispielaspekt der vorliegenden Erfindung hat die Kraftstoffeinspritzungszustandserfassungsvorrichtung ferner einen Ermittlungsabschnitt eines abfallenden Signalverlaufs zum Ermitteln eines abfallenden Signalverlaufs, der ein Signalverlauf eines Abschnitts des Einspritzungszeit-Drucksignalverlaufs (Bezug nehmend auf einen Signalverlauf eines Abschnitts P1 bis P2 in 2(c)) ist, wobei sich der Druck mit einem Start eines Ventilöffnungsbetriebs des Injektors verringert. Die Kraftstoffeinspritzungszustandserfassungsvorrichtung hat ferner einen Ermittlungsabschnitt eines ansteigenden Signalverlaufs zum Ermitteln eines ansteigenden Signalverlaufs, der ein Signalverlauf eines Abschnitts des Einspritzungszeit-Drucksignalverlaufs (Bezug nehmend auf einen Signalverlauf eines Abschnitt von P3 bis P5 in 2(c)) ist, bei dem sich der Druck mit einem Start eines Ventilschließbetriebs des Injektors erhöht. Der Wandelabschnitt stellt die Wandlungsfunktion für den abfallenden Signalverlauf basierend auf dem Verteilungsversorgungsdruck während einer Dauer, während der der abfallende Signalverlauf erscheint, ein. Der Wandelabschnitt stellt die Wandlungsfunktion für den ansteigenden Signalverlauf basierend auf dem Verteilungsversorgungsdruck während einer Dauer, während der der ansteigende Signalverlauf erscheint, ein.
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Die Korrelation zwischen dem Einspritzungszeit-Drucksignalverlauf und dem Einspritzungsraten-Signalverlauf, genauer gesagt die Korrelation in den Abschnitten des abfallenden Signalverlaufs und des ansteigenden Signalverlaufs, wird stark durch die Änderung des Verteilungsversorgungsdrucks beeinträchtigt. Gemäß dem im Vorhergehenden beschriebenen Aspekt der vorliegenden Erfindung, der diesen Punkt in Betracht zieht, wird die Wandlungsfunktion für den abfallenden Signalverlauf basierend auf dem Verteilungsversorgungsdruck während der Dauer, während der der abfallende Signalverlauf erscheint, eingestellt. Die Wandlungsfunktion für den ansteigenden Signalverlauf wird basierend auf dem Verteilungsversorgungsdruck während der Dauer, während der der ansteigende Signalverlauf erscheint, eingestellt. Auf diese Weise werden die Wandlungsfunktionen, die für die jeweiligen Signalverläufe des abfallenden Signalverlaufs und des ansteigenden Signalverlaufs geeignet sind, separat eingestellt. Die Verbesserung der Genauigkeit der Wandlung des Einspritzungszeit-Drucksignalverlaufs in den Einspritzungsraten-Signalverlauf kann dementsprechend gefordert werden.
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Gemäß einem dritten Beispielaspekt der vorliegenden Erfindung weist die Wandlungsfunktion für den abfallenden Signalverlauf einen Koeffizienten (Bezug nehmend auf Kα in 5(a)) zum Wandeln einer Steigung des abfallenden Signalverlaufs auf. Die Wandlungsfunktion für den ansteigenden Signalverlauf weist einen Koeffizienten (Bezug nehmend auf Kβ in 5(d)) zum Wandeln einer Steigung des ansteigenden Signalverlaufs auf.
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Gemäß einem vierten Beispielaffekt der vorliegenden Erfindung weist die Wandlungsfunktion für den abfallenden Signalverlauf eine Verzögerung (Bezug nehmend auf C1 in 5(c)) eines Starts einer Druckverringerung in dem Einspritzungszeit-Drucksignalverlauf hinsichtlich eines Starts einer Erhöhung der Einspritzungsrate in dem Einspritzungsraten-Signalverlauf auf. Die Wandlungsfunktion für den ansteigenden Signalverlauf weist eine Verzögerung (Bezug nehmend auf C3 in 5(d)) eines Starts einer Druckerhöhung in dem Einspritzungszeit-Drucksignalverlauf hinsichtlich eines Starts einer Verringerung der Einspritzungsrate in dem Einspritzungsraten-Signalverlauf auf.
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Wenn genauer gesagt die Abschnitte des abfallenden Signalverlaufs und des ansteigenden Signalverlaufs in den Einspritzungsraten-Signalverlauf gewandelt werden, ist es erforderlich, die Steigungen des abfallenden Signalverlaufs und des ansteigenden Signalverlaufs (Bezug nehmend auf Pα, Pβ in 2(c)) in Steigungen (Bezug nehmend auf Rα, Rβ in 2(b)) des Einspritzungsraten-Signalverlaufs zu wandeln und den Druckverringerungsstartzeitpunkt oder den Druckerhöhungsstartzeitpunkt (Bezug nehmend auf P1, P3 in 2(c)) in einen Einspritzungsratenerhöhungsstartzeitpunkt oder einen Einspritzungsratenverringerungsstartzeitpunkt (Bezug nehmend auf R1, R3 in 2(b)) zu wandeln. Die verschiedenen Wandlungsparameter Kα, Kβ, C1, C3 werden durch die Änderung des Verteilungsversorgungsdrucks stark beeinflusst.
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Gemäß dem im Vorhergehenden beschriebenen dritten Beispielaspekt der vorliegenden Erfindung, der diesen Punkt in Betracht zieht, wird der Koeffizient Kα zum Wandeln der Steigung des abfallenden Signalverlaufs basierend auf dem Verteilungsversorgungsdruck während der Dauer, während der der abfallende Signalverlauf erscheint, eingestellt. Der Koeffizient Kβ zum Wandeln der Steigung des ansteigenden Signalverlaufs wird basierend auf dem Verteilungsversorgungsdruck während der Dauer, während der der ansteigende Signalverlauf erscheint, eingestellt. Die jeweiligen Koeffizienten Kα, Kβ zum Wandeln des abfallenden Signalverlaufs und des ansteigenden Signalverlaufs können daher auf die optimalen Werte eingestellt werden, die der Änderung des Verteilungsversorgungsdrucks entsprechen. Die Verbesserung der Genauigkeit der Wandlung des Einspritzungszeit-Drucksignalverlaufs in den Einspritzungsraten-Signalverlauf kann daher gefördert werden.
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Gemäß einem vierten Beispielaspekt der vorliegenden Erfindung wird die Verzögerung C1 zum Wandeln des Druckverringerungsstartzeitpunkts des abfallenden Signalverlaufs in den Einspritzungsratenerhöhungsstartzeitpunkt basierend auf dem Verteilungsversorgungsdruck während der Dauer, während der der abfallende Signalverlauf erscheint, eingestellt. Die Verzögerung C3 zum Wandeln des Druckerhöhungsstartzeitpunkts des ansteigenden Signalverlaufs in den Einspritzungsratenverringerungsstartzeitpunkt wird basierend auf dem Verteilungsversorgungsdruck während der Dauer, während der der ansteigende Signalverlauf erscheint, eingestellt. Auf diese Weise können die jeweiligen Verzögerungen C1, C3 zum Wandeln des abfallenden Signalverlaufs und des ansteigenden Signalverlaufs auf die optimalen Werte, die der Änderung des Verteilungsversorgungsdrucks entsprechen, eingestellt werden. Die Verbesserung der Genauigkeit der Wandlung des Einspritzungszeit-Drucksignalverlaufs in den Einspritzungsraten-Signalverlauf kann daher gefördert werden.
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Gemäß einem fünften Beispielaspekt der vorliegenden Erfindung hat die Kraftstoffeinspritzungszustandserfassungsvorrichtung ferner einen Nicht-Einspritzungszeit-Signalverlaufsermittlungsabschnitt zum Ermitteln eines Nicht-Einspritzungszeit-Drucksignalverlaufs, der mit dem Kraftstoffdrucksensor, der dem Injektor, der aktuell nicht den Kraftstoff einspritzt, entspricht, unter den Kraftstoffdrucksensoren erfasst wird. Der Wandelabschnitt ändert die Wandlungsfunktion durch Berücksichtigen des Nicht-Einspritzungszeit-Drucksignalverlaufs als die Änderung des Verteilungsversorgungsdrucks.
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Es kann gesagt werden, dass der Nicht-Einspritzungszeit-Drucksignalverlauf die Änderung des Verteilungsversorgungsdrucks darstellt. Gemäß dem im Vorhergehenden beschriebenen Aspekt der vorliegenden Erfindung, der die Wandlungsfunktion basierend auf dem Nicht-Einspritzungszeit-Drucksignalverlauf ändert, kann es daher unnötig gemacht werden, einen Kraftstoffdrucksensor, der einem Erfassen des Verteilungsversorgungsdrucks gewidmet ist, an dem Verteilungsgefäß vorzusehen.
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Gemäß einem sechsten Beispielaspekt der vorliegenden Erfindung korrigiert der Wandelabschnitt den Einspritzungszeit-Drucksignalverlauf durch Subtrahieren eines Signalverlaufs, der die Änderung des Verteilungsversorgungsdrucks angibt, von dem Einspritzungszeit-Drucksignalverlauf und wandelt den korrelierten Einspritzungszeit-Drucksignalverlauf in den Einspritzungsraten-Signalverlauf.
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Der Einspritzungszeit-Drucksignalverlauf, der mit dem Kraftstoffsensor erfasst wird, enthält die Druckänderung aufgrund der Änderung des Verteilungsversorgungsdrucks zusätzlich zu der Druckänderung aufgrund der Einspritzung. Gemäß dem im Vorhergehenden beschriebenen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird diesen Punkt in Betracht ziehend die Korrektur durch Subtrahieren des Signalverlaufs, der die Änderung des Verteilungsversorgungsdrucks angibt, von dem Einspritzungszeit-Drucksignalverlauf durchgeführt. Der Einfluss aufgrund der Änderung des Verteilungsversorgungsdrucks kann daher aus dem Einspritzungszeit-Drucksignalverlauf entfernt werden. Die Korrelation zwischen dem Einspritzungszeit-Drucksignalverlauf und dem Einspritzungsraten-Signalverlauf kann dementsprechend erhöht werden. Da die Wandlung in den Einspritzungsraten-Signalverlauf durch Verwenden des korrigierten Einspritzungszeit-Drucksignalverlaufs, der die erhöhte Korrelation hat, durchgeführt wird, kann der Einspritzungsraten-Signalverlauf mit einer hohen Genauigkeit ermittelt werden.
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Sowohl Merkmale und Vorteile eines Ausführungsbeispiels als auch die Verfahren eines Betriebs und die Funktion der verwandten Teile sind aus einem Studium der folgenden detaillierten Beschreibung, der beigefügten Ansprüche und der Zeichnungen, die alle einen Teil dieser Anmeldung bilden, erkennbar. Es zeigen:
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1 ein schematisches Diagramm, das ein Kraftstoffeinspritzungssystem, das eine Kraftstoffeinspritzungszustandserfassungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung hat, zeigt;
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2(a) ein Zeitdiagramm, das ein Einspritzungsbefehlssignal gemäß dem Ausführungsbeispiel zeigt;
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2(b) ein Zeitdiagramm, das einen Einspritzungsraten-Signalverlauf gemäß dem Ausführungsbeispiel zeigt;
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2(c) ein Zeitdiagramm, das einen Drucksignalverlauf gemäß dem Ausführungsbeispiel zeigt;
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3 ein Diagramm, das einen korrigierten Einspritzungszeit-Drucksignalverlauf gemäß dem Ausführungsbeispiel zeigt;
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4 ein Flussdiagramm, das eine Verarbeitungsprozedur zum Wandeln des Einspritzungszeit-Drucksignalverlaufs in den Einspritzungsraten-Signalverlauf gemäß dem Ausführungsbeispiel zeigt;
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5 eine Abbildung, die bei der Wandlungsverarbeitung gemäß dem Ausführungsbeispiel verwendet wird; und
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6 ein Zeitdiagramm, das den Einspritzungszeit-Drucksignalverlauf und den Einspritzungsraten-Signalverlauf in dem Fall, bei dem ein Pumpen während einer Kraftstoffeinspritzung gemäß dem Ausführungsbeispiel durchgeführt wird, zeigt.
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Im Folgenden ist eine Kraftstoffeinspritzungszustandserfassungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Die Kraftstoffeinspritzungszustandserfassungsvorrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist in einer Maschine (einer internen Verbrennungsmaschine) für ein Fahrzeug angebracht. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist angenommen, dass die Maschine eine Dieselmaschine ist, die einen Hochdruckkraftstoff in mehrere Zylinder #1–#4 einspritzt, um eine Verdichtungsselbstzündungsverbrennung zu verursachen.
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1 ist ein schematisch Diagramm, das Injektoren 10, die an jeweiligen Zylindern der Maschine angebracht sind, Kraftstoffdrucksensoren 20, die an den jeweiligen Injektoren 10 angebracht sind, eine ECU 30 (eine Steuerung) als eine elektronische Steuereinheit, die an dem Fahrzeug angebracht ist, und dergleichen zeigt.
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Ein Kraftstoffeinspritzungssystem der Maschine, das die Injektoren 10 aufweist, ist als erstes erläutert. Ein Kraftstoff in einem Kraftstofftank 40 wird durch eine Hochdruckpumpe 41 zu einer gemeinsamen Druckleitung 42 (einem Drucksammlungsgefäß) gepumpt und gesammelt. Der gesammelte Kraftstoff wird zu den Injektoren 10 (#1–#4) der jeweiligen Zylinder verteilt und dieselben werden damit versorgt. Die mehreren Injektoren 10 (#1–#4) führen in einer voreingestellten Reihenfolge eine Einspritzung des Kraftstoffs durch. Eine Tauchkolbenpumpe ist als die Hochdruckpumpe 41 verwendet. Der Kraftstoff wird daher in einer Synchronisation mit der Hin- und Herbewegung eines Tauchkolbens intermittierend gepumpt.
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Der Injektor 10 hat einen Körper 11, eine Nadel 12 (ein Ventilglied), eine Betätigungsvorrichtung 13 und dergleichen, wie es im Folgenden erläutert ist. Der Körper 11 definiert innerhalb einen Hochdruckkanal 11 und ein Einspritzungsloch 11b zum Einspritzen des Kraftstoffs. Die Nadel 12 ist innerhalb des Körpers 11 untergebracht und öffnet und schließt das Einspritzungsloch 11b.
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Eine Gegendruckkammer 11c ist in dem Körper zum Anlegen eines Gegendrucks an die Nadel 12 gebildet. Der Hochdruckkanal 11a und ein Niederdruckkanal 11d sind mit der Gegendruckkammer 11c verbunden. Ein Kommunikationszustand zwischen dem Hochdruckkanal 11a oder dem Niederdruckkanal 11d und der Gegendruckkammer 11c wird durch ein Steuerventil 14 geschaltet. Wenn das Steuerventil 14 durch Erregen der Betätigungsvorrichtung 13, wie z. B. einer elektromagnetischen Spule oder einem Piezoelement, in 1 nach unten gedrückt und bewegt wird, kommuniziert die Gegendruckkammer 11c mit dem Niederdruckkanal 11d, und der Kraftstoffdruck in der Gegendruckkammer 11c verringert sich. Als ein Resultat verringert sich der Gegendruck, der an die Nadel 12 angelegt ist, und die Nadel 12 führt einen Ventilöffnungsbetrieb durch. Wenn das Steuerventil 14 in 1 durch Entregen der Betätigungsvorrichtung 13 nach oben bewegt wird, kommuniziert die Gegendruckkammer 11c mit dem Hochdruckkanal 11a, und der Kraftstoffdruck in der Gegendruckkammer 11c erhöht sich. Als ein Resultat erhöht sich der Gegendruck, der an die Nadel 12 angelegt ist, und die Nadel 12 führt einen Ventilschließbetrieb durch.
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Der Öffnungs- und Schließbetrieb der Nadel 12 wird daher durch Steuern der Erregung zu der Betätigungsvorrichtung 13 mit der ECU 30 gesteuert. Der Hochdruckkraftstoff, mit dem der Hochdruckkanal 11a von der gemeinsamen Druckleitung 42 versorgt wird, wird somit von dem Einspritzungsloch 11b gemäß dem Öffnungs- und Schließbetrieb der Nadel 12 eingespritzt. Die ECU 30 berechnet beispielsweise basierend auf einer Drehungsgeschwindigkeit einer Maschinenausgangswelle, einer Maschinenlast und dergleichen einen Zieleinspritzungszustand, wie z. B. einen Einspritzungsstartzeitpunkt, einen Einspritzungsendzeitpunkt und eine Einspritzungsmenge. Die ECU 30 gibt ein Einspritzungsbefehlssignal zu der Betätigungsvorrichtung 13 aus, um den berechneten Zieleinspritzungszustand zu erreichen, wodurch der Betrieb des Injektors 10 gesteuert wird.
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Die ECU 30 berechnet basierend auf der Maschinenlast und der Maschinendrehungsgeschwindigkeit, die aus einem Beschleuniger- bzw. Gaspedalbetriebsbetrag und dergleichen berechnet wird, den Zieleinspritzungszustand. Der optimale Einspritzungszustand (die Einspritzungsstufenzahl, der Einspritzungsstartzeitpunkt, der Einspritzungsendzeit, die Einspritzungsmenge und dergleichen), die der Maschinenlast und der Maschinendrehungsgeschwindigkeit entsprechen, werden beispielsweise im Voraus als eine Einspritzungszustandsabbildung gespeichert. Die ECU 30 berechnet dann unter Bezugnahme auf die Einspritzungszustandsabbildung basierend auf der aktuellen Maschinenlast und der aktuellen Maschinendrehungsgeschwindigkeit den Zieleinspritzungszustand. Einspritzungsbefehlssignale t1, t2, Tq werden basierend auf dem berechneten Zieleinspritzungszustand eingestellt. Das Einspritzungsbefehlssignal, das dem Zieleinspritzungszustand entspricht, wird beispielsweise als eine Befehlsabbildung im Voraus gespeichert. Das Einspritzungsbefehlssignal wird unter Bezugnahme auf die Befehlsabbildung basierend auf dem berechneten Zieleinspritzungszustand eingestellt. Das Einspritzungsbefehlssignal, das der Maschinenlast und der Maschinendrehungsgeschwindigkeit entspricht, wird somit eingestellt und von der ECU 30 zu dem Injektor 10 ausgegeben.
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Aufgrund eines Alterungsverschleißes des Injektors 10, wie z. B. einer Abnutzung des Einspritzungslochs 11b, ändert sich der tatsächliche Einspritzungszustand hinsichtlich des Einspritzungsbefehlssignals. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der Einspritzungszustand daher durch Berechnen eines Einspritzungsraten-Signalverlaufs des Kraftstoffs basierend auf einem Drucksignalverlauf, der mit dem Kraftstoffdrucksensor 20 erfasst wird, wie im Detail später erläutert ist, erfasst. Eine Korrelation zwischen dem erfassten Einspritzungszustand und dem Einspritzungsbefehlssignal (Puls-Ein-Zeitpunkt t1, Puls-Aus-Zeitpunkt t2 und Puls-Ein-Dauer Tq) wird gelernt. Basierend auf dem Lernresultat wird das Einspritzungsbefehlssignal, das in der Befehlsabbildung gespeichert ist, korrigiert. Der Kraftstoffeinspritzungszustand kann somit mit einer hohen Genauigkeit gesteuert werden, derart, dass der tatsächliche Einspritzungszustand mit dem Zieleinspritzungszustand zusammenfällt.
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Ein Hardwareautbau des Kraftstoffdrucksensors 20 ist als Nächstes erläutert. Der Kraftstoffdrucksensor 20 hat einen Fuß 21 (ein Dehnungselement), ein Drucksensorelement 22, eine Form-IC 23 und dergleichen, wie es im Folgenden erläutert ist. Der Fuß 21 ist an dem Körper 11 fixiert. Ein Diaphragmaabschnitt 21a, der in dem Fuß 21 gebildet ist, nimmt einen Druck des Hochdruckkraftstoffs, der durch den Hochdruckkanal 11a fließt, auf und verformt sich elastisch. Das Drucksensorelement 22 ist an dem Diaphragmaabschnitt 21a fixiert. Das Drucksensorelement 22 gibt gemäß einem Betrag der elastischen Verformung, die in dem Diaphragmaabschnitt 21a verursacht wird, ein Druckerfassungssignal aus.
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Die Form-IC 23 ist durch Formen eines Harzes, um elektronische Komponenten, wie z. B. eine Verstärkerschaltung zum Verstärken des Druckerfassungssignals, das von dem Drucksensorelement 22 ausgegeben wird, zu bedecken, gebildet. Die Form-IC 23 ist zusammen mit dem Fuß 21 an dem Injektor 10 angebracht. Ein Verbinder 15 ist oberhalb des Körpers 11 vorgesehen. Die Form-IC 23 und die Betätigungsvorrichtung 13 sind jeweils durch einen Kabelbaum 16, der mit dem Verbinder 15 verbunden ist, mit der ECU 30 elektrisch verbunden.
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Der Druck des Kraftstoffs (Kraftstoffdruck) in dem Hochdruckkanal 11a verringert sich mit einem Start der Kraftstoffeinspritzung von dem Einspritzungsloch 11b. Der Kraftstoffdruck erhöht sich mit einem Ende der Kraftstoffeinspritzung. Das heißt es gibt eine Korrelation zwischen der Änderung des Kraftstoffdrucks und der Änderung einer Einspritzungsrate (das heißt einer Einspritzungsmenge, die pro Zeiteinheit eingespritzt wird). Es kann gesagt werden, dass die Einspritzungsratenänderung (das heißt der tatsächliche Einspritzungszustand) aus der Kraftstoffdruckänderung erfasst werden kann. Das im Vorhergehenden erwähnte Einspritzungsbefehlssignal wird derart korrigiert, dass der erfasste tatsächliche Einspritzungszustand mit dem Zieleinspritzungszustand zusammenfällt. Der Einspritzungszustand kann somit genau gesteuert werden.
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Eine Korrelation zwischen einem Einspritzungszeit-Drucksignalverlauf, der die Kraftstoffdruckänderung angibt, die mit dem Kraftstoffdrucksensor 20, der an dem Injektor 10, der aktuell die Kraftstoffeinspritzung durchführt, angebracht ist, erfasst wird, und einem Einspritzungsraten-Signalverlauf, der die Änderung der Kraftstoffeinspritzungsrate des gleichen Injektors 10 angibt, sind unter Bezugnahme auf 2 erläutert.
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2(a) zeigt das Einspritzungsbefehlssignal, das von der ECU 30 zu der Betätigungsvorrichtung 13 des Einspritzers 10 ausgegeben wird. Aufgrund eines Ein-Pulses des Befehlssignals wird die Betätigungsvorrichtung 13 erregt, um in Betrieb zu sein, wodurch sich das Einspritzungsloch 11b öffnet. Das heißt der Ein-Puls-Zeitpunkt t1 des Einspritzungsbefehlssignals befiehlt den Einspritzungsstart, und der Aus-Puls-Zeitpunkt t2 des Einspritzungsbefehlssignals befiehlt das Einspritzungsende. Die Einspritzungsmenge Q wird daher durch Steuern eines Ventilöffnungszeitpunkts des Einspritzungslochs 1b mit einer Ein-Puls-Dauer (Einspritzungsbefehlsdauer Tq) des Befehlssignals gesteuert.
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2(b) zeigt eine Änderung der Kraftstoffeinspritzungsrate der Kraftstoffeinspritzung von dem Einspritzungsloch 11b (das heißt einen Einspritzungsraten-Signalverlauf), die mit dem im Vorhergehenden erwähnten Einspritzungsbefehl auftritt. 2(c) zeigt eine Änderung des erfassten Drucks (das heißt einen Einspritzungszeit-Drucksignalverlauf), die mit der Änderung der Einspritzungsrate auftritt und die durch den Kraftstoffdrucksensor 20, der an dem Injektor 10, der aktuell die Kraftstoffeinspritzung durchführt, angebracht ist, erfasst wird. Es gibt eine Korrelation, die im Folgenden erläutert ist, zwischen dem Einspritzungszeit-Drucksignalverlauf und dem Einspritzungsraten-Signalverlauf. Der Einspritzungsraten-Signalverlauf kann daher aus dem erfassten Einspritzungszeit-Drucksignalverlauf geschätzt (erfasst) werden.
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Das heißt, wie in 2(a) gezeigt ist, nach dem Zeitpunkt t1, zu dem der Einspritzungsstartbefehl gemacht wird, startet die Einspritzungsrate zu dem Zeitpunkt R1 ein Erhöhen, wodurch die Einspritzung gestartet wird. Der erfasste Druck startet an einem Änderungspunkt P1, wenn eine Verzögerung C1 verstreicht, nachdem die Einspritzungsrate ein Erhöhen zu dem Zeitpunkt R1 gestartet hat, ein Verringern. Sowie die Einspritzungsrate die maximale Einspritzungsrate zu einem Zeitpunkt R2 erreicht, stoppt dann an einem Änderungspunkt P2 die Verringerung des erfassten Drucks. Sowie die Einspritzungsrate R damit startet, sich zu einem Zeitpunkt R3 zu verringern, startet der erfasste Druck damit, sich an einem Änderungspunkt P3 zu erhöhen. Sowie die Einspritzungsrate null wird und die tatsächliche Einspritzung zu einem Zeitpunkt R4 endet, stoppt dann an einem Änderungspunkt P5 die Erhöhung des erfassten Drucks.
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Eine Pulsation in dem Einspritzungszeit-Drucksignalverlauf, die in einem Bereich, der durch eine Kettenlinie A umschlossen ist, gezeigt ist, tritt auf, da der Hochdruckkanal 11a von der gemeinsamen Druckleitung 42 mit dem Kraftstoff versorgt wird, unmittelbar nachdem die maximale Einspritzungsrate erreicht ist, um den Kraftstoff in dem Hochdruckkanal 11a, der durch die Kraftstoffeinspritzung verringert wurde, nachzufüllen.
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Die Pulsation in dem Einspritzungszeit-Drucksignalverlauf die in einem Bereich gezeigt ist, der durch eine Kettenlinie 13 umschlossen ist, wird durch ein Phänomen verursacht, das im Folgenden erläutert ist.
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Das heißt eine Auflageoberfläche 12a ist an der Nadel 12 des Injektors 10 gebildet. Wenn die Auflageoberfläche 12a auf dem Körper 11 aufliegt, ist der Hochdruckkanal 11a blockiert und das Einspritzungsloch 11b ist geschlossen. Wenn die Auflageoberfläche 12a von dem Körper 11 separiert ist, ist der Hochdruckkanal 11a geöffnet und das Einspritzungsloch 11b ist geöffnet. in einem Zustand, bei dem die Nadel 12 einen Ventilöffnungsbetrieb durchgeführt hat und sich zu einer vollständig angehobenen Position bewegt hat, ist ein Flusskanalbereich des Hochdruckkanals 11 in einem Abschnitt des Einspritzungsloch 11b minimiert. Ein Einspritzungslochbeschränkungszustand, bei dem eine Flussrate eines Einspritzungskraftstoffs durch das Einspritzungsloch 11 beschränkt ist, wird somit bewirkt. Der Einspritzungslochbeschränkungszustand setzt sich solange fort, bis ein Hubbetrag (eine Anhebemenge) der Nadel 12 einen vorbestimmten Betrag nach dem Start eines Ventilschließbetriebs erreicht.
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Wenn der Hubbetrag der Nadel 12 kleiner als der vorbestimmte Betrag wird, ist der Flusskanalbereich des Hochdruckkanals 11a in einem Abschnitt der Auflageoberfläche 12a minimiert, Somit wird ein Auflagebeschränkungszustand, bei dem die Flussrate durch die Auflageoberfläche 12a beschränkt ist, bewirkt. Das heißt, wenn die Nadel 12 ein Bewegen von der vollständig angehobenen Position zu der Ventilschließposition startet, wird ein Übergang von dem Einspritzungslochbeschränkungszustand zu dem Auflagebeschränkungszustand vollzogen. Zu einem Übergangszeitpunkt R3 (Bezug nehmend auf 2(b)) startet die tatsächliche Einspritzungsrate damit, sich zu verringern. Die Einspritzungsrate wird zu dem Zeitpunkt R4 null, zu dem die Nadel 12 die Ventilschließposition erreicht (das heißt die Auflageoberfläche 12a auf dem Körper 11 aufliegt).
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Angesichts dessen wurde anfangs angenommen, dass der Drucksignalverlauf zu einem Zeitpunkt ein Erhöhen startet, zu dem der Übergang von dem Einspritzungslochbeschränkungszustand zu dem Auflagebeschränkungszustand vollzogen wird. Es wurde jedoch gezeigt, dass die Pulsation B (das heißt die leichte Druckerhöhung) in dem Drucksignalverlauf, der durch den Erfinder der vorliegenden Erfindung tatsächlich untersucht und ermittelt wurde, unmittelbar vor dem Übergang zu dem Auflagebeschränkungszustand aufgetreten ist. Der Erfinder hat einen Mechanismus eines solchen Auftretens der Pulsation B wie folgt betrachtet.
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Das heißt, wenn sich die Nadel 12 von der vollständig angehobenen Position zu der Ventilschließposition bewegt, reduziert sieh ein Volumen einer Nadelunterbringungskammer 11f (Bezug nehmend auf 1) als ein Teil des Hochdruckkanals 11a, der die Nadel 12 unterbringt. Der Kraftstoffdruck innerhalb des Hochdruckkanals 11a erhöht sich somit leicht um einen Betrag, der der Reduzierung des Volumens entspricht. Diese Erhöhung erscheint in dem Drucksignalverlauf als die Pulsation B. Das heißt, wenn die Nadel 12 ein Bewegen zu der Ventilschließposition startet, tritt die Pulsation P aufgrund der Reduzierung des Volumens der Nadelunterbringungskammer 11f zu einem Zeitpunkt P3a trotz des Einspritzungslochbeschränkungszustands als die leichte Druckerhöhung auf. Die Druckerhöhung startet danach zu dem Zeitpunkt P3 aufgrund des Übergangs zu dem Auflagebeschränkungszustand.
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Wie im Vorhergehenden erläutert ist, gibt es eine starke Korrelation zwischen dem Einspritzungszeit-Drucksignalverlauf und dem Einspritzungsraten-Signalverlauf. Der Einspritzungsraten-Signalverlauf stellt den Einspritzungsstartzeitpunkt (R1-Erscheinungszeitpunkt), den Einspritzungsendzeitpunkt (R4-Erscheinungszeitpunkt) und die Einspritzungsmenge (gepunkteter Bereich in 2(b)) dar. Der Einspritzungszustand kann daher durch Wandeln des Einspritzungszeit-Drucksignalverlaufs in den Einspritzungsraten-Signalverlauf erfasst werden.
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Der Druck des Kraftstoffs, der von der gemeinsamen Druckleitung 42 zu dem Einspritzer 10 verteilt und mit dem derselbe versorgt wird (Verteilungsversorgungsdruck PC), ändert sich momentan. Ein durchgezogene Linie in 3(a) zeigt beispielsweise den Einspritzungszeit-Drucksignalverlauf W, während eine gestrichelte Linie in 3(a) eine Änderung des Verteilungsversorgungsdrucks PC, der zu den gleichen Zeit wie der Einspritzungszeit-Drucksignalverlauf W erfasst wird, zeigt. Die Änderung des Verteilungsversorgungsdrucks PC wird mit dem Kraftstoffdrucksensor 20, der dem Injektor 10, der den Kraftstoff nicht einspritzt, entspricht, erfasst. Wenn daher der Kraftstoff von dem Injektor 10 (#1) des Zylinders #1 eingespritzt wird, und der Kraftstoff von dem Injektor 10 (#2) des Zylinders #2 nicht eingespritzt wird, entspricht der Druck, der durch den Kraftstoffdrucksensor 20 des Zylinders #1 erfasst wird, dem Einspritzungszeit-Drucksignalverlauf W, und der Druck, der durch den Kraftstoffdrucksensor 20 des Zylinders #2 (Gegenzylinders) erfasst wird, entspricht einem Nicht-Einspritzungszeit-Drucksignalverlauf der die Änderung des Verteilungsversorgungsdrucks PC zeigt.
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Der in 3(a) als ein Beispiel gezeigte Nicht-Einspritzungszeit-Drucksignalverlauf ist ein Signalverlauf, der sich nach dem Einspritzungsstart allmählich verringert. Dies liegt daran, dass sich der Verteilungsversorgungsdruck PC um einen Betrag verringert, der von der gemeinsamen Druckleitung 42 zu dem Injektor des Einspritzungszylinders verteilt wird und mit dem derselbe versorgt wird. Wenn das Pumpen mit einer Hochdruckpumpe 41 während der Kraftstoffeinspritzung durchgeführt wird, erhöht sich der Verteilungsversorgungsdruck PC sogar während der Kraftstoffeinspritzung (Bezug nehmend auf 6(c)).
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Das heißt der Einspritzungszeit-Drucksignalverlauf W wird durch die Änderung des Verteilungsversorgungsdrucks PC (Nicht-Einspritzungszeit-Drucksignalverlaufs) beeinträchtigt. Durch Subtrahieren des Nicht-Einspritzungszeit-Drucksignalverlaufs von dem Einspritzungszeit-Drucksignalverlauf W kann daher der Einfluss der Änderung des Verteilungsversorgungsdrucks PC aus dem Einspritzungszeit-Drucksignalverlauf W entfernt werden. Eine durchgezogene Linie in 3(b) zeigt den Einspritzungszeit-Drucksignalverlauf W-PC, der der Subtraktionskorrektur unterzogen wurde. Der Einspritzungszeit-Drucksignalverlauf W, der in 2(c) als ein Beispiel gezeigt ist, ist der Signalverlauf unter der Annahme, dass sich der Verteilungsversorgungsdruck PC nicht ändert und der Signalverlauf W-PC nach der Subtraktion der gleiche Signalverlauf wie der Einspritzungszeit-Drucksignalverlauf W ist.
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Eine Prozedur zum Wandeln des korrigierten Einspritzungszeit-Drucksignalverlaufs W-PC, der in 3(b) oder 2(c) gezeigt ist, in den Einspritzungsraten-Signalverlauf, der in 2(b) gezeigt ist, ist als Nächstes erläutert.
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4 ist ein Flussdiagramm, das eine Verarbeitungsprozedur der im Vorhergehenden erwähnten Wandlung, die durch einen Mikrocomputer der ECU 30 durchgeführt wird, zeigt. Die Verarbeitung wird in einem vorbestimmten Zyklus wiederholt durchgeführt, nachdem dieselbe durch einen Ein-Betrieb eines Zündschalters ausgelöst und gestartet wurde.
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Bei S10 (S bedeutet „Schritt”) (Einspritzungszeit-Signalverlaufsermittlungsabschnitt) der in 4 gezeigt ist, wird zuerst der im Vorhergehenden erwähnte Einspritzungszeit-Drucksignalverlauf W (Bezug nehmend auf die durchgezogene Linie in 3(a)), der mit dem Kraftstoffdrucksensor 20, der dem Injektor 10 des Zylinders #1, der die Kraftstoffeinspritzung durchführt, entspricht, erfasst wird, ermittelt. Bei dem folgenden S20 (Nicht-Einspritzungszeit-Signalverlaufsermittlungsabschnitt) wird der im Vorhergehenden erwähnte Nicht-Einspritzungszeit-Drucksignalverlauf PC (Bezug nehmend auf die gestrichelte Linie in 3(a)), der durch den Kraftstoffdrucksensor 20, der dem Injektor 10 des Zylinders #2, der die Kraftstoffeinspritzung nicht durchführt, entspricht, erfasst wird, ermittelt. Bei dem folgenden S30 wird der Einspritzungszeit-Drucksignalverlauf W durch Subtrahieren des Nicht-Einspritzungszeit-Drucksignalverlaufs PC, der bei S20 aus dem Einspritzungszeit-Drucksignalverlauf W, der bei S10 (Bezug nehmend auf die durchgezogene Linie in 3(b)) ermittelt wird, ermittelt wird, korrigiert. Die Signalverlaufskomponente (Änderung eines Versorgungsdrucks PC) des Nicht-Einspritzungszylinders (Gegenzylinders), die der Einspritzungszeit-Drucksignalverlauf W in sich aufweist, wird somit aus dem Einspritzungszeit-Drucksignalverlauf W entfernt.
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Bei dem Folgenden S40 (Ermittlungsabschnitt eines abfallenden Signalverlaufs, Ermittlungsabschnitt eines ansteigenden Signalverlaufs) werden ein abfallendes Signalverlauf und ein ansteigender Signalverlauf ermittelt. Der abfallende Signalverlauf ist ein Signalverlauf eines Abschnitts (P1'–P2') des korrigierten Einspritzungszeit-Drucksignalverlaufs W-PC, bei dem sich der Druck mit dem Start des Ventilöffnungsbetriebs des Injektors 10 verringert. Der ansteigende Signalverlauf ist ein Signalverlauf eines Abschnitts (P3'–P5') des korrigierten Einspritzungszeit-Drucksignalverlaufs W-PC, bei dem sich der Druck mit dem Start des Ventilschließbetriebs des Injektors 10 erhöht. Eine Steigung Pα' und ein Abfallstartzeitpunkt t(P1') des abfallenden Signalverlaufs und eine Steigung Pβ' und ein Anstiegsstartzeitpunkt t(P3') des ansteigenden Signalverlaufs werden aus dem korrigierten Einspritzungszeit-Drucksignalverlauf W-PC berechnet.
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Der abfallende Signalverlauf und der ansteigende Signalverlauf des Einspritzungszeit-Drucksignalverlaufs W-PC sind mit einem in 2(b) gezeigten Abschnitt des Einspritzungsraten-Signalverlaufs, in dem sich die Einspritzungsrate mit dem Einspritzungsstart (das heißt einem Abschnitt von R1 bis R2) erhöht, und einem Abschnitt des Einspritzungsraten-Signalverlaufs, in dem sich die Einspritzungsrate mit dem Einspritzungsende verringert (das heißt einem Abschnitt von R3 bis R4), stark korreliert. Die im Vorhergehenden erwähnte Korrelation wird daher durch eine Untersuchung ermittelt und vorher gespeichert. Durch Verwenden der gespeicherten Korrelation werden der abfallende Signalverlauf und der ansteigende Signalverlauf des Einspritzungszeit-Drucksignalverlaufs W-PC in gerade Linien der Abschnitte des Einspritzungsraten-Signalverlaufs, die dem Abschnitt R1–R2 und dem Abschnitt R3–R4 entsprechen, gewandelt. Die im Vorhergehenden erwähnte Korrelation ändert sich mit dem Verteilungsversorgungsdruck PC zu der Zeit. Die Wandlung wird daher durch Verwenden der Korrelation, die der Änderung des Verteilungsversorgungsdrucks PC entspricht (das heißt der Signalverlaufskomponente des Nicht-Einspritzungszylinders), durchgeführt.
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Es gibt genauer gesagt starke Korrelationen zwischen den Steigungen Pα', Pβ' des Einspritzungszeit-Drucksignalverlaufs W-PC und der Einspritzungsratenerhöhungssteigung Rα und der Einspritzungsratenverringerungssteigung Rβ des Einspritzungsraten-Signalverlaufs (Bezug nehmend auf 2(b)). Bei dem folgenden S50 (Wandelabschnitt) werden daher Rα und Rβ durch Multiplizieren von Pα' und Pβ' mit Wandlungskoeffizienten Kα, Kβ (Bezug nehmend auf die folgenden Ausdrücke 1 und 2) jeweils berechnet. Rα = –Kα × Pα' (Ausdruck 1) Rβ = –Kβ × Pβ' (Ausdruck 2)
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Jeder der Ausdrücke 1 und 2 entspricht der Wandlungsfunktion, die Rα oder Rβ durch Verwenden von Pα' oder Pβ' als eine Variable ausdrückt.
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5(a) und 5(b) zeigen Abbildungen M1, M2, die Beziehungen zwischen den Wandlungskoeffizienten Kα, Kβ und dem Verteilungsversorgungsdruck PC, der durch eine Untersuchung vorher ermittelt wird, angeben. Wie in den Abbildungen M1, M2 gezeigt ist, sind die Wandlungskoeffizienten Kα, Kβ gemäß dem Verteilungsversorgungsdruck PC auf unterschiedliche Werte eingestellt. Die Werte der Wandlungskoeffizienten Kα, Kβ werden genauer gesagt erhöht, um Wandlungsgewinne zu erhöhen, sowie sich der Verteilungsversorgungsdruck PC erhöht. Selbst wenn daher die Werte von Pα' und Pβ' gleich sind, werden die Steigungen Rα, Rβ des Einspritzungsraten-Signalverlaufs gewandelt, um größer als der Verteilungsversorgungsdruck PC zu sein, sowie sich die Zeit erhöht.
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Das heißt der Verteilungsversorgungsdruck PC ist als ein Argument zum Auswählen der Wandlungskoeffizienten Kα, Kβ in den Abbildungen M1, M2 verwendet. Der Verteilungsversorgungsdruck PC, der als das Argument des Wandlungskoeffizienten Kα verwendet ist, kann der Druck (der Leistungsversorgungsdruck PC) in dem Nicht-Einspritzungszeit-Drucksignalverlauf, der zu dem gleichen Zeitpunkt wie der Zeitpunkt t(P1') in dem Einspritzungszeit-Drucksignalverlauf erfasst wird, sein. Der Verteilungsversorgungsdruck PC kann alternativ der Druck sein, der zu dem gleichen Zeitpunkt wie der Zeitpunkt t(P2') erfasst wird. Der Verteilungsversorgungsdruck PC kann alternativ ein Durchschnittsdruck von dem Zeitpunkt t(P1') zu dem Zeitpunkt t(P2') sein. Der Verteilungsversorgungsdruck PC, der zu dem gleichen Zeitpunkt wie ein Zeitpunkt erfasst wird, zu dem eine vorbestimmte Zeit nach dem Zeitpunkt t1 verstrichen ist, zu dem das Einspritzungsstartbefehlssignal ausgegeben wird, kann alternativ als das Argument verwendet sein.
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Der Verteilungsversorgungsdruck PC, der als das Argument des Wandlungskoeffizienten Kβ verwendet ist, kann der Druck (Verteilungsversorgungsdruck PC) in dem Nicht-Einspritzungszeit-Drucksignalverlauf, der zu dem gleichen Zeitpunkt wie der Zeitpunkt t(P3') in dem Einspritzungszeit-Drucksignalverlauf erfasst wird, sein. Der Verteilungsversorgungsdruck PC kann alternativ der Druck sein, der zu dem gleichen Zeitpunkt wie der Zeitpunkt t(P4') erfasst wird. Der Verteilungsversorgungsdruck PC kann alternativ ein Durchschnittsdruck von dem Zeitpunkt t(P3') zu dem Zeitpunkt t(P4') sein. Der Verteilungsversorgungsdruck PC, der zu dem gleichen Zeitpunkt wie ein Zeitpunkt, zu dem eine vorbestimmte Zeit nach dem Zeitpunkt t2, zu dem das Einspritzungsendbefehlssignal ausgegeben wird, verstrichen ist, erfasst wird, kann alternativ als das Argument verwendet sein.
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Der Abfallstartzeitpunkt t(P1') und der Anstiegsstartzeitpunkt t(P3') des Einspritzungszeit-Drucksignalverlaufs W-PC besitzen mit dem Einspritzungsraten-Erhöhungsstartzeitpunkt t(R1) und dem Einspritzungsraten-Verringerungsstartzeitpunkt t(R3) des Einspritzungsraten-Signalverlaufs (Bezug nehmend auf 2(b)) starke Korrelationen. Bei dem folgenden S60 (Wandelabschnitt) werden daher Verzögerungen C1, C3 von den Zeitpunkten t(P1'), t(P3') subtrahiert, um die Zeitpunkte t(R1), t(R3) (Bezug nehmend auf die folgenden Ausdrücke 3 und 4) zu berechnen. t(R1) = t(P1') – C1 (Ausdruck 3) t(R3) = t(P3') – C3 (Ausdruck 4)
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Jeder der Ausdrücke 3 und 4 entspricht der Wandlungsfunktion, die durch Verwenden von t(P1') oder t(P3') als eine Variable t(R1) oder t(R3) ausdrückt.
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5(c) und 5(d) zeigen Abbildungen M3 und M4, die Beziehungen zwischen den Verzögerungen C1, C3 und dem Verteilungsversorgungsdruck PC, die vorher durch eine Untersuchung ermittelt wurden, angeben. Wie in den Abbildungen M3 und M4 gezeigt ist, sind die Verzögerungen C1, C3 gemäß dem Verteilungsversorgungsdruck PC auf unterschiedliche Werte eingestellt. Die Werte der Verzögerungen C1, C3 werden genauer gesagt größer eingestellt, sowie sich der Verteilungsversorgungsdruck PC verringert. Selbst wenn daher die Erscheinungszeitpunkte von t(P1') und t(P3') gleich sind, wird eine Wandlung derart durchgeführt, dass sich der Erhöhungsstartzeitpunkt t(R1) und der Verringerungsstartzeitpunkt t(R3) des Einspritzungsraten-Signalverlaufs mehr verzögern, sowie sich der Verteilungsversorgungsdruck PC zu der Zeit verringert.
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Das heißt der Verteilungsversorgungsdruck PC ist als ein Argument zum Auswählen der Verzögerungen C1, C3 in den Abbildungen M3, M4 verwendet. Der Verteilungsversorgungsdruck PC, der als das Argument der Verzögerung C1 verwendet ist, kann der Druck (Verteilungsversorgungsdruck PC) in dem Nicht-Einspritzungszeit-Drucksignalverlauf, der zu dem gleichen Zeitpunkt wie der Zeitpunkt t(P1') in dem Einspritzungszeit-Drucksignalverlauf W erfasst wird, sein. Der Verteilungsversorgungsdruck PC kann alternativ der Druck, der zu dem gleichen Zeitpunkt wie der Zeitpunkt t(P2') erfasst wird, sein. Der Verteilungsversorgungsdruck PC kann alternativ ein Durchschnittsdruck von dem Zeitpunkt t(P1') zu dem Zeitpunkt t(P2') sein. Der Verteilungsversorgungsdruck PC, der zu dem gleichen Zeitpunkt wie ein Zeitpunkt, zu dem eine vorbestimmte Zeit nach dem Zeitpunkt t1 verstrichen ist, zu dem das Einspritzungsstartbefehlssignal ausgegeben wird, erfasst wird, kann alternativ als das Argument verwendet sein.
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Der Verteilungsversorgungsdruck PC, der als das Argument der Verzögerung C3 verwendet ist, kann der Druck (Verteilungsversorgungsdruck PC) in dem Nicht-Einspritzungszeit-Drucksignalverlauf, der zu dem gleichen Zeitpunkt wie der Zeitpunkt t(P3') in dem Einspritzungszeit-Drucksignalverlauf erfasst wird, sein. Der Verteilungsversorgungsdruck PC kann alternativ der Druck, der zu dem gleichen Zeitpunkt wie der Zeitpunkt t(P4') erfasst wird, sein. Der Verteilungsversorgungsdruck PC kann alternativ ein Durchschnittsdruck von dem Zeitpunkt t(P3') zu dem Zeitpunkt t(P4') sein. Der Verteilungsversorgungsdruck PC, der zu dem gleichen Zeitpunkt wie ein Zeitpunkt, zu dem eine vorbestimmte Zeit nach dem Zeitpunkt t2 verstrichen ist, zu dem das Einspritzungsendbefehlssignal ausgegeben wird, erfasst wird, kann alternativ als das Argument verwendet sein.
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Bei dem folgenden S70 wird eine Trapezhöhe Rh (Bezug nehmend auf 2(b)) des Einspritzungsraten-Signalverlaufs, der eine trapezförmige Form hat, basierend auf dem Verteilungsversorgungsdruck PC berechnet. Die Trapezhöhe Rh entspricht der maximalen Einspritzungsrate. Der im Vorhergehenden erwähnte Einspritzungslochbeschränkungszustand entsteht, wenn der Kraftstoff mit der maximalen Einspritzungsrate eingespritzt wird. Die Einspritzungsrate in diesem Zustand wird durch den Verteilungsversorgungsdruck PC festgesetzt. Das heißt der Verteilungsversorgungsdruck PC ist mit der Einspritzungsrate in dem Einspritzungslochbeschränkungszustand stark korreliert.
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Die maximale Einspritzungsrate Rh kann daher basierend auf dem Verteilungsversorgungsdruck PC, wie im Vorhergehenden erwähnt ist, mit einer hohen Genauigkeit berechnet werden. Der Verteilungsversorgungsdruck PC, der für die Berechnung von Rh verwendet ist, ist der Durchschnittdruck PCave während einer vorbestimmten Dauer des Nicht-Einspritzungszeit-Drucksignalverlaufs. Eine Dauer von P1 bis P3 oder eine Dauer von R1 bis R4 kann beispielsweise als die im Vorhergehenden erwähnte vorbestimmte Dauer verwendet sein. Wie in 5(e) gezeigt ist, wild die maximale Einspritzungsrate Rh basierend auf einem Ausdruck Rh = Kh × PCave berechnet. Kh in dem Ausdruck ist ein vorbestimmter Koeffizient.
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Der Einspritzungsraten-Signalverlauf der trapezförmigen Form kann spezifiziert werden, wenn die im Vorhergehenden erwähnten verschiedenen Werte Rα, Rβ, t(R1), t(R3), Rh spezifiziert werden. In dem folgenden F80 wird daher der Einspritzungsraten-Signalverlauf basierend auf Rα und Rβ, die durch die Wandlung bei S50 ermittelt werden, t(R1) und t(R3), die durch die Wandlung bei S60 ermittelt werden, und der maximalen Einspritzungsrate Rh, die bei S70 berechnet wird, berechnet.
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Die Form des Einspritzungsraten-Signalverlaufs wird eine dreieckige Form, wenn die Einspritzungsbefehlsdauer Tq kurz ist und die Einspritzungsmenge klein ist. In diesem Fall kann der dreieckige Einspritzungsraten-Signalverlauf spezifiziert werden, wenn Rα, Rβ, t(R1) und t(R3) spezifiziert sind, selbst ohne ein Berechnen des Werts Rh.
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Wenn das Pumpen während der Kraftstoffeinspritzung durchgeführt wird, steigt der Nicht-Einspritzungszeit-Drucksignalverlauf während einer Tauchkolbenentladungsdauer, wie in 6(c) gezeigt ist, an. Mit diesem Anstieg erhöhen sich dann der Einspritzungszeit-Drucksignalverlauf W-PC und der Einspritzungsraten-Signalverlauf, wie durch gestrichelte Linien in 6(a) und 6(b) gezeigt ist. Wenn das Pumpen während der Kraftstoffeinspritzung nicht durchgeführt wird, verringert sich der Nicht-Einspritzungszeit-Drucksignalverlauf (das heißt der Verteilungsversorgungsdruck PC) allmählich, wie durch eine gestrichelte Linie in 3(a) gezeigt ist. Auf diese Wiese ändert sich der Verteilungsversorgungsdruck PC während der Kraftstoffeinspritzung häufig.
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Wenn sich der Verteilungsversorgungsdruck PC unterscheidet, unterscheidet sich die Korrelation zwischen dem Einspritzungszeit-Drucksignalverlauf W und dem Einspritzungsraten-Signalverlauf. Die Steigung Pβ' des Einspritzungszeit-Drucksignalverlaufs W in dem Fall, bei dem der Verteilungsversorgungsdruck 100 MPa (durch eine durchgezogene Linie in 6(b) gezeigt) ist, ist gleich der Steigung Pβ' in dem Fall, bei dem der Verteilungsversorgungsdruck 120 MPa ist. Die Steigung Rβ des Einspritzungsraten-Signalverlaufs unterscheidet sich jedoch, da sich die im Vorhergehenden erwähnte Korrelation unterschiedet. Selbst wenn genauer gesagt die Steigung Pβ' gleich ist, vergrößert sieh die Steigung Rβ des Abfalls des Einspritzungsraten-Signalverlaufs, und die Einspritzungsrate fällt schärfer als der Verteilungsversorgungsdruck PC ab, sowie sich die Zeit erhöht.
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Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden diesen Punkt in Betracht ziehend der Wandlungskoeffizient Kα und die Verzögerung C1 zum Wandeln des abfallenden Abschnitts des Einspritzungszeit-Drucksignalverlaufs W-PC (das heißt des abfallenden Signalverlaufs von P1' bis P2') in den Einspritzungsraten-Signalverlauf und der Wandlungskoeffizient Kβ und die Verzögerung C3 zum Wandeln des ansteigenden Abschnitts des Einspritzungszeit-Drucksignalverlaufs W-PC (das heißt des ansteigenden Signalverlaufs von P3' bis P5') in den Einspritzungsraten-Signalverlauf auf unterschiedliche Werte gemäß dem Verteilungsversorgungsdruck PC zu der Zeit eingestellt. Wenn daher der Einspritzungszeit-Drucksignalverlauf W-PC in den Einspritzungsraten-Signalverlauf gewandelt wird, kann die Wandlungsgenauigkeit verbessert werden.
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Der Signalverlauf (der Nicht-Einspritzungszeit-Drucksignalverlauf), der mit dem Kraftstoffdrucksensor 20 des Nicht-Einspritzungszylinders zu der gleichen Zeit wie der Einspritzungszeit-Drucksignalverlauf erfasst wird, gibt die Änderung des Verteilungsversorgungsdrucks PC an. Auf diesen Punkt achtend werden daher gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Wandlungskoeffizienten Kα, Kβ und die Verzögerungen C1, C3 basierend auf dem Nicht-Einspritzungszeit-Drucksignalverlauf berechnet. Es kann dementsprechend unnötig gemacht werden, einen Kraftstoffdrucksensor, der einem Erfassen des Verteilungsversorgungsdrucks gewidmet ist, an der gemeinsamen Druckleitung 42 vorzusehen.
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Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird ferner der Signalverlauf, der die Änderung des Verteilungsversorgungsdrucks PC angibt, von dem Einspritzungszeit-Drucksignalverlauf W subtrahiert, um den Einspritzungszeit-Drucksignalverlauf W zu korrigieren. Der Einfluss der Änderung des Verteilungsversorgungsdrucks PC wird somit aus dem Einspritzungszeit-Drucksignalverlauf W entfernt. Die Korrelation zwischen dem Einspritzungszeit-Drucksignalverlauf W-PC und dem Einspritzungsraten-Signalverlauf kann dementsprechend erhöht werden. Die Wandlung in den Einspritzungsraten-Signalverlauf wird durch Verwenden des korrigierten Einspritzungszeit-Drucksignalverlaufs W-PC, der die erhöhte Korrelation besitzt, durchgeführt. Der Einspritzungsraten-Signalverlauf kann daher mit einer hohen Genauigkeit ermittelt werden.
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(Andere Ausführungsbeispiele)
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das im Vorhergehenden beschriebene Ausführungsbeispiel begrenzt, kann jedoch wie folgt beispielsweise modifiziert und implementiert sein. Ein charakteristischer Aufbau des Ausführungsbeispiels kann ferner beliebig kombiniert sein.
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Bei dem in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel wird R3 basierend auf der Korrelation (das heißt einer Verzögerung C3) zwischen P3 in dem Einspritzungszeit-Drucksignalverlauf W-PC und R3 in dem Einspritzungsraten-Signalverlauf berechnet. Als ein modifiziertes Beispiel kann R4 aus P3 berechnet werden. R3 oder R4 können alternativ aus P3a (Bezug nehmend auf 2(c)) berechnet werden. R3 oder R4 können alternativ aus P5 berechnet werden. P4' kann alternativ als ein Schnitt zwischen einem Bezugsdruck, der durch eine gestrichelte Linie in 3(b) angegeben ist, und dem Einspritzungszeit-Drucksignalverlauf W-PC berechnet werden, und R3 oder R4 kann aus P4' berechnet werden. Der Bezugsdruck ist auf einen Wert des Drucks während einer Dauer von dem Zeitpunkt t1, zu dem der Einspritzungsstartbefehl vorgenommen wird, zu dem Erscheinungszeitpunkt von P1 eingestellt. Bei den im Vorhergehenden beschriebenen modifizierten Beispielen kann ebenfalls die Form des Injektionsratenverringerungsabschnitts der trapezförmigen Form, der den Einspritzungsraten-Signalverlauf angibt, spezifiziert sein.
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Bei dem im Vorhergehenden beschriebenen Ausführungsbeispiel wird R1 basierend auf der Korrelation (das heißt einer Verzögerung C1) zwischen P1 in dem Einspritzungszeit-Drucksignalverlauf W-PC und R1 in dem Einspritzungsraten-Signalverlauf berechnet. Als modifizierte Beispiele kann R2 aus P1 berechnet werden, oder R1 oder R2 kann aus P2 berechnet werden. Bei den im Vorhergehenden modifizierten Beispielen kann ferner die Form des Einspritzungsratenerhöhungsabschnitts der trapezförmigen Form, der den Einspritzungsraten-Signalverlauf angibt, spezifiziert sein.
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Bei dem im Vorhergehenden beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die Änderung des Verteilungsversorgungsdrucks PC basierend auf dem Drucksignalverlauf, der mit dem Kraftstoffdrucksensor 20 des Nicht-Einspritzungszylinders erfasst wird, ermittelt. Ein Kraftstoffdrucksensor (nicht gezeigt) kann alternativ an der gemeinsamen Druckleitung 42 angebracht sein, und die Änderung des Verteilungsversorgungsdrucks PC kann basierend auf einem Drucksignalverlauf, der mit dem Kraftstoffdrucksensor erfasst wird, ermittelt werden.
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Bei dem im Vorhergehenden beschriebenen Ausführungsbeispiel wird der Nicht-Einspritzungszeit-Drucksignalverlauf von dem Einspritzungszeit-Drucksignalverlauf W subtrahiert, um den Einspritzungszeit-Drucksignalverlauf W zu korrigieren. Der Einspritzungsraten-Signalverlauf wird durch Wandeln des korrigierten Einspritzungszeit-Drucksignalverlaufs W-PC berechnet. Die Korrektur kann alternativ abgeschafft sein, und der Einspritzungsraten-Signalverlauf kann durch Wandeln des Einspritzungszeit-Drucksignalverlaufs W berechnet werden. Wenn sich genauer gesagt der Start des Pumpens dem abfallenden Signalverlaufsabschnitt des Einspritzungszeit-Drucksignalverlaufs W, wie in 6 gezeigt ist, anschließt, kann, selbst wenn der Einspritzungsstartzeitpunkt t(R1) basierend auf dem abfallenden Signalverlaufsabschnitt des Einspritzungszeit-Drucksignalverlaufs W, der nicht korrigiert ist, berechnet wird, eine ausreichende Berechnungsgenauigkeit sichergestellt werden, da der Einspritzungsstartzeitpunkt t(R1) durch das Pumpen nicht beeinträchtigt wird.
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Bei dem in 1 gezeigten im Vorhergehenden beschriebenen Ausführungsbeispiel ist der Kraftstoffdrucksensor 20 an dem Injektor 10 angebracht. Der Kraftstoffdrucksensor gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann alternativ ein Kraftstoffdrucksensor sein, der angeordnet ist, um den Kraftstoffdruck in einem Kraftstoffweg, der sich von einem Entladungsloch 42a der gemeinsamen Druckleitung 42 zu dem Einspritzungsloch 11b erstreckt, zu erfassen. Ein Kraftstoffdrucksensor kann daher beispielsweise an einem Hochdruckrohr, das die gemeinsame Druckleitung 42 und den Injektor 10 verbindet, angebracht sein.
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Die vorliegende Erfindung sollte nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele begrenzt sein, kann jedoch auf viele andere Weisen implementiert sein, ohne von dem Schutzbereich der Erfindung, wie er durch die beigefügten Ansprüche definiert ist, abzuweichen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2010-3004 A [0002]
- JP 2009-57924 A [0002]
