DE10342267A1

DE10342267A1 - Treibstoffeinspritzsystem für eine Verbrennungskraftmaschine

Info

Publication number: DE10342267A1
Application number: DE2003142267
Authority: DE
Inventors: Hirofumi Kariya Senoo
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-09-13
Filing date: 2003-09-12
Publication date: 2004-04-15
Also published as: JP2004108160A

Abstract

Eine Motorsteuereinheit (ECU) (5) berechnet eine Istkurbelwinkelgeschwindigkeit (omega) und eine Standardkurbelwinkelgeschwindigkeit (omegaSTD) für jeden Zylinder. Dann berechnet die ECU (5) einen Korrekturventilöffnungszeitraum (epsilon) aus einem Winkelgeschwindigkeitsunterschied (DELTAomega) zwischen der Istkurbelwinkelgeschwindigkeit (omega) und der Standardkurbelwinkelgeschwindigkeit (omegaSTD) von jedem Zylinder. Dann korrigiert die ECU (5) einen Ventilöffnungszeitraum (TQ) von jedem Zylinder mit dem Korrekturventilöffnungszeitraum (epsilon) des Zylinders. Auf diese Weise kann die Zwischenzylinderschwankung sogar während einem Übergangszeitraum korrigiert werden, wie zum Beispiel einem Beschleunigungszeitraum oder einem Verzögerungszeitraum, zusätzlich zu einem Ruhezeitraum. Insbesondere kann die Korrektur der DOLLAR A Zwischenzylinderschwankung über dem gesamten Betriebsbereich eines Motors (1) durchgeführt werden. Als Ergebnis können die Abgasgüte und die Fahrfähigkeit über dem gesamten Betriebsbereich verbessert werden.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Treibstoffeinspritzsystem für eine Verbrennungskraftmaschine mit einer Vielzahl von Zylindern. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Technologie zum Verringern von Drehzahlschwankungen jedes Zylinders.
Selbst wenn die Teile der entsprechenden Zylinder mit äußerster Genauigkeit in der gleichen Form ausgebildet werden, gibt es bei einer Vielzylinderverbrennungskraftmaschine die Möglichkeit, dass Drehzahlschwankungen jedes Zylinders (Zwischenzylinderschwankungen) wegen Störungen erzeugt werden, wie zum Beispiel einer Schwankung der Einspritzung zwischen den Zylindern, die sich in einem Anfangszeitraum oder mit der Zeit entwickeln, Schwankungen der Öffnungs-Schließzeit eines Einlassventils oder eines Auslassventils des Motors, und so weiter.
Zum Beispiel ist in der japanischen Patentschrift H06-50077 als Technik zum Verringern der Zwischenzylinderschwankung eine Technik zum Erfassen der Schwankung der Kurbelwelle bei jedem Zylinder offenbart, wenn die Mehrzylinderverbrennungskraftmaschine sich in einem stabilen Betriebszustand befindet und, um die Treibstoffeinspritzmenge zu korrigieren.
Die Korrektur der Zwischenzylinderschwankung bei der bekannten Technik wird durchgeführt, wenn der Motor sich in einem bestimmten, stabilen Betriebszustand befindet. Jedoch ist der stabile Betriebszustand des Motors auf den Betriebszustand als Ruhezustand beschränkt. Insbesondere ist ein für Korrekturen der Zwischenzylinderschwankung geeigneter Betriebszustand auf einen Abschnitt des gesamten Betriebsbereichs des Motors beschränkt, wobei die Korrektur der Zwischenzylinderschwankung nicht in den anderen Betriebszuständen, wie zum Beispiel bei einem normalen Fahrzustand, durchgeführt werden kann.
Deswegen kann die Zwischenzylinderschwankung in den anderen großen Betriebsbereichen, wie zum Beispiel dem normalen Fahrzustand, erzeugt werden. Als Ergebnis gibt es eine Möglichkeit, dass die Abgasgüte und Fahrfähigkeit während der Zwischenzylinderschwankung verschlechtert sind.
Daher ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verbrennungskraftmaschine bereit zu stellen, die in der Lage ist eine Zwischenzylinderschwankung in einem gesamten Betriebsbereich des Motors zu korrigieren.
Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung berechnet ein Treibstoffeinspritzsystem für eine Verbrennungskraftmaschine eine Standardkurbelwinkelgeschwindigkeit (Standardwinkelgeschwindigkeit einer Kurbelwelle) für jeden Zylinder ausgehend von einen Betriebszustand. Dann berechnet das Treibstoffeinspritzsystem ausgehend von einem Unterschied der Istkurbelwellenwinkelgeschwindigkeit und der Standardkurbelwellenwinkelgeschwindigkeit die Korrektureinspritzmenge für jeden Zylinder. Danach korrigiert das Treibstoffeinspritzsystem ausgehend von der Korrektureinspritzmenge des Zylinders die Solleinspritzmenge für jeden Zylinder.
Insbesondere wird die Solleinspritzmenge bei der Korrektur verringert, wenn die Istkurbelwinkelgeschwindigkeit größer ist als die Standardkurbelwinkelgeschwindigkeit. Wenn im Gegensatz die Istkurbelwellenwinkelgeschwindigkeit geringer ist als die Standardkurbelwellenwinkelgeschwindigkeit, wird die Solleinspritzmenge bei der Korrektur erhöht. Als Ergebnis nähert sich die Istkurbelwellenwinkelgeschwindigkeit für jeden Zylinder der Standardkurbelwellenwinkelgeschwindigkeit des Zylinders an. Auf diese Weise kann eine Zwischenzylinderschwankung verringert werden.
Im Gegensatz zur bekannten Technik kann deswegen die Zwischenzylinderschwankung sogar korrigiert werden, wenn der Motor sich nicht in dem stabilen Betriebszustand befindet.
Insbesondere kann die Zwischenzylinderschwankung sogar in einem Übergangszeitraum, wie zum Beispiel einem Beschleunigungszeitraum oder einem Verzögerungszeitraum des Motors, zusätzlich zu dem stabilen Betriebszustand korrigiert werden. Auf diese Weise kann die Zwischenzylinderschwankung des Motors in dem gesamten Betriebsbereich des Motors korrigiert werden. Als Ergebnis können die Abgasgüte und die Fahrfähigkeit im gesamten Betriebsbereich des Motors verbessert werden.
Merkmale und Vorteile einer Ausführungsform werden ebenso wie Betriebsverfahren und die Funktion der betreffenden Teile aus dem Studium der folgenden detaillierten Beschreibung, der angehängten Ansprüche und der Zeichnungen erfasst werden, die alle einen Teil dieser Anmeldung bilden. In den Zeichnungen:
1 ist eine schematische Zeichnung, und zeigt ein Treibstoffeinspritzsystem einer Commonrailbauart gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ist ein Diagramm und zeigt einen Wechsel der Kurbelwinkelgeschwindigkeit nach einem oberen Totpunkt gemäß der Ausführungsform;
3 ist ein Zeitdiagramm und zeigt ein Beispiel einer Zwischenzylinderschwankung;
4 zeigt ein Kennfeld, das verwendet wird, um die Standardkurbelwinkelgeschwindigkeit aus der Einspritzmenge und der Motordrehzahl zu berechnen, gemäß der Ausführungsform; und
5 ist ein Flussdiagramm für die Korrektursteuerung der Zwischenzylinderschwankung gemäß der Ausführungsform.
In 1 ist ein Treibstoffeinspritzsystem der Commonrailbauart der Ausführungsform dargestellt. Wie aus l ersichtlich ist, ist das Treibstoffeinspritzsystem der Commonrailbauart der vorliegenden Erfindung ein System zum Durchführen von Treibstoffeinspritzung in einen Dieselmotor 1 und ähnliches. Das Treibstoffeinspritzsystem der Commonrailbauart weist ein Commonrail 2, einen Einspritzer 3, eine Zufuhrpumpe 4, eine Motorregelungseinheit (ECU) 5 und ähnliches auf.
Der Motor 1 entspricht einer Verbrennungskraftmaschine mit einer Vielzahl von Zylindern, um eine Treibstoffexplosion durchzuführen. Bei dieser Ausführungsform ist ein Motor der Vierzylinderbauart als Beispiel eingesetzt, wie aus 1 ersichtlich ist, wobei aber andere Vielzylindermotoren eingesetzt werden können.
Die Commonrail 2 ist ein Speicherbehälter, um Hochdrucktreibstoff anzusammeln, der zu den Einspritzern 3 zugeführt wird. Die Commonrail 2 ist mit einem Abgabeloch der Zufuhrpumpe 4 verbunden, die den Hochdrucktreibstoff durch eine Treibstoffleitung (ein Hochdrucktreibstoffdurchtritt) 6 mit Druck zuführt, so dass die Commonrail 2 Commonraildruck entsprechend dem Treibstoffeinspritzdruck ansammeln kann.
Von den Einspritzern 3 ausfließender Treibstoff wird durch eine Ausflussleitung (einem Treibstoffrückführdurchtritt) 7 zu einem Treibstofftank 8 zurückgeführt.
Ein Druckbegrenzer 11 ist in einer Entlastungsleitung (einem Treibstoffrückführdurchtritt) 9 vorgesehen, der von der Commonrail 2 zu dem Treibstofftank 8 führt. Der Druckbegrenzer 11 ist ein Hochsicherheitsventil zum Begrenzen des Treibstoffdrucks in der Commonrail 2 unter einem eingestellten Grenzdruck, wobei es öffnet, wenn der Treibstoffdruck in der Commonrail 2 den eingestellten Grenzdruck erreicht.
Die Einspritzer 3 sind auf entsprechenden Zylindern des Motors 1 befestigt und führen den Treibstoff durch Einspritzung in die Zylinder ein. Die Einspritzer 3 sind mit stromabwärtigen Enden von Zweigleitungen verbunden, die von der Commonrail 2 abzweigen. Jeder Einspritzer weist ein Treibstoffeinspritzdüse zum Einspritzen des in der Commonrail 2 angesammelten Hochdrucktreibstoffs in jeden Zylinder, ein elektromagnetisches Ventil zum Durchführen einer Hubsteuerung einer in der Treibstoffeinspritzdüse aufgenommenen Nadel, und ähnliches auf.
Einspritzzeit und Einspritzmenge des elektromagnetischen Ventils des Einspritzers 3 ist ausgehend von einem Einspritzerventilöffnungssignal gesteuert, das durch die ECU 5 bereitgestellt wird. Der Einspritzer 3 spritzt den Hochdrucktreibstoff in den Zylinder ein, wenn das Einspritzerventilöffnungssignal von dem elektromagnetischen Ventil bereitgestellt wird, und der Einspritzer 3 stoppt die Treibstoffeinspritzung, wenn das Einspritzerventilöffnungssignal gestoppt wird. Die Zufuhrpumpe 4 ist eine Treibstoffpumpe zum Zuführen des Hochdrucktreibstoffs zu der Commonrail 2 unter Druck. Die Zufuhrpumpe 4 weist eine Lieferpumpe zum Ziehen des Treibstoffs aus dem Treibstofftank 8 und eine Hochdruckpumpe zum Unterdrucksetzen des gezogenen Treibstoffs auf hohen Druck und zum Zuführen des Hochdrucktreibstoffs zu der Commonrail 2 unter Druck auf. Die Lieferpumpe und die Hochdruckpumpe werden durch eine gemeinsame Nockenwelle 12 angetrieben. Wie aus 1 ersichtlich ist, wird die Nockenwelle 12 durch eine Kurbelwelle 13 des Motors 1 und ähnliches angetrieben.
Die ECU 5 weist eine CPU, ein RAM, ein ROM und ähnliches auf. Die ECU 5 führt verschiedene Berechnungsprozesse ausgehend von den in den ROM gespeicherten Programmen und von Sensorsignalen (einen Betriebszustand eines Fahrzeugs: Signale entsprechend eines Änderungszustandes durch einen Fahrzeugfahrer, dem Betriebszustand des Motors 1 und ähnliches) durch, die in das RAM eingeben werden.
Bei der Treibstoffeinspritzsteuerung gemäß der Ausführungsform berechnet die ECU 5 für jeden Zylinder eine Solleinspritzmenge Q, ausgehend von den in den ROM gespeicherten Programmen und den Sensorsignalen (dem Betriebszustand des Fahrzeuges), die in das RAM eingeben werden, bei jeder Treibstoffeinspritzung. Dann berechnet die ECU 5 einen Sollventilöffnungszeitraum TQ des Einspritzers 3 jedes Zylinders von der Solleinspritzmenge Q.
Die ECU 5 ist mit Sensoren verbunden, um den Betriebszustand und ähnliches des Fahrzeuges zu erfassen, wie zum Beispiel einen Beschleunigerpositionssensor 21 zum Erfassen einer Beschleunigerposition RCP, einem Drehzahlsensor 22 zum Erfassen der Motordrehzahl NE, einem Wassertemperatursensor 23 zum Erfassen der Temperatur THW von Kühlwasser des Motors 1, einem Commonraildrucksensor 24 zum Erfassen des Commonraildrucks und andere Sensoren 25.
Der Drehzahlsensor 22 weist eine Impulsscheibe auf, die an der Kurbelwelle 13 des Motors 1 angebracht ist und eine Aufnahmewicklung, um ein Impulssignal entsprechend der Annäherung und Trennung zwischen der Aufnahmewicklung und einer Vielzahl von Vorsprüngen (Zähnen) zu erzeugen, die auf der Impulsscheibe ausgebildet sind. Die Motordrehzahl wird ausgehend von der Anzahl durch die Aufnahmewicklung pro Einheitszeit erzeugten Impulse berechnet.
Der Drehzahlsensor 22 wirkt ebenfalls als Kurbelwinkelgeschwindigkeitserfassungseinrichtung zum Erfassen der Kurbelwinkelgeschwindigkeit (Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle 13) ω des Motors 1.
Bei dieser Ausführungsform wird die Istkurbelwinkelgeschwindigkeit ω direkt nach der Explosion ausgehend von der Ausgabe des Drehzahlsensors 22 für jeden Zylinder berechnet. Die Kurbelwinkelgeschwindigkeit ω wird durch die Einspritzmenge am meisten sofort nach der Explosion beeinflusst.
Wie insbesondere aus 2 ersichtlich ist, werden Abstände der Drehzahlimpulssignale insbesondere in einem Winkelbereich „A" (zum Beispiel 30°CA) von einem ersten Drehwinkel (zum Beispiel ATDC 42°) zu einem zweiten Drehwinkel (zum Beispiel ATDC 72°) nach dem oberen Totpunkt überwacht. Danach wird die Istkurbelwinkelgeschwindigkeit ω durch das Verdurchschnittlichen der Abstände der Drehzahlimpulssignale berechnet. Zum Beispiel beträgt die Istkurbelwinkelgeschwindigkeit ω 1000 bis 6000 μsec/30°CA.
Als nächstes wird die Schwankung der Kurbelwinkelgeschwindigkeit ω jedes Zylinders ausgehend von dem Zeitdiagramm in 3 erklärt. Das Zeitdiagramm in 3 zeigt einen Teil einer Änderung eines Betriebszustandes des Motors 1 (der Motordrehzahl NE, dem Einspritzdruck Bc, der Kurbelwinkelgeschwindigkeit ω der Einspritzmenge Q und ähnliches) und den Veränderungszustand durch den der Fahrer des Fahrzeugs (die Beschleunigerposition ACCB) während dem Beschleunigungszeitraum in einem vergrößerten Maßstab.
Wie aus 3 ersichtlich ist, schwankt die Kurbelwinkelgeschwindigkeit für jeden Zylinder während einem Zyklus, durch den jeder Zylinder wegen seines Explosionstaktes einmal durchtritt. Als Ergebnis schwankt die Motordrehzahl NE.
Wenn eine durchschnittliche Änderung der Kurbelwinkelgeschwindigkeit ω von jedem Zylinder die Standardkurbelgeschwindigkeit ωSTD sein soll, können ein Unterschied (ein Winkelgeschwindigkeitsunterschied Δω) zwischen der Kurbelwinkelgeschwindigkeit ω und der Standardkurbelwinkelgeschwindigkeit ωSTD für jeden Zylinder berechnet werden.
Selbst wenn der Betriebszustand des Motors 1 sich in dem Übergangszeitraum befindet, weist der Winkelgeschwindigkeitsunterschied Δω im Wesentlichen während eines mikroskopischen Zeitraums der verschiedenen Zyklen eine gleiche Tendenz für jeden Zylinder auf.
Deswegen kann die Schwankung der Kurbelwinkelgeschwindigkeit ω zwischen den Zylindern (die Zwischenzylinderschwankung der Kurbelwinkelgeschwindigkeit ω) sogar während des Übergangszeitraumes durch das Steuern der Einspritzmenge verringert werden, so dass der Winkelgeschwindigkeitsunterschied Δω von jedem Zylinder aufgehoben wird.
Die ECU 5 der vorliegenden Ausführungsform ist mit Programmen zum Durchführen von Funktionen von Standardgeschwindigkeitsberechnungseinrichtungen, Winkelgeschwindigkeitsunterschiedsberechnungseinrichtungen und Einspritzmengenkorrketureinrichtungen als Funktionen zum Korrigieren der Zwischenzylinderschwankung eingebaut. Die Standardgeschwindigkeitsberechnungseinrichtung berechnet die Standardkurbelwinkelgeschwindigkeit ωSTD von jedem Zylinder ausgehend von dem Betriebszustand. Die Winkelgeschwindigkeitsunterschiedsberechnungseinrichtung berechnet den Winkelgeschwindigkeitsunterschied Δω zwischen der Istkurbelwinkelgeschwindigkeit ω jedes Zylinders, die durch die Kurbelwinkelgeschwindigkeitserfassungseinrichtung 22 erfasst wird, und die Standardwinkelgeschwindigkeit ωSTD von dem Zylinder. Die Einspritzmengenkorrektureinrichtung berechnet einen Korrekturventilöffnungszeitraum ε (Korrektureinspritzmenge) in Übereinstimmung mit dem Winkelgeschwindigkeitsunterschied Δω und berechnet einen Endventilöffnungszeitraum TQend (Endeinspritzmenge) durch das Korrigieren des Sollventilöffnungszeitraums TQ von jedem Zylinder mit der Korrektureinspritzmenge ε, um den Winkelgeschwindigkeitsunterschied Δω zu verringern.
Die ECU 5 speichert die Standardkurbelwinkelgeschwindigkeit ωSTD entsprechend dem Betriebszustand (insbesondere die Solleinspritzmenge Q und die Motordrehzahl NE in der Ausführungsform) in der Form eines Kennfelds (Daten) im voraus als Standardgeschwindigkeitsberechnungseinrichtung, wie aus 4 ersichtlich ist. Ruf diese Weise berechnet die ECU 5 die Standardkurbelwinkelgeschwindigkeit ωSTD aus der Solleinspritzmenge Q und der Motordrehzahl NE, ausgehend von dem Kennfeld. Als Ergebnis kann die Berechnungsbelastung der ECU 5 verglichen mit dem Fall verringert werden, bei dem eine Formel zum Berechnen der Standardkurbelwinkelgeschwindigkeit ωSTD verwendet wird.
Die ECU 5 weist eine Lernfunktion zum Speichern des Korrekturventilöffnungszeitraums ε von jedem Zylinder und zum Reflektieren des gespeicherten Korrekturventilöffnungszeitraums ε in den nächsten Sollventilöffnungszeitraum TQ des Zylinders auf. Deswegen ist der Sollventilöffnungszeitraum TQ von jedem Zylinder, der bei dem nächsten mal berechnet wird, derjenige, in den die vorangehende Schwankung korrigiert wurde. Als Ergebnis können die Frequenz des Durchführens der Korrektur der Zwischenzylinderschwankung und die Berechnungsbelastung der ECU 5 verringert werden, nachdem die Zwischenzylinderschwankung korrigiert wurde.
Der Korrekturventilöffnungszeitraum ε wird durch die ECU 5 für jeden Zylinder berechnet, so dass der Korrekturventilöffnungszeitraum ε verschiedene Male auf einen Wert gesetzt wird, der einige zehn mal kleiner ist als die Einspritzmenge, mit der der Winkelgeschwindigkeitsunterschied Δω aktuell korrigiert werden kann. Deswegen kann die Schwankung der Korrektureinspritzmenge zum Korrigieren der Zwischenzylinderschwankung verringert werden. Als Ergebnis ist ein ist ein Nachteil verhindert, dass die Motordrehzahl sich plötzlich wegen der Funktion zum Korrigieren der Zwischenzylinderschwankung verändert.
Als nächstes wird ein Beispiel einer Korrektursteuerung der Zwischenzylinderschwankung ausgehend von einem in 5 gezeigten Flussdiagramm erklärt, die durch das ECU 5 durchgeführt wird.
Wenn die Verarbeitung eine Steuerroutine zum Korrigieren der Zwischenzylinderschwankung (START) betritt, wird die Istkurbelwinkelgeschwindigkeit ω sofort nach der Explosion ausgehend von der Ausgabe des Drehzahlsensors 22 in Schritt S1 berechnet. Insbesondere werden die Pulsintervalle während dem Kurbelwinkel von 30° (30°CA) von ATDC 42° bis ATDC 72° überwacht und die Istkurbelwinkelgeschwindigkeit ω ausgehend von den Impulsabständen berechnet.
Dann wird bestimmt, ob der Winkelgeschwindigkeitsunterschied Δω zwischen der Istkurbelwinkelgeschwindigkeit ω, die in Schritt S1 berechnet wurde, und der Standardkurbelwinkelgeschwindigkeit ωSTD, die aus der Solleinspritzmenge Q berechnet wurde, und die Motordrehzahl NE gleich oder größer als eine vorbestimmter Geschwindigkeitsunterschied A in Schritt S2 ist. Falls das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S2 „NEIN" ist, wird bestimmt, dass es keine Zwischenzylinderschwankung gibt, und die Steuerroutine wird beendet.
Falls das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S2 „JA" ist, wird der Korrekturventilöffnungszeitraum ε aus dem Winkelgeschwindigkeitsunterschied Δω in Schritt S3 berechnet.
Als Einrichtung zum Berechnen des Korrekturventilsöffnungszeitraums ε aus dem Winkelgeschwindigkeitsunterschied Δω speichert die ECU 5 einen Korrekturwertöffnungszeitraum (einen ungleichen Mengenkorrekturimpuls) ε entsprechend der Winkelgeschwindigkeitsunterschiede Δω in Form eines Kennfelds (Daten) im voraus, wie aus 5 ersichtlich ist. Die ECU 5 berechnet den Korrekturwertöffnungszeitraum ε entsprechend dem Winkelgeschwindigkeitsunterschied Δω, ausgehend von dem Kennfeld.
Insbesondere erstreckt sich der Korrekturventilöffnungszeitraum ε in eine negative Richtung, wenn die Istkurbelwinkelgeschwindigkeit ω größer ist als die Standardkurbelwinkelgeschwindigkeit ωSTD (w – ωSTD = Δω > 0),so dass der Sollventilöffnungszeitraum TQ (ein Einspritzimpuls TQ in 5) sich verringert, wenn der Winkelgeschwindigkeitsunterschied Δω erhöht. Im Gegensatz dazu erstreckt sich der Korrekturventilöffnungszeitraum ε in eine positive Richtung, wenn die Istkurbelwinkelgeschwindigkeit ω geringer ist als die Standardkurbelwinkelgeschwindigkeit wSTD (ω – ωSTD = Δω < 0), so dass der Sollventilöffnungszeitraum TQ ansteigt, wenn der Winkelgeschwindigkeitsunterschied Δω sich in die negative Richtung erstreckt.
Dann wird der Endventilöffnungszeitraum TQend durch das Korrigieren des Sollventilöffnungszeitraums TQ mit dem Korrekturventilöffnungszeitraum ε in Schritt S4 berechnet. Folgend wird der Einspritzer 3 während dem Endventilöffnungszeitraum TQ endgeöffnet.
Die obige Steuerung wird für jeden Zylinder in dem gesamten Betriebsbereich durchgeführt. Wahlweise kann die Korrektur nur dann unterdrückt werden, wenn der Verbrennungszustand in den verschiedenen Zyklen sich stark in den Übergangszeitraum des Motors 1 ändert, oder bei dem Fall, bei dem die Zieleinspritzmenge Q sich stark verändert.
Wie oben erklärt wurde, wird bei dem Treibstoffeinspritzsystem der Commonrailbauart der vorliegenden Ausführungsform die Standardkurbelwinkelgeschwindigkeit ωSTD für jeden Zylinder berechnet. Dann wird die Istkurbelwinkelgeschwindigkeit ω von jedem Zylinder mit der Standardkurbelwinkelgeschwindigkeit ωSTD des Zylinders verglichen und der Winkelgeschwindigkeitsunterschied Δω von jedem Zylinder wird berechnet. Dann wird der Korrekturventilöffnungszeitraum ε aus dem Winkelgeschwindigkeitsunterschied Δω berechnet und der Sollventilöffnungszeitraum TQ wird mit dem Korrekturventilöffnungszeitraum ε korrigiert. Deswegen kann die Zwischenzylinderschwankung im Gegensatz zur bekannten Technik korrigiert werden, sogar wenn der Motor 1 sich nicht im stabilen Betriebszustand befindet.
Insbesondere kann die Zwischenzylinderschwankung sogar in einem Änderungszeitraum wie zum Beispiel einem Beschleunigungszeitraum oder einem Verzögerungszeitraum, zusätzlich zu dem stabilen Betriebszustand, wie zum Beispiel einem Ruhezustand korrigiert werden. Auf diese Weise kann das Treibstoffeinspritzsystem der Commonrailbauart gemäß der vorliegenden Erfindung die Korrektur der Zwischenzylinderschwankung im gesamten Betriebsbereich des Motors 1 durchführen. Als Ergebnis kann die Abgasgüte und die Fahrfähigkeit verbessert werden.
[Abänderungen] In der obigen Ausführungsform ist die vorliegende Erfindung auf das Treibstoffeinspritzsystem der Commonrailbauart angewendet, bei dem der ausgeflossene Treibstoff während des Betriebs des Einspritzers 3 entsteht. Wahlweise kann die vorliegende Erfindung auf eine andere Bauart eines Treibstoffeinpritzsystems Commonrailbauart angewendet werden, bei der ein in dem Einspritzer 3 befestigtes Linearsolenoid direkt die Nadel antreibt, und kein ausfließender Treibstoff erzeugt wird.
Bei der obigen Ausführungsform wird die vorliegende Erfindung auf ein Treibstoffeinspritzsystem der Commonrailbauart angewendet. Wahlweise kann die vorliegende Erfindung auf eine andere Bauart eines Treibstoffeinspritzsystems angewendet werden, die keine Commonrail verwendet. Insbesondere kann die vorliegende Erfindung auf ein Treibstoffeinspritzsystem angewendet werden, das zum Korrigieren der Zwischenzylinderschwankung eines Benzinmotors und ähnlichem, anderem als dem Dieselmotor verwendet wird.
In der obigen Ausführungsform ist ein Beispiel zur Berechnung des Korrekturventilöffnungszeitraums ε aus dem Winkelgeschwindigkeitsunterschied Δω erklärt. Wahlweise kann eine Korrektureinspritzmenge aus dem Winkelgeschwindigkeitsunterschied Δω berechnet werden, danach kann die Solleinspritzmenge Q korrigiert werden.
In der obigen Ausführungsform wird die Standardkurbelwinkelgeschwindigkeit ωSTD ausgehend von dem in dem ECU 5 gespeicherten Kennfeld berechnet. Wahlweise kann die Standardkurbelwinkelgeschwindigkeit ωSTD in Übereinstimmung mit dem Betriebszustand und einer auf einem bestimmten Algorhythmus basierenden Formel berechnet werden.
In der obigen Ausführungsform wird der Korrekturventilöffnungszeitraum ε aus dem in der ECU 5 gespeicherten Kennfeld berechnet. Wahlweise kann der Korrekturventilöffnungszeitraum ε in Übereinstimmung mit dem Winkelgeschwindigkeitsunterschied Δω und einer auf einem bestimmten Algorhythmus basierenden Formel berechnet werden.
Die vorliegende Erfindung sollte nicht auf die offenbarte Ausführungsform beschränkt werden sondern kann auf viele andere Weisen eingesetzt werden, ohne vom dem Geist der Erfindung abzuweichen.
Eine Motorsteuereinheit (ECU) 5 berechnet eine Istkurbelwinkelgeschwindigkeit ω und eine Standardkurbelwinkelgeschwindigkeit ωSTD für jeden Zylinder. Dann berechnet die ECU 5 einen Korrekturventilöffnungszeitraum ε aus einem Winkelgeschwindigkeitsunterschied Δω zwischen der Istkurbelwinkelgeschwindigkeit ω und der Standardkurbelwinkelgeschwindigkeit ωSTD von jedem Zylinder. Dann korrigiert die ECU 5 einen Ventilöffnungszeitraum TQ von jedem Zylinder mit dem Korrekturventilöffnungszeitraum ε des Zylinders. Auf diese Weise kann die Zwischenzylinderschwankung sogar während einem Übergangszeitraum korrigiert werden, wie zum Beispiel einem Beschleunigungszeitraum oder einem Verzögerungszeitraum, zusätzlich zu einem Ruhezeitraum. Insbesondere kann die Korrektur der Zwischenzylinderschwankung über dem gesamten Betriebsbereich eines Motors 1 durchgeführt werden. Als Ergebnis können die Abgasgüte und die Fahrfähigkeit über dem gesamten Betriebsbereich verbessert werden.

Claims

Treibstoffeinspritzsystem für einen Verbrennungsmotor (1) mit einer Vielzahl von Zylindern zur Durchführung einer Treibstoffexplosion mit: einer Vielzahl von Einspritzern (3) zum Einspritzen des Treibstoffs in die entsprechenden Zylinder des Motors (1); einer Betriebszustanderfassungseinrichtung (21, 22, 23, 24, 25) zum Erfassen eines Betriebszustandes eines Fahrzeugs; und einer Steuereinheit (5) zum Berechnen einer Solleinspritzmenge des aus jedem Einspritzer eingespritzten Treibstoffs für jeden Einspritzer, ausgehend von dem Betriebszustand des Fahrzeuges, der durch die Betriebszustanderfassungseinrichtung (21, 22, 23, 24, 25) erfasst wurde, und um den Einspritzer (3) so zu steuern, dass jeder Einspritzer (3) jede Treibstoffsolleinspritzmenge einspritzt, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebszustanderfassungseinrichtung (21, 22, 23, 24, 25) eine Kurbelwinkelgeschwindigkeitserfassungseinrichtung (22) zum Erfassen der Kurbelwinkelgeschwindigkeit des Motors (1) haben, und die Steuereinheit (5) eine Standardgeschwindigkeitsberechnungseinrichtung zum Berechnen einer Standardkurbelwinkelgeschwindigkeit jedes Zylinders aus dem durch die Betriebszustanderfassungseinrichtung (21, 22, 23, 24, 25) erfassten Betriebszustand, eine Winkelgeschwindigkeitsunterschiedsberechnungseinrichtung (S2) zum Berechnen eines Winkelgeschwindigkeitsunterschiedes zwischen der Istkurbelwinkelgeschwindigkeit, die durch die Kurbelwinkelgeschwindigkeitserfassungseinrichtung (22) erfasst wurde, und der Standardkurbelwinkelgeschwindigkeit von jedem Zylinder, und eine Einspritzmengenkorrektureinrichtung (S3, S3) zum Berechnen der Korrektureinspritzmenge entsprechend dem Winkelgeschwindigkeitsunterschied für jeden Zylinder und zum Korrigieren der Solleinspritzmenge des Zylinders mit der Korrektureinspritzmenge, so dass der Winkelgeschwindigkeitsunterschied sich verringert, hat.
Treibstoffeinspritzsystem gemäß Anspruch 1, außerdem dadurch gekennzeichnet, dass die Kurbelwinkelgeschwindigkeitserfassungseinrichtung (22) die Istkurbelwinkelgeschwindigkeit direkt nach der Explosion bei jedem Zylinder berechnet, die Standardgeschwindigkeitsberechnungseinrichtung die Standardkurbelwinkelgeschwindigkeit direkt nach der Explosion bei jedem Zylinder berechnet, und die Winkelgeschwindigkeitsunterschiedsberechnungseinrichtung (S2) den Winkelgeschwindigkeitsunterschied zwischen der Istkurbelwinkelgeschwindigkeit direkt nach der Explosion bei jedem Zylinder und der Standardkurbelwinkelgeschwindigkeit sofort nach der Explosion bei jedem Zylinder berechnet.
Treibstoffeinspritzsystem gemäß Anspruch 1 oder 2, außerdem dadurch gekennzeichnet, dass die Standardgeschwindigkeitsberechnungseinrichtung den Standardkurbelwinkel entsprechend dem Betriebszustand als Datum im Voraus speichert und die Standardkurbelwinkelgeschwindigkeit aus den Daten berechnet, die dem Betriebszustand entsprechen, der durch die Betriebszustanderfassungseinrichtung (21, 22, 23, 24, 25) erfasst wurde.
Treibstoffeinspritzsystem gemäß jedem der Ansprüche von 1 bis 3, außerdem dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (5) eine Lernfunktion zum Speichern der Korrektureinspritzmenge von jedem Zylinder und zum Reflektieren der gespeicherten Korrektureinspritzmenge in die nächste Solleinspritzmenge des Zylinders aufweist.
Treibstoffeinspritzsystem gemäß Anspruch 4, außerdem dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzmengenkorrektureinrichtung die Korrektureinspritzmenge so berechnet, dass die Korrektureinspritzmenge einige mal bis einige zehn mal kleiner eingestellt ist als die Einspritzmenge, die aktuell in der Lage ist, den Winkelgeschwindigkeitsunterschied zu korrigieren, und die Solleinspritzmenge mit der Korrektureinspritzmenge korrigiert.
Treibstoffeinspritzsystem gemäß jedem der Ansprüche von 1 bis 5, außerdem dadurch gekennzeichnet, dass das Treibstoffeinspritzsystem die Treibstoffeinspritzmenge durch das Regulieren eines Ventilöffnungszeitraums des Einspritzers (3) steuert, und die Einspritzmengenkorrektureinrichtung (S3, S4) einen Korrekturventilöffnungszeitraum entsprechend dem Winkelgeschwindigkeitsunterschied für jeden Zylinder berechnet und einen Sollventilöffnungszeitraum des Zylinders mit dem Korrekturventilöffnungszeitraum korrigiert, so dass der Winkelgeschwindigkeitsunterschied sich verringert.
Treibstoffeinspritzsystem gemäß Anspruch 2, außerdem dadurch gekennzeichnet, dass die Standardgeschwindigkeitsberechnungseinrichtung die Standardkurbelwinkelgeschwindigkeit berechnet, während sich ein Kurbelwinkel direkt nach der Explosion von 42° nach einem oberen Totpunkt auf 72° nach dem oberen Totpunkt ändert.
Treibstoffeinspritzsystem gemäß Anspruch 2, außerdem dadurch gekennzeichnet, dass die Standardgeschwindigkeitsberechnungseinrichtung die Standardkurbelwinkelgeschwindigkeit berechnet, während sich ein Kurbelwinkel direkt nach der Explosion von einem oberen Totpunkt auf 90° nach dem oberen Totpunkt ändert.