DE102012100021B4

DE102012100021B4 - Brennstoffeinspritzsteuervorrichtung

Info

Publication number: DE102012100021B4
Application number: DE102012100021.2A
Authority: DE
Inventors: Toyomori Tsuiki
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2011-01-11
Filing date: 2012-01-03
Publication date: 2017-11-30
Anticipated expiration: 2032-01-04
Also published as: DE102012100021A1; JP5333464B2; JP2012145018A

Abstract

Brennstoffeinspritzsteuervorrichtung, die auf ein Brennstoffeinspritzsystem angewendet ist, das ein Brennstoffeinspritzventil (10) und einen Brennstoffdrucksensor (20) enthält, der einen Druck eines zu dem Brennstoffeinspritzventil (10) zugeführten Brennstoffs als Druckkurvenverlauf erfasst, wobei die Brennstoffeinspritzsteuervorrichtung aufweist: einen Annäherungslinien-Berechner (S12, S13), der eine fallende Annäherungslinearlinie (Lα) durch Annäherung eines fallenden Kurvenverlaufs des Druckkurvenverlaufs und eine steigende Annäherungslinearlinie (Lβ) durch Annäherung eines steigenden Kurvenverlaufs des Druckkurvenverlaufs berechnet, wobei der fallende Kurvenverlauf in einer Erniedrigungsperiode abfällt, in welcher der erfasste Druck entsprechend einer Erhöhung einer Einspritzrate verringert wird, und wobei der steigende Kurvenverlauf bei einer Erhöhungsperiode ansteigt, in welcher der erfasste Druck entsprechend einer Abnahme einer Einspritzrate erhöht wird; einen Basisdruck-Berechner (S11), der einen Basisdruck (Pbase) basierend auf einem Teil des Druckkurvenverlaufs bei einer vorbestimmten Periode unmittelbar bevor der fallende Kurvenverlauf in dem Druckkurvenverlauf erscheint berechnet; einen Maximaleinspritzraten-Berechner (S21, S22), der einen Schnittpunktdruck (Pαβ) eines Schnittpunkts zwischen der fallenden Annäherungslinearlinie und der steigenden Annäherungslinearlinie berechnet, und der eine Maximaleinspritzrate (Rmax) basierend auf einer Druckdifferenz (ΔPγ) zwischen dem Schnittpunktdruck und dem Basisdruck berechnet; einen Druckabfallbetrags-Detektor (S30), der einen Druckabfallbetrag (ΔP) erfasst, der entsprechend einer Erhöhung einer Einspritzrate erzeugt wird; einen Alterungsverschlechterungsindex-Berechner (S33), der einen Alterungsverschlechterungsindex (Ka) berechnet, der einen Abweichgrad des erfassten Druckabfallbetrag entsprechend einer Alterungsverschlechterung des Brennstoffeinspritzventils darstellt; und einen Korrekturabschnitt (S23), der die berechnete Maximaleinspritzrate basierend auf dem Alterungsverschlechterungsindex korrigiert, wobei ...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Brennstoffeinspritzsteuervorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine, die auf ein Brennstoffeinspritzsystem mit einem einen Druck eines Brennstoffs, der zu einem Brennstoffeinspritzventil zugeführt wird, erfassenden Brennstoffsensor angewandt ist.
Die JP 2009-103 063 A oder JP 2010-003 004 A beschreiben einen Brennstoffdrucksensor, der eine Druckabweichung eines Zuführbrennstoffs in einer Brennstoffeinspritzung als Druckkurvenverlauf umfasst. Eine Abweichung einer Einspritzrate entsprechend eines Einspritzraten-Kurvenverlaufs wird basierend auf dem erfassten Druckkurvenverlauf analysiert. Insbesondere wird die Maximaleinspritzrate Rmax durch Vervielfachen eines Druckabfallbetrags ΔP (2C), der aus dem Druckkurvenverlauf durch einen Korrelationskoeffizienten G erfasst wird, berechnet. Der Druckabfallbetrag ΔP wird entsprechend einer Erhöhung der Einspritzrate erzeugt und weist eine hohe Korrelation mit der Maximaleinspritzrate Rmax auf (Hochpunkt des Einspritzraten-Kurvenverlaufs in 2B). Ein Einspritzbefehlssignal (2A), das eine Einspritzstartzeit oder eine Einspritzendzeit anzeigt, wird basierend auf der berechneten Maximaleinspritzrate Rmax eingestellt. Das bedeutet, dass eine Rückkopplungssteuerung zum Betreiben eines Brennstoffeinspritzventils basierend auf der Maximaleinspritzrate Rmax, die basierend auf dem erfassten Druckabfallbetrag ΔP berechnet wird, ausgeführt wird.
Allerdings wird der Druckabfallbetrag ΔP einzeln für jede Einspritzung durch Umgebungsbedingungen, wie z. B. Abstände von Einspritzschritten bei einer Multi-Step-Einspritzung, oder eines Drucks innerhalb eines Zylinders bei dem Zeitpunkt einer Einspritzung variiert. Dadurch wird der berechnete Wert von Rmax, der für die Rückkopplungsteuerung verwendet wird, auch einzeln entsprechend der Umgebungsbedingung variiert, so dass eine Stabilität der Rückkopplungssteuerung bzw. Regelung gesenkt werden kann. Ein Echtzeiteinspritzzustand kann z. B. auf einem Soll-Einspritzzustand gebeugt werden, wie z. B. auf eine Soll-Einspritzstartzeit oder auf einen Soll-Einspritzbetrag.
Die JP 2010-223 184 A wird im Lichte der vorstehend beschriebenen Nachteile offenbart.
Der erfasste Druckkurvenverlauf von 2C weist einen fallenden Kurvenverlauf bei einer Erniedrigungsperiode, bei welcher der Druck entsprechend einer Erhöhung der Einspritzrate verringert wird, und einem steigenden Kurvenverlauf bei einer Erhöhungsperiode auf, bei welcher der Druck entsprechend einer Abnahme der Einspritzrate erhöht wird. Der fallende Kurvenverlauf wird mit einer fallenden Annäherungsgeradlinie Lα angenähert und der steigende Kurvenverlauf wird mit einer steigenden Annäherungsgeradlinie Lβ angenähert. Ein Basisdruck P_base wird basierend auf einem Kurvenverlauf einer spezifischen Periode kurz bevor der fallende Kurvenverlauf erscheint berechnet.
Ein Schnittpunktdruck Pαβ ist ein Druck entsprechend eines Schnittpunkts zwischen der fallenden Annäherungsgeradlinie Lα und der steigenden Annäherungsgeradlinie Lβ. Eine Druckdifferenz ΔPγ wird zwischen dem Schnittpunktdruck Pαβ und dem Basisdruck P_base berechnet. Die Maximaleinspritzrate R_max wird durch Vervielfachen der berechneten Druckdifferenz ΔPγ durch einen Korrelationskoeffizienten Ga berechnet.
Die Druckdifferenz ΔPγ weist eine hohe Korrelation mit der Maximaleinspritzrate Rmax auf. Während der fallende Kurvenverlauf und der steigende Kurvenverlauf, die zum Berechnen der Druckdifferenz ΔPγ verwendet werden, leicht durch die vorstehend erwähnten Umgebungsbedingung beeinflusst werden, ist die Beeinflussung im Vergleich zu einem Einfluss einer Serienänderung des Druckabfallbetrags ΔP klein. Dies liegt daran, dass eine Abnahme/Erhöhung des Brennstoffdrucks in einer extrem kurzen Zeit, zwischen einem Einspritzstart-/-endzeitpunkt und einem Zeitpunkt des Erreichens der Maximaleinspritzrate erzeugt wird. Dadurch kann die Maximaleinspritzrate Rmax ohne durch den Einfluss der Serienänderung des Druckabfallbetrags ΔP beeinflusst zu werden berechnet werden, so dass die Stabilität der Rückkopplungssteuerung hochgehalten werden kann.
Der Korrelationskoeffizient Ga wird durch eine Alterung bzw. Alterungsverschlechterung des Brennstoffeinspritzventils variiert. Falls die Alterungsverschlechterung derart fortgeschritten ist, dass ein Einspritzkanal des Brennstoffeinspritzventils abgenutzt ist, wird die Maximaleinspritzrate Rmax hoch und der Korrelationskoeffizient Ga wird bei einem Zustand der gleichen Druckdifferenz ΔPγ groß. Darüber hinaus wird, falls die Alterungsverschlechterung derart fortgeschritten ist, dass sich Fremdkörper an dem Einspritzkanal ablagern, die Maximaleinspritzrate Rmax gering und der Korrelationskoeffizient Ga wird bei einem Zustand der gleichen Druckdifferenz ΔPγ klein.
Allerdings ist eine Abweichung des fallenden Kurvenverlaufs und des steigenden Kurvenverlaufs, die zum Berechnen der Druckdifferenz ΔPγ verwendet werden, im Vergleich mit einer Abweichung des Druckrückgangs ΔP klein, selbst wenn die Alterungsverschlechterung derart fortgeschritten ist, dass der Einspritzkanal verschleißt, da eine Abnahme/Erhöhung des Brennstoffdrucks bei einer extrem kurzen Zeit erzeugt wird.
Der fallende Kurvenverlauf und der steigende Kurvenverlauf, die zum Berechnen einer solchen Druckdifferenz ΔPγ verwendet werden, werden kaum durch den Einfluss der Alterungsverschlechterung des Brennstoffeinspritzventils beeinflusst. Dadurch ist es unmöglich, die Alterungsverschlechterung für die Berechnung der Maximaleinspritzrate Rmax bei der JP 2010-223 184 A zu berücksichtigen. Bei diesem Fall kann der Brennstoffeinspritzzustand nicht mit einer hohen Genauigkeit gesteuert werden, so dass der tatsächliche Einspritzzustand nicht mit dem Soll-Einspritzzustand übereinstimmt.
Darüber hinaus beschreibt die JP 2010-223 184 A einen Fall einer kleinen Einspritzung, bei der das Ventil beginnt geschlossen zu werden bevor der Öffnungsgrad des Brennstoffeinspritzventils vollständig geöffnet wird. Im Gegensatz dazu, wird bei einem Fall einer großen Einspritzung, bei der die Druckdifferenz ΔPγ einen vorbestimmten Wert überschreitet, die Maximaleinspritzrate Rmax im Voraus bestimmt. Dadurch ist es bei diesem Fall, während die Maximaleinspritzrate Rmax berechnet werden kann ohne durch den Einfluss einer Serienänderung des Druckabfallbetrags ΔP beeinflusst zu werden, unmöglich, die Alterungsverschlechterung in die Berechnung der Maximaleinspritzrate Rmax zu berücksichtigen.
Weiterer Stand der Technik ist aus der DE 10 2010 016 093 A1 und der DE 10 2010 040 719 A1 bekannt.
Die DE 10 2010 016 093 A1 offenbart eine Kraftstoffeinspritzerfassungsvorrichtung, die einen Maximale-Kraftstoffeinspritzrate-Erreicht-Zeitpunkt und einen Kraftstoffeinspritzratenabfall-Startzeitpunkt basierend auf einem abfallenden Kurvenverlauf des Kraftstoffdrucks und einem ansteigenden Kurvenverlauf des Kraftstoffdrucks berechnet. Der abfallende Kurvenverlauf steht für einen Kraftstoffdruck, der durch einen Kraftstoffsensor während einer Dauer erfasst wird, in welcher der Kraftstoffdruck aufgrund eines Kraftstoffeinspritzratenabfalls ansteigt. Der ansteigende Kurvenverlauf steht für einen Kraftstoffdruck, der durch einen Kraftstoffsensor während einer Dauer erfasst wird, in welcher der Kraftstoffdruck aufgrund eines Kraftstoffeinspritzratenanstiegs abfällt und der ansteigende Kurvenverlauf und der abfallende Kurvenverlauf werden entsprechend durch Modellierfunktionen modelliert. Im Falle einer kleinen Kraftstoffeinspritzmenge wird ein Schnittpunktzeitpunkt, in welchem sich Linien, die durch die Modellierungsfunktionen dargestellt werden, schneiden, als der Maximale-Kraftstoffeinspritzrate-Erreicht-Zeitpunkt und der Kraftstoffeinspritzratenabfall-Startzeitpunkt definiert.
Die DE 10 2010 040 719 A1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine. Bei dem Verfahren wird der Druck in einem Kraftstoffspeicher erfasst und ausgehend von einer Druckänderung der Beginn und/oder das Ende einer Kraftstoffeinspritzung erkannt, wobei der Verlauf des Drucks aufgenommen wird, dieser Verlauf in Bereiche unterteilt wird und in diesen Bereichen jeweils eine Regressionsgerade bestimmt wird, wobei aus Schnittpunkten der Regressionsgeraden Merkmale für ein Öffnen und Schließen eines Ventils ermittelt werden.
Die vorliegende Erfindung wurde im Lichte der vorstehenden Probleme gemacht und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Brennstoffeinspritzsteuervorrichtung zu schaffen, die eine Brennstoffeinspritzung unter Berücksichtigung der Alterung stabil steuert.
Gemäß eines ersten Beispiels der vorliegenden Erfindung ist eine Brennstoffeinspritzsteuervorrichtung auf ein Brennstoffeinspritzsystem angewandt, das ein Brennstoffeinspritzventil und einen Brennstoffdrucksensor enthält, der einen Druck eines zu dem Brennstoffeinspritzventil zugeführten Brennstoffs als Druckkurvenverlauf erfasst, und einen Annäherungslinien-Berechner, einen Basisdruck-Berechner, einen Maximaleinspritzraten-Berechner, einen Druckabfallbetrags-Detektor, einen Alterungsverschlechterungsindex-Berechner und einen Korrekturabschnitt enthält. Der Annäherungslinien-Berechner berechnet eine fallende Annäherungslineallinie durch Annäherung eines fallenden Kurvenverlaufs des Druckkurvenverlaufs und eine steigende Annäherungslinearlinie durch Annäherung eines steigenden Kurvenverlaufs des Druckkurvenverlaufs. Der fallende Kurvenverlauf verringert sich in einer Erniedrigungsperiode, in welcher der erfasste Druck entsprechend einer Erhöhung einer Einspritzrate verringert wird. Der steigende Kurvenverlauf erhöht sich in einer Erhöhungsperiode, in welcher der erfasste Druck entsprechend einer Abnahme einer Einspritzrate erhöht wird. Der Basisdruck-Berechner berechnet einen Basisdruck basierend auf einem Teil des Druckkurvenverlaufs in einer vorbestimmten Periode unmittelbar bevor der fallende Kurvenverlauf bei dem Druckkurvenverlauf erscheint. Der Maximaleinspritzraten-Berechner berechnet einen Schnittpunktdruck eines Schnittpunkts zwischen der fallenden Annäherungslinearlinie und der steigenden Annäherungslinearlinie und berechnet eine Maximaleinspritzrate basierend auf einer Druckdifferenz zwischen dem Schnittpunktdruck und dem Basisdruck. Der Druckabfallbetrags-Detektor erfasst einen entsprechend einer Erhöhung einer Einspritzrate erzeugten Druckabfallbetrag und der Alterungsverschlechterungsindex-Berechner berechnet einen Alterungsverschlechterungsindex der einen Abweichgrad des erfassten Druckabfallbetrags entsprechend einer Alterung des Brennstoffeinspritzventils darstellt. Der Korrekturabschnitt korrigiert die berechnete Maximaleinspritzrate basierend auf dem Alterungsverschlechterungsindex.
Demgemäß kann die Maximaleinspritzrate unter Berücksichtigung der Alterung bzw. Alterungsverschlechterung berechnet werden.
Gemäß eines zweiten Beispiels der vorliegenden Erfindung ist eine Brennstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung auf ein Brennstoffeinspritzsystem angewandt, das ein Brennstoffeinspritzventil und einen Brennstoffdrucksensor enthält, der einen Druck eines zu dem Brennstoffeinspritzventil zugeführten Brennstoffs als Druckkurvenverlauf umfasst und einen Annäherungslinien-Berechner, einen Basisdruck-Berechner, einen Maximaleinspritzraten-Berechner, einen Druckabfallbetrags-Detektor, einen Alterungsverschlechterungsindex-Berechner und einen Korrekturabschnitt enthält. Der Annäherungslinien-Berechner berechnet eine fallende Annäherungslinearlinie durch Annäherung eines fallenden Kurvenverlaufs des Druckkurvenverlaufs und eine steigende Annäherungslinearlinie durch Annäherung eines steigenden Kurvenverlaufs des Druckkurvenverlaufs. Der fallende Kurvenverlauf verringert sich in einer Erniedrigungsperiode, in welcher der erfasste Druck entsprechend einer Erhöhung einer Einspritzrate verringert wird. Der steigende Kurvenverlauf erhöht sich in einer Erhöhungsperiode, in welcher der erfasste Druck entsprechend einer Abnahme einer Einspritzrate erhöht wird. Der Basisdruck-Berechner berechnet einen Basisdruck basierend auf einem Teil des Druckkurvenverlaufs bei einer vorbestimmten Periode unmittelbar bevor der fallende Kurvenverlauf in dem Druckkurvenverlauf erscheint. Der Maximaleinspritzraten-Berechner berechnet einen Schnittpunktdruck eines Schnittpunkts zwischen der fallenden Annäherungslinearlinie und der steigenden Annäherungslinearlinie und berechnet eine Druckdifferenz zwischen dem Schnittpunktdruck und dem Basisdruck. Der Maximaleinspritzraten-Berechner stellt einen vorbestimmten Wert als Maximaleinspritzrate ein, wenn die Druckdifferenz größer oder gleich einer vorbestimmten Differenz ist. Der Druckabfallbetrags-Detektor erfasst einen entsprechend einer Erhöhung einer Einspritzrate erzeugten Druckabfallbetrag. Der Alterungsverschlechterungsindex-Berechner berechnet einen Alterungsverschlechterungsindex, der einen Abweichgrad des erfassten Druckabfallbetrags entsprechend einer Alterung des Brennstoffeinspritzventils darstellt. Der Korrekturabschnitt korrigiert die Maximaleinspritzrate basierend auf dem Alterungsverschlechterungsindex.
Demgemäß kann die Maximaleinspritzrate unter Berücksichtigung der Alterung bzw. Alterungsverschlechterung berechnet werden.
Die vorstehenden und anderen Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung mit Bezugnahme auf die beigefügten Figuren ersichtlich. In den Figuren zeigt:
1 eine grafische Darstellung, die einen Entwurf eines Brennstoffeinspritzsystems mit einer Brennstoffeinspritzsteuervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
2A ein Diagramm, das ein Einspritzbefehlssignal zu einem Brennstoffeinspritzventil darstellt, 2B ein Diagramm, das einen Einspritzraten-Kurvenverlauf, der eine Abweichung der Brennstoffeinspritzrate zeigt, darstellt, und in 2C ein Diagramm, das einen Brennstoffdruck-Kurvenverlauf der eine Abweichung eines Kraftstoffdrucks zeigt, darstellt;
3 ein funktionelles Blockdiagramm einer ECU, das ein Lernen eines Einspritzratenparameters und ein Einstellen des Einspritzbefehlssignals einrichtet;
4 ein Flussdiagramm, das einen Berechnungsprozess des Einspritzratenparameters darstellt;
5A ein Diagramm, das einen Einspritzzeit-Brennstoffdruck-Kurvenverlauf darstellt, 5B ein Diagramm, das einen Nicht-Einspritzzeitpunkt-Einspritzdruck-Kurvenverlauf darstellt, und 5C ein Diagramm, das einen Einspritz-Kurvenverlauf darstellt;
6A ein Diagramm, das eine Abweichung eines Einspritzbetrags durch eine Alterung bzw. Alterungsverschlechterung verursacht darstellt, 6B ein Diagramm, das eine Abweichung einer Einspritzrate durch eine Alterungsverschlechterung verursacht darstellt, 6C ein Diagramm, das eine Abweichung eines Einspritzdrucks durch eine Alterungsverschlechterung verursacht darstellt, 6D ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einem Basisdruck und einer Maximaleinspritzrate darstellt, und 6E ein Diagramm, das eine Beziehung einer Alterungsverschlechterungsrate und eines zurückgelegten Wegs darstellt;
7 ein Diagramm, das einen Druckabfallbetrag und die Maximaleinspritzrate darstellt, die durch einen befohlenen Einspritzbetrag und Basisdruck variiert werden;
8 ein Diagramm, das Werte der Maximaleinspritzrate, die zum Berechnen eines Durchschnitts der Maximaleinspritzrate verwendet werden, darstellt;
9 ein Flussdiagramm, das einen Berechnungsprozess eines in der Abarbeitung von 4 verwendeten Korrekturverhältnis darstellt;
10 ein Diagramm, das Werte der Maximaleinspritzrate, die zum Berechnen eines Durchschnitts der Maximaleinspritzrate gemäß einer zweiten Ausführungsform verwendet werden, darstellt; und
11 ein Diagramm, das Werte der Maximaleinspritzrate darstellt, die zum Berechnen eines Durchschnitts der Maximaleinspritzrate gemäß einer dritten Ausführungsform verwendet werden.
Ausführungsformen werden für eine Brennstoffeinspritzsteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die Brennstoffeinspritzsteuervorrichtung ist auf eine Verbrennungskraftmaschine (Dieselmaschinen) mit vier Zylindern #1 bis #4 angewandt, in denen durch Einspritzen von Hochdruckbrennstoff eine Kompressionsselbstzündungsverbrennung erzeugt wird.
(Erste Ausführungsform)
Ein Brennstoffeinspritzventil 10 ist an jedem Zylinder der Maschine, wie in 1 dargestellt, vorgesehen. Ein Brennstoffdrucksensor 20 ist an jedem Brennstoffeinspritzventil 10 vorgesehen. Eine elektronische Steuereinheit (ECU) 30 ist an einem Fahrzeug mit einer Maschine befestigt.
Ein Brennstoffeinspritzsystem mit dem Brennstoffeinspritzventil 10 wird erläutert. Ein Brennstoff in einem Brennstofftank 40 wird durch eine Brennstoffpumpe 41 gepumpt und in einer Common-Rail bzw. Sammelschiene (Sammler) 42 gesammelt, um ihn zu jedem Brennstoffeinspritzventil 10 (#1 bis #4) zuzuführen. Die Brennstoffeinspritzventile 10 (#1 bis #4) führen Brennstoffeinspritzungen sequentiell in einer vorbestimmten Reihenfolge aus. Die Brennstoffpumpe 41 ist eine Kolbenpumpe, die periodisch Hochdruckbrennstoff abgibt.
Das Brennstoffeinspritzventil 10 weist einen Körper 11, ein Nadelventil 12, einen Aktuator 13 und dergleichen auf. Der Körper 11 definiert eine Hochdruckpassage 11a und einen Einspritzkanal 11b. Das Nadelventil 12 ist in den Körper 11 aufgenommen, um den Einspritzkanal 11b zu öffnen/schließen.
Der Körper 11 definiert eine Gegendruckkammer 11c, mit der die Hochdruckpassage 11a und eine Niederdruckpassage 11d kommunizieren. Das Steuerventil 14 schaltet zwischen der Hochdruckpassage 11a und der Niederdruckpassage 11d um, so dass die Hochdruckpassage 11a mit der Gegendruckkammer 11c kommuniziert oder die Niederdruckpassage 11d mit der Gegendruckkammer 11c kommuniziert.
Wenn der Aktuator 13 erregt wird, bewegt sich das Steuerventil 14 abwärts in 1, und die Gegendruckkammer 11c kommuniziert mit der Niederdruckpassage 11d, so dass der Brennstoffdruck in der Gegendruckkammer 11c verringert wird. Folglich wird der auf das Nadelventil 12 aufgebrachte Gegendruck verringert, so dass das Nadelventil 12 angehoben (geöffnet) wird. Somit wird eine Sitzfläche 12a des Ventils 12 von einer Sitzfläche 11e des Körpers 11 getrennt, und Brennstoff wird aus der Einspritzöffnung 11b eingespritzt.
Wenn der Aktuator 13 entregt wird, bewegt sich das Steuerventil 14 aufwärts in 1, und die Gegendruckkammer 11c kommuniziert mit der Hochdruckpassage 11a, so dass der Brennstoffdruck in der Gegendruckkammer 11c erhöht wird. Folglich wird der auf das Nadelventil 12 aufgebrachte Gegendruck erhöht, so dass der Ventilkörper 12 abgesenkt (geschlossen) wird. Somit wird die Sitzfläche 12a des Ventils 12 auf die Sitzfläche 11e des Körpers 11 gesetzt, und die Brennstoffeinspritzung aus der Einspritzöffnung 11b wird gestoppt.
Die ECU 30 steuert den Aktuator 13, der das Nadelventil 12 ansteuert. Wenn das Nadelventil 12 die Einspritzöffnung 11b öffnet, wird Hochdruckbrennstoff in die Hochdruckpassage 11a zu einer Verbrennungskammer (nicht gezeigt) der Maschine über die Einspritzöffnung 11b eingespritzt.
Der Brennstoffdrucksensor 20 enthält einen Vorbau 21 (Kraftmessdose) und ein Drucksensorelement 22. Der Vorbau 21 ist an dem Körper 11 vorgesehen. Der Vorbau 21 weist ein Membran 21a auf, das sich elastisch als Reaktion auf Hochbrennstoffdruck in der Hochdruckpassage 11a verformt. Das Drucksensorelement 22 ist an der Membran 21a angeordnet, um ein von einer elastischen Deformation des Membranes 21a abhängigen Druckerfassungssignal auszugeben.
Die ECU 30 berechnet einen Soll-Brennstoffeinspritzzustand (Anzahl von Einspritzschritten, Brennstoffeinspritzstartzeitpunkt, Brennstoffeinspritzendzeitpunkt, Brennstoffeinspritzmenge und dergleichen) basierend auf der Maschinenlast und der Maschinendrehzahl NE, die von einer Gaspedalposition herleitbar sind. Die ECU 30 speichert z. B. einen optimalen Brennstoffeinspritzzustand bezüglich der Maschinenlast und der Maschinendrehzahl als Brennstoffeinspritzzustandskennfeld. Anschließend wird basierend auf der aktuellen Maschinenlast und Maschinendrehzahl der Soll-Brennstoffeinspritzzustand hinsichtlich des Brennstoffeinspritzzustandskennfelds berechnet.
Ferner erzeugt die ECU 30 Brennstoffeinspritzbefehlssignale „t1”, „t2”, „Tq” (siehe 2A) entsprechend des berechneten Soll-Brennstoffeinspritzzustands basierend auf Einspritzratenparametern „td”, „te”, „Rα”, „Rβ” und „Rmax”, die nachstehend beschrieben werden. Das Brennstoffeinspritzventil 10 wird durch Eingeben der Signale gesteuert.
Ein Brennstoffdruck-Kurvenverlauf wird basierend auf Erfassungssignalen des Sensors 20, wie in 2C dargestellt, erfasst, und entspricht einer Abweichung eines Brennstoffdrucks, wenn die Abweichung durch eine Brennstoffeinspritzung erzeugt wird. Ferner wird, wie in 2B dargestellt, ein Einspritzraten-Kurvenverlauf basierend auf dem erfassten Brennstoffdruck-Kurvenverlauf berechnet, und stellt eine Abweichung einer Einspritzrate des Brennstoffs dar. Ein Brennstoffeinspritzzustand wird durch die Berechnung des Einspritzraten-Kurvenverlaufs erfasst. Der Einspritzratenparameter „Rα”, „Rβ” und „Rmax”, die den erfassten Einspritzraten-Kurvenverlauf (Einspritzzustand) spezifizieren, werden gelernt. Ferner werden die Einspritzratenparameter „td”, „te”, die eine Beziehung zwischen dem Einspritzbefehlssignal (Impuls-AN-Zeitpunkt „t1”, Impuls-AUS-Zeitpunkt „t2” und eine Erregungszeitperiode „Tq”) und den Einspritzzustand spezifizieren, gelernt. Die Brennstoffeinspritzung wird durch das Impuls-AN-Zeitpunktsignal „t1” gestartet, und die Brennstoffeinspritzung wird durch das Impuls-AUS-Zeitpunktsignal „t2” beendet. Die Einspritzperiode entsprechend der Einspritzmenge bzw. -betrag wird durch die Impuls-AN-Periode Tq angezeigt.
Insbesondere wird, wie in 2C dargestellt, ein fallender Kurvenverlauf des Brennstoffdruck-Kurvenverlaufs, der von einem Wendepunkt P1 startet und bei einem Wendepunkt P2 endet, an eine Annäherungslinearlinie Lα des fallenden Kurvenverlaufs unter Verwendung z. B. der Methode der kleinsten Quadrate angenähert.
Ein Schnittpunkt zwischen der Annäherungslinie Lα und eines Ausgangswerts Bα wird als Schnittzeitpunkt LBα berechnet. Da der Schnittzeitpunkt LBα und ein Einspritzstartzeitpunkt R1 von 2B eine enge Übereinstimmung aufweisen, wird der Einspritzstartzeitpunkt R1 basierend auf dem Schnittzeitpunkt LBα berechnet. Der Einspritzstartzeitpunkt R1 kann z. B. vor dem Schnittzeitpunkt LBα durch eine vorbestimmte Verzögerungsperiode Cα eingestellt werden.
Ferner wird ein steigender Kurvenverlauf des Brennstoffdruck-Kurvenverlaufs, der bei einem Wendepunkt P3 beginnt und bei einem Wendepunkt P5 endet, an eine Annäherungslinearlinie Lβ des steigenden Kurvenverlaufs unter Verwendung z. B. der Methode der kleinsten Quadrate angenähert.
Ein Schnittpunkt zwischen der Annäherungslinie Lβ und ein Ausgangswert Bβ wird als Schnittzeitpunkt LBβ berechnet. Da der Schnittzeitpunkt LBβ und ein Einspritzendzeitpunkt R4 eine Übereinstimmung aufweisen, wird der Einspritzendzeitpunkt R4 basierend auf dem Schnittstellenzeitpunkt LBβ berechnet. Der Einspritzendzeitpunkt R4 kann z. B. vor dem Schnittpunktzeitpunkt LBβ durch eine vorbestimmte Verzögerungsperiode Cβ eingestellt werden.
Da eine Neigung der Annäherungslinie Lα und eine Neigung der Erhöhung der Einspritzrate eine enge Übereinstimmung aufweisen, wird eine Neigung einer Linearlinie Rα, die eine Einspritzerhöhung des Kurvenverlaufs von 2B zeigt, basierend auf der Neigung der Annäherungslinie Lα berechnet. Die Neigung der Linie Rα kann z. B. durch Vervielfachen der Neigung der Annäherungslinie Lα durch einen vorbestimmten Koeffizienten berechnet werden.
Ähnlich wird, da eine Neigung der Annäherungslinie Lβ und eine Neigung der Abnahme der Einspritzrate eine enge Übereinstimmung aufweisen, eine Neigung einer Linielinie Lβ, die eine Einspritzabnahme des Einspritzraten-Kurvenverlaufs anzeigt, basierend auf der Neigung der Annäherungslinie Lβ berechnet.
Ein Ventil-Schließbetrieb-Startzeitpunkt R23 wird basierend auf den Linearlinien Rα, Rβ des Einspritzraten-Kurvenverlaufs berechnet. Das Ventil 12 beginnt sich bei dem Ventil-Schließbetrieb-Startzeitpunkt R23 zu schließen. Insbesondere wird ein Schnittpunkt zwischen der Linearlinie Rα und der Linearlinie Rβ berechnet und der berechnete Schnittpunkt entspricht dem Ventil-Schließbetrieb-Startzeitpunkt R23.
Ferner wird eine Einspritz-Start-Verzögerungszeit „tb” des Einspritzstartzeitpunkts R1 relativ zu dem Einspritzstartbefehlszeitpunkt t1 berechnet. Ferner wird eine Einspritz-End-Verzögerungszeit „te” des Ventil-Schließbetrieb-Startzeitpunkts R23 relativ zu dem Einspritzendbefehlzeitpunkt t2 berechnet.
Ein Schnittpunktdruck Pαβ eines Schnittpunkts zwischen der Annäherungslinearlinie Lα und der Annäherungslinearlinie Lβ wird berechnet, und eine Druckdifferenz ΔPγ zwischen dem Schnittpunktdruck Pαβ und einem Basisdrucks P_AUS, die nachstehend beschrieben werden, wird berechnet. Da die Druckdifferenz ΔPγ und die Maximaleinspritzrate Rmax eine Übereinstimmung aufweisen, wird die Maximaleinspritzrate Rmax basierend auf der Druckdifferenz ΔPγ berechnet. Insbesondere wird die Maximaleinspritzrate Rmax durch Vervielfachen der Druckdifferenz ΔPγ durch einen Korrelationskoeffizienten Cγ berechnet.
Bei einem Fall einer kleinen Einspritzung, bei der die Druckdifferenz ΔPγ kleiner als ein vorbestimmter Wert ΔPγ_th ist, wird die Maximaleinspritzrate Rmax basierend auf einer Formulierung von Rmax = ΔPγ × Cγ berechnet. Dagegen wird bei einem Fall einer großen Einspritzung, bei der die Druckdifferenz ΔPγ größer oder gleich des vorbestimmten Werts ΔPγ_th(ΔPγ ≥ ΔPγ_th) ist, ein vorbestimmter Wert Rγ als Maximaleinspritzrate Rmax eingestellt.
Bei der geringen Einspritzung beginnt sich das Ventil 12 bevor die Einspritzrate einen vorbestimmten Wert Rγ erreicht wird zu schließen und die Einspritzrate weist einen Maximalwert Rmax auf, wenn die Einspritzmenge bzw. -betrag durch Drosseln eines Brennstoffs zwischen den Sitzflächen 11e, 12a begrenzt wird.
Bei der großen Einspritzung beginnt sich das Ventil 12 nachdem die Einspritzrate den vorbestimmten Wert Rγ erreicht wird zu schließen, und die Einspritzrate weist einen Maximalwert Rmax auf, wenn die Einspritzmenge bzw. -betrag durch Drosseln eines Brennstoffs bei der Einspritzöffnung 11b begrenzt wird.
Das bedeutet, dass, wenn die Einspritzbefehlsperiode Tq ausreichend lang ist, und wenn der Ventilöffnungszustand nach Erreichen der Maximaleinspritzrate beibehalten wird, der Einspritzraten-Kurvenverlauf eine Trapezform, wie in 2B dargestellt, aufweist. Dagegen ist, wenn sich das Ventil vor Erreichen der Maximaleinspritzrate zu schließen beginnt, die Einspritzung klein und der Einspritzraten-Kurvenverlauf weist eine Dreiecksform auf.
Somit können die Einspritzratenparameter „td”, „te”, „Rα”, „Rβ” und „Rmax” aus dem Brennstoffdruck-Kurvenverlauf berechnet werden. Ferner kann der Einspritzraten-Kurvenverlauf aus 2B entsprechend dem Einspritzbefehlssignal von 2A basierend auf Lernwerten der Einspritzparameter „td”, „te”, „Rα”, „Rβ” und „Rmax” berechnet werden. Ein schraffierter Bereich in 2B des berechneten Einspritzraten-Kurvenverlaufs entspricht der Einspritzmenge, so dass die Einspritzmenge basierend auf den Einspritzratenparameter berechnet werden kann.
Die ECU 30 enthält, wie in 3 dargestellt, einen Einspritzratenparameter-Berechner 31, der die Einspritzratenparameter „td”, „te”, „Rα”, „Rβ” und „Rmax” basierend auf dem durch den Sensor 20 erfassten Brennstoffdruck-Kurvenverlauf berechnet.
Ein Lernabschnitt 32 lernt und aktualisiert die berechneten Parameter in einem Speicher der ECU 30. Die Parameter verändern sich entsprechend einer Veränderung eines Zuführbrennstoffdrucks (Drucks in der Common-Rail 42). Dadurch kann das Lernen der Parameter im Zusammenhang mit dem Zuführbrennstoffdruck oder dem Basisdruck P_AUS, die nachstehend beschrieben werden, stehen. Ferner können die anderen Parameter außer der Maximaleinspritzrate Rmax mit Bezug auf eine Einspritzmenge gelernt werden. In 3 werden die Einspritzrateparameterwerte entsprechend eines Brennstoffdrucks in einem Einspritzratenparameterkennfeld M gespeichert.
Ein Signaleinstellabschnitt 33 entsprechend einer Steuerung erhält die gelernten Parameter entsprechend des gegenwärtigen Brennstoffdrucks aus dem Kennfeld M und stellt die Signale t1, t2, Tq entsprechend des Soll-Einspritzzustands basierend auf den Parametern ein. Ein Brennstoffdruck-Kurvenverlauf, der erhalten wird, wenn das Ventil 10 durch die Signale aktiviert ist, wird durch den Sensor 20 erfasst. Der Einspritzratenparameter-Berechner 31 berechnet die Parameter „td”, „te”, „Rα”, „Rβ” und „Rmax” basierend auf dem erfassten Brennstoffdruck-Kurvenverlauf.
Das bedeutet, dass ein tatsächlicher Einspritzzustand (d. h. Einspritzratenparameter „td”, „te”, „Rα”, „Rβ” und „Rmax”) entsprechend des Einspritzbefehlssignals erfasst und gelernt wird. Ein neues Einspritzbefehlssignal wird entsprechend auf den Soll-Einspritzzustand basierend auf dem gelernten Wert eingestellt. Somit wird die Rückkopplungssteuerung auf dem Befehlssignal basierend auf dem tatsächlichen Einspritzzustand ausgeführt, so dass der Brennstoffeinspritzzustand mit hoher Genauigkeit gesteuert werden kann, selbst wenn eine Alterung bzw. Alterungsverschlechterung erzeugt wird.
Ein Abarbeiten einer Berechnung der Einspritzratenparameter „td”, „te”, „Rα”, „Rβ” und „Rmax” von 2B aus dem erfassten Kurvenverlauf von 2C wird mit Bezug auf 4 beschrieben. Das Abarbeiten wird durch einen Computer der ECU 30 immer dann ausgeführt, wenn eine einzelne Einspritzung durchgeführt wird. Der Brennstoffdruck-Kurvenverlauf stellt eine Gruppierung von Erfassungswerten des Sensors 20 dar, die mit vorbestimmten Abtast- bzw. Sampling-Zyklen erhalten werden.
In S10 von 4 wird ein Einspritz-Kurvenverlauf Wb (korrigierter Brennstoffdruck-Kurvenverlauf), der zum Berechnen der Einspritzratenparameter verwendet werden soll, wird berechnet. Ein Zylinder, in dem Brennstoff aus dem Ventil 10 eingespritzt wird, wird als ein Einspritzzeit-Zylinder definiert. Ein Zylinder, in dem Brennstoff nicht aus dem Ventil 10 eingespritzt wird, wenn eine Brennstoffeinspritzung in dem Einspritzzeit-Zylinder ausgeführt wird, wird als Nicht-Einspritzzeit-Zylinder definiert. Der Sensor 20 entsprechend des Einspritzzeit-Zylinders wird als Einspritzzeit-Brennstoffdrucksensor definiert. Der Sensor 20 entsprechend des Nicht-Einspritzzeit-Zylinders wird als Nicht-Einspritzzeit-Brennstoffdrucksensor definiert.
Ein Einspritzzeit-Brennstoffdruck-Kurvenverlauf Wa von 5A stellt keinen Kurvenverlauf dar, der lediglich durch die Einspritzung beeinflusst wird. Vielmehr enthält der Einspritzzeit-Kurvenverlauf Wa eine durch Beeinflussung mit Ausnahme der nachstehend beispielhaften Einspritzung verursachten Kurvenverlaufkomponente. Beispielsweise erhöht sich in dem Fall, bei dem die Brennstoffpumpe 41 zum Pumpen von Brennstoff in den Brennstofftank 40 zu der Common-Rail 40 periodisch Brennstoff, wie eine Kolbenpumpe pumpt, falls das Pumpen während der Brennstoffeinspritzung ausgeführt wird, der Druck des Kurvenverlaufs Wa während der Brennstoffeinspritzung zu. Das bedeutet, dass der Einspritzzeit-Kurvenverlauf Wa von 5A eine Einspritz-Kurven-Verlaufkomponente Wb von 5C, die eine Brennstoffdruckveränderung aufgrund der Einspritzung zeigt, und eine Nicht-Einspritzzeit-Kurvenverlaufkomponente Wu von 5B enthält, welche die Brennstoffdruckerhöhung aufgrund des Pumpens zeigt.
Selbst wenn das Pumpen während der Brennstoffeinspritzung nicht ausgeführt wird, wird unmittelbar nachdem eine Brennstoffeinspritzung ausgeführt wird, der Brennstoffdruck in dem gesamten Einspritzsystem durch die eingespritzte Menge verringert. Dadurch wird der Einspritzzeit-Kurvenverlauf Wa ein Kurvenverlauf mit einem als Ganzen verringerten Druck. Das bedeutet, dass der Einspritzzeit-Kurvenverlauf Wa die Kurvenformkomponente Wb, welche die Brennstoffdruckveränderung aufgrund der Einspritzung zeigt, und eine Kurvenverlaufkomponente Wu' (Bezugnahme auf gestrichelte Linie in 5B), welche die Brennstoffdruckabnahme in dem ganzen Einspritzsystem zeigt, enthält.
In S10 von 4 wird der Kurvenverlauf Wb durch Subtrahieren des Nicht-Einspritzzeit-Kurvenverlaufs Wu(Wu') von dem Einspritzzeit-Kurvenverlauf Wa berechnet, da der Nicht-Einspritzzeit-Kurvenverlauf Wu(Wu') eine Abweichung des Brennstoffdrucks in der Common-Rail (ganzes Einspritzsystem) darstellt. Der in 2 dargestellte Brennstoffdruck-Kurvenverlauf stellt den Einspritz-Kurvenverlauf Wb dar.
Wenn eine mehrstufige Einspritzung ausgeführt wird, überlappt ein Pulsieren Wc (2C) einer Vorstufeneinspritzung mit dem Brennstoffdruck-Kurvenverlauf Wa. Insbesondere wird, wenn ein Intervall der Vorstufeneinspritzung kurz ist, der Brennstoffdruck-Kurvenverlauf Wa hauptsächlich durch das Pulsieren Wc beeinflusst. Dadurch kann der Einspritz-Kurvenverlauf Wd durch weiteres Subtrahieren des Pulsierens Wc von dem Brennstoffdruck-Kurvenverlauf Wa mit Ausnahme des Nicht-Einspritz-Kurvenverlaufs Wu(Wu') berechnet werden.
In S11 entsprechend eines Basisdruck-Berechners wird der Basisdruck P_base basierend auf einem Durchschnitt des Brennstoffdrucks eines Ausgangskurvenverlaufs des Einspritz-Kurvenverlaufs Wb berechnet. Der Ausgangskurvenverlauf ist entsprechend einer Periode definiert, die beginnt, wenn das Einspritzen begonnen wird, und endet, wenn der Brennstoffdruck beginnt abzunehmen. Der Ausgangskurvenverlauf kann z. B. in einer vorbestimmten Periode eingestellt werden, die von dem Einspritzstartbefehlszeitpunkt t1 verstrichen ist. Alternativ wird der Schnittpunkt P1 basierend auf einem Unterschiedswert des fallenden Kurvenverlaufs berechnet und der Ausgangskurvenverlauf kann eingestellt werden, um einer Periode zu entsprechen, die von dem Einspritzstartbefehlszeitpunkt t1 zu einem Zeitpunkt bzw. Zeitabschnitt, der vor dem Wendepunkt P1 durch eine vorbestimmte Periode ist, definiert ist.
In S12 entsprechend eines Annäherungslinearlinien-Berechners wird die Annäherungslinearlinie Lα des fallenden Kurvenverlaufs basierend auf einem fallenden Kurvenverlauf des Einspritz-Kurvenverlaufs Wb entsprechend einer Periode solange der Brennstoffdruck entsprechend einer Erhöhung der Einspritzrate verringert wird berechnet wird. Der fallende Kurvenverlauf kann z. B. eingestellt werden, um einer vorbestimmten Periode zu entsprechen, die gestartet wird, wenn eine vorbestimmte Periode von dem Zeitpunkt t1 verstrichen ist. Alternativ werden die Wendepunkte P1, P2 basierend auf einem Unterschiedswert des fallenden Kurvenverlaufs berechnet, und der fallende Kurvenverlauf kann entsprechend einer Periode zwischen dem Wendepunkt P1 und dem Wendepunkt P2 zu entsprechen. Anschließend kann die Annäherungslinie Lα unter Verwendung der Annäherungsmethode der kleinsten Quadrate aus mehreren Erfassungs (Sample bzw. Abtast)-werten des Brennstoffdrucks, welche den fallenden Kurvenverlauf gestalten, berechnet werden. Alternativ kann eine Tangentenlinie als Annäherungslinie Lα bei einer Zeit verwendet werden, wenn der Unterschiedswert des fallenden Kurvenverlaufs der kleinste wird.
In S13 entsprechend eines Annäherungslinearlinien-Berechners wird die Annäherungslinearlinie Lβ des steigenden Kurvenverlaufs basierend auf einem steigenden Kurvenverlauf des Einspritz-Kurvenverlaufs Wb entsprechend einer Periode solange der Brennstoffdruck entsprechend einer Abnahme der Einspritzrate erhöht wird berechnet wird. Der steigende Kurvenverlauf kann eingestellt werden, um einer vorbestimmten Periode zu entsprechen, die beginnt, wenn eine vorbestimmte Periode von dem Zeitpunkt t2 verstrichen ist. Alternativ werden Wendepunkte P3 und P5 basierend auf einem Unterschiedswert des steigenden Kurvenverlaufs berechnet und der steigende Kurvenverlauf kann eingestellt werden, um einer Periode zwischen dem Wendepunkt P3 und dem Wendepunkt P5 zu entsprechen. Anschließend kann die Annäherungslinie Lβ unter Verwendung der Annäherungsmethode der kleinsten Quadrate von mehreren Erfassungs (Sample bzw. Abtast)-werten des Brennstoffdrucks, die den steigenden Kurvenverlauf gestalten, berechnet werden. Alternativ kann eine Tangentenlinie als Annäherungslinie Lβ zu einer Zeit verwendet werden, wenn der Unterschiedswert des steigenden Kurvenverlaufs der größte wird.
In S14 wird der Ausgangswert Bα, Bβ von 2C basierend auf dem Basisdruck P_base berechnet. Die Ausgangswerte Bα, Bβ werden z. B. niedriger als der Basisdruck P_base durch einen vorbestimmten Wert eingestellt. Der Ausgangswert Bα und der Ausgangswert Bβ sind nicht immer die gleichen. Der vorbestimmte Wert kann z. B. entsprechend des Basisdrucks P_base oder einer Temperatur eines Brennstoffs variabel sein.
In S15 wird, wie in 2C dargestellt, ein Schnittpunkt zwischen der Annäherungslinie Lα und dem Ausgangswert Bα als Schnittpunktzeitpunkt Bα berechnet. Da der Schnittpunktzeitpunkt LBα und ein Einspritzstartzeitpunkt R1 eine enge Übereinstimmung aufweisen, wird der Einspritzstartzeitpunkt R1 basierend auf dem Schnittpunktzeitpunkt LBα berechnet. Der Einspritzstartzeitpunkt R1 kann vor dem Schnittpunktzeitpunkt LBα durch eine vorbestimmte Verzögerungsperiode Cα eingestellt werden.
In S16 wird, wie in 2C dargestellt, ein Schnittpunkt zwischen der Annäherungslinie Lβ und dem Ausgangswert Bβ als Schnittpunktzeitpunkt LBβ berechnet. Da der Schnittpunktzeitpunkt LBβ und ein Einspritzendzeitpunkt R4 eine enge Übereinstimmung aufweisen, wird der Einspritzendzeitpunkt R4 basierend auf dem Schnittpunktzeitpunkt LBβ berechnet. Der Einspritzendzeitpunkt R4 kann z. B. vor dem Schnittpunktzeitpunkt LBβ durch eine vorbestimmte Verzögerungsperiode Cβ eingestellt werden. Die vorbestimmte Verzögerungsperiode Cα, Cβ kann z. B. entsprechend des Basisdrucks P_base oder einer Temperatur eines Brennstoffs variabel sein.
In S17 wird, da eine Neigung der Annäherungslinie Lα und eine Neigung der Erhöhung der Einspritzrate eine enge Übereinstimmung aufweisen, eine Neigung der Linearlinie Rα, die eine Einspritzerhöhung des Einspritzraten-Kurvenverlaufs von 2B anzeigt, basierend auf der Neigung der Annäherungslinie Lα berechnet. Die Neigung der Linie Rα kann durch Vervielfachen der Neigung der Annäherungslinie Lα durch einen vorbestimmen Koeffizienten berechnet werden. Die Linie Rα, die einen steigenden Teil des Einspritzraten-Kurvenverlaufs bezüglich des Einspritzbefehlssignals anzeigt, kann basierend auf den bei S15 berechneten Einspritzstartzeitpunkt R1 und der bei S17 berechneten Neigung der Linie Rα spezifiziert werden.
Ferner wird in S17, da eine Neigung der Annäherungslinie Lβ und eine Neigung der Abnahme der Einspritzrate eine enge Übereinstimmung aufweisen, eine Neigung einer Linie Rβ, die eine Einspritzabnahme des Einspritzraten-Kurvenverlaufs anzeigt, basierend auf der Neigung der Annäherungslinie Lβ berechnet. Die Neigung der Linie Rβ kann z. B. durch Vervielfachen der Neigung der Annäherungslinie Lβ durch einen vorbestimmten Koeffizienten berechnet werden. Die Linie Rβ, die einen fallenden Teil des Einspritzraten-Kurvenverlaufs bezüglich des Einspritzbefehlssignals anzeigt, kann basierend auf den bei S16 berechneten Einspritzzeitpunkt R4 und der bei S17 berechneten Neigung der Linie Rβ spezifiziert werden. Der vorbestimmte Koeffizient kann z. B. entsprechend des Basisdrucks P_base oder einer Temperatur eines Brennstoffs variabel sein.
In S18 wird ein Ventil-Schließbetrieb-Startzeitpunkt R23 basierend auf den bei S17 berechneten Linien Rα, Rβ des Einspritzraten-Kurvenverlaufs berechnet. Das Ventil 12 beginnt bei dem Ventil-Schließbetrieb-Startzeitpunkt R23 sich zu schließen, wenn das Einspritzende befohlen wird. Insbesondere wird ein Schnittpunkt zwischen der Linie Rα und der Linie Rβ berechnet und der berechnete Schnittpunkt entspricht dem Ventil-Schließbetrieb-Startzeitpunkt R23.
In S19 wird eine bei S15 berechnete Einspritzstartverzögerungszeit „td” des Einspritzstartzeitpunkts R1 relativ zu dem Einspritzstartbefehlszeitpunkt t1 berechnet. Ferner wird eine bei S18 berechnete Einspritzendverzögerungszeit „te” des Ventil-Schließbetrieb-Startzeitpunkts R23 relativ zu dem Einspritzendbefehlszeitpunkt t2 berechnet.
Die Einspritzendverzögerungszeit „te” stellt eine Verzögerungszeit dar, die ab dem Zeitpunkt t2 beginnt, bei dem das Einspritzende befohlen wird, bis zu einem Zeitpunkt, wenn der Betrieb des Steuerventils begonnen wird. Die Verzögerungszeiten „td”, „te” sind Parameter, welche eine entsprechende Verzögerung der Einspritzratenabweichung bezüglich des Einspritzbefehlssignals darstellen. Es gibt eine weitere Verzögerungszeit, wie z. B. eine Verzögerungszeit von dem Einspritzstartbefehlssignal t1 bis zu einem Zeitpunkt R2, bei dem die Einspritzrate den Maximalwert erreicht, eine Verzögerungszeit von dem Einspritzendbefehlssignal t2 bis zu einem Zeitpunkt R3 bei dem die Einspritzrate beginnt sich zu verringern, oder eine Verzögerungszeit von dem Einspritzendbefehlssignal t2 bis zu einem Zeitpunkt R4, bei dem die Einspritzung beendet wird.
In S20 wird bestimmt, ob eine Druckdifferenz ΔPγ zwischen dem Basisdruck P_base und dem Schnittpunktdruck Pαβ kleiner als ein vorbestimmter Druck ΔPγ_th ist. Falls die Druckdifferenz ΔPγ bestimmt wird, kleiner als der vorbestimmte Druck ΔPγ_th (ΔPγ < ΔPγ_th) zu sein, wird bestimmt, dass eine geringe Einspritzung ausgeführt wird und die Maximaleinspritzrate Rmax wird basierend auf der Druckdifferenz ΔPγ in S21 entsprechend eines Maximaleinspritzraten-Berechners (Rmax = ΔPγ × Cγ) berechnet.
Dagegen wird, falls die Druckdifferenz ΔPγ bestimmt wird, größer oder gleich des vorbestimmten Drucks ΔPy_th (ΔPγ ≥ ΔPγ_th) zu sein, ein vorbestimmter Wert Rγ als Maximaleinspritzrate Rmax in S22 entsprechend eines Maximaleinspritzraten-Berechners eingestellt.
In S23 entsprechend eines Korrekturabschnitts wird die Maximaleinspritzrate Rmax durch Vervielfachen der Maximaleinspritzrate Rmax korrigiert, die bei S21 oder S22 durch ein Korrekturverhältnis K (Alterungs- bzw. Alterungsverschlechterungsindex), der nachstehend beschrieben wird, berechnet wird.
S23 wird nachstehend mit Bezug auf 6 beschrieben.
6A stellt eine Alterungsverschlechterung einer Einspritzmenge relativ zu einem Weg, der durch das Fahrzeug zurückgelegt wird, dar, wenn das Einspritzbefehlssingal das gleiche ist, und wenn eine Umgebungsbedingung, wie z. B. Einspritzintervall, Druck innerhalb des Zylinders und der Basisdruck P_base der gleiche ist. Die Einspritzmenge wird durch die Alterungsverschlechterung verringert, da sich Fremdkörper an der Einspritzöffnung 11b ablagern. Wenn der zurückgelegte Weg erhöht wird, wird der Einspritzbetrag von einem Anfangswert durch einen Betrag von (2) oder (3) verringert.
6B stellt eine Alterungsverschlechterung eines Einspritzraten-Kurvenverlaufs dar und 6C stellt eine Alterungsverschlechterung des Brennstoffdruck-Kurvenverlaufs dar, wenn das Einspritzbefehlssignal das gleiche ist und wenn der Umgebungszustand der gleiche ist. Während der Einspritzbetrag in 6A verringert wird, werden die Maximaleinspritzrate Rmax und der Druckabfallbetrag ΔP von einem Anfangswert von (1), wie (2) und (3) in 6B und 6C dargstellt, verringert. Der Druckabfallbetrag ΔP ist ein Rückgangsbetrag des erfassten Drucks, der durch eine Erhöhung der Brennstoffeinspritzrate erzeugt wird. Der Druckabfallbetrag ΔP wird z. B. durch einen Druckabfallbetrag, der in einer Periode von dem Basisdruck P_base bis zu dem Wendepunkt P2 erzeugt wird, dargestellt oder wird durch einen Druckabfallbetrag, der in einer Periode von dem Wendepunkt P1 bis zu dem Wendepunkt P2 erzeugt wird, dargestellt.
In 6D wird die Maximaleinspritzrate Rmax erhöht, wenn der Basisdruck P_base erhöht wird. Wenn die Alterungsverschlechterung in der Reihenfolge (1), (2) und (3) fortschreitet, wird die Maximaleinspritzrate Rmax im gesamten Bereich des Basisdrucks P_base gesenkt.
Da ein Bereich der Einspritzöffnung durch die Alterungsverschlechterung verringert wird, wird die Maximaleinspritzrate Rmax in 6B gesenkt, und der Einspritzbetrag wird in 6A gesenkt. Aufgrund der Abnahme der Maximaleinspritzrate Rmax wird auch der Druckabfallbetrag ΔP verringert.
Das obere Diagramm von 7 stellt eine Abweichung des Druckabfallbetrags ΔP relativ zu einem befohlenen Einspritzbetrag dar, die in einem Experiment erhalten wurde, bei dem der Basisdruck P_base unter (a) bis (f) variiert wurde. Ferner stellt ein unteres Diagramm von 7 eine Abweichung einer tatsächlichen Maximaleinspritzrate Rmax relativ zu einem befohlenen Einspritzbetrag dar, die in einem Experiment erhalten wurde, bei dem der Basisdruck P_base unter (a) bis (f) variiert wurde.
Wie in 7 dargestellt, werden, wenn eine geringe Einspritzung befohlen wird, der tatsächliche Druckabfallbetrag ΔP und die Maximaleinspritzrate Rmax erhöht, wenn der befohlene Einspritzbetrag erhöht wird. Dagegen sind, wenn eine große Einspritzung befohlen wird, der tatsächliche Druckabfallbetrag ΔP und eine Maximaleinspritzrate Rmax konstant (der Wert von Rγ). Falls die Alterungsverschlechterung, wie in 6A bis 6G dargestellt ist, fortgeschritten ist, werden Eigenschaftslinien bzw. -kurven von 7 als Ganzes gesenkt.
Bei dem berechneten Verfahren der Maximaleinspritzrate Rmax von S20 bis S22 von 4 wird die Maximaleinspritzrate Rmax basierend auf der fallenden Annäherungslinie Lα und der steigenden Annäherungslinie Lβ berechnet, um nicht durch die Serienänderung des Druckabfallbetrags ΔP entsprechend eines Umgebungszustands beeinflusst zu werden. Selbst wenn der Brennstoffdruck-Kurvenverlauf verändert wird, so dass der Druckabfallbetrag ΔP durch die Alterungsverschlechterung in 6C gesenkt wird, weist die fallende Annäherungslinie Lα und die steigende Annäherungslinie Lβ keine große Abweichung auf. Die in S21, S22 berechnete Maximaleinspritzrate Rmax wird durch die Alterungsverschlechterung nicht beeinflusst, selbst wenn die Maximaleinspritzrate Rmax eine Alterungsverschlechterung aufweist, so dass die Berechnungsgenauigkeit der Maximaleinspritzrate Rmax entsprechend des Durchschnitts der Alterungsverschlechterung schlechter wird.
Gemäß der ersten Ausführungsform wird der Alterungsverschlechterungsindex der tatsächlichen Maximaleinspritzrate Rmax basierend auf dem Erfassungsergebnis des Druckabfallbetrags ΔP geschätzt, da die Alterungsverschlechterung der tatsächlichen Maximaleinspritzrate Rmax und der Alterungsverschlechterung des Druckabfallbetrags ΔP eine enge Übereinstimmung aufweisen, wie in 6B und 6C dargestellt. Anschließend wird die in S21, S22 berechnete Maximaleinspritzrate Rmax unter Verwendung des geschätzten Alterungsverschlechterungsindex korrigiert.
Insbesondere wird der Druckabfallbetrag ΔP immer dann erfasst, wenn eine Einspritzung ausgeführt wird, und die Maximaleinspritzrate wird durch Vervielfachen des erfassten Druckabfallbetrags ΔP durch einen vorbestimmten Koeffizienten immer dann berechnet, wenn eine Einspritzung ausgeführt wird. Bei der nachstehenden Beschreibung wird die basierend auf dem Druckabfallbetrag ΔP berechnete Maximaleinspritzrate als Rmax(ΔP) angezeigt, und wird durch die bei S21, S22 berechnete Maximaleinspritzrate Rmax unterschieden. Eine Mehrzahl des korrigierten Maximaleinspritzbetrags Rmax(ΔP) wird in einer vorbestimmten Periode erfasst, wie z. B. eine einzelne Fahrt (Fahren) und ein Durchschnitt der Mehrzahl des korrigierten Maximaleinspritzbetrags Rmax(ΔP) wird als Rmax(ΔP)_ave berechnet. Ein Korrekturverhältnis Ka entsprechend des Alterungsverschlechterungsindex wird basierend auf dem Durchschnitt Rmax(ΔP)_ave berechnet und die Korrektur wird durch Vervielfachen der Maximaleinspritzrate Rmax durch das Korrekturverhältnis Ka vorgenommen.
Datenpunkte von 8, die durch eine unterbrochene Linie umgeben werden, sind Werte der Maximaleinspritzrate Rmax, die dann berechnet werden, wenn eine Einspritzung bei einer Periode (einzelne Fahrt) von, wenn ein Fahrer die Maschine aktiviert, bis, wenn der Fahrer die Maschine stoppt, ausgeführt wird. Der Durchschnitt Rmax(ΔP)_ave des Werts Rmax(ΔP) wird von Fahrt zu Fahrt verändert, und ein Abweichungsbetrag des Durchschnitts Rmax(ΔP)_ave wird als Alterungsverschlechterungsindex berechnet. Das für die Korrektur in S23 verwendete Korrekturverhältnis Ka wird basierend auf dem Alterungsverschlechterungsindex berechnet.
9 zeigt ein Flussdiagramm, das einen Berechnungsablauf des Korrekturverhältnisses Ka darstellt und wiederholend durch einen Mikrocomputer der ECU 30 immer dann ausgeführt wird, wenn die Maschine aktiviert wird, oder wenn die Maschine gestoppt wird.
Bei S30 von 9 entsprechend eines Druckabfallbetrags-Detektor wird der Durchschnitt Rmax(ΔP)_ave der korrigierten Maximaleinspritzrate Rmax(ΔP) für eine einzelne Fahrt berechnet.
Bei S31 entsprechend eines Alterungsverschlechterungsindex-Berechners wird eine Alterungsverschlechterungsrate K basierend auf einer Formel von K = Rmax(ΔP)_ave/Rmax(ΔP)lea berechnet. Die Verschlechterungsrate K ist ein Verhältnis eines Durchschnitts Rmax(ΔP)_ave zu einem gelernten Wert der Maximaleinspritzrate Rmax(ΔP). Das heißt, dass, falls die Verschlechterungsrate kleiner als eins wird, bestimmt wird, dass die Verschlechterung derart fortgeschritten ist, dass der Einspritzbetrag durch Verstopfen der Einspritzöffnung 11b verringert wird. Dagegen wird, falls die Verschlechterungsrate K größer als eins ist, bestimmt, dass die Verschlechterung derart fortgeschritten ist, dass der Einspritzbetrag durch Verschleiß der Einspritzöffnung 11b oder durch Beschädigung der Sitzfläche 11e, 12a erhöht wird.
Bei S32 wird bestimmt, ob die bei S31 berechnete Verschlechterungsrate K größer oder gleich einer oberen Schwelle Ku ist oder kleiner oder gleich einer unteren Schwelle Kd (Ku und Kd sind in 6E dargestellt) bei zwei kontinuierlichen Fahrten.
Falls bestimmt wird, dass die Verschlechterungsrate K die Schwellwerte Ku, Kd bei zwei kontinuierlichen Fahrten, wie mit schwarzen Punkten der Alterungsverschlechterungsrate K von 6 darstellt, überschreitet, wird S33 entsprechend eines Alterungsverschlechterungsindex-Berechners ausgeführt, so dass das Korrekturverhältnis Ka aktualisiert wird. Insbesondere wird der letzte Wert Ka(last) des korrigierten Verhältnis durch die Verschlechterungsrate (Ka = Ka(last) × K) multipliziert, und der korrigierte Wert Ka wirt gelernt. Ferner wird bei S34 der gelernte Wert der Maximaleinspritzrate Rmax(ΔP)lea in dem bei S30 (Rmax(ΔP)lea = Rmax(ΔP)_ave) berechneten Durchschnitt Rmax(ΔP)_ave aktualisiert.
Gemäß der ersten Ausführungsform wird eine Maximaleinspritzrate Rmax basierend auf der Druckdifferenz ΔPγ berechnet, da die Druckdifferenz ΔPγ zwischen dem Schnittpunktdruck Pα und dem Basisdruck P_base kaum durch den Umgebungszustand beeinflusst wird und eine enge Übereinstimmung mit der tatsächlichen Maximaleinspritzrate Rmax aufweist. Dadurch wird die Maximaleinspritzrate Rmax vom Aufweisen einer Serienabweichung durch den Umgebungszustand begrenzt und die Maximaleinspritzrate Rmax wird mit hoher Genauigkeit berechnet. Das Einspritzbefehlssignal t1, t2, Tq wird basierend auf dem gelernten Wert der Maximaleinspritzrate Rmax Einspritzratenparameter eingestellt und die Rückkopplungssteuerung des Brennstoffeinspritzventils wird ausgeführt. Somit kann die Rückkopplungssteuerung stabil ausgeführt werden, so dass der tatsächliche Einspritzzustand nahe an den Soll-Einspritzzustand gebracht werden kann.
Ferner wird die Maximaleinspritzrate Rmax(ΔP) relativ zu den mehreren in der vorbestimmten Periode, wie z. B. eine Fahrt, erfassten Druckrückgangsbeträge ΔP berechnet, da der Druckabfallbetrag ΔP und die Maximaleinspritzrate Rmax eine enge Übereinstimmung aufweisen. Das Korrekturverhältnis Ka wird basiert auf dem Durchschnitt Rmax(ΔP)_ave der Maximaleinspritzrate Rmax(ΔP) berechnet. Die aus der Druckdifferenz ΔPγ berechnete Maximaleinspritzrate Rmax wird unter Verwendung des Korrekturverhältnisses Ka korrigiert, so dass die Maximaleinspritzrate Rmax unter Berücksichtigung der Alterungsverschlechterung korrigiert werden kann.
(Zweite Ausführungsform)
Bei der ersten Ausführungsform wird der Durchschnitt Rmax(ΔP)_ave, der zum Berechnen der Alterungsverschlechterungsrate K verwendet wird, basierend auf allen Daten, die bei einer einzelnen Fahrt gesammelt werden, der Maximaleinspritzrate Rmax(ΔP) berechnet. Bei einer zweiten Ausführungsform wird der Durchschnitt Rmax(ΔP)_ave auf folgende Weise berechnet.
Der Druckabfallbetrag ΔP wird in Relation auf den Basisdruck P_base erfasst und die Maximaleinspritzrate Rmax(ΔP) wird berechnet. Wie in 10 dargestellt, werden alle Daten der Maximaleinspritzrate Rmax(ΔP), die bei der einzelnen Fahrtperiode gesammelt werden, in zwei Gruppen aufgeteilt. Insbesondere wird der Durchschnitt AVEHIGH der Maximaleinspritzrate Rmax(ΔP) in einem Hochdruckbereich, bei dem der Basisdruck P_base größer oder gleich eines vorbestimmten Drucks ist, berechnet. Ferner wird ein Durchschnitt AVELOW der Maximaleinspritzrate Rmax(ΔP) in einem Niederdruckbereich berechnet, bei dem der Basisdruck P_base kleiner als der vorbestimmte Druck ist.
Gewichtungen werden jeweils dem Durchschnitt AVEHIGH und dem Durchschnitt AVELOW basierend auf der Anzahl der Datenpunkte in dem Hochdruckbereich und der Anzahl der Datenpunkte in dem Niederdruckbereich zugewiesen. Ein Durchschnitt des gewichteten Werts AVEHIGH und des gewichteten Werts AVELOW wird als Durchschnitt Rmax(ΔP)_ave berechnet, der zur Berechnung der Alterungsverschlechterungsrate K verwendet wird.
Beispielsweise wird, wie in 10 dargestellt, falls die Anzahl der Datenpunkte in dem Hochdruckbereich größer als die Datenpunkte in dem Niederdruckbereich sind, die Gewichtung des Werts AVEHIGH höher eingestellt als die Gewichtung des Werts AVELOW, und der Durchschnitt Rmax(ΔP)_ave wird durch Mitteln des gewichteten Werts AVEHIGH und des gewichteten Werts AVELOW berechnet.
Falls der Fahrer dazu neigt, das Fahrzeug mit der Maschine in dem hohen Lastbereich zu fahren, wie in 10 dargestellt, wird die Datenverteilung verzerrt. Gemäß der zweiten Ausführungsform wird das Korrektorverhältnis Ka durch Einstellen der hohen Gewichtung in der in dem hohen Lastbereich erfassten Maximaleinspritzrate Rmax(ΔP) berechnet. Dadurch wird die Korrektur geeignet für einen Echtzeitbetriebszustand vorgenommen, so dass eine Genauigkeit der Korrektur S23 verbessert werden kann.
(Dritte Ausführungsform)
Bei der zweiten Ausführungsform wird der Basisdruck P_base in den Niederdruckbereich und in den Hochdruckbereich getrennt. Bei der dritten Ausführungsform werden, wie in 11 dargestellt, mehrere Bereiche w1 bis w7 in getrennten Zuständen eingestellt. Der für die Berechnung der Alterungsverschlechterungsrate K verwendete Durchschnitt Rmax(ΔP)_ave wird basierend auf den Werten der Maximaleinspritzrate Rmax(ΔP) entsprechend der jeweiligen Bereiche w1 bis w7 berechnet. Ein Wert der Maximaleinspritzrate Rmax(ΔP), der nicht in einem der Bereiche w1 bis w7 enthalten ist, wird nicht für die Berechnung der Alterungsverschlechterungsrate K verwendet.
Insbesondere wird der Durchschnitt AVEw1 bis AVEw7 der Maximaleinspritzrate Rmax(ΔP) in jedem der Bereiche w1 bis w7 berechnet, und der Durchschnitt Rmax(ΔP)_ave wird durch Mitteln der Werte von AVEw1 bis AVEw7 berechnet. Zu dieser Zeit kann eine Gewichtung für die Werte von AVEw1 bis AVEw7 basierend auf der Anzahl der Datenpunkte in den Bereichen w1 bis w7, ähnlich wie bei der zweiten Ausführungsform, ausgeführt werden.
Der Wert der Maximaleinspritzrate Rmax(ΔP) ist mit einer Abweichung des Basisdrucks P_base variiert. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird die Alterungsverschlechterungsrate K durch Vergleichen des Mittels Rmax(ΔP)_ave der letzten einzelnen Fahrt mit dem Durchschnitt Rmax(ΔP)_ave der gegenwärtigen einzelnen Fahrt bei dem gleichen Basisdruck P_base berechnet, so dass eine Berechnungsgenauigkeit des Korrekturverhältnisses Ka verbessert werden kann.
Bei der dritten Ausführungsform wird der Durchschnitt Rmax(ΔP)_ave unter Verwendung der Werte der Maximaleinspritzrate Rmax(ΔP) berechnet, wenn der Basisdruck P_base den vorbestimmten Wert von w1 bis w7 aufweist.
Als Abwandlung der dritten Ausführungsform kann der Druckabfallbetrag ΔP in Bezug auf das Einspritzintervall erfasst werden. Der Durchschnitt Rmax(ΔP)_ave kann unter Verwendung der aus dem Druckabfallbetrag ΔP berechneten Werte der Maximaleinspritzrate Rmax(ΔP) berechnet werden, wenn das Intervall innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt.
Alternativ kann der Druckabfallbetrag ΔP in Bezug auf den Druckinhalt innerhalb des Zylinders erfasst werden. Der Durchschnitt Rmax(ΔP)_ave kann unter Verwendung der aus dem Druckabfallbetrag ΔP berechneten Werten der Maximaleinspritzrate Rmax(ΔP) berechnet werden, wenn der Druck innerhalb des Zylinders innerhalb eines Bereichs liegt.
Demgemäß wird die Alterungsverschlechterungsrate K durch Vergleichen des Durchschnitts Rmax(ΔP)_ave der letzten einzelnen Fahrt mit dem Durchschnitt Rmax(ΔP)_ave der gegenwärtigen einzelnen Fahrt bei dem gleichen Umgebungszustand, wie z. B. einem Intervall oder einem Druck innerhalb des Zylinders, berechnet, so dass eine Berechnungsgenauigkeit des Korrekturverhältnis Ka verbessert werden kann.
(Vierte Ausführungsform)
Bei der ersten Ausführungsform werden allen Daten des berechneten Druckabfallbetrags ΔP (d. h. die Maximaleinspritzrate Rmax(ΔP)) zur Berechnung des Durchschnitts Rmax(ΔP)_ave verwendet. Bei einer vierten Ausführungsform wird der Durchschnitt Rmax(ΔP)_ave basierend auf der aus dem Druckabfallbetrag ΔP, der erfasst wird, wenn eine Hochdruckzeit erfasst wird, berechneten Maximaleinspritzrate Rmax(ΔP) berechnet, wenn der Basisdruck P_base gleich oder größer eines vorbestimmten Drucks P_under von 8 ist.
Ein absoluter Wert des Druckabfallbetrags ΔP wird groß, wenn der Basisdruck P_base hoch wird. Dadurch wird ein Alterungsverschlechterungsbetrag des Durchschnitts Rmax(ΔP)_ave groß, wenn der Durchschnitt Rmax(ΔP)_ave basierend auf dem Druckabfallbetrag ΔP bei der Hochdruckzeit zum Vergleich des letzten Werts des Durchschnitts Rmax(ΔP)_ave mit dem gegenwärtigen Wert des Durchschnitts Rmax(ΔP)_ave berechnet wird. Somit kann die Alterungsverschlechterungsrate K mit hoher Genauigkeit berechnet werden.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird der Durchschnitt Rmax(ΔP)_ave unter Verwendung der Maximaleinspritzrate Rmax(ΔP), die auf dem bei der Hochdruckzeit erfassten Druckabfallbetrag ΔP ist, berechnet. Die Maximaleinspritzrate Rmax(ΔP), die auf dem bei der Niederdruckzeit erfassten Druckabfallbetrag ΔP basiert, wenn der Basisdruck P_base kleiner als der vorbestimmte Druck P_under ist, wird nicht zur Berechnung des Durchschnitts Rmax(ΔP)_ave verwendet. Dadurch kann die Alterungsverschlechterungsrate K entsprechend des Alterungsverschlechterungsindex mit hoher Genauigkeit berechnet werden.
Als Abwandlung der vierten Ausführungsform kann der Druckabfallbetrag ΔP mit Bezug auf ein Einspritzintervall erfasst werden. Der Durchschnitt Rmax(ΔP)_ave kann unter Verwendung des aus dem Druckabfallbetrag ΔP berechneten Werts der Maximaleinspritzrate Rmax(ΔP) berechnet werden, wenn das Intervall gleich oder größer eines vorbestimmten Betrags ist, oder wenn eine Voreinspritzung ausgeführt wird.
Alternativ kann der Druckabfallbetrag ΔP mit Bezug auf den Druck innerhalb des Zylinders erfasst werden. Der Durchschnitt Rmax(ΔP)_ave kann unter Verwendung des aus dem Druckabfallbetrag ΔP berechneten Werts der Maximaleinspritzrate Rmax(ΔP) berechnet werden, wenn der Druck innerhalb des Zylinders innerhalb eines vorbestimmten Bereichs ist.
(Weitere Ausführungsformen)
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die obenstehende Beschreibung begrenzt, und kann bei den nachfolgenden abgewandelten Zuständen verwendet werden.
Der Durchschnitt Rmax(ΔP)_ave kann unter Verwendung von Werten des Druckabfallbetrags ΔP, die in einer Periode erfasst werden, in der ein Fahrzeug einen vorbestimmten Weg fährt, oder unter Verwendung von Werten des Druckabfallbetrags ΔP, die in einer Periode erfasst werden, in der die Maschine eine vorbestimmte Betriebszeit aufweist, berechnet werden.
Der Alterungsverschlechterungsindex stellt einen Abweichgrad des Druckabfallbetrags ΔP entsprechend einer Alterungsverschlechterung des Brennstoffeinspritzventils 10 dar, und wird durch ein Verhältnis (Alterungsverschlechterungsrate K oder Korrekturverhältnis Ka) des Durchschnitts Rmax(ΔP)_ave relativ zu dem gelernten Wert der Maximaleinspritzrate Rmax(ΔP) definiert. Alternativ kann der Alterungsverschlechterungsindex durch eine Differenz zwischen dem gelernten Wert der Maximaleinspritzrate Rmax(ΔP) und dem Durchschnitt Rmax(ΔP)_ave definiert werden.
Die Maximaleinspritzrate Rmax kann basierend auf der Alterungsverschlechterungsrate K anstatt des Korrekturverhältnis Ka korrigiert werden. In diesem Fall entspricht die Alterungsverschlechterungsrate K dem Alterungsverschlechterungsindex. Alternativ kann die Maximaleinspritzrate Rmax basierend auf der Alterungsabweichung des Druckabfallbetrags ΔP oder der Maximaleinspritzrate Rmax(ΔP) korrigiert werden. In diesem Fall entspricht die Alterungsabweichung dem Alterungsverschlechterungsindex.
Der Brennstoffdrucksensor 20 ist an dem Brennstoffeinspritzventil 10 bei der vorstehenden Beschreibung befestigt. Der Sensor 20 ist montiert, um einen Druck eines Brennstoffs in der von einem Auslass 42a der Common-Rail 42 zu der Einspritzöffnung 11b erstreckenden Brennstoffzufuhrpassage zu erfassen. Der Brennstoffdrucksensor kann z. B. in einer Hochdruckleitung 42b angeordnet sein, welche die Common-Rail 42 mit dem Brennstoffeinspritzventil 10 verbindet. Das bedeutet, dass die Hochdruckleitung 42b oder die Hochdruckpassage 11a einer Brennstoffpassage entsprechen kann.
Derartige Veränderungen und Abwandlungen werden dahingehend verstanden, dass sie innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung, die durch die angefügten Ansprüche definiert werden, liegen.

Claims

Brennstoffeinspritzsteuervorrichtung, die auf ein Brennstoffeinspritzsystem angewendet ist, das ein Brennstoffeinspritzventil (10) und einen Brennstoffdrucksensor (20) enthält, der einen Druck eines zu dem Brennstoffeinspritzventil (10) zugeführten Brennstoffs als Druckkurvenverlauf erfasst, wobei die Brennstoffeinspritzsteuervorrichtung aufweist: einen Annäherungslinien-Berechner (S12, S13), der eine fallende Annäherungslinearlinie (Lα) durch Annäherung eines fallenden Kurvenverlaufs des Druckkurvenverlaufs und eine steigende Annäherungslinearlinie (Lβ) durch Annäherung eines steigenden Kurvenverlaufs des Druckkurvenverlaufs berechnet, wobei der fallende Kurvenverlauf in einer Erniedrigungsperiode abfällt, in welcher der erfasste Druck entsprechend einer Erhöhung einer Einspritzrate verringert wird, und wobei der steigende Kurvenverlauf bei einer Erhöhungsperiode ansteigt, in welcher der erfasste Druck entsprechend einer Abnahme einer Einspritzrate erhöht wird; einen Basisdruck-Berechner (S11), der einen Basisdruck (P_base) basierend auf einem Teil des Druckkurvenverlaufs bei einer vorbestimmten Periode unmittelbar bevor der fallende Kurvenverlauf in dem Druckkurvenverlauf erscheint berechnet; einen Maximaleinspritzraten-Berechner (S21, S22), der einen Schnittpunktdruck (Pαβ) eines Schnittpunkts zwischen der fallenden Annäherungslinearlinie und der steigenden Annäherungslinearlinie berechnet, und der eine Maximaleinspritzrate (Rmax) basierend auf einer Druckdifferenz (ΔPγ) zwischen dem Schnittpunktdruck und dem Basisdruck berechnet; einen Druckabfallbetrags-Detektor (S30), der einen Druckabfallbetrag (ΔP) erfasst, der entsprechend einer Erhöhung einer Einspritzrate erzeugt wird; einen Alterungsverschlechterungsindex-Berechner (S33), der einen Alterungsverschlechterungsindex (Ka) berechnet, der einen Abweichgrad des erfassten Druckabfallbetrag entsprechend einer Alterungsverschlechterung des Brennstoffeinspritzventils darstellt; und einen Korrekturabschnitt (S23), der die berechnete Maximaleinspritzrate basierend auf dem Alterungsverschlechterungsindex korrigiert, wobei der Druckabfallbetrag einer aus einer Mehrzahl von Druckabfallbeträgen ist, die in einer vorbestimmten Periode erfasst sind, und der Alterungsverschlechterungsindex-Berechner einen Durchschnitt der Mehrzahl der Druckabfallbeträge berechnet, und einen Abweichgrad des Durchschnitts als Alterungsverschlechterungsindex berechnet, und der Druckabfallbetrags-Detektor den Druckabfallbetrag im Zusammenhang mit dem Basisdruck erfasst, und der Basisdruck dementsprechend in einer Mehrzahl von voneinander getrennten Bereichen eingestellt ist, und der Alterungsverschlechterungsindex-Berechner den Durchschnitt durch Zuweisen von Gewichtungen zu Werten des Druckabfallbetrags basierend auf einer Erfassungsanzahl der Druckabfallbeträge in jeder der Mehrzahl von Bereichen berechnet.
Brennstoffeinspritzsteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Maximaleinspritzraten-Berechner die Maximaleinspritzrate (Rmax) basierend auf der Druckdifferenz (ΔPγ) berechnet, wenn die Druckdifferenz kleiner als eine vorbestimmte Differenz (ΔPγ_th) ist, und der Maximaleinspritzraten-Berechner einen vorbestimmten Wert (Rγ) als Maximaleinspritzrate (Rmax) einstellt, wenn die Druckdifferenz (ΔPγ) größer oder gleich der vorbestimmten Differenz (ΔPγ_th) ist.
Brennstoffeinspritzsteuervorrichtung, die an ein Brennstoffeinspritzsystem angewandt ist, das ein Brennstoffeinspritzventil (10) und einen Brennstoffdrucksensor (20) enthält, der einen Druck eines zu dem Brennstoffeinspritzventil (10) zugeführten Brennstoffs als Druckkurvenverlauf erfasst, wobei die Brennstoffeinspritzsteuervorrichtung aufweist: einen Annäherungslinien-Berechner (S12, S13), der eine fallende Annäherungslinearlinie (Lα) durch Annäherung eines fallenden Kurvenverlaufs des Druckkurvenverlaufs und eine steigende Annäherungslinearlinie (Lβ) durch Annäherung eines steigenden Kurvenverlaufs des Druckkurvenverlaufs berechnet, wobei der fallende Kurvenverlauf in einer Erniedrigungsperiode abfällt, in welcher der erfasste Druck entsprechend einer Erhöhung einer Einspritzrate verringert wird, und wobei ein steigender Kurvenverlauf bei einer Erhöhungsperiode ansteigt, in welcher der erfasste Druck entsprechend einer Abnahme einer Einspritzrate erhöht wird; einen Basisdruck-Berechner (S11), der einen Basisdruck (P_base) basierend auf einem Teil des Druckkurvenverlaufs bei einer vorbestimmten Periode unmittelbar bevor der fallende Kurvenverlauf in dem Druckkurvenverlauf erscheint berechnet; einen Maximaleinspritzraten-Berechner (S21, S22), der einen Schnittpunktdruck (Pαβ) eines Schnittpunkts zwischen der fallenden Annäherungslinie und der steigenden Annäherungslinie berechnet, wobei der Maximaleinspritzraten-Berechner eine Druckdifferenz (ΔPγ) zwischen dem Schnittpunktdruck und dem Basisdruck berechnet, und wobei der Maximaleinspritzraten-Berechner einen vorbestimmten Wert (Rγ) als Maximaleinspritzrate (Rmax) einstellt, wenn die Druckdifferenz größer oder gleich einer vorbestimmte Differenz (ΔPγ_th) ist; einen Druckabfallbetrags-Detektor (S30), der einen Druckabfallbetrag (ΔP) erfasst, der entsprechend einer Erhöhung einer Einspritzrate erzeugt wird; einen Alterungsverschlechterungsindex-Berechner (S33), der einen Alterungsverschlechterungsindex (Ka) berechnet, der einen Abweichgrad des erfassten Druckabfallbetrags entsprechend einer Alterungsverschlechterung des Brennstoffeinspritzventils darstellt; und einen Korrekturabschnitt (S23), der die berechnete Maximaleinspritzrate basierend auf dem Alterungsverschlechterungsindex korrigiert, wobei der Druckabfallbetrag einer aus einer Mehrzahl von Druckabfallbeträgen ist, die in einer vorbestimmten Periode erfasst sind, und der Alterungsverschlechterungsindex-Berechner einen Durchschnitt der Mehrzahl der Druckabfallbeträge berechnet, und einen Abweichgrad des Durchschnitts als Alterungsverschlechterungsindex berechnet, und der Druckabfallbetrags-Detektor den Druckabfallbetrag im Zusammenhang mit dem Basisdruck erfasst, und der Basisdruck dementsprechend in einer Mehrzahl von voneinander getrennten Bereichen eingestellt ist, und der Alterungsverschlechterungsindex-Berechner den Durchschnitt durch Zuweisen von Gewichtungen zu Werten des Druckabfallbetrags basierend auf einer Erfassungsanzahl der Druckabfallbeträge in jeder der Mehrzahl von Bereichen berechnet.
Brennstoffeinspritzsteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Alterungsverschlechterungsindex-Berechner den Alterungsverschlechterungsindex basierend auf dem erfassten Druckabfallbetrag berechnet, wenn eine Brennstoffeinspritzvorrichtung bei einer vorbestimmten Umgebungsbedingung ausgeführt wird.
Brennstoffeinspritzsteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Alterungsverschlechterungsindex-Berechner den Alterungsverschlechterungsindex basierend auf dem erfassten Druckabfallbetrag berechnet, wenn der Basisdruck gleich oder größer als ein vorbestimmter Druck (P_under) ist.