DE102016119772B4

DE102016119772B4 - Kraftstoffeinspritzzustands-Einschätzvorrichtung

Info

Publication number: DE102016119772B4
Application number: DE102016119772.6A
Authority: DE
Inventors: Minoru Imai
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2015-11-11
Filing date: 2016-10-18
Publication date: 2021-02-11
Anticipated expiration: 2036-10-19
Also published as: DE102016119772A1; JP2017089522A; JP6555093B2

Abstract

Kraftstoffeinspritzzustands-Einschätzvorrichtung (30), die auf ein Kraftstoffeinspritzsystem angewendet wird, das einen Sammelbehälter (42) zum Sammeln eines Kraftstoffs, der aus einer Kraftstoffzufuhrpumpe (41) zugeführt wird, eine Kraftstoffleitung (42b), die mit einem Abfuhrkanal (42a) des Sammelbehälters verbunden ist, einen Kraftstoffinjektor (10) mit einem Einspritzloch (11b) zum Einspritzen des Kraftstoffs, der aus dem Sammelbehälter durch die Kraftstoffleitung und einen Ventilkörper (12) zum Öffnen und Schließen des Einspritzlochs zugeführt wird, und einen Kraftstoffdrucksensor (20), der in einer Kraftstoffzufuhrstrecke, die sich von dem Abfuhrkanal zu dem Einspritzloch erstreckt, angeordnet ist und einen Kraftstoffdruck erfasst, umfasst, und das eine mehrstufige Einspritzungssteuerung ausführt, bei welcher der Kraftstoff mehr als einmal in einem Verbrennungszyklus eingespritzt wird, wobei die Kraftstoffeinspritzzustands-Einschätzvorrichtung aufweist:eine Referenzdruck-Erlangungseinheit, konfiguriert, um den Kraftstoffdruck bevor eine erste Kraftstoffeinspritzung durch den Kraftstoffinjektor ausgeführt wird, als einen Referenzdruck zu erlangen;eine erste Wellenform-Erlangungseinheit, konfiguriert, um eine erste Wellenform (W) zu erlangen, die für eine Änderung des Kraftstoffdrucks basierend auf dem Kraftstoffdruck, der durch den Kraftstoffdrucksensor erfasst wird, bezeichnend ist;eine Druckschwankungs-Recheneinheit, die basierend auf einem Druckschwankungsmodell nach Ventilschließung (CALn-1), das vorab erzeugt wird, eine Druckschwankung in dem Kraftstoffdruck, die nach dem Abschluss der Kraftstoffeinspritzung fortläuft, unter Druckschwankungen des Kraftstoffdrucks berechnet, die dadurch verursacht werden, dass zugelassen wird, dass der Kraftstoff durch den Kraftstoffinjektor eingespritzt wird;eine zweite Wellenform-Erlangungseinheit, konfiguriert, um eine zweite Wellenform (Wn) zu erlangen, die erhalten wird, in dem die Druckschwankung, die durch die Druckschwankungs-Recheneinheit berechnet wird, von der ersten Wellenform (W) entfernt wird;eine Einspritzzustands-Einschätzeinheit, konfiguriert, um einen Kraftstoffeinspritzzustand von dem Einspritzloch basierend auf der zweiten Wellenform (Wn), die von der zweiten Wellenform-Erlangungseinheit erlangt wird, einzuschätzen; undeine Speichereinheit, bei der in einer Situation, in der die Kraftstoffeinspritzung nicht aufeinanderfolgend in einem Verbrennungszyklus ausgeführt wird, der Kraftstoff aus dem Kraftstoffinjektor eingespritzt wird, die erste Wellenform (W) fortlaufend durch die erste Wellenform-Erlangungseinheit erlangt wird, selbst nachdem die Kraftstoffeinspritzung abgeschlossen ist, die zweite Wellenform (Wn) fortlaufend durch die zweite Wellenform-Erlangungseinheit in Bezug auf die erlangte erste Wellenform (W) erlangt wird, und eine Differenz zwischen der erlangten zweiten Wellenform (Wn) und dem Referenzdruck (Pbase), als die Fehlerdaten (Perr) einer Zeitreihe des Druckschwankungsmodells nach Ventilschließung (CALn-1), gespeichert werden, nachdem die Kraftstoffeinspritzung abgeschlossen ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einschätzen eines Kraftstoffeinspritzzustands, wenn ein Kraftstoffinjektor einen Kraftstoff einspritzt.
Um ein abgegebenes Drehmoment und einen Emissionszustand einer Verbrennungsmaschine mit hoher Präzision zu steuern, ist es von hoher Bedeutung, Einspritzzustände einer Kraftstoffs, der aus einem Kraftstoffinjektor eingespritzt werden soll, wie eine Einspritzstartzeit, eine maximale Einspritzratenabschlusszeit und eine Einspritzmenge des Kraftstoffs präzise einzustellen. Bislang wurde eine Technik vorgeschlagen, bei der ein Druck (Kraftstoffdruck) des Kraftstoff in einer Kraftstoffzufuhrstrecke, die sich zu einem Einspritzloch erstreckt, der sich im Zusammenhang mit der Einspritzung ändert, durch einen Kraftstoffdrucksensor erfasst wird, um einen tatsächlichen Einspritzungszustand zu erfassen.
Wenn mehrstufige Einspritzungen ausgeführt werden, bei denen Kraftstoffeinspritzungen öfter als einmal pro Verbrennungszyklus durchgeführt werden, ist es wahrscheinlich, dass sich eine Kraftstoffdruckschwankung, die durch eine letzte Einspritzung verursacht wird, mit einer Kraftstoffdruckwellenform überlagert, die von einem Kraftstoffdrucksensor ausgegeben wird. In einer Kraftstoffdruckwellenform-Erlangungsvorrichtung, die in der JP 2012-2174 A dargestellt ist, wird eine Wellenform (Modellwellenform) zu der Zeit der Ausführung einer einstufigen Einspritzung vorab gespeichert, und eine Kraftstoffdruckwellenform (tatsächliche Kraftstoffdruckwellenform) die tatsächlich erfasst wird, wird mit der Modellwellenform derart überlagert, dass eine Phase in einer Richtung einer Zeitachse nicht verschoben wird. Die Kraftstoffdruckwellenform, die durch Einspritzen des Kraftstoffs aus dem Kraftstoffinjektor zu dieser Zeit verursacht wird, wird durch Subtrahieren der Kraftstoffdruckwellenform von der Modellwellenform gewonnen.
Allerdings wird die Kraftstoffdruckschwankung, die durch den Kraftstoffdrucksensor erfasst wird, durch eine Vielfalt von Störungsfaktoren beeinträchtigt. Hierdurch wird es schwierig, die tastsächliche Kraftstoffdruckwellenform mittels der Modellwellenform im Hinblick auf alle diese Störungsfaktoren exakt zu korrigieren.
Gemäß der DE 10 2013 101 226 A1 weist die Kraftstoffdruckkurvenverlauf-Erfassungsvorrichtung zur Verwendung bei einem Kraftstoffeinspritzungssystem eine Druckkurvenverlauf-Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines ersten Druckkurvenverlaufs auf, der unter Verwendung eines Kraftstoffdrucksensors detektiert wird, als einen Mehrstufeneinspritzungsdruck-Kurvenverlauf, der erscheint, während eine Mehrstufenkraftstoffeinspritzung 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 durch Schwächen des Modellkurvenverlaufs mit einem Schwächungsgrad abhängig von einem Einspritzungsintervall von der früheren Einspritzung zu der gegenständlichen Einspritzung.
Gemäß der DE 10 2011 050 899 A1 hat eine Signalverlaufserfassungsvorrichtung für einen Kraftstoffdruck eine ermittelnde Einheit eines erfassten Signalverlaufs zum Ermitteln eines Signalverlaufs für einen Mehrstufeneinspritzungsdruck mittels eines Kraftstoffdrucksensors, während eine Mehrstufenkraftstoffeinspritzung während eines Verbrennungszyklus durchgeführt wird. Ein Modellsignalverlaufsspeicher speichert einen Bezugsmodellsignalverlauf für einen Druck, wenn eine einzelne Kraftstoffeinspritzung durchgeführt wird. Eine Phasen korrelierende Einheit korreliert den erfassten Signalverlauf und den Modellsignalverlauf auf eine solche Art und Weise, dass ein Phasenunterschied zwischen einem Intervall des erfassten Signalverlaufs und einem Intervall des Modellsignalverlaufs ein minimaler Wert wird. Eine extrahierende Einheit eines Signalverlaufs extrahiert einen Signalverlauf für einen Druck aufgrund der n-ten Kraftstoffeinspritzung durch Subtrahieren des korrelierten Bezugmodellsignalverlaufs von dem Mehrstufeneinspritzungssignalverlauf.
Die DE 10 2012 108 871 A1 offenbart eine Steuervorrichtung. Eine Einspritzzeitverzögerung ist dabei zusammen mit einem Kraftstoffdruck in einer Abbildung gespeichert. Basierend auf dem erfassten Wert des Kraftstoffdrucks und der Zeitverzögerung wird die Zeitverzögerung, die in der Abbildung gespeichert ist, aktualisiert. Eine Zeitverzögerung, die dem erfassten Druck entspricht, wird durch Interpolieren der mehreren Zeitverzögerungen, die in der Abbildung gespeichert sind, berechnet. Ein Interpolationsfehler zwischen der berechneten Zeitverzögerung und der erfassten Zeitverzögerung wird gelernt. Eine aktuelle Zeitverzögerung, die einem aktuellen Druck entspricht, wird durch Interpolieren der mehreren Zeitverzögerungen, die in der Abbildung gespeichert sind, berechnet. Die berechnete aktuelle Zeitverzögerung wird durch den Interpolationsfehler korrigiert. Basierend auf der korrigierten Zeitverzögerung wird ein Kraftstoffinjektor gesteuert.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kraftstoffeinspritzzustands-Einschätzvorrichtung bereitzustellen, die eine Schwankung in einem Kraftstoffdruck, der durch eine gezielte Kraftstoffeinspritzung geändert wird, mit hoher Genauigkeit erfassen kann, selbst wenn ein Kraftstoff unmittelbar vor der gezielten Kraftstoffeinspritzung eingespritzt worden ist.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterentwicklungen sind Gegenstand der sich daran anschließenden Ansprüche.
Eine Kraftstoffeinspritzzustands-Einschätzvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird auf ein Kraftstoffeinspritzsystem angewendet, das einen Sammelbehälter zum Sammeln eines Kraftstoffs, der aus einer Kraftstoffzufuhrpumpe zugeführt wird, eine Kraftstoffleitung, die mit einem Abfuhrkanal des Sammelbehälters verbunden ist, einen Kraftstoffinjektor mit einem Einspritzloch zum Einspritzen des Kraftstoffs, der aus dem Sammelbehälter durch die Kraftstoffleitung und einen Ventilkörper zum Öffnen und Schließen des Einspritzlochs zugeführt wird, und einen Kraftstoffdrucksensor, der in einer Kraftstoffzufuhrstrecke, die sich von dem Abfuhrkanal zu dem Einspritzloch erstreckt, angeordnet ist und einen Kraftstoffdruck erfasst, umfasst, und das eine mehrstufige Einspritzsteuerung ausführt, bei welcher der Kraftstoff mehr als einmal in einem Verbrennungszyklus eingespritzt wird.
Die Kraftstoffeinspritzzustands-Einschätzvorrichtung umfasst eine Referenzdruck-Erlangungseinheit, die den Kraftstoffdruck bevor eine erste Kraftstoffeinspritzung durch den Kraftstoffinjektor ausgeführt wird, als einen Referenzdruck erlangt; eine erste Wellenform-Erlangungseinheit, die eine erste Wellenform erlangt, die für eine Änderung des Kraftstoffdrucks basierend auf dem Kraftstoffdruck, der durch den Kraftstoffdrucksensor erfasst wird, bezeichnend ist; eine Druckschwankungs-Recheneinheit, die basierend auf einem Druckschwankungsmodell nach Ventilschließung, das vorab erzeugt wird, eine Druckschwankung in dem Kraftstoffdruck berechnet, die nach dem Abschluss der Kraftstoffeinspritzung fortläuft, unter Druckschwankungen des Kraftstoffdrucks berechnet, die dadurch verursacht werden, dass zugelassen wird, dass der Kraftstoff durch den Kraftstoffinjektor eingespritzt wird; eine zweite Wellenform-Erlangungseinheit, die eine zweite Wellenform erlangt, die erhalten wird, indem die Druckschwankung, die durch die Druckschwankungs-Recheneinheit berechnet wird, von der ersten Wellenform entfernt wird; und eine Einspritzzustands-Einschätzeinheit, die einen Kraftstoffeinspritzzustand von dem Einspritzloch basierend auf der zweiten Wellenform, die von der zweiten Wellenform-Erlangungseinheit erlangt wird, einschätzt.
In einer Situation, in der die Kraftstoffeinspritzung nicht aufeinanderfolgend in einem Verbrennungszyklus ausgeführt wird, wird der Kraftstoff aus dem Kraftstoffinjektor eingespritzt, die erste Wellenform wird fortlaufend durch die erste Wellenform-Erlangungseinheit erlangt, selbst nachdem die Kraftstoffeinspritzung abgeschlossen ist, und die zweite Wellenform wird fortlaufend durch die zweite Wellenform-Erlangungseinheit in Bezug auf die erlangte erste Wellenform erlangt. Eine Differenz zwischen der erlangten zweiten Wellenform und dem Referenzdruck wird als Fehlerdaten einer Zeitreihe in einer Speichereinheit gespeichert.
Bei der vorliegenden Kraftstoffeinspritzzustands-Einschätzvorrichtung wird die Druckschwankung des Kraftstoffdrucks, die selbst nach dem Abschluss der Kraftstoffeinspritzung fortläuft, durch die Druckschwankungs-Recheneinheit basierend auf dem Druckschwankungsmodell nach Ventilschließung, das vorab erzeugt wird, berechnet. Da jedoch die mehrfachen Störungsfaktoren den Kraftstoffdruck beeinträchtigen, verbleibt ein nicht entfernter Fehler in der zweiten Wellenform, in welcher die berechnete Druckschwankung des Kraftstoffdrucks von der ersten Wellenform entfernt ist. Es ist wahrscheinlich, dass der Kraftstoffeinspritzzustand durch die Einspritzzustands-Einschätzeinheit nicht exakt eingeschätzt werden kann. Der Fehler entspricht einer Größe der Druckschwankung, die durch eine Differenz zwischen der entfernten und korrigierten zweiten Wellenform und dem Referenzdruck berechnet wird. In einer Situation, in der die Kraftstoffeinspritzung nicht darauffolgend in dem Verbrennungszyklus ausgeführt wird, wird der Fehler durch die Speichereinheit in der Zeitserie gespeichert und der nicht entfernte Fehler kann genauer aufgefasst werden. Danach wird die zweite Wellenform unter Verwendung der Fehlerdaten, die in der Speichereinheit gespeichert sind, korrigiert, wodurch es möglich ist, die Schwankung in dem Kraftstoffdruck, welche durch die gezielte Kraftstoffeinspritzung geändert wurde, mit hoher Präzision zu erfassen.

1 ist eine schematische Ansicht, die einen Aufbau eines Kraftstoffeinspritzsystems gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt.
2 ist ein Graph, der einen herkömmlichen Korrekturvorgang eines Kraftstoffdrucks darstellt.
3 ist ein Graph, der einen Fall darstellt, in dem durch den Korrekturvorgang, der 2 dargestellt ist, ein Fehler verursacht wird.
4 ist ein Flussdiagramm, das einen Vorgang darstellt, der durch eine ECU gemäß der vorliegenden Ausführungsform ausgeführt werden soll.
5 ist ein Flussdiagramm, das einen anderen Vorgang darstellt, der durch die ECU gemäß der vorliegenden Ausführungsform ausgeführt werden soll.

Eine Ausführungsform, die auf ein Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem einer Dieselmaschine, die im Fahrzeug verbaut ist, angewendet wird, wird mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Die Dieselmaschine (Verbrennungsmaschine) umfasst 4 Zylinder #1 bis #4. Ein unter Hochdruck stehender Kraftstoff wird in jedem der Zylinder eingespritzt. Der eingespritzte Kraftstoff wird verdichtet, selbst gezündet und verbrannt.
1 ist eine schematische Ansicht, die einen Umriss eines Kraftstoffeinspritzsystems darstellt. Zunächst wird ein Kraftstoffeinspritzsystem der Maschine, die Kraftstoffinjektoren 10 umfasst, beschrieben.
Ein Kraftstoff in einem Kraftstofftank 40 wird durch eine Kraftstoffzufuhrpumpe 41 in eine Sammelschiene bzw. ein Common-Rail 42 (Sammelbehälter) gepumpt und gesammelt und in der Sammelschiene 42 gehalten. Die Sammelschiene 42 ist durch jeweilige Kraftstoffleitungen 42b mit den Kraftstoffinjektoren 10 (#1 bis #4) der jeweiligen Zylinder verbunden. Der Kraftstoff in der Sammelschiene 42 wird verteilt und die Kraftstoffinjektoren 10 (#1 bis #4) aus den jeweiligen Abfuhrkanälen 42a durch die jeweiligen Kraftstoffleitungen 42b zugeführt. Die mehrfachen Kraftstoffinjektoren 10 (#1 bis #4) spritzen den Kraftstoff in einer vorbestimmten Reihenfolge ein. In dieser Ausführungsform wird davon ausgegangen, dass der Kraftstoff in der festgelegten Reihenfolg von #1, #3, #4 und #2 wiederholt eingespritzt wird.
Dabei ist die Kraftstoffzufuhrpumpe 41 durch eine Tauchkolbenpumpe ausgestaltet und der Kraftstoff wird mit einer reziproken Bewegung des Tauchkolbens synchronisiert gepumpt. Die Kraftstoffzufuhrpumpe 41 wird durch eine Kurbelwelle eines Maschinenausgangs als eine Antriebsquelle angetrieben, und der Kraftstoff wird während einer Dauer, in welcher der Kraftstoff in der Reihenfolge #1, #3, #4 und #2 eingespritzt wird, in einer vorbestimmten Anzahl von Wiederholungen gepumpt.
Die Kraftstoffinjektoren 10 sind in den jeweiligen Zylindern einer Vier-Zylinder-Dieselmaschine angebracht und spritzen den Kraftstoff, der in der Sammelschiene 42 hydraulisch gesammelt ist, aus den Einspritzlöchern 11b in die Zylinder ein. Die Kraftstoffinjektoren 10 führen basierend auf einem Betriebszustand der Maschine jeweils eine mehrstufige Einspritzung durch, die eine Piloteinspritzung und eine Nacheinspritzung vor und nach einer Haupteinspritzung in einem Verbrennungszyklus umfassen. Jeder der Kraftstoffinjektoren 10 umfasst einen Körper 11, einen Ventilkörper 12, mit einer Nadelform, ein elektrisches Stellglied 13 und so weiter, was später beschrieben wird. Der Körper 11 stellt in sich einen Hochdruckkanal 11a bereit, und stellt ebenso ein Einspritzloch 11b bereit, durch welches der Kraftstoff eingespritzt wird. Der Ventilkörper 12 ist in dem Körper 11 aufgenommen und öffnet und schließt das Einspritzloch 11b. Dabei bildet jede von den Kraftstoffleitungen 42b und den Hochdruckkanälen 11a eine Kraftstoffzufuhrstrecke, um dem Kraftstoff zu ermöglich, aus der Sammelleitung 42 zu jedem der Einspritzlöcher 11b zu strömen.
Eine Gegendruckkammer 11c, die einen Gegendruck auf den Ventilkörper 12 aufbringt, ist in dem Körper 11 bereitgestellt, und der Hochdruckkanal 11a und ein Niedrigdruckkanal 11d sind mit der Gegendruckkammer 11c verbunden. Das elektrische Stellglied 13 betätigt ein Steuerventil 14, sodass ein Verbindungszustand zwischen einem Zustand, bei dem der Hochdruckkanal 11a mit der Gegendruckkammer 11c verbunden ist, und einem Zustand, in dem der Niedrigdruckkanal 11b mit der Gegendruckkammer 11c verbunden ist, geschaltet wird. Das Antreiben des elektrischen Stellglieds 13 wird durch ein ECU gesteuert.
Wenn das elektrische Stellglied 13 das Steuerventil 14 betätigt, sodass die Gegendruckkammer 11c mit dem Niedrigdruckkanal 11d verbunden ist, nimmt ein Kraftstoffdruck in der Gegendruckkammer 11c ab, der Ventilkörper 12 wird angehoben (Ventilöffnungsvorgang), und das Einspritzloch 11b wird geöffnet. Demzufolge wird der unter Hochdruck stehende Kraftstoff, der aus der Sammelschiene 42 dem Hochdruckkanal 11a zugeführt wird, aus dem Einspritzloch 1 1b in eine Brennkammer eingespritzt. Wenn andererseits das elektrische Stellglied 13 das Steuerventil 14 betätigt, sodass die Gegendruckkammer 11c mit dem Hochdruckkanal 11a verbunden ist, wird der Kraftstoffdruck in der Gegendruckkammer 11c erhöht, der Ventilkörper 12 wird abgesenkt (Ventilschließvorgang), und das Einspritzloch 11b wird geschlossen, um die Kraftstoffeinspritzung zu stoppen.
Ein Kraftstoffdrucksensor 20 umfasst einen Schaft 21 (Belastungserzeugungskörper), ein Drucksensorelement 22 und so weiter, wie untenstehend beschrieben wird. Der Schaft 21 ist in den Körper 11 eingepasst, und ein Membranabschnitt 21a der in dem Schaft 21 ausgebildet ist, wird unter einem Druck des unter Hochdruck stehenden Kraftstoffs, der in dem Hochdruckkanal 11a fließt, elastisch verformt. Das Drucksensorelement 22 ist an den Membranabschnitt 21a eingepasst und gibt übereinstimmend mit einem elastischen Verformungsbetrag, der in dem Membranabschnitt 21a erzeugt wird, ein Druckerfassungssignal an die ECU 30 aus. Der Kraftstoffdrucksensor 20 ist in jedem der Kraftstoffinjektoren 10 angebracht.
Die elektronische Steuereinheit ECU 30 ist durch einen bekannten Mikrocomputer mit einer CPU, einem ROM, einem RAM, einer Speichervorrichtung, einer Eingangs- /Ausgangsschnittstelle und so weiter ausgebildet. Die ECU 30 berechnet Solleinspritzzustände (die Anzahl der Einspritzstufen, eine Einspritzstartzeit, eine Einspritzendzeit, eine Einspritzmenge, usw.) basierend auf dem Betriebszustand eines Gaspedals des Fahrzeugs, einer Maschinenlast, einer Maschinengeschwindigkeit, bzw. Drehzahl, usw. Beispielsweise gibt die ECU 30 einen optimalen Einspritzzustand aus, welcher der Maschinenlast und der Drehzahl in einem Einspritzzustandskennfeld entspricht, und speichert das Einspritzzustandskennfeld vorab. Die ECU 30 berechnet den Solleinspritzzustand basierend auf der Maschinenlast und der Drehzahl in dem derzeitigen Zustand mit Bezug auf das Einspritzzustandskennfeld.
Die ECU 30 stellt ein Einspritzbefehlssignal basierend auf dem berechneten Solleinspritzzustand ein. Beispielsweise gibt die ECU 30 ein Einspritzbefehlssignal aus, das dem Solleinspritzzustand in dem Befehlskennfeld entspricht, und speichert das Befehlskennfeld vorab, und stellt das Einspritzbefehlssignal mit Bezug auf das Befehlskennfeld basierend auf dem berechneten Solleinspritzzustand ein. Mit dem oben genannten Aufbau wird das Einspritzbefehlssignal eingestellt, das der Maschinenlast und der Drehzahl entspricht, und von der ECU 30 an den Kraftstoffinjektor 10 ausgegeben wird.
In der vorliegenden Ausführungsform entspricht die ECU 30 einer Referenzdruck-Erlangungseinheit, einer ersten Wellenformerlangungseinheit, einer Druckschwankungs-Recheneinheit, einer zweiten Wellenformerlangungseinheit, einer Einspritzzustands-Einschätzeinheit, einer Speichereinheit, einer Korrektureinheit, einer Belastungs-Berechnungseinheit, einer Nächste-Stufe-Einspritzausführungs-Bestimmungseinheit, einer Untersagungseinheit, einer Kraftstoffeinspritzmengen-Erlangungseinheit, und einer Kraftstoffeinspritzerlangungseinheit.
2(a) ist ein Zeitablaufdiagramm, das einen Antriebsstrom darstellt, der in die Kraftstoffinjektoren 10 fließt, wenn das Einspritzbefehlssignal ausgegeben wird, um mehrstufige Einspritzungen durchzuführen, und 2(b) stellt eine Wellenform (mehrstufige Einspritzungserfassungswellenform W) des Kraftstoffdrucks dar, der erfasst wird, wenn das Einspritzbefehlssignal ausgegeben wird. 2(c) ist ein Zeitdiagramm, das den Ansteuerstrom darstellt, der in die Kraftstoffinjektoren 10 fließt, wenn das Einspritzbefehlssignal ausgegeben wird, um eine einstufige Einspritzung durchzuführen, und 2(d) stellt eine Druckwellenform dar, die erfasst wird, wenn das Einspritzbefehlssignal ausgegeben wird, um die einstufige Einspritzung durchzuführen.
Eine Nachwirkung, die durch Einspritzungen ((n-1)-fache Einspritzung, (n-2)-fache Einspritzung, (n-3)-fache Einspritzung, usw.) vor einer n-fachen Einspritzung verursacht wird, wird mit einer Wellenform (vergleiche mit einer abwechselnd lang- und kurzgestrichelten Linie in 2(b)) an einem Abschnitt, der einer n-fachen Einspritzung in einer erfassten Wellenform W, die in 2(b) dargestellt ist, entspricht, überlagert. Wenn die Nachwirkung der (n-1)-fachen Einspritzung, die in 2(d) dargestellt ist, als ein Beispiel beschrieben wird, erscheint eine Schwellungswellenform (vergleiche eine abwechselnd lang- und kurzgestrichelte Linie in 2(d)), die graduell abnimmt während sich ein Ansteigen und Abfallen in einem vorbestimmten Zyklus wiederholt, als die Nachwirkung der (n-1)-fachen Einspritzung, selbst nachdem die (n-1)-fache Einspritzung abgeschlossen worden ist. Die Nachwirkung (Schwellungswellenform) wird auf der Wellenform (vergleiche die abwechselnd lang- und kurzgestrichelte Linie in 2(b)) des Abschnitts, welcher der n-fachen Einspritzung in der Erfassungswellenform W zu der Zeit der Durchführung der n-fachen Einspritzung entspricht, überlagert. Aus diesem Grund wird ein Einschätzungsfehler extrem groß, wenn eine Änderung in einer Einspritzrate der n-fachen Einspritzung unter Verwendung der erfassten Wellenform W, so wie sie ist, eingeschätzt werden soll.
Unter den Umständen wird bislang ein Vorgang zum Subtrahieren der Nachwirkung (Schwellungswellenform) der Einspritzungen der vorhergehenden Stufen von der Erfassungswellenform W ausgeführt, um eine Druckwellenform Wn (vergleiche 2(f)) zu gewinnen, welche durch die n-fache Einspritzung verursacht wird. Der Gewinnungsvorgang der Schwellungswellenform entspricht einer Modellwellenform, die basierend auf dem Ausdruck (1) berechnet wird. In dem Ausdruck 1 bezeichnet P einen Wert (einen Referenzwert eines erfassten Drucks durch den Kraftstoffdrucksensor 20) der Modellwellenform, und P0 bezeichnet eine versetzte Schwankung der Modellwellenform in Bezug zu der Erfassungswellenform W. In dem Ausdruck (1) sind A, k, ω und θ Parameter, die jeweils für eine Amplitude, einen Dämpfungskoeffizienten, eine Frequenz und eine Phase der Dämpfungsvibration bezeichnend sind. In dem Ausdruck (1) bezeichnet „t“ eine abgelaufene Zeit. Die oben genannten Parameter A, k, ω und θ werden auf verschiedenen Werte in Abhängigkeit eines Einspritzmodus (z. B. ein Einspritzstartkraftstoffdruck, Einspritzmenge, usw.) eingestellt, und der Referenzwert P des erfassten Drucks wird mit der abgelaufenen Zeit als eine Variable durch den Ausdruck (1) spezifiziert. $P = \sum A \cdot e^{- k t} \cdot sin (ω t + θ) + P_{0}$
Wenn beispielsweise die Modelwellenform erlangt werden soll, die ein Standard der Nachwirkung (Schwellungswellenform) der (n-1)-fachen Einspritzung ist, wird die Modellwellenform eines nächsten Einspritzmodus in jedem der verschiedenen Modi, die in einem Speicher gespeichert sind, basierend auf dem Einspritzmodus, wie dem Einspritzstart-Kraftstoffdruck oder der Einspritzmenge der (n-1)-fachen Einspritzung aus der Modellwellenform ausgewählt. Die ausgewählte Modellwellenform wird als eine Modellwellenform CALn-1 erlangt, die den Standard der Nachwirkung (Schwellungswellenform) der (n-1)-fachen Einspritzung darstellt. Beispielweise stellt eine gepunktete Linie in 2(e) die Modellwellenform CALn-1 dar, und eine durchgezogene Linie in 2(e) stellt die Erfassungswellenform W aus 2(b) dar. Eine Berechnung zum Subtrahieren der Modellwellenform CALn-1 von der Erfassungswellenform W wird ausgeführt, um eine Druckwellenform Wn zu gewinnen, die in 2 (f) dargestellt ist. Da eine Schwellungswellenformkomponente der Einspritzung der vorhergehenden Stufe von der Druckwellenform Wn, wie obenstehend beschrieben gewonnen wird, entfernt wird, wird die Druckwellenform mit hoher Korrelation zu einer Änderung der Einspritzrate, welche durch die n-fache Einspritzung verursacht wird, erlangt.
Wenn jedoch, wie in 3 dargestellt ist, die Nachwirkung der (n-1)-fachen Einspritzung nicht vollständig entfernt wird, kann eine Fehlerkomponente Perr in der Druckwellenform Wn verbleiben, selbst wenn die Druckwellenform Wn durch Subtrahieren der Modellwellenform CALn-1 von der Erfassungswellenform W gewonnen wird. Genauer genommen wird dann, wenn die Einspritzmenge groß ist, und falls ein Fehler in der Modellwellenform CALn-1 auftritt, ein Einfluss, der durch den Fehler verursacht wird, groß, wodurch es schwierig wird, die exakte Druckwellenform Wn zu gewinnen.
Wenn bei der vorliegenden Ausführungsform bestimmt wird, dass die Einspritzmenge der Haupteinspritzung, die das Maximum der Kraftstoffeinspritzmenge unter den Kraftstoffeinspritzungen in einem Verbrennungszyklus ist, größer als eine vorbestimmte Menge ist, wird daher eine Druckschwankung P'err (nachstehend ebenso als eine „Fehlerschwankung P'err” bezeichnet) einer Fehlerkomponente P'err gespeichert, wenn ein Fehler in der Modellwellenform CALn-1 auftritt. Wenn in dieser Situation der Betriebszustand der Dieselmaschine ein Betriebszustand zum Ausführen der Nacheinspritzung ist, und die Fehlerschwankung P'err in dem Betriebszustand noch nicht gespeichert worden ist, wird ein Speichervorgang priorisiert und die Ausführung der Nacheinspritzung wird selbst in dem Einspritzzustand, bei dem die Nacheinspritzung ausgeführt wird, unterdrückt.
Nachstehend wird ein Verfahren zum Berechnen der Fehlerschwankung P'err beschrieben. Die Haupteinspritzung wird in einer Situation ausgeführt, in der die Kraftstoffeinspritzung nicht aufeinanderfolgend in einem Verbrennungszyklus durchgeführt wird. Die Modellwellenform CALn-1 wird von der Erfassungswellenform W, die erfasst wird nachdem die Haupteinspritzung abgeschlossen worden ist, subtrahiert, um die Druckwellenform Wn zu gewinnen. Andererseits wird ein Kraftstoffdruck (oder Solldruck) bevor eine erste Kraftstoffeinspritzung in einem Verbrennungszyklus ausgeführt wird, als ein Referenzdruck Phase erlangt. Der Referenzdruck Phase wird von der Druckwellenform Wn subtrahiert, um die Fehlerschwankung P'err zu berechnen.
Allerdings beeinträchtigen neben der Kraftstoffeinspritzung eine Vielzahl von Störungsfaktoren die Erfassungswellenform W, und es tritt die Druckschwankung auf. Da es schwierig ist, die Modellwellenform CALn-1 unter Berücksichtigung aller der Störungsfaktoren zu berechnen, kann eine augenblickliche Druckschwankung, die regelmäßig ursprünglich aus der Druckwellenform Wn erzeugt wird, berechnet werden, indem die Modellwellenform CAL-n-1 von der Erfassungswellenform W subtrahiert wird. Somit wird bei der vorliegenden Ausführungsform die zyklische Schwankungsamplitude der Fehlerschwankung P'err, die einen Einfluss der Haupteinspritzung auf die Druckschwankung umfasst, gespeichert. Wenn insbesondere ein absoluter Wert der Fehlerschwankung P'err berechnet wird, der höher als ein vorbestimmter Wert ist, wird ein Speichervorgang der Fehlerschwankung P'err gestartet. Wenn der absolute Wert der Fehlerschwankung P'err niedriger als der vorbestimmte Wert wird, wird der Speichervorgang der Fehlerschwankung P'err abgeschlossen. Die Fehlerschwankung P'err wird als Fehlerdaten der Zeitreihe in einer Dauer von einem Start bis zu einem Ende des Speichervorgangs gespeichert.
Die Fehlerdaten der gespeicherten Fehlerschwankung P'err werden verwendet wenn die Erfassungswellenform W, die bei einer Ausführung der Nacheinspritzung erfasst wird, korrigiert wird. Wie insbesondere in einem Ausdruck (2) dargestellt wird, werden Fehlerdaten der Fehlerschwankung P'err, die der Haupteinspritzung entsprechen, zu der Modellwellenform CALn-1 hinzuaddiert. Die Modellwellenform CAL-n-1, die der Additionskorrektur unterzogen wird, wird von der Erfassungswellenform W subtrahiert, um die Druckwellenform Wn zu gewinnen. Da die Fehler, welche die Fehler umfassen, die bislang nicht entfernt werden konnten, von der gewonnenen Druckwellenform Wn entfernt werden können, kann die Schwankung des Kraftstoffdrucks, welche durch die Ausführung der Nacheinspritzung geändert wird, genauer erlangt werden. $P = \sum A \cdot e^{- k t} \cdot sin (ω t + θ) + P_{0} + P' e r r (t)$
In der vorliegenden Erfindung wird ein Speichervorgangs-Ausführungsbestimmungsvorgang, der in 4 dargestellt ist und später beschrieben wird durch die ECU 30 ausgeführt. Der Speichervorgangs-Ausführungsbestimmungsvorgang, der in 4 dargestellt ist, wird durch die ECU 30 in einem vorbestimmten Zyklus während einer Dauer, in der die ECU 30 mit Leistung versorgt wird, wiederholt ausgeführt.
Zunächst wird in S100 bestimmt, ob sich die Dieselmaschine in einem Betriebszustand befindet, in dem die Nacheinspritzung ausgeführt werden soll, oder nicht. Der Bestimmungsvorgang bestimmt, dass sich die Dieselmaschine in dem Betriebszustand befindet, in dem die Nacheinspritzung ausgeführt werden soll, falls eine Last der Nacheinspritzung höher als eine vorbestimmte Last ist, und niedriger als eine zweite vorbestimmte Last ist. Falls der Bestimmungsvorgang bestimmt, dass sich die Dieselmaschine nicht in dem Betriebszustand befindet, bei dem die Nacheinspritzung ausgeführt werden soll (NEIN in S100), setzt die Steuerung bei S140 fort, und es wird ein Normalbetrieb ausgeführt, in dem der Speichervorgang, der später beschrieben wird, nicht ausgeführt wird, und die vorliegende Steuerung wird abgeschlossen. Falls der Bestimmungsvorgang bestimmt, dass sich die Dieselmaschine in dem Betriebszustand befindet, bei dem die Nacheinspritzung ausgeführt werden soll (JA in S100), setzt die Steuerung bei S110 fort.
In S110 wird bestimmt, ob die Einspritzmenge der Haupteinspritzung größer oder gleich einer vorbestimmten Menge ist oder nicht. Falls bestimmt wird, dass die Einspritzmenge der Haupteinspritzung kleiner als die vorbestimmte Menge ist (NEIN in S110), setzt die Steuerung bei S140 fort, der Normalbetrieb wird ausgeführt und die vorliegende Steuerung wird abgeschlossen. Das liegt daran, dass angenommen wird, dass der Einfluss, der nach dem Abschluss der Haupteinspritzung fortlaufend auf den Kraftstoffdruck einwirkt, klein ist und die Notwendigkeit zum Speichern der Fehlerschwankung P'err niedrig ist. Falls bestimmt wird, dass die Einspritzmenge der Haupteinspritzung größer oder gleich der vorbestimmten Menge ist (JA in S110), setzt die Steuerung bei S120 fort.
In S120 wird bestimmt, ob der Speichervorgang der Fehlerschwankung P'err in dem im Wesentlichen selben Einspritzzustand wie der derzeitige Einspritzzustand bereits ausgeführt worden ist oder nicht. In der vorliegenden Ausführungsform entspricht der Einspritzzustand einem Sammelschienendruck, einer Kraftstofftemperatur und der Einspritzmenge der Haupteinspritzung. Falls bestimmt wird, dass der Speichervorgang der Fehlerschwankung P'err in dem im Wesentlichen selben Einspritzzustand wie dem derzeitigen Einspritzzustand bereits ausgeführt worden ist (JA in S120), setzt die Steuerung bei S140 fort, bei dem der Normalbetrieb ausgeführt wird und die vorliegende Steuerung wird abgeschlossen. Falls bestimmt wird, dass der Speichervorgang der Fehlerschwankung P'err in dem im Wesentlichen selben Einspritzzustand wie dem derzeitigen Einspritzzustand noch nicht ausgeführt worden ist (NEIN in S120), setzt die Steuerung bei S130 fort, bei dem eine Speichervorgangsausführungsanfrage für die Fehlerschwankung P'err ausgegeben wird und die vorliegende Steuerung wird abgeschlossen.
Als Nächstes wird ein Speichervorgang, der in 5 dargestellt ist und später beschrieben wird, durch die ECU 30 ausgeführt. Der Speichervorgang, der in 5 dargestellt ist, wird durch die ECU 30 in einem vorbestimmten Zyklus während einer Dauer, in welcher die ECU 30 mit Leistung versorgt wird, wiederholt ausgeführt.
Zunächst wird in S200 bestimmt, ob die Kraftstoffeinspritzung, die derzeit ausgeführt wird, eine erste Einspritzung (beginnende Einspritzung) in einem Verbrennungszyklus ist oder nicht. Falls bestimmt wird, dass die Kraftstoffeinspritzung, die derzeit ausgeführt wird, die beginnende Einspritzung in einem Verbrennungszyklus ist (JA in S200), setzt die Steuerung bei S205 fort, der später beschrieben wird. Die beginnende Einspritzung wird in der vorliegenden Ausführungsform als eine Piloteinspritzung angenommen. Da es in diesem Fall unwahrscheinlich ist, dass die Einspritzmenge der Piloteinspritzung größer als die vorbestimmte Menge ist, ist das Erfordernis einer Ausführung des Speichervorgangs niedrig. Falls bestimmt wird, dass die Kraftstoffeinspritzung, die derzeit ausgeführt wird, nicht die beginnende Einspritzung in einem Verbrennungszyklus ist (NEIN in S200), setzt die Steuerung bei S210 fort.
In S210 wird bestimmt, ob eine letzte Einspritzung ausgeführt worden ist oder nicht. Die letzte Einspritzung entspricht einer Einspritzung, die unmittelbar vor der Nacheinspritzung ausgeführt wird. In der vorliegenden Ausführungsform entspricht die letzte Einspritzung der Haupteinspritzung. Falls bestimmt wird, dass die letzte Einspritzung abgeschlossen worden ist (NEIN in S210), setzt die Steuerung bei S220 fort, bei dem die Modellwellenform CAL-n-1, zu der die Fehlerschwankung P'err nicht addiert wird, von der Erfassungswellenform W subtrahiert wird, um die Druckwellenform Wn zu gewinnen, und die Steuerung setzt bei S205 fort, was später beschrieben wird. Wenn zum Beispiel die Kraftstoffeinspritzung in einem Intervall zwischen der beginnenden Einspritzung und der letzten Einspritzung ausgeführt wird, wird bestimmt, dass die letzte Einspritzung nicht abgeschlossen worden ist. In dieser Situation ist es höchstwahrscheinlich, dass die Kraftstoffeinspritzmenge kleiner als die vorbestimmte Menge ist, und das Erfordernis zur Ausführung des Speichervorgangs ist niedrig. Falls bestimmt wird, dass die letzte Einspritzung abgeschlossen worden ist (JA in S210), setzt die Steuerung bei S230 fort.
In S230 wird bestimmt, ob die Speichervorgangsausführungsanfrage in S130 ausgegeben worden ist oder nicht. Falls bestimmt wird, dass die Speichervorgangsausführungsanfrage in S130 nicht ausgegeben worden ist (NEIN in S230), setzt die Steuerung bei S240 fort, bei dem bestimmt wird, ob die Kraftstoffeinspritzung, die derzeit ausgeführt wird, die Nacheinspritzung ist oder nicht. Falls bestimmt wird, dass die Kraftstoffeinspritzung, die derzeit ausgeführt wird, nicht die Nacheinspritzung ist (NEIN in S240), wird die vorliegende Steuerung abgeschlossen. Falls bestimmt wird, dass die Kraftstoffeinspritzung, die derzeit ausgeführt wird, die Nacheinspritzung ist (JA in S240), setzt die Steuerung bei S250 fort.
In S250 werden die Fehlerdaten der Fehlerschwankung P'err, die der Haupteinspritzung entsprechen, die in S270 gespeichert ist, was später beschrieben ist, zu der Modellwellenform CALn-1 hinzu addiert, um die Modellwellenform CALn-1 zu korrigieren. Die korrigierte Modellwellenform CALn-1 wird von der Erfassungswellenform W subtrahiert, um die Druckwellenform Wn, welche um die Ausführung der Nacheinspritzung schwankt, zu gewinnen. In S205 wird eine Einspritzratenwellenform, die für eine Einspritzratenänderung des Kraftstoffs bezeichnet ist, basierend auf der gewonnen Druckwellenform Wn berechnet.
Falls bestimmt wird, dass die Speichervorgangsausführungsanfrage ausgegeben worden ist (JA in S230), setzt die Steuerung bei S260 fort. In dieser Situation wird die Ausführung der Nacheinspritzung untersagt (der Ansteuerstrom zur Ausführung der Nacheinspritzung wird auf „0“ geändert). Dies liegt daran, dass sich eine Schwankung in dem Kraftstoffdruck, die durch die Ausführung der Nacheinspritzung verursacht wird, mit der Erfassungswellenform W überlagert, falls die Nacheinspritzung ausgeführt wird, und die Berechnung der präzisen Fehlerschwankung P'err wird schwierig.
In S260 wird wie in S220 die Modellwellenform CALn-1, zu der die Fehlerschwankung P'err nicht addiert wird, von der Erfassungswellenform W subtrahiert, um die Druckwellenform Wn zu gewinnen. In S270 wird der Kraftstoffdruck bevor die beginnende Einspritzung in dem derzeitigen Verbrennungszyklus ausgeführt wird, als ein Referenzdruck Phase erlangt. In S280 wird die Fehlerschwankung P'err als die Druckschwankung der Fehlerkomponente P'err erlangt, die durch Subtrahieren des Referenzdrucks Phase von der Druckwellenform Wn erhalten wird. Die Fehlerschwankung P'err wird in den Fehlerdaten in der Zeitreihe S290 gespeichert, und die vorliegende Steuerung wird abgeschlossen.
Mit dem oben genannten Aufbau erlangt die vorliegende Ausführungsform die folgenden Vorteile.
In einer Situation, in welcher die Kraftstoffeinspritzung nicht aufeinanderfolgend in einem Verbrennungszyklus ausgeführt wird, wird die Fehlerschwankung P'err als die Fehlerdaten in der Zeitreihe gespeichert, wodurch die Schwankung der Fehlerkomponente Perr, die nicht vollständig entfernt werden konnte, genau aufgefasst werden kann. Ferner wird die Modellwellenform CALn-1 unter Verwendung der Fehlerdaten und der Fehlerschwankung P'err korrigiert, wodurch die Schwankung in dem Kraftstoffdruck, der durch die Sollkraftstoffeinspritzung geändert wird, mit hohe Präzision erfasst werden kann.
Wenn die Nacheinspritzung ferner in einer Situation ausgeführt wird, in der die Haupteinspritzung ausgeführt worden ist, werden die Fehlerdaten der Fehlerschwankung P'err, die der Haupteinspritzung entsprechen, zu der Modellwellenform CALn-1 hinzuaddiert, um die Modellwellenform CALn-1 zu korrigieren. Da die korrigierte Modellwellenform CALn-1 von der Erfassungswellenform W entfernt wird, um die Druckwellenform Wn zu erlangen, kann der Einfluss der Störungsfaktoren, die in der Modellwellenform CALn-1, bevor sie auf den Kraftstoffdruck korrigiert wurde, nicht vollständig entfernt werden konnten, unterdrückt werden.
Die Ausführung der Nacheinspritzung wird unter der Bedingung, dass die Fehlerschwankung P'err in dem Einspritzzustand nicht gespeichert wird, untersagt. Demzufolge kann eine genauere Fehlerschwankung P'err, die der Haupteinspritzung in dem nicht gespeicherten Einspritzzustand entspricht, gespeichert werden.
Wenn der absolute Wert der Fehlerschwankung P'err derart berechnet wird, dass er höher als der vorbestimmte Wert ist, wird der Speichervorgang der Fehlerschwankung P'err gestartet. Wenn der absolute Wert der Fehlerschwankung P'err niedriger als der vorbestimmte Wert wird, wird der Speichervorgang der Speicherschwankung P'err abgeschlossen. Die Fehlerschwankung P'err wird in der Zeitreihe in der Dauer von dem Start bis zum Ende des Speichervorgangs gespeichert. Wie obenstehend beschrieben ist, kann mit der Speicherung des Miniums an Fehlerdaten der Speichervorgang von exzessiven bzw. überschüssigen Fehlerdaten unterdrückt werden. Mit anderen Worten kann eine Zunahme einer Speicherkapazität der Fehlerdaten, die gespeichert werden sollen, unterdrückt werden.
Die oben beschriebene Ausführungsform kann wie folgt geändert und ausgeführt werden.
In der obengenannten Ausführungsform wird die Speicherung der Fehlerschwankung P'err für die Haupteinspritzung ausgeführt. Die Ausführung muss jedoch nicht auf die Haupteinspritzung beschränkt sein. Falls die Einspritzmenge der Kraftstoffeinspritzung größer als die vorbestimmte Menge ist, wird es bevorzugt, den Speichervorgang und den Korrekturvorgang, die in der oben genannten Ausführungsform beschrieben sind, für jede beliebige Kraftstoffeinspritzung auszuführen. Allerdings wird der Speichervorgang, der in der obenstehenden Ausführungsform beschrieben ist, zu der Zeit einer einstufigen Einspritzung ausgeführt. Wenn beispielsweise eine aufgeteilte Einspritzung, bei der die Einspritzmenge der Haupteinspritzung aufgeteilt ist, umgesetzt wird, und eine erste Einspritzmenge der aufgeteilten Einspritzung größer als die vorbestimmte Menge ist, werden alle Kraftstoffeinspritzungen, deren Ausführung nach der ersten Einspritzung in der aufgeteilten Einspritzung geplant sind, untersagt. Demzufolge kann in einer Situation, in der die eingespritzte Kraftstoffeinspritzmenge groß ist, der Fehler, der nicht vollständig entfernt werden kann, als die Fehlerschwankung P'err gespeichert werden.
Ferner muss der Bestimmungsvorgang (Bestimmungsvorgang, der S100 entspricht), ob sich die Dieselmaschine in dem Betriebszustand befindet, in dem die Nacheinspritzung ausgeführt werden soll oder nicht, der in der oben genannten Ausführungsform ausgeführt wird, nicht immer ausgeführt werden. Genauer genommen kann dann, wenn die Einspritzung ausgeführt wird, deren Einspritzmenge größer als die vorbestimmte Menge ist, und der Ablauf zum Speichern der Fehlerschwankung P'err in dem im Wesentlichen selben Einspritzzustand wie dem Einspritzzustand zu dieser Zeit noch nicht ausgeführt worden ist, die Speichervorgangsausführungsanfrage ausgegeben werden, selbst wenn sich die Dieselmaschine nicht in dem Betriebszustand befindet, in dem die Nacheinspritzung ausgeführt werden soll. Da in diesem Fall angenommen wird, dass der Speichervorgang in dem Betriebszustand ausgeführt wird, in dem die Nacheinspritzung nicht umgesetzt wird, muss auch der Vorgang zur Untersagung der Nacheinspritzung nicht immer ausgeführt werden.
In der obengenannten Ausführungsform wird unter der Annahme, dass die mehrstufige Einspritzung ausgeführt wird, die Fehlerschwankung P'err übereinstimmend mit der Erfassungswellenform W berechnet, die erfasst wird nachdem die Haupteinspritzung mit dem Maximum der Kraftstoffeinspritzmenge in einem Verbrennungszyklus abgeschlossen worden ist. Die Fehlerschwankung P'err muss nicht immer zu der Zeit der mehrstufigen Einspritzungen berechnet werden. Beispielsweise kann die Fehlerschwankung P'err übereinstimmend mit der Erfassungswellenform W berechnet werden, die nach dem Abschluss der einstufigen Einspritzung erfasst wird, bei der die Kraftstoffeinspritzung lediglich einmal in einem Verbrennungszyklus ausgeführt wird. Da bei der einstufigen Einspritzung die Kraftstoffeinspritzung nicht aufeinander folgend in einem Verbrennungszyklus ausgeführt wird, besteht kein Erfordernis zur Ausführung des Vorgangs zum Unterdrücken der Kraftstoffeinspritzung. Daher kann der Speichervorgang vereinfacht werden.
Bei der obengenannten Ausführungsform wird bestimmt, ob die Kraftstoffeinspritzmenge der Haupteinspritzung größer oder gleich der vorbestimmten Menge ist oder nicht (Bestimmungsvorgang entspricht S110). Ob die Kraftstoffeinspritzmenge der Haupteinspritzung größer oder gleich der vorbestimmten Menge ist oder nicht, muss nicht immer bestimmt werden. Beispielsweise kann der Speichervorgang der Fehlerschwankung P'err an allen Kraftstoffeinspritzmengen ungeachtet der Kraftstoffeinspritzmenge ausgeführt werden.
Bei der obengenannten Ausführungsform wird unter der Bedingung, dass die Haupteinspritzung mit der Kraftstoffeinspritzmenge ausgeführt wird, die größer als die vorbestimmte Menge ist, der Ablauf der Speicherung der Fehlerschwankung P'err gestartet, falls der berechnete Absolutwert der Speicherschwankung P'err größer als der vorbestimmte Wert ist, und der Speichervorgang der Fehlerschwankung P'err wird abgeschlossen, falls der berechnete Absolutwert der Fehlerschwankung P'err kleiner als der vorbestimmte Wert ist. Zum Beispiel werden die Fehlerdaten der Fehlerschwankung P'err in einer vorbestimmten Dauer berechnet, da die Haupteinspritzung abgeschlossen worden ist, ohne dabei auf den oben genannten Vorgang beschränkt zu sein. Danach werden beim Gewinnen der Druckwellenform Wn aus der Erfassungswellenform W, die durch die Ausführung der Nacheinspritzung erfasst wird, die Fehlerdaten in einer Dauer, in welcher der Absolutwert der Fehlerschwankung P'err größer als der vorbestimmte Wert ist, aus den gespeicherten Fehlerdaten der Fehlerschwankung P'err entnommen. Die entnommenen Fehlerdaten können zu der Modellwellenform CALn-1 hinzuaddiert werden, um die Modellwellenform CALn-1 zu korrigieren.
In der obengenannten Ausführungsform werden die gespeicherten Fehlerdaten der Fehlerschwankung P'err zu der Modellwellenform CALn-1 hinzuaddiert und die korrigierte Modellwellenform CALn-1 wird von der Erfassungswellenform W subtrahiert. Die Fehlerschwankung P'err muss nicht immer zu der Modellwellenform CALn-1 hinzuaddiert werden und die Modellwellenform CALn-1 und die Fehlerabweichung P'err können von der Erfassungswellenform W subtrahiert werden.
In der obengenannten Ausführungsform wird die Modellwellenform CALn-1 basierend auf dem Ausdruck (1) berechnet. Die Modellwellenform CALn-1 muss nicht immer basierend auf dem Ausdruck (1) berechnet werden, sondern es kann eine Schwankung in dem Kraftstoffdruck, die nach der Ausführung der Haupteinspritzung fortlaufend schwankt, als die Modellwellenform CALn-1 in dem Zustand gespeichert werden, in dem die Nacheinspritzung nicht ausgeführt wird. In diesem Fall ist der Einfluss der verschiedenen Störungsfaktoren, welche die Schwankungen auf den Kraftstoffdruck einbringen, in der gespeicherten Modellwellenform CALn-1 gespeichert. Aus diesem Grund kann in einer Situation, in der die Haupteinspritzung ausgeführt wird, und die Nacheinspritzung ausgeführt wird, die Modellwellenform CALn-1, die der Haupteinspritzung entspricht, von der Erfassungswellenform W subtrahiert werden, wodurch die Schwankung des Kraftstoffdrucks, der durch die Nacheinspritzung geändert wird, mit hoher Präzision erfasst werden kann.

Claims

Kraftstoffeinspritzzustands-Einschätzvorrichtung (30), die auf ein Kraftstoffeinspritzsystem angewendet wird, das einen Sammelbehälter (42) zum Sammeln eines Kraftstoffs, der aus einer Kraftstoffzufuhrpumpe (41) zugeführt wird, eine Kraftstoffleitung (42b), die mit einem Abfuhrkanal (42a) des Sammelbehälters verbunden ist, einen Kraftstoffinjektor (10) mit einem Einspritzloch (11b) zum Einspritzen des Kraftstoffs, der aus dem Sammelbehälter durch die Kraftstoffleitung und einen Ventilkörper (12) zum Öffnen und Schließen des Einspritzlochs zugeführt wird, und einen Kraftstoffdrucksensor (20), der in einer Kraftstoffzufuhrstrecke, die sich von dem Abfuhrkanal zu dem Einspritzloch erstreckt, angeordnet ist und einen Kraftstoffdruck erfasst, umfasst, und das eine mehrstufige Einspritzungssteuerung ausführt, bei welcher der Kraftstoff mehr als einmal in einem Verbrennungszyklus eingespritzt wird, wobei die Kraftstoffeinspritzzustands-Einschätzvorrichtung aufweist: eine Referenzdruck-Erlangungseinheit, konfiguriert, um den Kraftstoffdruck bevor eine erste Kraftstoffeinspritzung durch den Kraftstoffinjektor ausgeführt wird, als einen Referenzdruck zu erlangen; eine erste Wellenform-Erlangungseinheit, konfiguriert, um eine erste Wellenform (W) zu erlangen, die für eine Änderung des Kraftstoffdrucks basierend auf dem Kraftstoffdruck, der durch den Kraftstoffdrucksensor erfasst wird, bezeichnend ist; eine Druckschwankungs-Recheneinheit, die basierend auf einem Druckschwankungsmodell nach Ventilschließung (CALn-1), das vorab erzeugt wird, eine Druckschwankung in dem Kraftstoffdruck, die nach dem Abschluss der Kraftstoffeinspritzung fortläuft, unter Druckschwankungen des Kraftstoffdrucks berechnet, die dadurch verursacht werden, dass zugelassen wird, dass der Kraftstoff durch den Kraftstoffinjektor eingespritzt wird; eine zweite Wellenform-Erlangungseinheit, konfiguriert, um eine zweite Wellenform (Wn) zu erlangen, die erhalten wird, in dem die Druckschwankung, die durch die Druckschwankungs-Recheneinheit berechnet wird, von der ersten Wellenform (W) entfernt wird; eine Einspritzzustands-Einschätzeinheit, konfiguriert, um einen Kraftstoffeinspritzzustand von dem Einspritzloch basierend auf der zweiten Wellenform (Wn), die von der zweiten Wellenform-Erlangungseinheit erlangt wird, einzuschätzen; und eine Speichereinheit, bei der in einer Situation, in der die Kraftstoffeinspritzung nicht aufeinanderfolgend in einem Verbrennungszyklus ausgeführt wird, der Kraftstoff aus dem Kraftstoffinjektor eingespritzt wird, die erste Wellenform (W) fortlaufend durch die erste Wellenform-Erlangungseinheit erlangt wird, selbst nachdem die Kraftstoffeinspritzung abgeschlossen ist, die zweite Wellenform (Wn) fortlaufend durch die zweite Wellenform-Erlangungseinheit in Bezug auf die erlangte erste Wellenform (W) erlangt wird, und eine Differenz zwischen der erlangten zweiten Wellenform (Wn) und dem Referenzdruck (Pbase), als die Fehlerdaten (Perr) einer Zeitreihe des Druckschwankungsmodells nach Ventilschließung (CALn-1), gespeichert werden, nachdem die Kraftstoffeinspritzung abgeschlossen ist.
Kraftstoffeinspritzzustands-Einschätzvorrichtung nach Anspruch 1, ferner aufweisend eine Korrektureinheit, konfiguriert, um die Druckschwankung zu korrigieren, indem die Fehlerdaten, die der letzten Einspritzung entsprechen, die in der Speichereinheit gespeichert ist, zu der Druckschwankung hinzuaddiert werden, welche durch die Druckschwankungs-Recheneinheit berechnet wird, wenn der Kraftstoff erneut in einer Situation eingespritzt wird, in welcher der Kraftstoff in dem letzten Moment in einem Verbrennungszyklus eingespritzt wird.
Kraftstoffeinspritzzustands-Einschätzvorrichtung nach Anspruch 2, ferner aufweisend: eine Belastungs-Berechnungseinheit, konfiguriert, um eine Belastung einer Verbrennungsmaschine zu berechnen; und eine Nächste-Stufe-Einspritzungsausführungs-Bestimmungseinheit, die bestimmt, ob ein Betriebszustand vorliegt, sodass eine Nächste-Stufe-Einspritzung als eine Einspritzung ausgeführt werden soll, die auf eine Haupteinspritzung folgt, die eine Kraftstoffeinspritzung mit einem Maximum einer Kraftstoffeinspritzmenge in einem Verbrennungszyklus ist, übereinstimmend damit, ob die Belastung, welche durch die Belastungs-Berechnungseinheit berechnet wird, in eine mittlere Belastung fällt, die höher als eine erste vorbestimmte Belastung und niedriger als eine zweite vorbestimmte Belastung ist, oder nicht, wobei die Korrektureinheit die Korrektur auf einer Änderung in dem Kraftstoffdruck, der durch die Nächste-Stufe-Einspritzung verursacht wird, unter der Bedingung ausführt, dass der Betriebszustand bestimmt wird, in dem die Nächste-Stufe-Einspritzung durch die Nächste-Stufe-Einspritzungsausführungs-Bestimmungseinheit ausgeführt werden soll.
Kraftstoffeinspritzzustands-Einschätzvorrichtung nach Anspruch 3, ferner aufweisend eine Untersagungseinheit, konfiguriert, um die Ausführung der Nächste-Stufe-Einspritzung zu untersagen und der Speichereinheit zu erlauben, die Fehlerdaten zu speichern, die der Einspritzung unmittelbar vor der Nächste-Stufe-Einspritzung entsprechen, unter der Bedingung, dass, wenn durch die Nächste-Stufe-Einspritzungsausführungs-Bestimmungseinheit bestimmt wird, dass der Betriebszustand vorliegt, bei dem die Nächste-Stufe-Einspritzung ausgeführt werden soll, die Speichereinheit die Fehlerdaten in dem Betriebszustand nicht speichert.
Kraftstoffeinspritzzustands-Einschätzvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Speichereinheit die Fehlerdaten speichert, die der Einspritzung unmittelbar vor der Nächste-Stufe-Einspritzung entsprechen, unter der Bedingung, dass im Betriebszustand keine Fehlerdaten gespeichert werden, und der Einspritzzustand vorliegt, bei dem die Nächste-Stufe-Einspritzung nicht ausgeführt werden soll.
Kraftstoffeinspritzzustands-Einschätzvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei die Nächste-Stufe-Einspritzung eine Nacheinspritzung ist.
Kraftstoffeinspritzzustands-Einschätzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, ferner aufweisend: eine Kraftstoffeinspritzmengen-Erlangungseinheit, konfiguriert, um eine Kraftstoffeinspritzmenge für jede Einspritzung zu erlangen, die aus dem Kraftstoffinjektor sequenziell eingespritzt wird; und eine Einspritzmenge-Bestimmungseinheit, konfiguriert, um zu bestimmen, dass die Kraftstoffeinspritzmenge, die durch die Kraftstoffeinspritzmengen-Erlangungseinheit erlangt wird, größer als eine vorbestimmte Menge ist, wobei die Speichereinheit die Fehlerdaten, die der untersuchten Kraftstoffeinspritzung entsprechen, unter der Bedingung speichert, dass durch die Einspritzmengen-Bestimmungseinheit bestimmt wird, dass die Kraftstoffeinspritzmenge größer als die vorbestimmte Menge ist.
Kraftstoffeinspritzzustands-Einschätzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei: die Speichereinheit die Differenz zwischen der zweiten Wellenform und dem Referenzdruck in einer Dauer, in der eine periodische Schwankungsamplitude der Differenz größer als ein vorbestimmter Wert ist, als die Fehlerdaten speichert, und nicht die Differenz in einer Dauer, in der die periodische Schwankungsamplitude der Differenz kleiner als der vorbestimmte Wert ist, als die Fehlerdaten speichert.