DE112014002725B4

DE112014002725B4 - Steuerungsvorrichtung und Steuerungsverfahren für ein Kraftstoffeinspritzventil

Info

Publication number: DE112014002725B4
Application number: DE112014002725.1T
Authority: DE
Inventors: Tomohiro Nakano; Eiji Murase; Rihito Kaneko
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2013-06-07
Filing date: 2014-05-23
Publication date: 2019-12-05
Anticipated expiration: 2034-05-24
Also published as: JP5831502B2; US20160131074A1; JP2014238047A; DE112014002725T5; CN105264209A; WO2014195775A1; US9938924B2; CN105264209B

Abstract

Steuerungsvorrichtung (10) für ein Kraftstoffeinspritzventil (20), die aufweist:eine elektronische Steuereinheit (14), die ausgelegt ist,einen Öffnungs-/Schließbetrieb des Kraftstoffeinspritzventils (20) durch Fließenlassen eines Erregungsstroms (linj) zu einem Solenoid (21) des Kraftstoffeinspritzventils (20) zu steuern, das Kraftstoff einspritzt, der von einer Zufuhrleitung (54) zugeführt wird, undeinen Spitzenstromwert (Ip) des Erregungsstroms (linj), mit dem das Solenoid (21) erregt wird, zu verringern, wenn sich ein Kraftstoffdruck in der Zufuhrleitung (54) zu einem Zeitpunkt eines Startens einer Erregung des Kraftstoffeinspritzventils (20) verringert,dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuereinheit (14) außerdem ausgelegt ist,den Spitzenstromwert (Ip) zu verringern, wenn sich eine Kraftstoffmenge, die aus einer Hochdruckkraftstoffpumpe (53) zu der Zufuhrleitung (54) ausgelassen wird, verringert,zu bewirken, dass die Hochdruckkraftstoffpumpe (53) eine große Kraftstoffmenge auslässt, wenn ein Sensorwert (Pa_s) des Kraftstoffdrucks in der Zufuhrleitung (54), der von einem Kraftstoffdrucksensor (43) erfasst wird, kleiner als ein vorbestimmter Wert ist und wenn sich der Sensorwert (Pa_s) des Kraftstoffdrucks verringert, undden Spitzenstromwert (Ip) zu verringern, wenn sich eine Differenz zwischen dem Sensorwert (Pa_s) des Kraftstoffdrucks und dem vorbestimmten Wert verringert.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Steuerungsvorrichtung und ein Steuerungsverfahren für ein Kraftstoffeinspritzventil, das bewirkt, dass sich das Kraftstoffeinspritzventil, das in einer Brennkraftmaschine angeordnet ist, öffnet und schließt.
Stand der Technik
Eine Erregungszeit eines Kraftstoffeinspritzventils in einer einzigen Kraftstoffeinspritzung ist in eine Öffnungsperiode zum Öffnen des Kraftstoffeinspritzventils und eine Halteperiode zum Halten des Ventilöffnungszustands des Kraftstoffeinspritzventils unterteilt. Während der Öffnungsperiode erhöht sich eine elektromagnetische Kraft, die an dem Kraftstoffeinspritzventil erzeugt wird, graduell mit einer Erhöhung eines Erregungsstroms, der durch ein Solenoid des Kraftstoffeinspritzventils fließt, und das Kraftstoffeinspritzventil wird geöffnet. Wenn der Erregungsstrom einen Spitzenstromwert erreicht, der als ein Stromwert zum zuverlässigen Öffnen des Kraftstoffeinspritzventils bestimmt wird, endet die Öffnungsperiode und die Halteperiode startet. Während der Halteperiode verringert sich der Erregungsstrom steil von dem Spitzenstromwert und wird in der Nähe eines Haltestromwerts gehalten, und die elektromagnetische Kraft, die an dem Kraftstoffeinspritzventil erzeugt wird, wird auf einer Kraft gehalten, die benötigt wird, um den Ventilöffnungszustand zu halten (siehe beispielsweise JP 2007 - 321 582 A ).
Die JP 2007 - 321 582 A beschreibt, dass der Spitzenstromwert auf der Grundlage einer Erregungszeit des Kraftstoffeinspritzventils und einer Offen-Betriebsperiode, die eine Periode ist, während der das Kraftstoffeinspritzventil tatsächlich offen ist, variabel ausgebildet wird.
Die DE 600 26 640 T2 beschreibt eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung, die umfasst: eine elektromagnetische Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit einer einzigen Spule, um eine Magnetkraft zu erzeugen, um einen Ventilkörper anzutreiben, und eine Stromeingabe-Steuereinheit zum Steuern eines an die Spule zu liefernden Stroms, die den Strom zum Antreiben des Ventilkörpers in Öffnungsrichtung des Ventils während einer Ventilöffnungszeit, die erforderlich ist, damit der Strom einen maximalen Stromwert erreicht, der größer als ein Strom ist, der zum Offenhalten des Ventils notwendig ist und während einer Ventilhaltezeit eingegeben wird, steuert, wobei die Stromeingabe-Steuereinheit den maximalen Stromwert, der während der Ventilöffnungszeit erreicht werden soll, verringert, wenn die Ventilöffnungszeit zunimmt, und die Stromeingabe-Steuereinheit den Strom anhand eines empfangenen Kraftstoffeinspritz-Befehlsimpulses steuert und die Kraftstoffeinspritz-Befehlsimpulsbreite entsprechend der Ventilöffnungszeit korrigiert, wenn die Ventilöffnungszeit zunimmt.
Die EP 1 396 630 A2 beschreibt ein Verfahren zum Ansteuern eines Kraftstoffeinspritzventils, bei dem ein Kraftstoffzufuhrdruckdetektor verschiedene Arten von Verzögerungsfaktoren beinhaltet. Diese Verzögerungsfaktoren erzeugen eine Verzögerung beim Erhöhen des Werts des Stroms, der dem Kraftstoffeinspritzventil zugeführt wird, obwohl ein tatsächlicher Kraftstoffzufuhrdruck bereits hoch ist. Dann wird keine Anziehungskraft zum Überwinden des Kraftstoffzufuhrdrucks in dem Kraftstoffeinspritzventil erzeugt, so dass kein Kraftstoff eingespritzt wird.
Die DE 11 2012 003 633 T5 beschreibt eine Steuervorrichtung zum Steuern eines Ansteuerstroms, der zu einer Kraftstoffeinspritzdüse, die ein Solenoid enthält, fließt. Nachdem eine erste Einspritzimpulsbreite für das Einspritzen des Kraftstoffs abgeschlossen ist und bevor eine zweite Einspritzimpulsbreite, die anschließend an die erste Einspritzimpulsbreite auszugeben ist, um den Kraftstoff einzuspritzen, begonnen wird, wird eine dritte Impulsbreite, um es zu ermöglichen, dass der Ansteuerstrom durch das Solenoid fließt, ausgegeben, und der Ansteuerstrom, dem durch den dritten Impuls ermöglicht werden soll, durch das Solenoid zu fließen, wird in Übereinstimmung entweder mit einem Messwert oder mit einem Vorhersagewert eines Kraftstoffdrucks gesteuert.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Das Kraftstoffeinspritzventil ist ausgelegt, Kraftstoff, der von dem Inneren einer Zufuhrleitung zugeführt wird, einzuspritzen, und es ist schwerer zu öffnen, wenn sich der Kraftstoffdruck in der Zufuhrleitung erhöht. Mit anderen Worten, es besteht die Tendenz, dass das Kraftstoffeinspritzventil früher geöffnet wird, wenn sich der Kraftstoffdruck in der Zufuhrleitung verringert. Wenn der Spitzenstromwert variabel ausgebildet wird, ist es daher denkbar, den Spitzenstromwert zu verringern, wenn sich der Kraftstoffdruck in der Zufuhrleitung beim Start einer Erregung des Kraftstoffeinspritzventils verringert. Die Tatsache, dass der Spitzenstromwert klein ist, bedeutet, dass der maximale Wert der elektromagnetischen Kraft, die an dem Kraftstoffeinspritzventil in einer einzigen Kraftstoffeinspritzung erzeugt werden kann, sich verringert. Wenn der Spitzenstromwert verringert wird, verringert sich daher die Restmagnetkraft nach dem Ende der Erregung des Kraftstoffeinspritzventils, so dass es möglich ist, eine Verzögerung des Öffnens des Kraftstoffeinspritzventils nach dem Ende der Erregung zu verhindern.
Der Kraftstoffdruck in der Zufuhrleitung während eines Verbrennungsmotorbetriebs verringert sich als Ergebnis einer Kraftstoffeinspritzung von dem Kraftstoffeinspritzventil, wohingegen sich der Kraftstoffdruck durch Zufuhr von Kraftstoff von einer Hochdruckkraftstoffpumpe erhöht, so dass der Kraftstoffdruck pulsiert. Wenn somit der Spitzenstromwert übermäßig verringert wird, kann sich das Öffnen des Kraftstoffeinspritzventils verzögern, wenn sich der Kraftstoffdruck in der Zufuhrleitung aufgrund eines Pulsierens erhöht und dann das Kraftstoffeinspritzventil schwer zu öffnen ist.
Eine derartige Verzögerung des Öffnens des Kraftstoffeinspritzventils führt zu einer unzureichenden Kraftstoffeinspritzmenge, so dass es wünschenswert ist, eine derartige Verzögerung so weit wie möglich zu vermeiden. Daher ist beispielsweise ein Verfahren denkbar, das den Spitzenstromwert auf einen etwas größeren Wert bestimmt, so dass eine Verzögerung des Öffnens des Kraftstoffeinspritzventils sogar dann nicht auftritt, wenn sich der Kraftstoffdruck in der Zufuhrleitung aufgrund eines Pulsierens vollständig erhöht.
Mit einem derartigen Verfahren ist zwar die Vermeidung einer Verzögerung des Öffnens des Kraftstoffeinspritzventils möglich, aber es ist nicht möglich, den Spitzenstromwert sehr viel zu verringern, so dass es nicht möglich ist, in ausreichendem Maße eine Verzögerung des Schließens des Kraftstoffeinspritzventils nach dem Ende der Erregung zu verhindern.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Steuerungsvorrichtung und ein Steuerungsverfahren für ein Kraftstoffeinspritzventil zu schaffen, die in der Lage sind, eine Verzögerung des Schließens des Kraftstoffeinspritzventils nach dem Ende einer Erregung zu verhindern, während eine Verzögerung des Öffnens des Kraftstoffeinspritzventils durch geeignetes Bestimmen eines Spitzenstromwerts verhindert wird. Die Aufgabe wird mit einer Steuerungsvorrichtung für ein Kraftstoffeinspritzventil gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie mit einem Steuerungsverfahren für ein Kraftstoffeinspritzventil gemäß den Merkmalen des Anspruchs 6 gelöst. Die abhängigen Ansprüche sind auf bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung gerichtet.
Ein erster Aspekt der Erfindung schafft eine Steuerungsvorrichtung für ein Kraftstoffeinspritzventil mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1.
Es kann geschätzt werden, dass sich ein Pulsieren des Kraftstoffdrucks in der Zufuhrleitung verringert, wenn sich die Kraftstoffmenge, die aus der Hochdruckkraftstoffpumpe ausgelassen wird, verringert. Auf diese Weise verringert sich ein Pulsieren des Kraftstoffdrucks in der Zufuhrleitung, und die Größe der Erhöhung des Kraftstoffdrucks aufgrund des Pulsierens verringert sich, so dass eine Verzögerung des Öffnens des Kraftstoffeinspritzventils aufgrund einer Erhöhung des Kraftstoffdrucks kaum auftritt.
In der obigen Konfiguration wird der Spitzenstromwert auf der Grundlage nicht nur des Kraftstoffdrucks in der Zufuhrleitung zu dem Zeitpunkt des Startens der Erregung, sondern auch der Kraftstoffmenge, die aus der Hochdruckkraftstoffpumpe ausgelassen wird, bestimmt. Sogar wenn der Kraftstoffdruck in der Zufuhrleitung zu dem Zeitpunkt des Startens der Erregung etwa derselbe ist, wird somit der Spitzenstromwert erhöht, wenn sich ein Pulsieren des Kraftstoffdrucks, der in der Zufuhrleitung erzeugt werden kann, erhöht. Wenn der Zufuhrleitung eine große Kraftstoffmenge von der Hochdruckkraftstoffpumpe zugeführt wird und sich dann der Kraftstoffdruck erhöht, ist es daher möglich, eine Verzögerung des Öffnens des Kraftstoffeinspritzventils durch Erhöhen des Spitzenstromwerts zu verhindern.
Wenn die Kraftstoffmenge, die aus der Hochdruckkraftstoffpumpe ausgelassen wird, niedrig ist, wird der Spitzenstromwert verringert. Das heißt, sogar wenn der Kraftstoffdruck in der Zufuhrleitung zu dem Zeitpunkt des Startens der Erregung etwa derselbe ist, wird der Spitzenstromwert verringert, wenn sich das Pulsieren des Kraftstoffdrucks, das in der Zufuhrleitung erzeugt werden kann, verringert. Durch Steuern des Kraftstoffeinspritzventils auf der Grundlage des somit bestimmten Spitzenstromwerts ist es möglich, die elektromagnetische Kraft, die an dem Kraftstoffeinspritzventil erzeugt wird, zu verringern. In diesem Fall besteht die Tendenz, dass sich die Restmagnetkraft nach dem Ende der Erregung verringert, so dass es möglich ist, eine Verzögerung des Schließens des Kraftstoffeinspritzventils nach dem Ende der Erregung zu verhindern.
Somit ist es durch geeignetes Bestimmen des Spitzenstromwerts auf der Grundlage der Kraftstoffmenge, die aus der Hochdruckkraftstoffpumpe ausgelassen wird und die mit der Größe der Erhöhung des Kraftstoffdrucks korreliert, möglich, die elektromagnetische Kraft, die an dem Kraftstoffeinspritzventil erzeugt wird, so weit wie möglich zu verringern, während eine Verzögerung des Öffnens des Kraftstoffeinspritzventils vermieden wird, so dass es möglich ist, eine Verzögerung des Schließens des Kraftstoffeinspritzventils zu verhindern.
Es gibt ein Kraftstoffzufuhrsystem für eine Brennkraftmaschine, bei dem die Kraftstoffmenge, die aus der Hochdruckkraftstoffpumpe ausgelassen wird, derart gesteuert wird, dass ein Sensorwert des Kraftstoffdrucks in der Zufuhrleitung, der von einem Kraftstoffdrucksensor erfasst wird, auf größer oder gleich einem vorgeschriebenen bzw. vorgegebenen Kraftstoffdruckwert gehalten wird. In diesem Fall verringert sich die Kraftstoffmenge, die aus der Hochdruckkraftstoffpumpe ausgelassen wird, wenn sich die Differenz zwischen dem Sensorwert des Kraftstoffdrucks und dem vorgeschriebenen Kraftstoffdruckwert verringert, das heißt, wenn der Sensorwert des Kraftstoffdrucks kleiner als der vorgeschriebene Kraftstoffdruckwert wird.
In der Steuerungsvorrichtung für ein Kraftstoffeinspritzventil, die bewirkt, dass das Kraftstoffeinspritzventil Kraftstoff einspritzt, der in der Zufuhrleitung des somit konfigurierten Kraftstoffzufuhrsystems gespeichert ist, wird der Spitzenstromwert verringert, wenn sich die Differenz zwischen dem Sensorwert des Kraftstoffdrucks und dem vorgeschriebenen Kraftstoffdruckwert (vorbestimmter Wert) verringert. Mit dieser Konfiguration ist es durch Überwachen des Sensorwerts des Kraftstoffdrucks und Bestimmen des Spitzenstromwerts auf der Grundlage der Differenz zwischen dem Sensorwert und dem vorgeschriebenen Kraftstoffdruckwert (vorbestimmter Wert) möglich, eine Konfiguration auszubilden, bei der der Spitzenstromwert verringert wird, wenn sich die Kraftstoffmenge, die aus der Hochdruckkraftstoffpumpe ausgelassen wird, verringert. Durch Steuern der Kraftstoffeinspritzung von dem Kraftstoffeinspritzventil auf der Grundlage des Spitzenstromwerts ist es möglich, eine Verzögerung des Schließens des Kraftstoffeinspritzventils nach dem Ende der Erregung zu verhindern, während eine Verzögerung des Öffnens des Kraftstoffeinspritzventils vermieden wird.
In dem Kraftstoffeinspritzventil, das von der oben beschriebenen Steuerungsvorrichtung für ein Kraftstoffeinspritzventil gesteuert wird, variiert der Grad der Magnetisierung des Solenoids mit der Größe des Spitzenstromwerts in dem Fall, in dem die bestimmte Erregungszeit kurz ist, sogar dann, wenn die Erregungszeit gleich ist, so dass es schwierig wird, die Kraftstoffeinspritzmenge durch Steuerung der Erregungszeit geeignet zu steuern. Wenn eine derartige kurze Erregungszeit, bei der der Grad der Magnetisierung des Solenoids des Kraftstoffeinspritzventils mit der Größe des Spitzenstromwerts variiert, auf diese Weise bestimmt wird, ist es daher wünschenswert, den Spitzenstromwert nicht zu ändern, sondern den Spitzenstromwert auf einen konstanten Wert zu fixieren, um die Kraftstoffeinspritzmenge geeignet zu steuern. Wenn andererseits eine lange Erregungszeit derart bestimmt wird, dass der Grad der Magnetisierung des Solenoids sich kaum mit der Größe des Spitzenstromwerts ändert, ist es wünschenswert, den Spitzenstromwert variabel auszubilden, um eine Verzögerung des Öffnens des Kraftstoffeinspritzventils und eine Verzögerung des Schließens des Kraftstoffeinspritzventils zu verhindern.
Es wird angenommen, dass ein unterer Grenzwert für den Spitzenstromwert eingestellt wird, und eine Zeit, während der der Erregungsstrom durch das Solenoid des Kraftstoffeinspritzventils fließt, wird als Erregungszeit bezeichnet. Außerdem wird eine Bezugserregungszeit (vorbestimmte Zeit) im Voraus auf der Grundlage einer Zeit, die abgrenzt, ob sich der Grad der Magnetisierung des Solenoids des Kraftstoffeinspritzventils mit der Größe des Spitzenstromwerts ändert, eingestellt. In der oben beschriebenen Steuerungsvorrichtung für ein Kraftstoffeinspritzventil kann der Spitzenstromwert auf einen Wert eingestellt werden, der gleich dem unteren Grenzwert ist, wenn die Erregungszeit des Kraftstoffeinspritzventils kürzer als die Bezugserregungszeit (vorbestimmte Zeit) ist. Wenn die Erregungszeit kürzer als die Bezugserregungszeit (vorbestimmte Zeit) ist, wird der Spitzenstromwert unabhängig von dem Kraftstoffdruck in der Zufuhrleitung zu dem Zeitpunkt des Startens der Erregung oder der Kraftstoffmenge, die aus der Hochdruckkraftstoffpumpe ausgelassen wird, auf einen Wert fixiert, der gleich dem unteren Grenzwert ist. Sogar wenn die Erregungszeit kurz ist, ist es somit möglich, die Kraftstoffeinspritzmenge des Kraftstoffeinspritzventils geeignet zu steuern.
Wenn andererseits die Erregungszeit gleich oder länger als die Bezugserregungszeit ist, beeinflusst eine Variation des Magnetisierungsgrads des Solenoids des Kraftstoffeinspritzventils aufgrund einer Differenz in dem Spitzenstromwert kaum die Kraftstoffeinspritzmenge. Wenn die Erregungszeit gleich oder länger als die Bezugserregungszeit ist, wird daher der Spitzenstromwert auf der Grundlage des Kraftstoffdrucks in der Zufuhrleitung und der Kraftstoffmenge, die aus der Hochdruckkraftstoffpumpe ausgelassen wird, bestimmt, und das Kraftstoffeinspritzventil wird auf der Grundlage des Spitzenstromwerts gesteuert. Somit ist es möglich, eine Verzögerung des Schließens des Kraftstoffeinspritzventils nach dem Ende der Erregung zu verhindern, während eine Verzögerung des Öffnens des Kraftstoffeinspritzventils vermieden wird.
Wenn sich der Erregungsstrom, der durch das Solenoid des Kraftstoffeinspritzventils fließt, erhöht, erhöht sich die elektromagnetische Kraft, die an dem Kraftstoffeinspritzventil erzeugt wird, mit einer Erhöhung des Erregungsstroms. Zu diesem Zeitpunkt erhöht sich die elektromagnetische Kraft mit einer Verzögerung gegenüber einer Erhöhung des Erregungsstroms, wenn sich die Rate der Erhöhung des Erregungsstroms erhöht. Wenn die Rate der Erhöhung des Erregungsstroms hoch ist, wird daher die elektromagnetische Kraft, die tatsächlich zu dem Zeitpunkt, zu dem der Erregungsstrom den Spitzenstromwert erreicht hat, erzeugt wird, kleiner als ein theoretischer Wert der elektromagnetischen Kraft, der auf der Größe des Spitzenstromwerts basiert. Wenn der Spitzenstromwert gleich ist, besteht somit die Tendenz, dass, wenn sich die Rate der Erhöhung des Erregungsstroms erhöht, der maximale Wert der elektromagnetischen Kraft, die an dem Kraftstoffeinspritzventil in einer einzigen Kraftstoffeinspritzung erzeugt wird, klein ist und ein Öffnungsfehler des Kraftstoffeinspritzventils auftritt.
Daher kann in der Steuerungsvorrichtung für ein Kraftstoffeinspritzventil der Spitzenstromwert erhöht werden, wenn sich die Rate der Erhöhung des Erregungsstroms, der durch das Solenoid des Kraftstoffeinspritzventils fließt, von dem Starten der Erregung des Kraftstoffeinspritzventils an erhöht. Mit dieser Kraftstoffeinspritzung ist es erlaubt, die elektromagnetische Kraft, die tatsächlich an dem Kraftstoffeinspritzventil zu dem Zeitpunkt, zu dem der Erregungsstrom den Spitzenstromwert erreicht, erzeugt wird, d. h. den maximalen Wert der elektromagnetischen Kraft, die an dem Kraftstoffeinspritzventil in einer einzigen Kraftstoffeinspritzung erzeugt wird, zu erhöhen. Somit ist es möglich, die elektromagnetische Kraft, die tatsächlich an dem Kraftstoffeinspritzventil erzeugt wird, zuverlässig auf die elektromagnetische Kraft zu erhöhen, die in der Lage ist, das Kraftstoffeinspritzventil zu öffnen, so dass es möglich ist, das Auftreten eines Öffnungsfehlers des Kraftstoffeinspritzventils zu verhindern.
Wenn der Zeitpunkt, zu dem der Erregungsstrom, der durch das Solenoid fließt, einen vorbestimmten Stromwert (erster Stromwert) in einem Prozess überschreitet, in dem sich der Erregungsstrom erhöht, als vorgeschriebener bzw. vorgegebener Anstiegserfassungszeitpunkt bezeichnet wird, meint die Tatsache, dass eine Zeit von dem Zeitpunkt des Startens der Erregung bis zu dem vorgeschriebenen Anstiegserfassungszeitpunkt, die als erste Zeit bezeichnet wird, kurz ist, dass die Rate der Erhöhung des Erregungsstroms von dem Start oder der Erregung an hoch ist. Daher ist es durch Verwenden einer Konfiguration, bei der der Spitzenstromwert erhöht wird, wenn eine Zeit von dem Zeitpunkt des Starts der Erregung des Kraftstoffeinspritzventils bis zu dem vorgeschriebenen Anstiegserfassungszeitpunkt kürzer wird, möglich, eine Konfiguration auszubilden, die den Spitzenstromwert erhöht, wenn sich die Rate der Erhöhung des Erregungsstroms, der durch das Solenoid von dem Starten der Erregung des Kraftstoffeinspritzventils an fließt, erhöht.
Ein Widerstand des Solenoids, das das Kraftstoffeinspritzventil bildet, kann aufgrund individueller Unterschiede bei der Herstellung, einer Alterung und Ähnlichem variieren. Der Stromwert, der durch das Solenoid des Kraftstoffeinspritzventils fließt, kann von einem Befehlswert von der Steuerungsvorrichtung aufgrund der oben beschriebenen Variationen des Widerstands des Solenoids abweichen. Wenn beispielsweise der Spitzenwert des tatsächlichen Erregungsstroms kleiner als der Spitzenstromwert ist, der als Befehlswert bestimmt wird, verringert sich der maximale Wert der elektromagnetischen Kraft, die an dem Kraftstoffeinspritzventil in einer einzigen Kraftstoffeinspritzung erzeugt werden kann, so dass ein Öffnungsfehler des Kraftstoffeinspritzventils auftreten kann. Wenn andererseits der Spitzenwert des tatsächlichen Erregungsstroms größer als der Spitzenstromwert ist, der als Befehlswert bestimmt wird, erhöht sich der maximale Wert der elektromagnetischen Kraft, die an dem Kraftstoffeinspritzventil in einer einzigen Kraftstoffeinspritzung erzeugt werden kann, so dass eine Verzögerung des Schließens des Kraftstoffeinspritzventils nach dem Ende der Erregung leicht auftreten kann.
Wenn ein Zeitpunkt, zu dem der Erregungsstrom, der durch das Solenoid fließt, einen Bezugsstromwert (zweiter Stromwert) überschreitet, der kleiner als der Spitzenstromwert in einem Prozess ist, in dem sich der Erregungsstrom erhöht, als Bezugsanstiegserfassungszeitpunkt bezeichnet wird und ein Zeitpunkt, zu dem der Erregungsstrom, der durch das Solenoid fließt, kleiner als der Bezugsstromwert (zweiter Stromwert) in einem Prozess wird, in dem sich der Erregungsstrom von dem Spitzenstromwert verringert, als Bezugsabstiegserfassungszeitpunkt bezeichnet wird, kann in der Steuerungsvorrichtung für ein Kraftstoffeinspritzventil der Spitzenstromwert verringert werden, wenn eine zweite Zeit von dem Bezugsanstiegserfassungszeitpunkt bis zu dem Bezugsabstiegserfassungszeitpunkt einen Bezugswert überschreitet, der auf der Grundlage der Größe des Spitzenstromwerts bestimmt wird. Andererseits kann der Spitzenstromwert erhöht werden, wenn die Zeit von dem Bezugsanstiegserfassungszeitpunkt bis zu dem Bezugsabstiegserfassungszeitpunkt kürzer als der Bezugswert ist.
In der obigen Konfiguration wird beispielsweise der Bezugswert im Voraus als ein Wert eingestellt, der der Zeit von dem Bezugsanstiegserfassungszeitpunkt bis zu dem Bezugsabstiegserfassungszeitpunkt in dem Fall entspricht, in dem der Befehlswert des Spitzenstromwerts mit dem Spitzenwert des tatsächlichen Erregungsstroms übereinstimmt. Wenn die Zeit von dem Bezugsanstiegserfassungszeitpunkt bis zu dem Bezugsabstiegserfassungszeitpunkt den Bezugswert überschreitet, kann geschätzt werden, dass ein Spitzenwert eines tatsächlichen Erregungsstroms größer als ein Befehlswert des Spitzenstromwerts ist, so dass in diesem Fall der Spitzenstromwert verringert wird. Somit ist es möglich, den maximalen Wert der elektromagnetischen Kraft, die an dem Kraftstoffeinspritzventil in einer einzigen Kraftstoffeinspritzung erzeugt werden kann, zu verringern, und es ist erlaubt, eine Restmagnetkraft nach dem Ende der Erregung einfach zu verringern, so dass es möglich ist, eine Verzögerung des Schließens des Kraftstoffeinspritzventils nach dem Ende der Erregung zu verhindern.
Wenn andererseits die Zeit von dem Bezugsanstiegserfassungszeitpunkt bis zu dem Bezugsabstiegserfassungszeitpunkt kürzer als der Bezugswert ist, kann geschätzt werden, dass der Spitzenwert des tatsächlichen Erregungsstroms kleiner als der Befehlswert des Spitzenstromwerts ist, so dass in diesem Fall der Spitzenstromwert erhöht wird. Somit ist es möglich, den maximalen Wert der elektromagnetischen Kraft, die an dem Kraftstoffeinspritzventil in einer einzigen Kraftstoffeinspritzung erzeugt werden kann, zu erhöhen, so dass es möglich ist, das Auftreten eines Öffnungsfehlers des Kraftstoffeinspritzventils zu verhindern.
Somit ist es mit der obigen Konfiguration möglich, den Spitzenstromwert unter Berücksichtigung von Variationen des Widerstands des Solenoids aufgrund individueller Differenzen bei der Herstellung, Alterung und Ähnlichem geeignet zu bestimmen.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung schafft ein Steuerungsverfahren für ein Kraftstoffeinspritzventil gemäß der Merkmalen des Anspruchs 6.
Figurenliste
Merkmale, Vorteile sowie die technische und gewerbliche Bedeutung beispielhafter Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden mit Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen beschrieben, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen. Es zeigen:

1 eine schematische Ansicht, die die schematische Konfiguration einer Steuerungsvorrichtung für Kraftstoffeinspritzventile gemäß einer Ausführungsform und mehrere Kraftstoffeinspritzventile, die von der Steuerungsvorrichtung gesteuert werden, zeigt;
2 eine schematische Ansicht, die die schematische Konfiguration eines Kraftstoffzufuhrsystems zeigt, das den Kraftstoffeinspritzventilen Kraftstoff zuführt;
3A, 3B und 3C Beispiele für Zeitdiagramme in dem Fall, in dem Kraftstoff von einem der Kraftstoffeinspritzventile eingespritzt wird, wobei 3A Änderungen des Pegels eines Erregungssignals zeigt, das von einer ECU an eine Ansteuerschaltung ausgegeben wird, 3B Änderungen eines Erregungsstroms zeigt, der durch ein Solenoid eines der Kraftstoffeinspritzventile fließt, und 3C Änderungen eines Ventilöffnungs-/-schließzustands eines der Kraftstoffeinspritzventile zeigt;
4 ein Flussdiagramm, das eine Verarbeitungsroutine darstellt, die in der Steuerungsvorrichtung für die Kraftstoffeinspritzventile gemäß der Ausführungsform zu dem Zeitpunkt ausgeführt wird, zu dem Kraftstoff einem jeweiligen Kraftstoffeinspritzventil eingespritzt wird;
5 ein Flussdiagramm, das eine Verarbeitungsroutine darstellt, die in der Steuerungsvorrichtung ausgeführt wird, um einen Spitzenstromwert zu bestimmen;
6 ein Flussdiagramm, das eine Verarbeitungsroutine darstellt, die in der Steuerungsvorrichtung ausgeführt wird, um eine Differenzzeit zu berechnen;
7A ein Kennlinienfeld, das die Korrelation zwischen einer Erregungszeit und einem Spitzenstromwert zeigt;
7B ein Kennlinienfeld, das die Korrelation zwischen einer Erregungszeit und einer Kraftstoffeinspritzmenge von einem jeweiligen Kraftstoffeinspritzventil zeigt;
8 ein Kennlinienfeld, das die Korrelation zwischen einem Kraftstoffdrucksensorwert und einem Spitzenbefehlsbasiswert zeigt;
9 ein Kennlinienfeld, das die Korrelation zwischen einer Druckdifferenz und einem Auslassmengenkorrekturwert zeigt;
10 ein Kennlinienfeld, das die Korrelation zwischen einer Differenz, die durch Subtrahieren einer Bezugsdifferenzzeit von einer Differenzzeit erhalten wird, und einem Spitzenvariationskorrekturwert zeigt;
11 ein Zeitdiagramm, das eine Variation eines Erregungsstroms zeigt;
12 ein Kennlinienfeld, das die Korrelation zwischen einer vorgeschriebenen bzw. vorgegebenen Anstiegszeit und einem Ratenkorrekturwert zeigt;
13 ein Zeitdiagramm, das Änderungen eines Erregungsstroms in einem Fall zeigt, in dem ein Spitzenwert eines tatsächlichen Erregungsstroms kleiner als ein Befehlswert eines Spitzenstromwerts ist;
14 ein Zeitdiagramm, das Änderungen eines Erregungsstroms in einem Fall zeigt, in dem der Spitzenwert des tatsächlichen Erregungsstroms größer als der Befehlswert des Spitzenstromwerts ist; und
15 ein Zeitdiagramm, das die Beziehung zwischen einer Variation bzw. Änderung eines Kraftstoffdrucksensorwerts und einem gemittelten Sensorwert sowie eine Druckdifferenz zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden wird eine beispielhafte Ausführungsform einer Steuerungsvorrichtung für ein Kraftstoffeinspritzventil, die bewirkt, dass sich das Kraftstoffeinspritzventil, das in einer Brennkraftmaschine angeordnet ist, öffnet oder schließt, mit Bezug auf 1 bis 14 beschrieben. 1 zeigt eine Steuerungsvorrichtung 10 für Kraftstoffeinspritzventile gemäß der vorliegenden Ausführungsform, und es wird eine Mehrzahl von diesen (in dieser Ausführungsform vier) von der Steuerungsvorrichtung 10 gesteuert. Jedes dieser Kraftstoffeinspritzventile 20 ist ein Direkteinspritzventil, das direkt Kraftstoff in eine entsprechende Brennkammer der Brennkraftmaschine einspritzt.
Wie es in 1 gezeigt ist, enthält die Steuerungsvorrichtung 10 eine Aufwärtswandlungsschaltung 11, einen Kondensator 12 und eine Ansteuerschaltung 13. Die Aufwärtswandlungsschaltung 11 wandelt die Spannung einer Batterie 30 aufwärts. Die Batterie 30 ist in einem Fahrzeug angeordnet. Der Kondensator 12 wird mit der Spannung, die von der Aufwärtswandlungsschaltung 11 aufwärts gewandelt wurde, geladen. Die Ansteuerschaltung 13 dient als eine Ansteuersteuerungseinheit. Die Ansteuerschaltung 13 ist ausgelegt, die Kraftstoffeinspritzventile 20 durch wahlweises Verwenden des Kondensators 12 oder der Batterie 30 als eine Energieversorgung nach Bedarf unter Steuerung einer elektronischen Steuereinheit (im Folgenden als „ECU“ bezeichnet) 14, die außerdem die Funktion als Spitzenbestimmungseinheit aufweist, anzusteuern.
Die ECU 14 enthält einen Mikrocomputer, der aus einer CPU, einem ROM, einem RAM und Ähnlichem ausgebildet ist. Verschiedene Steuerprogramme, die von der CPU ausgeführt werden, und Ähnliches werden in dem ROM im Voraus gespeichert. Informationen, die nach Bedarf aktualisiert werden, werden in dem RAM gespeichert.
Verschiedene Erfassungssysteme, beispielsweise ein Spannungssensor 41, Stromerfassungsschaltungen 42 und ein Kraftstoffdrucksensor 43, sind mit der ECU 14 elektrisch verbunden. Der Spannungssensor 41 ist ausgelegt, eine Kondensatorspannung Vc, die eine Spannung des Kondensators 12 ist, zu erfassen. Die jeweiligen Stromerfassungsschaltungen 42 sind ausgelegt, einen Erregungsstrom linj, der durch ein Solenoid 21 eines entsprechenden Kraftstoffeinspritzventils 20 fließt, zu erfassen. Die Stromerfassungsschaltungen 42 sind in Entsprechung zu den Kraftstoffeinspritzventilen 20 vorhanden. Der Kraftstoffdrucksensor 43 ist ausgelegt, einen Kraftstoffdruck in einer Zufuhrleitung zu erfassen, die in einem Kraftstoffzufuhrsystem angeordnet ist, das mit den Kraftstoffeinspritzventilen 20 verbunden ist. Die Steuerungsvorrichtung 10, die die ECU 14 enthält, ist ausgelegt, jedes Kraftstoffeinspritzventil 20 auf der Grundlage von Informationen, die von den verschiedenen Erfassungssystemen erfasst werden, zu steuern.
Im Folgenden wird das Kraftstoffzufuhrsystem 50, das den Kraftstoffeinspritzventilen 20 Kraftstoff zuführt, mit Bezug auf 2 beschrieben. Wie es in 2 gezeigt ist, enthält das Kraftstoffzufuhrsystem 50 eine Niederdruckkraftstoffpumpe 52, eine Hochdruckkraftstoffpumpe 53 und eine Zufuhrleitung 54. Die Niederdruckkraftstoffpumpe 52 zieht Kraftstoff aus einem Kraftstofftank 51, in dem Kraftstoff gespeichert ist. Die Hochdruckkraftstoffpumpe 53 setzt Kraftstoff, der von der Niederdruckkraftstoffpumpe 52 ausgelassen wird, unter Druck und lässt diesen aus. Hochdruckkraftstoff, der aus der Hochdruckkraftstoffpumpe 53 ausgelassen wird, wird in der Zufuhrleitung 54 gespeichert. Kraftstoff in der Zufuhrleitung 54 wird den Kraftstoffeinspritzventilen 20 zugeführt.
Im Folgenden wird ein Modus, bei dem Strom den jeweiligen Kraftstoffeinspritzventilen 20 zugeführt wird, mit Bezug auf 3A, 3B und 3C beschrieben. Wie es in 3A, 3B und 3C gezeigt ist, beginnt, wenn sich der Pegel eines Erregungssignals, das von der ECU 14 an die Ansteuerschaltung 13 ausgegeben wird, von „Niedrig“ in „Hoch“ ändert, ein Erregungsstrom linj durch das Solenoid 21 des entsprechenden Kraftstoffeinspritzventils 20 zu fließen. Das heißt, eine Periode bzw. Dauer von einem ersten Zeitpunkt t11, zu dem sich der Pegel des Erregungssignals von „Niedrig“ in „Hoch“ ändert, bis zu einem vierten Zeitpunkt t14, zu dem sich der Pegel des Erregungssignals von „Hoch“ in „Niedrig“ ändert, ist eine Erregungszeit TI, während der das Kraftstoffeinspritzventil 20 erregt wird.
Zu dem ersten Zeitpunkt t11, der der Zeitpunkt ist, zu dem eine Erregung des Kraftstoffeinspritzventils 20 gestartet wird, ist das Kraftstoffeinspritzventil 20 geschlossen. Hier wird, um das Kraftstoffeinspritzventil 20 zu öffnen, Strom dem Kraftstoffeinspritzventil 20 unter Verwendung des Kondensators 12 als Energieversorgung zugeführt. Der Kondensator 12 ist in der Lage, eine Spannung anzulegen, die höher als diejenige der Batterie 30 ist. Da sich der Erregungsstrom linj, der durch das Solenoid 21 fließt, graduell erhöht, erhöht sich in diesem Fall eine elektromagnetische Kraft, die an dem Solenoid 21 erzeugt wird, ebenfalls. Zu dem zweiten Zeitpunkt t12 in der Mitte einer Erhöhung des Erregungsstroms linj öffnet sich das Kraftstoffeinspritzventil 20, und es wird Kraftstoff von dem Kraftstoffeinspritzventil 20 eingespritzt.
Eine Zeit von dem ersten Zeitpunkt t11 zu dem zweiten Zeitpunkt t12 wird als eine ineffektive Einspritzzeit TA betrachtet, während der noch kein Kraftstoff von dem Kraftstoffeinspritzventil 20 eingespritzt wird, obwohl eine Erregung des Kraftstoffeinspritzventils 20 gestartet wurde. Eine Zeit von dem zweiten Zeitpunkt t12 zu dem vierten Zeitpunkt t14, zu dem eine Erregung des Kraftstoffeinspritzventils 20 endet, wird als eine effektive Einspritzzeit TB betrachtet, während der Kraftstoff tatsächlich von dem Kraftstoffeinspritzventil 20 eingespritzt wird.
Wenn der Erregungsstrom linj, der durch das Solenoid 21 fließt, einen Spitzenstromwert Ip zu einem dritten Zeitpunkt t13 nach dem zweiten Zeitpunkt t12 erreicht, endet eine Öffnungsperiode TO zum Öffnen des Kraftstoffeinspritzventils 20 und eine Halteperiode TH zum Halten des Ventilöffnungszustands des Kraftstoffeinspritzventils 20 startet. Der Spitzenstromwert Ip ist ein Befehlswert, der als ein Stromwert zum zuverlässigen Öffnen des Kraftstoffeinspritzventils 20 bestimmt wird. Als Ergebnis wird die Energiezufuhr von dem Kondensator 12 zu der Batterie 30 mittels der Ansteuerschaltung 13 geändert, und die Spannung, die an das Solenoid 21 des Kraftstoffeinspritzventils 20 angelegt wird, verringert sich, so dass sich der Erregungsstrom linj steil verringert. Die Rate der Verringerung des Erregungsstroms linj ist zu diesem Zeitpunkt beachtlich größer als die Rate der Erhöhung zu der Zeit, zu der sich der Erregungsstrom linj in Richtung des Spitzenstromwerts Ip erhöht. Das heißt, wenn sich der Erregungsstrom linj von dem Spitzenstromwert Ip verringert, ist eine Variation bzw. Änderung des Erregungsstroms linj steil.
Der Erregungsstrom linj, der sich von dem Spitzenstromwert Ip verringert, wird in der Nähe eines vorbestimmten Haltestromwerts Ih derart eingestellt, dass eine elektromagnetische Kraft, die in der Lage ist, den Ventilöffnungszustand des Kraftstoffeinspritzventils 20 zu halten, von dem Solenoid 21 erzeugt wird. Wenn sich danach das Erregungssignal von „Hoch“ in „Niedrig“ zu dem vierten Zeitpunkt t14 ändert, endet eine Erregung des Kraftstoffeinspritzventils 20 und das Kraftstoffeinspritzventil 20 schließt sich.
Die Erregungszeit TI wird auf der Grundlage einer benötigten Einspritzmenge, die für eine einzige Kraftstoffeinspritzung eingestellt wird, bestimmt, so dass die Erregungszeit TI verringert wird, wenn sich die benötigte Einspritzmenge verringert. Das heißt, wenn die benötigte Einspritzmenge niedrig ist, kann eine Erregung des Kraftstoffeinspritzventils 20 in der Öffnungsperiode TO beendet werden, in der das Kraftstoffeinspritzventil 20 von dem Kondensator 12 erregt wird.
Hier erhöht sich die elektromagnetische Kraft, die in dem Kraftstoffeinspritzventil 20 erzeugt wird, wenn sich der Erregungsstrom linj, der durch das Solenoid 21 fließt, erhöht. Daher besteht die Tendenz, dass, wenn sich der Spitzenstromwert Ip, der als Befehlswert bestimmt wird, erhöht, sich der maximale Wert der elektromagnetischen Kraft, die an dem Kraftstoffeinspritzventil 20 in einer einzigen Kraftstoffeinspritzung erzeugt wird, erhöht. Zu dem Zeitpunkt einer derartigen Kraftstoffeinspritzung, bei der eine große elektromagnetische Kraft erzeugt wird, tritt ein Öffnungsfehler des Kraftstoffeinspritzventils 20 kaum auf.
Wenn andererseits der Erregungsstrom linj, der durch das Solenoid 21 unmittelbar vor dem Ende der Erregung fließt, groß ist, erhöht sich eine Restmagnetkraft unmittelbar nach dem Ende der Erregung, so dass eine Tendenz besteht, dass eine Verzögerung des Schließens des Kraftstoffeinspritzventils 20 nach dem Ende der Erregung auftritt. Um eine derartige Verzögerung des Schließens des Kraftstoffeinspritzventils 20 zu verhindern, ist es wünschenswert, den Spitzenstromwert Ip so weit wie möglich derart zu verringern, dass keine übermäßig große elektromagnetische Kraft an dem Kraftstoffeinspritzventil 20 erzeugt wird. Daher verhindert die Steuerungsvorrichtung 10 für die Kraftstoffeinspritzventile gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Verzögerung des Schließens der jeweiligen Kraftstoffeinspritzventile 20 unmittelbar nach dem Ende der Erregung durch Verringern des Spitzenstromwerts Ip so weit wie möglich innerhalb des Bereichs, in dem ein Öffnungsfehler des Kraftstoffeinspritzventils 20 nicht auftritt.
Im Folgenden wird eine Verarbeitungsroutine, die von der ECU 14 der Steuerungsvorrichtung 10 für die Kraftstoffeinspritzventile gemäß der vorliegenden Ausführungsform ausgeführt wird, mit Bezug auf das Flussdiagramm der 4 beschrieben. Die Verarbeitungsroutine ist eine Verarbeitungsroutine, die zu dem Zeitpunkt ausgeführt wird, zu dem eine Erregung eines jeweiligen Kraftstoffeinspritzventils 20 gestartet wird.
Wie es in 4 gezeigt ist, bestimmt die ECU 14 in der Verarbeitungsroutine die Erregungszeit TI auf der Grundlage der benötigten Einspritzmenge (Schritt S11). Anschließend führt die ECU 14 einen Bestimmungsprozess zum Bestimmen des Spitzenstromwerts Ip für die derzeitige Kraftstoffeinspritzung aus (Schritt S12). Der Bestimmungsprozess zum Bestimmen des Spitzenstromwerts wird später mit Bezug auf 5 beschrieben. Die ECU 14 führt einen Kraftstoffeinspritzprozess zum Steuern des Kraftstoffeinspritzventils 20 auf der Grundlage der Erregungszeit TI, die in Schritt S11 bestimmt wurde, und des Spitzenstromwerts Ip, der in Schritt S12 bestimmt wurde, aus (Schritt S13). Danach beendet die ECU 14 die Verarbeitungsroutine.
Im Folgenden wird die Routine des Bestimmungsprozesses zum Bestimmen des Spitzenstromwerts Ip in Schritt S12 mit Bezug auf das Flussdiagramm der 5, die Zeitdiagramme der 7A, 7B und 11 und die Kennlinienfelder, die in 8 bis 10 und 12 gezeigt sind, beschrieben.
Wie es in 5 gezeigt ist, subtrahiert die ECU 14 in der Verarbeitungsroutine einen Kraftstoffdrucksensorwert Pa_s von einem vorgeschriebenen bzw. vorgegebenen Kraftstoffdruckwert Pa_th und stellt die Differenz (= Pa_th - Pa_s) als eine Druckdifferenz ΔPa ein (Schritt S101). Der vorgeschriebene Kraftstoffdruckwert Pa_th ist ein Sollwert des Kraftstoffdrucks in der Zufuhrleitung 54. Der Kraftstoffdrucksensorwert Pa_s ist ein Sensorwert des Kraftstoffdrucks, der von dem Kraftstoffdrucksensor 43 erfasst wird.
Wenn eine Kraftstoffeinspritzung von dem Kraftstoffeinspritzventil 20 gestartet wird, verringert sich der Kraftstoffdruck in der Zufuhrleitung 54. Als Ergebnis verringert sich der Kraftstoffdrucksensorwert Pa_s, der von dem Kraftstoffdrucksensor 43 erfasst wird, ebenfalls. Die Kraftstoffmenge, die aus der Hochdruckkraftstoffpumpe 53 ausgelassen wird, wird derart gesteuert, dass der Kraftstoffdruck in der Zufuhrleitung 54 gleich oder größer als der vorgeschriebene Kraftstoffdruckwert Pa_th wird. Das heißt, die Kraftstoffmenge, die aus der Hochdruckkraftstoffpumpe 53 ausgelassen wird, erhöht sich, wenn sich die Druckdifferenz ΔPa erhöht. Kurz gesagt, sogar dann, wenn der Kraftstoffdrucksensorwert Pa_s derselbe ist, aber der vorgeschriebene Kraftstoffdruckwert Pa_th, der der Sollwert des Kraftstoffdrucks ist, zu diesem Zeitpunkt hoch ist, erhöht sich die Druckdifferenz ΔPa und die Auslassmenge erhöht sich ebenfalls. Wenn sich die Druckdifferenz ΔPa erhöht, erhöht sich anschließend die Kraftstoffmenge, die aus der Hochdruckkraftstoffpumpe 53 ausgelassen wird. Daher pulsiert der Kraftstoffdruck in der Zufuhrleitung 54 mit einer großen Menge aufgrund des Antriebs der Hochdruckkraftstoffpumpe 53. Somit ist es möglich, die Größe bzw. Stärke eines Pulsierens des Kraftstoffdrucks in der Zufuhrleitung 54 auf der Grundlage der Druckdifferenz ΔPa zu schätzen.
Anschließend lädt die ECU 14 die Differenzzeit ΔTp, die bereits vor der derzeitigen Kraftstoffeinspritzung berechnet und in einem Speicher gespeichert wurde, aus dem Speicher (Schritt S102). Die Differenzzeit ΔTp ist ein Indexwert, der eine Abweichung zwischen dem Spitzenstromwert Ip, der der Befehlswert ist, und dem Spitzenwert des tatsächlichen Erregungsstrom linj zu dem Zeitpunkt der Erregung angibt, und wird mittels eines Rechenprozesses, der später mit Bezug auf 6 beschrieben wird, berechnet. Die ECU 14 bestimmt, ob die Erregungszeit TI, die für die derzeitige Kraftstoffeinspritzung bestimmt wurde, gleich oder länger als eine Bezugserregungszeit TI_b ist (Schritt S103).
Wie es in 7B gezeigt ist, weist, wenn die Erregungszeit TI lang ist, die Kraftstoffeinspritzmenge Y fast keine Differenz zwischen dem Fall, in dem der Spitzenstromwert Ip groß ist, und dem Fall, in dem der Spitzenstromwert Ip klein ist, auf und wird auf der Grundlage der Länge der Erregungszeit TI bestimmt. Die Einspritzmenge Y erhöht sich, wenn sich die Erregungszeit TI ausdehnt..Wenn andererseits die Erregungszeit TI kurz ist, tritt eine Differenz zwischen der Einspritzmenge Y des Falls, in dem der Spitzenstromwert IP klein ist, und der Einspritzmenge Y des Falls auf, in dem der Spitzenstromwert IP groß ist, und zwar sogar dann, wenn die Erregungszeit TI dieselbe ist, wie es durch die gestrichelte Linie in 7B angegeben ist.
Der Grund dafür, dass die Korrelation zwischen der Erregungszeit TI und der Einspritzmenge Y sich mit einer Differenz der Größe des Spitzenstromwerts Ip ändert, wenn die Erregungszeit TI kurz ist, ist der, dass die Erregung in dem Fall, in dem die Erregungszeit TI extrem kurz ist, während der Öffnungsperiode TO endet. Die Rate der Erhöhung des Erregungsstroms linj in der Öffnungsperiode TO kann sich in Abhängigkeit von der Größe des Spitzenstromwerts Ip ändern. Insbesondere erhöht sich die Rate der Erhöhung des Erregungsstroms linj, wenn sich der Spitzenstromwert Ip erhöht. Wenn die Erregung während der Öffnungsperiode TO endet, das heißt, wenn die Erregung endet, bevor der Erregungsstrom linj den Spitzenstromwert Ip erreicht, variiert daher die Größe des Erregungsstroms linj zu dem Zeitpunkt des Endes der Erregung in Abhängigkeit von der Größe des Spitzenstromwerts Ip. Das heißt, sogar dann, wenn die Erregungszeit TI dieselbe ist, erhöht sich die Rate der Erhöhung des Erregungsstroms linj, wenn sich der Spitzenstromwert Ip erhöht, so dass sich der Erregungsstrom linj des Zeitpunkts des Endes der Erregung erhöht.
Wenn sich der Erregungsstrom linj des Zeitpunkts des Endes der Erregung erhöht, erhöht sich eine Restmagnetkraft unmittelbar nach dem Ende der Erregung. Als Ergebnis ist unmittelbar nach dem Ende der Erregung die Größe des Anhebens des Kraftstoffeinspritzventils 20 schwer zu verringern, so dass sich ein Schließen des Kraftstoffeinspritzventils 20 verzögert. Wenn sich auf diese Weise das Schließen des Kraftstoffeinspritzventils 20 verzögert, erhöht sich die Kraftstoffmenge, die von dem Kraftstoffeinspritzventil 20 nach dem Ende der Erregung eingespritzt wird, im Vergleich zu dem Fall, in dem der Spitzenstromwert Ip klein ist, und zwar sogar dann, wenn die Erregungszeit TI dieselbe ist. Außerdem kann aufgrund der Differenz in der Größe des Spitzenstromwerts Ip in der Öffnungsperiode TO eine Zeitdifferenz bis zu dem Öffnen des Kraftstoffeinspritzventils 20 auftreten, d. h. in der ineffektiven Einspritzzeit TA. Insbesondere wenn sich der Spitzenstromwert Ip erhöht, erhöht sich die Rate der Erhöhung des Erregungsstroms linj, so dass sich das Ventil früh öffnet, und die ineffektive Einspritzzeit TA wird kurz. Wenn die Erregungszeit TI kurz ist, ist die ursprüngliche Einspritzmenge Y selbst klein, so dass sich der Einfluss einer derartigen Differenz der ineffektiven Einspritzzeit TA auf die Einspritzmenge Y ebenfalls erhöht.
Wenn im Gegensatz dazu die Erregungszeit TI lang ist, erreicht der Erregungsstrom linj den Spitzenstromwert Ip, und es wird die Erregung beendet, nachdem die Öffnungsperiode TO beendet ist und in die Halteperiode TH übergegangen ist. Da der Erregungsstrom linj während der Halteperiode TH auf die Nähe des Haltestromwerts Ih eingestellt wird, wird, wenn die Erregung nach einem Übergang in die Halteperiode TH endet, die Größe des Erregungsstroms linj zu dem Zeitpunkt des Endes der Erregung gleich der Größe in der Nähe des Haltestromwerts Ih unabhängig von der Größe des Spitzenstromwerts Ip. Wenn die Erregungszeit TI lang ist und die Erregung nach einem Übergang in die Halteperiode TH endet, tritt eine Differenz in der Größe der Restmagnetkraft unmittelbar nach dem Ende der Erregung kaum auf, so dass eine Differenz der Einspritzmenge Y sogar dann kaum auftritt, wenn die Größe des Spitzenstromwerts Ip unterschiedlich ist. Wenn die Erregungszeit TI lang ist, ist die ursprüngliche Einspritzmenge Y selbst groß, so dass der Einfluss einer derartigen Differenz der ineffektiven Einspritzzeit TA auf die Einspritzmenge Y gering ist.
Wenn die Erregungszeit TI lang ist, ist die Korrelation zwischen der Erregungszeit TI und der Einspritzmenge Y sogar dann kaum zu ändern, wenn eine Differenz der Größe des Spitzenstromwerts Ip vorliegt; wohingegen, wenn die Erregungszeit TI kurz ist, die Korrelation zwischen der Erregungszeit TI und der Einspritzmenge Y sich aufgrund einer Differenz der Größe des Spitzenstromwerts Ip ändert. Daher ändert sich in dem Fall, in dem die Erregungszeit TI kurz ist, wenn der Spitzenstromwert Ip auf der Grundlage der Erregungszeit TI geändert wird, wie es durch die gestrichelte Linie in 7A angegeben ist, die Korrelation zwischen der Erregungszeit TI und der Einspritzmenge Y entsprechend, so dass eine Steuerung der Einspritzmenge Y extrem schwierig wird.
Die Steuerungsvorrichtung 10 für die Kraftstoffeinspritzventile gemäß der vorliegenden Ausführungsform bestimmt die Bezugserregungszeit TI_b auf der Grundlage der Erregungszeit, die Grenzen dahingehend setzt, ob die Kraftstoffeinspritzmenge Y, die von dem Kraftstoffeinspritzventil 20 in einer einzigen Kraftstoffeinspritzung eingespritzt werden kann, mit einer Variation des Spitzenstromwerts Ip variiert. Wenn die Erregungszeit TI kürzer als die Bezugserregungszeit TI_b ist, ist die Erregungszeit TI kurz, und die Korrelation zwischen der Erregungszeit TI und der Einspritzmenge Y ändert sich mit der Größe des Spitzenstromwerts Ip, so dass ein unterer Grenzwert Ip_min für den Spitzenstromwert Ip eingestellt wird. Das heißt, wenn die Erregungszeit TI gleich oder länger als die Bezugserregungszeit TI_b ist, wie es durch die kontinuierliche Linie in 7A angegeben ist, ist eine Bestimmung des Spitzenstromwerts Ip auf der Grundlage des Kraftstoffdrucksensorwerts Pa_s des Zeitpunkts des Startens der Erregung und der Kraftstoffmenge, die aus der Hochdruckkraftstoffpumpe 53 ausgelassen wird, erlaubt, wohingegen der Spitzenstromwert Ip auf den unteren Grenzwert Ip_min fixiert wird, wenn die Erregungszeit TI kürzer als die Bezugserregungszeit TI_b ist.
Gemäß 5 bestimmt die ECU 14, wenn die Erregungszeit TI kürzer als die Bezugserregungszeit TI_b ist (NEIN in Schritt S103), den Spitzenstromwert Ip als einen Wert, der gleich dem unteren Grenzwert Ip_min des Spitzenstromwerts (siehe 7A) ist (Schritt S104), und die Verarbeitungsroutine endet. Wenn andererseits die Erregungszeit TI gleich oder länger als die Bezugserregungszeit TI_b ist (JA in Schritt S103), bestimmt die ECU 14 den Spitzenstromwert Ip auf der Grundlage des Kraftstoffdrucksensorwerts Pa_s, der von dem Kraftstoffdrucksensor 43 erfasst wird, und der Kraftstoffmenge, die aus der Hochdruckkraftstoffpumpe 53 ausgelassen wird (Schritt S105 bis Schritt S109).
Anfänglich berechnet die ECU 14 einen Spitzenbefehlsbasiswert Ip_b auf der Grundlage des Kraftstoffdrucksensorwerts Pa_s, der von dem Kraftstoffdrucksensor 43 erfasst wird (Schritt S105), und berechnet einen Auslassmengenkorrekturwert Ip_pa auf der Grundlage der Druckdifferenz ΔPa, die in Schritt S101 berechnet wurde (Schritt S106).
Wenn sich der Kraftstoffdruck in der Zufuhrleitung 54 zu dem Zeitpunkt des Startens der Erregung erhöht, tritt leicht ein Öffnungsfehler, beispielsweise eine Verzögerung des Öffnens des Kraftstoffeinspritzventils 20, auf. Daher ist es , um das Auftreten eines Öffnungsfehlers wie beispielsweise eine Verzögerung des Öffnens des Kraftstoffeinspritzventils 20 zu verhindern, wünschenswert, den Spitzenstromwert Ip zu erhöhen, wenn sich der Kraftstoffdruck zu dem Zeitpunkt des Startens der Erregung erhöht.
Kraftstoff wird außerdem der Zufuhrleitung 54 von der Hochdruckkraftstoffpumpe 53 in der Mitte der Erregung des Kraftstoffeinspritzventils 20 zugeführt. Als Ergebnis pulsiert der Kraftstoffdruck in der Zufuhrleitung 54 in der Mitte der Erregung des Kraftstoffeinspritzventils 20. Daher ist es notwendig, eine Erhöhung des Kraftstoffdrucks aufgrund eines Pulsierens zu berücksichtigen, um einen Öffnungsfehler des Kraftstoffeinspritzventils 20 zu verhindern, und der Spitzenstromwert Ip wird in wünschenswerter Weise auf einen größeren Wert eingestellt, wenn sich die Kraftstoffmenge, die aus der Hochdruckkraftstoffpumpe 53 an die Zufuhrleitung 54 ausgelassen wird, erhöht.
Daher berechnet die Steuerungsvorrichtung 10 für die Kraftstoffeinspritzventile gemäß der vorliegenden Ausführungsform den Spitzenbefehlsbasiswert Ip_b unter Verwendung des Kennlinienfelds, das in 8 gezeigt ist, derart, dass sich der Spitzenbefehlsbasiswert Ip_b erhöht, wenn sich der Kraftstoffdrucksensorwert Pa_s erhöht, und berechnet den Auslassmengenkorrekturwert Ip_pa unter Verwendung des Kennlinienfelds, das in 9 gezeigt ist, derart, dass sich der Auslassmengenkorrekturwert Ip_pa erhöht, wenn sich die Druckdifferenz ΔPa erhöht.
Das Kennlinienfeld, das in 8 gezeigt ist, zeigt die Korrelation zwischen dem Kraftstoffdrucksensorwert Pa_s und dem Spitzenbefehlsbasiswert Ip_b. Wie es in 8 gezeigt ist, erhöht sich der Spitzenbefehlsbasiswert Ip_b, wenn sich der Kraftstoffdrucksensorwert Pa_s erhöht.
Das Kennlinienfeld, das in 9 gezeigt ist, zeigt die Korrelation zwischen der Druckdifferenz ΔPa und dem Auslassmengenkorrekturwert Ip_pa. Wenn die Druckdifferenz ΔPa gleich oder kleiner als eine untere Grenzdruckdifferenz ΔPa_min ist, ist die Auslassmenge sogar dann extrem klein, wenn Kraftstoff von der Hochdruckkraftstoffpumpe 53 an die Zufuhrleitung 54 in der Mitte der Kraftstoffeinspritzung ausgelassen wird, und das Pulsieren des Kraftstoffdrucks in der Zufuhrleitung 54 ist gering, so dass es möglich ist, zu schätzen, dass sich die Reaktion des Öffnens des Kraftstoffeinspritzventils 20 nahezu nicht ändert. Daher wird, wie es in 9 gezeigt ist, wenn die Druckdifferenz ΔPa gleich oder kleiner als die untere Grenzdruckdifferenz ΔPa_min ist, der Auslassmengenkorrekturwert Ip_pa gleich „0 (null)“. Wenn andererseits die Druckdifferenz ΔPa größer als die untere Grenzdruckdifferenz ΔPa_min ist, ist die Auslassmenge groß, wenn Kraftstoff von der Hochdruckkraftstoffpumpe 53 in Richtung der Zufuhrleitung 54 in der Mitte der Kraftstoffeinspritzung ausgelassen wird, und das Pulsieren des Kraftstoffdrucks in der Zufuhrleitung 54 vergrößert sich, so dass es möglich ist, zu schätzen, dass sich die Reaktion des Öffnens des Kraftstoffeinspritzventils 20 ändert. Wenn die Druckdifferenz ΔPa größer als die untere Grenzdruckdifferenz ΔPa_min ist, erhöht sich daher der Auslassmengenkorrekturwert Ip_pa, wenn sich die Druckdifferenz ΔPa erhöht.
Gemäß 5 berechnet die ECU 14, die den Auslassmengenkorrekturwert Ip_pa in Schritt S106 berechnet hat, einen Spitzenvariationskorrekturwert Ip_tp auf der Grundlage der Differenzzeit ΔTp, die in Schritt S102 erlangt wurde (Schritt S107).
Eine Abweichung zwischen dem Spitzenstromwert Ip, der der Befehlswert ist, und dem Spitzenwert des tatsächlichen Erregungsstroms linj kann zu einem Öffnungsfehler des Kraftstoffeinspritzventils 20 führen. Um einen derartigen Öffnungsfehler zu verhindern, ist es wünschenswert, die Größe der Abweichung zwischen dem Befehlswert des Spitzenstromwerts und dem Spitzenwert des tatsächlichen Erregungsstroms linj im Voraus zu schätzen und dann den Spitzenstromwert Ip unter Berücksichtigung des Schätzergebnisses zu berechnen. Daher berechnet die Steuerungsvorrichtung 10 für die Kraftstoffeinspritzventile gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Differenzzeit ΔTp als einen Wert, der der Abweichung entspricht. Unter Verwendung des Kennlinienfelds, das in 10 gezeigt ist, wird der Spitzenvariationskorrekturwert Ip_tp derart bestimmt, dass sich der Spitzenvariationskorrekturwert Ip_tp verringert, wenn sich die Differenz (= ΔTp - ΔTp_b), die durch Subtrahieren der Bezugsdifferenzzeit ΔTp_b von der Differenzzeit ΔTp erhalten wird, erhöht.
Das Kennlinienfeld, das in 10 gezeigt ist, zeigt die Korrelation zwischen der Differenz (= ΔTp - ΔTp_b), die durch Subtrahieren der Bezugsdifferenzzeit ΔTp_b von der Differenzzeit ΔTp erhalten wird, und dem Spitzenvariationskorrekturwert Ip_tp. Wie es in 10 gezeigt ist, kann, wenn die Differenz gleich „0 (null)“ ist, geschätzt werden, dass es nahezu keine Abweichung zwischen dem Befehlswert des Spitzenstromwerts und dem Spitzenwert des tatsächlichen Erregungsstroms linj gibt, so dass der Spitzenvariationskorrekturwert Ip_tp gleich „0 (null)“ wird. Wenn die Differenz ein positiver Wert ist, kann geschätzt werden, dass der Spitzenwert des tatsächlichen Erregungsstroms linj größer als der Spitzenstromwert Ip ist, der der Befehlswert ist, so dass der Spitzenvariationskorrekturwert Ip_tp auf einen negativen Wert derart eingestellt wird, dass der Spitzenstromwert Ip verringert wird. Wenn die Differenz ein positiver Wert ist, verringert sich der Spitzenvariationskorrekturwert Ip_tp auf diese Weise, wenn sich die Differenz erhöht. Wenn andererseits die Differenz ein negativer Wert ist, kann geschätzt werden, dass der Spitzenwert des tatsächlichen Erregungsstroms linj kleiner als der Spitzenstromwert Ip ist, der der Befehlswert ist, so dass der Spitzenvariationskorrekturwert Ip_tp auf einen positiven Wert derart eingestellt wird, dass sich der Spitzenstromwert Ip erhöht. Wenn somit die Differenz ein negativer Wert ist, erhöht sich der Spitzenvariationskorrekturwert Ip_tp, wenn sich die Differenz verringert.
Gemäß 5 berechnet die ECU 14, die den Spitzenvariationskorrekturwert Ip_tp in Schritt S107 berechnet hat, den Ratenkorrekturwert Ip_v auf der Grundlage der Rate der Erhöhung des Erregungsstroms linj, der durch das Solenoid 21 fließt (Schritt S108).
Wenn der Erregungsstrom linj, der durch das Solenoid 21 fließt, sich in Richtung des Spitzenstromwerts Ip erhöht, erhöht sich die elektromagnetische Kraft, die an dem Kraftstoffeinspritzventil 20 erzeugt wird, mit einer Erhöhung des Erregungsstroms linj. Zu diesem Zeitpunkt erhöht sich die elektromagnetische Kraft mit einer Verzögerung gegenüber einer Erhöhung des Erregungsstroms linj, wenn sich die Rate der Erhöhung des Erregungsstroms linj erhöht. Wenn die Rate der Erhöhung des Erregungsstroms linj hoch ist, besteht die Tendenz, dass sich eine Differenz zwischen der tatsächlich erzeugten elektromagnetischen Kraft und einem theoretischen Wert der elektromagnetischen Kraft, der auf der Größe des Spitzenstromwerts Ip basiert, zu dem Zeitpunkt erhöht, zu dem der Erregungsstrom linj den Spitzenstromwert Ip erreicht hat. Wenn der Spitzenstromwert Ip gleich ist, besteht somit die Tendenz, dass sich der maximale Wert der elektromagnetischen Kraft, die an Kraftstoffeinspritzventil 20 erzeugt wird, verringert, wenn sich die Rate der Erhöhung des Erregungsstroms linj erhöht, und es besteht die Tendenz, dass ein Öffnungsfehler des Kraftstoffeinspritzventils 20 auftritt. Daher ist es, um das Auftreten eines Öffnungsfehlers zu verhindern, wünschenswert, den Spitzenstromwert Ip zu erhöhen, wenn sich die Rate der Erhöhung des Erregungsstroms linj erhöht.
Daher misst die Steuerungsvorrichtung 10 für die Kraftstoffeinspritzventile gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine vorgeschriebene bzw. vorgegebene Anstiegszeit T1r als einen Indexwert, der die Größe der Rate der Erhöhung des Erregungsstroms linj angibt, wie es in 11 gezeigt ist. Die vorgeschriebene Anstiegszeit T1r ist hinsichtlich einer ersten Zeit eine Zeit von dem Zeitpunkt des Startens der Erregung bis zu einem Zeitpunkt t31, bei dem der Erregungsstrom linj einen vorgeschriebenen bzw. vorgegebenen Stromwert ITh1 erreicht. Der vorgeschriebene Stromwert ITh1 wird beispielsweise im Voraus auf einen Wert eingestellt, der kleiner als der Haltestromwert Ih ist, und es besteht die Tendenz, dass die vorgeschriebene Anstiegszeit T1r kürzer ist, wenn sich die Rate der Erhöhung des Erregungsstroms linj erhöht. Daher ist es der Steuerungsvorrichtung 10 erlaubt, unter Verwendung des Kennlinienfelds, das in 12 gezeigt ist, zu schätzen, dass die Rate der Erhöhung des Erregungsstroms linj größer ist, wenn die vorgeschriebene Anstiegszeit T1r kürzer wird, so dass die Steuerungsvorrichtung 10 den Ratenkorrekturwert Ip_v erhöht.
Das Kennlinienfeld, das in 12 gezeigt ist, zeigt die Korrelation zwischen der vorgeschriebenen Anstiegszeit T1r und dem Ratenkorrekturwert Ip_v. Wenn die vorgeschriebene Anstiegszeit T1r länger als eine erste vorgeschriebene Anstiegszeit T1rb ist, ist die Rate der Erhöhung des Erregungsstroms linj signifikant niedrig, so dass geschätzt werden kann, dass nahezu keine Differenz zwischen der elektromagnetischen Kraft, die tatsächlich zu dem Zeitpunkt erzeugt wird, zu dem der Erregungsstrom linj den Spitzenstromwert Ip erreicht, und dem theoretischen Wert der elektromagnetischen Kraft, der auf der Größe des Spitzenstromwerts Ip basiert, auftritt. Wenn die vorgeschriebene Anstiegszeit T1r länger als die erste vorgeschriebene Anstiegszeit T1rb ist, kann daher, wie es in 12 gezeigt ist, bestimmt werden, dass die Erregungszeitdauer hinsichtlich der Rate der Erhöhung des Erregungsstroms linj nicht korrigiert werden muss, so dass der Ratenkorrekturwert Ip_v auf „0 (null)“ eingestellt wird. Wenn andererseits die vorgeschriebene Anstiegszeit T1r gleich oder kürzer als die erste vorgeschriebene Anstiegszeit T1rb ist, kann bestimmt werden, dass die Erregungszeitdauer hinsichtlich der Rate der Erhöhung des Erregungsstroms linj korrigiert werden sollte, so dass der Ratenkorrekturwert Ip_v erhöht wird, wenn sich die vorgeschriebene Anstiegszeit T1 r verringert.
Gemäß 5 berechnet die ECU 14, die den Ratenkorrekturwert Ip_v in Schritt S108 berechnet hat, den Spitzenstromwert Ip, der der Befehlswert ist, durch Einsetzen der Werte Ip_b, Ip_pa, Ip_tp, Ip_v, die jeweils in Schritt S105 bis Schritt S108 bestimmt wurden, in die folgende Gleichung (1) (Schritt S109). Danach beendet die ECU 14 die Verarbeitungsroutine. $Ip = Ip_b + Ip_pa + Ip_tp + Ip_v$
Im Folgenden wird die Routine eines Rechenprozesses zum Berechnen der Differenzzeit ΔTp mit Bezug auf das Flussdiagramm der 6 und die Zeitdiagramme der 13 und 14 beschrieben. Die Verarbeitungsroutine ist eine Verarbeitungsroutine, die zu dem Zeitpunkt ausgeführt wird, zu dem die Erregung eines jeweiligen Kraftstoffeinspritzventils 20 endet.
Wie es in 6 gezeigt ist, bestimmt die ECU 14 in der Verarbeitungsroutine, ob die Erregungszeit TI, die für die derzeitig beendete Kraftstoffeinspritzung bestimmt wurde, größer oder gleich einer voreingestellten vorbestimmten Zeit TL_Th ist (Schritt S201). Die vorbestimmte Zeit TI_TH ist ein Wert zum Bestimmen, dass eine Erregung der derzeitig beendeten Kraftstoffeinspritzung in der Halteperiode TH zuverlässig fortgesetzt wurde. Wenn die vorbestimmte Zeit TL_Th auf eine Zeit eingestellt wird, deren Länge derart ausgebildet ist, dass, wenn die Erregungszeit TI die vorbestimmte Zeit TL_Th überschreitet, kann unabhängig von der Größe des Spitzenstromwerts Ip bestimmt werden , dass die Erregung die Haltedauer TH angedauert hat.
Wenn die Erregungszeit TI kürzer als die vorbestimmte Zeit TL_Th ist, kann eine Erregung des Kraftstoffeinspritzventils 20 beendet werden, bevor der Erregungsstrom linj den Spitzenstromwert Ip erreicht, das heißt, in der Mitte der Öffnungsperiode TO. Wen die Erregungszeit TI kürzer als die vorbestimmte Zeit TI_TH ist (NEIN in Schritt S201), beendet die ECU 14 daher die Verarbeitungsroutine, ohne die Differenzzeit ΔTp zu berechnen. Wenn andererseits die Erregungszeit TI gleich oder länger als die vorbestimmte Zeit TI_Th ist (JA in Schritt S201), berechnet die ECU 14 die Differenzzeit ΔTp (Schritt S202), und die Verarbeitungsroutine wird beendet.
Hier wird ein Verfahren zum Berechnen der Differenzzeit ΔTp mit Bezug auf 13 und 14 beschrieben. Die kontinuierlichen Linien, die in 13 und 14 gezeigt sind, zeigen jeweils Änderungen des Erregungsstroms linj in dem Fall, in dem der Spitzenwert des tatsächlichen Erregungsstroms linj gleich dem Spitzenstromwert Ip ist, der der Befehlswert ist. Die gestrichelte Linie in 13 zeigt Änderungen des Erregungsstroms linj in dem Fall, in dem der Spitzenwert des tatsächlichen Erregungsstroms linj kleiner als der Spitzenstromwert Ip ist, der der Befehlswert ist. Die gestrichelte Linie in 14 zeigt Änderungen des Erregungsstroms linj in dem Fall, in dem der Spitzenwert des tatsächlichen Erregungsstroms linj größer als der Spitzenstromwert Ip ist.
Wie es in 13 und 14 gezeigt ist, misst die ECU 14 eine Bezugsanstiegszeit T2r, die eine Zeit von dem Zeitpunkt t41 oder t51, der der Zeitpunkt des Startens der Erregung ist, bis zu dem Zeitpunkt t42 oder t52 ist, der der Zeitpunkt ist, zu dem der Erregungsstrom linj einen Bezugsstromwert ITh2 überschreitet. Der Bezugsstromwert ITh2 wird als ein Wert bestimmt, der kleiner als der bestimmte Spitzenstromwert Ip und größer als der Haltestromwert Ih ist.
Die ECU 14 misst eine Bezugsabstiegszeit T3r, die eine Zeit von dem ersten Zeitpunkt t41 oder t51, der der Zeitpunkt des Startens der Erregung ist, bis zu dem Zeitpunkt t44 oder t53 ist, zu dem der Erregungsstrom linj kleiner als der Bezugsstromwert ITh2 zu der Zeit wird, zu der sich der Erregungsstrom linj verringert. Die ECU 14 stellt die Differenz (= T3r - T2r) als die Differenzzeit ΔTp hinsichtlich einer zweiten Zeit durch Subtrahieren der Bezugsanstiegszeit T2r von der Bezugsabstiegszeit T3r ein.
Der Zeitpunkt t42 und der Zeitpunkt t52 sind jeweils Bezugsanstiegserfassungszeitpunkte des Falls, in dem der Spitzenwert des tatsächlichen Erregungsstroms linj gleich dem Spitzenstromwert Ip ist, der der Befehlswert ist. Der Zeitpunkt t44 und der Zeitpunkt t53 sind jeweils Bezugsabstiegserfassungszeitpunkte des Falls, in dem der Spitzenwert des tatsächlichen Erregungsstroms linj gleich dem Spitzenstromwert Ip ist, der der Befehlswert ist. Die Differenzzeit ΔTp, die für den Fall berechnet wird, für den der Spitzenwert des tatsächlichen Erregungsstroms linj gleich dem Spitzenstromwert Ip ist, der der Befehlswert ist, wird als Bezugsdifferenzzeit ΔTp_b eingestellt.
Im Gegensatz dazu zeigt die gestrichelte Linie in 13 ein Beispiel für Änderungen des Erregungsstroms linj in dem Fall, in dem der Spitzenwert des tatsächlichen Erregungsstroms linj kleiner als der Spitzenstromwert Ip ist, der der Befehlswert ist. In diesem Fall stimmt der Bezugsanstiegszeitpunkt mit demjenigen in dem Fall überein, in dem der Spitzenwert des tatsächlichen Erregungsstroms linj gleich dem Spitzenstromwert Ip ist, der der Befehlswert ist, wenn angenommen wird, dass die Rate der Erhöhung des Erregungsstroms linj zu dem Zeitpunkt, zu dem sich der Erregungsstrom linj in Richtung des Spitzenstromwerts erhöht, unverändert bleibt, wie es durch die gestrichelte Linie in 13 gezeigt ist. Da jedoch der Zeitpunkt, zu dem der Erregungsstrom linj seine Verringerung startet, früher als derjenige in dem Fall ist, in dem der Spitzenwert des tatsächlichen Erregungsstroms linj gleich dem Spitzenstromwert Ip ist, der der Befehlswert ist, wird der Bezugsabstiegszeitpunkt gleich dem Zeitpunkt t43, der früher als der Zeitpunkt t44 ist. In diesem Fall ist eine Periode bzw. Dauer von dem Zeitpunkt t42 bis zu dem Zeitpunkt t43 die Differenzzeit ΔTp. Somit ist die Differenzzeit ΔTp in diesem Fall eine erste Differenzzeit ΔTp1, die kürzer als die Bezugsdifferenzzeit ΔTp_b ist. Der Grund dafür, dass es erlaubt ist, anzunehmen, dass die Rate der Erhöhung des Erregungsstroms linj zu der Zeit, zu der sich der Erregungsstrom linj in Richtung des Spitzenstromwerts erhöht, sogar wenn der Spitzenwert des Erregungsstroms linj unterschiedlich ist, besteht darin, dass in diesem Fall die Erregungszeit TI ausreichend lang ist und die Abweichung zwischen dem Spitzenwert des tatsächlichen Erregungsstroms linj und dem Spitzenstromwert Ip signifikant klein ist.
Die gestrichelte Linie, die in 14 gezeigt ist, zeigt ein Beispiel für Änderungen des Erregungsstroms linj in dem Fall, in dem der Spitzenwert des tatsächlichen Erregungsstroms linj größer als der Spitzenstromwert Ip ist, der der Befehlswert ist. In diesem Fall stimmt der Bezugsanstiegszeitpunkt mit demjenigen in dem Fall, in dem der Spitzenwert des tatsächlichen Erregungsstroms linj gleich dem Spitzenstromwert Ip ist, der der Befehlswert ist, überein, wenn angenommen wird, dass die Rate der Erhöhung des Erregungsstroms linj zu der Zeit, zu der sich der Erregungsstrom linj in Richtung des Spitzenstromwerts erhöht, unverändert bleibt, wie es durch die gestrichelte Linie in 14 angegeben ist. Da jedoch der Zeitpunkt, zu dem die Verringerung des Erregungsstroms linj startet, später als derjenige in dem Fall liegt, in dem der Spitzenwert des tatsächlichen Erregungsstroms linj gleich dem Spitzenstromwert Ip ist, der der Befehlswert ist, ist der Bezugsabstiegszeitpunkt der Zeitpunkt t54, der später als der Zeitpunkt t53 liegt. In diesem Fall ist eine Periode bzw. Dauer von dem Zeitpunkt t52 bis zu dem Zeitpunkt t54 die Differenzzeit ΔTp. Somit ist die Differenzzeit ΔTp in diesem Fall eine zweite Differenzzeit ΔTp2, die länger als die Bezugsdifferenzzeit ΔTp_b ist.
Somit ist es möglich, auf der Grundlage der somit berechneten Differenzzeit ΔTp zu schätzen, ob der Spitzenwert des tatsächlichen Erregungsstroms linj größer als der Spitzenstromwert Ip oder kleiner als der Spitzenstromwert Ip ist und eine Abweichung zwischen dem Spitzenwert des tatsächlichen Erregungsstroms linj und dem Spitzenstromwert Ip zu schätzen.
Im Folgenden wird der Betrieb zu der Zeit, zu der Kraftstoff von einem jeweiligen Kraftstoffeinspritzventil 20 auf der Grundlage des Spitzenstromwerts Ip eingespritzt wird, der durch die oben beschriebene Folge von Verarbeitungen bestimmt wird, beschrieben. Unmittelbar bevor die Erregung eines der Kraftstoffeinspritzventile 20 gestartet wird, werden die Erregungszeit TI und der Spitzenstromwert Ip für das Kraftstoffeinspritzventil 20 bestimmt (Schritt S11, Schritt S12). Zu diesem Zeitpunkt wird die Erregungszeit TI beispielsweise als größer bestimmt, wenn sich die benötigte Einspritzmenge erhöht.
Zu dem Zeitpunkt der Bestimmung des Spitzenstromwerts Ip wird der Spitzenbefehlsbasiswert Ip_b erhöht, wenn sich der Kraftstoffdrucksensorwert Pa_s beim Starten der Erregung erhöht (Schritt S105). Wenn sich die Differenz ΔPa, die aus dem vorgeschriebenen Kraftstoffdruckwert Pa_th und dem Kraftstoffdrucksensorwert Pa_s zu dem Zeitpunkt des Startens der Erregung berechnet wird, erhöht, erhöht sich die Kraftstoffmenge, die aus der Hochdruckkraftstoffpumpe 53 ausgelassen wird. Wenn sich die Auslassmenge auf diese Weise erhöht, erhöht sich ein Pulsieren des Kraftstoffdrucks, der in der Zufuhrleitung 54 erzeugt werden kann. Daher wird, wenn sich die Druckdifferenz ΔPa erhöht, der Auslassmengenkorrekturwert Ip_pa erhöht (Schritt S106).
Aufgrund individueller Differenzen, Altersabnutzung und Ähnlichem der Kraftstoffeinspritzventile 20 und der Stromerfassungsschaltungen 42 kann der Spitzenwert des tatsächlichen Erregungsstroms linj von dem Spitzenstromwert Ip abweichen, der der Befehlswert ist. Wie es oben beschrieben wurde, kann ein Öffnungsfehler, beispielsweise eine Verzögerung des Öffnens des Kraftstoffeinspritzventils 20, in dem Fall auftreten, in dem der Spitzenwert des tatsächlichen Erregungsstroms linj kleiner als der Spitzenstromwert Ip ist, und es kann eine Verzögerung des Schließens des Kraftstoffeinspritzventils unmittelbar nach dem Ende der Erregung in dem Fall auftreten, in dem der Spitzenwert des tatsächlichen Erregungsstroms linj größer als der Spitzenstromwert Ip ist. Daher wird in der Steuerungsvorrichtung 10 für die Kraftstoffeinspritzventile gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Differenzzeit ΔTp, die der Differenz zwischen dem Spitzenwert des tatsächlichen Erregungsstroms linj und dem Spitzenstromwert Ip entspricht, im Voraus berechnet (Schritt S202), und der Spitzenvariationskorrekturwert Ip_tp wird auf der Grundlage der im Voraus berechneten Differenzzeit Tp des derzeitigen Zeitpunkts des Starts der Erregung berechnet (Schritt S107).
In der Steuerungsvorrichtung 10 für die Kraftstoffeinspritzventile gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird die vorgeschriebene Anstiegszeit T1r, die ein Wert ist, der der Rate der Erhöhung des Erregungsstroms linj entspricht, der durch das Solenoid 21 fließt, im Voraus berechnet. Zu dem derzeitigen Zeitpunkt des Startens der Erregung wird der Ratenkorrekturwert Ip_v auf der Grundlage der im Voraus berechneten vorgeschriebenen Anstiegszeit T1 r berechnet.
Wenn die Werte Ip_b, Ip_pa, Ip_tp, Ip_v wie oben beschrieben berechnet sind, wird der Spitzenstromwert Ip auf der Grundlage der oben angegebenen Gleichung (1) berechnet (Schritt S12). Wenn der Spitzenstromwert Ip auf diese Weise bestimmt wurde, wird das Kraftstoffeinspritzventil 20 auf der Grundlage der Erregungszeit TI und des Spitzenstromwerts Ip gesteuert (Schritt S13).
Wenn jedoch die Erregungszeit TI, die auf der Grundlage der benötigten Einspritzmenge eingestellt wird, kürzer als die Bezugserregungszeit TI_b ist (NEIN in Schritt S103), wird der Spitzenstromwert Ip auf den unteren Grenzwert Ip_min fixiert. Das Kraftstoffeinspritzventil 20 wird auf der Grundlage des Spitzenstromwerts Ip (= Ip_min) gesteuert, so dass Kraftstoff in einer für die benötige Einspritzmenge geeigneten Menge von dem Kraftstoffeinspritzventil 20 durch geeignetes Einstellen der Erregungszeit TI eingespritzt wird.
Gemäß der oben beschriebenen Konfiguration und dem oben beschriebenen Betrieb werden die folgenden Vorteile erzielt.
(1) In der Steuerungsvorrichtung 10 für die Kraftstoffeinspritzventile gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird zusätzlich zu dem Kraftstoffdrucksensorwert Pa_s zu dem Zeitpunkt des Startens der Erregung der Spitzenstromwert Ip auf der Grundlage der Kraftstoffmenge, die aus der Hochdruckkraftstoffpumpe 53 ausgelassen wird, bestimmt. Sogar wenn der Kraftstoffdrucksensorwert Pa_s zu dem Zeitpunkt des Startens der Erregung etwa derselbe ist, wird der Spitzenstromwert Ip erhöht, wenn sich ein Pulsieren des Kraftstoffdrucks, der in der Zufuhrleitung 54 erzeugt werden kann, vergrößert. Wenn der Zufuhrleitung 54 eine große Kraftstoffmenge von der Hochdruckkraftstoffpumpe 53 zugeführt wird und sich der Kraftstoffdruck erhöhen kann, ist es möglich, das Auftreten einer Verzögerung des Öffnens des Kraftstoffeinspritzventils 20 durch Erhöhen des Spitzenstromwerts Ip zu verhindern.
Wenn andererseits die Kraftstoffmenge, die aus der Hochdruckkraftstoffpumpe 53 ausgelassen wird, gering ist, wird der Spitzenstromwert Ip verringert. Das heißt, sogar wenn der Kraftstoffdrucksensorwert Pa_s zu dem Zeitpunkt des Starts der Erregung etwa derselbe ist, wird der Spitzenstromwert Ip verringert, wenn sich das Pulsieren des Kraftstoffdrucks, der in der Zufuhrleitung 54 erzeugt werden kann, verringert. Durch Steuern des Kraftstoffeinspritzventils 20 auf der Grundlage des somit bestimmten Spitzenstromwerts Ip ist es möglich, die elektromagnetische Kraft, die an dem Kraftstoffeinspritzventil 20 erzeugt wird, zu verringern. In diesem Fall besteht die Tendenz, dass sich eine Restmagnetkraft unmittelbar nach dem Ende der Erregung verringert, so dass es möglich ist, eine Verzögerung des Schließens des Kraftstoffeinspritzventils 20 nach dem Ende der Erregung zu verhindern.
Somit ist es durch geeignetes Bestimmen des Spitzenstromwerts Ip auf der Grundlage der Kraftstoffmenge, die aus der Hochdruckkraftstoffpumpe 53 ausgelassen wird und die mit der Größe der Erhöhung des Kraftstoffdrucks korreliert, möglich, eine Verzögerung des Schließens des Kraftstoffeinspritzventils 20 nach dem Ende der Erregung zu verhindern, während eine Verzögerung des Öffnens des Kraftstoffeinspritzventils 20 vermieden wird.
(2) Die Kraftstoffmenge, die aus der Hochdruckkraftstoffpumpe 53 ausgelassen wird, verringert sich, wenn sich die Druckdifferenz ΔPa, die die Differenz zwischen dem Kraftstoffdrucksensorwert Pa_s und dem vorgeschriebenen Kraftstoffdruckwert Pa_th ist, verringert, so dass sich der Spitzenstromwert Ip verringert, wenn sich die Differenz ΔPa verringert. Somit ist es durch Überwachen des Kraftstoffdrucksensorwerts Pa_s und Bestimmen des Spitzenstromwerts Ip auf der Grundlage der Druckdifferenz ΔPa möglich, eine Konfiguration auszubilden, bei der der Spitzenstromwert Ip verringert wird, wenn sich die Kraftstoffmenge, die aus der Hochdruckkraftstoffpumpe 53 ausgelassen wird, verringert. Durch Steuern der Kraftstoffeinspritzung des Kraftstoffeinspritzventils 20 auf der Grundlage des Spitzenstromwerts Ip ist es möglich, eine Verzögerung des Schließens des Kraftstoffeinspritzventils 20 nach dem Ende der Erregung zu verhindern, während eine Verzögerung des Öffnens des Kraftstoffeinspritzventils 20 vermieden wird.
(3) Wenn die Erregungszeit TI kürzer als die Bezugserregungszeit TI_b ist, variiert der Grad der Magnetisierung des Solenoids 21 des Kraftstoffeinspritzventils 20 mit der Größe des Spitzenstromwerts Ip, und es wird schwierig, die Kraftstoffeinspritzmenge durch Steuerung der Erregungszeit TI geeignet zu steuern. Wenn die Erregungszeit TI kürzer als die Bezugserregungszeit TI_b ist, wird daher der Spitzenstromwert Ip auf einen Wert bestimmt, der gleich dem unteren Grenzwert Ip_min ist, und wird auf einen konstanten Wert fixiert. Sogar wenn die Erregungszeit TI kurz ist, ist es somit möglich, die Kraftstoffeinspritzmenge des Kraftstoffeinspritzventils 20 durch geeignetes Bestimmen der Erregungszeit TI geeignet zu steuern.
(4) Wenn andererseits die Erregungszeit TI gleich oder länger als die Bezugserregungszeit TI_b ist, wird der Spitzenstromwert Ip auf der Grundlage des Kraftstoffdrucksensorwerts Pa_s zu dem Zeitpunkt des Startens der Erregung, der Druckdifferenz ΔPa und Ähnlichem bestimmt. Durch Steuern des Kraftstoffeinspritzventils 20 auf der Grundlage des somit bestimmten Spitzenstromwerts Ip ist es möglich, eine Verzögerung des Schließens des Kraftstoffeinspritzventils 20 nach dem Ende der Erregung zu verhindern, während eine Verzögerung des Öffnens des Kraftstoffeinspritzventils 20 vermieden wird.
(5) In der Steuerungsvorrichtung 10 für die Kraftstoffeinspritzventile gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird die vorgeschriebene Anstiegszeit T1r als ein Wert gemessen, der der Rate der Erhöhung des Erregungsstroms linj entspricht, und der Spitzenstromwert Ip wird erhöht, wenn die vorgeschriebene Anstiegszeit T1r kürzer wird. Somit ist es möglich, die tatsächliche elektromagnetische Kraft, die an dem Kraftstoffeinspritzventil 20 zu dem Zeitpunkt erzeugt wird, zu dem der Erregungsstrom linj den Spitzenstromwert Ip erreicht, zu erhöhen, das heißt, den maximalen Wert der elektromagnetischen Kraft, die an dem Kraftstoffeinspritzventil 20 in einer einzigen Kraftstoffeinspritzung erzeugt wird. Sogar wenn die Rate der Erhöhung des Erregungsstroms linj hoch ist, ist es somit möglich, die tatsächliche elektromagnetische Kraft, die an dem Kraftstoffeinspritzventil 20 erzeugt wird, auf zuverlässige Weise auf die elektromagnetische Kraft zu erhöhen, die in der Lage ist, das Kraftstoffeinspritzventil 20 zu öffnen, so dass es möglich ist, das Auftreten eines Öffnungsfehlers des Kraftstoffeinspritzventils 20 zu verhindern.
(6) Wenn der Spitzenwert des tatsächlichen Erregungsstroms linj kleiner als der Spitzenstromwert Ip ist, der der Befehlswert ist, verringert sich der maximale Wert der elektromagnetischen Kraft, die an dem Kraftstoffeinspritzventil 20 in einer einzigen Kraftstoffeinspritzung erzeugt werden kann, so dass die Tendenz besteht, dass ein Öffnungsfehler des Kraftstoffeinspritzventils 20 auftritt. Daher wird in der vorliegenden Ausführungsform der Spitzenstromwert Ip erhöht, wenn vermutet werden kann, dass die Differenz (= ΔTp - ΔTp_b), die durch Subtrahieren der Bezugsdifferenzzeit ΔTp_b von der Differenzzeit ΔTp erhalten wird, einen negativen Wert aufweist und der Spitzenwert des tatsächlichen Erregungsstroms linj kleiner als der Spitzenstromwert Ip ist. Wenn der Spitzenwert des tatsächlichen Erregungsstroms linj kleiner als der Spitzenstromwert Ip ist, der der Befehlswert ist, ist es möglich, den maximalen Wert der elektromagnetischen Kraft, die an dem Kraftstoffeinspritzventil 20 in einer einzigen Kraftstoffeinspritzung erzeugt werden kann, zu erhöhen. Somit ist es möglich, das Auftreten eines Öffnungsfehlers des Kraftstoffeinspritzventils 20 zu verhindern.
(7) Wenn andererseits der Spitzenwert des tatsächlichen Erregungsstrom linj größer als der Spitzenstromwert Ip ist, der der Befehlswert ist, erhöht sich der maximale Wert der elektromagnetischen Kraft, die an dem Kraftstoffeinspritzventil 20 in einer einzigen Kraftstoffeinspritzung erzeugt werden kann, und es besteht die Tendenz, dass eine Verzögerung des Schließens des Kraftstoffeinspritzventils 20 nach dem Ende der Erregung auftritt. Daher wird in der vorliegenden Ausführungsform der Spitzenstromwert Ip verringert, wenn geschätzt wird, dass die Differenz (= ΔTp - ΔTp_b), die durch Subtrahieren der Bezugsdifferenzzeit ΔTp_b von der Differenzzeit ΔTp erhalten wird, ein positiver Wert ist und der Spitzenwert des tatsächlichen Erregungsstroms linj größer als der Spitzenstromwert Ip ist. Wenn der Spitzenwert des tatsächlichen Erregungsstroms linj größer als der Spitzenstromwert Ip ist, der der Befehlswert ist, ist es möglich, den maximalen Wert der elektromagnetischen Kraft, die an dem Kraftstoffeinspritzventil 20 in einer einzigen Kraftstoffeinspritzung erzeugt werden kann, zu verringern. Somit verringert sich eine Restmagnetkraft unmittelbar nach dem Ende der Erregung, so dass es möglich ist, eine Verzögerung des Schließens des Kraftstoffeinspritzventils 20 unmittelbar nach dem Ende der Erregung zu verhindern.
Die oben beschriebene Ausführungsform kann in die folgenden alternativen Ausführungsformen modifiziert werden. Wenn eine Abweichung zwischen dem Spitzenwert des tatsächlichen Erregungsstroms linj und dem Spitzenstromwert Ip, der der Befehlswert ist, vernachlässigbar ist, muss der Spitzenstromwert Ip nicht aufgrund der Abweichung korrigiert werden. Das heißt, der Prozess des Schritts S107 kann aus dem Flussdiagramm der 5 weggelassen werden. Durch Verwenden einer derartigen Steuerungskonfiguration können ebenfalls dieselben Vorteile wie die obigen (1) bis (5) erzielt werden.
Wenn Variationen der Rate der Erhöhung des Erregungsstroms linj aufgrund individueller Differenzen, Altersabnutzung oder Ähnlichem der Kraftstoffeinspritzventile 20 und der Stromerfassungsschaltungen 42 gering sind und die Variationen vernachlässigbar sind, muss der Spitzenstromwert Ip nicht auf der Grundlage der Rate der Erhöhung des Erregungsstroms linj korrigiert werden. Das heißt, der Prozess des Schritts S108 kann aus dem Flussdiagramm der 5 weggelassen werden. Durch Verwenden einer derartigen Steuerungskonfiguration können ebenfalls dieselben Vorteile wie die obigen (1) bis (4), (6) und (7) erzielt werden.
Solange der Spitzenstromwert Ip auf der Grundlage des Kraftstoffdrucks in der Zufuhrleitung 54 zum Zeitpunkt des Startens der Erregung und der Stärke des Pulsierens des Kraftstoffdrucks, der nach dem Zeitpunkt des Starts der Erregung erzeugt werden kann, bestimmt wird, kann der Spitzenstromwert Ip durch ein anderes Verfahren als das Verfahren zum Bestimmen des Spitzenstromwerts Ip auf der Grundlage des Kraftstoffdrucksensorwerts Pa_s zu dem Zeitpunkt des Startens der Erregung und der Druckdifferenz ΔPa bestimmt werden.
Wie es beispielsweise in 15 gezeigt ist, werden die Schwankungen des Kraftstoffdrucksensorwerts Pa_s basierend auf der Kraftstoffeinspritzung der Kraftstoffeinspritzventile 20 und der Kraftstoffzufuhr von der Hochdruckkraftstoffpumpe 53 zu der Zufuhrleitung 54 überwacht, und es wird ein gemittelter Sensorwert Pa_ave, der durch Mitteln der Schwankungen des Kraftstoffdrucksensorwerts Pa_s erhalten wird, berechnet. Wenn der Kraftstoffdrucksensorwert Pa_s schwankt, wie es in 15 gezeigt ist, gibt die Druckdifferenz ΔPab zwischen dem oberen Grenzwert Pa_max und dem unteren Grenzwert Pa_min des schwankenden Kraftstoffdrucksensorwerts Pa_s die Größe des Pulsierens des Kraftstoffdrucks aufgrund des Kraftstoffs, der aus der Hochdruckkraftstoffpumpe 53 ausgelassen wird, an. Daher wird der Spitzenbefehlsbasiswert derart berechnet, dass sich der oben beschriebene gemittelte Sensorwert Pa_ave verringert, und der Auslassmengenkorrekturwert wird derart berechnet, dass er sich verringert, wenn sich die oben beschriebene Druckdifferenz ΔPab verringert. Der berechnete Spitzenbefehlsbasiswert und der Auslassmengenkorrekturwert können addiert werden, und dann kann der Spitzenstromwert Ip auf der Grundlage des Ergebnisses der Summenbildung bestimmt werden.
Sogar durch die Verwendung eines derartigen Rechenverfahrens ist es ebenfalls möglich, den Spitzenstromwert Ip unter Berücksichtigung nicht nur des Kraftstoffdrucks in der Zufuhrleitung 54 zu dem Zeitpunkt des Startens der Erregung, sondern auch der Kraftstoffmenge, die aus der Hochdruckkraftstoffpumpe 53 ausgelassen wird und die mit der Größe der Erhöhung des Kraftstoffdrucks korreliert, zu bestimmen. Durch Steuern des Kraftstoffeinspritzventils 20 auf der Grundlage des Spitzenstromwerts Ip ist es möglich, eine Verzögerung des Schließens des Kraftstoffeinspritzventils 20 zu verhindern, während eine Verzögerung des Öffnens des Kraftstoffeinspritzventils 20 vermieden wird.

Claims

Steuerungsvorrichtung (10) für ein Kraftstoffeinspritzventil (20), die aufweist: eine elektronische Steuereinheit (14), die ausgelegt ist, einen Öffnungs-/Schließbetrieb des Kraftstoffeinspritzventils (20) durch Fließenlassen eines Erregungsstroms (linj) zu einem Solenoid (21) des Kraftstoffeinspritzventils (20) zu steuern, das Kraftstoff einspritzt, der von einer Zufuhrleitung (54) zugeführt wird, und einen Spitzenstromwert (Ip) des Erregungsstroms (linj), mit dem das Solenoid (21) erregt wird, zu verringern, wenn sich ein Kraftstoffdruck in der Zufuhrleitung (54) zu einem Zeitpunkt eines Startens einer Erregung des Kraftstoffeinspritzventils (20) verringert, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuereinheit (14) außerdem ausgelegt ist, den Spitzenstromwert (Ip) zu verringern, wenn sich eine Kraftstoffmenge, die aus einer Hochdruckkraftstoffpumpe (53) zu der Zufuhrleitung (54) ausgelassen wird, verringert, zu bewirken, dass die Hochdruckkraftstoffpumpe (53) eine große Kraftstoffmenge auslässt, wenn ein Sensorwert (Pa_s) des Kraftstoffdrucks in der Zufuhrleitung (54), der von einem Kraftstoffdrucksensor (43) erfasst wird, kleiner als ein vorbestimmter Wert ist und wenn sich der Sensorwert (Pa_s) des Kraftstoffdrucks verringert, und den Spitzenstromwert (Ip) zu verringern, wenn sich eine Differenz zwischen dem Sensorwert (Pa_s) des Kraftstoffdrucks und dem vorbestimmten Wert verringert.
Steuerungsvorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei ein unterer Grenzwert (Ip_min) des Spitzenstromwerts (Ip) eingestellt wird und die elektronische Steuereinheit (14) ausgelegt ist, den Spitzenstromwert (Ip) auf einen Wert einzustellen, der gleich dem unteren Grenzwert (Ip_min) ist, wenn eine Erregungszeit (T1), die eine Zeit ist, während der der Erregungsstrom (linj) durch das Solenoid (21) des Kraftstoffeinspritzventils (20) fließt, kürzer als eine vorbestimmte Zeit (TI_b) ist.
Steuerungsvorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die elektronische Steuereinheit (14) ausgelegt ist, den Spitzenstromwert (Ip) zu erhöhen, wenn sich eine Rate einer Erhöhung des Erregungsstroms (linj), der durch das Solenoid (21) des Kraftstoffeinspritzventils (20) von dem Start der Erregung des Kraftstoffeinspritzventils (20) an fließt, erhöht.
Steuerungsvorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei die elektronische Steuereinheit (14) ausgelegt ist, den Spitzenstromwert (Ip) zu erhöhen, wenn sich eine erste Zeit (T1r) verringert, wobei die erste Zeit (T1r) eine Zeitdauer von dem Zeitpunkt des Startens der Erregung des Kraftstoffeinspritzventils (20) bis zu dem Zeitpunkt ist, zu dem der Erregungsstrom (linj), der durch das Solenoid (21) fließt, einen vorbestimmten ersten Stromwert (ITh1) in einem Prozess überschreitet, in dem sich der Erregungsstrom (linj) erhöht.
Steuerungsvorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei die elektronische Steuereinheit (14) ausgelegt ist, den Spitzenstromwert (Ip) zu verringern, wenn eine zweite Zeit (ΔTp_b) einen Bezugswert überschreitet, der auf der Grundlage einer Größe des Spitzenstromwerts (Ip) bestimmt wird, und den Spitzenstromwert (Ip) zu erhöhen, wenn die zweite Zeit (ΔTp_b) kürzer als der Bezugswert ist, wobei die zweite Zeit (ΔTp_b) eine Zeitdauer von dem Zeitpunkt, zu dem der Erregungsstrom (linj), der durch das Solenoid (21) fließt, einen zweiten Stromwert (ITh2), der kleiner als der Spitzenstromwert (Ip) ist, in einem Prozess überschreitet, in dem der Erregungsstrom (linj) sich erhöht, bis zu dem Zeitpunkt ist, zu dem der Erregungsstrom (linj), der durch das Solenoid (21) fließt, kleiner als der zweite Stromwert (ITh2) in einem Prozess wird, in dem sich der Erregungsstrom (linj) von dem Spitzenstromwert (Ip) verringert.
Steuerungsverfahren für ein Kraftstoffeinspritzventil (20), das aufweist: Steuern eines Öffnungs-/Schließbetriebs des Kraftstoffeinspritzventils (20) durch Fließenlassen eines Erregungsstroms (linj) zu einem Solenoid (21) des Kraftstoffeinspritzventils (20), das Kraftstoff einspritzt, der von einer Zufuhrleitung (54) zugeführt wird, unter Verwendung einer elektronischen Steuereinheit (14); und Verringern eines Spitzenstromwerts (Ip) des Erregungsstroms (linj), mit dem das Solenoid (21) erregt wird, wenn sich ein Kraftstoffdruck in der Zufuhrleitung (54) zu einem Zeitpunkt eines Startens der Erregung des Kraftstoffeinspritzventils (20) verringert, unter Verwendung der elektronischen Steuereinheit (14); gekennzeichnet durch Verringern des Spitzenstromwerts (Ip), wenn sich eine Kraftstoffmenge, die von einer Hochdruckkraftstoffpumpe (53) zu der Zufuhrleitung (54) ausgelassen wird, verringert, unter Verwendung der elektronischen Steuereinheit (14), Bewirken, dass die Hochdruckkraftstoffpumpe (53) eine große Kraftstoffmenge auslässt, wenn ein Sensorwert (Pa_s) des Kraftstoffdrucks in der Zufuhrleitung (54), der von einem Kraftstoffdrucksensor (43) erfasst wird, kleiner als ein vorbestimmter Wert ist und wenn sich der Sensorwert (Pa_s) des Kraftstoffdrucks verringert, und Verringern des Spitzenstromwerts (Ip), wenn sich eine Differenz zwischen dem Sensorwert (Pa_s) des Kraftstoffdrucks und dem vorbestimmten Wert verringert, unter Verwendung der elektronischen Steuereinheit (14).