DE102011051049A1

DE102011051049A1 - Kraftstoffeinspritzungszustandserfassungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102011051049A1
Application number: DE201110051049
Authority: DE
Inventors: Kenichiro Nakata; Koji Ishizuka
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2010-06-18
Filing date: 2011-06-14
Publication date: 2012-02-09
Anticipated expiration: 2031-06-15
Also published as: CN102287287A; CN102287287B; JP5126295B2; JP2012002176A; DE102011051049B4

Abstract

Eine Kraftstoffeinspritzungszustandserfassungsvorrichtung ist für ein Kraftstoff einspritzungssystem vorgesehen, welches einen Kraftstoffinjektor (10), der Kraftstoff in eine Verbrennungsmaschine durch eine Kraftstoffeinspritzungsöffnung (11b) einspritzt, und einen Kraftstoffdrucksensor (20), der eine Veränderung des Kraftstoffdrucks in einer Kraftstoffzuführpassage aufgrund einer Kraftstoffeinspritzung durch den Kraftstoffinjektor erfasst, enthält. Die Kraftstoffeinspritzungszustandserfassungsvorrichtung enthält einen Speicher (31), der eine Mehrzahl von Modellkurvenverläufen speichert, welche Referenzkraftstoffdruckkurvenverläufe sind, die durch den Kraftstoff drucksensor (20) erfasst werden, und welche einen Kraftstoffeinspritzungszustand darstellen, ein Modellkurvenverlaufsauswählmittel (S50, S60), zum Auswählen eines einzelnen Modellkurvenverlaufs, welcher einen erfassten Kurvenverlauf am ähnlichsten ist, durch den Kraftstoffdrucksensor (20), von den Modellkurvenverläufen, und eine Kraftstoffeinspritzungszustandsabschätzeinheit (S70) zum Abschätzen eines Kraftstoffeinspritzungszustands (R3, R8, Q) basierend auf dem ausgewählten Modellkurvenverlauf.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzungszustandserfassungsvorrichtung, welche eine Veränderung des Kraftstoffdrucks aufgrund einer Kraftstoffeinspritzung durch einen Kraftstoffinjektor, der für eine Verbrennungsmaschine vorgesehen ist, erfasst. Ferner schätzt die Kraftstoffeinspritzungszustandserfassungsvorrichtung einen Kraftstoffeinspritzungszustand basierend auf einem Druckkurvenverlauf ab, der durch einen Kraftstoffdrucksensor erfasst wird.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Es ist wichtig, einen Kraftstoffeinspritzungszustand wie zum Beispiel einen Kraftstoffeinspritzungsstartzeitpunkt, eine Kraftstoffeinspritzungslänge und dergleichen zu erfassen, um ein Ausgangsdrehmoment und die Emission einer Verbrennungsmaschine zu steuern. JP-2010-3004 A ( US-2009-0319157 A1 ) und JP-2009-57924 A ( US-2009-0063013 A1 ) beschreiben, dass ein Kraftstoffdrucksensor eine Veränderung des Kraftstoffdrucks erfasst, welcher in einer Kraftstoffzuführpassage aufgrund einer Kraftstoffeinspritzung verursacht wird, wodurch ein tatsächlicher Kraftstoffeinspritzungszustand erfasst wird. Der Kraftstoffeinspritzungszustand steht für einen Kraftstoffeinspritzungsstartzeitpunkt, eine Kraftstoffeinspritzungsmenge und dergleichen. Falls der tatsächliche Kraftstoffeinspritzungszustand erfasst wird, kann der Kraftstoffeinspritzungszustand basierend auf dem erfassten Kraftstoffeinspritzungszustand genau gesteuert werden.
In der JP-2009-57924 A wird ein Kraftstoffdruckkurvenverlauf mittels eines Kraftstoffdrucksensors erhalten. Bei dem Kraftstoffdruckkurvenverlauf werden Veränderungspunkte bzw. Wechselpunkte „P3”, „P4”, „P7” und „P8”, wie in 4C dargestellt, erfasst. Basierend auf diesen Punkten wird der tatsächliche Kraftstoffeinspritzungszustand berechnet. Genauer gesagt werden ein Kraftstoffeinspritzungsstartzeitpunkt „R3”, ein Kraftstoffeinspritzungsendzeitpunkt „R8” und die Kraftstoffeinspritzungsmenge „Q” berechnet. Die vorstehenden Wechselpunkte bzw. Veränderungspunkte „P3”, „P4”, „P7” und „P8” werden durch Differenzieren bzw. Ableiten des Kraftstoffdrucks im Druckkurvenverlauf erhalten.
Gemäß den Experimenten der Erfinder ist deutlich geworden, dass der Druckkurvenverlauf, der durch den Kraftstoffdrucksensor erfasst wird, aufgrund verschiedener Einflüsse anders als der Kraftstoffeinspritzung selbst deformiert bzw. verändert wird.
Das heißt, sofort nachdem die Kraftstoffeinspritzung gestartet ist, steigt die tatsächliche Kraftstoffeinspritzungsrate an. Wenn die Kraftstoffeinspritzungsrate die maximale Kraftstoffeinspritzungsrate erreicht hat, wird die maximale Kraftstoffeinspritzungsrate aufrechterhalten. Somit beginnt bei dem erfassten Kurvenverlauf der Druck anzusteigen, wenn die Kraftstoffeinspritzung gestartet wird. Nachdem der Druck den unteren Scheitelwert erreicht hat wird sein unterer Scheitelwert aufrechterhalten. Gemäß des tatsächlich erfassten Kurvenverlaufs „W” (siehe 4C) steigt der Druck jedoch nach dem Wechselpunkt bzw. Veränderungspunkt „P4” wie durch eine gestrichelte Linie „Pm” eingekreist dargestellt, pulsierend an. Der erfasste Kurvenverlauf „W” stellt die Veränderung der tatsächlichen Kraftstoffeinspritzungsrate nicht genau dar, Die Pulsationen bzw. Impulse, die durch „Pm” gekennzeichnet sind, werden im erfassten Kurvenverlauf „W” erzeugt.
Gemäß den Versuchen der Erfinder trat die vorstehende Erscheinung wie folgt auf. Wenn der Kraftstoffdruck um die Einspritzungsöffnung aufgrund einer Kraftstoffeinspritzung abfällt, wird dieser Kraftstoffdruckabfall stromaufwärts in eine Kraftstoffzuführpassage übertragen, so dass ein Kraftstoffdruck, der durch den Kraftstoffdrucksensor erfasst wird, ebenso abfällt. Wenn die Kraftstoffeinspritzungsrate maximal wird, wird die Kraftstoffeinspritzungsmenge durch einen Öffnungsbereich der Einspritzungsöffnung beschränkt. Anschließend wird der Kraftstoff um die Einspritzungsöffnung druckbeaufschlagt, wobei der Druck erhöht wird. Dieser erhöhte Druck wird auf den Kraftstoffdrucksensor übertragen, wodurch die Pulsationen bzw. Impulse „Pm” bei dem erfassten Kurvenverlauf „W” auftreten.
Ferner, zusätzlich zum Einfluss durch die Druckimpulse, wird der erfasste Kurvenverlauf „W” durch Erfassungsgeräusche bzw. Erfassungsrauschen und elektrisches Rauschen des Kraftstoffdrucksensors beeinflusst.
Falls die Veränderungspunkte „P3”, „P4”, „P7” und „P8” durch Differenzieren bzw. Ableiten des erfassten Kurvenverlaufs „W”, welcher verschiedene Einflüsse erfährt, erfasst werden, wird die Erfassungsgenauigkeit nicht sicher genug gewährleistet und die Robustheit negativ beeinflusst. Somit kann der tatsächliche Kraftstoffeinspritzungszustand anhand dieser Veränderungspunkte nicht genau erfasst werden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung ist in Anbetracht der vorstehenden Problematik geschaffen worden, wobei es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Kraftstoffeinspritzungszustandserfassungsvorrichtung vorzusehen, welche ermöglicht, dass ein tatsächlicher Kraftstoffeinspritzungszustand mit hoher Genauigkeit erfasst wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Kraftstoffeinspritzungszustandserfassungsvorrichtung für ein Kraftstoffeinspritzungssystem vorgesehen, welches einen Kraftstoffinjektor enthält, der Kraftstoff in eine Verbrennungsmaschine durch eine Kraftstoffeinspritzungsöffnung einspritzt, und einen Kraftstoffdrucksensor, der eine Veränderung des Kraftstoffdrucks in der Kraftstoffzuführpassage aufgrund einer Kraftstoffeinspritzung durch den Kraftstoffinjektor erfasst.
Die Kraftstoffeinspritzungszustandserfassungsvorrichtung enthält: eine Muster- bzw. Modellkurvenverlaufspeichereinrichtung zum Speichern einer Mehrzahl von Modellkurvenverläufen, welche Referenzkraffstoffdruckkurvenverläufe sind, die durch den Kraftstoffdrucksensor erfasst werden, und welche einen Kraftstoffeinspritzungszustand darstellen; eine Modellkurvenverlaufauswähleinrichtung zum Auswählen eines Kurvenverlaufs, welcher einem erfassten Kurvenverlauf, der durch den Kraftstoffdrucksensor aus den Modellkurvenverläufen erfasst wird, am ähnlichsten ist; und eine Einspritzungszustandsabschätzeinrichtung zum Abschätzen eines Kraftstoffeinspritzungszustands basierend auf dem ausgewählten einzelnen Modellkurvenverlauf.
Gemäß der vorstehend dargestellten Ausführungsform werden eine Mehrzahl von Modellkurvenverläufen im Speicher gespeichert, und einer der Modellkurvenverläufe, welcher dem erfassten Kurvenverlauf am ähnlichsten ist, wird daraus ausgewählt. Basierend auf diesem ausgewählten Modellkurvenverlauf wird der tatsächliche Kraftstoffeinspritzungszustand abgeschätzt. Daher, da der Kraftstoffeinspritzungszustand basierend auf dem Modellkurvenverlauf ohne Einflüsse, die nicht die Kraftstoffeinspritzung betreffen, abgeschätzt werden kann, kann der tatsächliche Kraftstoffeinspritzungszustand mit einer hohen Genauigkeit erfasst (abgeschätzt) werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
Weitere Aufgaben, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung bezüglich der beigefügten Figuren, in welchen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, deutlicher ersichtlich. In den Figuren zeigt:
1 ein Konstruktionsdiagramm, das ein Kraftstoffeinspritzungssystem darstellt, bei welchem eine Kraftstoffeinspritzungszustandserfassungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist;
2 ein Flussdiagramm, das eine Kraftstoffeinspritzungssteuerung gemäß der ersten Ausführungsform darstellt;
3 ein Flussdiagramm, das einen Prozessablauf zum Erfassen eines Kraftstoffeinspritzungszustands basierend auf einem Erfassungsdruck darstellt, der durch einen Kraftstoffdrucksensor gemäß der ersten Ausführungsform erfasst wird;
4A bis 4C Zeitdiagramme, die eine Beziehung zwischen einem Druckkurvenverlauf, der durch den Kraftstoffdrucksensor erfasst wird, und einem Kurvenverlauf einer tatsächlichen Einspritzungsrate, gemäß der ersten Ausführungsform darstellt;
5A bis 5D Diagramme, die mehrere Modellkurvenverläufe zeigen;
6A bis 6C Zeitdiagramme zum Erläutern eines Prozessablaufs, bei welchem ein einzelner Modellkurvenverlauf, welcher den erfassten Kurvenverlauf „W” am ähnlichsten ist, aus den mehreren Modellkurvenverläufen ausgewählt wird;
7A bis 7C Zeitdiagramme zum Erläutern eines Prozessablaufs, bei welchem der erfasste Kurvenverlauf „W” basierend auf einem Korrekturkurvenverlauf „Ma” gemäß einer zweiten Ausführungsform korrigiert wird; und
8 ein Flussdiagramm, das einen Prozessablauf zum Erfassen eines Kraftstoffeinspritzungszustands basierend auf einem Erfassungsdruck darstellt, der durch einen Kraftstoffdrucksensor gemäß einer dritten Ausführungsform erfasst wird.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Hiernach werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Gleiche Teile und Komponenten werden in den Ausführungsformen mit gleichen Bezugszeichen versehen, und gleiche Beschreibungsteile werden nicht wiederholt.
[Erste Ausführungsform]
Eine Kraftstoffeinspritzungszustandserfassungsvorrichtung ist für eine Verbrennungsmaschine (Dieselmaschine) mit vier Zylindern #1–#4 vorgesehen.
1 zeigt eine schematische Ansicht, die einen Kraftstoffinjektor 10, einen Kraftstoffdrucksensor 20, eine elektronische Steuereinheit (ECU) 30 und dergleichen darstellt. Bei einem Kraftstoffeinspritzungssystem einschließlich des Kraftstoffinjektors 10, wird ein Kraftstoff, der in einem Kraftstofftank 40 enthalten ist, durch eine Hochdruckpumpe 41 nach oben gepumpt und in einer gemeinsamen Schiene bzw. Common-Rail 42 angesammelt, um dem Kraftstoffinjektor 10 durch eine Hochdruckleitung 43 zugeführt zu werden.
Der Kraftstoffinjektor 10 besteht aus einem Körper 11, einer Nadel (Ventilkörper) 12, einem elektromagnetischen Solenoid (Aktor) 13 und dergleichen. Der Körper 11 weist eine Hochdruckpassage 11a darin auf. Der Kraftstoff, der von der Common-Rail 42 zugeführt wird, fließt durch die Hochdruckpassage 11a und wird in eine Verbrennungskammer (nicht dargestellt) durch eine Einspritzungsöffnung 11b eingespritzt. Ein Teil des Kraftstoffs, der durch die Hochdruckpassage 11a fließt, wird in eine Gegendruckkammer 11c eingeführt, die im Körper 11 ausgebildet ist. Ein Auslassanschluss 11d der Gegendruckkammer 11c wird durch ein Steuerventil 14 geöffnet/geschlossen, welches durch den elektromagnetischen Solenoid 13 angesteuert wird. Die Nadel 12 erfährt eine Vorspannkraft und einen Kraftstoffdruck in der Gegendruckkammer 11c in Schließrichtung der Einspritzungsöffnung 11b. Die Nadel 12 erfährt zudem eine Vorspannkraft von Kraftstoff, der in einen Hohlraumabschnitt 11f angesammelt ist, in Öffnungsrichtung der Einspritzungsöffnung 11b.
Ein Kraftstoffdrucksensor 20, der Kraftstoffdruck erfasst, ist in einer Kraftstoffzuführpassage zwischen der Common-Rail 42 und der Einspritzungsöffnung 11b, zum Beispiel in der Hochdruckleitung 43 oder der Hochdruckpassage 11a vorgesehen. In der vorliegenden Ausführungsform, die in 1 dargestellt ist, ist der Kraftstoffdrucksensor 20 an einen Verbindungsabschnitt zwischen der Hochdruckleitung 42 und dem Körper 11 vorgesehen. Alternativ, wie durch eine gestrichelte Linie in 1 dargestellt, kann der Kraftstoffdrucksensor 20 am Körper 11 vorgesehen sein. Der Kraftstoffdrucksensor 20 ist an jedem der Zylinder #1–#4 bzw. den Kraftstoffinjektoren vorgesehen.
Hiernach wird ein Betrieb des Kraftstoffinjektors 10 beschrieben. Während der elektromagnetische Solenoid 13 nicht erregt ist, ist das Steuerventil 14 durch die Feder 16 vorgespannt, um den Auslassanschluss 11b zu schließen. Dadurch wird der Kraftstoffdruck in der Gegendruckkammer 11c derart erhöht, dass die Nadel I2 die Einspritzungsöffnung 11b schließt. Währenddessen, wenn der elektromagnetische Solenoid 13 erregt wird, öffnet das Steuerventil 14 den Auslassanschluss 11d gegen die Feder 16. Anschließend wird der Kraftstoffdruck in der Gegendruckkammer 11c vermindert, um die Einspritzungsöffnung 11b zu öffnen, so dass der Kraftstoff von der Einspritzungsöffnung 11b in die Verbrennungskammer eingespritzt wird.
Dabei ist anzumerken, dass während der elektromagnetische Solenoid 13 erregt ist und die Kraftstoffeinspritzung durchgeführt wird, der Kraftstoff, der in die Gegendruckkammer 11c von der Hochdruckpassage 11a eingeführt wird, durch den Auslassanschluss 11d in eine Niederdruckpassage 11e ausgelassen wird. Das heißt, während der Kraftstoffeinspritzung wird der Kraftstoff in der Hochdruckpassage 11a durch die Gegendruckkammer 11c ständig in die Niederdruckpassage 11e ausgelassen.
Die ECU 30 steuert den elektromagnetischen Solenoid 13, um die Nadel 12 anzusteuern. Die ECU 30 berechnet zum Beispiel einen Sollkraftstoffeinspritzungszustand einschließlich eines Kraftstoffeinspritzungsstartzeitpunkts, eines Kraftstoffeinspritzungsendzeitpunkts und einer Kraftstoffeinspritzungsmenge und dergleichen. Anschließend steuert die ECU 30 den elektromagnetischen Solenoid 13 an, um den Sollkraftstoffeinspritzungszustand zu erhalten.
Bezüglich eines Flussdiagramms, das in 2 dargestellt ist, wird hiernach ein Steuerprozessablauf zum Ansteuern bzw. Antreiben des elektromagnetischen Solenoids 13 beschrieben.
In Schritt S11 liest die ECU 30 festgelegte Parameter, die den Maschinenantriebszustand wie zum Beispiel eine Maschinengeschwindigkeit, Maschinenlast, Kraftstoff druck, der zum Kraftstoffinjektor 10 zugeführt wird, und dergleichen.
In Schritt S12 stellt die ECU 30 das Einspritzungsmuster basierend auf den Parametern ein, welche in Schritt S11 gelesen werden. Zum Beispiel sind optimale Kraftstoffeinspritzungsmuster vorher als Einspritzungssteuerkennfeld bezüglich der Parameter gespeichert. Basierend auf den Parametern, die in Schritt S11 gelesen werden, wird das optimale Sollkraftstoffeinspritzungsmuster erstellt. Es sollte angemerkt sein, dass das Sollkraftstoffeinspritzungsmuster basierend auf den Parameter wie zum Beispiel einer Anzahl von Kraftstoffeinspritzungen pro Verbrennungszyklus, einen Kraftstoffeinspritzungsstartzeitpunkt und einer Kraftstoffeinspritzungsdauer (Kraftstoffeinspritzungsmenge) von jeder Kraftstoffeinspritzung bestimmt. Das Einspritzungssteuerkennfeld zeigt eine Beziehung zwischen den Parametern und dem optimalen Einspritzungsmuster an.
In Schritt S1 gibt die ECU 30 ein Kraftstoffeinspritzungsbefehlssignal an den elektromagnetischen Solenoid 13 basierend auf dem Sollkraftstoffeinspritzungsmuster, das in Schritt S12 bestimmt wird, aus. Dadurch wird die Kraftstoffeinspritzung im optimalen Muster gemäß den Parametern, die in Schritt 511 erhalten werden, durchgeführt.
Allerdings ist es wahrscheinlich, dass das tatsächliche Kraftstoffeinspritzungsmuster vom Sollkraftstoffeinspritzungsmuster aufgrund einer Alterung des Kraftstoffinjektors 10 oder individueller Unterschiede des Kraftstoffinjektors 10 abweicht. Um eine solche Abweichung zu vermeiden wird das tatsächliche Kraftstoffeinspritzungsmuster (tatsächlicher Kraftstoffeinspritzungszustand) basierend auf dem Erfassungswert des Kraftstoffdrucksensors 20 erfasst. Ferner wird das Kraftstoffeinspritzungsbefehlssignal derart korrigiert, dass das erfasste tatsächliche Kraftstoffeinspritzungsmuster mit dem Sollkraftstoffeinspritzungsmuster übereinstimmt. Diese Korrektur wird für die Berechnung des nachfolgenden Kraftstoffeinspritzungsbefehlssignals gelernt.
Bezüglich 3 wird ein Prozessablauf zum Erfassen (Berechnen) eines tatsächlichen Kraftstoffeinspritzungszustands basierend auf dem Erfassungswert des Kraftstoffdrucksensors 20 beschrieben.
Der Prozessablauf, der in 3 dargestellt ist, wird bei einem festgelegten Zyklus (zum Beispiel ein Berechnungszyklus der CPU) oder bei jedem festgelegten Kurbelwinkel durchgeführt. In Schritt S10 wird ein Ausgabewert (Erfassungsdruck) von jedem Kraftstoffdrucksensor 20 gelesen. Dieser Prozess wird bezüglich jedem Kraftstoffdrucksensor 20 ausgeführt. Es ist bevorzugt, dass der Ausgabewert gefiltert wird, um ein Hochfrequenzrauschen davon zu entfernen.
Bezüglich 4A bis 4C wird der Prozessablauf in Schritt S10 im Detail beschrieben.
4A stellt das Einspritzungsbefehlssignal dar, welches der Kraftstoffinjektor 10 von der ECU 30 in Schritt 513 empfängt. Wenn das Einspritzungsbefehlssignal zum Injektor 10 übertragen wird, wird der elektromagnetische Solenoid 13 erregt, um die Einspritzungsöffnung 11b zu öffnen. Das heißt, die ECU 30 befiehlt, dass der Kraftstoffinjektor 10 mit der Kraftstoffeinspritzung im Kraftstoffeinspritzungsstartzeitpunkt „Is” beginnt und die ECU 30 befiehlt, dass der Kraftstoffinjektor 10 die Kraftstoffeinspritzung im Kraftstoffeinspritzungsendzeitpunkt „Ie” stoppt. Während einer Zeitdauer (Einspritzungsbefehlsdauer) „Tq” vom Zeitpunkt „Is” zum Zeitpunkt „Ie”, ist die Einspritzungsöffnung 11b geöffnet. Durch Steuern der Zeitdauer „Tq” wird die Kraftstoffeinspritzungsmenge „Q” gesteuert. 4B stellt eine Veränderung der Kraftstoffeinspritzungsrate dar, und 4C stellt eine Veränderung des Erfassungsdrucks dar, der durch den Kraftstoffdrucksensor 20 erfasst wird. Es sollte erwähnt werden, dass 4A bis 4C einen Fall darstellen, bei welchem die Einspritzungsöffnung 11b nur einmal öffnet und geschlossen wird.
Die ECU 30 erfasst den Ausgabewert des Kraftstoffdrucksensors 20 durch eine Sub-Routine (nicht dargestellt). Bei dieser Sub-Routine wird der Ausgabewert des Kraftstoffdrucksensors 20 in einem kurzen Intervall derart erfasst, dass ein Druckkurvenverlauf wie in 4C dargestellt erstellt werden kann. Genauer gesagt wird die Sensorausgabe sukzessive in einem Intervall kürzer als 50 μsek (vorzugsweise 20 μsek) ermittelt. Eine solche Sensorausgabe wird im Schritt S10 gelesen.
Der Druckkurvenverlauf, der durch den Kraftstoffdrucksensor 20 erfasst wird, und eine Veränderung der Kraftstoffeinspritzungsrate weisen die nachfolgende Beziehung auf. Nachdem der elektromagnetische Solenoid 13 im Kraftstoffeinspritzungsstartzeitpunkt „Is” erregt ist bzw. wird, um die Kraftstoffeinspritzung von der Einspritzungsöffnung 11b zu starten, beginnt die Kraftstoffeinspritzungsrate bei einem Veränderungspunkt „R3”, wie in 4B dargestellt, anzusteigen. Das heißt, eine tatsächliche Kraftstoffeinspritzungsrate wird gestartet. Anschließend erreicht die Einspritzungsrate die maximale Einspritzungsrate im Veränderungspunkt „R4”. Das heißt, das Nadelventil 12 wird im Veränderungspunkt „R3” angehoben, wobei der Anhebebetrag des Nadelventils 12 im Veränderungspunkt „R4” maximal wird.
Anschließend, nachdem der elektromagnetische Solenoid 13 im Kraftstoffeinspritzungsendzeitpunkt „Ie” nicht mehr erregt wird, beginnt die Einspritzungsrate im Veränderungspunkt „R7” abzufallen. Anschließend wird die Einspritzungsrate im Veränderungspunkt „R8” Null, und die tatsächliche Kraftstoffeinspritzung wird beendet. Das heißt, das Nadelventil 12 wird im Veränderungspunkt „R7” angehoben, und die Einspritzungsöffnung 11d wird durch das Nadelventil 12 im Veränderungszeitpunkt „R8” abgedichtet.
4C stellt eine Veränderung des Kraftstoffdrucks dar, der durch den Kraftstoffdrucksensor 20 erfasst wird. Vor dem Kraftstoffeinspritzungsstartzeitpunkt „Is” wird der Erfassungsdruck durch „P0” gekennzeichnet. Nachdem der Ansteuerstrom bzw. Steuerstrom am elektromagnetischen Solenoid 13 angelegt ist, beginnt der Erfassungsdruck im Veränderungspunkt „P1” abzufallen, bevor die Einspritzungsrate beginnt im Veränderungspunkt „R3” anzusteigen. Dies ist deshalb so, da das Steuerventil 14 den Auslassanschluss 11d öffnet und der Druck in der Gegendruckkammer 11c im Veränderungspunkt „P1” vermindert wird. Wenn der Druck in der Gegendruckkammer 11c genug vermindert ist, wird der Erfassungsdruckabfall im Veränderungspunkt „P2” gestoppt. Dies ist deshalb so, da der Auslassanschluss 11d vollständig geöffnet ist und die Austrittsmenge konstant wird, abhängig vom Innendurchmesser des Auslassanschlusses 11d.
Anschließend, wenn die Einspritzungsrate beginnt im Veränderungspunkt „P3” anzusteigen, beginnt der Erfassungsdruck im Veränderungspunkt „P3” abzufallen. Wenn die Einspritzungsrate die maximale Einspritzungsrate im Veränderungspunkt „R4” erreicht, wird der Erfassungsdruckabfall im Veränderungspunkt „P4” gestoppt. Hierbei ist zu erwähnt, dass der Druckabfallbetrag vom Veränderungspunkt „P3” zum Veränderungspunkt „P4” größer als der vom Veränderungspunkt „P1” zum Veränderungspunkt „P2” ist.
Anschließend beginnt der Erfassungsdruck im Veränderungspunkt „P5” anzusteigen. Dies ist deshalb so, da das Steuerventil 14 den Auslassanschluss 11d abdichtet und der Druck in der Gegendruckkammer 11c im Veränderungspunkt „P5” angehoben wird. Wenn der Druck in der Gegendruckkammer 11c ausreichend angehoben ist, wird das Anheben des Erfassungsdrucks im Veränderungspunkt „P6” gestoppt. Diese Veränderungspunkte „P5” und „P6” treten aufgrund der Veränderung des Kraftstoffdrucks in der Gegendruckkammer 11c und der Druckpulsation „Pm”, die um die Einspritzungsöffnung 11b erzeugt wird, auf.
Wenn die Einspritzungsrate beginnt im Veränderungspunkt „R7” abzufallen, beginnt der Erfassungsdruck im Veränderungspunkt „P7” anzusteigen. Anschließend, wenn die Einspritzungsrate Null wird und die tatsächliche Kraftstoffeinspritzung im Veränderungspunkt „R8” beendet wird, wird der Anstieg des Erfassungsdrucks im Veränderungspunkt „P8” gestoppt. Hierbei ist zu erwähnen, dass der Druckanstiegsbetrag vom Veränderungspunkt „P7” zum Veränderungspunkt „P8” größer als der vom Veränderungspunkt „P5” zum Veränderungspunkt „P6” ist. Nach dem Veränderungspunkt „P8” wird der Erfassungsdruck über eine festgelegte Dauer abgeschwächt.
Wie vorstehend beschrieben weisen die Veränderungspunkte „P3”, „P4”, „P7” und „P8” im erfassten Kurvenverlauf „W” eine Korrelation mit dem Startpunkt „R3” des Einspritzungsratenanstiegs (tatsächlicher Kraftstoffeinspritzungsstartzeitpunkt), dem maximalen Einspritzungsratenpunkt „R4”, dem Startpunkt „R7” des Einspritzungsratenabfalls, und dem Endpunkt „R8” des Einspritzungsratenabfalls (tatsächlicher Kraftstoffeinspritzungsendzeitpunkt) auf.
Ferner weist eine Abfallrate „Pα” des Erfassungsdrucks vom Veränderungspunkt „P3” zum Veränderungspunkt „P4” eine Korrelation mit einer Anstiegsrate „Rα” der Einspritzungsrate vom Veränderungspunkt „R3” zum Veränderungspunkt „R4” auf. Eine Anstiegsrate „Pγ” des Erfassungsdrucks vom Veränderungspunkt „P7” zum Veränderungspunkt „P8” weist eine Korrelation mit einer Abfallrate „Rγ” der Einspritzungsrate vom Veränderungspunkt „R7” zum Punkt „R8” auf. Ein Abfallbetrag „Pβ” des Erfassungsdrucks vom Veränderungspunkt „P3” zum Veränderungspunkt „P4” (maximaler Druckabfallsbetrag „Pβ”) weist eine Korrelation mit einem Anstiegsbetrag „Rβ” der Einspritzungsrate vom Veränderungspunkt „R3” zum Veränderungspunkt „R4” (maximale Einspritzungsrate „Rβ”) auf. Ferner ist ein Wert eines Integrals „S” der Einspritzungsrate vom tatsächlichen Kraftstoffeinspritzungsstartzeitpunkt zum tatsächlichen Kraftstoffeinspritzungsendzeitpunkt (schattierter Bereich in 4B) gleich der Einspritzungsmenge „Q”. Ein Wert des Integrals des Erfassungsdrucks vom tatsächlichen Kraftstoffeinspritzungsstartzeitpunkt zum tatsächlichen Kraftstoffeinspritzungsendzeitpunkt weist eine Korrelation mit dem integrierten Wert „S” der Einspritzungsrate auf.
Rückbeziehend zu 3 wird in den Schritten S20 bis S40 bestimmt, ob die tatsächliche Kraftstoffeinspritzungsmenge normal ist.
Genauer gesagt, wird in Schritt S20 eine maximale Abfallmenge des erfassten Kurvenverlaufs „W” als Druckabfallmenge ΔP für die Bestimmung berechnet. Ein minimaler Kraftstoffdruck „P4” wird zum Beispiel in einer festgelegten Dauer vom Kraftstoffeinspritzungsstartzeitpunkt „Is” erhalten, und ein Kraftstoffdruck „P0” beim Kraftstoffeinspritzungsstartzeitpunkt „Is” erhalten. Anschließend wird der Kraftstoffdruck „P4” vom Kraftstoffdruck „P0” subtrahiert, um einen Kraftstoffdruck (ΔP2 + Pβ) zu erhalten. Dieser Kraftstoffdruck (ΔP2 + Pβ) wird als die Bestimmungsdruckabfallmenge ΔP definiert. Hierbei ist zu erwähnen, dass die Druckdifferenz (P1–P4), (P2–P4) oder (P3–P4) als die Bestimmungsdruckabfallmenge ΔP definiert sein kann. In diesem Fall ist eine Differenzialberechnung des erfassten Kurvenverlaufs „W” erforderlich, um den Wechselpunkt bzw. Veränderungspunkt „P1”, „P2” oder „P3” zu erhalten. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann die Bestimmungsdruckabfallmenge ΔP jedoch auch ohne Differenzialberechnung berechnet werden.
In Schritt S30, basierend auf der Einspritzungsbefehlsdauer „Tq”, wird ein Abnormalitätsbestimmungswert „THp” berechnet. In Schritt S40 (Abnormalitätsbestimmungseinrichtung) wird bestimmt, ob die Druckabfallsmenge ΔP größer oder gleich dem Abnormalitätsbestimmungswert „THp” ist. Wenn die Antwort in Schritt S40 JA ist, wird bestimmt, dass keine Abnormalität vorliegt. Der Prozessablauf schreitet zu Schritt S50 voran. Wenn die Antwort in Schritt S40 NEIN ist, wird bestimmt, dass eine Abnormalität vorliegt. Der Prozessablauf schreitet zu Schritt S60 voran.
Die ECU 30 enthält einen Speicher 31 (Modelllkurvenverlaufspeichereinrichtung), in welchem eine Mehrzahl von Modellkurvenverläufen, die in 5A bis 5D dargestellt sind, gespeichert sind. Diese Modellkurvenverläufe sind Referenzkurvenverläufe des erfassten Kurvenverlaufs „W”, welcher den Kraftstoffeinspritzungszustand darstellt. Ferner enthalten diese Modellkurvenverläufe nicht eine Kurvenverlaufkomponente mit Einflüssen, die sich nicht auf die Kraftstoffeinspritzung beziehen, wie zum Beispiel die beschriebene Druckpulsation „Pm”. Somit ist die Form des Modellkurvenverlaufs im Wesentlichen trapezförmig, wie in den 5A und 5B dargestellt.
Falls jedoch die Kraftstoffeinspritzungsmenge nicht größer als eine festgelegte Menge ist, wird das Nadelventil 12 kurz nachdem es nach oben bewegt wird, nach unten bewegt, bevor es die maximale Anhebung erreicht. Somit beginnt die Kraftstoffeinspritzungsrate anzusteigen, um anschließend abzufallen, bevor die maximale Einspritzungsrate erreicht wird. Daher, falls die Kraftstoffeinspritzungsmenge klein ist, ist der Modellkurvenverlauf wie in 5C und 5D dreiecksförmig.
Wie vorstehend beschrieben, wenn die Kraftstoffeinspritzungsmenge abnormal wird, wird die Kraftstoffeinspritzungsrate vermindert. Die Form des Modellkurvenverlaufs ist trapezförmig oder dreiecksförmig wie in den 5B und 5D dargestellt. Diese Höhen sind geringer als jene, die in 5A und 5C dargestellt sind.
Diese Modellkurvenverläufe zeigen den Kraftstoffeinspritzungszustand, wie zum Beispiel „R3”, „R8”, „R4”, „R7”, „Rβ” und „Q”, an. Der Speicher 31 speichert „R3”, „R8”, „R4”, „R7”, „Rβ” und „Q” für jeden Modellkurvenverlauf.
In Schritt S50 (Modellkurvenverlaufsauswählmittel) wählt die ECU 30 einen Modellkurvenverlauf aus mehreren Modellkurvenverläufen, dargestellt in 5A und 5C, welcher dem erfassten Kurvenverlauf „W” am ähnlichsten ist, aus. Bezüglich 6A bis 6C wird hiernach ein Auswahlverfahren des Modellkurvenverlaufs beschrieben. Eine durchgehende Linie in 6C steht für den erfassten Kurvenverlauf „W” in einem Fall, bei dem ein Kraftstoffeinspritzungsbefehlssignal, dargestellt in 6A, ausgegeben wird. Ein Ausgabezeitpunkt des Kraftstoffeinspritzungsbefehlssignals korreliert mit der Phase des erfassten Kurvenverlaufs „W”. Eine gestrichelte Linie in 6C steht für den Modellkurvenverlauf „M”, welcher mit dem erfassten Kurvenverlauf „W” korreliert.
Ein Verfahren zum Korrelieren des Modellkurvenverlaufs „M” mit dem erfassten Kurvenverlauf „W” wird nachfolgend im Detail beschrieben. Ein Druckabfallstartpunkt „M3” (Referenzpunkt) des Modellkurvenverlaufs „M” wird mit einem Punkt in Übereinstimmung gebracht, bei welchem eine festgelegte Zeit „Tdel” (Antwortverzögerungszeit) vom Kraftstoffeinspritzungsstartzeitpunkt „Is” vergangen ist. Dadurch wird die Phase des Modellkurvenverlaufs „M” mit der Phase des erfassten Kurvenverlaufs „W” in Zusammenhang gebracht bzw. korreliert.
Diese Korrelationsverfahren kann wie folgt modifiziert werden. Zum Beispiel wird ein Druckanstiegsstartpunkt „M7” des Modellkurvenverlaufs „M” in Übereinstimmung mit einem Punkt gebracht, bei welchem eine festgelegte Zeit vom Kraftstoffeinspritzungsendzeitpunkt „Ie” vergangen ist. Alternativ wird einer der Veränderungspunkte „P3”, „P4”, „P7” und „P8”, die bei dem erfassten Kurvenverlauf „W” auftreten, durch die Differenzialberechnung erfasst. Der erfasste Veränderungspunkt wird in Übereinstimmung mit dem Referenzpunkt „M3”, „M4”, „M7” oder „M8” des Modellkurvenverlaufs „M” gebracht.
Anschließend berechnet die ECU 30 eine Abweichung zwischen dem Modellkurvenverlauf „M” und dem erfassten Kurvenverlauf „W”. Zum Beispiel berechnet die ECU 30 einen Differenzialdruck zwischen dem Modellkurvenverlauf „M” und dem erfassten Kurvenverlauf „W” in jeder festgelegten Phase. Die Summierung des Differenzialdrucks wird als Abweichung dazwischen berechnet. Anschließend werden die vorstehende Korrelations- und Abweichungsberechnungen bezüglich der mehreren Modellkurvenverläufe ausgeführt. Der Modellkurvenverlauf mit der kleinsten Abweichung wird als Modellkurvenverlauf „M”, welcher dem erfassten Kurvenverlauf „W” am ähnlichsten ist, ausgewählt.
Währenddessen wählt die ECU 30 in Schritt S60 (Modellkurvenverlaufsauswählmittel) einen Modellkurvenverlauf aus den mehreren Modellkurvenverläufen, dargestellt in 5B und 5D, welche dem erfassten Kurvenverlauf „W” am ähnlichsten sind, aus. Dieser Prozess ist gleich dem Prozess in Schritt S50. 6B stellt eine Veränderung der Kraftstoffeinspritzungsrate entsprechend des Modellkurvenverlaufs „M”, dargestellt in 6C, dar. In Schritt S70 (Einspritzungszustandsabschätzmittel) wird die Veränderung der Kraftstoffeinspritzungsrate entsprechend dem Modelkurvenverlauf ausgewählt in Schritt S50 oder S60, als der tatsächliche Kraftstoffeinspritzungszustand erhalten.
Wie vorstehend beschrieben speichert der Speicher 31 „R3”, „R8”, „R4”, „R7”, „Rβ” und „Q” bezüglich jedes Modellkurvenverlaufs. In Schritt S70 liest die ECU 30 „R3” „R8”, „R4”, „R7”, „Rβ” und „Q” entsprechend dem ausgewählten Modellkurvenverlauf „M” aus dem Speicher 31 aus, was den tatsächlichen Kraftstoffeinspritzungszustand anzeigt. Insbesondere sind „R3”, „R8” und „Q” wichtige Parameter, welche den Kraftstoffeinspritzungszustand anzeigen. Falls die Korrektur und das Lernen des Kraftstoffeinspritzungsbefehlssignals bezüglich des Sollkraftstoffeinspritzungsmusters basierend auf diesen Werten ausgeführt werden wird die Genauigkeit der Steuerung, in welcher das tatsächliche Kraftstoffeinspritzungsmuster mit dem Sollkraftstoffeinspritzungsmuster übereinstimmt, verbessert.
Wie vorstehend beschrieben wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Mehrzahl von Modellkurvenverläufen im Speicher gespeichert, und einer der Modellkurvenverläufe, welcher den erfassten Kurvenverlauf „W” am ähnlichsten ist, wird daraus ausgewählt. Basierend auf diesem ausgewählten Modellkurvenverlauf wird der tatsächliche Kraftstoffeinspritzungszustand abgeschätzt. Somit, da der Kraftstoffeinspritzungszustand „R3”, „R8”, „Q” basierend auf dem Modellkurvenverlauf ohne Einflüsse, die nicht die Kraftstoffeinspritzung betreffen, abgeschätzt werden kann, kann der tatsächliche Kraftstoffeinspritzungszustand mit hoher Genauigkeit abgeschätzt werden.
Ferner, falls die Druckpulsation „Pm” vom erfassten Kurvenverlauf ausgeschlossen wird, ist die Form des Druckkurvenverlaufs trapezförmig oder dreiecksförmig. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform, da der Modellkurvenverlauf trapezförmig oder dreiecksförmig ist, kann die Erfassungsgenauigkeit des Kraftstoffeinspritzungszustands verbessert werden.
Ferner werden gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Modellkurvenverläufe für einen Fall, dass eine Abnormalität in einem Kraftstoffeinspritzungssystem vorliegt, zusätzlich zu den Modellkurvenverläufen, für einen Fall, dass keine Abnormalität vorliegt, gespeichert. Somit, selbst wenn eine Abnormalität im Kraftstoffeinspritzungssystem auftritt, kann die Erfassungsgenauigkeit des Kraftstoffeinspritzungszustands ausreichend gewährleistet werden. Zudem, falls ein Abnormalitätszustand erfasst wird, wird der Modellkurvenverlauf, welcher dem erfassten Kurvenverlauf am ähnlichsten ist, mir aus den Modellkurvenverläufen für den Abnormalitätszustand ausgewählt, wodurch eine Last bzw. Ladeprozess des Auswählprozesses der ECU 30 reduziert werden kann.
[Zweite Ausführungsform]
Gemäß einer zweiten Ausführungsform speichert der Speicher 31 (Korrekturkurvenverlaufsspeichereinrichtung) vorher einen Korrekturkurvenverlauf „Ma”, der in 7B dargestellt ist. Dieser Korrekturkurvenverlauf „Ma” ist ein Kurvenverlauf aufgrund von Einflüssen, die nicht die Kraftstoffeinspritzung sind. Die ECU 30 korrigiert den erfassten Kurvenverlauf „W”, dargestellt in 7A, basierend auf dem Korrekturkurvenverlauf „Ma”. Eine Abweichung zwischen dem korrigierten erfassten Kurvenverlauf „Wa”, dargestellt in 7C, und dem Modellkurvenverlauf wird berechnet. Anschließend wird der Modellkurvenverlauf, welcher dem korrigierten erfassten Kurvenverlauf „Wa” am ähnlichsten ist, ausgewählt.
7B stellt den Korrekturkurvenverlauf „Ma” zum Korrigieren der Druckpulsation „Pm”, dargestellt in 4C, dar. Der Korrekturkurvenverlauf „Ma” wird vom erfassten Kurvenverlauf „W” subtrahiert. Der Prozessablauf, welcher durch die ECU 30 ausgeführt wird, ist gleich dem in der ersten Ausführungsform, ausgenommen der Schritte S50 und S60.
Wie vorstehend, gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben, ist der korrigierte erfasste Kurvenverlauf „Wa” näher am Kurvenverlauf der den Einfluss durch die Druckpulsation „Pm” nicht enthält. Da der Modellkurvenverlauf basierend auf dem korrigierten erfassten Kurvenverlauf „Wa” ausgewählt wird, kann dessen Auswählgenauigkeit derart verbessert werden, dass der Modelkurvenverlauf mit einer hohen Korrelation zum tatsächlichen Kraftstoffeinspritzungskurvenverlauf ausgewählt wird. Daher kann die Genauigkeit zum Erfassen (Abschätzen) des tatsächlichen Kraftstoffeinspritzungszustands „R3”, „R8” und „R” verbessert werden.
[Dritte Ausführungsform]
8 zeigt ein Flussdiagramm, das einen Prozessablauf zum Erfassen eines tatsächlichen Kraftstoffeinspritzungszustands darstellt. In diesem Flussdiagramm werden Prozesse, die gleich denen sind, die in 3 dargestellt sind, mit den gleichen Bezugszeichen dargestellt, wobei auf gleiche Beschreibungsteile verzichtet wird.
In Schritt S10 wird ein Ausgabewert (Erfassungsdruck) von jedem Kraftstoffdrucksensor 20 gelesen, um den erfassten Kurvenverlauf „W” zu erhalten. In den nachfolgenden Schritten S20, S30 und S40 wird bestimmt, ob ein Abnormalitätszustand auftritt, wie zum Beispiel eine Verstopfung der Kraftstoffeinspritzungsöffnung.
In den Schritten S41 und S42 (Einspritzungsmengenbestimmungsmittel) wird bestimmt, ob ein Einspritzungsbefehlssignal zum Kraftstoffinjektor 10 eine kleine Kraftstoffmengeneinspritzung anzeigt. Die kleine Kraftstoffmengeneinspritzung ist eine Kraftstoffeinspritzung, bei welcher die Menge kleiner als ein festgelegter Wert ist. Genauer gesagt, wenn die Öffnungsdauer „Tq” des Kraftstoffinjektors 10 kleiner als ein vorbestimmter Schwellwert „THQ” ist, bestimmt die ECU 30, dass es eine kleine Kraftstoffmengeneinspritzung ist.
Wenn die Antworten in den Schritten S40 und S41 JA sind, schreitet der Prozessablauf zu Schritt S51 voran. Wenn die Antwort in Schritt S41 NEIN ist, schreitet der Prozessablauf zu Schritt S52 voran. Währenddessen, wenn die Antwort in Schritt S40 NEIN ist und die Antwort in Schritt S42 JA ist, schreitet der Prozessablauf zu Schritt S61 voran. Wenn die Antwort in Schritt S42 NEIN ist, schreitet der Prozessablauf zu Schritt S62 voran.
Wenn der Kurvenverlauf, welcher dem erfassten Kurvenverlauf „W” am ähnlichsten ist, aus verschiedenen Gruppen von Modellkurvenverläufen ausgewählt wird, ist die nachfolgende Gruppe von Modellkurvenverläufen ein Auswahlobjekt. Das heißt, in Schritt S51 wird der ähnlichste Kurvenverlauf von den trapezförmigen Modellkurvenverläufen für einen Normalzustand, dargestellt in 5A, ausgewählt. In Schritt S52 wird der ähnlichste Kurvenverlauf von den dreiecksförmigen Modellkurvenverläufen für den Normalzustand, dargestellt in 5C, ausgewählt. In Schritt 561 wird der ähnlichste Kurvenverlauf von dem trapezförmigen Modellkurvenverlauf für den abnormalen Zustand, dargestellt in 5B, ausgewählt. In Schritt S62 wird der ähnlichste Kurvenverlauf von den dreiecksförmigen Kurvenverläufen für den abnormalen Zustand, dargestellt in 5B, ausgewählt. Hierbei ist zu erwähnen, dass diese Schritte S51, S52, S61 und S62 einem Modellkurvenverlaufsauswählmittel entsprechen.
Wie vorstehend gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben, basierend auf der Befehlseinspritzungsmenge (Ventilöffnungsdauer „Tq”), wird einer der dreiecksförmigen Modellkurvenverläufe und der trapezförmigen Modellkurvenverläufe ausgewählt. Der Kurvenverlauf, welcher dem erfassten Kurvenverlauf „W” am ähnlichsten ist, wird von den ausgewählten Modellkurvenverläufen ausgewählt. Somit kann die Last, wie die für die ECU 30, zum Auswählen des Modellkurvenverlaufs reduziert werden.
[Weitere Ausführungsform]
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern kann zum Beispiel auf die nachfolgende Weise durchgeführt werden. Ferner können die charakteristischen Konfigurationen jeder Ausführungsform kombiniert werden.
Unabhängig vom abnormalen Zustand kann jeder Modellkurvenverlauf ausgewählt werden. Die Abweichung zwischen dem erfassten Kurvenverlauf „W” und allen Modellkurvenverläufen kann berechnet werden.
Bei den vorstehenden Ausführungsformen werden die Modellkurvenverläufe, dargestellt in 5A bis 5D, im Speicher 31 in Form von geometrisch graphischen Verläufen gespeichert. Alternativ können die Modellkurvenverläufe im Speicher 31 als Schwingungsgleichung gespeichert werden.
Die Schwingungsgleichung wird durch nachfolgende Forme] (1) ausgedrückt: p = Aexp(–kt)sin(ωt + 0) (1)
In der Formel (1) steht „p” für einen Referenzdruck des Modellkurvenverlaufs, der durch den Kraftstoffdrucksensor 20 erfasst wird. „A”, „k”, „ω” und „θ” sind Parameter, welche entsprechend die Amplitude einer abgeschwächten Schwingung, einen abgeschwächten Koeffizient, eine Frequenz und eine Phase darstellen. Eine vergangene Zeit wird durch „t” dargestellt. Die Parameter „A”, „k”, „ω” und „θ” werden für jeden Modellkurvenverlauf erstellt.
Im Prozessablauf, der in 8 dargestellt ist, wird der Kurvenverlauf, welcher dem erfassten Kurvenverlauf „W” am ähnlichsten ist, von den trapezförmigen Modellkurvenverläufen oder den dreiecksförmigen Modellkurvenverläufen ausgewählt. Falls jedoch der erfasste Kurvenverlauf „W” gleich den trapezförmigen und den dreiecksförmigen Kurvenverläufen ist, ist der Prozessablauf der in 8 dargestellt ist, nicht immer zu bevorzugen, um den Modellkurvenverlauf mit einer hohen Genauigkeit auszuwählen.
In dieser Ausführungsform wird die befohlene Kraftstoffeinspritzungsmenge in drei Klassen klassifiziert, wie zum Beispiel eine kleine Einspritzung, eine mittlere Einspritzung und eine große Einspritzung. Falls die Befehlskraftstoffeinspritzung die mittlere Einspritzung ist, kann der Kurvenverlauf, welcher dem erfassten Kurvenverlauf „W” am ähnlichsten ist, aus den trapezförmigen Modellkurvenverläufen und den dreiecksförmigen Modellkurvenverläufen ausgewählt werden. Im Falle der kleinen Einspritzung wird der ähnliche Kurvenverlauf von den dreiecksförmigen Modellkurvenverläufen ausgewählt. Im Falle der großen Einspritzung wird der ähnliche Kurvenverlauf von den trapezförmigen Modellkurvenverläufen ausgewählt.
Jeder der trapezförmigen Modellkurvenverläufe und der dreiecksförmigen Modellkurvenverläufe, gespeichert im Speicher 31, unterscheiden sich voneinander zumindest in der maximalen Druckabfallmenge, einer Druckabfallrate, einer Druckanstiegsrate und/oder einer Einspritzungsdauer.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2010-3004 A [0002]
US 2009-03191571 A [0002]
JP 2009-57924 A [0002, 0003]
US 2009-0063013 A1 [0002]

Claims

Kraftstoffeinspritzungszustandserfassungsvorrichtung für ein Kraftstoffeinspritzungssystem mit einem Kraftstoffinjektor (10), der Kraftstoff in eine Verbrennungsmaschine durch eine Kraftstoffeinspritzungsöffnung (11b) einspritzt, und einen Kraftstoffdrucksensor (20) zum Erfassen einer Veränderung des Kraftstoffdrucks in einer Kraftstoffzuführpassage aufgrund einer Kraftstoffeinspritzung durch den Kraftstoffinjektor, wobei die Kraftstoffeinspritzungszustandserfassungsvorrichtung ferner aufweist: ein Modellkurvenverlaufsspeichermittel (31) zum Speichern einer Mehrzahl von Referenzmodellkurvenverläufen (M), welche Referenzkraftstoffdruckkurvenverläufe sind, die durch den Kraftstoffdrucksensor (20) erfasst werden, und welche einen Kraftstoffeinspritzungszustand darstellen; ein Modellkurvenverlaufsauswählmittel (S50, S51, S52, S60, S61, S62) zum Auswählen eines einzelnen Modellkurvenverlaufs, welcher einem erfassten Kurvenverlauf (W), der durch den Kraftstoffdrucksensor (20) aus den Modelkurvenverläufen erfasst wird, am ähnlichsten ist; und ein Einspritzungszustandsabschätzmittel (S70) zum Abschätzen eines Kraftstoffeinspritzungszustands basierend auf dem ausgewählten einzelnen Modellkurvenverlauf.
Kraftstoffeinspritzungszustandserfassungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Referenzmodellkurvenverläufe einen trapezförmigen Modellkurvenverlauf enthalten.
Kraftstoffeinspritzungszustandserfassungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Referenzmodellkurvenverläufe ferner einen dreiecksförmigen Modell kurvenverlauf enthalten, der trapezförmige Modellkurvenverlauf für einen Fall vorbereitet ist, in welchem eine Kraftstoffeinspritzungsmenge (Q) nicht geringer als ein festgelegter Wert ist, und der dreiecksförmige Modellkurvenverlauf für einen Fall vorbereitet ist, in welchem die Kraftstoffeinspritzungsmenge (Q) geringer als der festgelegte Wert ist.
Kraftstoffeinspritzungszustandserfassungsvorrichtung nach Anspruch 3, ferner aufweisend: ein Einspritzungsmengenbestimmungsmittel (S41, S42) zum Bestimmen, ob der erfasste Kurvenverlauf gleich dem trapezförmigen Modellkurvenverlauf oder dem dreiecksförmigen Modellkurvenverlauf ist, basierend auf einem Kraftstoffeinspritzungsmengenbefehlssignal, das vom Kraftstoffinjektor übertragen wird, wobei das Modellkurvenverlaufsauswählmittel (S50, S51, S52, S60, S61, S62) den einzelnen Modellkurvenverlauf, welcher dem erfassten Kurvenverlauf am ähnlichsten ist, durch den Kraftstoffdrucksensor (20) von dem trapezförmigen Modellkurvenverlauf oder dem dreiecksförmigen Modellkurvenverlauf auswählt, was durch die Einspritzungsmengenbestimmungseinrichtung bestimmt wird.
Kraftstoffeinspritzungszustandserfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Referenzmodellkurvenverläufe einen Modellkurvenverlauf enthalten, der für einen abnormalen Zustand, in welchem eine tatsächliche Kraftstoffeinspritzungsmenge bezüglich eines Kraftstoffeinspritzungsmengenbefehlssignals, das zum Kraftstoffinjektor übertragen wird, um eine festgelegte Menge kleiner ist, vorbereitet ist, und die Referenzmodellkurvenverläufe ferner einen Modellkurvenverlauf enthalten, der für einen Normalzustand vorgesehen ist, in welchem keine Abnormalität in einem Kraftstoffeinspritzungssystem vorliegt.
Kraftstoffeinspritzungszustandserfassungsvorrichtung nach Anspruch 5, ferner aufweisend: ein Abnormalitätsbestimmungsmittel (S40) zum Bestimmen, ob der erfasste Kurvenverlauf ähnlich dem Modellkurvenverlauf für einen abnormalen Zustand oder dem Modellkurvenverlauf für einen normalen Zustand ist, wobei das Modellkurvenverlaufsauswählmittel den einzelnen Modellkurvenverlauf, welcher den erfassten Kurvenverlauf am ähnlichsten ist, von dem Modellkurvenverlauf auswählt, welcher durch das Abnormalitätsbestimmungsmittel bestimmt ist.
Kraftstoffeinspritzungszustandserfassungsvorrichtung nach Anspruch 6, wobei das Abnormalitätsbestimmungsmittel (S40) einen Abnormalitätsbestimmungswert (THp) basierend auf dem Kraftstoffeinspritzungsmengenbefehlssignal berechnet, das Abnormalitätsbestimmungsmittel einen maximalen Kraftstoffdruckabfall (Δp) aufgrund einer Einspritzung basierend auf dem erfassten Kurvenverlauf berechnet, und das Abnormalitätsbestimmungsmittel bestimmt, dass der abnormale Zustand auftritt, und den Modellkurvenverlauf für den abnormalen Zustand auswählt, wenn der maximale Kraftstoffdruckabfall geringer als der Abnormalitätsbestimmungswert ist.
Kraftstoffeinspritzungszustandsbestimmungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Modellkurvenverlaufsauswählmittel (S50, S51, S52, S60, S61, S62) ein Abweichungsberechnungsmittel (30) zum Berechnen einer Abweichung zwischen dem erfassten Kurvenverlauf und dem Modellkurvenverlauf enthält, das Modellkurvenverlaufsauswählmittel den Modellkurvenverlauf auswählt, von welchem die Abweichung minimal ist, und den ausgewählten Modellkurvenverlauf als einen Kurvenverlauf definiert, welcher dem erfassten Kurvenverlauf am ähnlichsten ist, und das Abweichungsberechnungsmittel die Abweichung in einer Situation berechnet, in der ein Referenzpunkt des Modellkurvenverlaufs mit einem Punkt übereinstimmt, bei welchem eine festgelegte Zeitdauer von einem Ausgabezeitpunkt eines Kraftstoffeinspritzungsstartsignals oder eines Kraftstoffeinspritzungsendsignals zum Kraftstoffinjektor vergangen ist.
Kraftstoffeinspritzungszustandserfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Modellkurvenverlaufsauswählmittel (S50, S60) ein Abweichungsberechnungsmittel (30) zum Berechnen einer Abweichung zwischen dem erfassten Kurvenverlauf und dem Modellkurvenverlauf enthält, das Modellkurvenverlaufsauswählmittel den Modellkurvenverlauf auswählt, bei welchem die Abweichung minimal ist, und den ausgewählten Modellkurvenverlauf als einen Kurvenverlauf definiert, welcher dem erfassten Kurvenverlauf am ähnlichsten ist, und das Abweichungsberechnungsmittel die Abweichung in einer Situation berechnet, in welcher ein Referenzpunkt des Modellkurvenverlaufs mit einem Veränderungspunkt des erfassten Kurvenverlaufs übereinstimmt.
Kraftstoffeinspritzungszustandserfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, ferner aufweisend: ein Korrekturkurvenverlaufsspeichermittel (31) zum Speichern eines Korrekturkurvenverlaufs (Ma), welcher einen Kurvenverlauf aufgrund eines Einflusses ist, der nicht die Kraftstoffeinspritzung ist; und ein Korrekturmittel (30) zum Korrigieren des erfassten Kurvenverlaufs basierend auf dem Korrekturkurvenverlauf, wobei das Modellkurvenverlaufsauswählmittel einen einzelnen Modellkurvenverlauf, welcher dem erfassten Kurvenverlauf am ähnlichsten ist, basierend auf dem erfassten Kurvenverlauf, der durch das Korrekturmittel korrigiert ist, auswählt.