DE102018129855A1

DE102018129855A1 - Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102018129855A1
Application number: DE102018129855.2A
Authority: DE
Inventors: Ko KOMATSU
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2017-12-06
Filing date: 2018-11-27
Publication date: 2019-06-06
Anticipated expiration: 2038-11-28
Also published as: US20190170081A1; DE102018129855B4; US10731595B2; JP2019100299A; JP6969337B2

Abstract

Eine Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung (30) umfasst einen Referenzintervallberechnungsabschnitt (S70), welcher ein Referenzintervall (Ta) zwischen einer Endzeit (tgd) eines Abnahmeintervalls (Td), in welchem der Druck mit zunehmender Kraftstoffeinspritzrate (Q) abnimmt, und einer Startzeit (tgu) eines Zunahmeintervalls (Tu), in welchem der Druck mit abnehmender Kraftstoffeinspritzrate (Q) zunimmt, auf einer durch den Drucksensor (20) erfassten Druckwellenform (Pw) berechnet, einen Integrationsintervalleinstellabschnitt (S82), welcher in dem Referenzintervall (Ta) ein Integrationsintervall (Tf) einstellt, in welchem ein Einfluss einer Störung auf die Kraftstoffdruckabnahme aufgrund einer Solleinspritzung (Dk) unterdrückt werden kann, und einen Abnahmebetragberechnungsabschnitt (S84), welcher einen entsprechenden Druckabnahmebetrag (Pd), der einem Kraftstoffdruckabnahmebetrag gemäß einer maximalen Einspritzrate (Qmax) von Kraftstoff der Solleinspritzung (Dk) entspricht, basierend auf einem Integralwert berechnet, der durch Integrieren des Kraftstoffdruckabnahmebetrags aufgrund der Solleinspritzung (Dk) in dem Integrationsintervall (Tf) erhalten wird.

Description

Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung einer Verbrennungskraftmaschine, die auf ein Kraftstoffeinspritzsystem mit einem Drucksensor angewendet wird, der einen Druck von Kraftstoff erfasst, der einem Kraftstoffeinspritzventil zugeführt wird.
Die JP 5704152 B2 offenbart eine Technologie, die einen Drucksensor zum Erfassen einer Druckänderung (einer Druckwellenform) von zugeführtem Kraftstoff aufgrund einer Kraftstoffeinspritzung umfasst und zum Berechnen einer Einspritzrate aus der erfassten Druckwellenform dient. Genauer gesagt, da es eine hohe Korrelation zwischen einem durch die Erhöhung der Einspritzrate verursachten Druckabnahmebetrag ΔP und der Einspritzrate dQ gibt, wird die Einspritzrate dQ berechnet, indem der aus der Druckwellenform erfasste Druckabnahmebetrag ΔP mit einem Koeffizienten, wie einem Strömungsratenkoeffizienten Cd, multipliziert wird. Als eine maximale Einspritzrate dQmax kann eine momentane Einspritzrate dQ zu irgendeiner Zeit eingesetzt werden. So lehrt beispielsweise die JP 5704152 B2 , dass eine Einspritzrate dQ zu einer Zeit, wenn ein Druckwert des zugeführten Kraftstoffes bei einer Druckwellenform im Wesentlichen konstant ist, verwendet werden kann.
Die Druckwellenform verändert sich jedoch aufgrund von Störungen, wie einer Druckpulsation, die durch eine Voreinspritzung von mehrstufigen Einspritzungen verursacht wird, und einer Ventilöffnungspulsation, die durch das Öffnen eines Kraftstoffeinspritzventils abweichend zu einer Solleinspritzung verursacht wird. Selbst wenn also versucht wird, die Zeit zu wählen, wenn der Druckwert des zugeführten Kraftstoffes auf der Druckwellenform im Wesentlichen konstant ist, variiert ein tatsächlicher Druckwert des zugeführten Kraftstoffes. Wenn der momentane Druckabnahmebetrag erlangt wird und die maximale Einspritzrate aus dem erlangten momentanen Druckabnahmebetrag berechnet wird, verändert sich daher der erlangte Druckabnahmebetrag in Abhängigkeit von der Zeit, wenn der Druckabnahmebetrag erlangt wird, und es ist nicht möglich, die maximale Einspritzrate genau zu berechnen.
Die vorliegende Offenbarung adressiert zumindest einen der vorstehenden Punkte. Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, einen Druckabnahmebetrag durch Unterdrücken einer Veränderung genau zu erfassen.
Um die Aufgabe der vorliegenden Offenbarung zu lösen, ist eine Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung vorgesehen, die auf ein Kraftstoffeinspritzsystem mit einem Drucksensor, der einen Druck von Kraftstoff erfasst, der einem Kraftstoffeinspritzventil zugeführt wird, angewendet wird. Die Vorrichtung umfasst einen Referenzintervallberechnungsabschnitt, welcher derart konfiguriert ist, dass dieser ein Referenzintervall zwischen einer Endzeit eines Abnahmeintervalls, in dem der Druck mit zunehmender Kraftstoffeinspritzmenge abnimmt, und einer Startzeit eines Zunahmeintervalls, in dem der Druck mit abnehmender Kraftstoffeinspritzmenge zunimmt, bei einer durch den Drucksensor erfassten Druckwellenform berechnet, einen Integrationsintervalleinstellabschnitt, welcher derart konfiguriert ist, dass dieser in dem Referenzintervall ein Integrationsintervall einstellt, in dem ein Einfluss einer Störung auf die Kraftstoffdruckabnahme aufgrund einer Solleinspritzung unterdrückt werden kann, und einen Abnahmebetragberechnungsabschnitt, welcher derart konfiguriert ist, dass dieser einen entsprechenden Druckabnahmebetrag, der einem Betrag der Kraftstoffdruckabnahme gemäß einer maximalen Einspritzrate des Kraftstoffes der Solleinspritzung entspricht, basierend auf einem Integralwert, der durch Integrieren des Betrags der Kraftstoffdruckabnahme aufgrund der Solleinspritzung in dem Integrationsintervall erhalten wird, berechnet.
Die Vorstehende und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung, die unter Bezugnahme auf die beigefügten Abbildungen ausgeführt ist, ersichtlicher. In den Abbildungen sind:

1 eine schematische Ansicht einer Konfiguration eines Kraftstoffeinspritzsystems;
2 ein Zeitdiagramm, welches (a) ein Antriebssignal, (b) eine Einspritzrate und (c) eine Druckwellenform bei einer ersten Ausführungsform zeigt;
3 eine schematische Ansicht einer Konfiguration einer Einspritzratenerlangungsvorrichtung;
4 ein Flussdiagramm, welches einen Ablauf einer Initialeinspritzbetragerlangungsverarbeitung zeigt;
5 ein Flussdiagramm, welches einen Ablauf einer Einspritzsteuerungsverarbeitung zeigt;
6 ein Flussdiagramm, welches einen Ablauf einer Druckabnahmebetragberechnungsverarbeitung bei der ersten Ausführungsform zeigt;
7 ein Flussdiagramm, welches einen Ablauf einer Einspritzlochanomaliebestimmungsverarbeitung zeigt;
8 ein Zeitdiagramm, welches (a) eine Druckwellenform Pw vor dem Entfernen einer Modellwellenform, (b) die Modellwellenform und (c) eine Druckwellenform Pw nach dem Entfernen der Modellwellenform zeigt;
9A ein Diagramm, welches die Veränderungsraten der maximalen Einspritzraten zeigt;
9B ein Diagramm, welches die Veränderungsraten der maximalen Einspritzraten zeigt;
10 ein Zeitdiagramm, welches (a) ein Antriebssignal, (b) eine Einspritzrate und (c) einen Raildruck und (d) eine Druckwellenform zeigt;
11A eine schematische Ansicht zum Erläutern eines Mechanismus zum Erzeugen einer Ventilöffnungspulsation;
11B eine schematische Ansicht zum Erläutern eines Mechanismus zum Erzeugen einer Ventilöffnungspulsation;
12 ein Zeitdiagramm, welches (a) ein Antriebssignal, (b) eine Einspritzrate und (c) eine Druckwellenform bei einer zweiten Ausführungsform zeigt; und
13 ein Flussdiagramm, welches einen Ablauf einer Druckabnahmebetragberechnungsverarbeitung bei der zweiten Ausführungsform zeigt.

Jeweilige Ausführungsformen, in denen jeweils eine Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung ausgeführt ist, werden im Folgenden anhand der Abbildungen beschrieben. Die nachstehend beschriebene Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung ist an einer Maschine bzw. einem Motor (Verbrennungskraftmaschine) für ein Fahrzeug montiert, und für den Motor wird an einen Dieselmotor gedacht, in den Hochdruckkraftstoff eingespritzt und unter einer Kompression in jedem einer Mehrzahl von Zylindern #1 bis #4 veranlasst wird, sich selbst zu entzünden.
(Erste Ausführungsform)
1 ist eine schematische Ansicht eines Kraftstoffeinspritzsystems 100 mit Kraftstoffeinspritzventilen 10, die bei den jeweiligen Zylindern des Motors montiert sind, Drucksensoren 20, die bei den jeweiligen Kraftstoffeinspritzventilen 10 montiert sind, einer ECU 30, die einer Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung entspricht, und dergleichen. Das Kraftstoffeinspritzsystem 100 ist an dem Motor für das Fahrzeug montiert.
Das Kraftstoffeinspritzsystem 100 entspricht einem Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem, bei dem Kraftstoff in einem Kraftstofftank 40 von einer Kraftstoffpumpe 41 angesaugt, unter Druck in eine Common-Rail 42 eingespeist, unter hohem Druck gespeichert und von den Blenden 42a der Common-Rail 42 zu den Kraftstoffeinspritzventilen 10 (#1 bis #4) der jeweiligen Zylinder über Kraftstoffleitungen 42b verteilt und zugeführt wird. Die Mehrzahl der Kraftstoffeinspritzventile 10 (#1 bis #4) führt nacheinander Kraftstoffeinspritzungen in einer voreingestellten Reihenfolge durch. Da als die Kraftstoffpumpe 41 eine Kolbenpumpe verwendet wird, wird der Kraftstoff synchron zu einer Hin- und Herbewegung eines Kolbens unter Druck zugeführt. Bei der vorliegenden Ausführungsform entspricht die Common-Rail 42 einem „Speicherbehälter“.
Jedes der Kraftstoffeinspritzventile 10 umfasst einen Körper 11, ein Ventilelement 12 mit einer Nadelgestalt, ein Stellglied 13 und dergleichen, die im Folgenden beschrieben werden. Der Körper 11 besitzt einen in diesem ausgebildeten Hochdruckdurchlass 11a und ein Einspritzloch 11b, welches Kraftstoff einspritzt. Das Ventilelement 12 ist in dem Gehäuse 11 aufgenommen und öffnet und schließt das Einspritzloch 11b.
In dem Körper 11 ist eine Gegendruckkammer 11c ausgebildet, die einen Gegendruck auf das Ventilelement 12 aufbringt, und der Hochdruckdurchlass 11a und ein Niederdruckdurchlass 11d sind mit der Gegendruckkammer 11c verbunden. Ein Steuerventil 14 schaltet zwischen einer Verbindung und einer Trennung des Hochdruckdurchlasses 11a und des Niederdruckdurchlasses 11d zu bzw. mit und von der Gegendruckkammer 11c um. Wenn das Stellglied 13, wie eine elektromagnetische Spule und ein piezoelektrisches Element, bestromt wird, um das Steuerventil 14 anzutreiben und in 1 nach unten zu drücken, kommuniziert die Gegendruckkammer 11c mit dem Niederdruckdurchlass 11d und ein Kraftstoffdruck in der Gegendruckkammer 11c nimmt ab. Folglich verringert sich der auf das Ventilelement 12 aufgebrachte Gegendruck und das Ventilelement 12 wird angehoben (angetrieben, um sich zu öffnen). Auf diese Art und Weise wird eine Sitzfläche 12a des Ventilelements 12 von der Sitzfläche 11e des Körpers 11e gelöst und der Kraftstoff wird von dem Einspritzloch 11b eingespritzt.
Andererseits steht, wenn das Stellglied 13 abgeschaltet wird, um das Steuerventil 14 in 1 nach oben anzutreiben, die Gegendruckkammer 11c mit dem Hochdruckdurchlass 11a in Verbindung und der Kraftstoffdruck in der Gegendruckkammer 11c nimmt zu. Folglich steigt der auf das Ventilelement 12 aufgebrachte Gegendruck und das Ventilelement 12 wird nach unten gehoben (angetrieben, um sich zu schließen). Auf diese Art und Weise wird die Sitzfläche 12a des Ventilelements 12 auf die Sitzfläche 11e des Körpers 11e gesetzt bzw. mit dieser in Anlage gebracht und die Kraftstoffeinspritzung aus dem Einspritzloch 11b wird gestoppt.
Daher steuert die ECU 30 die Bestromung bzw. Erregung des Stellglieds 13, um dadurch den Antrieb des Ventilelements 12 zum Öffnen und Schließen zu steuern. Auf diese Art und Weise wird der von der Common-Rail 42 zu dem Hochdruckdurchlass 11a geführte Hochdruckkraftstoff aus dem Einspritzloch 11b gemäß dem Antrieb des Ventilelements 12 zum Öffnen und Schließen eingespritzt.
Der Drucksensor 20 ist an jedem der Kraftstoffeinspritzventile 10 montiert und erfasst einen Druck des dem Kraftstoffeinspritzventil 10 zugeführten Kraftstoffs. Der Drucksensor 20 umfasst einen Schaft 21 (Formänderungskörper) und ein Drucksensorelement 22, die im Folgenden beschrieben werden. Der Schaft 21 ist an dem Körper 11 montiert und eine bei dem Schaft 21 ausgebildete Membraneinheit 21a wird unter dem Druck des durch den Hochdruckdurchlass 11a strömenden Hochdruckkraftstoffes elastisch verformt. Das Drucksensorelement 22 ist an der Membraneinheit 21a montiert und gibt ein Druckerfassungssignal an die ECU 30 gemäß einem elastischen Verformungsbetrag der Membraneinheit 21a aus.
Die ECU 30 berechnet einen Soll-Einspritzzustand (z.B. die Anzahl von Einspritzstufen, eine Einspritzstartzeit, eine Einspritzendzeit und einen Einspritzbetrag bzw. eine Einspritzmenge) basierend auf einem Betätigungsbetrag eines Gaspedals, einer Motorlast, einer Motordrehzahl und dergleichen. Die ECU 30 speichert beispielsweise ein Einspritzzustandskennfeld, in dem optimale Einspritzzustände gemäß den Motorlasten und den Motordrehzahlen gespeichert sind. Die ECU 30 berechnet den Soll-Einspritzzustand basierend auf der aktuellen Motorlast und Motordrehzahl und unter Bezugnahme auf das Einspritzzustandskennfeld. Die ECU 30 erzeugt ein Antriebssignal Sm (siehe (a) in 2) zum Realisieren einer Soll-Einspritzmenge Jk entsprechend dem berechneten Soll-Einspritzzustand, und gibt das Antriebssignal Sm an das Kraftstoffeinspritzventil 10 aus, um dadurch den Antrieb des Kraftstoffeinspritzventils 10 zu steuern.
Die ECU 30 erfasst eine Veränderung des Kraftstoffdrucks als eine Druckwellenform Pw (siehe (c) in 2) basierend auf dem Erfassungswert des Drucksensors 20 und berechnet eine maximale Einspritzrate Qmax des Kraftstoffs (siehe (b) in 2) basierend auf einem Druckabnahmebetrag des Kraftstoffes, welcher durch eine Solleinspritzung hervorgerufen wird. Der Druckabnahmebetrag entspricht einem Abnahmebetrag des Drucks ausgehend von einem vorbestimmten Referenzdruckwert Pk, und der Referenzdruckwert Pk wird später beschrieben.
Die Druckwellenform Pw verändert sich aufgrund von anderen Störungen als der Solleinspritzung. Die Störungen umfassen beispielsweise eine Druckpulsation, die durch eine Voreinspritzung einer mehrstufigen Einspritzung mit einer Mehrzahl von Einspritzstufen hervorgerufen wird, und eine Ventilöffnungspulsation, die durch das Öffnen des Kraftstoffeinspritzventils 10 hervorgerufen wird. Auch wenn der Zeitpunkt, zu dem der Druckwert des zugeführten Kraftstoffs auf der Druckwellenform Pw im Wesentlichen konstant ist, gewählt werden soll, variiert daher ein tatsächlicher Druckwert des zugeführten Kraftstoffs. Wenn der momentane Druckabnahmebetrag erlangt wird und die maximale Einspritzrate Qmax aus dem erlangten momentanen Druckabnahmebetrag berechnet wird, verändert sich der erlangte Druckabnahmebetrag in Abhängigkeit von der Zeit, wenn der Druckabnahmebetrag erlangt wird, und es ist nicht möglich, die maximale Einspritzbetrag Qmax präzise zu berechnen.
Um das vorstehend beschriebene Problem zu lösen, führt die ECU 30 bei der vorliegenden Ausführungsform die Einspritzsteuerungsverarbeitung durch. Die Einspritzsteuerungsverarbeitung entspricht einer Verarbeitung zum Berechnen des Kraftstoffdruckabnahmebetrags Pd gemäß der maximalen Einspritzrate Qmax des Kraftstoffs der Solleinspritzung (im Folgenden als „entsprechender Druckabnahmebetrag“ bezeichnet) basierend auf einem Integralwert, der durch Integrieren des Kraftstoffdruckabnahmebetrags aufgrund der Solleinspritzung in einem Integrationsintervall Tf erhalten wird, in welchem Einflüsse von Störungen auf die Kraftstoffdruckabnahme aufgrund der Solleinspritzung unterdrückt werden können. Auf diese Art und Weise ist es möglich, den entsprechenden Druckabnahmebetrag Pd durch Unterdrücken der Veränderung geeignet zu berechnen.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die Einspritzsteuerungsverarbeitung nach der Initialeinspritzbetragerlangungsverarbeitung durchgeführt. Die Initialeinspritzbetragerlangungsverarbeitung und die Einspritzsteuerungsverarbeitung werden im Folgenden in dieser Reihenfolge beschrieben.
Zunächst wird die Initialeinspritzbetragerlangungsverarbeitung beschrieben. Die Initialeinspritzbetragerlangungsverarbeitung entspricht einer Verarbeitung zum Erlangen einer anfänglichen Maximaleinspritzrate bzw. einer maximalen Initialeinspritzrate QAmax, die einer maximalen Einspritzrate Qmax in einem Ausgangszustand vor einer Alterungsverschlechterung (Veränderung) des Kraftstoffeinspritzventils 10 entspricht. Die Initialeinspritzbetragerlangungsverarbeitung wird unter Verwendung einer speziellen bzw. fest zugeordneten Einspritzratenerlangungsvorrichtung 60 (siehe 3) bei einer Prüfung des Kraftstoffeinspritzventils 10 vor dem Versand, beispielsweise bevor das Kraftstoffeinspritzventil 10 am Motor montiert wird, durchgeführt.
Wie in 3 gezeigt ist, umfasst die Einspritzratenerlangungsvorrichtung 60 eine Steuerungsvorrichtung 70, eine Kraftstoffpumpe 71 zur Inspektion, einen Strömungsratensensor 72 und dergleichen, die im Folgenden beschrieben werden. Die Steuerungsvorrichtung 70 erzeugt ein Antriebssignal Sm und gibt das Antriebssignal Sm an das Kraftstoffeinspritzventil 10 aus. Die Steuerungsvorrichtung 70 gibt ein Druckbestimmungssignal Sp an die Kraftstoffpumpe 71 zur Inspektion aus, um aus einer Mehrzahl von bestimmten Drücken einen beliebigen bestimmten Druck bzw. Bestimmungsdruck zu bestimmen. Die Kraftstoffpumpe 71 zur Inspektion führt den Kraftstoff mit dem unter Verwendung des Druckbestimmungssignals Sp bestimmten Bestimmungsdruck hin zu dem Kraftstoffeinspritzventil 10. Der Strömungsratensensor 72 ist an einer Leitung bzw. einem Rohr 73 montiert, das sich von einem Spitzenendabschnitt des Kraftstoffeinspritzventils 10 erstreckt, in dem das Einspritzloch 11b ausgebildet ist. Der Strömungsratensensor 72 erfasst eine Strömungsrate des von dem Kraftstoffeinspritzventil 10 eingespritzten und durch die Leitung 73 strömenden Kraftstoffs und gibt ein Strömungsratenerfassungssignal Sj an die Steuerungsvorrichtung 70 aus. Die Steuerungsvorrichtung 70 berechnet eine Einspritzrate Q, die einem Einspritzbetrag bzw. einer Einspritzmenge des Kraftstoffeinspritzventils 10 pro Zeiteinheit entspricht, basierend auf dem Erfassungswert des Strömungsratensensors 72 und erlangt den Maximalwert des Einspritzwertes Q als die maximale Initialeinspritzrate QAmax. Die Kraftstoffpumpe 71 zur Inspektion entspricht einer Pumpe, die in der Lage ist, den für das Kraftstoffeinspritzventil 10 erforderlichen Hochdruckkraftstoff zuzuführen. Daher wird bei der Initialeinspritzbetragerlangungsverarbeitung der ausreichende Hochdruckkraftstoff zu dem Kraftstoffeinspritzventil 10 geführt, wie in dem Fall, in dem die Common-Rail 42 mit dem Kraftstoffeinspritzventil 10 verbunden ist.
4 ist ein Flussdiagramm, welches einen Ablauf der Initialeinspritzbetragerlangungsverarbeitung zeigt. Wenn die Steuerungsvorrichtung 70 die Initialeinspritzbetragerlangungsverarbeitung startet, stellt die Steuerungsvorrichtung 70 bei Schritt S10 zunächst die Anzahl Np (Np: natürliche Zahl) der Einspritzungen auf „1“ ein. Die Steuerungsvorrichtung 70 weist die Anzahl Np an Einspritzungen für jeden der bestimmten Drücke auf und stellt sämtliche Zahlen Np der Einspritzungen bei Schritt S10 auf „1“ ein.
Bei Schritt S12 gibt die Steuerungsvorrichtung 70 das Druckbestimmungssignal Sp an die Kraftstoffpumpe 71 zur Inspektion aus. Anschließend gibt die Steuerungsvorrichtung 70 bei Schritt S14 das Antriebssignal Sm an das Kraftstoffeinspritzventil 10 aus und beendet die Ausgabe des Antriebssignals Sm bei Schritt S16. Folglich wird das Kraftstoffeinspritzventil 10 angetrieben, um den Kraftstoff über ein Ausgabeintervall des Antriebssignals Sm einzuspritzen. Nachfolgend wird das Ausgabeintervall des Antriebssignals Sm als „Antriebsintervall Tm“ des Kraftstoffeinspritzventils 10 bezeichnet. Der Strömungsratensensor 72 erfasst die Strömungsrate des durch die Leitung 73 strömenden Kraftstoffs über das Antriebsintervall Tm und ein vorbestimmtes Intervall nach dem Antriebsintervall Tm.
Bei Schritt S18 berechnet die Steuerungsvorrichtung 70 die maximale Initialeinspritzrate QAmax basierend auf dem Erfassungswert des Strömungsratensensors 72. Anschließend bestimmt die Steuerungsvorrichtung 70 bei Schritt S20, ob die Anzahl Np an Einspritzungen gemäß dem bei Schritt S12 bestimmten Bestimmungsdruck größer ist als eine vorbestimmte spezifische Zahl Ntg.
Im Falle einer positiven Bestimmung bei Schritt S20 berechnet die Steuerungsvorrichtung 70 bei Schritt S22 einen Mittelwert der bei Schritt S18 berechneten Np maximalen Initialeinspritzraten QAmax und speichert den Mittelwert als die maximale Initialeinspritzrate QAmax in einem Lernkennfeld in einem Ausgangszustand, während der Mittelwert auf den bei Schritt S12 bestimmten Bestimmungsdruck bezogen wird. Andererseits erhöht die Steuerungsvorrichtung 70 im Falle einer negativen Bestimmung bei Schritt S20 bei Schritt S24 die Anzahl Np an Einspritzungen gemäß dem bei Schritt S12 bestimmten Bestimmungsdruck um 1.
Im nächsten Schritt S26 bestimmt die Steuerungsvorrichtung 70, ob die maximale Initialeinspritzrate QAmax für jeden Bestimmungsdruck erlernt ist. Im Falle einer negativen Bestimmung bei Schritt S26 kehrt die Steuerungsvorrichtung 70 zu Schritt S12 zurück. Andererseits beendet die Steuerungsvorrichtung 70 im Falle einer zustimmenden Bestimmung bei Schritt S26 die Initialeinspritzbetragerlangungsverarbeitung.
Nachfolgend wird die Einspritzsteuerungsverarbeitung beschrieben. Die ECU 30 führt die Einspritzsteuerungsverarbeitung während des Motorantriebs zu jeder vorbestimmten Zeit wiederholend durch.
5 ist ein Flussdiagramm, welches einen Ablauf der Einspritzsteuerungsverarbeitung zeigt. Wenn die ECU 30 die Einspritzsteuerungsverarbeitung startet, stellt die ECU 30 bei Schritt S30 zunächst die Anzahl Np an Einspritzungen auf „1“ ein. Bei Schritt S32 gibt die ECU 30 das Druckbestimmungssignal Sp an die Kraftstoffpumpe 71 zur Inspektion aus. Anschließend gibt die ECU 30 bei Schritt S34 das Antriebssignal Sm an das Kraftstoffeinspritzventil 10 aus und beendet die Ausgabe des Antriebssignals Sm bei Schritt S36.
Wie in 2 gezeigt ist, führt die ECU 30 die mehrstufige Einspritzung mit einer Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzungen in einem Verbrennungszyklus durch, um ein Geräusch und eine Abgasemission zu unterdrücken, und diese gibt das Antriebssignal Sm für die Voreinspritzung Dz und das Antriebssignal Sm für eine Folgeeinspritzung Dk auf die Voreinspritzung Dz folgend aus. Bei der vorliegenden Ausführungsform betrachtet die ECU 30 die Folgeeinspritzung Dk als die Solleinspritzung und berechnet den entsprechenden Druckabnahmebetrag Pd der Folgeeinspritzung Dk.
Bei Schritt S38 führt die ECU 30 eine Wellenformentfernungsverarbeitung durch. Die Wellenformentfernungsverarbeitung umfasst eine Nichteinspritzzylinder-Wellenformentfernungsverarbeitung und eine Vorpulsationswellenformentfernungsverarbeitung.
Die Nichteinspritzzylinder-Wellenformentfernungsverarbeitung entspricht einer Verarbeitung zum Erfassen von Nichteinspritzzylinder-Wellenformen, die in der Druckwellenform Pw vor der Voreinspritzung Dz enthalten sind, und zum Subtrahieren der Nichteinspritzzylinder-Wellenformen von der Druckwellenform Pw. Die Nichteinspritzzylinder-Wellenformen werden durch eine Übertragung einer Druckpulsation, die durch Einspritzungen der von dem Soll-Kraftstoffeinspritzventil 10 (#1) abweichenden Kraftstoffeinspritzventilen 10 (#2 bis #4) verursacht wird, auf das Soll-Kraftstoffeinspritzventil 10 über die Common-Rail 42 erzeugt. Ein im Wesentlichen konstanter Druckwert der Druckwellenform Pw, der durch Subtrahieren der Nichteinspritzzylinder-Wellenformen von der Druckwellenform Pw vor der Voreinspritzung Dz erhalten wird, entspricht einem Referenzdruckwert Pk.
Die Vorpulsationswellenformentfernungsverarbeitung entspricht einer Verarbeitung zum Berechnen einer Modellwellenform, die durch Modellieren einer durch die Voreinspritzung Dz erzeugten Druckpulsationswellenform erhalten wird (im Folgenden einfach als „Modellwellenform“ bezeichnet), und zum Subtrahieren der Modellwellenform von der Druckwellenform Pw nach der Voreinspritzung Dz. Als die Modellwellenform kann eine Wellenform einer Vibration bzw. Schwingung in einem spezifizierten Zyklus (Periode) Tk und mit einer Amplitude, die im Laufe der Zeit abnimmt, seit die Voreinspritzung Dz zunimmt, wie beispielsweise in den Ausdrücken 1, 2 gezeigt ist, eingesetzt werden. Bei der vorliegenden Ausführungsform entspricht die Vorpulsationswellenformentfernungsverarbeitung aus den Teilen der Verarbeitung bei Schritt S38 einem „Wellenformverarbeitungsabschnitt“. $F (t) = \sum e^{- k t} A sin (w t + θ)$
$w = \frac{2 π}{T k}$
Im nächsten Schritt S40 erfasst die ECU 30 eine Druckabnahmeendzeit tgd und eine Druckzunahmestartzeit tgu der Folgeeinspritzung Dk. Wie in 2 gezeigt ist, stellt die ECU 30 zunächst ein Abnahmeintervall Td, in dem der Druck mit zunehmender Kraftstoffeinspritzrate Q abnimmt, und ein Zunahmeintervall Tu, in dem der Druck mit abnehmender Kraftstoffeinspritzrate zunimmt, auf der Druckwellenform Pw der Folgeeinspritzung Dk ein. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist das Intervall, in dem die Druckwellenform Pw monoton von dem Referenzdruckwert Pk abnimmt, wenn die Kraftstoffeinspritzrate Q zunimmt, als das Abnahmeintervall Td eingestellt, und das Intervall, in dem die Druckwellenform Pw monoton auf den Referenzdruckwert Pk zunimmt, wenn die Kraftstoffeinspritzrate Q abnimmt, ist als das Zunahmeintervall Tu eingestellt.
Nachfolgend berechnet die ECU 30 eine Abnahmenäherungslinie Ld, die durch eine lineare Annäherung der Druckwellenform Pw in dem Abnahmeintervall Td erhalten wird, und eine Zunahmenäherungslinie Lu, die durch eine lineare Annäherung der Druckwellenform Pw in dem Zunahmeintervall Tu erhalten wird. Für die lineare Annäherung der Druckwellenform Pw kann ein bekanntes lineares Annäherungsberechnungsverfahren verwenden werden.
Schließlich erfasst die ECU 30 einen Minimaldruckwert Pmin, der einem durch den Drucksensor 20 zu der Druckabnahmeendzeit tgd erfassten Druckwert entspricht, und diese erfasst eine Zeit, wenn die Abnahmenäherungslinie Ld den Minimaldruckwert Pmin erreicht, als die Druckabnahmeendzeit tgd. Die ECU 30 erfasst außerdem eine Zeit, wenn die Zunahmenäherungslinie Lu den Minimaldruckwert Pmin erreicht, als die Druckzunahmestartzeit tgu.
Im nächsten Schritt S42 erfasst die ECU 30 eine aktuelle Fahrstrecke eines Fahrzeugs und bestimmt, ob eine Fahrstrecke Kn, die zu einer Fahrstrecke Kz zu einer Zeit, wenn das Lernen des entsprechenden Druckabnahmebetrags Pd zum letzten Mal endet, addiert wird, länger als eine vorbestimmte spezifizierte Fahrstrecke Ktg ist. Im Falle einer negativen Bestimmung bei Schritt S42 beendet die ECU 30 die Einspritzsteuerungsverarbeitung. Im Falle einer positiven Bestimmung bei Schritt S42 schreitet die ECU 30 zu Schritt S44 voran.
Bei Schritt S44 bestimmt die ECU 30, ob der Soll-Einspritzbetrag Jk nach der Folgeeinspritzung Dk größer als ein vorbestimmter spezifizierter Einspritzbetrag Jtg ist. Der spezifizierte Einspritzbetrag Jtg ist auf einen Einspritzbetrag eingestellt, mit dem die Kraftstoffeinspritzrate Q des Kraftstoffeinspritzventils 10 die maximale Einspritzrate Qmax erreicht. Im Falle einer negativen Bestimmung bei Schritt S44 schreitet die ECU 30 zu Schritt S60 voran. Im Falle einer zustimmenden Bestimmung bei Schritt S44 schreitet die ECU 30 hingegen zu Schritt S46 voran und führt eine Druckabnahmebetragberechnungsverarbeitung zum Berechnen des entsprechenden Druckabnahmebetrags Pd durch.
6 ist ein Flussdiagramm, welches einen Ablauf der Druckabnahmebetragberechnungsverarbeitung zeigt. Wenn die ECU 30 die Druckabnahmebetragberechnungsverarbeitung startet, berechnet die ECU 30 bei Schritt S70 zunächst ein Referenzintervall Ta. Wie in 2 gezeigt ist, berechnet die ECU 30 das Referenzintervall Ta zwischen der Druckabnahmeendzeit tgd und der Druckzunahmestartzeit tgu, welche bei Schritt S40 erfasst werden. Bei der vorliegenden Ausführungsform entspricht die Verarbeitung bei Schritt S70 einem „Referenzintervallberechnungsabschnitt“.
Bei Schritt S72 berechnet die ECU 30 das Antriebsintervall Tmk für die Folgeeinspritzung Dk. Wie in 2 gezeigt ist, berechnet die ECU 30 das Ausgabeintervall, für welches das Antriebssignal Sm für die Folgeeinspritzung Dk an das Kraftstoffeinspritzventil 10 ausgegeben wird, als das Antriebsintervall Tmk.
Bei Schritt S74 berechnet die ECU 30 ein Öffnungsstörungsintervall Tb, bei dem ein Einfluss der Ventilöffnungspulsation groß ist. Wie in 2 gezeigt ist, berechnet die ECU 30 ein Intervall zwischen der Druckabnahmeendzeit tgd und einer lokalen Maximumzeit tgx als das Öffnungsstörungsintervall Tb, wobei die lokale Maximumzeit tgx einem ersten lokalen Maximalpunkt Xa der Druckwellenform Pw entspricht, der nach dem Abnahmeintervall Td in Folge des Öffnens des Kraftstoffeinspritzventils 10 erzeugt wird.
Bei Schritt S76 berechnet die ECU 30 ein Einspritzratenabnahmeintervall Tc für die Folgeeinspritzung Dk. Bei dem Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem nimmt die Kraftstoffeinspritzrate Q in Folge der Fortsetzung der Folgeeinspritzung Dk von der maximalen Einspritzrate Qmax aufgrund eines Druckabfalls in der Common-Rail 42 ab.
Ein Abnahmepunkt Xq, bei dem die Kraftstoffeinspritzrate Q damit beginnt, von der maximalen Einspritzrate Qmax abzunehmen, kann im Voraus aus einer Kapazität des Common-Rail 42, einem Einspritzdruck des Kraftstoffeinspritzventils 10 und dergleichen eingestellt werden. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist eine dem Abnahmepunkt Xq entsprechende Abnahmezeit tgq auf eine Zeit eingestellt, wenn seit der Druckabnahmeendzeit tgd eine vorbestimmte spezifizierte Zeit Ty verstrichen ist. Die ECU 30 berechnet ein Intervall zwischen der Abnahmezeit tgq und der Druckzunahmestartzeit tgu als ein Einspritzratenabnahmeintervall Tc. Bei der vorliegenden Ausführungsform entspricht die Abnahmezeit tgq einer „vorbestimmten Zeit“.
Bei Schritt S78 stellt die ECU 30 das Integrationsintervall Tf, in dem der Druckabnahmebetrag integriert wird, um den entsprechenden Druckabnahmebetrag Pd zu berechnen, vorläufig ein. Wie in 2 gezeigt ist, stellt die ECU 30 vorläufig ein Intervall, das durch Ausschließen des Antriebsintervalls Tmk, des Öffnungsstörungsintervalls Tb und des Einspritzratenabnahmeintervalls Tc, wie in den Schritten S72 bis S76 berechnet, aus dem bei Schritt S70 berechneten Referenzintervall Ta erhalten wird, als das Integrationsintervall Tf ein.
Bei Schritt S80 bestimmt die ECU 30, ob eine Länge des bei Schritt S78 vorläufig eingestellten Integrationsintervalls Tf einer Länge gleich oder länger als ein spezifizierter Zyklus Tk der durch die Voreinspritzung Dz erzeugten Druckpulsationswellenform entspricht (im Folgenden lediglich als „spezifizierter Zyklus Tk“ bezeichnet). Im Falle einer negativen Bestimmung bei Schritt S70 beendet die ECU 30 die Druckabnahmebetragberechnungsverarbeitung. Im Falle einer zustimmenden Bestimmung bei Schritt S80 hingegen stellt die ECU 30 das vorläufig eingestellte Integrationsintervall Tf bei Schritt S82 endgültig ein und schreitet zu Schritt S84 voran. Bei der vorliegenden Ausführungsform entspricht die Verarbeitung bei Schritt S82 einem „Integrationsintervalleinstellabschnitt“.
Bei Schritt S84 berechnet die ECU 30 den entsprechenden Druckabnahmebetrag Pd unter Verwendung des bei Schritt S82 eingestellten Integrationsintervalls Tf und beendet die Druckabnahmebetragberechnungsverarbeitung. Die ECU 30 berechnet den entsprechenden Druckabnahmebetrag Pd bei der Folgeeinspritzung Dk durch Integrieren des Kraftstoffdruckabnahmebetrags aufgrund der Folgeeinspritzung Dk in dem Integrationsintervall Tf und Dividieren des berechneten Integralwerts durch die Länge des Integrationsintervalls Tf. Mit anderen Worten, die ECU 30 berechnet einen Mittelwert der Kraftstoffdruckabnahmebeträge in dem Integrationsintervall Tf als den entsprechenden Druckabnahmebetrag Pd. Bei der vorliegenden Ausführungsform entspricht die Verarbeitung bei Schritt S84 einem „Abnahmebetragberechnungsabschnitt“.
Unter Rückbezug auf 5 bestimmt die ECU 30 bei Schritt S48 nach Beendigung der Druckabnahmebetragberechnungsverarbeitung bei Schritt S46, ob die Anzahl Np an Einspritzungen gemäß dem bei Schritt S32 bestimmten Bestimmungsdruck größer ist als die spezifizierte Anzahl Ntg.
Im Falle einer negativen Bestimmung bei Schritt S48 erhöht die ECU 30 bei Schritt S50 die Anzahl Np an Einspritzungen gemäß dem bei Schritt S32 bestimmten Bestimmungsdruck um 1 und schreitet zu Schritt S60 voran. Im Falle einer zustimmenden Bestimmung bei Schritt S48 hingegen berechnet die ECU 30 bei Schritt S52 einen Mittelwert bzw. Durchschnittswert der bei Schritt S46 berechneten Np entsprechenden Druckabnahmebeträge Pd. Anschließend speichert die ECU 30 den Mittelwert als den entsprechenden Druckabnahmebetrag Pd in dem Lernkennfeld in einem Antriebszustand, während der entsprechende Druckabnahmebetrag Pd auf den bei Schritt S32 bestimmten Bestimmungsdruck und die aktuelle Fahrstrecke des Fahrzeugs bezogen wird.
Im nächsten Schritt S54 berechnet die ECU 30 einen Alterungsveränderungsindex K, welcher einen Grad bzw. ein Ausmaß angibt, in welchem sich der entsprechende Druckabnahmebetrag Pd verändert, wenn sich das Kraftstoffeinspritzventil 10 im Laufe der Zeit verschlechtert, indem das Lernkennfeld in dem Antriebzustand verwendet wird. Die ECU 30 wählt zunächst den entsprechenden Druckabnahmebetrag Pd, der mit dem bei Schritt S32 bestimmten Bestimmungsdruck in Bezug steht und mit der kürzesten Fahrstrecke in dem Lernkennfeld in dem Antriebzustand in Bezug steht, als einen entsprechenden Initialdruckabnahmebetrag PAd aus. Die ECU 30 wählt beispielsweise den entsprechenden Druckabnahmebetrag Pd zu Beginn der Nutzung des Fahrzeugs als den entsprechenden Initialdruckabnahmebetrag PAd aus.
Anschließend berechnet die ECU 30 den Alterungsveränderungsindex K durch Dividieren des entsprechenden Druckabnahmebetrags Pd, der bei der aktuellen Einspritzsteuerungsverarbeitung erlernt wird, durch den entsprechenden Initialdruckabnahmebetrag PAd. Bei der vorliegenden Ausführungsform entspricht die Verarbeitung bei Schritt S54 einem „Veränderungsindexberechnungsabschnitt“.
Im nächsten Schritt S56 berechnet die ECU 30 die maximale Einspritzrate Qmax unter Verwendung des Alterungsveränderungsindex K. In der ECU 30 ist das Lernkennfeld in dem Ausgangszustand, das durch die Steuerungsvorrichtung 70 (siehe 3) der Einspritzratenerlangungsvorrichtung 60 erlernt wird, gespeichert. Die ECU 30 berechnet die maximale Einspritzrate Qmax durch Multiplizieren der maximalen Initialeinspritzrate QAmax, die sich in dem Lernkennfeld in dem Ausgangszustand auf den bei Schritt S32 bestimmten Bestimmungsdruck bezieht, mit dem bei Schritt S50 berechneten Alterungsveränderungsindex K. Bei der vorliegenden Ausführungsform entspricht die Verarbeitung bei Schritt S56 einem „Einspritzratenberechnungsabschnitt“.
Bei Schritt S52 führt die ECU 30 eine Einspritzlochanomaliebestimmungsverarbeitung zum Bestimmen einer Anomalie des Kraftstoffeinspritzventils 10 basierend auf dem Alterungsänderungsindex K durch. Bei der vorliegenden Ausführungsform entspricht die Verarbeitung bei Schritt S52 einem „Anomaliebestimmungsabschnitt“.
7 ist ein Flussdiagramm, welches einen Ablauf der Einspritzlochanomaliebestimmungsverarbeitung zeigt. Wenn die ECU 30 die Einspritzlochanomaliebestimmungsverarbeitung beginnt, bestimmt die ECU 30 bei Schritt S90 zunächst, ob der bei Schritt S50 berechnete Alterungsänderungsindex K größer ist als ein Anomalieexpansionsbestimmungsschwellenwert Ke. Falls der Alterungsveränderungsindex K größer als der Anomalieexpansionsbestimmungsschwellenwert Ke ist, dehnt sich ein Öffnungsquerschnittsbereich des Einspritzlochs 11b aufgrund von Verschleiß oder dergleichen über einen oberen Grenzwert aus und die maximale Einspritzrate Qmax nimmt zu. Folglich erhöht die Zunahme des Kraftstoffeinspritzbetrags in einem Verbrennungszyklus bei der mit dem Kraftstoffeinspritzventil 10 montierten bzw. versehenen Maschine das Geräusch bzw. Lärm und die Vibration.
Daher schaltet die ECU 30 im Falle einer zustimmenden bzw. positiven Bestimmung bei Schritt S90 ein Einspritzlochanomalieexpansionsdiagnoseflag bei Schritt S92 auf An, um einen Nutzer über die Anomalie unter Verwendung einer Anomalie-Warnleuchte oder dergleichen zu informieren, und beendet die Einspritzlochanomaliebestimmungsverarbeitung. Im Falle einer negativen Bestimmung bei Schritt S92 geht die ECU 30 zu Schritt S94 über.
Bei Schritt S94 bestimmt die ECU 30, ob der bei Schritt S50 berechnete Alterungsveränderungsindex K kleiner ist als ein Anomaliereduktionsbestimmungsschwellenwert Kr, der kleiner ist als der Anomalieexpansionsbestimmungsschwellenwert Ke. Falls der Alterungsveränderungsindex K kleiner als der Anomaliereduktionsbestimmungsschwellenwert Kr ist, nimmt ein Öffnungsquerschnittsbereich des Einspritzlochs 11b aufgrund einer Kraftstoffablagerung oder dergleichen unter einen unteren Grenzwert ab und die maximale Einspritzrate Qmax nimmt ab. Folglich ist es bei dem Motor, bei welchem der Kraftstoff von dem Kraftstoffeinspritzventil 10 eingespritzt wird, notwendig, das Antriebsintervall Tmk für die Folgeeinspritzung Dk zu verlängern, um die Abnahme des Kraftstoffeinspritzbetrags in einem Verbrennungszyklus auszugleichen, was die Emission verschlechtert.
Daher schaltet die ECU 30 im Falle einer positiven Bestimmung bei Schritt S94 ein Einspritzlochanomaliereduktionsdiagnoseflag bzw. ein Diagnoseflag für eine abnormale Reduktion des Einspritzlochs bei Schritt S96 auf An, um einen Nutzer unter Verwendung einer Anomalie-Warnleuchte oder dergleichen über die Anomalie zu informieren, und beendet die Einspritzlochanomaliebestimmungsverarbeitung. Im Falle einer negativen Bestimmung bei Schritt S94 hingegen beendet die ECU 30 die Einspritzlochanomaliebestimmungsverarbeitung, ohne das Einspritzlochanomalieexpansionsdiagnoseflag oder das Einspritzlochanomaliereduktionsdiagnoseflag auf An zu schalten.
Unter Rückbezug auf 5 schreitet die ECU 30 nach Beendigung der Einspritzlochanomaliebestimmungsverarbeitung bei Schritt S58 zu Schritt S60 voran.
Bei Schritt S60 bestimmt die ECU 30, ob für jeden Bestimmungsdruck der entsprechende Druckabnahmebetrag Pd erlernt ist. Im Falle einer negativen Bestimmung bei Schritt S60 kehrt die ECU 30 zu Schritt S32 zurück. Im Falle einer positiven Bestimmung bei Schritt S60 hingegen aktualisiert die ECU 30 die Fahrstrecke Kz auf eine aktuelle Fahrstrecke des Fahrzeugs bei Schritt S62 und beendet die Einspritzsteuerungsverarbeitung.
Als nächstes wird ein Beispiel für die Vorpulsationswellenformentfernungsverarbeitung unter Verwendung der 8 bis 9B beschrieben. Hier zeigt in 8 (a) eine Druckwellenform Pw vor dem Entfernen einer Modellwellenform, (b) zeigt die Modellwellenform und (c) zeigt eine Druckwellenform Pw nach dem Entfernen der Modellwellenform. (c) in 8 zeigt die Druckwellenform Pw vor dem Entfernen der Modellwellenform in einer gestrichelten Linie. Die 9A und 9B sind Diagramme, welche jeweils eine Veränderungsrate der maximalen Einspritzrate Qmax zeigen, die unter Verwendung der Druckwellenform Pw nach dem Entfernen der Modellwellenform berechnet wird. 9A zeigt die maximale Einspritzrate Qmax, die unter Verwendung des momentanen Druckabnahmebetrags berechnet wird, und 9B zeigt die maximale Einspritzrate Qmax, die unter Verwendung des entsprechenden Druckabnahmebetrags Pd berechnet wird.
Wie in (a) in 8 gezeigt ist, umfasst die Druckwellenform Pw vor dem Entfernen der Modellwellenform die Druckpulsationswellenform, die durch die Voreinspritzung Dz erzeugt wird. Daher wird, wie in 8 (b) gezeigt ist, der Einfluss der durch die Voreinspritzung Dz erzeugten Druckpulsation durch Berechnen der Modellwellenform, welche durch Modellieren der durch die Voreinspritzung Dz erzeugten Druckpulsationswellenform unter Verwendung des vorstehend beschriebenen Ausdrucks 1 erhalten wird, und Subtrahieren der Modellwellenform von der Druckwellenform Pw vor dem Entfernen der Modellwellenform nach der Endzeit tgf, wenn die Voreinspritzung Dz endet, unterdrückt.
Es besteht jedoch ein Fehler zwischen der durch die Voreinspritzung Dz erzeugten Druckpulsationswellenform und der Modellwellenform. Zu den Fehlerursachen gehören ein Fehler eines bei dem Motor vorgesehenen Kraftstofftemperatursensors, wenn eine Temperaturkorrektur durchgeführt wird, ein Herstellungsfehler eines Blendendurchmessers der Common-Rail 42, ein Fehler, der durch Schwankungen der Kraftstoffdichte verursacht wird, und dergleichen.
Wie in (c) in 8 gezeigt ist, verbleibt nach dem Entfernen der Modellwellenform ein Einfluss der durch die Voreinspritzung Dz erzeugten Druckpulsation bei der Druckwellenform Pwn. Wenn also, wie in 9A gezeigt ist, die maximalen Einspritzraten Qmax unter Verwendung der momentanen Druckabnahmebeträge berechnet werden, die beim Ändern eines Intervalls zwischen der Voreinspritzung Dz und der Folgeeinspritzung Dk erlangt werden, verändert sich die maximale Einspritzrate Qmax um maximal 12 %. Die momentanen Druckabnahmebeträge werden zu einer spezifischen Zeit innerhalb eines Intervalls erlangt, das durch Ausschließen des Antriebsintervalls Tmk, des Öffnungsstörungsintervalls Tb und des Einspritzratenabnahmeintervalls Tc aus dem Referenzintervall Ta unter Verwendung von vier Mustern erhalten wird.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist das Integrationsintervall Tf zur Berechnung des entsprechenden Druckabnahmebetrags Pd eingestellt und die Länge des Integrationsintervalls Tf ist gleich oder länger als die Länge des einen spezifizierten Zyklus Tk eingestellt. Folglich wird, wie in 9B gezeigt ist, die Änderung der maximalen Einspritzrate Qmax auf maximal 4 % unterdrückt und es ist möglich, den Einfluss der durch die Voreinspritzung Dz erzeugten Druckpulsation auf den entsprechende Druckabnahmebetrag Pd zu unterdrücken.
Anschließend werden unter Verwendung der 10 und 11 Druckänderungen bei dem Kraftstoffeinspritzventil 10 und der Common-Rail 42, die durch die Folgeeinspritzung Dk hervorgerufen werden, unter Verwendung der 10 und 11 beschrieben. Hier zeigt (a) in 10 das Antriebssignal Sm für die Folgeeinspritzung Dk, (b) in 10 zeigt die Einspritzrate Q des Kraftstoffs durch die Folgeeinspritzung Dk, (c) in 10 zeigt den Raildruck Pr, der dem Druck in der Common-Rail 42 entspricht, und (d) in 10 zeigt die Druckwellenform Pw der Folgeeinspritzung Dk. Die 11A und 11B entsprechen schematischen Ansichten zur Erläuterung eines Mechanismus zur Erzeugung der Ventilöffnungspulsation. 11A ist die schematische Ansicht zur Erläuterung der Druckänderung in dem Abnahmeintervall Td und 11B ist die schematische Ansicht zur Erläuterung der Druckänderung in dem Öffnungsstörungsintervall Tb.
Wenn das Antriebssignal Sm für die Folgeeinspritzung Dk beginnt, ausgegeben zu werden, wie in (a) in 10 gezeigt ist, startet die Kraftstoffeinspritzung aus dem Einspritzloch 11b des Kraftstoffeinspritzventils 10. Wenn die Kraftstoffeinspritzung aus dem Einspritzloch 11b beginnt, wird eine Pulsation der Kraftstoffdruckabnahme (nachfolgend als „Abnahmepulsation Ma“ bezeichnet) bei einem Abschnitt des Hochdruckdurchlasses 11a nahe an dem Einspritzloch 11b erzeugt, wie in 11A gezeigt ist. Dann breitet sich die erzeugte Abnahmepulsation Ma durch den Hochdruckdurchlass 11a hin zu der Common-Rail 42 aus. Zu einer Ankunftszeit tgt (siehe (d) in 10), wenn die Abnahmepulsation Ma den Abschnitt erreicht, bei welchem der Drucksensor 20 montiert ist, beginnt die Druckwellenform Pw abzunehmen.
Dann wird zu einer Zeit, wenn die Abnahmepulsation Ma die Blende 42a der Common-Rail 42 erreicht, damit begonnen, den Hochdruckkraftstoff in der Common-Rail 42 in die Kraftstoffleitung 42b zu führen. Falls auf diese Art und Weise damit begonnen wird, den Kraftstoff zuzuführen, wird bei einem Abschnitt in der Kraftstoffleitung 42b nahe an der Blende 42a eine Pulsation der Kraftstoffdruckzunahme (Zunahmepulsation Mb) erzeugt, wie in 11B gezeigt. Anschließend breitet sich die erzeugte Zunahmepulsation Mb durch den Hochdruckdurchlass 11a hin zu dem Einspritzloch 11b aus. Zu der Druckabnahmeendzeit tgd, wenn die Zunahmepulsation Mb den Abschnitt erreicht, bei dem der Drucksensor 20 montiert ist, beginnt die Wellenform bei der Einspritzung zu steigen.
Dann stoppt die Zunahme der Druckwellenform zu der lokalen Maximumzeit tgx, wenn eine Strömungsrate des von der Common-Rail 42 zugeführten Kraftstoffes und eine Strömungsrate des aus dem Einspritzloch 11b eingespritzten Kraftstoffes an einem Abschnitt in dem Hochdruckdurchlass 11a in der Nähe des Drucksensors 20 ausgeglichen sind.
Daher umfasst das Öffnungsstörungsintervall Tb zwischen der Druckabnahmeendzeit tgd und der lokalen Maximumzeit tgx die durch das Öffnen des Kraftstoffeinspritzventils 10 verursachte Ventilöffnungspulsationswellenform. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist das Öffnungsstörungsintervall Tb aus dem Integrationsintervall Tf ausgeschlossen. Auf diese Art und Weise ist es möglich, den Einfluss der Ventilöffnungspulsation auf den entsprechenden Druckabnahmebetrag Pd zu unterdrücken.
Wie in (c) in 10 gezeigt ist, beginnt der Raildruck Pr zu sinken, wenn der Hochdruckkraftstoff in der Common-Rail 42 beginnt, in die Kraftstoffleitung 42b geleitet zu werden. Je länger eine Einspritzdauer der Folgeeinspritzung Dk ist, desto größer wird die Abnahme des Raildrucks Pr. Zu der Abnahmezeit tgq, wenn der Raildruck Pr unter einen vorbestimmten Druckschwellenwert Pc sinkt, beginnt die Einspritzrate Q ausgehend von der maximalen Einspritzrate Qmax abzunehmen (siehe (b) in 10).
Daher ist es nicht möglich, die maximale Einspritzrate Qmax unter Verwendung des Druckabnahmebetrags in dem Einspritzratenabnahmeintervall Tc zwischen der Abnahmezeit tgq und der Druckzunahmestartzeit tgu genau zu berechnen. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist das Einspritzratenabnahmeintervall Tc aus dem Integrationsintervall Tf ausgeschlossen. Auf diese Weise ist es möglich, den Einfluss der Abnahme des Raildrucks Pr auf den entsprechenden Druckabnahmebetrag Pd zu unterdrücken.
Wie in (a) in 10 gezeigt ist, wird bei der vorliegenden Ausführungsform das Impulssignal als das Antriebssignal Sm zum Antreiben des Kraftstoffeinspritzventils 10 verwendet. Da ein Spannungswert des Impulssignals schwankt, kann dem Erfassungswert des Drucksensors 20 durch die Schwankung ein Rauschen überlagert sein. Darüber hinaus können mechanische Schwingungen durch Bewegungen oder Kollisionen des Ventilelements 12 und des Steuerventils 14 verursacht werden und den Erfassungswert des Drucksensors 20 beeinflussen.
Daher wird bei der vorliegenden Ausführungsform das Antriebsintervall Tmk aus dem Integrationsintervall Tf ausgeschlossen. Auf diese Weise ist es möglich, den Einfluss der Ventilöffnungspulsation des Kraftstoffeinspritzventils 10 auf den entsprechenden Druckabnahmebetrag Pd zu unterdrücken.
Gemäß der vorstehend beschriebenen vorliegenden Ausführungsform werden folgende Effekte erzielt.
Die ECU 30 stellt das Integrationsintervall Tf in dem Referenzintervall Ta ein, integriert den Kraftstoffdruckabnahmebetrag aufgrund der Folgeeinspritzung Dk, welche der Solleinspritzung entspricht, in dem Integrationsintervall Tf und berechnet den entsprechenden Druckabnahmebetrag Pd gemäß der maximalen Einspritzrate Qmax des Kraftstoffs in der Folgeeinspritzung Dk basierend auf dem berechneten Integralwert. Das Integrationsintervall Tf ist auf das Integrationsintervall eingestellt, in welchem der Einfluss der Störung auf die Kraftstoffdruckabnahme durch die Folgeeinspritzung Dk unterdrückt werden kann. Auf diese Art und Weise ist es möglich, den entsprechenden Druckabnahmebetrag Pd richtig zu berechnen, indem die Änderung des Kraftstoffdruckabnahmebetrags durch die Folgeeinspritzung Dk unterdrückt wird.
Konkret ist die Länge des Integrationsintervalls Tf gleich oder länger als die Länge des einen spezifizierten Zyklus Tk eingestellt. Falls die Länge des Integrationsintervalls Tf gleich oder länger als die Länge des einen spezifizierten Zyklus Tk ist, werden der lokale Maximalpunkt und ein lokaler Minimalpunkt der Druckpulsationswellenform in das Integrationsintervall Tf einbezogen. Daher können sich die Einflüsse des lokalen Maximalpunktes und des lokalen Minimalpunktes durch Integrieren des Kraftstoffdruckabnahmebetrags aufgrund der Folgeeinspritzung Dk in dem Integrationsintervall Tf gegenseitig aufheben. Daher ist es im Vergleich zu einer Struktur, bei der eine Länge eines Integrationsintervalls Tf kürzer als ein spezifizierter Zyklus Tk ist und sich Einflüsse eines lokalen Maximalpunkts und eines lokalen Minimumpunkts nicht gegenseitig aufheben können, möglich, den Einfluss der durch die Voreinspritzung Dz erzeugten Druckpulsation auf den entsprechenden Druckabnahmebetrag Pd zu unterdrücken.
Obwohl die durch die Voreinspritzung Dz erzeugte Druckpulsation bei der vorliegenden Ausführungsformdurch die Vorpulsationswellenformentfernungsverarbeitung unterdrückt wird, umfasst die durch Modellieren der durch die Voreinspritzung Dz erzeugten Druckpulsationswellenform erhaltene Modellwellenform den Fehler. Daher verbleibt der Einfluss der durch die Voreinspritzung Dz erzeugten Druckpulsation auf die Druckwellenform Pw nach der Subtraktion der Modellwellenform. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist es durch Einstellen der Länge des Integrationsintervalls Tf auf die Länge gleich oder länger als der eine spezifizierte Zyklus möglich, den Einfluss des Fehlers auf den entsprechenden Druckabnahmebetrag Pd zu unterdrücken.
Darüber hinaus wird das Öffnungsstörungsintervall Tb zwischen der Druckabnahmeendzeit tgd und der lokalen Maximumzeit tgx aus dem Integrationsintervall Tf ausgeschlossen. Auf diese Art und Weise ist es möglich, den Einfluss der Ventilöffnungspulsation, die durch die Strömung des vom Common-Rail 42 in das Kraftstoffeinspritzventil 10 strömenden Kraftstoffs erzeugt wird, auf den entsprechenden Druckabnahmebetrag Pd zu unterdrücken.
Darüber hinaus ist das Einspritzratenabnahmeintervall Tc zwischen der Abnahmezeit tgq und der Druckzunahmestartzeit tgu aus dem Integrationsintervall Tf ausgeschlossen. Auf diese Art und Weise ist es möglich, den Einfluss der Abnahme des Raildrucks Pr auf den entsprechenden Druckabnahmebetrag Pd zu unterdrücken.
Weiterhin ist das Antriebsintervall Tmk für die Folgeeinspritzung Dk aus dem Integrationsintervall Tf ausgeschlossen. Auf diese Art und Weise ist es möglich, die Einflüsse des Antriebs des Kraftstoffeinspritzventils 10, wie des Antriebssignals Sm und des durch den Antrieb des Kraftstoffeinspritzventils 10 erzeugten Geräusches, auf den Druckabnahmebetrag zu unterdrücken.
Die ECU 30 berechnet den Alterungsveränderungsindex K aus dem entsprechenden Druckabnahmebetrag Pd und berechnet die maximale Einspritzrate Qmax basierend auf dem berechneten Alterungsveränderungsindex K. Da eine hohe Korrelation zwischen dem entsprechenden Druckabnahmebetrag Pd und der maximalen Einspritzrate Qmax besteht, gibt der Alterungsveränderungsindex K des entsprechenden Druckabnahmebetrags Pd einen Alterungsveränderungsindex der maximalen Einspritzrate Qmax an. Selbst wenn es unmöglich ist, die maximale Einspritzrate Qmax direkt zu berechnen, ist es daher möglich, die maximale Einspritzrate Qmax unter Verwendung der maximalen Initialeinspritzrate QAmax und des Alterungsveränderungsindex K zu berechnen.
Die ECU 30 berechnet die maximale Einspritzrate Qmax basierend auf dem berechneten Alterungsveränderungsindex K. Der Alterungsveränderungsindex K zeigt einen Veränderungsgrad des entsprechenden Druckabnahmebetrags Pd an, welcher der maximalen Einspritzrate Qmax aufgrund der Alterungsverschlechterung entspricht. Durch das Bestimmen der Anomalie des Kraftstoffeinspritzventils 10 basierend auf dem Alterungsveränderungsindex K ist es daher möglich, die Anomalie des Kraftstoffeinspritzventils 10 basierend auf der relativen Veränderung des entsprechenden Druckabnahmebetrags Pd aufgrund der Alterungsverschlechterung zu bestimmen.
Die ECU 30 berechnet den entsprechenden Druckabnahmebetrag Pd für jede der spezifizierten Fahrstrecken Ktg. Auf diese Art und Weise ist es möglich, den Alterungsveränderungsindex K zu erlangen, welcher dem Veränderungsgrad des entsprechenden Druckabnahmebetrags Pd aufgrund der Alterungsverschlechterung gemäß der spezifizierten Fahrstrecke Ktg entspricht.
(Zweite Ausführungsform)
Die zweite Ausführungsform wird im Folgenden mit Schwerpunkt auf Unterschiede zur vorherigen ersten Ausführungsform und mit Bezug auf die Abbildungen beschrieben.
Die vorliegende Ausführungsform unterscheidet sich dadurch, dass die Wellenformentfernungsverarbeitung (Schritt S38) bei der Einspritzsteuerungsverarbeitung die Vorpulsationswellenformentfernungsverarbeitung nicht umfasst. Bei der vorliegenden Ausführungsform umfasst die Wellenformentfernungsverarbeitung lediglich die NichtEinspritzzylinder-Wellenformentfernungsverarbeitung.
Darüber hinaus unterscheidet sich die vorliegende Ausführungsform in der Druckabnahmebetragberechnungsverarbeitung, wie in 12 gezeigt ist. In 12 sind die gleichen Sachverhalte wie in 2, auf die vorstehend Bezug genommen wird, mit den gleichen Bezugszeichen versehen und der Einfachheit halber nicht beschrieben.
13 ist ein Flussdiagramm, welches einen Ablauf der Druckabnahmebetragberechnungsverarbeitung bei der vorliegenden Ausführungsform darstellt. Nach Beendigung der Berechnung eines Einspritzratenabnahmeintervalls Tc (bei Schritt S76) in der Druckabnahmebetragberechnungsverarbeitung berechnet eine ECU 30 bei Schritt S100 einen spezifizierten Zyklus Tk. Der spezifizierte Zyklus Tk kann als ein Intervall zwischen zwei benachbarten lokalen Maximumwerten berechnet werden, z.B. bei einer Druckpulsationswellenform, die durch eine Voreinspritzung Dz erzeugt wird.
Im nächsten Schritt S102 stellt die ECU 30 ein Intervall, das durch Ausschließen eines Antriebsintervalls Tmk, eines Öffnungsstörungsintervalls Tb und eines Einspritzratenabnahmeintervalls Tc, die bei den Schritten S72 bis S76 berechnet werden, aus einem bei Schritt S70 berechneten Referenzintervall Ta als ein Restintervall Te ein.
Bei Schritt S104 bestimmt die ECU 30, ob eine Länge des bei Schritt S102 eingestellten Restintervalls Te einer Länge entspricht, die gleich oder länger als der eine spezifizierte Zyklus Tk ist. Im Falle einer negativen Bestimmung bei Schritt S104 beendet die ECU 30 die Druckabnahmebetragberechnungsverarbeitung. Im Falle einer positiven Bestimmung bei Schritt S104 geht die ECU 30 dagegen zu Schritt S106 über.
Bei Schritt S106 wählt die ECU 30 aus dem Restintervall Te ein Intervall mit einer Länge von N (N: natürliche Zahl) spezifizierten Zyklen Tk aus und stellt das ausgewählte Intervall als ein Integrationsintervall Tf ein. Daher entspricht das Integrationsintervall Tf dem Intervall, welches gleich oder kürzer als die Länge des Restintervalls Te ist. In 12 ist das Intervall mit der Länge des einen spezifizierten Zyklus Tk als das Integrationsintervall Tf eingestellt.
Gemäß der vorstehend beschriebenen vorliegenden Ausführungsform werden die folgende Effekte erzielt.
Die ECU 30 stellt die Länge des Integrationsintervalls Tf auf die Länge gleich oder länger als die Länge von N spezifizierten Zyklen Tk ein. Daher sind im Integrationsintervall Tf die gleiche Anzahl von lokalen Maximalpunkten und lokalen Minimalpunkten der durch die Voreinspritzung Dz erzeugten Druckpulsationswellenform enthalten. Durch das Integrieren eines Kraftstoffdruckabnahmebetrags aufgrund einer Folgeeinspritzung Dk, die einer Solleinspritzung entspricht, im Integrationsintervall Tf können sich daher Einflüsse der lokalen Maximalpunkte und der lokalen Minimalpunkte im Wesentlichen gegenseitig aufheben und es ist möglich, einen Einfluss der durch die Voreinspritzung Dz erzeugten Druckpulsation auf einen entsprechenden Druckabnahmebetrag Pd geeignet zu unterdrücken.
Insbesondere da die Vorpulsationswellenformentfernungsverarbeitung bei der vorliegenden Ausführungsform nicht durchgeführt wird, verbleibt die durch die Voreinspritzung Dz erzeugte Druckpulsation auf einer Druckwellenform Pw. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist es durch Einstellen der Länge des Integrationsintervalls Tf auf die Länge der N spezifizierten Zyklen möglich, den Einfluss der durch die Voreinspritzung Dz erzeugten Druckpulsation auf den entsprechenden Druckabnahmebetrag Pd angemessen zu unterdrücken, ohne die Vorpulsationswellenformentfernungsverarbeitung durchzuführen.
Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die Beschreibung der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt und kann in den folgenden Arten ausgeführt werden.
Ein spezifizierter Zyklus Tk muss nicht notwendigerweise aus der durch Modellieren der durch die Voreinspritzung Dz erzeugten Druckpulsationswellenform erhaltenen Modellwellenform erlangt werden und kann durch das Durchführen einer Frequenzanalyse einer Druckwellenform Pw nach einer Voreinspritzung Dz berechnet werden.
Das Kraftstoffeinspritzsystem 100 ist nicht auf das Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem beschränkt, welches für den Dieselmotor verwendet wird, und kann ein Saugrohr-Kraftstoffeinspritzsystem sein, das für einen Benzinmotor verwendet wird.
Obwohl bei der Druckabnahmebetragberechnungsverarbeitung in den gezeigten Beispielen sämtliche Intervalle aus dem Antriebsintervall Tmk, dem Öffnungsstörungsintervall Tb und dem Einspritzratenabnahmeintervall Tc berechnet werden, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die Beispiele beschränkt und es kann zumindest ein Teil der Intervalle nicht berechnet werden. Auch wenn zumindest ein Teil der Intervalle nicht berechnet wird, ist die Länge des Referenzintervalls Ta gleich oder länger als die Länge des einen spezifizierten Zyklus Tk, welche die Änderung des Kraftstoffdruckabnahmebetrags durch die Folgeeinspritzung Dk unterdrückt und ermöglicht, den entsprechende Druckabnahmebetrag Pd richtig zu berechnen.
Bei der Einspritzsteuerungsverarbeitung ist die Berechnung der maximalen Einspritzrate Qmax nicht zwingend erforderlich und die maximale Einspritzrate Qmax kann nicht berechnet werden.
Das Referenzintervall Ta muss nicht unter Verwendung der Abnahmenäherungslinie Ld, der Zunahmenäherungslinie Lu und des minimalen Druckwerts Pmin berechnet werden. Beispielsweise ist es möglich, ein Intervall zwischen einer Zeit, die einem ersten lokalen Minimalpunkt entspricht, nachdem der Druck um einen vorbestimmten Schwellenwert oder mehr abnimmt, und einer Zeit, die einem letzten lokalen Minimalpunkt entspricht, bevor der Druck um einen vorbestimmten Schwellenwert oder mehr zunimmt, auf einer Druckwellenform Pw einer Folgeeinspritzung Dk als ein Referenzintervall Ta zu berechnen. In diesem Fall müssen das Abnahmeintervall Td, die Abnahmenäherungslinie Ld, das Zunahmeintervall Tu, die Zunahmenäherungslinie Lu und der Minimaldruckwert Pmin nicht unbedingt berechnet werden.
Die Berechnung des Abnahmeintervalls Td und des Zunahmeintervalls Tu ist nicht auf diejenige in jeder der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Beispielsweise kann ein Abnahmeintervall Td auf ein bestimmtes Intervall ausgehend von einer Zeit, wenn eine Druckwellenform Pw mit steigender Kraftstoffeinspritzrate Q im Druck zu sinken beginnt, eingestellt sein und ein Zunahmeintervall Tu kann auf ein bestimmtes Intervall ausgehend von einer Zeit, wenn die Druckwellenform Pw mit steigender Kraftstoffeinspritzrate Q im Druck zu steigen beginnt, eingestellt sein.
Die vorstehend dargestellte Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung 30 wird auf ein Kraftstoffeinspritzsystem 100 mit einem Drucksensor 20 angewendet, der einen Druck von Kraftstoff erfasst, der einem Kraftstoffeinspritzventil 10 zugeführt wird. Die Vorrichtung 30 umfasst einen Referenzintervallberechnungsabschnitt S70, welcher derart konfiguriert ist, dass dieser ein Referenzintervall Ta zwischen einer Endzeit tgd eines Abnahmeintervalls Td, in dem der Druck mit zunehmender Kraftstoffeinspritzrate Q abnimmt, und einer Startzeit tgu eines Zunahmeintervalls Tu, in dem der Druck mit abnehmender Kraftstoffeinspritzrate Q zunimmt, auf einer vom Drucksensor 20 erfassten Druckwellenform Pw berechnet, einen Integrationsintervalleinstellabschnitt S82, welcher derart konfiguriert ist, dass dieser in dem Referenzintervall Ta ein Integrationsintervall Tf einstellt, in dem ein Einfluss einer Störung auf die Kraftstoffdruckabnahme durch eine Solleinspritzung Dk unterdrückt werden kann, und einen Abnahmebetragberechnungsabschnitt S84, welcher derart konfiguriert ist, dass dieser einen entsprechenden Druckabnahmebetrag Pd, der einem Betrag der Kraftstoffdruckabnahme gemäß einer maximalen Einspritzrate Qmax des Kraftstoffs der Solleinspritzung Dk entspricht, basierend auf einem Integralwert berechnet, der durch Integrieren des Betrags der Kraftstoffdruckabnahme aufgrund der Solleinspritzung Dk in dem Integrationsintervall Tf erhalten wird.
Entsprechend wird das Integrationsintervall Tf im Referenzintervall Ta eingestellt, der Kraftstoffdruckabnahmebetrag aufgrund der Solleinspritzung Dk wird in dem Integrationsintervall Tf integriert und der entsprechende Druckabnahmebetrag Pd gemäß der maximalen Einspritzrate Qmax des Kraftstoffs der Solleinspritzung Dk wird basierend auf dem berechneten Integralwert berechnet. Das Integrationsintervall Tf ist auf das Integrationsintervall Tf eingestellt, in welchem der Einfluss der Störung auf die Kraftstoffdruckabnahme durch die Solleinspritzung Dk unterdrückt werden kann.
Als die Störung treten beispielsweise eine Druckpulsation, die durch eine Voreinspritzung Dz einer mehrstufigen Einspritzung hervorgerufen wird, und eine Ventilöffnungspulsation, die durch Öffnen des Kraftstoffeinspritzventils 10 hervorgerufen wird, auf. Falls die Störungen zu Schwankungen des Kraftstoffdruckabnahmebetrags durch die Solleinspritzung Dk führen, ist es nicht möglich, den entsprechenden Druckabnahmebetrag Pd richtig zu erlangen.
Daher ist das Integrationsintervall Tf auf das Integrationsintervall Tf eingestellt, in welchem der Einfluss der Störung auf die Kraftstoffdruckabnahme durch die Solleinspritzung Dk unterdrückt werden kann. Auf diese Weise ist es möglich, den entsprechenden Druckabnahmebetrag Pd richtig zu berechnen, indem die Veränderung, wie z.B. die Schwankungen des Kraftstoffdruckabnahmebetrags durch die Solleinspritzung Dk, unterdrückt wird.
Der entsprechende Druckabnahmebetrag Pd wird basierend auf dem Integralwert berechnet, der durch Integrieren des Kraftstoffdruckabnahmebetrags durch die Solleinspritzung Dk in dem Integrationsintervall Tf erhalten wird. Im Vergleich zu einer Konfiguration, bei der ein momentaner Druckabnahmebetrag verwendet wird, ist es daher möglich, den entsprechenden Druckabnahmebetrag Pd durch zufriedenstellendes Unterdrücken der Veränderung richtig zu berechnen.
Obwohl die vorliegende Offenbarung mit Bezug auf Ausführungsformen davon beschrieben wurde, ist verständlich, dass die Offenbarung nicht auf die Ausführungsformen und Konstruktionen beschränkt ist. Die vorliegende Offenbarung soll verschiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen abdecken. Darüber hinaus liegen neben den verschiedenen Kombinationen und Konfigurationen auch andere Kombinationen und Konfigurationen mit mehr, weniger oder nur einem einzelnen Elements, in dem Grundgedanken und Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 5704152 B2 [0002]

Claims

Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung (30), die auf ein Kraftstoffeinspritzsystem (100) mit einem Drucksensor (20), der einen Druck eines hin zu einem Kraftstoffeinspritzventil (10) geführten Kraftstoffes erfasst, angewendet wird, wobei die Vorrichtung (30) aufweist: einen Referenzintervallberechnungsabschnitt (S70), welcher derart konfiguriert ist, dass dieser ein Referenzintervall (Ta) zwischen einer Endzeit (tgd) eines Abnahmeintervalls (Td), in welchem der Druck mit zunehmender Kraftstoffeinspritzrate (Q) abnimmt, und einer Startzeit (tgu) eines Zunahmeintervalls (Tu), in welchem der Druck mit abnehmender Kraftstoffeinspritzrate (Q) zunimmt, auf einer durch den Drucksensor (20) erfassten Druckwellenform (Pw) berechnet; einen Integrationsintervalleinstellabschnitt (S82), welcher derart konfiguriert ist, dass dieser in dem Referenzintervall (Ta) ein Integrationsintervall (Tf) einstellt, in welchem ein Einfluss einer Störung auf die Kraftstoffdruckabnahme aufgrund einer Solleinspritzung (Dk) unterdrückt werden kann; und einen Abnahmebetragberechnungsabschnitt (S84), welcher derart konfiguriert ist, dass dieser einen entsprechenden Druckabnahmebetrag (Pd), der einem Betrag der Kraftstoffdruckabnahme gemäß einer maximalen Einspritzrate (Qmax) von Kraftstoff der Solleinspritzung (Dk) entspricht, basierend auf einem Integralwert, der durch Integrieren des Betrags der Kraftstoffdruckabnahme aufgrund der Solleinspritzung (Dk) in dem Integrationsintervall (Tf) erhalten wird, berechnet.
Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei: das Kraftstoffeinspritzsystem (100) eine mehrstufige Einspritzung mit einer Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzungen in einem Verbrennungszyklus durchführt; die Solleinspritzung (Dk) einer Folgeeinspritzung (Dk) auf eine Voreinspritzung (Dz) der mehrstufigen Einspritzung folgend entspricht; und der Integrationsintervalleinstellabschnitt (S82) derart konfiguriert ist, dass dieser eine Länge des Integrationsintervalls (Tf) auf eine Länge einstellt, die länger oder gleich einer Periode (Tk) einer durch die Voreinspritzung (Dz) erzeugten Druckpulsationswellenform ist.
Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 2, ferner aufweisend einen Wellenformverarbeitungsabschnitt (S38), welcher derart konfiguriert ist, dass dieser eine Modellwellenform, die durch Modellieren der durch die Voreinspritzung (Dz) erzeugten Druckpulsationswellenform erhalten wird, von der durch den Drucksensor (20) bei der Solleinspritzung (Dk) erfassten Druckwellenform (Pw) subtrahiert, wobei der Abnahmebetragberechnungsabschnitt (S84) derart konfiguriert ist, dass dieser den entsprechenden Druckabnahmebetrag (Pd) unter Verwendung einer Druckwellenform (Pw) berechnet, die durch Subtrahieren der Modellwellenform durch den Wellenformverarbeitungsabschnitt (S38) erhalten wird.
Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei: der Integrationsintervalleinstellabschnitt (S82) derart konfiguriert ist, dass dieser die Länge des Integrationsintervalls (Tf) auf eine Länge von N Perioden der Druckpulsationswellenform einstellt; und N einer natürlichen Zahl entspricht.
Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei: das Kraftstoffeinspritzsystem (100) ferner einen Speicherbehälter (40) umfasst, der Kraftstoff unter hohem Druck speichert; und Kraftstoff aus dem Speicherbehälter (40) hin zu dem Kraftstoffeinspritzventil (10) geführt wird.
Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei der Integrationsintervalleinstellabschnitt (S82) derart konfiguriert ist, dass dieser das Integrationsintervall (Tf) durch Ausschließen eines Öffnungsstörungsintervalls (Tb) zwischen der Endzeit (tgd) des Abnahmeintervalls (Td) und einer Zeit (tgx) gemäß einem ersten lokalen Maximalpunkt (Xa) der Druckwellenform (Pw), der nach dem Abnahmeintervall (Td) aufgrund einer Öffnung des Kraftstoffeinspritzventils (10) erzeugt wird, aus dem Referenzintervall (Ta) einstellt.
Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, wobei der Integrationsintervalleinstellabschnitt (S82) derart konfiguriert ist, dass dieser das Integrationsintervall (Tf) durch Ausschließen eines Einspritzratenabnahmeintervalls (Tc) zwischen einer vorbestimmten Zeit (tgq), wenn die Kraftstoffeinspritzrate (Q) beginnt, ausgehend von der maximalen Einspritzrate (Qmax) als Folge der Fortsetzung der Solleinspritzung (Dk) abzunehmen, und der Startzeit (tgu) des Zunahmeintervalls (Tu) aus dem Referenzintervall (Ta) einstellt.
Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Integrationsintervalleinstellabschnitt (S82) derart konfiguriert ist, dass dieser das Integrationsintervall (Tf) durch Ausschließen eines Antriebsintervalls (Tmk), in welchem das Kraftstoffeinspritzventil (10) angetrieben wird, aus dem Referenzintervall (Ta) einstellt.
Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, ferner aufweisend: einen Veränderungsindexberechnungsabschnitt (S54), welcher derart konfiguriert ist, dass dieser einen Alterungsveränderungsindex (K), der einen Veränderungsgrad des durch den Abnahmebetragberechnungsabschnitt (S84) berechneten entsprechenden Druckabnahmebetrags (Pd) aufgrund einer Alterungsveränderung des Kraftstoffeinspritzventils (10) angibt, berechnet; und einen Einspritzratenberechnungsabschnitt (S56), welcher derart konfiguriert ist, dass dieser die maximale Einspritzrate (Qmax) gemäß dem entsprechenden Druckabnahmebetrag (Pd) unter Verwendung einer anfänglichen maximalen Einspritzrate (QAmax), welche der maximalen Einspritzrate (Qmax) in einem Ausgangszustand vor der Alterungsveränderung des Kraftstoffeinspritzventils (10) entspricht, und dem Alterungsveränderungsindex (K) berechnet
Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 9, ferner aufweisend einen Anomaliebestimmungsabschnitt (S58), welcher derart konfiguriert ist, dass dieser eine Anomalie des Kraftstoffeinspritzventils (10) basierend auf dem Alterungsveränderungsindex (K) bestimmt.
Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei: das Kraftstoffeinspritzsystem (100) in einem Fahrzeug angeordnet ist; und der entsprechende Druckabnahmebetrag (Pd) zu jeder Zeit berechnet wird, wenn eine Fahrstrecke des Fahrzeugs eine vorbestimmte spezifizierte Fahrstrecke (Ltg) erreicht.