DE102013101226B4

DE102013101226B4 - Kraftstoffdruckkurvenverlauf-Erfassungsvorrichtung zur Verwendung bei einem Kraftstoffeinspritzungssystem

Info

Publication number: DE102013101226B4
Application number: DE102013101226.4A
Authority: DE
Inventors: Yoshiharu Nonoyama; Naoyuki Yamada
Original assignee: Denso Corp; Nippon Soken Inc
Current assignee: Denso Corp; Soken Inc
Priority date: 2012-02-10
Filing date: 2013-02-07
Publication date: 2019-10-17
Anticipated expiration: 2033-02-08
Also published as: JP2013163999A; DE102013101226A1; CN103244296A; CN103244296B; JP5635022B2

Abstract

Kraftstoffdruckkurvenverlauf-Erfassungsvorrichtung (30) zur Verwendung bei einem Kraftstoffeinspritzungssystem, das ein Einspritzungsventil (10) zum Einspritzen eines Kraftstoffs in eine interne Verbrennungsmaschine von einem Einspritzungsloch (11d) desselben und einen Kraftstoffdrucksensor (20) zum Detektieren einer zeitlichen Variation eines Kraftstoffdrucks, die in einem Kraftstoffversorgungsdurchgang (11a), der zu dem Einspritzungsloch (11d) führt, aufgrund einer Einspritzung des Kraftstoffs von dem Einspritzungsloch (11d) bewirkt wird, als ein Druckkurvenverlauf, aufweist, mit:einer Druckkurvenverlauf-Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines ersten Druckkurvenverlaufs, der durch den Kraftstoffdrucksensor (20) detektiert wird, als ein Mehrstufeneinspritzungsdruck-Kurvenverlauf (W), der erscheint, während eine Mehrstufenkraftstoffeinspritzung, bei der Kraftstoff mehrere Male pro Verbrennungszyklus der internen Verbrennungsmaschine eingespritzt wird, durchgeführt wird;einer Modellkurvenverlauf-Speicherungseinrichtung zum Speichern eines Modellkurvenverlaufs (CALn-1; CALn-1, CALn-2), der für einen zweiten Druckkurvenverlauf normativ ist, für den angenommen ist, dass derselbe erscheint, wenn eine frühere Einspritzung in einer früheren Stufe als eine gegenständliche Einspritzung, die eine zweite Einspritzung oder eine Einspritzung einer späteren Stufe der Mehrstufeneinspritzung ist, durchgeführt wird, und die gegenständliche Einspritzung nicht durchgeführt wird;einer Kurvenverlauf-Extrahierungseinrichtung zum Subtrahieren (S23; S36) des Modellkurvenverlaufs (CALn-1; CALn-1, CALn-2) von dem Mehrstufeneinspritzungsdruck-Kurvenverlauf (W), um einen dritten Druckkurvenverlauf (Wn) aufgrund der gegenständlichen Einspritzung zu extrahieren; undeiner Kompensationseinrichtung zum Kompensieren (S35) des Modellkurvenverlaufs (CALn-1; CALn-1, CALn-2), der verwendet ist, um die Subtraktion durchzuführen, durch Schwächen des Modellkurvenverlaufs mit einem Schwächungsgrad (k; k1, k2) abhängig von einem Einspritzungsintervall (Tmn) von der früheren Einspritzung zu der gegenständlichen Einspritzung,wobei die Kompensationseinrichtung konfiguriert ist, um einen spezifischen Teil des Modellkurvenverlaufs (CALn-1; CALn-1, CALn-2) gemäß einem Druck, der an dem Einspritzungsloch (11d) erscheint, wenn das Einspritzungsloch (11d) geöffnet ist, um die gegenständliche Einspritzung durchzuführen, zu schwächen.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Erfassen einer zeitlichen Variation eines Kraftstoffdrucks, die durch ein Einspritzen eines Kraftstoffs von einem Kraftstoffeinspritzungsventil einer internen Verbrennungsmaschine bzw. Maschine mit einer internen Verbrennung bewirkt wird, als ein Druckkurvenverlauf.
Beschreibung der verwandten Technik
Um das Ausgangsdrehmoment und einen Emissionszustand einer internen Verbrennungsmaschine präzise zu steuern, ist es notwendig, einen Einspritzungszustands, einschließlich einer Einspritzungsmenge und einer Einspritzungszeitpunkt eines Kraftstoffs, der von einem Einspritzungsloch eines Kraftstoffeinspritzungsventils eingespritzt wird, zu steuern. Die japanischen Patentanmeldungen JP 2010-3004 A (Patentdokument 1) und JP 2009-57924 A (Patentdokument 2) beschreiben Verfahren, um eine zeitliche Variation eines Kraftstoffdrucks eines Kraftstoffversorgungsdurchgangs, der zu einem Kraftstoffeinspritzungsloch führt, die durch eine Einspritzung eines Kraftstoffs bewirkt wird, unter Verwendung eines Kraftstoffdrucksensors zu detektieren, um dadurch einen tatsächlichen Kraftstoffeinspritzungszustand zu detektieren.
Ein tatsächlicher Kraftstoffeinspritzungsstartzeitpunkt kann beispielsweise durch Detektieren eines Zeitpunkts, zu dem der Kraftstoffdruck damit startet, abzufallen, detektiert werden, und eine tatsächliche Kraftstoffeinspritzungsmenge kann durch Detektieren einer Verringerungsmenge des Kraftstoffdrucks, die durch die Kraftstoffeinspritzung bewirkt wird, detektiert werden. Ein Detektieren des tatsächlichen Kraftstoffeinspritzungszustands macht es möglich, den Kraftstoffeinspritzungszustand präzise zu steuern.
Beim Durchführen einer Mehrstufenkraftstoffeinspritzung, bei der eine Kraftstoffeinspritzung mehrere Male für einen Verbrennungszyklus durchgeführt wird, muss nebenbei bemerkt das Folgende berücksichtigt werden. Der Abschnitt (b) von 5 zeigt zwei Druckkurvenverläufe, die durch einen Kraftstoffdrucksensor detektiert werden, während eine Mehrstufenkraftstoffeinspritzung durchgeführt wird. Von diesen Druckkurvenverläufen entspricht der Druckkurvenverlauf W, der von der Strichpunktlinie umgeben ist, der Einspritzung einer nten Stufe. Dieser Druckkurvenverlauf W überlappt eine Nachwirkung (eine Wellenbewegungskomponente) eines anderen Druckkurvenverlaufs, der der vorausgehenden Einspritzung entspricht, das heißt der Einspritzung einer m (= n-1)ten Stufe, der durch die Strichpunktlinie in dem Abschnitt (d) von 5 umgeben ist.
Das Patentdokument 1 beschreibt das Verfahren, bei dem ein Modellkurvenverlauf CALn-1 (der in dem Abschnitt (d) von 5 gezeigt ist), der erscheint, wenn die Einspritzung einer mten Stufe einzeln durchgeführt wird (der der Kurvenlauf aufgrund von lediglich der Einspritzung einer mten Stufe ohne Anwendung der Einspritzung einer nten Stufe ist), in einer mathematischen Formel gespeichert wird, der Druckkurvenverlauf W von dem Modellkurvenverlauf CALn-1 subtrahiert wird, um einen Druckkurvenverlauf Wn, der in dem Abschnitt (f) von 5 gezeigt ist, aufgrund lediglich der Einspritzung einer nten Stufe zu extrahieren, und basierend auf dem extrahierten Druckkurvenverlauf Wn den tatsächlichen Einspritzungszustand zu bestimmen.
Die Erfinder dieser Anmeldung haben jedoch durch verschiedene Tests herausgefunden, dass der Druckkurvenverlauf Wn aufgrund lediglich der Einspritzung einer nten Stufe (der gegenständlichen Einspritzung) durch einfaches Subtrahieren des Modellkurvenverlaufs CALn-1 von dem detektierten Druckkurvenverlauf W nicht genau erfasst werden kann.
Darüber hinaus offenbart die DE 10 2011 051 048 A1 einen Detektor für die Wellenform eines Kraftstoffdrucks mit einer die ermittelte Wellenform aufnehmenden Einheit zum Empfang einer Druckwellenform einer mehrstufigen Einspritzung mittels eines Fühlers für den Kraftstoffdruck, während der Durchführung einer mehrstufigen Kraftstoffeinspritzung bei einem Verbrennungszyklus. Ein Speichermittel für eine Modellwellenform speichert eine Bezugsmodelldruckwellenform für den Fall, daß eine einzelne Kraftstoffeinspritzung durchgeführt wird. Eine Wellenformextrahierungseinheit extrahiert eine Druckwellenform einer aktuellen Kraftstoffeinspritzung durch Subtraktion der Bezugsmodelldruckwellenform von der Druckwellenform der mehrstufigen Einspritzung. Ein Korrekturmittel korrigiert die Bezugsmodelldruckwellenform derart, daß ihr Abschwächungsgrad größer wird, wenn eine Kraftstoffeinspritzperiode der aktuellen Kraftstoffeinspritzung länger ist.
Die EP 1 344 923 A2 zeigt eine Steuerungsvorrichtung für eine aufgeteilte Einspritzung mit Kraftstoffeinspritzventilen, die Kraftstoff in jeweilige Zylinder einer Verbrennungskraftmaschine einspritzen, Kraftstoffzuführmitteln zum Zuführen von Hochdruckkraftstoff in die Kraftstoffeinspritzventile und Steuermitteln zum Steuern der Öffnung und des Schließens der Kraftstoffeinspritzventile, um eine aufgeteilte Einspritzung durchzuführen. Die Steuerungsvorrichtung umfasst Korrektur-Einstellmittel zum Einstellen eines Korrekturwerts basierend auf einer Variationscharakteristik des Kraftstoffdrucks der Kraftstoffzuführmittel, die durch eine vorhergehende Kraftstoffeinspritzung bei der aufgeteilten Einspritzung verursacht wird; und Korrekturmittel zum Korrigieren einer Kraftstoffeinspritzmenge für eine nachfolgende Kraftstoffeinspritzung basierend auf dem eingestellten Korrekturwert.
Zudem beschreibt die DE 10 2006 042 098 B3 , dass in einer Brennkraftmaschine in der Hochdruckleitung ein Drucksensor vorgesehen wird. Über die Hochdruckleitung wird einem Einspritzventil Kraftstoff unter Druck zugeleitet. Der Drucksensor dient zur Messung des Drucks in der Hochdruckleitung in Abhängigkeit von der Zeit. Aus der ermittelten Druckfunktion wird ein Korrekturwert für die folgende Einspritzung ermittelt.
KURZFASSUNG
Die vorstehenden Probleme und die sich daraus ergebende Aufgabe werden bzw. wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 2 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der sich daran anschließenden abhängigen Ansprüche.
Ein erster Aspekt der vorliegenden Offenbarung liefert eine Kraftstoffdruckkurvenverlauf-Erfassungsvorrichtung zur Verwendung bei einem Kraftstoffeinspritzungssystem, das ein Einspritzungsventil zum Einspritzen eines Kraftstoffs in eine interne Verbrennungsmaschine von einem Einspritzungsloch desselben und einen Kraftstoffdrucksensor zum Detektieren einer zeitlichen Variation eines Kraftstoffdrucks, die in einem Kraftstoffversorgungsdurchgang, der zu dem Einspritzungsloch führt, aufgrund einer Einspritzung des Kraftstoffs von dem Einspritzungsloch bewirkt wird, als ein Druckkurvenverlauf auf, wobei die Vorrichtung Folgendes aufweist:

eine Druckkurvenverlauf-Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines ersten Druckkurvenverlaufs, der durch den Kraftstoffdrucksensor detektiert wird, als ein Mehrstufeneinspritzungsdruck-Kurvenverlauf, der erscheint, während eine Mehrstufenkraftstoffeinspritzung, bei der der Kraftstoff mehrere Male pro Verbrennungszyklus der internen Verbrennungsmaschine eingespritzt wird, durchgeführt wird;
eine Modellkurvenverlauf-Speicherungseinrichtung zum Speichern eines Modellkurvenverlaufs, der für einen zweiten Druckkurvenverlauf normativ ist, für den angenommen ist, dass derselbe erscheint, wenn eine frühere Einspritzung in einer früheren Stufe als eine gegenständliche Einspritzung, die eine zweite Einspritzung oder Einspritzung einer späteren Stufe der Mehrstufeneinspritzung ist, durchgeführt wird, und die gegenständliche Einspritzung nicht durchgeführt wird;
eine Kurvenverlauf-Extrahierungseinrichtung zum Subtrahieren des Modellkurvenverlaufs von dem Mehrstufeneinspritzungsdruck-Kurvenverlauf, um einen dritten Druckkurvenverlauf aufgrund der gegenständlichen Einspritzung zu extrahieren; und
eine Kompensationseinrichtung zum Kompensieren des Modellkurvenverlaufs, der verwendet ist, um die Subtraktion durchzuführen, durch Schwächen des Modellkurvenverlaufs mit einem Schwächungsgrad abhängig von einem Einspritzungsintervall von der früheren Einspritzung zu der gegenständlichen Einspritzung.

Die Erfinder der vorliegenden Anmeldung haben einen Test 1 und einen Test 2 ausgeführt, um die Genauigkeit des Druckkurvenverlaufs Wn, der durch Subtrahieren des Modellkurvenverlaufs CALn-1 von dem Kurvenverlauf W, der zu der Zeit der Mehrstufeneinspritzung detektiert wird, extrahiert wird, zu verifizieren.
Bei dem Test 1 wird ein Kurvenverlauf, der erscheint, wenn eine Mehrstufeneinspritzung durchgeführt wird, als der Kurvenverlauf W (siehe Abschnitt (b) von 11) detektiert. Als Nächstes wird lediglich die Einspritzung einer nten Stufe der Mehrstufeneinspritzung durchgeführt, und ein Kurvenverlauf, der zu dieser Zeit detektiert wird, wird als der Kurvenverlauf W0n (siehe der Abschnitt (c) von 11) erfasst. Der Kurvenverlauf W0n wird als Nächstes von dem Kurvenverlauf W subtrahiert, um den Kurvenverlauf WOn-1, der in dem Abschnitt (d) von 11 gezeigt ist, zu erfassen.
Anfänglich haben die Erfinder vermutet, dass der so erhaltene Kurvenverlauf W0n-1 einen Kurvenverlauf darstellt, von dem angenommen wird, dass derselbe lediglich erscheint, wenn die Einspritzung einer (n-1)ten Stufe der Mehrstufeneinspritzung als eine Einzelstufeneinspritzung durchgeführt wird. Es hat sich jedoch gezeigt, dass sich der Kurvenverlauf WOn-1 von dem Modellkurvenverlauf CALn-1, der einen Kurvenverlauf darstellt, von dem angenommen wird, dass derselbe erscheint, wenn lediglich die Einspritzung einer (n-1)ten Stufe der Mehrstufeneinspritzung durchgeführt wird, in dem folgenden Punkt unterscheidet. Die Pulsationsamplitude A1 des Kurvenverlaufs W0n-1 in dessen Teil, der nach dem Start der Einspritzung einer nten Stufe erscheint, ist kleiner als die Pulsationsamplitude A2 des Modellkurvenverlaufs CALn-1.
Die Erfinder haben gefolgert, dass der Grund eines Auftretens eines solchen Phänomens wie folgt ist. Die Kraftstoffdruckpulsation (die Druckwelle) breitet sich zu dem Einspritzungsloch aus, und dann wird ein Teil der Kraftstoffdruckpulsation durch den Einspritzungslochabschnitt reflektiert und breitet sich zu dem Kraftstoffdrucksensor aus. Aufgrund des Effekts der Kraftstoffdruckpulsation, die von dem Einspritzungslochabschnitt reflektiert wird, erscheint dementsprechend ein Wellenbewegungskurvenverlauf (der Kurvenverlauf entlang der Asymptotenlinie k1 oder k2 in dem Abschnitt (c) oder (d) von 6) in dem Kraftstoffdruckkurvenverlauf, der bei dem Kraftstoffdrucksensor detektiert wird. Während das Einspritzungsloch geschlossen ist, um eine Kraftstoffeinspritzung zu verhindern, ist, da der Teil der Kraftstoffdruckpulsation, die durch den Einspritzungslochabschnitt reflektiert wird, groß ist, die Pulsationsamplitude größer.
Während andererseits das Einspritzungsloch geöffnet ist, um eine Kraftstoffeinspritzung durchzuführen, ist, da die Kraftstoffdruckpulsation aus dem Einspritzungsloch gehen kann, der Teil, der durch den Einspritzungslochabschnitt reflektiert wird, klein. Obwohl eine Kraftstoffeinspritzung durchgeführt wird, ist dementsprechend die Pulsation (der Wellenbewegungskurvenverlauf), die in dem Kraftstoffdruckkurvenverlauf enthalten ist, verglichen dazu klein, wenn eine Kraftstoffeinspritzung nicht durchgeführt wird. Eine Menge des Teils des Kraftstoffdruckkurvenverlaufs, der aus dem Einspritzungsloch geht, variiert abhängig von dem Einspritzungsintervall von der Einspritzung einer (n-1)ten Stufe zu der Einspritzung einer nten Stufe, und dementsprechend ist der Grad einer Verringerung (der Schwächungsgrad) der Pulsationsamplitude durch die Menge dieses Teils beeinträchtigt.
Gemäß dem ersten Aspekt der Offenbarung, der basierend auf dem Resultat des Tests 1 und den Folgerungen des Erfinders geschaffen wurde, wird, um den Druckkurvenverlauf Wn durch Subtrahieren des Modellkurvenverlaufs CALn-1, der der Einspritzung einer (n-1)ten Stufe entspricht, von dem Kurvenverlauf W, der zu der Zeit der Mehrstufeneinspritzung bei dem in 5 gezeigten Beispiel detektiert wird, zu extrahieren, der Modellkurvenverlauf CALn-1 kompensiert, indem derselbe abhängig von dem Einspritzungsintervall von der Einspritzung einer (n-1)ten Stufe zu der Einspritzung einer nten Stufe mit einem Schwächungsgrad geschwächt wird.
Dies macht es möglich, den Modellkurvenverlauf CALn-1 durch Subtrahieren des Kurvenverlaufs W0n, der zu der Zeit der einzelnen Einspritzung einer nten Stufe detektiert wird, von dem Kurvenverlauf W, der zu der Zeit der Mehrstufeneinspritzung detektiert wird, näher zu dem erfassten tatsächlichen Kurvenverlauf WOn-1 zu bringen, und dementsprechend kann der Druckkurvenverlauf Wn aufgrund der Einspritzung einer nten Stufe (der gegenständlichen Einspritzung) von dem Kurvenverlauf W, der zu der Zeit der Mehrstufeneinspritzung detektiert wird, genau extrahiert werden.
Der Grad einer Verringerung der Pulsationsamplitude variiert präziser abhängig von dem Druckbetrag der Kraftstoffpulsation, die aus dem Einspritzungsloch geht. Das heißt, sowie der Druck der Kraftstoffdruckpulsation, die von dem Einspritzungsloch emittiert wird, stärker von dem Mittenwert des variierenden Drucks abweicht, wird der Grad einer Verringerung der Pulsationsamplitude größer.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung variiert die Kompensationseinrichtung den Schwächungsgrad gemäß einem Druckbetrag des Modellkurvenverlaufs an dem Einspritzungsloch, wenn das Einspritzungsloch geöffnet ist, um die gegenständliche Einspritzung durchzuführen.
Dies macht es möglich, den Grad einer Schwächung des Modellkurvenverlaufs gemäß dem Druckbetrag der Kraftstoffdruckpulsation, die aus dem Einspritzungsloch geht, geeignet zu ändern.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Offenbarung variiert die Kompensationseinrichtung den Schwächungsgrad gemäß einer Druckvariationsdauer des Modellkurvenverlaufs abhängig von dem Einspritzungsintervall.
Eine Druckwelle innerhalb des Kraftstoffversorgungskanals wird durch einen Abschnitt, in dem der Kanal verschmälert oder geschlossen ist, reflektiert, und als ein Resultat wird der Kraftstoffdruckkurvenverlauf ein Kurvenverlauf, der eine Erhöhung und Verringerung periodisch wiederholt, das heißt ein Wellenbewegungskurvenverlauf wird. Der Druckbetrag der Kraftstoffdruckpulsation, die sich zu dem Einspritzungsloch ausbreitet, wenn das Einspritzungsloch geöffnet ist, variiert dementsprechend periodisch abhängig von dem Einspritzungsintervall von einer Einspritzung in einer früheren Stufe zu der gegenständlichen Einspritzung.
Gemäß dem dritten Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist es möglich, den Grad einer Schwächung des Modellkurvenverlaufs abhängig von der Druckvariationsdauer des Modellkurvenverlaufs gemäß dem Einspritzungsintervall zu ändern. Dies macht es möglich, den Grad einer Schwächung des Modellkurvenverlaufs abhängig von der Druckvariationsdauer der Kraftstoffdruckpulsation, die sich zu dem Einspritzungsloch ausbreitet, wenn das Einspritzungsloch geöffnet ist, geeignet zu ändern.
Es hat sich ferner durch den Test 2 gezeigt, dass die Pulsationsamplitude A1 des Kurvenverlaufs W0n-1 kleiner wird, sowie die Einspritzungsdauer Tqn der Einspritzung einer nten Stufe länger wird. Das heißt, sowie die Ventil-offen-Dauer länger wird, wird die Menge einer Reflexion der Kraftstoffdruckpulsation kleiner, und dementsprechend wird die Pulsationsamplitude kleiner.
Bei dem Test 2 wurde gemessen, wie das Verhältnis A1/A2 (das Verhältnis der Pulsationsamplitude A1 zu der Pulsationsamplitude A2, die bei dem Test 1 detektiert wird) mit der Variation der Einspritzungsdauer der Einspritzung einer nten Stufe variiert. Die durchgezogenen Linien in 12 zeigen die Messungsresultate, wenn der Druck des Kraftstoffs, mit dem das Kraftstoffeinspritzungsloch versorgt ist, auf 200 MPa, 140 MPa, 80 MPa bzw. 40 MPa eingestellt ist.
12 zeigt, dass die Pulsationsamplitude A1 des detektierten Kurvenverlaufs W0n-1 kleiner wird, sowie die Einspritzungsdauer Tqn der Einspritzung einer nten Stufe Tqn ungeachtet des Drucks des Kraftstoffs, mit dem versorgt wird, länger wird. Wenn nebenbei bemerkt die Einspritzung einer nten Stufe nicht durchgeführt wurde (wenn die Einspritzungsdauer Tqn null war), war das Verhältnis A1/A2 1. Dies bedeutet, dass ein Durchführen der Einspritzung einer nten Stufe den detektierten Kurvenverlauf WOn-1 derart beeinträchtigt, dass die Pulsationsamplitude A1 kleiner gemacht wird.
Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Offenbarung kompensiert die Kompensationseinrichtung den Modellkurvenverlauf, der für die Subtraktion verwendet ist, durch ein stärkeres Schwächen des Modellkurvenverlaufs, sowie die Einspritzungsdauer länger wird.
Gemäß dem vierten Aspekt der vorliegenden Offenbarung, der basierend auf den Resultaten des Tests 1 und des Tests 2 und der Folgerung des Erfinders geschaffen wurde, wird genauer gesagt, um den Druckkurvenverlauf Wn durch Subtrahieren des Modellkurvenverlaufs CALn-1, der der Einspritzung einer (n-1)ten Stufe entspricht, von dem Kurvenverlauf W, der zu der Zeit der Mehrstufeneinspritzung bei dem in 5 gezeigten Beispiel detektiert wird, zu extrahieren, der Modellkurvenverlauf CALn-1 kompensiert, indem derselbe stärker geschwächt wird, sowie die Einspritzungsdauer der Einspritzung einer nten Stufe länger wird.
Gemäß dem vierten Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann, da der Modellkurvenverlauf CALn-1 weiter näher zu dem erfassten tatsächlichen Kurvenverlauf W0n-1, der durch Subtrahieren des Kurvenverlaufs W0n, der zu der Zeit der einzelnen Einspritzung einer nten Stufe detektiert wird, von dem Kurvenverlauf W, der zu der Zeit der Mehrstufeneinspritzung detektiert wird, erfasst wird, gebracht werden kann, dementsprechend der Druckkurvenverlauf Wn aufgrund der Einspritzung einer nten Stufe (der gegenständlichen Einspritzung) aus dem Kurvenverlauf W, der zu der Zeit der Mehrstufeneinspritzung detektiert wird, genau extrahiert werden.
Figurenliste
Es zeigen:

1 ein Diagramm, das eine Struktur eines Kraftstoffeinspritzungssystems, das eine Kraftstoffdruckkurvenverlauf-Erfassungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung aufweist, schematisch zeigt;
2 ein Flussdiagramm, das Schritte eines Kraftstoffeinspritzungs-Steuerverfahrens, das durch das Kraftstoffeinspritzungssystem durchgeführt wird, zeigt;
3 ein Flussdiagramm, das Schritte eines Kraftstoffeinspritzungszustands-Detektionsverfahrens, das durch die Kraftstoffdruckkurvenverlauf-Erfassungsvorrichtung durchgeführt wird, zeigt;
4 ein Zeitdiagramm, das eine Beziehung zwischen einem Kurvenverlauf eines Drucks, der zu der Zeit einer Kraftstoffeinspritzung einer einzelnen Stufe detektiert wird, und einem Übergangskurvenverlauf einer Einspritzungsrate zu der Zeit der Kraftstoffeinspritzung einer einzelnen Stufe zeigt;
5 ein Zeitdiagramm, das einen Wellenbewegungsentfernungs-Betriebsvorgang, den das Kraftstoffdruck-Detektionsverfahren, das in 3 gezeigt ist, aufweist, erläutert;
6 ein Zeitdiagramm, das den Wellenbewegungsentfernungs-Betriebsvorgang, den das Kraftstoffdruck-Detektionsverfahren, das in 3 gezeigt ist, aufweist, erläutert;
7 ein Zeitdiagramm, das eine Beziehung zwischen einem Kraftstoffeinspritzungsintervall und einem Schwächungsgrad einer Pulsationsamplitude des detektierten Druckkurvenverlaufs zeigt;
8 ein Flussdiagramm, das Schritte des Wellenbewegungsentfernungs-Betriebsvorgangs zeigt;
9 eine grafische Darstellung, die eine Beziehung zwischen dem Einspritzungsintervall und einem Kompensationswert c eines Schwächungskoeffizienten k eines Modellkurvenverlaufs zeigt;
10 ein Zeitdiagramm, das eine Beziehung zwischen einer verstrichenen Zeit und einem spezifischen Teil des Modellkurvenverlaufs zeigt;
11 eine grafische Darstellung, die ein Resultat eines Tests 1, der durch die Erfinder der vorliegenden Anmeldung durchgeführt wurde, zeigt; und
12 eine grafische Darstellung, die ein Resultat eines Tests 2, der durch die Erfinder der vorliegenden Anmeldung durchgeführt wurde, zeigt.

BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSBEISPIELE DER ERFINDUNG
1 ist ein Diagramm, das eine Struktur eines Kraftstoffeinspritzungssystems für eine fahrzeugangebrachte interne Verbrennungsmaschine schematisch zeigt, wobei das System eine Kraftstoffdruckkurvenverlauf-Erfassungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung aufweist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die interne Verbrennungsmaschine eine Dieselmaschine, die Zylinder #1 bis #4 zum Durchführen einer Verdichtungsselbstzündungsverbrennung hat. Das Kraftstoffeinspritzungssystem ist in Betrieb, um einen Hochdruckkraftstoff in die Zylinder #1 bis #4 einzuspritzen.
In 1 bezeichnet die Bezugsziffer 10 ein Kraftstoffeinspritzungsventil, das an jedem der Zylinder #1 bis #4 angebracht ist, 20 bezeichnet einen Kraftstoffdrucksensor, der an dem Kraftstoffeinspritzungsventil 10 angebracht ist, und 30 bezeichnet eine ECU (= Electronic Control Unit = elektronische Steuereinheit) 30, die an dem Fahrzeug angebracht ist. Die Kraftstoffdruckkurvenverlauf-Erfassungsvorrichtung ist durch die ECU 30 implementiert. Das Kraftstoffeinspritzungssystem ist derart in Betrieb, dass ein Kraftstoff, der in einem Kraftstofftank 40 gespeichert ist, durch eine Hochdruckpumpe 41 zu einer gemeinsamen Druckleitung 42 als ein Akkumulator bzw. Druckspeicher gespeist wird und durch ein Hochdruckrohr 43 zu den Kraftstoffeinspritzungsventilen 10 der jeweiligen Zylinder verteilt wird.
Das Kraftstoffeinspritzungsventil 10 weist einen Körper 11, eine Nadel 12 und ein elektromagnetisches Solenoid 13 als eine Betätigungsvorrichtung auf. Der Körper 11 ist in seinem Inneren mit einem Hochdruckkanal 11a gebildet. Der Kraftstoff, mit dem das Kraftstoffeinspritzungsventil 10 von der gemeinsamen Druckleitung 42 versorgt ist, geht durch den Hochdruckkanal 11a, um von einem Einspritzungsloch 11d eingespritzt zu werden. Ein Teil des Kraftstoffs innerhalb des Hochdruckkanals 11a fließt in eine Gegendruckkammer 11c, die innerhalb des Körpers 11 gebildet ist. Ein Leckloch 11d der Gegendruckkammer 11c wird durch ein Steuerventil 14 geöffnet und geschlossen. Das Steuerventil 14 wird durch das elektromagnetische Solenoid 13 geöffnet und geschlossen. An die Nadel 12 sind eine Federkraft einer Feder 15 und der Kraftstoffdruck der Gegendruckkammer 11c in der Ventilschließungsrichtung angelegt, und der Kraftstoffdruck einer Kraftstoffaufnahme 11f, die innerhalb des Hochdruckkanals 11a gebildet ist, ist in der Ventilöffnungsrichtung angelegt.
Der Kraftstoffdrucksensor 20 ist in dem Kraftstoffversorgungsweg zwischen der gemeinsamen Druckleitung 42 und dem Einspritzungsloch 11b (beispielsweise in dem Hochdruckrohr 43 oder dem Hochdruckkanal 11a) vorgesehen, um den Kraftstoffdruck zu detektieren. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Kraftstoffdrucksensor 20 an einem Verbindungsabschnitt zwischen dem Hochdruckrohr 43 und dem Körper 11 angebracht. Der Kraftstoffdrucksensor 20 kann alternativ an dem Körper 11, wie durch die Strichpunktlinie in 1 gezeigt ist, angebracht sein. Der Kraftstoffdrucksensor 20 ist für jedes der Kraftstoffeinspritzungsventile 10 der Zylinder #1 bis #4 vorgesehen.
Der Betrieb des Kraftstoffeinspritzungsventils 10, das die im Vorhergehenden beschriebene Struktur hat, ist als Nächstes erläutert. Das Steuerventil 14 wird durch die Federkraft der Feder 16 geschlossen, während das elektromagnetische Solenoid 13 entregt ist. In diesem Zustand wird, da der Kraftstoffdruck der Gegendruckkammer 11c hoch ist, die Nadel 12 geschlossen, um zu verhindern, dass Kraftstoff von dem Einspritzungsloch 11b eingespritzt wird. Das Steuerventil 14 wird andererseits gegen die Federkraft der Feder 16 geöffnet, während das elektromagnetische Solenoid 13 erregt ist. In diesem Zustand wird, da der Kraftstoffdruck in der Gegendruckkammer 11c niedrig ist, die Nadel 12 geöffnet, um zu bewirken, dass der Kraftstoff von dem Einspritzungsloch 11b eingespritzt wird.
Während die Kraftstoffeinspritzung durch Erregen des elektromagnetischen Solenoids 13 durchgeführt wird, wird der Kraftstoff, der von dem Hochdruckkanal 11a in die Gegendruckkammer 11c fließt, durch das Leckloch 11d in einen Niederdruckkanal 11e entladen. Das heißt, während eine Kraftstoffeinspritzung durchgeführt wird, leckt der Kraftstoff innerhalb des Hochdruckkanals 11a durch die Gegendruckkammer 11c immer in den Niederdruckkanal 11e.
Die ECU 30 steuert durch Steuern einer Erregung des elektromagnetischen Solenoids 13 den Einspritzungszustand, um dadurch ein Öffnen und Schließen der Nadel 12 zu steuern. Die ECU 30 berechnet genauer gesagt basierend auf der Drehgeschwindigkeit der Maschinenausgangswelle, der Maschinenlast und so weiter einen Zieleinspritzungsmodus, der einen Einspritzungsstartzeitpunkt, einen Einspritzungsendzeitpunkt und eine Kraftstoffeinspritzungsmenge aufweist, und steuert eine Erregung des elektromagnetischen Solenoids 13, um den berechneten Zieleinspritzungsmodus zu erreichen.
Das Verfahren zum Steuern einer Erregung des elektromagnetischen Solenoids 13, das durch die ECU 30 durchgeführt wird, um dadurch den Kraftstoffeinspritzungszustand zu steuern, ist als Nächstes unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm von 2 erläutert.
Dieses Verfahren beginnt bei einem Schritt S11, bei dem vordefinierte Parameter, die den Maschinenlaufzustand, der die Maschinendrehgeschwindigkeit, die Maschinenlast und den Druck des Kraftstoffs, mit dem das Kraftstoffeinspritzungsventil 10 versorgt ist, aufweist, zeigen, gelesen werden.
Bei einem anschließenden Schritt S12 wird basierend auf den Parametern, die bei - dem Schritt S11 gelesen werden, ein optimales Zieleinspritzungsmuster eingestellt. Das Zielmuster kann durch Bezug nehmen auf eine Einspritzungssteuerabbildung, in der verschiedene Einspritzungsmuster, die für verschiedene Kombinationen von Werten der Parameter optimal sind, vorgespeichert sind, eingestellt werden. Das Zieleinspritzungsmuster ist durch Parameter, die die Zahl der Einspritzungsstufen (die Zahl der Kraftstoffeinspritzungen, die pro Verbrennungszyklus durchzuführen sind), einen Einspritzungsstartzeitpunkt, eine Einspritzungsdauer (eine Kraftstoffeinspritzungsmenge) und so weiter zeigen, definiert. Das heißt, die Einspritzungssteuerungsabbildung zeigt Beziehungen zwischen solchen Parametern und optimalen Einspritzungsmustern.
Bei einem anschließenden Schritt S13 wird ein Einspritzungsbefehlssignal gemäß dem Zieleinspritzungsmuster, das bei dem Schritt S12 eingestellt wird, zu dem elektromagnetischen Solenoid 13 des Kraftstoffeinspritzungsventils 10 ausgegeben. Als ein Resultat wird die Kraftstoffeinspritzungssteuerung derart durchgeführt, dass das Einspritzungsmuster für den aktuellen Maschinenlaufzustand, der durch die Parameter, die bei dem Schritt S11 gelesen werden, gezeigt ist, optimal wird.
Es besteht jedoch eine Möglichkeit, dass das tatsächliche Einspritzungsmuster aufgrund eines Alterungsverschleißes oder von einzelnen Unterschieden zwischen Kraftstoffeinspritzungsventilen 10 von dem Zieleinspritzungsmuster abweicht. Das Einspritzungsbefehlssignal wird dementsprechend so kompensiert, dass das tatsächliche Einspritzungsmuster (der tatsächliche Einspritzungszustand) mit dem Zieleinspritzungsmuster übereinstimmt. Wie später beschrieben ist, kann das tatsächliche Einspritzungsmuster basierend auf einem Ausgangswert des Kraftstoffdrucksensors 20 detektiert werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird ferner die Signalkompensation, die durchgeführt wurde, gelernt, und der gelernte Wert wird zum Berechnen des Einspritzungsbefehlssignals beim nächsten Mal verwendet.
Ein Verfahren zum Erfassen (Berechnen) des tatsächlichen Einspritzungszustands basierend auf dem Ausgangswert des Kraftstoffdrucksensors 20 ist als Nächstes unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm von 3 erläutert.
Dieses Verfahren wird durch einen Mikrocomputer der ECU 30 während jeder vorbestimmten Rechnungsdauer oder bei jedem vorbestimmten Kurbelwinkel durchgeführt. Dieses Verfahren beginnt bei einem Schritt S21, bei dem Ausgangswerte, die detektierte Kraftstoffdrücke angeben, aus den Kraftstoffdrucksensoren 20, die an den Zylindern #1 bis #4 angebracht sind, gelesen werden. Die detektierten Kraftstoffdrücke werden vorzugsweise einem Filtern unterworfen.
Der Lesebetriebsvorgang bei dem Schritt S21 ist im Detail unter Bezugnahme auf das Zeitdiagramm von 4, das ein Beispiel von Variationen mit der Zeit von verschiedenen Werten während einer Dauer, während der das Einspritzungsloch 11b einmal geöffnet und geschlossen wird, zeigt, erläutert.
Der Abschnitt (a) von 4 zeigt das Einspritzungsbefehlssignal, das bei dem Schritt S13, der in 3 gezeigt ist, zu dem Kraftstoffeinspritzungsventil 10 ausgegeben wird. Ein Puls-ein des Einspritzungsbefehlssignals erregt das elektromagnetische Solenoid 13, was bewirkt, dass sich das Einspritzungsloch 11b öffnet. Das heißt ein Start einer Einspritzung wird zu einem Puls-ein-Zeitpunkt Is befohlen, und ein Ende einer Einspritzung wird zu einem Puls-aus-Zeitpunkt Ie befohlen. Eine Einspritzungsmenge Q kann dementsprechend durch Steuern einer Ventil-offen-Dauer Tq des Einspritzungslochs 11b gemäß einer Puls-ein-Dauer des Einspritzungsbefehlssignals gesteuert werden. Der Abschnitt (b) von 4 zeigt eine zeitliche Variation (einen Übergang) einer Kraftstoffeinspritzungsrate des Einspritzungslochs 11b aufgrund des Einspritzungsbefehls. Der Abschnitt (c) von 4 zeigt eine zeitliche Variation des Ausgangswerts (des detektierten Kraftstoffdrucks) des Kraftstoffdrucksensors 20 aufgrund des Übergangs der Kraftstoffeinspritzungsrate.
Die ECU 30 führt ein Unterroutinenverfahren, das sich von dem in 3 gezeigten Verfahren unterscheidet, durch, um den Ausgangswert des Kraftstoffdrucksensors 20 in kürzeren Intervallen als bei dem in 3 gezeigten Verfahren zu erfassen, sodass die Spur des Kraftstoffdruckübergangs-Kurvenverlaufs, der in dem Abschnitt (c) von 3 gezeigt ist, verfolgt werden kann. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird das Ausgangssignal des Kraftstoffsensors 20 in Intervallen, die kürzer als 50 µs (vorzugsweise 20 µs) sind, gelesen, und die so erfassten Ausgangswerte werden bei dem Schritt S21 aufeinander folgend aufgenommen.
Zwischen dem Druckkurvenverlauf, der unter Verwendung des Kraftstoffdrucksensors 20 detektiert wird, und der zeitlichen Variation der Kraftstoffeinspritzungsrate gibt es eine im Folgenden beschriebene Korrelation. Es ist dementsprechend möglich, einen transienten Kurvenverlauf der Einspritzungsrate aus dem detektierten Kurvenverlauf des Kraftstoffdrucks zu schätzen.
Bei dem Beispiel einer zeitlichen Variation der Kraftstoffeinspritzungsrate, die in dem Abschnitt (b) von 4 gezeigt ist, wird zu einer Zeit Is damit gestartet, das elektromagnetische Solenoid 13 zu erregen, und danach startet der Kraftstoff damit, von dem Einspritzungsloch 11b eingespritzt zu werden, wobei als ein Resultat davon die Kraftstoffeinspritzungsrate damit startet, sich an dem Änderungspunkt R3 zu erhöhen. Das heißt eine tatsächliche Kraftstoffeinspritzung wird gestartet. Danach erreicht die Einspritzungsrate an einem Änderungspunkt R4 ihr Maximum, an dem die Einspritzungsrate damit stoppt, sich zu erhöhen. Dies liegt daran, dass das Nadelventil 20c an dem Änderungspunkt R3 ein Anheben startet, und die Menge des Anhebens an dem Änderungspunkt R4 ihr Maximum erreicht.
Eine Definition des Begriffs „Änderungspunkt“ ist hier wie folgt. Der Ableitungswert einer zweiten Ordnung bzw. Wert einer zweiten Ableitung der Einspritzungsrate (oder des Kraftstoffdrucks, der durch den Kraftstoffdrucksensor 20 detektiert wird) wird berechnet. Der Punkt, an dem der berechnete Wert einer zweiten Ableitung ein Extremum, das heißt einen Wendepunkt des Kurvenverlaufs des Werts einer zweiten Ableitung, erreicht, ist als ein Änderungspunkt der Einspritzungsrate (oder des detektierten Kraftstoffdrucks) definiert.
Die Einspritzungsrate startet damit, sich an einem Änderungspunkt R7, nachdem das elektromagnetische Solenoid 13 zu der Zeit Ie entregt wurde, zu verringern. Danach wird die Einspritzungsrate an einem Änderungspunkt R8, an dem die tatsächliche Einspritzung endet, null. Dies liegt daran, dass das Nadelventil 28 damit startet, an dem Änderungspunkt R7 nach unten zu fallen, und das Einspritzungsloch 11b wird an dem Änderungspunkt R8 vollständig geschlossen.
Bei dem Beispiel der zeitlichen Variation des Kraftstoffdrucks, der durch den Kraftstoffdrucksensor 20 detektiert wird und der in dem Abschnitt (c) von 4 gezeigt ist, ist der Kraftstoffdruck vor einem Änderungspunkt P1 gleich dem Kraftstoffversorgungsdruck P0. Der Kraftstoffdruck startet an dem Änderungspunkt P1 nach einer Zeit Is, zu der der Kraftstoffeinspritzungsbefehl ausgegeben wird, und vor dem Änderungspunkt R3, an dem die Einspritzungsrate damit startet, sich aufgrund einer Versorgung des elektromagnetischen Solenoids 13 mit einem Treibstrom zu erhöhen, damit, sich zu verringern. Dies liegt daran, dass das Steuerventil 14 das Leckloch 11d an dem Änderungspunkt P1 öffnet, wobei sich als ein Resultat davon der Druck der Gegendruckkammer 11c verringert. Die Verringerung des Kraftstoffdrucks, die an dem Änderungspunkt P1 gestartet hat, stoppt danach an dem Änderungspunkt P2 vorübergehend. Dies liegt daran, dass das Leckloch 11d vollständig geöffnet ist, wobei als ein Resultat davon die Leckrate, die von dem Durchmesser des offenen Bereichs des Lecklochs 11d abhängt, konstant wird.
Anschließend startet der detektierte Kraftstoffdruck damit, sich aufgrund einer Erhöhung der Einspritzungsrate, die an dem Änderungspunkt R3 gestartet hat, an dem Änderungspunkt P3 zu verringern. Danach stoppt an einem Änderungspunkt P4 als eine Folge davon, dass die Einspritzungsrate an dem Änderungspunkt R4 ihren maximalen Wert erreicht, die Verringerung des detektierten Kraftstoffdrucks. Die Menge der Verringerung während der Dauer von dem Änderungspunkt P3 zu dem Änderungspunkt P4 ist größer als dieselbe während der Dauer von dem Änderungspunkt P1 zu dem Änderungspunkt P2.
Der detektierte Kraftstoffdruck startet anschließend damit, sich an einem Änderungspunkt P5 zu erhöhen. Dies liegt daran, dass das Steuerventil 14 das Leckloch 11d als ein Resultat dessen schließt, dass sich der Druck der Gegendruckkammer 11c erhöht. Die Erhöhung des detektierten Kraftstoffdrucks, die an dem Änderungspunkt P5 gestartet hat, stoppt danach an einem Änderungspunkt P6 vorübergehend.
Der detektierte Kraftstoffdruck startet anschließend damit, sich aufgrund einer Verringerung der Einspritzungsrate, die an einem Änderungspunkt R7 gestartet hat, an einem Änderungspunkt P7 zu erhöhen. Die Verringerung des detektierten Kraftstoffdrucks stoppt danach an einem Änderungspunkt P8 als eine Folge dessen, dass die Einspritzungsrate an einem Änderungspunkt R8 ihren maximalen Wert erreicht. Die Menge der Verringerung während der Dauer von dem Änderungspunkt P7 zu dem Änderungspunkt P8 ist größer als dieselbe während der Dauer von dem Änderungspunkt P5 zu dem Änderungspunkt P6. Der detektierte Kraftstoffdruck schwächt sich, die Verringerung und Erhöhung wiederholend, während einer konstanten Dauer T10 ab.
Ein Detektieren der im Vorhergehenden beschriebenen Änderungspunkte P3, P4, P7 und P8 macht es möglich, die Einspritzungsratenerhöhungsstartzeit R3 (die Zeit, zu der eine tatsächliche Einspritzung startet), die Erreichungszeit R4 einer maximalen Einspritzung, die Einspritzungsratenverringerungsstartzeit R7 und die Einspritzungsratenverringerungsendzeit R8 (die Zeit, zu der die tatsächliche Kraftstoffeinspritzung endet) zu schätzen. Es ist ferner möglich, eine zeitliche Variation der Einspritzungsrate aus der zeitlichen Variation des detektierten Kraftstoffdrucks basierend auf einer im Folgenden erläuterten Beziehung zwischen der Variation der Einspritzungsrate und der Variation des detektierten Kraftstoffdrucks zu schätzen.
Es besteht eine Korrelation zwischen der Druckverringerungsrate Pα während der Dauer von dem Änderungspunkt P3 zu dem Änderungspunkt P4 und der Einspritzungsratenerhöhungsrate Rα während der Dauer von dem Änderungspunkt R3 zu dem Änderungspunkt R4. Es besteht eine Korrelation zwischen der Druckerhöhungsrate Pγ während der Dauer von dem Änderungspunkt P7 zu dem Änderungspunkt P8 und der Einspritzungsratenverringerungsrate Pγ während der Dauer von dem Änderungspunkt R7 zu dem Änderungspunkt R8. Es besteht eine Korrelation zwischen der Druckverringerungsmenge Pβ (der maximalen Druckverringerungsmenge) und der Einspritzungsratenerhöhungsmenge Rβ (der maximalen Einspritzungsrate). Es ist dementsprechend möglich, die Einspritzungsratenerhöhungsrate Rα, die Einspritzungsratenverringerungsrate Pγ und die maximale Einspritzungsrate Rß durch Detektieren der Druckverringerungsrate Pα, der Druckerhöhungsrate Pγ und der maximalen Druckverringerungsmenge Pß aus der zeitlichen Variation des Kraftstoffdrucks, der durch den Kraftstoffsensor 20 detektiert wird, zu schätzen. Wie im Vorhergehenden beschrieben ist, ist es, da die verschiedenen Zustände R3, R4, R7, R8, Rα, Rβ, Rγ der Einspritzungsrate geschätzt werden können, möglich, die zeitliche Variation (einen Übergangskurvenverlauf) der Kraftstoffeinspritzungsrate, wie in dem Abschnitt (b) von 4 gezeigt ist, zu schätzen.
Der Integralwert der Einspritzungsrate zwischen dem Start und dem Ende der tatsächlichen Einspritzung (der durch den schraffierten Bereich S bzw. die schraffierte Fläche gezeigt ist) entspricht der Einspritzungsmenge Q. Es besteht eine Korrelation zwischen dem Integralwert S der Einspritzungsrate und dem Integralwert des Übergangskurvenverlaufs des detektierten Kraftstoffdrucks für seinen Teil, der der Dauer von dem Start und dem Ende der tatsächlichen Einspritzung (dem Teil zwischen dem Änderungspunkt P3 und dem Änderungspunkt P8) entspricht. Es ist dementsprechend möglich, den Einspritzungsratenintegralwert S, der der Einspritzungsmenge Q entspricht, durch Berechnen des Druckintegralwerts aus der zeitlichen Variation des Kraftstoffdrucks, der durch den Kraftstoffsensor 20 detektiert wird, zu schätzen. Es kann daher gesagt werden, dass der Kraftstoffdrucksensor 20 als ein Einspritzungszustandssensor funktioniert, der den Druck des Kraftstoffs, mit dem das Kraftstoffeinspritzungsventil 10 versorgt ist, als eine physikalische Größe, die sich auf den Einspritzungszustand bezieht, detektiert.
Zurückkehrend zu 3 wird bei einem Schritt S22 anschließend an den Schritt S21 bestimmt, ob die Einspritzung, die aktuell detektiert wird, eine zweite oder eine Einspritzung einer späteren Stufe einer Mehrstufeneinspritzung ist. Wenn das Bestimmungsresultat bei dem Schritt S22 bejahend ist, schreitet das Verfahren zu einem Schritt S23 fort, bei dem ein Wellenbewegungsentfernungs-Betriebsvorgang an dem Kurvenverlauf, der bei dem Schritt S21 erfasst wird, durchgeführt wird. Dieser Wellenbewegungsentfernungs-Betriebsvorgang ist im Folgenden unter Bezugnahme auf 5 erläutert.
Der Abschnitt (a) von 5 ist ein Zeitdiagramm, das den Treibstrom zeigt, der zu dem elektromagnetischen Solenoid 13 durchgelassen wird, wenn ein Einspritzungsbefehlssignal, das befiehlt, eine Mehrstufeneinspritzung (Zweistufeneinspritzung bei diesem Ausführungsbeispiel) durchzuführen, ausgegeben wird. Der Abschnitt (b) von 5 ist ein Diagramm, das einen Kurvenverlauf W des Kraftstoffdrucks, der detektiert wird, wenn das Einspritzungsbefehlssignal, das in dem Abschnitt (a) gezeigt ist, ausgegeben wird, zeigt. Der Abschnitt (c) von 5 ist ein Zeitdiagramm, das den Treibstrom zeigt, der zu dem elektromagnetischen Solenoid 13 durchgelassen wird, wenn ein Einspritzungsbefehlssignal, das befiehlt, eine Einzelstufeneinspritzung durchzuführen, ausgegeben wird. Der Abschnitt (d) von 5 zeigt einen Kurvenverlauf des Kraftstoffdrucks, der detektiert wird, wenn das Einspritzungsbefehlssignal, das in dem Abschnitt (c) gezeigt ist, ausgegeben wird.
Der Kurvenverlauf W überlappt Nachwirkungen der vorausgehenden Einspritzungen (der Einspritzung einer (n-1)ten Stufe, der Einspritzung einer (n-2)ten Stufe, der Einspritzung einer (n-3)ten Stufe ...) in einem Teil desselben, der der Einspritzung einer nten Stufe entspricht (dem Teil, der in dem Abschnitt (b) durch die Strichpunktlinie umgeben ist). Die Nachwirkung der Einspritzung einer (n-1)ten Stufe, die in dem Abschnitt (d) von 5 gezeigt ist, beispielsweise herannehmend, erscheint, nachdem die Einspritzung einer (n-1)ten Stufe endet, ein Wellenbewegungskurvenverlauf (der Kurvenverlauf, der durch die Strichpunktlinie in dem Abschnitt (d) umgeben ist), der sich, eine Erhöhung und Verringerung wiederholend, während einer bestimmten Dauer (T10 bei diesem Beispiel) abschwächt, als die Nachwirkung. Diese Nachwirkung (der Wellenbewegungskurvenverlauf) überlappt einen Teil des Kurvenverlaufs W, der der Einspritzung einer nten Stufe (dem Teil, der durch die Strichpunktlinie in dem Abschnitt (b) umgeben ist) entspricht. Wenn die zeitliche Variation der Einspritzungsrate aufgrund der Einspritzung einer nten Stufe (der Überganskurvenverlauf, der in dem Abschnitt (b) von 4 gezeigt ist), dementsprechend direkt basierend auf dem detektierten Kurvenverlauf W geschätzt wird, wird der Schätzungsfehler sehr groß.
Der Wellenbewegungsentfernungs-Betriebsvorgang wird daher bei dem Schritt S23 durchgeführt, bei dem die Nachwirkung (der Wellenbewegungskurvenverlauf) der Einspritzung in einer früheren Stufe von dem detektierten Kurvenverlauf W aufgrund der Einspritzung einer nten Stufe subtrahiert wird, um den Druckkurvenverlauf Wn (siehe Abschnitt (f) von 5) aufgrund der Einspritzung einer nten Stufe zu extrahieren.
Resultate von Tests von verschiedenen Modi von Einzelstufeneinspritzungen werden genauer gesagt erfasst und im Voraus als verschiedene Wellenbewegungskurvenverläufe gespeichert. Die verschiedenen Modi weisen Einzelstufeneinspritzungen, die sich voneinander in dem Einspritzungsstartkraftstoffdruck (dem Kraftstoffdruck bei einem Start einer Kraftstoffeinspritzung; P0 oder P2, die in 4 gezeigt sind) oder der Einspritzungsmenge, die der Ventil-offen-Dauer Tq entspricht, unterscheiden, auf. Die Wellenbewegungskurvenverläufe, die durch die Tests erhalten werden und in der Form von mathematischen Ausdrücken dargestellt sind, sind als Modellkurvenverläufe in einem Speicher, den die ECU 30 aufweist, gespeichert.
Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Modellkurvenverläufe in der Form der folgenden Formel (1) gespeichert, bei der p ein Wert des Modellkurvenverlaufs (ein normativer Wert des Kraftstoffdrucks, der durch den Kraftstoffdrucksensor 20 detektiert wird) ist. In der Formel (1) sind die Parameter A, k, ω und θ eine Amplitude, ein Schwächungskoeffizient, eine Frequenz bzw. eine Phase einer gedämpften Schwingung. Der Buchstabe t in der Formel (1) stellt eine verstrichene Zeit dar. Der normative Wert p des detektierten Kraftstoffdrucks ist durch die Formel (1) als eine Funktion der Variablen der verstrichenen Zeit t identifiziert. Jeder der Parameter A, k, ω und θ ist für unterschiedliche Einspritzungsmodi unterschiedlich eingestellt. $P = Aexp (- kt) sin (ω t+ θ)$
Um beispielsweise den Modellkurvenverlauf zu erhalten, der für die Nachwirkung (den Wellenbewegungskurvenverlauf) der Einspritzung einer (n-1)ten Stufe normativ ist, wird der Modellkurvenverlauf, dessen Einspritzungsmodus am nächsten zu der Einspritzung einer (n-1)ten Stufe ist, aus den verschiedenen Modellkurvenverläufen, die in dem Speicher gespeichert sind, ausgewählt, und dieser ausgewählte Modellkurvenverlauf wird als der Modellkurvenverlauf CALn-1, der für die Nachwirkung (den Wellenbewegungskurvenverlauf) der Einspritzung einer (n-1)ten Stufe normativ ist, eingestellt. Die gestrichelte Linie in dem Abschnitt (e) von 5 stellt den Modellkurvenverlauf CALn-1 dar, und die durchgezogene Linie in dem Abschnitt (e) von 5 stellt den detektierten Kurvenverlauf W dar. Durch Subtrahieren des Modellkurvenverlaufs CALn-1 von dem detektierten Kurvenverlauf W wird der Druckkurvenverlauf Wn, der in dem Abschnitt (f) von 5 gezeigt ist, extrahiert. Der so extrahierte Druckkurvenverlauf Wn enthält nicht die Wellenbewegungskurvenverlaufskomponente der Einspritzung in einer früheren Stufe und besitzt dementsprechend eine hohe Korrelation mit der Einspritzungsratenvariation aufgrund der Einspritzung einer n-ten Stufe.
Bei dem in den Abschnitten (e) und (f) von 5 gezeigten Beispiel wird lediglich der Modellkurvenverlauf CALn-1, der den Wellenbewegungskurvenverlauf der Einspritzung einer (n-1)ten Stufe darstellt, von dem detektierten Kurvenverlauf W subtrahiert. Ferner können die Wellenbewegungskurvenverläufe der (n-2)ten und von früheren Einspritzungen von dem detektierten Kurvenverlauf W subtrahiert werden. Bei dem in 6 gezeigten Beispiel werden die Wellenbewegungskurvenverläufe (Modellkurvenverläufe CALn-1 und CALn-2) der Einspritzungen einer (n-1)ten und einer (n-2)ten Stufe von dem detektierten Kurvenverlauf W subtrahiert.
Die Erfinder der vorliegenden Anmeldung haben herausgefunden, dass die Verringerungsrate der Pulsationsamplitude A1 des detektierten Kurvenverlaufs W0n-1 abhängig von dem Einspritzungsintervall Tmn zwischen der mten (= (n-1)ten) Einspritzung und der Einspritzung einer nten Stufe variiert.
7 ist ein Diagramm, das Beispiele einer Beziehung zwischen dem Einspritzungsintervall Tmn und der Verringerungsrate zeigt. Wie in 7 gezeigt ist, betrifft der detektierte Kurvenverlauf W0n-1 der Einspritzung einer (n-1)ten Stufe eine Kraftstoffdruckvariation Cn-1 aufgrund der Einspritzung einer (n-1)ten Stufe, und der detektierte Kurvenverlauf W0n der Einspritzung einer nten Stufe betrifft eine Kraftstoffdruckvariation Cn aufgrund der Einspritzung einer nten Stufe. Bei den in 7 gezeigten Beispielen zeigen die Abschnitte (a), (b) und (d) die Fälle, in denen die Einspritzungsintervalle Tmn1, Tmn2 bzw. Tmn3 sind, wobei Tnm1 > TMn2 > Tmn3.
Bei dem in den Abschnitten (a) und (c) gezeigten Beispielen überlappt der detektierte Kurvenverlauf W0n-1 die Kraftstoffdruckvariation Cn aufgrund der Einspritzung einer nten Stufe in ihrem Tal. Da dementsprechend der Druck der Druckwelle, die aus dem Einspritzungsloch 11b geht, dort minimal wird, ist der Grad einer Amplitudenschwächung des detektierten Kurvenverlaufs W0n-1 größer als derselbe des Modellkurvenverlaufs CALn-1, bevor derselbe kompensiert wird. Bei dem in dem Abschnitt (b) von 7 gezeigten Beispiel überlappt andererseits der detektierte Kurvenverlauf WOn-1 die Kraftstoffdruckvariation Cn aufgrund der Einspritzung einer nten Stufe in ihrem Knoten. Da dementsprechend der Druck der Druckwelle, die aus dem Einspritzungsloch 11b geht, in der Mitte des variierenden Drucks (der Wert an dem Wendepunkt) ist, ist der Grad einer Amplitudenschwächung des detektierten Kurvenverlaufs W0n-1 kleiner als derselbe des Modellkurvenverlaufs CALn-1, bevor derselbe kompensiert wird.
Wie im Vorhergehenden beschrieben ist, sind bei diesem Ausführungsbeispiel die ausgewählten Modellkurvenverläufe CALn-1 und CALn-2 auf Kurvenverläufe kompensiert, die durch einen Schwächungsgrad abhängig von dem Einspritzungsintervall Tmn von der Einspritzung einer mten Stufe zu der Einspritzung einer nten Stufe geschwächt sind. Der „Schwächungsgrad“ entspricht dem Schwächungskoeffizienten k in der Formel (1).
Bei den Beispielen, die in den Abschnitten (c) und (d) von 6 gezeigt sind, sind die Modellkurvenverläufe CALn-1 und CALn-2 die Kurvenverläufe, die derart kompensiert sind, dass ihre Schwächungsgrade größer gemacht sind. Die gestrichelte Linie k1 und die Strichpunktlinie k2 in jedem der Abschnitte (c) und (d) von 6 stellen eine Asymptotenlinie entlang der Spitzen des Modellkurvenverlaufs vor einer Kompensation bzw. eine Asymptotenlinie entlang der Spitzen des Modellkurvenverlaufs nach der Kompensation dar. Wenn der Schwächungskoeffizient k in der Formel (1) geändert ist, ist die Neigung der Asymptotenlinie geändert. Das heißt, wenn der Schwächungskoeffizient k erhöht ist, um den Schwächungsgrad zu erhöhen, ist die Asymptotenlinie k1 zu der Asymptotenlinie k2 geändert, deren Neigung größer als k1 ist.
Zurückkehrend zu 3 wird bei einem Schritt S24 anschließend an den Schritt S23 ein Kurvenverlauf des Druckableitungswerts durch Ableiten des detektierten Druckwerts (des Druckkurvenverlaufs), wenn das Bestimmungsresultat bei dem Schritt S22 negativ war (wenn die Einspritzung, die aktuell detektiert wird, als eine Einspritzung einer ersten Stufe bestimmt ist), und durch Ableiten des detektierten Druckwerts (des Druckkurvenverlaufs), der dem Wellenbewegungsentfernungs-Betriebsvorgang unterworfen wurde, wenn das Bestimmungsresultat bei dem Schritt S22 bejahend war (wenn die Einspritzung, die aktuell detektiert wird, als eine Einspritzung einer zweiten oder späteren Stufe bestimmt ist), erhalten.
Bei Schritten S25 bis S28 werden danach die verschiedenen Einspritzungszustände, die in dem Abschnitt (b) von 4 gezeigt sind, unter Verwendung des Ableitungsdruckwerts, der bei dem Schritt S24 erhalten wird, berechnet. Die Einspritzungsstartzeit R3 wird genauer gesagt bei dem Schritt S25 berechnet, die Einspritzungsendzeit R8 wird bei dem Schritt S26 berechnet, die Erreichungszeit R4 einer maximalen Einspritzung und die Einspritzungsratenverringerungsstartzeit R7 werden bei dem Schritt S27 berechnet, und die maximale Einspritzungsrate Rβ wird bei dem Schritt S28 berechnet. Wenn nebenbei bemerkt die Einspritzungsmenge klein ist, stimmen die Erreichungszeiten R4 einer maximalen Einspritzung und die Einspritzungsratenverringerungsstartzeit R7 miteinander überein.
Bei einem anschließenden Schritt S29 wird der Integralwert der Einspritzungsrate von dem Start zu dem Ende der tatsächlichen Einspritzung (der schraffierte Bereich S) basierend auf den Einspritzungszuständen R3, R8, Rβ, R4 und R7c, die bei den Schritten S25 bis S29 berechnet werden, berechnet, und dieser berechnete Integralwert wird als die tatsächliche Einspritzungsmenge Q bestimmt. Der Bereich S hat eine Form nahe einem Trapezoid, wenn die Einspritzungsmenge groß ist, und eine Form nahe einem Dreieck, wenn die Einspritzungsmenge klein ist. Der Integralwert S der Einspritzungsrate (die Einspritzungsmenge Q) kann zusätzlich zu den Einspritzungszuständen R3, R8, Rβ, R4 und R7 basierend auf der Einspritzungsratenerhöhungsrate Rα und der Einspritzungsratenverringerungsrate Rγ, die aus dem Druckkurvenverlauf berechnet werden, berechnet werden.
Der Wellenbewegungsentfernungs-Betriebsvorgang, der bei dem Schritt S23 durchgeführt wird, ist als Nächstes unter Bezugnahme auf 8 erläutert. 8 zeigt Schritte des Wellenbewegungsentfernungs-Betriebsvorgangs als ein Unterroutinenverfahren. Dieser Betriebsvorgang beginnt bei einem Schritt S31, bei dem der Einspritzungsstartkraftstoffdruck P0n und die Einspritzungsmenge Qm der Einspritzung einer mten Stufe erfasst werden. Die Einspritzungsmenge Qm kann die Einspritzungsmenge sein, die bei dem Schritt S29, der in 3 gezeigt ist, berechnet wird, oder kann basierend auf der Ventil-offen-Dauer Tqm gemäß dem Einspritzungsbefehlssignal geschätzt werden.
Bei einem anschließenden Schritt S32 wird der Modellkurvenverlauf CALm, dessen Einspritzungsmodus am nächsten zu dem Einspritzungsmodus ist, der durch den Einspritzungsstartkraftstoffdruck P0m und die Einspritzungsmenge Qm, die bei dem Schritt S31 erfasst werden, definiert ist, aus den verschiedenen Modellkurvenverläufen, die in dem Speicher gespeichert sind, ausgewählt. Bei einem anschließenden Schritt S33 wird bestimmt, ob der Teil des Modellkurvenverlaufs CALm, der aktuell verarbeitet wird, ein Teil ist oder nicht, von dem angenommen wird, dass derselbe nach einem Ablauf einer Kompensationswartezeit von einem Ende der Einspritzung einer nten Stufe und vor einem Start einer Kompensation des Modellkurvenverlaufs CALm erscheint. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Kompensationswartezeit eine Zeit, die dafür benötigt wird, dass die Druckwelle den Kraftstoffsensor 20 verlässt, sich in dem Hochdruckrohr 43 und dem Hochdruckkanal 11a ausbreitet, durch einen Fügeabschnitt zwischen der gemeinsamen Druckleitung 42 und dem Hochdruckrohr 43 reflektiert wird und zu dem Kraftstoffsensor 20 zurückkehrt. Wenn das Bestimmungsresultat bei dem Schritt S33 bejahend ist, schreitet der Betrieb zu einem Schritt S34 fort und schreitet sonst zu einem Schritt S36 fort.
Die Erfinder haben herausgefunden, dass der Druckkurvenverlauf, der erscheint, wenn die Einspritzung einer mten Stufe durchgeführt wird, am stärksten durch die Einspritzung einer nten Stufe in seinem Teil beeinträchtigt wird, der der Druckwelle entspricht, die aus dem Einspritzungsloch 11b geht, wenn die Einspritzung einer nten Stufe durchgeführt wurde, derselbe jedoch nicht wesentlich während der Einspritzung einer nten Stufe beeinträchtigt wird. Dies liegt daran, dass der Kraftstoff zu dem Einspritzungsloch 11b fließt, um den Kraftstoff zu ergänzen, der von dem Einspritzungsloch 11b während der Einspritzung eingespritzt wird. Die Erfinder haben ferner herausgefunden, dass der Effekt einer Einspritzung einer nten Stufe dazu neigt, zu erscheinen, nachdem die Druckwelle in dem Hochdruckrohr 43 und dem Hochdruckkanal 11a reflektiert wurde.
Bei dem Schritt S34 wird das Einspritzungsintervall Tmn von dem Ende der Einspritzung einer mten Stufe zu dem Start einer Einspritzung einer nten Stufe basierend auf den Einspritzungsbefehlssignalen für die Einspritzungen einer mten und nten Stufe erfasst. Bei einem anschließenden Schritt S35 wird der Schwächungskoeffizient k des Modellkurvenverlaufs CALm, der bei dem Schritt S32 ausgewählt wird, basierend auf dem Einspritzungsintervall Tmn, das bei dem Schritt S34 erfasst wird, kompensiert.
9 zeigt eine Beziehung (Kompensationsdaten) zwischen einem Kompensationswert c für den Schwächungskoeffizienten k und dem Einspritzungsintervall Tmn. Diese Beziehung wird durch Tests erfasst und in dem Speicher der ECU 30 in der Form einer charakteristischen Abbildung gespeichert. Der Kompensationswert c wird basierend auf dem Einspritzungsintervall Tmn, das bei dem Schritt S34 erfasst wird, Bezug nehmend auf die charakteristische Abbildung bestimmt. Der Schwächungskoeffizient k in der Formel (1) wird auf k×c kompensiert, um den Modellkurvenverlauf CALn-1 zu kompensieren. Gemäß der in 9 gezeigten charakteristischen Abbildung wird der Kompensationswert c abhängig von der Druckvariationsdauer des Modellkurvenverlaufs CALn-1 gemäß dem Einspritzungsintervall Tmn variiert. Das heißt der Schwächungsgrad wird basierend auf dem Druckbetrag des Modellkurvenverlaufs CALn-1 bei dem Einspritzungsloch 11b variiert, wenn das Einspritzungsloch 11b geöffnet wird, um die Einspritzung einer nten Stufe durchzuführen.
Wenn der (n-2)te Modellkurvenverlauf CALn-2 von dem detektierten Kurvenverlauf W subtrahiert wird, um den Druckkurvenverlauf Wn aufgrund der Einspritzung einer nten Stufe zu extrahieren, wird der Korrekturwert c des Schwächungskoeffizienten k für den (n-2)ten Modellkurvenverlauf CALn-2 basierend auf dem Einspritzungsintervall Tmn von der Einspritzung einer (n-1)ten Stufe zu der Einspritzung einer nten Stufe und dem Einspritzungsintervall Tmn von der Einspritzung einer (n-2)ten Stufe zu der Einspritzung einer nten Stufe Bezug nehmend auf die charakteristische Abbildung, die in 9 gezeigt ist, bestimmt, um den (n-2)ten Kurvenverlauf CALn-2 zu kompensieren.
Bei dem anschließenden Schritt S36 wird der Modellkurvenverlauf CALm (CALn-1 und CALn-2 bei dem in 6 gezeigten Beispiel), der bei dem Schritt S35 kompensiert wird, von dem detektierten Kurvenverlauf W, der bei dem Schritt S21 erfasst wird, der in 3 gezeigt ist, subtrahiert. Der Kurvenverlauf, der durch diese Subtraktion erhalten wird, entspricht dem Druckkurvenverlauf Wn aufgrund der Einspritzung einer nten Stufe, der in dem Abschnitt (f) von 5 oder dem Abschnitt (e) von 6 gezeigt ist.
Das im Vorhergehenden beschriebene Ausführungsbeispiel liefert die folgenden Vorteile.
Basierend auf der Erkenntnis, dass die Verringerungsrate der Pulsationsamplitude A1 des detektierten Kurvenverlaufs W0n-1 abhängig von dem Einspritzungsintervall Tmn von der Einspritzung einer m (= (n-1))ten Stufe und der Einspritzung einer nten Stufe variiert, wird der Modellkurvenverlauf CALn-1 kompensiert, indem derselbe durch den Schwächungsgrad abhängig von dem Einspritzungsintervall von der Einspritzung einer (n-1)ten Stufe und der Einspritzung einer nten Stufe geschwächt wird, um den Druckkurvenverlauf Wn aufgrund der Einspritzung einer nten Stufe (der gegenständlichen Einspritzung) zu extrahieren. Der Schwächungskoeffizient k des Modellkurvenverlaufs CALn-2 wird basierend auf dem Einspritzungsintervall Tmn von der Einspritzung einer (n-1)ten Stufe zu der Einspritzung einer nten Stufe und dem Einspritzungsintervall Tmn von der Einspritzung einer (n-2)ten Stufe zu der Einspritzung einer nten Stufe kompensiert.
Dies macht es möglich, den Modellkurvenverlauf CALn-1 näher zu dem detektierten Kurvenverlauf W0n-1, der in dem Abschnitt (d) von 5 gezeigt ist, zu bringen, der durch Subtrahieren des Kurvenverlaufs W0n, der zu der Zeit der Einzeleinspritzung einer nten Stufe detektiert wird, von dem Kurvenverlauf W, der zu der Zeit der Mehrstufeneinspritzung detektiert wird, erfasst wird, und dementsprechend kann der Druckkurvenverlauf Wn aufgrund der Einspritzung einer nten Stufe (der gegenständlichen Einspritzung) aus dem Kurvenverlauf W, der zu der Zeit der Mehrstufeneinspritzung detektiert wird, genau extrahiert werden. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel können dementsprechend, da die tatsächlichen Einspritzungszustände R3, R8, Rβ, R4, R7 und Q genau erfasst werden können, das Ausgangsdrehmoment und der Emissionszustand der Maschine mit einer hohen Präzision gesteuert werden.
Der Schwächungsgrad variiert abhängig von dem Druckbetrag des Modellkurvenverlaufs CALn-1 an dem Einspritzungsloch 11b, wenn das Einspritzungsloch 11b geöffnet ist, um die Einspritzung einer nten Stufe durchzuführen. Dementsprechend ist es möglich, den Schwächungsgrad des Modellkurvenverlaufs CALn-1 abhängig von dem Druckbetrag der Druckwelle, die aus dem Einspritzungsloch 11b geht, wenn das Einspritzungsloch 11b geöffnet ist, um die Einspritzung einer nten Stufe durchzuführen, geeignet zu variieren.
Der Schwächungsgrad des Modellkurvenverlaufs CALn-1 wird abhängig von seiner Variationsdauer gemäß dem Einspritzungsintervall Tmn variiert. Der Schwächungsgrad des Modellkurvenverlaufs CALn-1 kann dementsprechend abhängig von der Variationsdauer des Drucks der Druckwelle, die sich zu dem Einspritzungsloch 11b ausbreitet, wenn das Einspritzungsloch 11b geöffnet ist, geeignet variiert sein.
Der Modellkurvenverlauf CALn-1 wird lediglich in seinem Teil kompensiert, der nach einem Ablauf der Zeit erscheint, die dafür benötigt wird, dass die Druckwelle von dem Hochdruckrohr 43 zu dem Hochdruckkanal 11a einen Umlauf macht. Es ist dementsprechend möglich, zu verhindern, dass der Modellkurvenverlauf CALn-1 in seinem Teil kompensiert wird, für den es nicht notwendig ist, kompensiert zu werden. Nebenbei bemerkt kann eine solche Beschränkung der Kompensation weggelassen sein.
Andere Ausführungsbeispiele
Selbstverständlich können verschiedene Modifikationen an dem im Vorhergehenden beschriebenen Ausführungsbeispiel vorgenommen sein, wie es im Folgenden beschrieben ist.
Bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel wird der ganze Teil des Modellkurvenverlaufs CALn-1 kompensiert, indem derselbe durch den Schwächungsgrad, der von dem Einspritzungsintervall Tmn von der Einspritzung einer (n-1)ten Stufe zu der Einspritzung einer nten Stufe abhängt, geschwächt wird. Lediglich ein spezifischer Teil des Modellkurvenverlaufs CALn-1, der dem Druck entspricht, der an dem Einspritzungsloch 11b erscheint, wenn das Einspritzungsloch 11b geöffnet ist, um die Einspritzung einer nten Stufe durchzuführen, kann geschwächt sein. 10 ist ein Zeitdiagramm, das eine Beziehung zwischen der verstrichenen Zeit und einem solchen spezifischen Teil zeigt. Wie in 10 gezeigt ist, kann ein Ereignis, dass ein Teil der Druckwelle aus dem Einspritzungsloch 11b zu der Zeit der Einspritzung einer nten Stufe geht, den Teil des Druckkurvenverlaufs, der erscheint, wenn die (n-1)te Einspritzung durchgeführt wird, (oder den Teil des Modellkurvenverlaufs CALn-1, der durch die gestrichelte Linie gezeigt ist, bevor derselbe kompensiert wird) stark beeinträchtigen. Der Kurvenverlauf W0n-1, der zu der Zeit der Einspritzung einer (n-1)ten Stufe detektiert wird, kann genauer gesagt derart beeinträchtigt sein, dass der Teil desselben, der der Druckwelle entspricht, die aus dem Einspritzungsloch 11b zu der Zeit der Einspritzung einer nten Stufe geht, seine Amplitude verringert. Gemäß der im Vorhergehenden beschriebenen Struktur ist es, da die spezifischen Teile Tr1 bis Tr5, die durch die gestrichelten Linien des Modellkurvenverlaufs CALn-1 gezeigt sind, die dem Druck entsprechen, der an dem Einspritzungsloch 11b erscheint, wenn das Einspritzungsloch 11b zu der Zeit der Einspritzung einer nten Stufe geöffnet ist, gedämpft sind, möglich, den Modellkurvenverlauf CALn-1 weiter näher zu dem tatsächlich detektierten Kurvenverlauf W0n-1 zu bringen. Eine solche Kompensation kann nebenbei bemerkt zusammen mit der Kompensation, die bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel durchgeführt wird, durchgeführt werden.
Wie in 10 gezeigt ist, verschwimmen die Grenzen der spezifischen Teile Tr1 bis Tr5, die dem Druck entsprechen, der an dem Einspritzungsloch 11b erscheint, wenn das Einspritzungsloch 11b zu der Zeit der Einspritzung einer nten Stufe geöffnet ist, mit einer Wiederholung von Reflexionen der Druckwelle, und dementsprechend erhöht sich der Bereich des spezifischen Teils Tr mit der Zeit (Tr1<Tr2<Tr3<Tr4<Tr5). Durch Erhöhen des Bereichs des spezifischen Teils Tr mit der Zeit kann sich der Effekt der Wiederholung von Reflexionen der Druckwelle in dem Modellkurvenverlauf CALn-1 widerspiegeln.
Wie im Vorhergehenden unter Bezugnahme auf 11 beschrieben ist, haben die Erfinder herausgefunden, dass sich die Verringerungsrate der Pulsationsamplitude A1 des detektierten Kurvenverlaufs W0n-1 mit der Erhöhung der Einspritzungsdauer Tqn der Einspritzung einer nten Stufe verringert. Angesichts dieser Erkenntnis kann ein Betriebsvorgang, um die ausgewählten Kurvenverläufe CALn-1 und CALn-2 auf Kurvenverläufe zu kompensieren, die stärker geschwächt sind, sowie sich die Einspritzungsdauer Tqn der Einspritzung einer nten Stufe erhöht, durchgeführt werden. Das heißt der Schwächungskoeffizient k des ausgewählten Modellkurvenverlaufs CALm kann abhängig von der Einspritzungsdauer Tqn kompensiert sein. Gemäß dieser Struktur kann, da es möglich ist, den Modellkurvenverlauf CALn-1 nahe zu dem detektierten Kurvenverlauf W0n-1, der in dem Abschnitt (d) von 11 gezeigt ist, zu bringen, der durch Subtrahieren des Kurvenverlaufs W0n, der zu der Zeit einer Einzeleinspritzung einer nten Stufe detektiert wird, von dem Kurvenverlauf W, der zu der Zeit einer Mehrstufeneinspritzung detektiert wird, erhalten wird, der Druckkurvenverlauf Wn aufgrund der Einspritzung einer nten Stufe (der gegenständlichen Einspritzung) aus dem Kurvenverlauf W, der zu der Zeit der Mehrstufeneinspritzung detektiert wird, mit einem hohen Genauigkeitsgrad extrahiert werden. Da daher die tatsächlichen Einspritzungszustände R3, R8, Rβ, R4, R7 und Q mit einem hohen Genauigkeitsgrad detektiert werden können, können das Ausgangsdrehmoment und der Emissionszustand der Maschine mit einer hohen Präzision gesteuert werden.
Bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel wird der Modellkurvenverlauf CAL, der durch die Formel (1) dargestellt ist, zusammen mit unterschiedlichen Werten der jeweiligen Parameter A, k, ω und θ für unterschiedliche Einspritzungsmodi (beispielsweise den Einspritzungsstartkraftstoffdruck und die Einspritzungsmenge) gespeichert, sodass der normative Wert p des detektierten Drucks aus der Formel (1) als eine Funktion der verstrichenen Zeit t berechnet werden kann. Der normative Wert p selbst kann jedoch als eine Funktion der verstrichenen Zeit t in einer Abbildung oder dergleichen, die für jeden der Einspritzungsmodi vorgesehen ist, gespeichert sein, sodass die Abbildungen als die Modellkurvenverläufe verwendet werden können.
Bei dem im Vorhergehenden beschriebenen Ausführungsbeispiel hat das Kraftstoffeinspritzungsventil 10 die Struktur, bei der das Steuerventil 14 ein Ventil eines Zweiwegetyps ist, und der Kraftstoff leckt immer von der Gegendruckkammer 11c, während die Nadel 12 offen ist. Das Steuerventil 14 kann jedoch ein Dreiwegeventil sein, um zu verhindern, dass der Kraftstoff sogar während einer Kraftstoffeinspritzung aus der Gegendruckkammer 11c leckt.
Die im Vorhergehenden erläuterten bevorzugten Ausführungsbeispiele sind für die Erfindung der vorliegenden Anmeldung, die lediglich durch die Ansprüche, die im Folgenden angehängt sind, beschrieben ist, exemplarisch. Es versteht sich von selbst, dass Modifikationen der bevorzugten Ausführungsbeispiele so vorgenommen sein können, wie sie Fachleuten einfallen.

Claims

Kraftstoffdruckkurvenverlauf-Erfassungsvorrichtung (30) zur Verwendung bei einem Kraftstoffeinspritzungssystem, das ein Einspritzungsventil (10) zum Einspritzen eines Kraftstoffs in eine interne Verbrennungsmaschine von einem Einspritzungsloch (11d) desselben und einen Kraftstoffdrucksensor (20) zum Detektieren einer zeitlichen Variation eines Kraftstoffdrucks, die in einem Kraftstoffversorgungsdurchgang (11a), der zu dem Einspritzungsloch (11d) führt, aufgrund einer Einspritzung des Kraftstoffs von dem Einspritzungsloch (11d) bewirkt wird, als ein Druckkurvenverlauf, aufweist, mit: einer Druckkurvenverlauf-Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines ersten Druckkurvenverlaufs, der durch den Kraftstoffdrucksensor (20) detektiert wird, als ein Mehrstufeneinspritzungsdruck-Kurvenverlauf (W), der erscheint, während eine Mehrstufenkraftstoffeinspritzung, bei der Kraftstoff mehrere Male pro Verbrennungszyklus der internen Verbrennungsmaschine eingespritzt wird, durchgeführt wird; einer Modellkurvenverlauf-Speicherungseinrichtung zum Speichern eines Modellkurvenverlaufs (CALn-1; CALn-1, CALn-2), der für einen zweiten Druckkurvenverlauf normativ ist, für den angenommen ist, dass derselbe erscheint, wenn eine frühere Einspritzung in einer früheren Stufe als eine gegenständliche Einspritzung, die eine zweite Einspritzung oder eine Einspritzung einer späteren Stufe der Mehrstufeneinspritzung ist, durchgeführt wird, und die gegenständliche Einspritzung nicht durchgeführt wird; einer Kurvenverlauf-Extrahierungseinrichtung zum Subtrahieren (S23; S36) des Modellkurvenverlaufs (CALn-1; CALn-1, CALn-2) von dem Mehrstufeneinspritzungsdruck-Kurvenverlauf (W), um einen dritten Druckkurvenverlauf (Wn) aufgrund der gegenständlichen Einspritzung zu extrahieren; und einer Kompensationseinrichtung zum Kompensieren (S35) des Modellkurvenverlaufs (CALn-1; CALn-1, CALn-2), der verwendet ist, um die Subtraktion durchzuführen, durch Schwächen des Modellkurvenverlaufs mit einem Schwächungsgrad (k; k1, k2) abhängig von einem Einspritzungsintervall (Tmn) von der früheren Einspritzung zu der gegenständlichen Einspritzung, wobei die Kompensationseinrichtung konfiguriert ist, um einen spezifischen Teil des Modellkurvenverlaufs (CALn-1; CALn-1, CALn-2) gemäß einem Druck, der an dem Einspritzungsloch (11d) erscheint, wenn das Einspritzungsloch (11d) geöffnet ist, um die gegenständliche Einspritzung durchzuführen, zu schwächen.
Kraftstoffdruckkurvenverlauf-Erfassungsvorrichtung (30) zur Verwendung bei einem Kraftstoffeinspritzungssystem, das ein Einspritzungsventil (10) zum Einspritzen eines Kraftstoffs in eine interne Verbrennungsmaschine von einem Einspritzungsloch (11d) desselben und einen Kraftstoffdrucksensor (20) zum Detektieren einer zeitlichen Variation eines Kraftstoffdrucks, die in einem Kraftstoffversorgungsdurchgang (11a), der zu dem Einspritzungsloch (11d) führt, aufgrund einer Einspritzung des Kraftstoffs von dem Einspritzungsloch (11 d) bewirkt wird, als ein Druckkurvenverlauf, aufweist, mit: einer Druckkurvenverlauf-Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines ersten Druckkurvenverlaufs, der durch den Kraftstoffdrucksensor (20) detektiert wird, als ein Mehrstufeneinspritzungsdruck-Kurvenverlauf (W), der erscheint, während eine Mehrstufenkraftstoffeinspritzung, bei der Kraftstoff mehrere Male pro Verbrennungszyklus der internen Verbrennungsmaschine eingespritzt wird, durchgeführt wird; einer Modellkurvenverlauf-Speicherungseinrichtung zum Speichern eines Modellkurvenverlaufs (CALn-1; CALn-1, CALn-2), der für einen zweiten Druckkurvenverlauf normativ ist, für den angenommen ist, dass derselbe erscheint, wenn eine frühere Einspritzung in einer früheren Stufe als eine gegenständliche Einspritzung, die eine zweite Einspritzung oder eine Einspritzung einer späteren Stufe der Mehrstufeneinspritzung ist, durchgeführt wird, und die gegenständliche Einspritzung nicht durchgeführt wird; einer Kurvenverlauf-Extrahierungseinrichtung zum Subtrahieren (S23; S36) des Modellkurvenverlaufs (CALn-1; CALn-1, CALn-2) von dem Mehrstufeneinspritzungsdruck-Kurvenverlauf (W), um einen dritten Druckkurvenverlauf (Wn) aufgrund der gegenständlichen Einspritzung zu extrahieren; und einer Kompensationseinrichtung zum Kompensieren (S35) des Modellkurvenverlaufs (CALn-1; CALn-1, CALn-2), der verwendet ist, um die Subtraktion durchzuführen, durch Schwächen des Modellkurvenverlaufs mit einem Schwächungsgrad (k; k1, k2) abhängig von einem Einspritzungsintervall (Tmn) von der früheren Einspritzung zu der gegenständlichen Einspritzung, wobei die Kompensationseinrichtung konfiguriert ist, um den Schwächungsgrad für lediglich einen Teil des Modellkurvenverlaufs (CALn-1; CALn-1, CALn-2) zu variieren, für den angenommen ist, dass derselbe nach einem Ablauf einer Zeit, die dafür benötigt wird, dass eine Druckwelle einen Umlauf macht, während dieselbe innerhalb des Kraftstoffversorgungsdurchgangs (11a) reflektiert wird, seit dem Zeitpunkt erscheint, zu dem die gegenständliche Einspritzung durchgeführt wird.
Kraftstoffdruckkurvenverlauf-Erfassungsvorrichtung (30) nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Kompensationseinrichtung konfiguriert ist, um gemäß einem Druckbetrag des Modellkurvenverlaufs (CALn-1; CALn-1, CALn-2) an dem Einspritzungsloch (11d) den Schwächungsgrad (k; k1, k2) zu variieren, wenn das Einspritzungsloch (1 ld) geöffnet ist, um die gegenständliche Einspritzung durchzuführen.
Kraftstoffdruckkurvenverlauf-Erfassungsvorrichtung (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die Kompensationseinrichtung konfiguriert ist, um gemäß einer Druckvariationsdauer des Modellkurvenverlaufs (CALn-1; CALn-1, CALn-2) abhängig von dem Einspritzungsintervall (Tmn) den Schwächungsgrad (k; k1, k2) zu variieren.
Kraftstoffdruckkurvenverlauf-Erfassungsvorrichtung (30) nach Anspruch 1, bei der die Kompensationseinrichtung konfiguriert ist, um einen Bereich des spezifischen Teils des Modellkurvenverlaufs (CALn-1; CALn-1, CALn-2) mit einem Ablauf der Zeit zu erhöhen.
Kraftstoffdruckkurvenverlauf-Erfassungsvorrichtung (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der die Kompensationseinrichtung konfiguriert ist, um den Modellkurvenverlauf (CALn-1; CALn-1, CALn-2), der für die Subtraktion (S36) verwendet ist, durch stärkeres Schwächen des Modellkurvenverlaufs (CALn-1; CALn-1, CALn-2), sowie die Einspritzungsdauer (Tqn) länger wird, zu kompensieren.