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Hintergrund der Erfindung
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1. Technisches Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Zylinderdruckermittlungsvorrichtung mit einem Zylinderdrucksensor, welcher beim Messen des Drucks in einem Zylinder einer Verbrennungsmaschine eingesetzt werden kann, und gestaltet ist, um jegliches Rauschen bzw. zyklische Messwertfehler, welches in der Ausgabe von dem Zylinderdrucksensor hinzugefügt ist, zu minimieren.
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2. Hintergrund-Technik
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Die
japanische Offenlegungsschrift Nr. 2009-197672 lehrt ein Analysieren einer Ausgabe von einem Zylinderdrucksensor, welcher in einem Zylinder einer Verbrennungsmaschine installiert ist, um die Wärmeabgaberate durch eine Verbrennung von Kraftstoff in einem Verbrennungsvorgang, in welchem Kraftstoff in der Verbrennungsmaschine verbrannt wird, zu berechnen. Die Wärmeabgaberate, welche berechnet wird, wird verwendet, um den Zustand der Verbrennung von Kraftstoff in dem Zylinder der Maschine zu ermitteln, um das Einspritztiming beziehungsweise die Einspritzeinstellung für die Maschine zu steuern.
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Die
EP 0 411 580 A1 beschreibt ein System zum Erfassen des Zylinderdrucks, das u. a. eine Korrektureinrichtung umfasst, die Variationscharakteristika einer Sensorausgabe bezüglich des Drucks durch einen Gradientenkorrekturkoeffizienten derart korrigiert, dass die korrigierten Charakteristika der Drucksensoren miteinander übereinstimmen.
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Die
DE 10 2008 004 442 B3 beschreibt ein Verfahren und System zur Filterung eines gestörten Zylinderdrucksignals, das während bestimmter begrenzter Zeitspannen des Druckverlaufs eines Arbeitsspiels auftritt, wobei ein auf die Art der Störgröße abgestimmter Filter festgelegt und dem oder den entsprechenden zeitlichen Störgrößenfenstern im Arbeitsspiel zugeordnet wird. Dann wird das Zylinderdrucksignal kurbelwellenwinkelabhängig gefiltert, indem entsprechend der Kurbelwellenposition für eine aktuelle Störgröße ein zeitlich und nach der Art nach abgestimmter Filter appliziert wird.
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Die
DE 10 2007 045 222 A1 beschreibt ein Verfahren zur Korrektur eines Brennrauminnendrucksignals einer Verbrennungskraftmaschine, bei dem mittels eines Brennraumdrucksensors ein gemessener Zylinderdruck in einer Kompressionsphase erfasst und aus diesem anhand einer Polytropengleichung ein Verlauf eines absoluten Zylinderdrucks ermittelt wird, wobei ein Polytropenexponent der Polytropengleichung und ein Offsetdruck mittels eines erweiterten Kalman-Filters ermittelt werden.
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Die
WO 2014/075 982 A1 beschreibt ein Verfahren zur Korrektur eines von einem Druckaufnehmer gemessenen Drucksignals, das in Abhängigkeit von einem Kurbelwinkel der Verbrennungskraftmaschine, einen Korrekturfunktion eines Fehlers des Drucksignals aufgrund eines Thermoschocks berechnet, wobei der Betrag der Korrekturfunktion bis zu einem Maximum linear ansteigt und anschließend exponentiell abfällt. Ein korrigiertes Drucksignal des Druckaufnehmers wird durch Addition der Korrekturfunktion zu dem gemessenen Drucksignal erhalten.
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Die
DE 695 17 488 T2 beschreibt eine Sensorvorrichtung mit einer Sensorschaltungseinheit, die eine erste Filterschaltung mit einer ersten Energieversorgungsleitung, eine zweite Filterschaltung mit einer zweiten Energieversorgungsleitung, und eine dritte Filterschaltung mit einer Ausgangsleitung betreibt.
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Die
DE 10 2010 047 639 A1 beschreibt ein Motorsteuersystem, das ein Kolbenbewegungsmodelliermodul, ein Zylindervolumen-Ermittlungsmodul und ein Zylinderdruck-Schätzmodul umfasst. Das Kolbenbewegungsmodelliermodul modelliert beruhend auf Winkeländerung einer Motorkurbelwelle die Bewegung eines Kolbens in einem entsprechenden Zylinder. Das Zylindervolumen-Ermittlungsmodul ermittelt ein Volumen des Zylinders beruhend auf einer Winkelposition der Motorkurbelwelle und der modellierten Bewegung des Kolbens. Das Zylinderdruck-Schätzmodul schätzt beruhend auf dem ermittelten Volumen, einem Ansaugkrümmer-Absolutdruck, Einlassventilsteuerzeiten, Auslassventilsteuerzeiten und einem Abgasgegendruck einen Druck in dem Zylinder ein.
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Gewöhnlicher Weise ist ein Rauschen bzw. zyklische Messwertfehler zu der Ausgabe des Zylinderdrucksensors hinzugefügt, was zu einer verringerten Genauigkeit beim Ermitteln des Drucks in dem Zylinder der Verbrennungsmaschine führt. Dies führt auch zu einer verringerten Genauigkeit beim Berechnen der Wärmeabgaberate in dem Zylinder der Verbrennungsmaschine, was zu einem Fehler beim Erfassen des Verbrennungszustands von Kraftstoff in dem Zylinder führen wird.
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Das System, das in der obigen Veröffentlichung gelehrt wird, ist konstruiert, um das Rauschen bzw. den Messwertfehler von einem Entfernt-Werden unter Verwendung eines Rauschfilters abzuhalten, bis die Wärmeabgaberate, die als eine Funktion des Drucks in dem Zylinder ermittelt wird, unter einen gegebenen unteren Grenzwert abfällt, nachdem die Wärmeabgaberate einen Gipfel beziehungsweise Peak zeigt, da die Wärmeabgaberate relativ hoch ist, und um das Rauschen durch den Filter zu entfernen, nachdem die Wärmeabgaberate unter den unteren Grenzwert fällt, da die Wärmeabgaberate relativ niedrig ist, was zu einer Zunahme im Fehler beim Ermitteln des Verbrennungszustandes von Kraftstoff führt, welche von dem Rauschen herrührt.
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Wenn jedoch die Amplitude des Rauschens groß ist, wird es verursachen, dass die Genauigkeit beim Messen des Drucks in dem Zylinder verringert wird, auch in einer Zeitdauer, wenn die Wärmeabgaberate hoch ist.
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KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es ist demnach eine Aufgabe der Erfindung, eine Zylinderdruckermittlungsvorrichtung vorzusehen, welche konstruiert ist, um Rauschen bzw. einen zyklischen Messwertfehler aus der Ausgabe eines Zylinderdrucksensors in einem Verbrennungsprozess, in welchem Kraftstoff in einem Zylinder einer Verbrennungsmaschine verbrannt wird, zu entfernen, um die Genauigkeit beim Ermitteln des Drucks in dem Zylinder zu verbessern.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist eine Zylinderdruckermittlungsvorrichtung vorgesehen, welche Folgendes aufweist: (a) einen Zylinderdrucksensor, welcher in wenigstens einem aus einer Mehrzahl von Zylindern einer Verbrennungsmaschine installiert ist; (b) einen Zylinderdruckermittler, welcher dazu eingerichtet ist, eine Ausgabe von dem Zylinderdrucksensor zu analysieren, um einen Zylinderdruck in einem Druckmessungsziel, welches ein ausgewählter Zylinder von den Zylindern ist, in einem Abschnitt einer Nichtverbrennungsdauer zu ermitteln, welche aus dem Ansaugtakt und einem Teil des Teil des Verdichtungstakts gebildet wird, bevor die Verbrennung startet,; (c) einen Ermittler für einen theoretischen Druckverlauf, welcher einen theoretischen Druck des Zylinderdrucks, der durch den Zylinderdruckermittler ermittelt wird, in dem Abschnitt der Nichtverbrennungsdauer an dem Druckmessungsziel ermittelt; (d) einen Störungsermittler, welcher eine Differenz zwischen dem Zylinderdruck, welcher durch den Zylinderdruckermittler hergeleitet wird, und dem theoretischen Druck, welcher durch den Ermittler für den theoretischen Druckverlauf hergeleitet wird, analysiert, um einen Messwertfehler zu ermitteln, von welchem erwartet wird, dass er zu einer Ausgabe von dem Zylinderdrucksensor in einem anschließenden Verbrennungszyklus, welcher aus dem Ende des Verdichtungstakts und dem Arbeitstakt gebildet wird, in einem Zielzylinder hinzugefügt ist, welcher ein ausgewählter Zylinder von den Zylindern der Verbrennungsmaschine ist; und (e) einen Zylinderdruckermittlungsmittel zum Entfernen des Messwertfehlers, der durch den Störungsermittler bestimmt wird, aus einer Ausgabe von dem Zylinderdrucksensor, welche in dem Verbrennungszyklus in dem Zielzylinder erzeugt wird, um einen Zylinderdruckverlauf in dem Zielzylinder in dem Verbrennungszyklus zu bestimmen; und ein Korrekturmittel, wobei der Messwertfehler durch wenigstens eine Verstärkungskorrektur und eine Phasenkorrektur adaptiert wird, abhängig von einem Betriebszustand der Verbrennungsmaschine, und wobei das Zylinderdruckermittlungsmittel den Messwertfehler, der durch das Korrekturmittel korrigiert wird, von der Ausgabe von dem Zylinderdrucksensor in dem Verbrennungszyklus in dem Zielzylinder subtrahiert.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ferner eine Zylinderdruckermittlungsvorrichtung vorgesehen, welche Folgendes aufweist: (a) einen Zylinderdrucksensor, welcher in wenigstens einem aus einer Mehrzahl von Zylindern einer internen Verbrennungsmaschine installiert ist; (b) einen Sensor, welcher über eine gemeinsame Masseleitung mit dem Zylinderdrucksensor mit Masse verbunden ist; (c) einen Störungsermittler, welcher dazu dient, eine Ausgabe von dem Sensor zu analysieren, um einen Messwertfehler zu bestimmen, von welchem erwartet wird, dass es zu einer Ausgabe von dem Zylinderdrucksensor in einem Verbrennungszyklus, welcher aus dem Ende des Verdichtungstakts und dem Arbeitstakt gebildet wird, in einem Zielzylinder hinzugefügt ist, welcher ein ausgewählter Zylinder von den Zylindern der Verbrennungsmaschine ist; (d) ein Zylinderdruckermittlungsmittel zum Entfernen des Messwertfehlers, der durch den Rauschermittler hergeleitet wird, von der Ausgabe von dem Zylinderdrucksensor in dem Verbrennungszyklus in dem Zielzylinder, um einen Zylinderdruck in dem Zielzylinder zu ermitteln; und (e) ein Korrekturmittel, wobei der Messwertfehler durch wenigstens eine Verstärkungskorrektur und eine Phasenkorrektur adaptiert wird, abhängig von einem Betriebszustand der Verbrennungsmaschine, und wobei das Zylinderdruckermittlungsmittel den Messwertfehler, der durch das Korrekturmittel korrigiert wird, von der Ausgabe von dem Zylinderdrucksensor in dem Verbrennungszyklus in dem Zielzylinder subtrahiert.
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Wenn ein Rauschen bzw. ein Messwertfehler zyklisch erzeugt wird, wird es zu der Ausgabe von dem Zylinderdrucksensor in der Nichtverbrennungsdauer sowie in der Verbrennungsdauer hinzugefügt werden. Insbesondere wird dasselbe Rauschen, das in der Verbrennungsdauer bzw. einem Verbrennungszyklus eines der Zylinder auftritt, in der Nichtverbrennungsdauer eines anderen Zylinders erzeugt werden.
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Der theoretische Druck, zu welchem das Rauschen in der Nichtverbrennungsdauer nicht hinzugefügt wird, wird konstant gehalten, bis der Verdichtungstakt beziehungsweise Kompressionstakt startet, er kann jedoch mathematisch nach dem Start des Kompressionstakts berechnet werden.
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Demzufolge wird, wenn der Zielzylinder oder einer der Zylinder anders als der Zielzylinder als das Druckmessungsziel verwendet wird, das Rauschen, von welchem erwartet wird, dass es zu der Ausgabe von dem Zylinderdrucksensor in der Verbrennungsdauer in dem Zielzylinder hinzugefügt wird, durch ein Ermitteln einer Differenz zwischen dem Zylinderdruck, der durch den Zylinderdrucksensor in der Nichtverbrennungsdauer gemessen wird, und dem theoretischen Druck abgeleitet.
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Der Zylinderdruck in dem Zielzylinder wird demnach genau ohne eine Verwendung eines Filters durch ein Entfernen des Rauschens aus dem Zylinderdruck abgeleitet, welcher durch den Zylinderdrucksensor in der Verbrennungsdauer in dem Zielzylinder erfasst wird.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die vorliegende Erfindung wird vollständiger aus der detaillierten Beschreibung, welcher hierin nachstehend gegeben ist, und aus den beigefügten Zeichnungen der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung verstanden werden, welche jedoch nicht herangezogen werden sollten, um die Erfindung auf die spezifischen Ausführungsformen zu beschränken, sondern welche nur für den Zweck der Erklärung und des Verständnisses sind.
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In den Zeichnungen:
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1 ist ein Blockschaltbild, welches ein Kraftstoffeinspritzsystem gemäß der Erfindung veranschaulicht;
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2 ist ein Zeitdiagramm, welches eine Beziehung zwischen Zylinderdruck und Rauschen demonstriert;
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3 ist ein Zeitdiagramm, welches eine Beziehung zwischen Zylinderdruck und Rauschen in einem Zielzylinder demonstriert;
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4 ist ein Flussdiagramm eines Programms, welches durch ein Kraftstoffeinspritzsystem auszuführen ist, um einen Zylinderdruck in einem Zielzylinder genau zu ermitteln; und
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5 ist ein Zeitdiagramm, welches eine Beziehung zwischen Zylinderdruck und dem Rauschen in der zweiten Ausführungsform der Erfindung demonstriert.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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1 ERSTE AUSFÜHRUNGSFORM
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1-1 STRUKTUR
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1 veranschaulicht ein Kraftstoffeinspritzsystem 2 für eine Dieselmaschine 10 gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung. Die Dieselmaschine 10 hat Kolben 16, welche in Zylindern 14 (nur einer ist für die Kürze der Veranschaulichung gezeigt) angeordnet sind, welche in einem Zylinderblock 12 gebildet sind. Der Kolben 16 bewegt sich innerhalb des Zylinders 14 hin und her, um seine Bewegung auf eine Kurbelwelle (nicht gezeigt) der Maschine 10 über einen Verbindungsstab 18 in der Form von Drehbewegung zu übertragen.
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Ein Zylinderkopf 22 ist an einer oberen Endoberfläche des Zylinderblocks 12 gesichert, um eine Verbrennungskammer 20 über dem Kolben 16 zu begrenzen beziehungsweise zu definieren. Der Zylinderkopf 22 hat darin einen Einlassanschluss beziehungsweise Ansauganschluss 24 und einen Auslassanschluss 26 gebildet, welche sich in die Verbrennungskammer 20 öffnen.
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Der Ansauganschluss 24 und der Auslassanschluss 26 werden jeweils durch ein Ansaugventil 28 und ein Auslassventil 30 geöffnet oder verschlossen, welche durch eine Nocke (nicht gezeigt) betrieben beziehungsweise angesteuert werden.
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Mit dem Ansauganschluss 24 ist eine Ansaugleitung 32 verbunden, um frische Luft in die Verbrennungskammer zu liefern. Mit dem Auslassanschluss 26 ist eine Abgasleitung 34 verbunden, um Emissionen von dem Zylinder 14 abzuführen. Die Abgasleitung 34 und die Ansaugleitung 32 sind ebenso über eine EGR(Exhaust Gas Recirculation = Abgasrezirkulations)-Leitung 36 verbunden. Die EGR-Leitung 36 hat darin ein EGR-Ventil 38 angeordnet, welches geöffnet wird, um die Menge von Abgas, welche von der Abgasleitung 34 in die Ansaugleitung 32 zu rezirkulieren ist (auf welche untenstehend auch Bezug genommen wird als eine EGR-Menge), zu regulieren.
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Wenn der Kolben 16 sich in dem Zylinder 14 nach unten bewegt, um einen negativen Druck während des Ansaugtakts der Maschine 10 zu entwickeln, in dem das Ansaugventil 28 den Ansauganschluss 24 öffnet, wird bewirkt, dass frische Luft, die durch die Ansaugleitung 32 angesaugt wird, und das EGR-Gas, das durch die EGR-Leitung 36 geliefert wird, in den Zylinder 14 durch den Ansauganschluss 24 strömen.
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In dem Ausstoßtakt des Kolbens 16 in der Maschine 10, in dem das Auslassventil 30 den Auslassanschluss 26 öffnet, wird das Abgas, wenn es aus dem Zylinder 14 durch die nach oben gerichtete Bewegung des Kolbens 16 gedrückt wird, in die Abgasleitung 34 durch den Auslassanschluss 26 abgeführt.
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Das Kraftstoffeinspritzsystem 2 weist eine gemeinsame Kraftstoffleitung (Common Rail) 40, in welcher Kraftstoff bei einem gesteuerten hohen Druck gespeichert wird, eine Kraftstoffzuführpumpe (nicht gezeigt), welche den Kraftstoff zu der gemeinsamen Kraftstoffleitung 40 liefert, eine Mehrzahl von Kraftstoffinjektoren 42, welche dazu eingerichtet sind, den Kraftstoff, der in der gemeinsamen Kraftstoffleitung 40 gespeichert ist, einzuspritzen, und zwar jeder in einen der Zylinder 14, und eine elektronische Steuereinheit (ECU = Electronic Controll Unit = elektronische Steuereinheit) 50 auf.
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Die gemeinsame Kraftstoffleitung 40 speichert darin den Hochdruckkraftstoff, der von der Kraftstoffzuführpumpe geliefert wird, bei einem Zieldruck und stellt den Hochdruckkraftstoff jedem der Kraftstoffinjektoren 42 über eine Kraftstoffleitung 100 zur Verfügung. Der Zieldruck des Kraftstoffs in der gemeinsamen Kraftstoffleitung 40 wird durch die ECU 50 reguliert. Insbesondere überwacht die ECU 50 die Position eines Gaspedals des Fahrzeugs und die Geschwindigkeit der Maschine 10, um den Betriebszustand der Maschine 10 zu ermitteln, und ermittelt den Zieldruck, welcher mit der Betriebsbedingung der Maschine 10 übereinstimmt beziehungsweise mit dieser zusammenpasst.
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Jeder der Kraftstoffinjektoren 42 ist mit einem elektromagnetischen Ventil und einer Düse ausgestattet. Das elektromagnetische Ventil wird elektronisch durch die ECU 50 geöffnet, um den Kraftstoff in die Maschine 10 zu sprühen. Der Kraftstoffinjektor 42 ist in dem Zylinderkopf 22 mit dem Kopf der Düse zu der Verbrennungskammer 20 in dem Zylinder 14 freiliegend installiert.
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Die ECU 50 ist durch einen typischen Mikrocomputer implementiert, welcher mit einer CPU 52, einem RAM 54, einem ROM 56, einem Flashspeicher (nicht gezeigt) und einer Eingabe-/Ausgabe-Schnittstelle (nicht gezeigt) ausgestattet ist. Die ECU 50 empfängt Ausgaben von einem Kurbelwinkelsensor 60, einem Beschleunigungspositionssensor beziehungsweise Gaspedalpositionssensor 62, einem Kraftstoffdrucksensor 64, Zylinderdrucksensoren 66, einem Ansaugdrucksensor 68, einem Ansauglufttemperatursensor 70, einem Luftströmungsratensensor 72, Sauerstoffkonzentrationssensoren 74 und 76 und einem Kühlmitteltemperatursensor 78, um die Betriebsbedingung der Maschine 10 zu ermitteln.
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Die ECU 50 führt Steuerprogramme aus, welche in dem ROM 56 oder dem Flashspeicher gespeichert sind, um eine Mehrzahl von Maschinensteueraufgaben durchzuführen.
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Der Kurbelwinkelsensor 60 ist in der Nähe eines Pulsars 44 angeordnet, welcher sich synchron mit der Drehung der Kurbelwelle der Maschine 10 dreht. Der Pulsar 44 ist mit Zähnen ausgestattet, welche auf dem Außenumfang davon gebildet sind, welche eine Sequenz von Pulssignalen bei jeder Drehung des Pulsars 44 erzeugen. Der Kurbelwinkelsensor 60 gibt die Pulssignale an die ECU 50 aus. Die ECU 50 berechnet die Geschwindigkeit der Maschine 10 und die Winkelposition der Kurbelwelle (auf welche untenstehend ebenso Bezug genommen werden wird als Kurbelwinkel) basierend auf den Pulssignalen von dem Kurbelwinkelsensor 60.
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Der Beschleunigungspositionssensor 62 überwacht die Position des Gaspedals, welches durch einen Bediener des Fahrzeugs (das heißt eine Fußbetätigungsanstrengung eines Fahrzeugführers) niedergedrückt wird, welche eine Funktion eines Betrags ist, um welchen das Gaspedal durch den Bediener niedergedrückt wird, und gibt ein Signal, welches diese anzeigt, an die ECU 50 aus.
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Der Kraftstoffdrucksensor 64 ist in der gemeinsamen Kraftstoffleitung 40 installiert, misst den Druck des Kraftstoffs in der gemeinsamen Kraftstoffleitung 64 (auf welchen untenstehend auch als Rail-Druck beziehungsweise Leitungs-Druck Bezug genommen wird), und gibt ein Signal, welches diesen anzeigt, an die ECU 50 aus.
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Die Zylinderdrucksensoren 66 sind in dem Zylinderkopf 22 der Maschine 10, einer für jeden Zylinder 14, installiert, um jeweils den Druck in den Zylindern 14 zu messen. Die Maschine 10, wie sie in 1 veranschaulicht ist, ist eine Vier-Zylindermaschine. Die vier Zylinderdrucksensoren 66 sind in dem Zylinderkopf 22 angebracht.
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Die Ausgabe jedes der Zylinderdrucksensoren 66 enthält in der Regel Hochfrequenzrauschen, welches durch einen Tiefpassfilter (LPF = Low Pass Filter = Tiefpassfilter) 80 entfernt wird. Nach einem Filtern durch den LPF 80 wird die Ausgabe jedes der Zylinderdrucksensoren 66 in die ECU 50 zugeführt. Der LPF 80 ist konstruiert, um Rauschen, dessen Frequenz mehrere Male höher ist als diejenige einer Frequenzkomponente der Ausgabe des Zylinderdrucksensors 66, zu entfernen.
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Der Ansaugdrucksensor 68 ist in der Ansaugleitung 32 installiert, um ein Signal als eine Funktion des Drucks der Luft in der Ansaugleitung 32 auszugeben (auf welchen untenstehend auch Bezug genommen werden wird als Ansaugdruck PM). Der Ansauglufttemperatursensor 70 ist in der Ansaugleitung 32 installiert, um ein Signal auszugeben, welches die Temperatur von Luft, welche durch die Ansaugleitung 32 strömt, auszugeben (auf welche untenstehend auch Bezug genommen werden wird als eine Ansauglufttemperatur Ta). Der Luftströmungsratensensor 72 ist in der Ansaugleitung 32 installiert, um ein Signal als eine Funktion der Strömungsrate von Luft, welche durch die Ansaugleitung 32 strömt, auszugeben (auf welche untenstehend auch Bezug genommen werden wird als eine Luftstromrate Ga).
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Die Sauerstoffkonzentrationssensoren 74 und 76 sind beispielsweise A/F-Sensoren, welche konstruiert sind, um das Luft-Kraftstoff-Verhältnis einer Mischung in der Maschine 10 zu ermitteln. Der Sauerstoffkonzentrationssensor 74 ist stromabwärts einer Verbindung zwischen der EGR-Leitung 36 und der Ansaugleitung 32 in einem Strom von Gas, welches in die Zylinder 14 gesogen wird, angeordnet, und ist dazu eingerichtet, ein Signal als eine Funktion der Konzentration von Sauerstoff von Gas (das heißt eine Mischung von Luft, welche durch die Ansaugleitung 32 geliefert wird, und Abgas, welches durch die EGR-Leitung 36 zirkuliert wird) auszugeben. Der Sauerstoffkonzentrationssensor 76 ist in der Abgasleitung 34 installiert und gibt ein Signal als eine Funktion der Konzentration von Sauerstoff, welcher in dem Abgas enthalten ist, welches von den Zylindern 14 zu der Abgasleitung 34 emittiert wird, aus.
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Der Kühlmitteltemperatursensor 78 ist in dem Zylinderblock 12 installiert und gibt ein Signal als eine Funktion der Temperatur von Kühlmittel in dem Zylinderblock 12 aus.
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Die ECU 50 führt eine Einspritzdrucksteueraufgabe und eine Kraftstoffeinspritzsteueraufgabe als Betriebssteuerung für die Maschine 10 durch. Die Einspritzdrucksteueraufgabe ist es, den Druck von Kraftstoff in der gemeinsamen Kraftstoffleitung 40 zu steuern, das heißt eine Strömungsrate des Kraftstoffs zu regulieren, welcher von der Kraftstoffzuführpumpe abgeführt wird (das heißt die Abführrate), um den Druck von Kraftstoff, der durch den Kraftstoffdrucksensor 64 gemessen wird (das heißt den Leitungsdruck), in Übereinstimmung mit einem Zielleitungsdruck in einem Rückkopplungsmodus zu bringen.
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Die Kraftstoffeinspritzsteueraufgabe ist es, die Einspritzmenge beziehungsweise Injektionsmenge, das heißt die Menge von Kraftstoff, welcher von jedem der Kraftstoffinjektoren 42 gesprüht wird, und die Injektionseinstellung, das heißt die Zeit, wenn der Kraftstoff von jedem der Kraftstoffinjektoren 42 gesprüht wird, zu steuern. Insbesondere berechnet die ECU 50 eine Zieleinspritzmenge und eine Zieleinspritzeinstellung, welche sich für die Betriebsbedingung der Maschine 10 eignen und steuert den Betrieb jedes der Kraftstoffinjektoren 42, um die Zielinjektionsmenge bei der Zielinjektionseinstellung zu erlangen. Die ECU 50 ist dazu eingerichtet, den Kraftstoff in die Maschine 10 in mehreren Injektionen beziehungsweise Einspritzungen einschließlich der Haupteinspritzung, wie benötigt, zu sprühen.
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ZYLINDERDRUCK
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Der Zylinderdruck, welcher durch die Zylinderdrucksensoren 66 zu messen ist, wird untenstehend beschrieben werden. 2 zeigt Änderungen im Druck in drei (d. h. Zylinder #1, #2 und #3) von vier Zylindern #1 bis #4 der Maschine 10. Für den Zylinder #2 sind der theoretische Druck 200 wie er durch eine durchbrochene Linie ausgedrückt ist und der Zylinderdruck 210, welcher durch den Zylinderdrucksensor 66 gemessen wird, der durch eine durchgezogene Linie ausgedrückt ist, getrennt angezeigt zum Erleichtern eines Verständnisses eines Unterschieds zwischen Kurvenverläufen des theoretischen Drucks 200 und des Zylinderdrucks 210. Der theoretische Druck 200 und der Zylinderdruck 210 für die Zylinder #1 und #3 sind ausgedrückt, um einander zu überlappen. In 2 befiehlt jedes Einspritzsignal beziehungsweise Injektionssignal dem Kraftstoffinjektor 42 sequenziell beziehungsweise nacheinander folgend die Piloteinspritzung beziehungsweise Pilotinjektion und die Haupteinspritzung beziehungsweise Hauptinjektion durchzuführen.
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Die ECU 50 analysiert den Druck in einem Zielzylinder der Zylinder 14 wie er durch einen entsprechenden einen der Zylinderdrucksensoren 66 gemessen wird, um die Wärmeabgaberate in dem Zielzylinder 14 in einer Zeitdauer zu berechnen, wenn der Kraftstoff verbrannt wird (worauf untenstehend auch Bezug genommen werden wird als Verbrennungsdauer bzw. einem Verbrennungszyklus). Die ECU 50 berechnet dann eine Verbrennungsstartzeit und eine Verbrennungsmenge als den Zustand der Verbrennung von Kraftstoff in dem Zielzylinder 14 in der Verbrennungsdauer repräsentierend als eine Funktion der berechneten Wärmeabgaberate. Die ECU 50 führt die Kraftstoffeinspritzsteueraufgabe an dem Kraftstoffinjektor 42 für den Zielzylinder 14 durch, um die Einspritzeinstellung und die Einspritzmenge davon einzustellen.
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Die Maschine 10 in dieser Ausführungsform hat die vier Zylinder 14, in welchen jeweils die Zylinderdrucksensoren 66 installiert sind. Die ECU 50 analysiert demnach die Ausgabe von jedem aller der Zylinderdrucksensoren 66 und führt die Kraftstoffeinspritzsteueraufgabe für jeden der Kraftstoffinjektoren 42 durch, um die Einspritzung von Kraftstoff in einen entsprechenden einen der Zylinder 14 zu steuern. Es ist demnach nötig, den Druck in dem Zielzylinder 14 in der Verbrennungsdauer genau zu messen.
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Wenn der Zylinderdrucksensor 66 in nur einem der Zylinder 14 installiert ist, kann die ECU 50 arbeiten, um die Ausgabe von dem Zylinderdrucksensor 66 zu verwenden, um den Verbrennungszustand von Kraftstoff in jedem der anderen Zylinder 14 zu berechnen.
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All die Zylinderdrucksensoren 66 sind mit Masse über eine gemeinsame Masseleitung verbunden. Ein elektrisches Rauschen, welches in einer Ausgabe von einem der Zylinderdrucksensoren 66 enthalten ist, muss auf Ausgaben von den anderen Zylinderdrucksensoren 66 überlagert sein. Beispielsweise wird, wenn einer der Kraftstoffinjektoren 42 elektrisch in Antwort auf das Injektionssignal beziehungsweise Einspritzsignal (das heißt ein Antriebssignal), welches von der ECU 50 ausgegeben wird, betrieben wird, er Rauschen erzeugen, welches auf den Ausgaben von den Zylinderdrucksensoren 66 überlagert ist.
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Das Rauschen, welches von dem elektrischen Treiben beziehungsweise Antrieb des Kraftstoffinjektors 42 herrührt, ist gewöhnlicher Weise ein Niedrigfrequenz-Rauschen, dessen Frequenz nahe der Frequenz der Ausgabe von dem Zylinderdrucksensor 66 ist. Es ist demnach unerwünschenswert, das Rauschen von der Ausgabe des Zylinderdrucksensors 66 unter Verwendung eines elektronischen Filters zu entfernen.
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Das Rauschen, welches von den Einspritzsignalen herrührt, welche den Kraftstoffinjektoren 42, welche in dem Zielzylinder 14 und den anderen Zylindern 14 installiert sind, in der Verbrennungsdauer zugeführt werden, ist, wie in 2 gesehen werden kann, im Wesentlichen identisch zueinander. Eine Rauschkomponente, welche zu der Ausgabe von dem Zylinderdrucksensor 66 des Zielzylinders in einer Nichtverbrennungsdauer davon hinzugefügt wird, resultiert demnach, wie in 3 veranschaulicht ist, von dem Einspritzsignal, welches dem Kraftstoffinjektor 42 zugeführt wird, welcher in einem anderen Zylinder 14 installiert ist, in der Verbrennungsdauer, welche mit der Nichtverbrennungsdauer in dem Zielzylinder 14 zusammenfällt, kann jedoch als innerhalb der Verbrennungsdauer in dem Zielzylinder 14 erzeugt angesehen werden.
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Es ist ratsam, dass der Druck in dem Zielzylinder 14 in der Nichtverbrennungsdauer gemessen wird, welche auf der Ansaugtaktseite der Verbrennungsdauer davon liegt. Dies ist der Fall, da in der Nichtverbrennungsdauer in dem Zielzylinder 14, welche auf der Ansaugtaktseite der Verbrennungsdauer davon liegt, Faktoren anders als das Rauschen, welches von der Kraftstoffsprühoperation in einem andern Zylinder 14 herrührt und eine Änderung im Druck in dem Zielzylinder 14 verursacht, weniger sind als diejenigen in der Nichtverbrennungsdauer, welche auf der Ausstoßtaktseite der Verbrennungsdauer in dem Zielzylinder 14 liegt.
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Die Extraktion des Rauschens wird demnach genau erreicht durch ein Subtrahieren des theoretischen Drucks, welcher kein Rauschen hat, von dem Zylinderdruck, auf welchem das Rauschen überlagert worden ist, und welcher durch den Zylinderdrucksensor 66 in der Nichtverbrennungsdauer gemessen wird, welche auf der Ansaugtaktseite der Verbrennungsdauer in dem Zielzylinder 14 liegt.
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Der Druck in der Verbrennungsdauer bzw. dem Verbrennungszyklus des Zielzylinders 14, welcher als keinerlei Rauschen enthaltend betrachtet werden kann, wird demnach durch ein Subtrahieren des extrahierten Rauschens von dem Druck, welcher tatsächlich durch den Zylinderdrucksensor 68 in der Verbrennungsdauer des Zielzylinders 14 gemessen wird, abgeleitet bzw. hergeleitet.
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Der theoretische Druck in dem Zylinder 14 in dem Ansaugtakt in der Nichtverbrennungsdauer kann als identisch mit dem Druck der Ansaugluft, der durch den Ansaugdrucksensor 68 gemessen wird, betrachtet werden. Der theoretische Druck in dem Zylinder 14 in dem Kompressionstakt innerhalb der Nichtverbrennungsdauer bevor der Kraftstoff beginnt folgend auf den Ansaugtakt verbrannt zu werden, wird gemäß Gleichung (1) untenstehend hergeleitet. P(θ) = Pm × {V0/V(θ)}n (1) wobei Θ der Kurbelwinkel ist, P(Θ) der Zylinderdruck in einem adiabatischen Kompressionsmodus ist, Pm der Ansaugdruck (das heißt der Zylinderdruck) zum Beginn des Verdichtungstakts ist, V0 das Volumen des Zylinders 14 (das heißt der Verbrennungskammer 20) beim Beginn des Verdichtungstakts ist, V(Θ) das Volumen in dem Zylinder 14 (das heißt der Verbrennungskammer 20) in dem adiabatischen Kompressionsmodus ist und n der polytrope Index ist. Es sei angemerkt, dass der Wert des polytropen Index n, welcher in Gleichung (1) verwendet wird, in dem Verdichtungstakt in dem Zylinder 14 das Verhältnis der spezifischen Wärme von Gas in dem Zylinder 14 ist.
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Die Erfassung des Rauschens durch die A-D-Wandlung der Ausgabe von dem Zylinderdrucksensor 66 über die gesamte Nichtverbrennungsdauer mit Ausnahme der Verbrennungsdauer führt gewöhnlicher Weise zu einem Anstieg in der Arbeitslast auf die ECU 50. Dieses Problem wird durch eine A-D-Wandlung der Ausgabe des Zylinderdrucksensors 66 in einem Abschnitt der Nichtverbrennungsdauer in dem Zielzylinder 14, welcher mit der Verbrennungsdauer des anderen Zylinders 14 unmittelbar vor der Verbrennungsdauer in dem Zielzylinder 14 zusammenfällt erleichtert beziehungsweise gemindert.
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1-2 BETRIEB
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4 ist eine Abfolge von logischen Schritten oder ein Programm, welches durch die ECU 50 auszuführen ist, um den Druck in dem Zielzylinder 14 zu berechnen.
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Nach dem Eintritt in das Programm schreitet die Routine zu Schritt S400 voran, in welchem die Ausgabe des Zylinderdrucksensors 66 in dem Zielzylinder 14 in einem Abschnitt der Nichtverbrennungsdauer vor der Verbrennungsdauer davon erhalten wird, welche zusammenfällt mit oder entspricht der Verbrennungsdauer eines anderen Zylinders 14 (worauf untenstehend Bezug genommen werden wird als der zweite Zylinder 14) und wird dann A–D umgewandelt. Die Routine schreitet dann zu Schritt S402 voran, wobei das umgewandelte A–D-Signal Tiefpass-gefiltert wird.
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Wenn der Verbrennungszyklus in dem Zielzylinder 14 sich von minus 40° bis 60° ATDC bewegt, liegt ein Abschnitt der Nichtverbrennungsdauer in dem Zielzylinder 14, welcher mit dem Verbrennungszyklus des zweiten Zylinders 14 zusammenfällt, in einem Bereich von –220° bis –120° ATDC, was von dem Verbrennungszyklus in dem Zielzylinder 14 um –180° verschoben ist.
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Die Routine schreitet zu Schritt S404 voran, in dem der Druck der Ansaugluft, der durch den Ansaugdrucksensor 68 in der Nichtverbrennungsdauer vor dem Verdichtungstakt in dem Zielzylinder 14 gemessen wird, als den Druck in dem Zielzylinder 14 repräsentierend erhalten wird. Die Routine schreitet zu Schritt S406 voran, in dem der Zylinderdruck in dem Verdichtungstakt während der Nichtverbrennungsdauer gemäß Gleichung (1) berechnet wird unter der Annahme, dass eine adiabatische Kompression in dem Verdichtungstakt getätigt wird. Die Zylinderdrücke, welche in den Schritten S404 und S406 bestimmt werden, repräsentieren den theoretischen Druck in der Nichtverbrennungsdauer.
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Die Routine schreitet zu Schritt S408 voran, in dem der theoretische Druck, der in jedem der Schritte S404 und S406 bestimmt wird, von dem aktuellen beziehungsweise tatsächlichen Zylinderdruck subtrahiert wird, der in Schritt S400 unter Verwendung des Zylinderdrucksensors 66 in der Nichtverbrennungsdauer in dem Zielzylinder 14 als Rauschen repräsentierend ermittelt wird. Es ist vorzuziehen, den aktuellen beziehungsweise tatsächlichen Zylinderdruck und die theoretischen Drücke zyklisch in den Schritten S400, S404 und S406 abzuleiten, eine Mehrzahl von Differenzen zwischen den aktuellen Zylinderdrücken und den theoretischen Drücken zu berechnen, und die Differenzen als das Rauschen zu mitteln.
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Gewöhnlicher Weise ist, je höher die Geschwindigkeit der Maschine 10 ist, umso niedriger die Induktionseffizienz (das heißt die volumetrische Effizienz) in der Maschine 10, sodass der Zylinderdruck unter den Ansaugdruck fällt. Demzufolge kann der Druck der Ansaugluft, welcher in Schritt S404 hergeleitet wird, durch die Induktionseffizienz als dem theoretischen Druck zur Verwendung bei der Berechnung des Rauschens in Schritt S408 korrigiert werden.
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Einer der Zylinder 14 (auf welchen untenstehend auch Bezug genommen wird als Druckmessungsziel oder rauschgemessenes Ziel), in welchem der tatsächliche Zylinderdruck und die theoretischen Drücke in den Schritten S400, S404 und S406 hergeleitet werden, um das Rauschen zu berechnen, ist der Zielzylinder 14, in welchem der Zustand der Verbrennung von Kraftstoff ermittelt werden muss, es muss jedoch nicht der Zielzylinder 14 in dem Fall sein, in dem die Zylinder 14 jeweils mit einem der Zylinderdrucksensoren 66 ausgestattet sind, sein. Beispielsweise kann, wenn der Zielzylinder 14 der Zylinder #2 ist, der Zylinder #3 als der Zylinder 14 definiert sein, in welchem der aktuelle Zylinderdruck und die theoretischen Drücke in den Schritten S400, S404 und S406 hergeleitet werden sollten.
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Insbesondere subtrahiert die ECU 50 den theoretischen Druck in dem Zylinder #3 von dem Druck in dem Zylinder #3, der aktuell durch den Zylinderdrucksensor 66, welcher in dem Zylinder #3 installiert ist, in einem Abschnitt der Nichtverbrennungsdauer in dem Zylinder #3 gemessen wird, welcher mit der Verbrennungsdauer bzw. dem Verbrennungszyklus des Zylinders #2 zusammenfällt, um das Rauschen, welches aus der Verbrennung des Kraftstoffs in dem Zylinder #2 resultiert, zu berechnen. Die Nichtverbrennungsdauer in dem Zylinder #3, welche mit der Verbrennungsdauer des Zylinders #2 zusammenfällt ist, wie in 2 gesehen werden kann, auf der Ansaugtaktseite der Verbrennungsdauer des Zylinders #3. Der Faktor, welcher eine Änderung im Druck in dem Zylinder #2 verursacht, ist demnach als von der Verbrennung von Kraftstoff in dem Zylinder #3 herrührend gedacht. Die obige Rauschermittlung verbessert demnach die Genauigkeit beim Bestimmen des Rauschens, welches zu der Ausgabe von dem Zylinderdrucksensor 66 in dem Zielzylinder 14 hinzugefügt wird.
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Der Zylinderdruck in dem Verdichtungstakt der Maschine 10 kann zwischen dem Zylinderdruck, welcher aktuell unter Verwendung des Zylinderdrucksensors 66 hergeleitet wird, und dem theoretischen Druck, welcher gemäß Gleichung (1) berechnet wird, aufgrund einer Änderung im Verhältnis der spezifischen Wärme von Gas in dem Zylinder 14 unterschiedlich sein, welche aus einer Änderung in der EGR-Menge oder einer Variation im Zylinderdruck unter den Zylindern 14 aufgrund eines Unterschieds in der Wärmemenge resultiert, welche von den Zylindern 14 resultierend aus einem Unterschied in der Platzierung der Zylinder 14 entflieht.
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Der Abschnitt der Nichtverbrennungsdauer in dem Zylinder #3, welcher mit der Verbrennungsdauer in dem Zylinder #2 zusammenfällt, weist den Verdichtungstakt nicht auf, wodurch erlaubt wird, dass der theoretische Druck durch den Druck der Ansaugluft gegeben wird, der durch den Ansaugdrucksensor 68 gemessen wird, ohne die Verwendung von Gleichung 1. Dies minimiert eine Differenz zwischen dem aktuellen Zylinderdruck und dem theoretischen Druck (das heißt dem Druck der Ansaugluft).
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Der Zielzylinder 14 kann auch der Zylinder #1 sein, während der Zylinder #3 als das rauschgemessene Ziel (ebenso das Druckmessungsziel genannt) definiert sein kann, in welchem der aktuelle beziehungsweise tatsächliche Zylinderdruck und die theoretischen Drücke in den Schritten S400, S404 und S406 hergeleitet werden sollten. In diesem Fall subtrahiert die ECU 50 den theoretischen Druck in dem Zylinder #3 von dem Druck in Zylinder #3 wie er aktuell durch den Zylinderdrucksensor 66, welcher in dem Zylinder #3 installiert ist, in einem Abschnitt der Nichtverbrennungsdauer in dem Zylinder #3 gemessen wird, welcher mit der Verbrennungsdauer des Zylinders #1 zusammenfällt, um das Rauschen zu berechnen, welches aus dem Einspritzsignal resultiert, welches dem Kraftstoffinjektor 42 des Zylinders #1 zugeführt wird.
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In dem obigen Fall überlappt ein Abschnitt der Nichtverbrennungsdauer in dem Zylinder #3, welcher der Verbrennungsdauer in dem Zylinder #1 entspricht, den Verdichtungstakt in dem Zylinder #3, wodurch die Notwendigkeit für Gleichung (1) beim Berechnen des theoretischen Drucks benötigt wird.
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In dem Fall, in dem der Zylinderdrucksensor 66 in nur einem der Zylinder 14 installiert ist, ist dieser Zylinder 14 sowohl der Zielzylinder 14 als auch der Zylinder 14, in welchem der aktuelle Zylinderdruck und die theoretischen Drücke hergeleitet werden sollten.
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Nachdem das Rauschen in Schritt S408 hergeleitet ist, schreitet die Routine zu Schritt S410 voran, in dem ermittelt wird, ob die Amplitude des Rauschens bzw. Messwertfehlers, der in Schritt S408 hergeleitet wird, kleiner ist als ein gegebener Pegel oder nicht. Wenn eine JA-Antwort in Schritt S410 erhalten wird, dann schreitet die Routine zu Schritt S412 voran, in welchem bestimmt wird, dass es möglich ist, den Druck in dem Zielzylinder 14 genau zu bestimmen, auch wenn Rauschen zu der Ausgabe von dem Zylinderdrucksensor 66 für den Zielzylinder 14 hinzugefügt wird.
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Insbesondere entfernt die ECU 50 das Rauschen, das in Schritt S408 hergeleitet wird, von dem Zylinderdruck, der durch den Zylinderdrucksensor 66 in der Verbrennungsdauer in dem Zielzylinder 14 gemessen wird, nicht, sondern Tiefpass-filtert den Zylinderdruck wie in Schritt S402, um beispielsweise die Platzierung eines Peaks beziehungsweise Gipfels der Wärmeabgaberate in dem Zielzylinder 14 als einen Parameter zu berechnen, welcher den Verbrennungszustand von Kraftstoff in dem Zielzylinder 14 repräsentiert.
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Der gegebene Pegel, welcher in der Ermittlung in Schritt S410 verwendet wird, kann abhängig von einer Betriebsbedingung der Maschine 10 geändert werden oder fixiert beziehungsweise festgehalten werden. Der fixierte Pegel muss auf einen Wert eingestellt werden, welcher sich nicht nachteilig auf den Parameter, welcher den Verbrennungszustand von Kraftstoff in dem Zielzylinder 14 repräsentiert, auswirkt, welcher in Schritt S412 ohne ein Entfernen des Rauschens von dem Zylinderdruck hergeleitet wird, welcher von dem Zylinderdrucksensor 66 erhalten wird.
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Wenn eine JA-Antwort in Schritt S410 erhalten wird, was bedeutet, dass die Amplitude des Rauschens kleiner ist als der gegebene Pegel, werden die Schritte S414, S416 und S418, die später im Detail beschrieben werden, ausgelassen, was zu einer Abnahme in der Last auf den Betrieb der ECU 50 führt.
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Alternativ schreitet, wenn eine NEIN-Antwort in Schritt S410 erhalten wird, was bedeutet, dass die Amplitude des Rauschens größer ist als oder gleich zu dem gegebenen Pegel, die Routine dann zu Schritt S414 voran, in welchem die ECU 50 als ein Korrektor eingerichtet ist, um wenigstens eines einer Verstärkungskorrektur und einer Phasenkorrektur des Rauschens, welches in Schritt S408 hergeleitet wird, durchzuführen.
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Das Rauschen, das in Schritt S408 als in dem Zielzylinder 14 aufgetreten hergeleitet wird, resultiert aus dem elektrischen Antreiben des Kraftstoffinjektors 42, um den Kraftstoff in einen anderen Zylinder 14 (das heißt den zweiten Zylinder 14) zu sprühen. Es ist demnach wünschenswert, die Verstärkungskorrektur und/oder die Phasenkorrektur im Licht von Kraftstoffeinspritzcharakteristiken wie beispielsweise Verzögerungen beziehungsweise Nachläufen beim Öffnen der Kraftstoffinjektoren 2, welche in dem Zielzylinder 14 und dem zweiten Zylinder 14 installiert sind, durchzuführen (das heißt dem Betriebszustand der Verbrennungsmaschine 10).
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In dem Fall, in dem jeder der Zylinderdrucksensoren 66 aus einem Dehnungsmessstreifen gefertigt ist, kann Rauschen, welches von einer Öffnungs- oder Schließoperation des Ansaugventils 28 oder des Auslassventils 30 herrührt, in der Ausgabe von dem Zylinderdrucksensor 66 erscheinen beziehungsweise auftreten. In diesem Fall ist es ebenso wünschenswert, die Verstärkungskorrektur und/oder die Phasenkorrektur abhängig von einem Abstand zwischen dem Zielzylinder 14 und dem Ansaugventil 28 oder dem Auslassventil 30, welches das Rauschen erzeugt, zu korrigieren.
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Die Routine schreitet zu Schritt S416 voran, in welchem das Rauschen, das in Schritt S414 korrigiert wird, von dem Zylinderdruck subtrahiert wird, welcher durch den Zylinderdrucksensor 66 in dem Verbrennungszyklus in dem Zielzylinder 14 gemessen wird. Vor dem Subtrahieren kann das Rauschen vorzugsweise mit der Fensterfunktion zu einem Nullwert außerhalb eines ausgewählten Intervalls des Rauschens multipliziert werden. Dies führt zu einer Kontinuität eines Werts des Zylinderdrucks, der von dem Zylinderdrucksensor 66 hergeleitet wird, von welchem das Rauschen entfernt ist, um die Genauigkeit beim Berechnung der Platzierung eines Peaks beziehungsweise Gipfels der Wärmeabgaberate in dem Zielzylinder 14 sicherzustellen.
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Die Routine schreitet zu Schritt S418 voran, in welchem der Zylinderdruck von welchem das Rauschen entfernt ist, in Schritt S416 analysiert wird, um die Platzierung eines Peaks der Wärmeabgaberate in dem Zielzylinder 14 als einen Parameter zu berechnen, welcher den Verbrennungszustand von Kraftstoff in dem Zielzylinder 14 repräsentiert.
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1-3 NÜTZLICHER VORTEIL
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Das Kraftstoffeinspritzsystem 2 in der ersten Ausführungsform wie obenstehend beschrieben ist als eine Zylinderdruckermittlungsvorrichtung eingerichtet und bietet die folgenden Vorteile:
- (1) Die Zylinderdruckermittlungsvorrichtung ist dazu eingerichtet, Rauschen von dem Zylinder, der durch den Zylinderdrucksensor 66 in der Verbrennungsdauer in dem Zielzylinder 14 gemessen wird, zu entfernen. Dies verbessert die Genauigkeit beim Ermitteln des Zylinderdrucks basierend auf der Ausgabe von dem Zylinderdrucksensor 66 ohne irgendeine Verzerrung, was zu einer erhöhten Genauigkeit beim Berechnen beispielsweise der Wärmeabgaberate führt, welche den Verbrennungszustand in dem Zielzylinder 14 als eine Funktion des Zylinderdrucks repräsentiert.
- (2) Wenn der zweite Zylinder 14 anders als der Zielzylinder 14 als das rauschgemessene Ziel ausgewählt wird, in welchem der tatsächliche Zylinderdruck und die theoretischen Drücke hergeleitet werden sollten, um das Rauschen zu berechnen, berechnet die Zylinderdruckermittlungsvorrichtung wie obenstehend beschrieben eine Differenz zwischen dem Zylinderdruck, der durch den Zylinderdrucksensor 66, welcher in dem rauschgemessenen Ziel installiert ist, in einem Abschnitt der Nichtverbrennungsdauer davon gemessen wird, welche mit der Verbrennungsdauer des Zielzylinders 14 zusammenfällt, und dem theoretischen Druck in dem rauschgemessenen Ziel, und berechnet einen Rauschgrad, von welchem erwartet wird, dass er in der Verbrennungsdauer in dem Zielzylinder 14 auftritt. Es sei festgehalten, dass der Abschnitt der Nichtverbrennungsdauer in dem zweiten Zylinder 14, in welchem die Ausgabe von dem Zylinderdrucksensor 66, welcher in dem zweiten Zylinder 14 installiert ist, abgetastet wird, nicht notwendigerweise mit der Verbrennungsdauer des Zielzylinders 14 zusammenfällt.
- (3) Wenn der zweite Zylinder 14 anders als der Zielzylinder 14 als das rauschgemessene Ziel ausgewählt ist, kann die Zylinderdruckermittlungsvorrichtung wie obenstehend beschrieben den Abschnitt der Nichtverbrennungsdauer in dem rauschgemessenen Ziel, welcher mit der Verbrennungsdauer in dem Zielzylinder 14 zusammenfällt, beschränken, um den Verdichtungstakt in dem rauschgemessenen Ziel nicht aufzuweisen. Beispielsweise kann, wie obenstehend beschrieben ist, wenn der Zylinder #2 in 2 als der Zielzylinder 14 ausgewählt ist, während der Zylinder #3 als das rauschgemessene Ziel ausgewählt ist, ein Abschnitt der Nichtverbrennungsdauer in dem Zylinder #3, welcher mit der Verbrennungsdauer des Zylinders #3 zusammenfällt, als der Abschnitt der Nichtverbrennungsdauer in dem rauschgemessenen Ziel definiert werden, welcher außerhalb des Verdichtungstakts in dem rauschgemessenen Ziel liegt.
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Dies ermöglicht es, dass der theoretische Druck (das heißt ein theoretischer Wert des Zylinderdrucks in dem Zielzylinder 14 in dem Verdichtungstakt darin) ohne Gleichung (1) hergeleitet wird, wodurch eine Differenz zwischen dem aktuellen Zylinderdruck und dem theoretischen Druck minimiert wird. Dies verbessert die Genauigkeit beim Ermitteln des Rauschens, von welchem erwartet wird, dass es in der Verbrennungsdauer in dem Zielzylinder 14 auftritt, zum Ermitteln des Drucks in der Verbrennungsdauer in dem Zielzylinder 14, was zu einer erhöhten Genauigkeit beim Berechnen beispielsweise der Wärmeabgaberate führt, welche den Verbrennungszustand in dem Zielzylinder 14 als eine Funktion des Drucks in dem Zielzylinder 14 repräsentiert.
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2 ZWEITE AUSFÜHRUNGSFORM
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2-1 UNTERSCHIED ZU DER ERSTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Das Kraftstoffeinspritzsystem 2 dieser Ausführungsform ist im Wesentlichen identisch in der Struktur mit demjenigen in der ersten Ausführungsform, ist jedoch konstruiert, um die ECU 50 zu haben, wie in 5 veranschaulicht ist, die dazu eingerichtet ist, eine Ausgabe von einem ausgewählten einen von Sensoren zu analysieren, welche in dem Fahrzeug installiert sind, anders als den Zylinderdrucksensoren 66, um das Rauschen zu berechnen, von welchem erwartet wird, dass es zu der Ausgabe des Zylinderdrucksensors 66, welcher in dem Zielzylinder 14 installiert ist, in der Verbrennungsdauer davon hinzugefügt wird. Dies ist der Fall, da, wenn der ausgewählte Sensor mit Masse über eine Masseleitung, welche mit den Zylinderdrucksensoren 66 gemeinsam verwendet wird, verbunden ist, es denselben Grad von Rauschen verursachen wird, der sowohl zu den Zylinderdrucksensoren 66 als auch dem ausgewählten Sensor hinzuzufügen ist.
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Der ausgewählte Sensor kann durch den Ansaugdrucksensor 68, den Ansauglufttemperatursensor 70, den Luftströmungsratensensor 72, die Sauerstoffkonzentrationssensoren 74 und 76 oder den Kühlmitteltemperatursensor 78 implementiert sein.
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Beispielsweise filtert die ECU 50 eine Ausgabe des ausgewählten Sensors, um eine Hochfrequenzwelle davon zu entfernen, um nur ein Niedrigfrequenzrauschen zu extrahieren und subtrahiert dann das Niedrigfrequenzrauschen von einer Ausgabe von dem Zylinderdrucksensor 66, welcher in dem Zielzylinder 14 installiert ist, in der Verbrennungsdauer in dem Zielzylinder 14, um den Druck in dem Zielzylinder 14 genau zu ermitteln.
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Um zusammenzufassen ist die Zylinderdruckermittlungsvorrichtung der zweiten Ausführungsform mit dem Zylinderdrucksensor ausgestattet, welcher in wenigstens einem der Zylinder 14 der Verbrennungsmaschine 10 installiert ist, wobei der Ausgewählte mit Masse über die Masseleitung verbunden ist, welche mit dem Zylinderdrucksensor gemeinsam verwendet wird, einem Störungsermittler, welcher dazu eingerichtet ist, eine Ausgabe von dem ausgewählten Sensor zu analysieren, um Rauschen zu ermitteln, von welchem erwartet wird, dass es zu einer Ausgabe von dem Zylinderdrucksensor 66 in der Verbrennungsdauer in dem Zielzylinder 14 hinzugefügt wird, und eine Zylinderdruckermittlungseinheit, welche das Rauschen, das durch den Störungsermittler hergeleitet wird, von der Ausgabe von dem Zylinderdrucksensor 66 in der Verbrennungszeitdauer in dem Zielzylinder 14 entfernt, um einen Zylinderdruck in dem Zielzylinder 14 zu bestimmen.
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Es ist ratenswert, dass der ausgewählte Sensor in der Abtastfrequenz höher ist als der Zylinderdrucksensor 66, um den Kurvenverlauf von Rauschen genau zu erhalten.
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2-2 NÜTZLICHER VORTEIL
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Das Kraftstoffeinspritzsystem 2 dieser Ausführungsform bietet den folgenden zusätzlichen Vorteil.
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Die Verwendung des ausgewählten Sensors, um das Rauschen zu finden, von welchem erwartet wird, dass es in der Verbrennungsdauer in dem Zielzylinder 14 auftritt, beseitigt die Notwendigkeit für Gleichung (1), um den theoretischen Druck zu bestimmen.
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3 ABWANDLUNGEN
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- (1) Gewöhnlicher Weise wird das Rauschen, welches in den obigen Ausführungsformen erfasst wird, wie obenstehend beschrieben ist, zu einem Ausgabesignal von einem Sensor hinzugefügt, welcher mit einer gemeinsamen Masseleitung verbunden ist, welche mit den Zylinderdrucksensoren 66 gemeinsam verwendet wird. Dieses Rauschen ist demnach hilfreich, um Rauschen, welches tatsächlich zu der Ausgabe von dem obigen Sensor hinzugefügt wird, zu entfernen.
- (2) Das Kraftstoffeinspritzsystem 2, auf welches in den obigen Ausführungsformen Bezug genommen wird, ist für die Dieselmaschine 10 mit einem Common Rail System konstruiert, kann jedoch mit Benzinmaschinen mit den Zylinderdrucksensoren 66 eingesetzt werden.
- (3) Eine Mehrzahl von Funktionen, welche durch eines von strukturellen Elementen des Kraftstoffeinspritzsystems 2 in jeder der obigen Ausführungsformen durchzuführen ist, kann mit zwei oder mehreren der strukturellen Element gemeinsam verwendet werden. Alternativ können die Funktionen, welche durch zwei oder mehr der strukturellen Elemente durchzuführen sind, nur einem der strukturellen Elemente zugewiesen werden. Wenigstens eines der obigen strukturellen Elemente kann durch ein bekanntes Mittel ersetzt werden. Eines oder mehrere der obigen strukturellen Elemente können ausgelassen werden. Das strukturelle Element (die strukturellen Elemente) in einer der ersten und zweiten Ausführungsform können kombiniert werden oder ersetzt werden durch dasjenige in der anderen Ausführungsform.
- (4) Die vorliegende Erfindung kann durch ein logisches Programm realisiert werden, um einen Computer als die Zylinderdruckermittlungsvorrichtung zu betreiben, ein Speichermedium, in welchem das obige Programm gehalten wird, oder ein Zylinderdruckmessverfahren sowie das Kraftstoffeinspritzsystem 2, welches als die Zylinderdruckermittlungsvorrichtung eingerichtet ist.
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Während die vorliegende Erfindung hinsichtlich bevorzugter Ausführungsformen offenbart wurde, um ein besseres Verständnis davon zu erleichtern, sollte anerkannt werden, dass die Erfindung auf verschiedenen Wegen ausgeführt werden kann, ohne von dem Prinzip der Erfindung abzuweichen. Demnach sollte die Erfindung verstanden werden, alle möglichen Ausführungsformen und Abwandlungen an den gezeigten Ausführungsformen zu enthalten, welche ohne ein Abweichen von dem Prinzip der Erfindung ausgeführt werden können, wie es in den beigefügten Ansprüchen erläutert ist.
