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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erfassen eines Kraftstoffeinspritzzustandes, die unter Verwendung eines Kraftstoffdrucksensors die Veränderung eines Kraftstoffdrucks, die bei einer Kraftstoffeinspritzung von einem Injektor einer Verbrennungsmaschine auftritt, erfasst, und die einen Kraftstoffeinspritzzustand basierend auf einem erfassten Druckkurvenverlauf abschätzt.
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Um ein Ausgabemoment und einen Emissionszustand einer Verbrennungsmaschine genau zu steuern, ist es wichtig, einen Kraftstoffeinspritzzustand, der von einem Injektor eingespritzt wird, wie z.B. eine Einspritzmenge und einen Einspritzstartzeitpunkt, genau zu steuern. Diesbezüglich beschreiben z.B. die Patentdokumente 1 bis 3 (
JP 2010-3004 A ,
JP 2009-57924 A und das japanische Patent
JP 4 424 395 B2 ) ein Verfahren zum Erfassen einer Veränderung des Kraftstoffdrucks, die in einer Kraftstoffzuführleitung auftritt, welche sich von einer Auslassöffnung einer Common-Rail (Verteilungsbehälter) zu einer Einspritzöffnung eines Injektors erstreckt, bei einer Einspritzung, unter Verwendung eines Kraftstoffdrucksensors. Ein Druckkurvenverlauf, der mit dem Kraftstoffdrucksensor erfasst wird, steht in engem Zusammenhang mit einem Kurvenverlauf der Einspritzrate, der eine Veränderung einer Einspritzrate anzeigt. Somit zielen die Verfahren darauf ab, einen Einspritzzustand wie z.B. einen Einspritzstartzeitpunkt und eine Einspritzmenge durch Abschätzen des Kurvenverlaufs der Einspritzrate basierend auf dem erfassten Druckkurvenverlauf (das heißt, dem erfassten Kurvenverlauf der Einspritzzeit) zu erfassen. Falls der tatsächliche Einspritzzustand auf diese Weise erfasst werden kann, kann der Einspritzzustand basierend auf dem Erfassungswert genau gesteuert werden.
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Wie nachfolgend beispielhaft dargestellt, zeigt der erfasste Kurvenverlauf der Einspritzzeit nicht nur den Einfluss der Einspritzung an, sondern enthält auch Kurvenverlaufkomponenten, die durch Einflüsse anders als die Einspritzung verursacht werden.
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Das heißt, falls eine Kraftstoffpumpe, die den Kraftstoff in einem Kraftstofftank zur Common-Rail pumpt, eine Pumpe ist, die den Kraftstoff wie bei einer Kolbenpumpe intermittierend pumpt, falls das Pumpen der Pumpe (das heißt, Pumpen durch die Pumpe) während der Kraftstoffeinspritzung durchgeführt wird, wird der erfasste Kurvenverlauf über die Einspritzzeit während des Pumpens der Pumpe ein Kurvenverlauf mit dem gesamten Druckanstieg. Das heißt, der erfasste Einspritzzeit-Kurvenverlauf W (siehe 3(a)) enthält eine Einspritzdruck-Kurvenverlaufkomponente Wc (siehe 3(d)), die eine Kraftstoffdruckveränderung aufgrund der Einspritzung anzeigt, und eine Kurvenverlaufkomponente Wb (siehe durchgehende Linie in 3(c)), die einen Kraftstoffdruckanstieg aufgrund des Pumpens der Pumpe anzeigt.
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Selbst wenn das Pumpen der Pumpe während der Kraftstoffeinspritzung nicht durchgeführt wird, fällt der Kraftstoffdruck im gesamten Einspritzsystem kurz nach der Kraftstoffeinspritzung um den eingespritzten Betrag ab. Daher nimmt der erfasste Einspritzzeit-Kurvenverlauf einen Kurvenverlauf mit einem insgesamt abfallenden Druck an. Das heißt, der erfasste Einspritzzeit-Kurvenverlauf W enthält die Einspritzdruck-Kurvenverlaufkomponente Wc, die die Kraftstoffdruckveränderung aufgrund der Einspritzung anzeigt, und eine Kurvenverlaufkomponente Wb' (siehe gestrichelte Linie in 3(c)), die den Kraftstoffdruckabfall im gesamten Einspritzsystem darstellt.
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Daher richtet sich die Technologie bzw. das Verfahren, das im Patentdokument 3 beschrieben wird, an die Tatsache, dass der Kurvenverlauf, der mit dem Kraftstoffdrucksensor (Nicht-Einspritzzylinder-Sensor) für den Injektor des Zylinders, der derzeitig nicht die Einspritzung durchführt, erfasst wird, die Veränderung des Kraftstoffdrucks in der Common-Rail (das heißt, den Kraftstoffdruck im gesamten Einspritzsystem) anzeigt. Bei dem Verfahren wird die Einspritzdruckkurvenverlaufkomponente durch Subtrahieren des Kurvenverlaufs, der mit dem Nicht-Einspritzzylinder-Sensor erfasst wird, von dem Kurvenverlauf, der während der Einspritzzeit erfasst wird, der mit dem Kraftstoffdrucksensor (Einspritzzylindersensor) für den Injektor des Zylinders, der derzeit die Einspritzung durchführt, erfasst wird, berechnet. Durch Abschätzen des Einspritzratenkurvenverlaufs basierend auf der Einspritzdruckkurvenverlaufkomponente, die hierbei ermittelt wird, kann der tatsächliche Einspritzzustand mit hoher Genauigkeit erfasst werden.
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Allerdings erfordert das Verfahren nach Patentdokument 3 das Erzeugen des Kurvenverlaufs, der während der Einspritzzeit erfasst wird, anhand des Erfassungswertes des Einspritzzylindersensors und Erzeugen des erfassten Kurvenverlaufs anhand des Erfassungswertes des Nicht-Einspritzzylinder-Sensors zum gleichen Zeitpunkt. Daher ist eine arithmetische Verarbeitungslast zum Erzeugen dieser erfassten Kurvenverläufe groß.
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DE 10 2008 042 714 A1 offenbart eine Erfassungsvorrichtung eines Kraftstoffeinspritzzustandes mit einem ersten Einspritzmengenabschätzabschnitt zum Abschätzen einer Kraftstoffeinspritzmenge auf der Grundlage einer Schwankungswellenform, die durch einen Kraftstoffdrucksensor erfasst wird, und einem zweiten Einspritzmengenabschätzabschnitt zum Abschätzen einer Kraftstoffeinspritzmenge auf der Grundlage einer Druckdifferenz (ΔP) vor und nach einem Einspritzstart aus einem erfassten Druck, der durch den Kraftstoffdrucksensor erfasst wird. Die Erfassungsvorrichtung berechnet eine Einspritzmenge auf der Grundlage von beiden Abschätzwerten, die durch die zwei verschiedenen Arten an Verfahren abgeschätzt werden. Demgemäß kann ein Einfluss des Erfassens einer Variation des maximalen Abfallbetrages im Vergleich zu dem Fall verringert werden, bei dem lediglich irgendeines der Abschätzergebnisse verwendet wird. Somit kann die Einspritzmenge mit einer hohen Genauigkeit erfasst werden, und schließlich kann eine Verlaufswellenform einer Einspritzrate genau auf der Grundlage der genau erfassten Einspritzmenge erfasst werden.
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DE 10 2004 056 893 A1 offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Ermittlung von Druckschwankungen in einem Kraftstoffversorgungssystem, die es ermöglichen, bei geringem Sensoreinsatz möglichst viele Informationen über die Druckschwankungen zu ermitteln. Dabei wird insbesondere mittels eines Sensors ein Signal gebildet, das für einen Druck im Bereich eines ersten Einspritzventils charakteristisch ist. Das Signal wird mittels eines ersten Filters gefiltert. Das Signal wird mittels eines zweiten Filters gefiltert. Das erste Filter weist eine erste Filtercharakteristik und das zweite Filter weist eine zweite Filtercharakteristik auf, die von der ersten Filtercharakteristik verschieden ist.
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DE 10 2007 045 606 B3 offenbart ein Verfahren zur Steuerung und Regelung für eine Brennkraftmaschine mit einem Common-Railsystem einschließlich Einzelspeichern, bei dem der Einzelspeicherdruck (pE) in einem Messintervall erfasst und gespeichert wird, ein absoluter Minimalwert des gespeicherten Einzelspeicherdrucks (pE) als Spritzende der Haupteinspritzung interpretiert wird und bei dem an Hand des Spritzendes der Haupteinspritzung über eine mathematische Funktion ein virtueller Spritzbeginn der Haupteinspritzung berechnet wird. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass im Messintervall nach dem Spritzende der Haupteinspritzung der Einzelspeicherdruck (pE) innerhalb eines Zeitfensters gefiltert wird, ein lokaler Minimalwert des gefilterten Einzelspeicherdrucks als Spritzende einer Nacheinspritzung interpretiert wird und über eine mathematische Funktion ein virtueller Spritzbeginn der Nacheinspritzung berechnet wird.
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Somit ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Erfassen eines Kraftstoffeinspritzzustands vorzusehen, um gleichzeitig sowohl einen Einspritzzustands genau zu erfassen als auch eine arithmetische Verarbeitungslast zu reduzieren.
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Gemäß eines ersten beispielhaften Aspekts der vorliegenden Erfindung wird angenommen, dass eine Vorrichtung zum Erfassen eines Kraftstoffeinspritzzustands bei einem Kraftstoffeinspritzsystem mit einer Mehrzahl von Injektoren, die für entsprechende Zylinder einer Verbrennungsmaschine mit mehreren Zylindern vorgesehen sind, einem Verteilerbehälter zum Ansammeln von Kraftstoff, der von einer Kraftstoffpumpe zugeführt wird und zum Verteilen und Zuführen des Kraftstoffs zu den Injektoren vorgesehen ist, sowie Kraftstoffdrucksensoren, die für die jeweiligen Injektoren zum Erfassen einer Kraftstoffdruckveränderung bei einer Kraftstoffeinspritzung von den Einspritzöffnungen vorgesehen sind, die in Kraftstoffzuführleitungen auftritt, welche sich von Auslassöffnungen des Verteilerbehälters zu Einspritzöffnungen der Injektoren erstrecken.
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Die Vorrichtung zum Erfassen des Kraftstoffeinspritzzustands weist einen Abschnitt zum Ermitteln eines erfassten Kurvenverlaufs, einen Filterabschnitt, einen Abschnitt zum Berechnen eines Einspritzdruckkurvenverlaufs, und einen Abschnitt zum Abschätzen eines Einspritzzustands auf. Dieser Abschnitt zum Ermitteln des erfassten Kurvenverlaufs erhält einen erfassten Kurvenverlauf während der Einspritzzeit bzw. Einspritzzeit-Kurvenverlauf, welcher ein Kurvenverlauf des Drucks ist, welcher mit dem Kraftstoffdrucksensor unter den Kraftstoffdrucksensoren für den Injektor, der derzeitig die Kraftstoffeinspritzung durchführt, erfasst wird. Der Filterabschnitt extrahiert eine Zuführdruckkurvenverlaufskomponente, die eine Veränderung des Verteilungszuführdrucks im Inneren des Verteilerbehälters durch Entfernen von Hochfrequenzkomponenten einer vorbestimmten Frequenz oder höherer Frequenzen von dem erfassten Einspritzzeit-Kurvenverlauf anzeigt. Der Einspritzdruckkurvenverlaufberechnungsabschnitt berechnet eine Einspritzdruckkurvenverlaufkomponente, die eine Kraftstoffdruckveränderung aufgrund der Einspritzung durch Subtrahieren der Zuführdruckkurvenverlaufkomponente vom erfassten Einspritzzeit-Kurvenverlauf anzeigt. Der Einspritzzustandsabschätzabschnitt schätzt einen Kraftstoffeinspritzzustand der Kraftstoffeinspritzung von der Einspritzöffnung basierend auf der Einspritzdruckkurvenverlaufkomponente ab.
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3(d) stellt ein Beispiel einer Einspritzdruckkurvenverlaufkomponente Wc dar, die eine Kraftstoffdruckveränderung aufgrund einer Einspritzung anzeigt. Die durchgehende Linie in 3(c) stellt ein Beispiel einer Kurvenverlaufkomponente Wb dar, die einen Kraftstoffdruckanstieg aufgrund des Pumpens der Pumpe anzeigt. Die gestrichelte Linie in 3(c) stellt ein Beispiel einer Kurvenverlaufkomponente Wb' dar, die einen Kraftstoffdruckabfall in einem gesamten Einspritzsystem anzeigt. Die Einspritzdruckkurvenverlaufkomponente Wc zeigt einen Kurvenverlauf, der sich schneller als die Kurvenverlaufkomponenten Wb, Wb' verändert, resultierend aus Einflüssen des Pumpens der Pumpe und dergleichen anders als die Einspritzung. Das heißt, die Einspritzdruckkurvenverlaufkomponente Wc ist ein Kurvenverlauf mit einer höheren Frequenz als die Kurvenverlaufkomponenten Wb, Wb'. Daher können die Kurvenverlaufkomponenten Wb, Wb' aufgrund des Pumpens der Pumpe und dergleichen durch Entfernen der Hochfrequenzkomponenten von dem erfassten Kurvenverlauf W während der Einspritzzeit bzw. Einspritzzeit-Kurvenverlauf W entnommen werden (siehe 3(a)). Dies hat der Erfinder der vorliegenden Erfindung durch näheres Betrachten dieser Tatsache herausgefunden.
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Kurz gesagt, der vorstehend beschriebene Aspekt der vorliegenden Erfindung (das heißt, der Filterabschnitt) extrahiert die Zuführdruckkurvenverlaufkomponenten Wb, Wb' aufgrund des Pumpens der Pumpe und dergleichen durch Entfernen der Hochfrequenzkomponenten mit der vorbestimmten Frequenz oder höheren Frequenzen von dem erfassten Einspritzzeit-Kurvenverlauf W. Bei dem vorstehend beschriebenen Aspekt der vorliegenden Erfindung (das heißt, Einspritzdruckkurvenverlaufberechnungsabschnitt) wird die Einspritzdruckkurvenverlaufkomponente Wc durch Subtrahieren der Zuführdruckkurvenverlaufkomponenten Wb, Wb' vom erfassten Einspritzzeit-Kurvenverlauf W berechnet. Demnach kann die Einspritzdruckkurvenverlaufkomponenten Wc, von welcher die Kurvenverlaufkomponente Wb, Wb' aufgrund des Pumpens der Pumpe und dergleichen entfernt worden sind, von dem erfassten Einspritzzeit-Kurvenverlauf W ermittelt werden, ohne dass der Kurvenverlauf des Kraftstoffdrucks erforderlich ist, der mit dem Nicht-Einspritzzylinder-Sensor wie im Patentdokument 3 erfasst wird.
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Gemäß des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung, bei dem der Kraftstoffeinspritzzustand basierend auf der so ermittelten Einspritzdruckkurvenverlaufkomponente Wc abgeschätzt wird, kann der tatsächliche Einspritzzustand mit einer hohen Genauigkeit erfasst werden. Somit kann gemäß des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung sowohl das genaue Erfassen des Einspritzzustands als auch die Reduzierung der Last der arithmetischen Verarbeitung zum Erzeugen des erfassten Kurvenverlaufs von dem erfassten Wert des Kraftstoffdrucksensors erreicht werden.
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Gemäß eines zweiten beispielhaften Aspekts der vorliegenden Erfindung wird die vorbestimmte Frequenz derart eingestellt, dass eine Kurvenverlaufkomponente vom Kraftstoffdruckabfallstart mit dem Einspritzstart bis zum Kraftstoffdruckanstiegsende mit dem Einspritzende in den Hochfrequenzkomponenten, die durch den Filterabschnitt entfernt werden, enthalten ist.
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Gemäß des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung wird die Kurvenverlaufkomponente vom Start des Kraftstoffdruckabfalls mit dem Einspritzstart bis zum Ende des Kraftstoffdruckanstiegs mit dem Einspritzende durch den Filterabschnitt entfernt. Demnach können die Zuführdruckkurvenverlaufkomponenten Wb, Wb' mit einer hohen Genauigkeit entnommen werden, so dass die Abschätzgenauigkeit des Kraftstoffeinspritzzustands durch den Einspritzzustandsabschätzabschnitt verbessert werden kann.
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Gemäß eines dritten beispielhaften Aspekts der vorliegenden Erfindung wird die vorbestimmte Frequenz derart eingestellt, dass eine Kurvenverlaufkomponente eines Kraftstoffdruckanstiegs, der mit dem Pumpen des Kraftstoffs von der Kraftstoffpumpe zum Verteilerbehälter auftritt, nicht in den Hochfrequenzkomponenten, die durch den Filterabschnitt entfernt werden, enthalten ist.
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Wie beispielhaft in 3(c) dargestellt, unter den Kurvenverlaufkomponenten Wb, Wb' aufgrund der Einflüsse anders als der Einspritzung, gibt die Kraftstoffdruckanstiegskurvenverlaufkomponente Wb aufgrund des Pumpens der Pumpe eine größere Kraftstoffdruckveränderung als die Kraftstoffdruckabfallkurvenverlaufkomponente Wb' aus, die den Kraftstoffdruckabfall im gesamten Einspritzsystem anzeigt, der bei der Einspritzung auftritt. Daher verbessert das Entfernen der Kraftstoffdruckanstiegskurvenverlaufkomponente Wb von dem erfassten Kurvenverlauf W während der Einspritzzeit bzw. Einspritzzeit-Kurvenverlauf W die Berechnungsgenauigkeit der Einspritzdruckkurvenverlaufskomponente Wc besser als das Entfernen der Kraftstoffdruckabfallkurvenverlaufkomponente Wb'. Gemäß des vorstehend beschriebene Aspekts der vorliegenden Erfindung, der diesem Punkt Rechnung trägt, wird die vorbestimmte Frequenz derart eingestellt, dass zumindest die Kraftstoffdruckanstiegskurvenverlaufkomponente Wb aufgrund des Pumpens der Pumpe nicht durch den Filterabschnitt entfernt wird. Daher kann die Verbesserung der Berechnungsgenauigkeit der Einspritzdruckkurvenverlaufskomponente Wc begünstigt werden.
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Gemäß eines vierten beispielhaften Aspekts der vorliegenden Erfindung weist die Vorrichtung zum Erfassen des Kraftstoffeinspritzzustands ferner einen Rauschfilterabschnitt zum Entfernen von Rauschkomponenten einer bestimmten Frequenz oder höherer Frequenzen von dem erfassten Einspritzzeit-Kurvenverlauf auf. Die bestimmte Frequenz ist höher als die vorbestimmte Frequenz.
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Wie in 3(a) beispielhaft dargestellt, enthält der erfasste Einspritzzeit-Kurvenverlauf W aufgrund verschiedener Ursachen ein Rauschen bzw. Geräusche N. Diesbezüglich und gemäß des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung kann der erfasste Einspritzzeit-Kurvenverlauf, der für die Berechnung durch den Einspritzdruckkurvenverlaufberechnungsabschnitt verwendet wird, in einen Kurvenverlauf gebracht werden, von welchem die Geräusche N durch den Rauschfilterabschnitt entfernt worden sind. Demgemäß kann die Berechnungsgenauigkeit der Einspritzdruckkurvenverlaufkomponente durch den Einspritzdruckkurvenverlaufberechnungsabschnitt verbessert werden.
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Eigenschaften und Vorteile als auch Verfahren zum Ausführen der Funktionen der entsprechenden Teile können anhand der nachfolgenden detaillierten Beschreibung, den geltenden Ansprüchen und den Figuren, welche alle einen Teil dieser Anmeldung bilden, entnommen werden. In den Figuren zeigt:
- 1 ein schematisches Diagramm, das ein Kraftstoffeinspritzsystem mit einer Vorrichtung zum Erfassen eines Kraftstoffeinspritzzustands gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
- 2(a) ein Diagramm, das ein Einspritzbefehlssignal gemäß der Ausführungsform darstellt;
- 2(b) ein Diagramm, das einen Einspritzratenkurvenverlauf gemäß der Ausführungsform darstellt;
- 2(c) ein Diagramm, das eine Einspritzdruckkurvenverlaufkomponente gemäß der Ausführungsform darstellt;
- 3(a) ein Diagramm, das einen erfassten Einspritzzeit-Kurvenverlauf gemäß der Ausführungsform darstellt;
- 3(b) ein Diagramm, das einen erfassten Einspritzzeit-Kurvenverlauf nach der Rauschentfernung gemäß der Ausführungsform darstellt;
- 3(c) ein Diagramm, das eine Zuführdruckkurvenverlaufkomponente gemäß der Ausführungsform darstellt;
- 3(d) ein Diagramm, das eine Einspritzdruckkurvenverlaufkomponente gemäß der Ausführungsform darstellt;
- 4 ein Diagramm, das Funktionsblöcke zum Berechnen der Einspritzdruckkurvenverlaufkomponente gemäß der Ausführungsform darstellt; und
- 5 ein Flussdiagramm, das einen Prozessablauf zum Berechnen der Einspritzdruckkurvenverlaufkomponente gemäß der Ausführungsform darstellt.
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Hiernach wird eine Vorrichtung zum Erfassen eines Kraftstoffeinspritzzustands gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezüglich der Figuren beschrieben. Die Vorrichtung zum Erfassen des Kraftstoffeinspritzzustands gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist an einer Maschine (Verbrennungsmaschine) für ein Fahrzeug montiert. Es wird angenommen, dass die Maschine der vorliegenden Ausführungsform eine Dieselmaschine ist, die Hochdruckkraftstoff in mehrere Zylinder #1 bis #4 einspritzt, um eine Kompressionsselbstzündungsverbrennung zu verursachen.
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1 zeigt ein schematisches Diagramm, das Injektoren 10 darstellt, die an den entsprechenden Zylindern der Maschine montiert sind, Kraftstoffdrucksensoren 20, die an den entsprechenden Injektoren 10 montiert sind, eine ECU 30 als elektronische Steuereinheit, die am Fahrzeug montiert ist, und dergleichen.
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Zuerst wird ein Kraftstoffeinspritzsystem der Maschine einschließlich der Injektoren 10 erläutert. Kraftstoff wird aus einem Kraftstofftank 40 zu einer Common-Rail 42 (Druckansammelbehälter) durch eine Hochdruckpumpe 41 (Kraftstoffpumpe) gepumpt und angesammelt. Der angesammelte Kraftstoff wird zu den Injektoren 10 (#1 bis #4) der entsprechenden Zylinder verteilt und zugeführt. Die mehreren Injektoren 10 (#1 bis #4) führen die Einspritzung des Kraftstoffs in einer vorgegebenen Reihenfolge durch. Eine Kolbenpumpe wird als die Hochdruckpumpe 41 verwendet. Daher wird der Kraftstoff intermittierend synchron mit der Hin- und Herbewegung eines Kolbens gepumpt.
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Der Injektor 10 weist einen Körper 11, ein nadelförmiges Ventilelement 12, einen Aktor 13 und dergleichen, wie nachstehend erläutert, auf. Der Körper 11 definiert eine Hochdruckpassage 11a im Inneren einer Einspritzöffnung 11b zum Einspritzen des Kraftstoffs. Das Ventilelement 12 ist im Körper 11 aufgenommen und öffnet und schließt die Einspritzöffnung 11b.
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Eine Gegendruckkammer 11c ist im Körper 11 zum Aufbringen eines Gegendrucks auf das Ventilelement 12 ausgebildet. Die Hochdruckpassage 11a und eine Niederdruckpassage 11d sind mit der Gegendruckkammer 11c verbunden. Ein Verbindungszustand zwischen der Hochdruckpassage 11a oder der Niederdruckpassage 11d und der Gegendruckkammer 11c wird durch ein Steuerventil 14 geschaltet. Falls das Steuerventil 14 wie in 1 dargestellt durch Erregen des Aktors 13, wie z.B. eine elektromagnetische Spule oder ein Piezoelement, nach unten gedrückt und bewegt wird, wird die Gegendruckkammer 11c mit der Niederdruckpassage 11d verbunden, und der Kraftstoffdruck in der Gegendruckkammer 11c nimmt ab. Dadurch nimmt auch der Gegendruck, der auf das Ventilelement 12 aufgebracht wird, ab, und das Ventilelement 12 führt den Ventilöffnungsbetrieb durch. Falls das Steuerventil 14 wie in 1 dargestellt durch Abschalten des Aktors 13 nach oben bewegt wird, wird die Gegendruckkammer 11c mit der Hochdruckpassage 11a verbunden, und der Kraftstoffdruck in der Gegendruckkammer 11c steigt an. Dadurch steigt auch der Gegendruck, der auf das Ventilelement 12 aufgebracht wird, an, und das Ventilelement 12 führt den Ventilschließbetrieb durch.
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Daher wird der Öffnungs- und Schließbetrieb des Ventilelements 12 durch Steuern der Erregung des Aktors 13 mit der ECU 30 gesteuert. Somit wird der Hochdruckkraftstoff, der von der Common-Rail 42 zur Hochdruckpassage 11a zugeführt wird, von der Einspritzöffnung 11b gemäß dem Öffnungs- und Schließbetrieb des Ventilelements 12 eingespritzt. Die ECU 30 berechnet z.B. einen Soll-Einspritzzustand wie z.B. einen Einspritzstartzeitpunkt, einen Einspritzendzeitpunkt und eine Einspritzmenge, basierend auf der Umdrehungsgeschwindigkeit einer Maschinenabtriebswelle, einer Maschinenlast und dergleichen. Die ECU 30 gibt ein Einspritzbefehlssignal zum Aktor 13 aus, um den berechneten Soll-Einspritzzustand zu erreichen, wodurch der Betrieb des Injektors 10 gesteuert wird.
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Die ECU 30 berechnet den Soll-Einspritzzustand basierend auf der Maschinenlast und der Maschinenumdrehungsgeschwindigkeit, die anhand des Gaspedalbetätigungsbetrags und dergleichen berechnet werden. Der optimale Einspritzzustand (Einspritzstufenanzahl, Einspritzstartzeitpunkt, Einspritzendzeitpunkt, Einspritzmenge und dergleichen) entsprechend der Maschinenlast und der Maschinenumdrehungsgeschwindigkeit wird z.B. vorher als Einspritzzustandskennfeld gespeichert. Anschließend berechnet die ECU 30 den Soll-Einspritzzustand bezüglich des Einspritzzustandskennfeldes basierend auf der gegenwärtigen Maschinenlast und der gegenwärtigen Maschinenumdrehungsgeschwindigkeit. Einspritzbefehlssignale t1, t2, Tq werden basierend auf dem berechneten Solleinspritzzustand eingestellt. Das Einspritzbefehlssignal entsprechend dem Soll-Einspritzzustand wird z.B. vorher als Befehlskennfeld gespeichert. Das Einspritzbefehlssignal wird bezüglich des Befehlskennfeldes basierend auf dem berechneten Soll-Einspritzzustand eingestellt. Somit wird das Einspritzbefehlssignal entsprechend der Maschinenlast und der Maschinenumdrehungsgeschwindigkeit eingestellt und von der ECU 30 zum Injektor 10 ausgegeben.
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Aufgrund der Alterung des Injektors 10 wie z.B. der Abnutzung der Einspritzöffnung 11b, verändert sich der tatsächliche Einspritzzustand bezüglich des Einspritzbefehlssignals. Daher wird in der vorliegenden Ausführungsform der Einspritzzustand durch Berechnen eines Einspritzratenkurvenverlaufs des Kraftstoffs basierend auf einem Druckkurvenverlauf, der mit dem Kraftstoffdrucksensor 20 erfasst wird, wie nachfolgend im Detail erläutert, erfasst. Eine Korrelation zwischen dem erfassten Einspritzzustand und dem Einspritzbefehlssignal (Puls-Ein-Zeitpunkt t1, Puls-Aus-Zeitpunkt t2 und Puls-Ein-Dauer Tq) wird gelernt. Basierend auf dem Lernergebnis wird das Einspritzbefehlssignal, das im Befehlskennfeld gespeichert ist, korrigiert. Somit kann der Kraftstoffeinspritzzustand mit hoher Genauigkeit derart gesteuert werden, dass der tatsächliche Einspritzzustand mit dem Soll-Einspritzzustand übereinstimmt.
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Als nächstes wird der Hardware-Aufbau des Kraftstoffdrucksensors 20 erläutert. Der Kraftstoffdrucksensor 20 weist einen Schaft 21 (ein Belastungselement), ein Drucksensorelement 22, einen geformten IC 23 und dergleichen wie nachfolgend erläutert auf. Der Schaft 21 ist am Körper 11 fixiert. Ein Membranabschnitt 21a, der am Schaft 21 ausgebildet ist, nimmt Druck des Hochdruckkraftstoffs auf, der durch die Hochdruckpassage 11a fließt, und wird elastisch verformt. Das Drucksensorelement 22 ist am Membranabschnitt 21a fixiert. Das Drucksensorelement 22 gibt ein Druckerfassungssignal gemäß eines Betrags der elastischen Deformation, die im Membranabschnitt 21a verursacht wird, aus.
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Die Form IC 23 wird durch Formen bzw. Gießen eines Harzes ausgebildet, um die elektronischen Komponenten wie z.B. eine Verstärkerschaltung zum Verstärken des Druckerfassungssignals, das vom Drucksensorelement 22 ausgegeben wird, und eine Übertragungsschaltung zum Übertragen des Druckerfassungssignals, abzudecken. Die Form IC 23 ist am Injektor 10 zusammen mit dem Schaft 21 montiert. Eine Verbindung 15 ist über dem Körper 11 vorgesehen. Die Form IC 23 und der Aktor 13 sind mit der ECU 30 entsprechend durch einen Kabelbaum 16, der mit der Verbindung 15 verbunden ist, verbunden. Das verstärkte Druckerfassungssignal wird zur ECU 30 übertragen und durch eine Empfangsschaltung der ECU 30 empfangen. Verbindungsprozessabläufe bezüglich des Übertragens und Empfangens werden bei jedem der Kraftstoffdrucksensoren 20 der entsprechenden Zylinder durchgeführt.
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Der Druck des Kraftstoffs (Kraftstoffdruck) in der Hochdruckpassage 11a nimmt mit dem Start der Kraftstoffeinspritzung von der Einspritzöffnung 11b ab und steigt mit dem Ende der Kraftstoffeinspritzung an. Das heißt, es gibt eine Korrelation zwischen der Veränderung des Kraftstoffdrucks und der Veränderung der Einspritzrate (das heißt, Einspritzmenge, die pro Zeiteinheit eingespritzt wird). Das heißt, die Einspritzratenveränderung (das heißt, tatsächliche Einspritzrate) kann anhand der Kraftstoffdruckveränderung erfasst werden. Das vorstehend erwähnte Einspritzbefehlssignal wird derart korrigiert, dass der erfasste tatsächliche Einspritzzustand mit dem Soll-Einspritzzustand übereinstimmt. Somit kann der Einspritzzustand genau gesteuert werden.
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Eine Korrelation zwischen einem erfassten Kurvenverlauf, welcher ein Kurvenverlauf des Drucks ist, der mit dem Kraftstoffdrucksensor 20 erfasst wird, der am Injektor 10 montiert ist, der derzeit die Kraftstoffeinspritzung durchführt, und ein Einspritzratenkurvenverlauf, der die Veränderung der Kraftstoffeinspritzrate desselben Injektors 10 anzeigt, wird bezüglich 2 erläutert.
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2(a) stellt ein Einspritzbefehlssignal dar, das von der ECU 30 zum Aktor 13 des Injektors 10 ausgegeben wird. Aufgrund von Puls-Ein des Befehlssignals wird der Aktor 13 erregt, um dadurch betrieben zu werden, wodurch sich die Einspritzöffnung 11b öffnet. Das heißt, der Puls-Ein-Zeitpunkt t1 des Einspritzbefehlssignals befiehlt den Einspritzstart, und der Puls-Aus-Zeitpunkt t2 des Einspritzbefehlssignals befiehlt das Einspritzende. Daher wird die Einspritzmenge Q durch Steuern einer Ventilöffnungszeit der Einspritzöffnung 11b mit einer Puls-Ein-Dauer (Einspritzbefehlsdauer Tq) des Befehlssignals gesteuert.
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2(b) stellt eine Veränderung der Kraftstoffeinspritzrate der Kraftstoffeinspritzung von der Einspritzöffnung 11b (das heißt, Einspritzratenkurvenverlauf), dar, welche mit dem vorstehend erwähnten Einspritzbefehl auftritt. 2(c) stellt eine Veränderung des erfassten Drucks dar, die mit der Veränderung der Einspritzrate auftritt, und die mit dem Kraftstoffdrucksensor 20, der am Injektor 10 montiert ist, der derzeit die Kraftstoffeinspritzung durchführt, auftritt. 2(c) stellt eine Einspritzdruckkurvenverlaufkomponente Wc dar, die später im Detail erläutert wird, wobei der Kurvenverlauf zur Vereinfachung als „Einspritzdruckkurvenverlauf“ bezeichnet wird.
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Hierbei besteht eine Korrelation zwischen dem Einspritzdruckkurvenverlauf und dem Einspritzratenkurvenverlauf, wie nachfolgend erläutert. Daher kann der Einspritzratendruckverlauf anhand des erfassten Einspritzdruckkurvenverlaufs abgeschätzt (erfasst) werden. Das heißt, wie in 2(a) dargestellt, nach dem Zeitpunkt t1, wenn der Einspritzstartbefehl erteilt ist, beginnt die Einspritzrate im Zeitpunkt R1 anzusteigen, wodurch die Einspritzung gestartet wird. Der erfasste Druck beginnt im Veränderungspunkt P1 abzufallen, wenn eine Verzögerung C1 vergangen ist, nachdem die Einspritzrate beginnt, im Zeitpunkt R1 anzusteigen. Anschließend, sobald die Einspritzrate die maximale Einspritzrate im Zeitpunkt R2 erreicht, stoppt der Abfall des erfassten Drucks im Veränderungspunkt T2. Anschließend beginnt der erfasste Druck im Veränderungspunkt T3 anzusteigen, wenn eine Verzögerung C3 vergangen ist, nachdem die Einspritzrate beginnt, im Zeitpunkt R3 abzufallen. Anschließend, sobald die Einspritzrate Null wird und die tatsächliche Einspritzung im Zeitpunkt R4 endet, stoppt der Anstieg des erfassten Drucks im Veränderungszeitpunkt T5.
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Wie vorstehend erläutert besteht keine hohe Korrelation zwischen dem Einspritzdruckkurvenverlauf und dem Einspritzratenkurvenverlauf. Der Einspritzratenkurvenverlauf stellt den Einspritzstartzeitpunkt (R1-Auftrittszeitpunkt), den Einspritzendzeitpunkt (R4-Auftrittszeitpunkt) und die Einspritzmenge (punktierte Fläche in 2(b)) dar. Daher kann der Einspritzzustand durch Abschätzen des Einspritzratenkurvenverlaufs anhand des Einspritzdruckkurvenverlaufs erfasst werden.
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Ein wie in 3(a) dargestellter Kurvenverlauf (erfasster Einspritzzeit-Kurvenverlauf W), ist ein Beispiel für einen Kurvenverlauf, der eine Veränderung eines Digitalsignals anzeigt, das durch Anwenden einer A/D-Wandlung des Druckerfassungssignals ermittelt wird, welches vom Kraftstoffdrucksensor 20 für den Injektor 10, der derzeitig die Kraftstoffeinspritzung durchführt, zur ECU 30 ausgegeben wird, in der ECU 30. Der erfasste Einspritzzeit-Kurvenverlauf W zeigt nicht nur den Einfluss der Einspritzung an, sondern enthält auch eine Kurvenverlaufkomponente, die eine Druckveränderung des Kraftstoffs anzeigt, der von der Common-Rail 47 zu den Injektoren 10 verteilt und geführt wird.
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Das heißt, falls das Pumpen der Pumpe durch die Hochdruckpumpe 41 während der Kraftstoffeinspritzung durchgeführt wird, nimmt der erfasste Einspritzzeit-Kurvenverlauf W während der Dauer des Pumpens der Pumpe einen insgesamt ansteigenden Kurvenverlauf des Drucks an. Das heißt, es kann gesagt werden, dass der erfasste Einspritzzeit-Kurvenverlauf W (siehe 3(a)) eine Einspritzdruckkurvenverlaufkomponente Wc (siehe 3(d)) enthält, die eine Kraftstoffdruckveränderung aufgrund der Einspritzung anzeigt, und eine Kurvenverlaufkomponente Wb (siehe durchgehende Linie in 3(c)), die einen Kraftstoffdruckanstieg aufgrund des Pumpens der Pumpe anzeigt.
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Selbst wenn solch ein Pumpen der Pumpe während der Kraftstoffeinspritzung nicht durchgeführt wird, fällt der Kraftstoffdruck im gesamten Einspritzsystem (das heißt, gesamte Kraftstoffzuführleitung einschließlich der Common-Rail 42, der Hochdruckleitung 42b, der Hochdruckpassage 11a und dergleichen) durch einen Einspritzbetrag kurz nach der Kraftstoffeinspritzung ab. Daher nimmt der erfasste Einspritzzeit-Kurvenverlauf W einen insgesamt abfallenden Kurvenverlauf des Drucks an. Das heißt, es kann gesagt werden, dass der erfasste Einspritzzeit-Kurvenverlauf W eine Einspritzdruckkurvenverlaufkomponente Wc enthält, die die Kraftstoffdruckveränderung aufgrund der Einspritzung anzeigt, und eine Kurvenverlaufkomponente Wb' (siehe gestrichelte Linie in 3(c)), die den Kraftstoffdruckabfall im gesamten Einspritzsystem anzeigt.
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Kurz gesagt wird der erfasste Einspritzzeit-Kurvenverlauf W durch den Verteilungszuführdruck PC und die Kraftstoffdruckveränderung im gesamten Einspritzsystem beeinflusst. Daher können durch Subtraktion der vorstehend erwähnten Kurvenverlaufkomponenten Wb, Wb' (entsprechend den Zuführdruckkurvenverlaufkomponenten) von dem erfassten Einspritzzeit-Kurvenverlauf W, die Einflüsse der Veränderungen des Verteilungszuführdrucks PC und des Kraftstoffdrucks im gesamten Einspritzsystem vom erfassten Einspritzzeit-Kurvenverlauf W behoben werden. Eine durchgehende Linie in 3(d) stellt eine Kurvenverlaufkomponente (Einspritzdruckkurvenverlaufkomponente Wc) dar, die durch solch eine Subtraktion ermittelt wird.
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Daher werden gemäß der vorliegenden Ausführungsform und wie vorstehend bezüglich 4 erläutert, die Kurvenverlaufkomponenten Wb, Wb' aufgrund der Einflüsse anders als der Einspritzung vom erfassten Einspritzzeit-Kurvenverlauf W berechnet und subtrahiert, um die Einspritzdruckkurvenverlaufkomponente Wc zu berechnen.
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Wie in 4 dargestellt, weist die ECU 30 einen A/D-Konverter 31, einen ersten Tiefpassfilter 32, einen zweiten Tiefpassfilter 33, einen Subtrahierer 34, und eine Einspritzratenkurvenverlaufberechnungseinheit 35, wie nachstehend erläutert, auf. Der A/D-Konverter 31 führt eine A/D-Konvertierung des Druckerfassungssignals, das vom Kraftstoffdrucksensor 20 zur ECU 30 ausgegeben wird, durch, um dadurch den erfassten Einspritzzeit-Kurvenverlauf W, wie in 3 dargestellt, zu erzeugen.
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Der erste Tiefpassfilter 32 (Rauschfilterabschnitt) entfernt verschiedene Geräusche N (dargestellt in 3(a)), wie z.B. elektrisches Rauschen einschließlich des erfassten Einspritzzeit-Kurvenverlaufs W. Genauer gesagt wird eine Abschneidefrequenz auf 3 kHz eingestellt, um Frequenzkomponenten von 3 kHz oder höher bei dem erfassten Einspritzzeit-Kurvenverlauf W zu entfernen. Somit werden nur Frequenzkomponenten unter 3 kHz entnommen. 3(b) stellt einen erfassten Kurvenverlauf Wa während der Einspritzzeit dar, von welchem die Geräusche, bzw. das Rauschen durch den Tiefpassfilter 32 entfernt worden ist.
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Der zweite Tiefpassfilter 33 (Filterabschnitt) entfernt Hochfrequenzkomponenten einer vorbestimmten Frequenz (z.B. 500 Hz) oder höherer Frequenzen im erfassten Kurvenverlauf Wa während der Einspritzzeit, um Tieffrequenzkomponenten niedriger als die vorbestimmte Frequenz zu extrahieren. Die vorstehend erwähnte vorbestimmte Frequenz (Abschaltfrequenz) wird derart eingestellt, dass die Einspritzdruckkurvenverlaufkomponente Wc in den Hochfrequenzkomponenten, die durch den zweiten Tiefpassfilter 32 entfernt werden, enthalten ist. Genauer gesagt wird die vorstehend erwähnte vorbestimmte Frequenz auf eine Frequenz niedriger als eine Frequenz einer Kurvenverlaufkomponente mit einer halben Wellenlänge gleich einem Abschnitt der Einspritzdruckkurvenverlaufkomponente Wc vom Veränderungspunkt P1, welcher mit dem Einspritzstart auftritt, bis zum Veränderungspunkt T5, welcher mit dem Einspritzende auftritt, eingestellt.
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Ferner wird die vorstehend erwähnte vorbestimmte Frequenz derart eingestellt, dass die Kurvenverlaufkomponente Wb, die den Anstieg des Zuführdrucks anzeigt, der mit dem Pumpen der Pumpe auftritt, nicht in den Hochfrequenzkomponenten enthalten ist, die durch den zweiten Tiefpassfilter 33 entfernt werden. Ferner wird die vorstehend erwähnte vorbestimmte Frequenz derart eingestellt, dass die Kurvenverlaufkomponente Wb', die den Kraftstoffdruckabfall im gesamten Einspritzsystem entsprechend dem eingespritzten Betrag anzeigt, und ein Fluktuationskurvenverlauf, der nachstehend erläutert wird, nicht in den Hochfrequenzkomponenten enthalten sind, die durch den zweiten Tiefpassfilter 33 entfernt werden.
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Das heißt, falls die Steuerbarkeit des Drucks in der Common-Rail 42 (das heißt, Leitungsdruck) niedriger wird, wenn der Leitungsdruck durch die Hochdruckpumpe 41 gesteuert wird, ist ein Druckreduzierungsventil (nicht dargestellt) oder dergleichen, eine Kurvenverlaufkomponente (Langzeitkurvenverlaufkomponente), die länger als der erfasste Kurvenverlauf Wa während der Einspritzzeit fluktuiert, im erfassten Einspritzzeit-Kurvenverlauf W enthalten. Zum Beispiel tritt die vorstehend erwähnte Langzeitfluktuation in einer Übergangsdauer vom Durchführen der Steuerung zum Bestätigen des tatsächlichen Leitungsdrucks zum Soll-Leitungsdruck kurz nachdem sich der Soll-Leitungsdruck verändert auf. Dabei wird davon ausgegangen, dass die Langzeitkurvenverlaufkomponente eine Form ähnlich der der vorstehend erwähnten Kurvenverlaufkomponente Wb' aufweist. Die Langzeitkurvenverlaufkomponente wird als Beispiel der Zuführdruckkurvenverlaufkomponente betrachtet.
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Somit wird mit dem zweiten Tiefpassfilter 33, der auf die vorbestimmte Frequenz, wie vorstehend beschrieben, eingestellt ist, die Einspritzdruckkurvenverlaufkomponente Wc, die im erfassten Kurvenverlauf Wa der Einspritzzeit enthalten ist, entfernt, und die Kurvenverlaufkomponenten Wb, Wb' werden entnommen.
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Der Subtrahierer 34 (Einspritzdruckkurvenverlaufberechnungsabschnitt) führt die Berechnung zum Subtrahieren der Kurvenverlaufkomponenten Wb, Wb', welche durch die Einflüsse anders als die Einspritzung verursacht werden und durch den zweiten Tiefpassfilter 33 entnommen werden, von dem erfassten Kurvenverlauf Wa während der Einspritzzeit, von welchem das Rauschen durch den ersten Tiefpassfilter 32 entfernt worden ist, durch. Somit wird die Einspritzdruckkurvenverlaufkomponente Wc, dargestellt in 3(d), berechnet. Die Einspritzratenkurvenverlaufberechnungseinheit 35 (Einspritzzustandabschätzabschnitt) berechnet den Einspritzratenkurvenverlauf von der Einspritzdruckkurvenverlaufkomponente Wc, welche durch den Subtrahierer 34 berechnet wird, basierend auf der Korrelation zwischen dem Druckkurvenverlauf und dem Einspritzratenkurvenverlauf, vorstehend bezüglich 2 erläutert.
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5 zeigt ein Flussdiagramm, das einen Prozessablauf zum Berechnen des Einspritzratenkurvenverlaufs vom erfassten Einspritzzeit-Kurvenverlauf W, wie vorstehend erwähnt, darstellt. Zuerst wird in S10 (Ermittlungsabschnitt des erfassten Kurvenverlaufs), erhält ein Mikrocomputer der ECU 30 den erfassten Einspritzzeit-Kurvenverlauf W, der mit dem Kraftstoffdrucksensor 20 entsprechen dem Injektor 10 des Zylinders #1, der derzeit die Kraftstoffeinspritzung durchführt, erfasst wird.
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Im nachfolgenden S20 führt der erste Tiefpassfilter 32 den Prozessablauf zum Entfernen des Rauschens N, das im erfassten Einspritzzeit-Kurvenverlauf W enthalten ist, durch. Im nachfolgenden S30 entfernt der zweite Tiefpassfilter 33 die Einspritzdruckkurvenverlaufkomponente Wc vom erfassten Kurvenverlauf Wa während der Einspritzzeit, um die Kurvenverlaufkomponenten Wb, Wb', die durch die Einflüsse anders als die Einspritzung verursacht werden, zu extrahieren.
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Im nachfolgenden S40 subtrahiert der Subtrahierer 34 die Kurvenverlaufkomponenten Wb, Wb' vom erfassten Kurvenverlauf Wa während der Einspritzzeit, der der Rauschentfernung unterzogen worden ist, wodurch die Einspritzdruckkurvenverlaufkomponente Wc berechnet wird. Im nachfolgenden S50 berechnet die Einspritzratenkurvenverlaufberechnungseinheit 35 den Einspritzratenkurvenverlauf basierend auf der Einspritzdruckkurvenverlaufkomponente Wc.
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Aus der vorstehend beschriebenen vorliegenden Ausführungsform gehen nachfolgende Effekte hervor.
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(1) Die Einspritzdruckkurvenverlaufkomponente Wc wird vom erfassten Einspritzzeit-Kurvenverlauf W entfernt, welcher mit dem Kraftstoffdrucksensor 20 entsprechend Zylinder #1, der derzeit die Kraftstoffeinspritzung durchführt, erfasst wird, mit dem zweiten Tiefpassfilter 33 entfernt, wodurch die Kurvenverlaufkomponenten Wb, Wb' entnommen werden. Dadurch können die Kurvenverlaufkomponenten Wb, Wb' aufgrund der Einflüsse anders als der Einspritzung ohne Verwendung des Kraftstoffdrucksensors 20 entsprechend des Nicht-Einspritzung-Zylinders #2 ermittelt werden. Die Einspritzdruckkurvenverlaufkomponente Wc wird durch Subtrahieren der ermittelten Kurvenverlaufkomponenten Wb, Wb' vom erfassten Einspritzzeit-Kurvenverlauf W ermittelt. Daher kann die Einspritzdruckkurvenverlaufkomponente Wc ohne Erfordernis der Erzeugung des erfassten Kurvenverlaufs, der mit dem Kraftstoffdrucksensor 20 entsprechend des Nicht-Einspritzung-Zylinders #2 erfasst wird, ermittelt werden. Somit kann sowohl das genaue Erfassen der Einspritzdruckkurvenverlaufkomponente Wc, das den tatsächlichen Einspritzzustand anzeigt, als auch die Reduzierung der Last des arithmetischen Prozessablaufs der ECU 30 zum Erzeugen des erfassten Kurvenverlaufs anhand des erfassten Wertes des Kraftstoffdrucksensors 20 gleichzeitig erreicht werden.
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Darüber hinaus kann darauf verzichtet werden, gleichzeitig die Erfassungswerte von sowohl den Kraftstoffdrucksensoren 20 entsprechend des Einspritzzylinders #1 und des Nicht-Einspritzung-Zylinders #2 zu ermittelt. Daher kann auf das gleichzeitige Verbinden zwischen der ECU 30 und beiden Sensoren 20 verzichtet werden. Demgemäß kann ein Verbindungsprozess zwischen der ECU 30 und den Kraftstoffprozessoren 20 vermieden werden, wodurch eine Verbindungsprozesslast der ECU 30 reduziert werden kann.
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(2) Die Abstandsfrequenz des zweiten Tiefpassfilters 33 wird derart eingestellt, dass zumindest der Abschnitt der Einspritzdruckkurvenverlaufkomponente Wc vom Veränderungspunkt P1, der mit dem Einspritzstart auftritt, bis zum Veränderungspunkt P5, der mit dem Einspritzende auftritt, entfernt wird. Daher kann der Hauptabschnitt der Einspritzdruckkurvenverlaufkomponente Wc sicher entfernt werden, und die Entnahmegenauigkeit der Kurvenverlaufkomponenten Wb, Wb' aufgrund der Einflüsse anders als der Einspritzung kann verbessert werden. Als Ergebnis kann die Berechnungsgenauigkeit der Einspritzdruckkurvenverlaufkomponente Wc verbessert werden.
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(3) Die Abschaltfrequenz des zweiten Tiefpassfilters 33 wird derart eingestellt, dass die Kurvenverlaufkomponente Wb, die den Anstieg des Zuführdrucks PC anzeigt, der mit dem Pumpen der Pumpe auftritt, nicht entfernt wird. Daher kann die Entnahmegenauigkeit der Zuführdruckkurvenverlaufkomponente Wb verbessert werden.
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(4) Selbst wenn das Pumpen der Pumpe während der Kraftstoffeinspritzung nicht durchgeführt wird, nimmt der Kraftstoffdruck im gesamten Einspritzsystem um den eingespritzten Betrag des Kraftstoffs ab. Die Abschaltfrequenz des zweiten Tiefpassfilters 33 wird derart eingestellt, dass die Kurvenverlaufkomponente Wb', die den Kraftstoffdruckabfall im gesamten Einspritzsystem anzeigt, nicht entfernt wird. Demgemäß kann die Entnahmegenauigkeit der Kurvenverlaufkomponente Wb' verbessert werden.
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(5) Der erste Tiefpassfilter 32 zur Rauschentfernung ist zusätzlich zum zweiten Tiefpassfilter 33 vorgesehen. Daher kann das Rauschen N aufgrund verschiedener Ursachen ausreichend vom erfassten Einspritzzeit-Kurvenverlauf W, welcher für die Berechnung im Subtrahierer 34 verwendet wird, entfernt werden. Demgemäß kann die Berechnungsgenauigkeit der Einspritzkurvenverlaufkomponente Wc durch den Subtrahierer 34 verbessert werden.
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(Weitere Ausführungsformen)
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebene Ausführungsform beschränkt, sondern kann auch wie nachfolgend beispielhaft dargestellt modifiziert werden. Außerdem können die verschiedenen Ausführungsformen auch miteinander kombiniert werden.
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In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wird der Digitalfilter (zweiter Tiefpassfilter 33) für das Digitalsignal verwendet, das bereits der A/D-Konvertierung durch den A/D-Konverter 31 unterlegen ist, wodurch die Einspritzdruckkurvenverlaufkomponente Wc vom erfassten Einspritzzeit-Kurvenverlauf W entfernt wird. Alternativ kann auch ein Analogfilter (nicht dargestellt) für ein Analogsignal verwendet werden, das nicht der A/D-Konvertierung unterlegen ist, wodurch die Einspritzdruckkurvenverlaufkomponente Wc vom erfassten Einspritzzeit-Kurvenverlauf W entfernt wird. Entsprechend ist der erste Tiefpassfilter 32 nicht auf den Digitalfilter beschränkt, sondern kann auch durch einen Analogfilter ausgetauscht werden.
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In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist der erste Tiefpassfilter 32 zur Rauschminderung bzw. Geräuschentfernung separat vom zweiten Tiefpassfilter 32 vorgesehen. Alternativ kann jedoch auch auf den ersten Tiefpassfilter 32 verzichtet werden, und der zweite Tiefpassfilter 33 in doppelter Ausführung als Filter zur Rauschminderung bzw. Geräuschentfernung vorgesehen sein.
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In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform, dargestellt in 1, ist der Kraftstoffdrucksensor 20 am Injektor 10 montiert. Alternativ kann der Kraftstoffdrucksensor gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein Kraftstoffdrucksensor sein, der angebracht ist, um einen Kraftstoffdruck in einer Kraftstoffzuführleitung zu erfassen, die sich von einer Auslassöffnung 42a der Common-Rail 42 zur Einspritzöffnung 11b erstreckt. Daher kann ein Kraftstoffdrucksensor z.B. auch an einer Hochdruckleitung 42b montiert sein, die die Common-Rail 42 und den Injektor 10 verbindet. Das heißt, die Hochdruckleitung 42b, die die Common-Rail 42 und den Injektor 10 verbindet, und die Hochdruckpassage 11a im Körper 11 entsprechen der Kraftstoffzuführleitung.
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Die vorliegende Erfindung sollte nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt betrachtet werden, sondern kann auf verschiedene andere Arten und Weisen ausgeführt werden, ohne dabei vom Schutzumfang wie er gemäß den begleitenden Ansprüchen definiert ist, abzuweichen.
