DE112014004658T5 - Kraftstoffeinspritz-Steuerungssystem einer Verbrennungskraftmaschine - Google Patents

Kraftstoffeinspritz-Steuerungssystem einer Verbrennungskraftmaschine Download PDF

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Abstract

Zumindest nach einem Aus bzw. Abschalten eines Einspritzimpulses einer Teil-Hub-Einspritzung wird eine erste gefilterte Spannung Vsm1 erlangt, welche einer negativen Anschlussspannung Vm eines Kraftstoffeinspritzventils entspricht, die durch einen ersten Tiefenpassfilter mit einer ersten Frequenz f1 als eine Grenzfrequenz gefiltert ist, wobei die erste Frequenz f1 niedriger als eine Frequenz eines Rauschanteils ist, und es wird eine zweite gefilterte Spannung Vsm2 erlangt, welche der negativen Anschlussspannung Vm entspricht, die durch einen zweiten Tiefenpassfilter mit einer zweiten Frequenz f2 als eine Grenzfrequenz gefiltert ist, wobei die zweite Frequenz f2 niedriger als die erste Frequenz f1 ist. Die Zeit ausgehend von einem vorbestimmten Referenzzeitpunkt hin zu einem Zeitpunkt, wenn eine Differenz Vdiff (= Vsm1 – Vsm2) zwischen den gefilterten Spannungen einen Wendepunkt besitzt, wird als Spannungs-Wendezeit Tdiff berechnet, und der Einspritzimpuls der Teil-Hub-Einspritzung wird basierend auf der Spannungs-Wendezeit Tdiff korrigiert.

Description

  • [Querverweis auf verwandte Anmeldung]
  • Diese Anmeldung basiert auf den japanischen Patentanmeldungen mit der Nummer 2013-214125 , welche am 11. Oktober 2013 angemeldet wurde, und mit der Nummer 2014-187119 , welche am 12. September 2014 angemeldet wurde, deren Offenbarung hiermit in ihrer Gesamtheit durch Inbezugnahme mit aufgenommen wird.
  • [Technisches Gebiet]
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Kraftstoffeinspritz-Steuerungssystem einer Verbrennungskraftmaschine mit einem elektromagnetisch arbeitenden bzw. angetriebenen Kraftstoffeinspritzventil.
  • [Stand der Technik]
  • Im Allgemeinen umfasst ein Kraftstoffeinspritz-Steuerungssystem einer Verbrennungskraftmaschine ein elektromagnetisch arbeitendes bzw. angetriebenes Kraftstoffeinspritzventil, und dieses berechnet eine erforderliche Einspritzmenge gemäß einem Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine und treibt das Kraftstoffeinspritzventil derart an, dass sich dieses mit einem Einspritzimpuls mit einer Breite gemäß der erforderlichen Einspritzmenge öffnet, so dass Kraftstoff gemäß der erforderlichen Einspritzmenge eingespritzt wird.
  • Für ein Kraftstoffeinspritzventil einer Verbrennungskraftmaschine vom Direkteinspritztyp, welches einen Hochdruckkraftstoff in einen Zylinder einspritzt, neigt jedoch, wie in 5 dargestellt ist, die Linearität einer Variationscharakteristik einer tatsächlichen Einspritzmenge relativ zu einer Einspritzimpulsbreite dazu, in einem Teil-Hub-Bereich bzw. einem Bereich eines unvollständigen Hubs (ein Bereich eines Teil-Hub-Zustands oder ein Bereich einer kurzen Einspritzimpulsbreite, welche ermöglicht, dass ein Hubbetrag eines Ventilelements eine Position eines vollständigen Hubs nicht erreicht) reduziert zu sein. In dem Teil-Hub-Bereich neigt der Hubbetrag des Ventilelements (beispielsweise ein Nadelventil) dazu, in hohem Maße zu variieren bzw. zu schwanken, was zu einer großen bzw. starken Variation der Einspritzmenge führt. Eine solche starke Variation der Einspritzmenge kann die Abgasemission oder die Fahrbarkeit verschlechtern.
  • Eine vorhandene Technologie hinsichtlich der Korrektur einer Variation der Einspritzmenge des Kraftstoffeinspritzventils umfasst beispielsweise eine Technologie, welche in Patentliteratur 1 beschrieben ist, bei welcher eine Antriebsspannung UM eines Solenoids mit einer Referenzspannung UR, die der durch einen Tiefenpassfilter gefilterten Antriebsspannung UM entspricht, verglichen wird, und eine Ankerposition des Solenoids basierend auf einer Überschneidung bzw. einem Schnittpunkt der beiden Spannungen erfasst wird.
  • Bei der Technologie von Patentliteratur 1 wird jedoch die ungefilterte Antriebsspannung UM (Rohwert) mit der gefilterten Referenzspannung UR verglichen; somit kann die Überschneidung der beiden Spannungen aufgrund eines Einflusses eines bei der ungefilterten Antriebsspannung UM überlagerten Rauschens nicht exakt erfasst werden. Zusätzlich kann die Überschneidung der Antriebsspannung UM und der Referenzspannung UR in Abhängigkeit von Charakteristika des Solenoids nicht vorliegen. Es ist daher schwierig, die Ankerposition des Solenoids exakt zu erfassen. Somit kann die Technologie von Patentliteratur 1 die Variation der Einspritzmenge des Kraftstoffeinspritzventils aufgrund der Variation des Hubbetrags in dem Teil-Hub-Bereich nicht exakt korrigieren.
  • [Literatur des Standes der Technik]
  • [Patentliteratur]
    • [Patentliteratur 1] US-2003/0071613 A1
  • [Kurzfassung der Erfindung]
  • Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist es, ein Kraftstoffeinspritz-Steuerungssystem einer Verbrennungskraftmaschine vorzusehen, welches die Variation der Einspritzmenge des Kraftstoffeinspritzventils aufgrund der Variation des Hubbetrags in dem Teil-Hub-Bereich exakt korrigiert, was zu einer Verbesserung der Steuerungsgenauigkeit der Einspritzmenge in dem Teil-Hub-Bereich führt.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist ein Kraftstoffeinspritz-Steuerungssystem einer Verbrennungskraftmaschine mit einem elektromagnetisch arbeitenden bzw. angetriebenen Kraftstoffeinspritzventil vorgesehen, wobei das Kraftstoffeinspritz-Steuerungssystem umfasst: Einspritzsteuerungsmittel, welche eine Teil-Hub-Einspritzung bzw. eine Einspritzung mit einem unvollständigen Hub durchführen, um ein Kraftstoffeinspritzventil derart anzutreiben, dass sich dieses mit einem Einspritzimpuls öffnet, welcher ermöglicht, dass ein Hubbetrag eines Ventilelements des Kraftstoffeinspritzventils eine Position eines vollständigen Hubs nicht erreicht; Erlangungsmittel für eine gefilterte Spannung, welche nach einem „Aus“ bzw. Abschalten eines Einspritzimpulses der Teil-Hub-Einspritzung eine erste gefilterte Spannung erlangen, die einer durch einen ersten Tiefenpassfilter mit einer ersten Frequenz als eine Grenzfrequenz gefilterten Anschlussspannung des Kraftstoffeinspritzventils entspricht, wobei die erste Frequenz niedriger als eine Frequenz eines Rauschanteils ist, und eine zweite gefilterte Spannung erlangen, welche der durch einen zweiten Tiefenpassfilter mit einer zweiten Frequenz als eine Grenzfrequenz gefilterten Anschlussspannung entspricht, wobei die zweite Frequenz niedriger als die erste Frequenz ist; Differenz-Berechnungsmittel, welche eine Differenz zwischen der ersten gefilterten Spannung und der zweiten gefilterten Spannung berechnen; Zeit-Berechnungsmittel, welche eine Zeit ausgehend von einem vorbestimmten Referenzzeitpunkt hin zu einem Zeitpunkt, wenn die Differenz einen Wendepunkt besitzt, als Spannungs-Wendezeit berechnen; Lernmittel, welche einen Durchschnittswert einer vorbestimmten Frequenz von Daten der Spannungs-Wendezeit als einen Lernwert der Spannungs-Wendezeit erhalten; und Einspritzimpuls-Korrekturmittel, welche den Einspritzimpuls der Teil-Hub-Einspritzung basierend auf dem Lernwert der Spannungs-Wendezeit korrigieren.
  • Eine Anschlussspannung (beispielsweise eine negative Anschlussspannung) des Kraftstoffeinspritzventils wird durch eine induzierte elektromotorische Kraft nach dem Aus bzw. Abschalten des Einspritzimpulses variiert (siehe 9). Zu diesem Zeitpunkt, wenn das Kraftstoffeinspritzventil geschlossen wird, variiert eine Verschiebungs- bzw. Bewegungsgeschwindigkeit des Ventilelements (Bewegungsgeschwindigkeit eines beweglichen Kerns) relativ stark, und daher wird eine Variationscharakteristik der Anschlussspannung variiert. Dies resultiert in einem solchen Spannungs-Wendepunkt, dass die Variationscharakteristik der Anschlussspannung nahe einer Ventilschließzeit variiert wird.
  • Unter Fokussierung auf eine solche Charakteristik wird in der Offenbarung nach dem Aus bzw. Abschalten des Einspritzimpulses der Teil-Hub-Einspritzung die erste gefilterte Spannung erlangt, welche der durch den ersten Tiefenpassfilter mit der ersten Frequenz als eine Grenzfrequenz gefilterten (gemäßigten) Anschlussspannung entspricht, wobei die erste Frequenz niedriger als eine Frequenz eines Rauschanteils ist, und es wird die zweite gefilterte Spannung erlangt, welche der durch den zweiten Tiefenpassfilter mit der zweiten Frequenz als eine Grenzfrequenz gefilterten (gemäßigten) Anschlussspannung entspricht, wobei die zweite Frequenz niedriger als die erste Frequenz ist. Folglich ist es möglich, die erste gefilterte Spannung, welche der Anschlussspannung entspricht, von welcher ein Rauschanteil entfernt ist, und die zweite gefilterte Spannung für die Spannungs-Wende-Erfassung zu erlangen.
  • Darüber hinaus wird die Differenz zwischen der ersten gefilterten Spannung und der zweiten gefilterten Spannung berechnet und die Zeit ausgehend von dem vorbestimmten Referenzzeitpunkt hin zu dem Zeitpunkt, wenn die Differenz einen Wendepunkt besitzt, wird als die Spannungs-Wendezeit berechnet. Folglich ist es möglich, die Spannungs-Wendezeit exakt zu berechnen, die in Abhängigkeit der Ventilschließzeit des Kraftstoffeinspritzventils variiert.
  • In dem Teil-Hub-Bereich des Kraftstoffeinspritzventils, wie in 6 dargestellt, bewirkt eine Variation des Hubbetrags Variationen der Einspritzmenge und der Ventilschließzeit, was zu einer Korrelation zwischen der Einspritzmenge des Kraftstoffeinspritzventils und der Ventilschließzeit führt. Darüber hinaus variiert die Spannungs-Wendezeit in Abhängigkeit der Ventilschließzeit des Kraftstoffeinspritzventils, was zu einer Korrelation zwischen der Spannungs-Wendezeit und der Einspritzmenge führt, wie in 7 dargestellt.
  • Unter Fokussierung solcher Beziehungen wird der Einspritzimpuls der Teil-Hub-Einspritzung basierend auf der Spannungs-Wendezeit korrigiert, wodurch der Einspritzimpuls der Teil-Hub-Einspritzung exakt korrigiert werden kann. Folglich ist es möglich, die Variation der Einspritzmenge aufgrund der Variation des Hubbetrags in dem Teil-Hub-Bereich exakt zu korrigieren, was zu einer Verbesserung der Steuerungsgenauigkeit der Einspritzmenge in dem Teil-Hub-Bereich führt.
  • [Kurze Beschreibung der Abbildungen]
  • Die vorstehend beschriebenen Aufgaben, weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der nachfolgenden, detaillierten Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Abbildungen deutlicher.
  • 1 ist eine Abbildung, welche eine schematische Konfiguration eines Maschinensteuerungssystems einer ersten Ausführungsform der Offenbarung darstellt.
  • 2 ist ein Blockdiagramm, welches eine Konfiguration einer ECU der ersten Ausführungsform darstellt.
  • 3 ist eine schematische Darstellung eines vollständigen Hubs eines Kraftstoffeinspritzventils.
  • 4 ist eine schematische Darstellung eines Teil-Hubs bzw. unvollständigen Hubs des Kraftstoffeinspritzventils.
  • 5 ist ein Diagramm, welches eine Beziehung zwischen einer Einspritzimpulsbreite und einer tatsächlichen Einspritzmenge des Kraftstoffeinspritzventils darstellt.
  • 6 ist eine schematische Darstellung einer Beziehung zwischen einer Einspritzmenge und einer Ventilschließzeit des Kraftstoffeinspritzventils.
  • 7 ist ein Diagramm, welches eine Beziehung zwischen einer Spannungs-Wendezeit und der Einspritzmenge des Kraftstoffeinspritzventils darstellt.
  • 8 ist ein Flussdiagramm, welches einen Ablauf bzw. Vorgang einer Spannungs-Wendezeit-Berechnungsroutine in der ersten Ausführungsform darstellt.
  • 9 ist ein Zeitdiagramm, welches eine Spannungs-Wendezeitberechnung in der ersten Ausführungsform darstellt.
  • 10 ist ein Flussdiagramm, welches einen Ablauf einer Spannungs-Wendezeit-Berechnungsroutine in einer zweiten Ausführungsform darstellt.
  • 11 ist ein Zeitdiagramm, welches eine Spannungs-Wendezeitberechnung in der zweiten Ausführungsform darstellt.
  • 12 ist ein Flussdiagramm, welches einen Ablauf einer Spannungs-Wendezeit-Berechnungsroutine in einer dritten Ausführungsform darstellt.
  • 13 ist ein Zeitdiagramm, welches eine Spannungs-Wendezeitberechnung in der dritten Ausführungsform darstellt.
  • 14 ist ein Flussdiagramm, welches einen Ablauf einer Spannungs-Wendezeit-Berechnungsroutine in einer vierten Ausführungsform darstellt.
  • 15 ist ein Zeitdiagramm, welches eine Spannungs-Wendezeitberechnung in der fünften Ausführungsform darstellt.
  • 16 sind Zeitdiagramme, welche Variationsfaktoren der Spannungs-Wendezeit erläutern.
  • 17 ist ein Zeitdiagramm, welches eine Gegenmaßnahme erläutert, um eine Variation eines Abfallzeitpunkts einer Minus-Anschlussspannung zu reduzieren.
  • 18 ist ein Zeitdiagramm, welches eine Gegenmaßnahme für eine Variation bei einer Ansprechgeschwindigkeit der Minus-Anschlussspannung erläutert.
  • 19 ist ein Zeitdiagramm, welches eine Gegenmaßnahme für eine maximale Variation bei einer Minus-Anschlussspannung erläutert.
  • 20 ist ein Flussdiagramm, welches einen Ablauf einer Spannungs-Wendezeit-Berechnungsroutine in einer fünften Ausführungsform darstellt.
  • 21 ist ein Schaubild, welches ein erstes Korrekturwert-Kennfeld zeigt.
  • 22 ist ein Schaubild, welches ein zweites Korrekturwert-Kennfeld zeigt.
  • 23 ist ein Blockdiagramm, welches eine Konfiguration einer ECU in einer sechsten Ausführungsform zeigt.
  • 24 ist ein Blockdiagramm, welches eine Konfiguration einer ECU in einer siebten Ausführungsform zeigt.
  • [Ausführungsformen zum Ausführen der Erfindung]
  • Einige Ausführungsformen, welche Arten und Weisen zum Ausführen der Offenbarung verkörpern, sind nun beschrieben.
  • (Erste Ausführungsform)
  • Eine erste Ausführungsform der Offenbarung ist mit Bezug auf 1 bis 9 beschrieben.
  • Eine schematische Konfiguration eines Maschinensteuerungssystems ist mit Bezug auf 1 beschrieben.
  • Eine Direkteinspritzmaschine 11, welche einer Direkteinspritz-Verbrennungskraftmaschine entspricht, besitzt auf einer Seite eines Einlassrohrs 12 am weitesten stromaufwärts einen Luftfilter 13 und auf einer stromabwärtigen Seite des Luftfilters 13 einen Luft-Strömungsmesser 14, welcher einen Einlassluftbetrag erfasst. Ein Drosselventil 16, dessen Öffnungsgrad durch einen Motor 15 angepasst wird, und ein Drossel-Positionssensor 17, welcher den Öffnungsgrad des Drosselventils 16 (Drosselposition) erfasst, sind auf einer stromabwärtigen Seite des Luft-Strömungsmessers 14 vorgesehen.
  • Ein Ausgleichsbehälter bzw. Ansaugbehälter 18 ist ferner auf der stromabwärtigen Seite des Drosselventils 16 vorgesehen und ein Einlassrohr-Drucksensor 19, welcher den Einlassrohrdruck erfasst, ist in dem Ansaugbehälter 18 vorgesehen. Der Ansaugbehälter 18 besitzt einen Einlasskrümmer 20, welcher Luft in jeden Zylinder der Maschine 11 einführt, und der Zylinder besitzt ein Kraftstoffeinspritzventil 21, welches Kraftstoff direkt in den Zylinder einspritzt. Eine Zündkerze 22 ist bei jedem Zylinderkopf der Maschine 11 angebracht. Ein Luft-Kraftstoff-Gemisch in jedem Zylinder wird durch einen von der Zündkerze 22 jedes Zylinders abgegebenen Zündfunken gezündet.
  • Ein Abgasrohr 23 der Maschine 11 besitzt einen Abgassensor 24 (ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor, ein Sauerstoffsensor), welcher ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis, fett oder mager, usw. des Abgases erfasst. Ein Katalysator 25, wie ein ternärer Katalysator, welcher das Abgas reinigt, ist auf einer stromabwärtigen Seite des Abgassensors 24 vorgesehen.
  • Ein Kühlwasser-Temperatursensor 26, welcher die Kühlwassertemperatur erfasst, und ein Klopfsensor 27, welcher ein Klopfen erfasst, sind bei einem Zylinderblock bzw. Motorblock der Maschine 11 angebracht. Ein Kurbelwinkelsensor 29, welcher zu jeder Zeit, wenn sich eine Kurbelwelle 28 um einen vorbestimmten Kurbelwinkel dreht, ein Impulssignal ausgibt, ist auf einer Umfangsseite der Kurbelwelle 28 angebracht, und ein Kurbelwinkel oder eine Maschinendrehzahl wird basierend auf einem Ausgangssignal des Kurbelwinkelsensors 29 erfasst.
  • Der Ausgang von jedem dieser Sensoren wird durch eine elektronische Steuerungseinheit (nachfolgend als „ECU“ bezeichnet) 30 aufgenommen. Die ECU 30 ist hauptsächlich durch einen Mikrocomputer konfiguriert und führt verschiedene Maschinen-Steuerungsprogramme aus, welche in einem internen ROM (Speichermedium) gespeichert sind, und diese steuert dadurch eine Kraftstoff-Einspritzmenge, einen Zündzeitpunkt und eine Drosselposition (einen Einlassluftbetrag) in Abhängigkeit eines Maschinen-Betriebszustands.
  • Wie in 2 dargestellt ist, besitzt die ECU 30 einen Maschinensteuerungs-Mikrocomputer 35 (ein Mikrocomputer für eine Steuerung der Maschine 11) und einen Injektor-Antriebs- bzw. Ansteuerungs-IC 36 (ein Ansteuerungs-IC des Kraftstoffeinspritzventils 21) und dergleichen. Die ECU 30, insbesondere der Maschinensteuerungs-Mikrocomputer 35, berechnet eine erforderliche Einspritzmenge gemäß einem Betriebszustand der Maschine (beispielsweise einer Maschinendrehzahl oder einer Maschinenlast), und diese berechnet eine erforderliche Einspritzimpulsbreite Ti (Einspritzzeit) gemäß der erforderlichen Einspritzmenge. Zusätzlich treibt die ECU 30, insbesondere der Injektor-Ansteuerungs-IC 36, das Kraftstoffeinspritzventil 21 derart an, dass sich dieses mit der erforderlichen Einspritzimpulsbreite Ti gemäß der erforderlichen Einspritzmenge öffnet, so dass Kraftstoff entsprechend der erforderlichen Einspritzmenge eingespritzt wird.
  • Wie in 3 und 4 dargestellt, ist das Kraftstoffeinspritzventil 21 derart konfiguriert, dass, wenn ein Einspritzimpuls „An“ bzw. eingeschaltet bzw. aktiviert ist, so dass ein Strom auf eine Antriebsspule 31 aufgebracht wird, ein Nadelventil 33 (Ventilelement) durch eine durch die Antriebsspule 31 erzeugte elektromagnetische Kraft zusammen mit einem Kolben 32 (beweglicher Kern) in einer Ventilöffnungsrichtung bewegt wird. Wie in 3 dargestellt ist, erreicht der Hubbetrag des Nadelventils 33 eine Position eines vollständigen Hubs (eine Position, bei welcher der Kolben 32 gegen einen Anschlag 34 stößt) in einem Bereich eines vollständigen Hubs, in welchem eine Einspritzimpulsbreite relativ lang ist. Wie in 4 dargestellt, ist ein Teil-Hub-Zustand (ein Zustand kurz bevor der Kolben 32 gegen den Anschlag 34 stößt), in welchem der Hubbetrag des Nadelventils 33 die Position des vollständigen Hubs nicht erreicht, in einem Teil-Hub-Bereich gegeben, in welchem die Einspritzimpulsbreite relativ kurz ist.
  • Die ECU 30 dient als Einspritzsteuerungsmittel, welche in dem Bereich des vollständigen Hubs eine Einspritzung mit einem vollständigen Hub durchführen, um das Kraftstoffeinspritzventil 21 derart anzutreiben, dass sich dieses mit einem Einspritzimpuls öffnet, welcher ermöglicht, dass der Hubbetrag des Nadelventils 33 die Position des vollständigen Hubs erreicht, und welche in dem Teil-Hub-Bereich eine Teil-Hub-Einspritzung bzw. Einspritzung mit einem unvollständigen Hub durchführen, um das Kraftstoffeinspritzventil 21 derart anzutreiben, dass sich dieses mit einem Einspritzimpuls öffnet, welcher den Teil-Hub-Zustand vorsieht, in welchem der Hubbetrag des Nadelventils 33 die Position des vollständigen Hubs nicht erreicht.
  • Für das Kraftstoffeinspritzventil 21 der Direkteinspritzmaschine 11, welches Hochdruckkraftstoff in den Zylinder einspritzt, neigt, wie in 5 dargestellt, die Linearität einer Variationscharakteristik einer tatsächlichen Einspritzmenge mit Bezug auf eine Einspritzimpulsbreite dazu, sich in dem Teil-Hub-Bereich (einem Bereich des Teil-Hub-Zustands, in welchem die Einspritzimpulsbreite kurz ist, so dass der Hubbetrag des Nadelventils 33 die Position des vollständigen Hubs nicht erreicht) zu verschlechtern. In dem Teil-Hub-Bereich neigt der Hubbetrag des Nadelventils 33 dazu, in hohem Maße zu variieren, was zu einer großen bzw. staken Variation der Einspritzmenge führt. Eine solche starke Variation der Einspritzmenge kann die Abgasemission und die Fahrbarkeit verschlechtern.
  • Die negative Anschlussspannung des Kraftstoffeinspritzventils 21 wird durch eine induzierte elektromotorische Kraft nach dem Aus bzw. Abschalten des Einspritzimpulses variiert (siehe 9). Zu dieser Zeit, wenn das Kraftstoffeinspritzventil 21 geschlossen wird, variiert die Verschiebungs- bzw. Bewegungsgeschwindigkeit des Nadelventils 33 (Verschiebungsgeschwindigkeit des Kolbens 32) relativ stark und daher wird eine Variationscharakteristik der negativen Anschlussspannung variiert. Dies resultiert in einem solchen Spannungs-Wendepunkt, dass die Variationscharakteristik der negativen Anschlussspannung nahe der Ventilschließzeit variiert wird.
  • Unter Fokussierung auf eine solche Charakteristik führt die ECU 30 (beispielsweise der Injektor-Ansteuerungs-IC 36) bei der ersten Ausführungsform eine Spannungs-Wendezeit-Berechnungsroutine von 8 aus, wie später beschrieben, wodurch die Spannungs-Wendezeit als Informationen hinsichtlich der Ventilschließzeit folgendermaßen berechnet wird.
  • Während der Teil-Hub-Einspritzung (zumindest nach dem Aus oder An des Einspritzimpulses der Teil-Hub-Einspritzung) führt die ECU 30, insbesondere ein Berechnungsabschnitt 37 des Injektor-Ansteuerungs-IC 36, für jeden der Zylinder der Maschine 11 einen Vorgang durch. Bei dem Vorgang berechnet die ECU 30 eine erste gefilterte Spannung Vsm1, welche einer negativen Anschlussspannung Vm des Kraftstoffeinspritzventils 21 entspricht, die durch einen ersten Tiefenpassfilter mit einer ersten Frequenz f1 als eine Grenzfrequenz gefiltert (gemäßigt) ist, wobei die erste Frequenz f1 niedriger als eine Frequenz eines Rauschanteils ist, und diese berechnet eine zweite gefilterte Spannung Vsm2, welche der negativen Anschlussspannung Vm des Kraftstoffeinspritzventils 21 entspricht, die durch einen zweiten Tiefenpassfilter mit einer zweiten Frequenz f2 als eine Grenzfrequenz gefiltert (gemäßigt) ist, wobei die zweite Frequenz f2 niedriger als die erste Frequenz ist. Folglich ist es möglich, die erste gefilterte Spannung Vsm1, welche der negativen Anschlussspannung Vm entspricht, von welcher ein Rauschanteil entfernt ist, und die zweite gefilterte Spannung Vsm2 für die Spannungs-Wendeerfassung zu berechnen.
  • Darüber hinaus führt die ECU 30, insbesondere der Berechnungsabschnitt 37 des Injektor-Ansteuerungs-IC 36, für jeden der Zylinder der Maschine 11 einen Vorgang durch. Bei dem Vorgang berechnet die ECU 30 eine Differenz Vdiff (= Vsm1 – Vsm2) zwischen der ersten gefilterten Spannung Vsm1 und der zweiten gefilterten Spannung Vsm2, und diese berechnet eine Zeit ausgehend von einem vorbestimmten Referenzzeitpunkt hin zu einem Zeitpunkt, wenn die Differenz Vdiff einen Wendepunkt besitzt, als Spannungs-Wendezeit Tdiff. Zu dieser Zeit berechnet die ECU 30 bei der ersten Ausführungsform die Spannungs-Wendezeit Tdiff mit einem Zeitpunkt, wenn die Differenz Vdiff eine vorbestimmte Schwelle Vt überschreitet, als den Zeitpunkt, wenn die Differenz Vdiff einen Wendepunkt besitzt. Mit anderen Worten, die Zeit ausgehend von dem vorbestimmten Referenzzeitpunkt hin zu dem Zeitpunkt, wenn die Differenz Vdiff die vorbestimmte Schwelle Vt überschreitet, wird als die Spannungs-Wendezeit Tdiff berechnet. Folglich ist es möglich, die Spannungs-Wendezeit Tdiff exakt zu berechnen, welche in Abhängigkeit der Ventilschließzeit des Kraftstoffeinspritzventils 21 variiert. Bei der ersten Ausführungsform wird die Spannungs-Wendezeit Tdiff mit dem Referenzzeitpunkt berechnet, welcher einem Zeitpunkt entspricht, wenn ein Einspritzimpuls der Teil-Hub-Einspritzung ausgehend von Aus hin zu An umgeschaltet wird. Die Schwelle Vt wird durch einen Schwellen-Berechnungsabschnitt 38 des Maschinensteuerungs-Mikrocomputers 35 in Abhängigkeit des Kraftstoffdrucks, der Kraftstofftemperatur oder dergleichen berechnet. Die Schwelle Vt kann ein im Vorhinein eingestellter, festgelegter Wert sein.
  • In dem Teil-Hub-Bereich des Kraftstoffeinspritzventils 21, wie in 6 dargestellt, existiert ein Zusammenhang zwischen der Einspritzmenge und der Ventilschließzeit des Kraftstoffeinspritzventils 21, da eine Variation des Hubbetrags des Kraftstoffeinspritzventils 21 Variationen der Einspritzmenge und der Ventilschließzeit hervorruft. Darüber hinaus existiert ein Zusammenhang zwischen der Spannungs-Wendezeit Tdiff und der Einspritzmenge, wie in 7 dargestellt, da die Spannungs-Wendezeit Tdiff in Abhängigkeit der Ventilschließzeit des Kraftstoffeinspritzventils 21 variiert.
  • Unter Fokussierung auf solche Beziehungen führt die ECU 30 (beispielsweise der Maschinensteuerungs-Mikrocomputer 35) eine Einspritzimpuls-Korrekturroutine aus. Die ECU 30 korrigiert dadurch den Einspritzimpuls der Teil-Hub-Einspritzung basierend auf der Spannungs-Wendezeit Tdiff.
  • Bei der ersten Ausführungsform dient der Injektor-Ansteuerungs-IC 36 (der Berechnungsabschnitt 37) kollektiv als die Erlangungsmittel für eine gefilterte Spannung, die Differenz-Berechnungsmittel und die Zeit-Berechnungsmittel. Der Maschinensteuerungs-Mikrocomputer 35 (ein Einspritzimpuls-Korrektur-Berechnungsabschnitt 39) dient als die Einspritzimpuls-Korrekturmittel.
  • Nun sind Verarbeitungsdetails von Routinen, das heißt, der Spannungs-Wendezeit-Berechnungsroutine von 8, welche durch die ECU 30 (den Maschinensteuerungs-Mikrocomputer 35 und/oder den Injektor-Ansteuerungs-IC 36) bei der ersten Ausführungsform ausgeführt wird, beschrieben.
  • Die in 8 dargestellte Spannungs-Wendezeit-Berechnungsroutine wird mit einer vorbestimmten Berechnungsphase Ts während eines Leistungsbetriebs bzw. Leistung-An der ECU 30 (beispielsweise während eines eingeschalteten Zündschalters) wiederholend ausgeführt. Wenn diese Routine gestartet wird, wird bei Schritt 101 ermittelt, ob die Teil-Hub-Einspritzung durchgeführt wird. Falls bei Schritt 101 ermittelt wird, dass die Teil-Hub-Einspritzung nicht durchgeführt wird, wird die Routine beendet, während Schritt 102 und nachfolgende Schritte nicht durchgeführt werden.
  • Falls bei Schritt 101 ermittelt wird, dass die Teil-Hub-Einspritzung durchgeführt wird, wird anschließend bei Schritt 102 die negative Anschlussspannung Vm des Kraftstoffeinspritzventils 21 erlangt. In diesem Fall entspricht die Berechnungsphase Ts der Routine einer Abtastphase Ts der negativen Anschlussspannung Vm.
  • Nachfolgend wird bei Schritt 103 eine erste gefilterte Spannung Vsm1 berechnet, welche der durch einen ersten Tiefenpassfilter mit einer ersten Frequenz f1 als eine Grenzfrequenz gefilterten negativen Anschlussspannung Vm des Kraftstoffeinspritzventils 21 entspricht, wobei die erste Frequenz f1 niedriger als eine Frequenz eines Rauschanteils ist (das heißt, ein Tiefenpassfilter mit einem Durchlassband, welches einem Frequenzband entspricht, das niedriger als die Grenzfrequenz f1 ist).
  • Der erste Tiefenpassfilter entspricht einem digitalen Filter, welcher durch Gleichung (1) implementiert ist, um einen aktuellen Wert Vsm1(k) der ersten gefilterten Spannung unter Verwendung eines vorhergehenden Werts Vsm1(k – 1) der ersten gefilterten Spannung und eines aktuellen Werts Vm(k) der negativen Anschlussspannung zu erhalten. Vsm1(k) = {(n1 – 1)/n1} × Vsm1(k – 1) + (1/n1) × Vm(k) (1)
  • Die Zeitkonstante n1 des ersten Tiefenpassfilters ist derart eingestellt, dass die Beziehung von Gleichung (2) erfüllt ist, wobei fs (= 1/Ts) einer Abtastfrequenz der negativen Anschlussspannung Vm entspricht und f1 der Grenzfrequenz des ersten Tiefenpassfilters entspricht. 1/fs:1/f1 = 1:(n1 – 1) (2)
  • Folglich ist es möglich, die erste gefilterte Spannung Vsm1 auf einfache Art und Weise zu berechnen, welche durch den ersten Tiefenpassfilter mit der ersten Frequenz f1 als die Grenzfrequenz gefiltert ist, wobei die erste Frequenz f1 niedriger als die Frequenz des Rauschanteils ist.
  • Nachfolgend wird bei Schritt 104 eine zweite gefilterte Spannung Vsm2 berechnet, welche der negativen Anschlussspannung Vm des Kraftstoffeinspritzventils 21 entspricht, die durch einen zweiten Tiefenpassfilter mit einer zweiten Frequenz f2 als eine Grenzfrequenz gefiltert ist, wobei die zweite Frequenz f2 niedriger als die erste Frequenz f1 ist (das heißt, ein Tiefenpassfilter mit einem Durchlassband, welches einem Frequenzband entspricht, das niedriger als die Grenzfrequenz f2 ist).
  • Der zweite Tiefenpassfilter entspricht einem digitalen Filter, welcher durch Gleichung (3) implementiert ist, um einen aktuellen Wert Vsm2(k) der zweiten gefilterten Spannung unter Verwendung eines vorhergehenden Werts Vsm2(k – 1) der zweiten gefilterten Spannung und eines aktuellen Werts Vm(k) der negativen Anschlussspannung zu erhalten. Vsm2(k) = {(n2 – 1)/n2} × Vsm2(k – 1) + (1/n2) × Vm(k) (3)
  • Die Zeitkonstante n2 des zweiten Tiefenpassfilters ist derart eingestellt, dass die Beziehung von Gleichung (4) erfüllt ist, wobei fs (= 1/Ts) der Abtastfrequenz der negativen Anschlussspannung Vm entspricht und f2 der Grenzfrequenz des zweiten Tiefenpassfilters entspricht. 1/fs:1/f2 = 1:(n2 – 1) (4)
  • Folglich ist es möglich, die zweite gefilterte Spannung Vsm2 auf einfache Art und Weise zu berechnen, die durch den zweiten Tiefenpassfilter mit der zweiten Frequenz f2 als die Grenzfrequenz gefiltert ist, wobei die zweite Frequenz f2 niedriger als die erste Frequenz f1 ist.
  • Anschließend wird bei Schritt 105 die Differenz Vdiff (= Vsm1 – Vsm2) zwischen der ersten gefilterten Spannung Vsm1 und der zweiten gefilterten Spannung Vsm2 berechnet. Die Differenz Vdiff kann einer Schutzverarbeitung unterzogen werden, so dass diese kleiner als 0 ist, um lediglich eine negative Komponente zu extrahieren.
  • Nachfolgend wird bei Schritt 106 die Schwelle Vt erlangt und ein vorhergehender Wert Tdiff(k – 1) der Spannungs-Wendezeit wird erlangt.
  • Anschließend wird bei Schritt 107 ermittelt, ob der Einspritzimpuls zu dem aktuellen Zeitpunkt ausgehend von Aus hin zu An umgeschaltet wird. Falls bei Schritt 107 ermittelt wird, dass der Einspritzimpuls zu dem aktuellen Zeitpunkt ausgehend von Aus hin zu An umgeschaltet wird, wird bei Schritt 110 anschließend ein aktueller Wert Tdiff(k) der Spannungs-Wendezeit auf „0“ zurückgesetzt. Tdiff(k) = 0
  • Falls bei Schritt 107 ermittelt wird, dass der Einspritzimpuls zu dem aktuellen Zeitpunkt nicht von Aus hin zu An umgeschaltet wird, wird bei Schritt 108 anschließend ermittelt, ob der Einspritzimpuls An ist. Falls bei Schritt 108 ermittelt wird, dass der Einspritzimpuls An ist, wird bei Schritt 111 zu dem vorhergehenden Wert Tdiff(k – 1) der Spannungs-Wendezeit anschließend ein vorbestimmter Wert Ts (die Berechnungsphase diese Routine) addiert, um den aktuellen Wert Tdiff(k) der Spannungs-Wendezeit zu erhalten, so dass die Spannungs-Wendezeit Tdiff hochgezählt wird. Tdiff(k) = Tdiff(k – 1) + Ts
  • Falls bei Schritt 108 ermittelt wird, dass der Einspritzimpuls nicht An ist (das heißt, der Einspritzimpuls Aus ist), wird bei Schritt 109 anschließend ermittelt, ob die Differenz Vdiff zwischen der ersten gefilterten Spannung Vsm1 und der zweiten gefilterten Spannung Vsm2 die Schwelle Vt überschreitet (ob die Differenz Vdiff umgekehrt größer als die Schwelle Vt wird).
  • Falls bei Schritt 109 ermittelt wird, dass die Differenz Vdiff zwischen der ersten gefilterten Spannung Vsm1 und der zweiten gefilterten Spannung Vsm2 die Schwelle Vt nicht überschreitet, wird bei Schritt 111 die Spannungs-Wendezeit Tdiff kontinuierlich hochgezählt.
  • Falls bei Schritt 109 ermittelt wird, dass die Differenz Vdiff zwischen der ersten gefilterten Spannung Vsm1 und der zweiten gefilterten Spannung Vsm2 die Schwelle Vt überschreitet, wird bei Schritt 112 anschließend ermittelt, dass die Berechnung der Spannungs-Wendezeit Tdiff abgeschlossen ist, und der aktuelle Wert Tdiff(k) der Spannungs-Wendezeit wird auf dem vorhergehenden Wert Tdiff(k – 1) gehalten. Tdiff(k) = Tdiff(k – 1)
  • Folglich wird die Zeit ausgehend von einem Zeitpunkt (Referenzzeitpunkt), zu welchem der Einspritzimpuls ausgehend von Aus hin zu An umgeschaltet wird, hin zu einem Zeitpunkt, zu welchem die Differenz Vdiff die Schwelle Vt überschreitet, als die Spannungs-Wendezeit Tdiff berechnet, und der berechnete Wert der Spannungs-Wendezeit Tdiff wird bis zu dem nächsten Referenzzeitpunkt aufrechterhalten. Der Vorgang der Berechnung der Spannungs-Wendezeit Tdiff wird auf diese Art und Weise für jeden der Zylinder der Maschine 11 durchgeführt.
  • Bezug nehmend auf ein in 9 gezeigtes Zeitdiagramm ist eine Spannungs-Wendezeitberechnung erläutert.
  • Während der Teil-Hub-Einspritzung (zumindest nach dem Aus bzw. Abschalten des Einspritzimpulses der Teil-Hub-Einspritzung) wird die erste gefilterte Spannung Vsm1 berechnet, welche der durch den ersten Tiefenpassfilter gefilterten negativen Anschlussspannung Vm des Kraftstoffeinspritzventils 21 entspricht, und es wird die zweite gefilterte Spannung Vsm2 berechnet, welche der durch den zweiten Tiefenpassfilter gefilterten negativen Anschlussspannung Vm des Kraftstoffeinspritzventils 21 entspricht. Darüber hinaus wird die Differenz Vdiff (= Vsm1 – Vsm2) zwischen der ersten gefilterten Spannung Vsm1 und der zweiten gefilterten Spannung Vsm2 berechnet.
  • Die Spannungs-Wendezeit Tdiff wird zu einem Zeitpunkt (Referenzzeitpunkt) t1, wenn der Einspritzimpuls ausgehend von Aus hin zu An umgeschaltet wird, auf „0“ zurückgesetzt, und anschließend wird die Berechnung der Spannungs-Wendezeit Tdiff gestartet und die Spannungs-Wendezeit Tdiff wird mit der vorbestimmten Berechnungsphase Ts wiederholend hochgezählt.
  • Anschließend ist die Berechnung der Spannungs-Wendezeit Tdiff zu einem Zeitpunkt t2 abgeschlossen, wenn die Differenz Vdiff zwischen der ersten gefilterten Spannung Vsm1 und der zweiten gefilterten Spannung Vsm2 nach dem Aus des Einspritzimpulses die Schwelle Vt überschreitet. Folglich wird die Zeit ausgehend von dem Zeitpunkt (Referenzzeitpunkt) t1, zu welchem der Einspritzimpuls ausgehend von Aus hin zu An umgeschaltet wird, hin zu dem Zeitpunkt t2, zu welchem die Differenz Vdiff die Schwelle Vt überschreitet, als die Spannungs-Wendezeit Tdiff berechnet.
  • Der berechnete Wert der Spannungs-Wendezeit Tdiff wird bis zu dem nächsten Referenzzeitpunkt t3 gehalten, während der Maschinensteuerungs-Mikrocomputer 35 die Spannungs-Wendezeit Tdiff von dem Injektor-Ansteuerungs-IC 36 erlangt (während einer Phase ausgehend von der Berechnungs-Abschlusszeit t2 der Spannungs-Wendezeit Tdiff hin zu dem nächsten Referenzzeitpunkt t3).
  • Bei der ersten Ausführungsform wird während der Teil-Hub-Einspritzung (zumindest nach dem Aus des Einspritzimpulses der Teil-Hub-Einspritzung) die erste gefilterte Spannung Vsm1 berechnet, welche der durch den ersten Tiefenpassfilter gefilterten negativen Anschlussspannung Vm des Kraftstoffeinspritzventils 21 entspricht, was ermöglicht, die erste gefilterte Spannung Vsm1 zu berechnen, die keinen Rauschanteil enthält. Zusätzlich wird die zweite gefilterte Spannung Vsm2 berechnet, welche der mit dem zweiten Tiefenpassfilter gefilterten negativen Anschlussspannung Vm des Kraftstoffeinspritzventils 21 entspricht, was ermöglicht, die zweite gefilterte Spannung Vsm2 für die Spannungs-Wendeerfassung zu berechnen.
  • Darüber hinaus wird die Differenz Vdiff zwischen der ersten gefilterten Spannung Vsm1 und der zweiten gefilterten Spannung Vsm2 berechnet, und die Zeit ausgehend von dem Zeitpunkt (Referenzzeitpunkt), zu welchem der Einspritzimpuls ausgehend von Aus hin zu An umgeschaltet wird, hin zu dem Zeitpunkt, zu welchem die Differenz Vdiff die Schwelle Vt überschreitet, wird als die Spannungs-Wendezeit Tdiff berechnet, was ermöglicht, die Spannungs-Wendezeit Tdiff exakt zu berechnen, die in Abhängigkeit der Ventilschließzeit des Kraftstoffeinspritzventils 21 variiert.
  • Der Einspritzimpuls der Teil-Hub-Einspritzung wird basierend auf der Spannungs-Wendezeit Tdiff korrigiert, wodurch der Einspritzimpuls der Teil-Hub-Einspritzung exakt korrigiert werden kann.
  • Bei der ersten Ausführungsform können die ersten und zweiten Tiefenpassfilter auf einfache Art und Weise implementiert werden, da ein digitaler Filter für jeden der ersten und zweiten Tiefenpassfilter verwendet wird.
  • Darüber hinaus dient bei der ersten Ausführungsform der Injektor-Ansteuerungs-IC 36 (der Berechnungsabschnitt 37) kollektiv als die Erlangungsmittel für eine gefilterte Spannung, die Differenz-Berechnungsmittel und die Zeit-Berechnungsmittel. Somit können die Funktionen der Erlangungsmittel für die gefilterte Spannung, der Differenz-Berechnungsmittel und der Zeit-Berechnungsmittel lediglich durch Modifizieren der Spezifikation des Injektor-Ansteuerungs-IC 36 in der ECU 30 erreicht werden, und die Berechnungslast des Maschinensteuerungs-Mikrocomputers 35 kann reduziert werden.
  • Bei der ersten Ausführungsform wird die Spannungs-Wendezeit Tdiff mit dem Referenzzeitpunkt berechnet, welcher einem Zeitpunkt entspricht, wenn der Einspritzimpuls ausgehend von Aus hin zu An umgeschaltet wird; somit kann die Spannungs-Wendezeit Tdiff mit Bezug auf den Zeitpunkt, wenn der Einspritzimpuls ausgehend von Aus hin zu An umgeschaltet wird, exakt berechnet werden.
  • Bei der ersten Ausführungsform wird die Spannungs-Wendezeit Tdiff zu dem Referenzzeitpunkt zurückgesetzt und anschließend wird die Berechnung der Spannungs-Wendezeit Tdiff gestartet, und die Berechnung der Spannungs-Wendezeit Tdiff ist zu dem Zeitpunkt abgeschlossen, wenn die Differenz Vdiff zwischen der ersten gefilterten Spannung Vsm1 und der zweiten gefilterten Spannung Vsm2 die Schwelle Vt überschreitet. Somit kann der berechnete Wert der Spannungs-Wendezeit Tdiff ausgehend von dem Abschluss der Berechnung der Spannungs-Wendezeit Tdiff hin zu dem nächsten Referenzzeitpunkt aufrechterhalten werden, was eine Phase verlängert, während welcher der Maschinensteuerungs-Mikrocomputer 35 die Spannungs-Wendezeit Tdiff erlangen kann.
  • (Zweite Ausführungsform)
  • Eine zweite Ausführungsform der Offenbarung ist nun mit Bezug auf 10 und 11 beschrieben. Abschnitte, welche im Wesentlichen gleich diesen bei der ersten Ausführungsform sind, sind jedoch nicht oder kurz beschrieben und es sind hauptsächlich Unterschiede zu der ersten Ausführungsform beschrieben.
  • Bei der ersten Ausführungsform wird die Spannungs-Wendezeit Tdiff mit dem Zeitpunkt, zu welchem die Differenz Vdiff zwischen der ersten gefilterten Spannung Vsm1 und der zweiten gefilterten Spannung Vsm2 die Schwelle Vt überschreitet, als der Zeitpunkt, wenn die Differenz Vdiff einen Wendepunkt besitzt, berechnet. Bei der zweiten Ausführungsform führt die ECU 30 eine später beschriebene Spannungs-Wendezeit-Berechnungsroutine von 10 aus, so dass die Spannungs-Wendezeit Tdiff folgendermaßen berechnet wird.
  • Die ECU 30, insbesondere der Berechnungsabschnitt 37 des Injektor-Ansteuerungs-IC 36, berechnet eine dritte gefilterte Spannung Vdiff.sm3, welche der durch einen dritten Tiefenpassfilter mit einer dritten Frequenz f3 als die Grenzfrequenz gefilterten (gemäßigten) Differenz Vdiff entspricht, wobei die dritte Frequenz f3 niedriger als eine Frequenz eines Rauschanteils ist, und diese berechnet eine vierte gefilterte Spannung Vdiff.sm4, welche der durch einen vierten Tiefenpassfilter mit einer vierten Frequenz f4 als die Grenzfrequenz gefilterten (gemäßigten) Differenz Vdiff entspricht, wobei die vierte Frequenz f4 niedriger als die dritte Frequenz f3 ist. Darüber hinaus wird eine Differenz zwischen der dritten gefilterten Spannung Vdiff.sm3 und der vierten gefilterten Spannung Vdiff.sm4 als ein Differenzial Vdiff2 zweiter Ordnung (= Vdiff.sm3 – Vdiff.sm4) berechnet, und die Spannungs-Wendezeit Tdiff wird mit einem Zeitpunkt, wenn das Differenzial Vdiff2 zweiter Ordnung einen Extremwert besitzt (beispielsweise ein Zeitpunkt, wenn das Differenzial Vdiff2 zweiter Ordnung nicht länger ansteigt), als der Zeitpunkt, wenn die Differenz Vdiff einen Wendepunkt besitzt, berechnet. Insbesondere wird eine Zeit ausgehend von einem vorbestimmten Referenzzeitpunkt hin zu dem Zeitpunkt, wenn das Differenzial Vdiff2 zweiter Ordnung einen Extremwert besitzt, als die Spannungs-Wendezeit Tdiff berechnet. Dies ermöglicht es, die Spannungs-Wendezeit Tdiff zu einem frühen Zeitpunkt exakt zu berechnen, welche in Abhängigkeit der Ventilschließzeit des Kraftstoffeinspritzventils 21 variiert. Bei der zweiten Ausführungsform wird die Spannungs-Wendezeit Tdiff mit einem Referenzzeitpunkt berechnet, welcher einem Zeitpunkt entspricht, wenn der Einspritzimpuls der Teil-Hub-Einspritzung ausgehend von Aus hin zu An umgeschaltet wird.
  • Ein Vorgang der Schritte 201 bis 205 in der Routine von 10, welcher bei der zweiten Ausführungsform ausgeführt wird, ist gleich dem Vorgang der Schritte 101 bis 105 in der Routine von 8, welche bei der ersten Ausführungsform beschrieben ist.
  • Bei der Spannungs-Wendezeit-Berechnungsroutine von 10 wird, falls ermittelt wird, dass die Teil-Hub-Einspritzung durchgeführt wird, eine erste gefilterte Spannung Vsm1 berechnet, welche einer durch einen ersten Tiefenpassfilter gefilterten negativen Anschlussspannung Vm des Kraftstoffeinspritzventils 21 entspricht, und es wird eine zweite gefilterte Spannung Vsm2 berechnet, welche der durch einen zweiten Tiefenpassfilter gefilterten negativen Anschlussspannung Vm des Kraftstoffeinspritzventils 21 entspricht (Schritte 201 bis 204). Anschließend wird eine Differenz Vdiff (= Vsm1 – Vsm2) zwischen der ersten gefilterten Spannung Vsm1 und der zweiten gefilterten Spannung Vsm2 berechnet (Schritt 205).
  • Nachfolgend wird bei Schritt 206 eine dritte gefilterte Spannung Vdiff.sm3 berechnet, welche der durch einen dritten Tiefenpassfilter mit einer dritten Frequenz f3 als eine Grenzfrequenz gefilterten Differenz Vdiff entspricht, wobei die dritte Frequenz f3 niedriger als eine Frequenz eines Rauschanteils ist (das heißt, ein Tiefenpassfilter mit einem Durchlassband, welches einem Frequenzband entspricht, das niedriger als die Grenzfrequenz f3 ist).
  • Der dritte Tiefenpassfilter entspricht einem digitalen Filter, der durch Gleichung (5) implementiert ist, um einen aktuellen Wert Vdiff.sm3(k) der dritten gefilterten Spannung unter Verwendung eines vorhergehenden Werts Vdiff.sm3(k – 1) der dritten gefilterten Spannung und eines aktuellen Werts Vdiff(k) der Differenz zu erhalten. Vdiff.sm3(k) = {(n3 – 1)/n3} × Vdiff.sm3(k – 1) + (1/n3) × Vdiff(k) (5)
  • Die Zeitkonstante n3 des dritten Tiefenpassfilters ist derart eingestellt, dass die Beziehung von Gleichung (6) erfüllt ist, wobei fs (= 1/Ts) einer Abtastfrequenz der negativen Anschlussspannung Vm entspricht und f3 der Grenzfrequenz des dritten Tiefenpassfilter entspricht. 1/fs:1/f3 = 1:(n3 – 1) (6)
  • Folglich ist es möglich, die durch den dritten Tiefenpassfilter mit der dritten Frequenz f3 als die Grenzfrequenz gefilterte Spannung Vdiff.sm3 auf einfache Art und Weise zu berechnen, wobei die dritte Frequenz f3 niedriger als die Frequenz des Rauschanteils ist.
  • Anschließend wird bei Schritt 207 eine vierte gefilterte Spannung Vdiff.sm4 berechnet, welche der durch einen vierten Tiefenpassfilter mit einer vierten Frequenz f4 als eine Grenzfrequenz gefilterten Differenz Vdiff entspricht, wobei die vierte Frequenz f4 niedriger als die dritte Frequenz f3 ist (das heißt, ein Tiefenpassfilter mit einem Durchlassband, welches einem Frequenzband entspricht, das niedriger als die Grenzfrequenz f4 ist).
  • Der vierte Tiefenpassfilter entspricht einem digitalen Filter, welcher durch Gleichung (7) implementiert ist, um einen aktuellen Wert Vdiff.sm4(k) der vierten gefilterten Spannung unter Verwendung eines vorhergehenden Werts Vdiff.sm4(k – 1) der vierten gefilterten Spannung und des aktuellen Werts Vm(k) der Differenz zu erhalten. Vdiff.sm4(k) = {(n4 – 1)/n4} × Vdiff.sm4(k – 1) + (1/n4) × Vdiff(k) (7)
  • Die Zeitkonstante n4 des vierten Tiefenpassfilters ist derart eingestellt, dass die Beziehung von Gleichung (8) erfüllt ist, wobei fs (= 1/Ts) der Abtastfrequenz der negativen Anschlussspannung Vm entspricht und f4 die Grenzfrequenz des vierten Tiefenpassfilters ist. 1/fs:1/f4 = 1:(n4 – 1) (8)
  • Folglich ist es möglich, die durch den vierten Tiefenpassfilter mit der vierten Frequenz f4 als die Grenzfrequenz gefilterte vierte gefilterte Spannung Vdiff.sm4 auf einfache Art und Weise zu berechnen, wobei die vierte Frequenz f4 niedriger als die dritte Frequenz f3 ist.
  • Die Grenzfrequenz f3 des dritten Tiefenpassfilters ist auf eine Frequenz eingestellt, welche höher als die Grenzfrequenz f1 des ersten Tiefenpassfilters ist, und die Grenzfrequenz f4 des vierten Tiefenpassfilters ist auf eine Frequenz eingestellt, welche niedriger als die Grenzfrequenz f2 des zweiten Tiefenpassfilters ist (das heißt, eine Beziehung von f3 > f1 > f2 > f4 ist erfüllt).
  • Nachfolgend wird bei Schritt 208 eine Differenz zwischen der dritten gefilterten Spannung Vdiff.sm3 und der vierten gefilterten Spannung Vdiff.sm4 als das Differenzial Vdiff2 zweiter Ordnung berechnet (= Vdiff.sm3 – Vdiff.sm4), und anschließend wird bei Schritt 209 der vorhergehende Wert Tdiff(k – 1) der Spannungs-Wendezeit erlangt.
  • Anschließend wird bei Schritt 210 ermittelt, ob der Einspritzimpuls zu dem aktuellen Zeitpunkt ausgehend von Aus hin zu An umgeschaltet wird. Falls bei Schritt 210 ermittelt wird, dass der Einspritzimpuls zu dem aktuellen Zeitpunkt ausgehend von Aus hin zu An umgeschaltet wird, wird bei Schritt 214 anschließend ein aktueller Wert Tdiff(k) der Spannungs-Wendezeit auf „0“ zurückgesetzt und ein Abschlusskennzeichen Detect wird auf „0“ zurückgesetzt. Tdiff(k) = 0 Detect(k) = 0
  • Falls bei Schritt 210 ermittelt wird, dass der Einspritzimpuls zu dem aktuellen Zeitpunkt nicht ausgehend von Aus hin zu An umgeschaltet wird, wird bei Schritt 211 anschließend ermittelt, ob das Abschlusskennzeichen Detect „0“ beträgt. Falls ermittelt wird, dass das Abschlusskennzeichen Detect „0“ beträgt, wird bei Schritt 212 anschließend ermittelt, ob der Einspritzimpuls An ist.
  • Falls bei Schritt 212 ermittelt wird, dass der Einspritzimpuls An ist, wird bei Schritt 215 zu dem vorhergehenden Wert Tdiff(k – 1) der Spannungs-Wendezeit anschließend ein vorbestimmter Wert Ts (die Berechnungsphase dieser Routine) addiert, um den aktuellen Wert Tdiff(k) der Spannungs-Wendezeit zu erhalten, so dass die Spannungs-Wendezeit Tdiff hochgezählt wird. Tdiff(k) = Tdiff(k – 1) + Ts
  • Falls bei Schritt 212 ermittelt wird, dass der Einspritzimpuls nicht An ist (oder der Einspritzimpuls Aus ist), wird bei Schritt 213 basierend darauf, ob der aktuelle Wert Vdiff2(k) des Differenzials zweiter Ordnung größer als der vorhergehende Wert Vdiff2(k – 1) ist, anschließend ermittelt, ob das Differenzial Vdiff2 zweiter Ordnung zunimmt bzw. ansteigt. Falls das Differenzial Vdiff2 zweiter Ordnung nicht länger ansteigt, wird ermittelt, dass das Differenzial Vdiff2 zweiter Ordnung einen Extremwert besitzt.
  • Falls bei Schritt 213 ermittelt wird, dass der aktuelle Wert Vdiff2(k) des Differenzials zweiter Ordnung größer als der vorhergehende Wert Vdiff2(k – 1) ist (ermittelt wird, dass das Differenzial Vdiff2 zweiter Ordnung ansteigt), wird bei Schritt 215 anschließend die Spannungs-Wendezeit Tdiff kontinuierlich hochgezählt.
  • Falls bei Schritt 213 ermittelt wird, dass der aktuelle Wert Vdiff2(k) des Differenzials zweiter Ordnung kleiner oder gleich dem vorhergehenden Wert Vdiff2(k – 1) ist (ermittelt wird, dass das Differenzial Vdiff2 zweiter Ordnung nicht ansteigt), wird ermittelt, dass die Berechnung der Spannungs-Wendezeit Tdiff abgeschlossen ist, und bei Schritt 216 wird der aktuelle Wert Tdiff(k) der Spannungs-Wendezeit anschließend auf dem vorhergehenden Wert Tdiff(k – 1) gehalten und das Abschlusskennzeichen Detect wird auf „1“ eingestellt. Tdiff(k) = Tdiff(k – 1) Detect = 1
  • Falls ermittelt wird, dass das Abschlusskennzeichen Detect gleich 1 ist, während der aktuelle Wert Tdiff(k) der Spannungs-Wendezeit auf dem vorhergehenden Wert Tdiff(k – 1) gehalten wird, wird diese Routine beendet.
  • Folglich wird eine Zeit ausgehend von einem Zeitpunkt (Referenzzeitpunkt), zu welchem der Einspritzimpuls ausgehend von Aus hin zu An umgeschaltet wird, hin zu einem Zeitpunkt, zu welchem das Differenzial Vdiff2 zweiter Ordnung den Extremwert besitzt (zu welchem das Differenzial Vdiff2 zweiter Ordnung nicht länger ansteigt), als die Spannungs-Wendezeit Tdiff berechnet, und der berechnete Wert der Spannungs-Wendezeit Tdiff wird bis zu dem nächsten Referenzzeitpunkt aufrechterhalten.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Berechnung der Spannungs-Wendezeit in der zweiten Ausführungsform ist nun mit Bezug auf ein Zeitdiagramm von 11 beschrieben.
  • Während der Teil-Hub-Einspritzung (zumindest nach dem Aus des Einspritzimpulses der Teil-Hub-Einspritzung) werden die erste gefilterte Spannung Vsm1 und die zweite gefilterte Spannung Vsm2 berechnet und es wird die Differenz Vdiff zwischen der ersten gefilterten Spannung Vsm1 und der zweiten gefilterten Spannung Vsm2 berechnet.
  • Darüber hinaus wird die dritte gefilterte Spannung Vdiff.sm3 berechnet, welche der durch den dritten Tiefenpassfilter gefilterten Differenz Vdiff entspricht, und es wird die vierte gefilterte Spannung Vdiff.sm4 berechnet, welche der durch den vierten Tiefenpassfilter gefilterten Differenz Vdiff entspricht. Zusätzlich wird eine Differenz zwischen der dritten gefilterten Spannung Vdiff.sm3 und der vierten gefilterten Spannung Vdiff.sm4 als ein Differenzial Vdiff2 zweiter Ordnung (= Vdiff.sm3 – Vdiff.sm4) berechnet.
  • Die Spannungs-Wendezeit Tdiff wird zu einem Zeitpunkt (Referenzzeitpunkt) t1, wenn der Einspritzimpuls ausgehend von Aus hin zu An umgeschaltet wird, auf „0“ zurückgesetzt und anschließend wird die Berechnung der Spannungs-Wendezeit Tdiff gestartet, und die Spannungs-Wendezeit Tdiff wird mit der vorbestimmten Berechnungsphase Ts wiederholend hochgezählt.
  • Nachfolgend wird die Berechnung der Spannungs-Wendezeit Tdiff zu einem Zeitpunkt t2‘ abgeschlossen, wenn das Differenzial Vdiff2 zweiter Ordnung nach dem Aus des Einspritzimpulses einen Extremwert aufweist (das Differenzial Vdiff2 zweiter Ordnung nicht länger ansteigt). Folglich wird die Zeit ausgehend von dem Zeitpunkt (Referenzzeitpunkt) t1, zu welchem der Einspritzimpuls ausgehend von Aus hin zu An umgeschaltet wird, hin zu dem Zeitpunkt t2‘, zu welchem das Differenzial Vdiff2 zweiter Ordnung einen Extremwert besitzt, als die Spannungs-Wendezeit Tdiff berechnet.
  • Der berechnete Wert der Spannungs-Wendezeit Tdiff wird bis zu dem nächsten Referenzzeitpunkt t3 aufrechterhalten, während der Maschinensteuerungs-Mikrocomputer 35 die Spannungs-Wendezeit Tdiff von dem Injektor-Ansteuerungs-IC 36 erlangt (während einer Phase ausgehend von der Berechnungs-Abschlusszeit t2‘ der Spannungs-Wendezeit Tdiff hin zu dem nächsten Referenzzeitpunkt t3).
  • Bei der zweiten Ausführungsform wird die dritte gefilterte Spannung Vdiff.sm3 berechnet, welche der durch den dritten Tiefenpassfilter gefilterten Differenz Vdiff entspricht, und es wird die vierte gefilterte Spannung Vdiff.sm4 berechnet, welche der durch den vierten Tiefenpassfilter gefilterten Differenz Vdiff entspricht. Zusätzlich wird die Differenz zwischen der dritten gefilterten Spannung Vdiff.sm3 und der vierten gefilterten Spannung Vdiff.sm4 als das Differenzial Vdiff2 zweiter Ordnung berechnet. Die Spannungs-Wendezeit Tdiff wird mit dem Zeitpunkt, zu welchem das Differenzial Vdiff2 zweiter Ordnung einen Extremwert besitzt (das Differenzial Vdiff2 zweiter Ordnung nicht länger ansteigt), als ein Zeitpunkt, wenn die Differenz Vdiff einen Wendepunkt besitzt, berechnet. Folglich ist es möglich, die Spannungs-Wendezeit Tdiff exakt zu berechnen, die in Abhängigkeit der Ventilschließzeit des Kraftstoffeinspritzventils 21 variiert, und zu verhindern, dass die Spannungs-Wendezeit Tdiff durch einen Versatz bzw. Offset einer Anschlussspannungswellenform aufgrund von Schaltungsvariationen beeinflusst wird.
  • (Dritte Ausführungsform)
  • Eine dritte Ausführungsform der Offenbarung ist nun mit Bezug auf 12 und 13 beschrieben. Abschnitte, welche im Wesentlichen gleich diesen bei der ersten Ausführungsform sind, sind jedoch nicht oder kurz beschrieben und es sind hauptsächlich die Unterschiede zu der ersten Ausführungsform beschrieben.
  • Bei der ersten Ausführungsform wird die Spannungs-Wendezeit Tdiff mit dem Referenzzeitpunkt berechnet, welcher dem Zeitpunkt entspricht, wenn der Einspritzimpuls der Teil-Hub-Einspritzung ausgehend von Aus hin zu An umgeschaltet wird. Bei der dritten Ausführungsform führt die ECU 30 eine später beschriebene Spannungs-Wendezeit-Berechnungsroutine von 12 aus, um die Spannungs-Wendezeit Tdiff mit einem Referenzzeitpunkt zu berechnen, welcher einem Zeitpunkt entspricht, wenn der Einspritzimpuls der Teil-Hub-Einspritzung ausgehend von An hin zu Aus umgeschaltet wird.
  • Ein Vorgang der Schritte 301 bis 306 in der Routine von 12, welcher bei der dritten Ausführungsform ausgeführt wird, ist gleich dem Vorgang der Schritte 101 bis 106 in der bei der ersten Ausführungsform beschriebenen Routine von 8.
  • Bei der Spannungs-Wendezeit-Berechnungsroutine von 12 wird, falls ermittelt wird, dass die Teil-Hub-Einspritzung durchgeführt wird, eine erste gefilterte Spannung Vsm1 berechnet, welche einer durch einen ersten Tiefenpassfilter gefilterten negativen Anschlussspannung Vm des Kraftstoffeinspritzventils 21 entspricht, und es wird eine zweite gefilterte Spannung Vsm2 berechnet, welche der durch einen zweiten Tiefenpassfilter gefilterten negativen Anschlussspannung Vm des Kraftstoffeinspritzventils 21 entspricht (Schritte 301 bis 304).
  • Nachfolgend wird eine Differenz Vdiff zwischen der ersten gefilterten Spannung Vsm1 und der zweiten gefilterten Spannung Vsm2 berechnet, und anschließend werden eine Schwelle Vt und ein vorhergehender Wert Tdiff(k – 1) der Spannungs-Wendezeit erlangt (Schritte 305, 306).
  • Nachfolgend wird bei Schritt 307 ermittelt, ob der Einspritzimpuls zu dem aktuellen Zeitpunkt ausgehend von An hin zu Aus umgeschaltet wird. Falls bei Schritt 307 ermittelt wird, dass der Einspritzimpuls zu dem aktuellen Zeitpunkt ausgehend von An hin zu Aus umgeschaltet wird, wird bei Schritt 310 anschließend ein aktueller Wert Tdiff(k) der Spannungs-Wendezeit auf „0“ zurückgesetzt. Tdiff(k) = 0
  • Falls bei Schritt 307 ermittelt wird, dass der Einspritzimpuls zu dem aktuellen Zeitpunkt nicht ausgehend von An hin zu Aus umgeschaltet wird, wird bei Schritt 308 anschließend ermittelt, ob der Einspritzimpuls Aus ist. Falls bei Schritt 308 ermittelt wird, dass der Einspritzimpuls Aus ist, wird bei Schritt 309 anschließend ermittelt, ob die Differenz Vdiff zwischen der ersten gefilterten Spannung Vsm1 und der zweiten gefilterten Spannung Vsm2 die Schwelle Vt überschreitet (ob die Differenz Vdiff umgekehrt größer als die Schwelle Vt wird).
  • Falls bei Schritt 309 ermittelt wird, dass die Differenz Vdiff zwischen der ersten gefilterten Spannung Vsm1 und der zweiten gefilterten Spannung Vsm2 die Schwelle Vt nicht überschreitet, wird bei Schritt 311 zu dem vorhergehenden Wert Tdiff(k – 1) der Spannungs-Wendezeit anschließend ein vorbestimmter Wert Ts (die Berechnungsphase dieser Routine) addiert, um den aktuellen Wert Tdiff(k) der Spannungs-Wendezeit zu erhalten, so dass die Spannungs-Wendezeit Tdiff hochgezählt wird. Tdiff(k) = Tdiff(k – 1) + Ts
  • Falls bei Schritt 309 ermittelt wird, dass die Differenz Vdiff zwischen der ersten gefilterten Spannung Vsm1 und der zweiten gefilterten Spannung Vsm2 die Schwelle Vt überschreitet, wird ermittelt, dass die Berechnung der Spannungs-Wendezeit Tdiff abgeschlossen ist, und bei Schritt 312 wird der aktuelle Wert Tdiff(k) der Spannungs-Wendezeit auf dem vorhergehenden Wert Tdiff(k – 1) gehalten. Tdiff(k) = Tdiff(k – 1)
  • Folglich wird die Zeit ausgehend von dem Zeitpunkt (Referenzzeitpunkt), zu welchem der Einspritzimpuls ausgehend von An hin zu Aus umgeschaltet wird, hin zu dem Zeitpunkt, zu welchem die Differenz Vdiff die Schwelle Vt überschreitet, als die Spannungs-Wendezeit Tdiff berechnet.
  • Falls bei Schritt 308 ermittelt wird, dass der Einspritzimpuls nicht Aus ist (das heißt, der Einspritzimpuls An ist), wird der aktuelle Wert Tdiff(k) der Spannungs-Wendezeit kontinuierlich auf dem vorhergehenden Wert Tdiff(k – 1) aufrechterhalten und der berechnete Wert der Spannungs-Wendezeit Tdiff wird bis zu dem nächsten Referenzzeitpunkt aufrechterhalten.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Berechnung der Spannungs-Wendezeit bei der dritten Ausführungsform ist nun mit Bezug auf das Zeitdiagramm von 13 beschrieben.
  • Während der Teil-Hub-Einspritzung (zumindest nach dem Aus des Einspritzimpulses der Teil-Hub-Einspritzung) werden die erste gefilterte Spannung Vsm1 und die zweite gefilterte Spannung Vsm2 berechnet, und es wird die Differenz Vdiff zwischen der ersten gefilterten Spannung Vsm1 und der zweiten gefilterten Spannung Vsm2 berechnet.
  • Die Spannungs-Wendezeit Tdiff wird zu einem Zeitpunkt (Referenzzeitpunkt) t4, wenn der Einspritzimpuls ausgehend von An hin zu Aus umgeschaltet wird, auf „0“ zurückgesetzt, und anschließend wird die Berechnung der Spannungs-Wendezeit Tdiff gestartet und die Spannungs-Wendezeit Tdiff wird mit der vorbestimmten Berechnungsphase Ts wiederholend hochgezählt.
  • Die Berechnung der Spannungs-Wendezeit Tdiff ist zu einem Zeitpunkt t5 abgeschlossen, wenn die Differenz Vdiff zwischen der ersten gefilterten Spannung Vsm1 und der zweiten gefilterten Spannung Vsm2 die Schwelle Vt nach dem Aus des Einspritzimpulses überschreitet. Folglich wird die Zeit ausgehend von dem Zeitpunkt (Referenzzeitpunkt) t4, zu welchem der Einspritzimpuls ausgehend von An hin zu Aus umgeschaltet wird, hin zu dem Zeitpunkt t5, zu welchem die Differenz Vdiff die Schwelle Vt überschreitet, als die Spannungs-Wendezeit Tdiff berechnet.
  • Der berechnete Wert der Spannungs-Wendezeit Tdiff wird bis zu dem nächsten Referenzzeitpunkt t6 aufrechterhalten, während der Maschinensteuerungs-Mikrocomputer 35 die Spannungs-Wendezeit Tdiff von dem Injektor-Ansteuerungs-IC 36 erlangt (während einer Phase ausgehend von der Berechnungs-Abschlusszeit t5 der Spannungs-Wendezeit Tdiff hin zu dem nächsten Referenzzeitpunkt t6).
  • Bei der dritten Ausführungsform wird die Spannungs-Wendezeit Tdiff mit dem Referenzzeitpunkt berechnet, welcher dem Zeitpunkt entspricht, wenn der Einspritzimpuls der Teil-Hub-Einspritzung ausgehend von An hin zu Aus umgeschaltet wird; somit kann die Spannungs-Wendezeit Tdiff mit Bezug auf den Zeitpunkt, wenn der Einspritzimpuls ausgehend von An hin zu Aus umgeschaltet wird, exakt berechnet werden. Darüber hinaus kann eine Phase, während welcher der berechnete Wert der Spannungs-Wendezeit Tdiff aufrechterhalten wird, im Vergleich zu dem Fall, bei welchem der Zeitpunkt, wenn der Einspritzimpuls ausgehend von Aus hin zu An umgeschaltet wird, als ein Referenzzeitpunkt verwendet wird (erste Ausführungsform), verlängert werden, so dass die Phase, während welcher der Maschinensteuerungs-Mikrocomputer 35 die Spannungs-Wendezeit Tdiff erlangen kann, weiter verlängert werden kann.
  • Bei der dritten Ausführungsform wird die Zeit ausgehend von dem Zeitpunkt, zu welchem der Einspritzimpuls ausgehend von Aus hin zu An umgeschaltet wird, hin zu dem Zeitpunkt, zu welchem der Differenz Vdiff die Schwelle Vt überschreitet, als die Spannungs-Wendezeit Tdiff berechnet. Jedoch kann die Zeit ausgehend von dem Zeitpunkt, zu welchem der Einspritzimpuls ausgehend von Aus hin zu An umgeschaltet wird, hin zu dem Zeitpunkt, zu welchem das Differenzial Vdiff2 zweiter Ordnung einen Extremwert besitzt, als die Spannungs-Wendezeit Tdiff berechnet werden.
  • (Vierte Ausführungsform)
  • Eine vierte Ausführungsform der Offenbarung ist nun mit Bezug auf 14 und 15 beschrieben. Abschnitte, welche im Wesentlichen gleich diesen bei der ersten Ausführungsform sind, sind jedoch nicht oder kurz beschrieben und es sind hauptsächlich die Unterschiede zu der ersten Ausführungsform beschrieben.
  • Bei der ersten Ausführungsform wird die Spannungs-Wendezeit Tdiff mit dem Referenzzeitpunkt berechnet, welcher dem Zeitpunkt entspricht, wenn der Einspritzimpuls der Teil-Hub-Einspritzung ausgehend von Aus hin zu An umgeschaltet wird. Bei der vierten Ausführungsform führt die ECU 30 eine später beschriebene Spannungs-Wendezeit-Berechnungsroutine von 14 aus, so dass eine Spannungs-Wendezeit Tdiff mit einem Referenzzeitpunkt berechnet wird, welcher einem Zeitpunkt entspricht, wenn die negative Anschlussspannung Vm des Kraftstoffeinspritzventils 21 nach dem Aus des Einspritzimpulses der Teil-Hub-Einspritzung niedriger als ein vorbestimmter Wert Voff wird.
  • Ein Vorgang der Schritte 401 bis 406 in der Routine von 14, welcher bei der vierten Ausführungsform ausgeführt wird, ist gleich dem Vorgang der Schritte 101 bis 106 in der Routine von 8, welcher bei der ersten Ausführungsform beschrieben ist.
  • Bei der Spannungs-Wendezeit-Berechnungsroutine von 14 wird, falls ermittelt wird, dass die Teil-Hub-Einspritzung durchgeführt wird, eine erste gefilterte Spannung Vsm1 berechnet, welche einer durch einen ersten Tiefenpassfilter gefilterten negativen Anschlussspannung Vm des Kraftstoffeinspritzventils 21 entspricht, und es wird eine zweite gefilterte Spannung Vsm2 berechnet, welche der durch einen zweiten Tiefenpassfilter gefilterten negativen Anschlussspannung Vm des Kraftstoffeinspritzventils 21 entspricht (Schritte 401 bis 404).
  • Nachfolgend wird eine Differenz Vdiff zwischen der ersten gefilterten Spannung Vsm1 und der zweiten gefilterten Spannung Vsm2 berechnet, und anschließend werden eine Schwelle Vt und ein vorhergehender Wert Tdiff(k – 1) der Spannungs-Wendezeit erlangt (Schritte 405, 406).
  • Anschließend wird bei Schritt 407 ermittelt, ob der Einspritzimpuls Aus ist. Falls bei Schritt 407 ermittelt wird, dass der Einspritzimpuls Aus ist, wird bei Schritt 408 anschließend ermittelt, ob die negative Anschlussspannung Vm des Kraftstoffeinspritzventils 21 zu dem aktuellen Zeitpunkt niedriger als ein vorbestimmter Wert Voff wird (umgekehrt kleiner als der vorbestimmte Wert Voff wird).
  • Falls bei Schritt 408 ermittelt wird, dass die negative Anschlussspannung Vm des Kraftstoffeinspritzventils 21 zu dem aktuellen Zeitpunkt niedriger als der vorbestimmte Wert Voff wird, wird bei Schritt 410 anschließend ein aktueller Wert Tdiff(k) der Spannungs-Wendezeit auf „0“ zurückgesetzt. Tdiff(k) = 0
  • Falls bei Schritt 408 ermittelt wird, dass die negative Anschlussspannung Vm des Kraftstoffeinspritzventils 21 zu dem aktuellen Zeitpunkt nicht niedriger als der vorbestimmte Wert Voff wird, wird bei Schritt 409 anschließend ermittelt, ob die Differenz Vdiff zwischen der ersten gefilterten Spannung Vsm1 und der zweiten gefilterten Spannung Vsm2 die Schwelle Vt überschreitet (ob die Differenz Vdiff umgekehrt größer als die Schwelle Vt wird).
  • Falls bei Schritt 409 ermittelt wird, dass die Differenz Vdiff zwischen der ersten gefilterten Spannung Vsm1 und der zweiten gefilterten Spannung Vsm2 die Schwelle Vt nicht überschreitet, wird bei Schritt 411 zu dem vorhergehenden Wert Tdiff(k – 1) der Spannungs-Wendezeit anschließend ein vorbestimmter Wert Ts (die Berechnungsphase diese Routine) addiert, um einen aktuellen Wert Tdiff(k) der Spannungs-Wendezeit zu erhalten, so dass die Spannungs-Wendezeit Tdiff hochgezählt wird. Tdiff(k) = Tdiff(k – 1) + Ts
  • Falls bei Schritt 509 ermittelt wird, dass die Differenz Vdiff zwischen der ersten gefilterten Spannung Vsm1 und der zweiten gefilterten Spannung Vsm2 die Schwelle Vt überschreitet, wird ermittelt, dass die Berechnung der Spannungs-Wendezeit Tdiff abgeschlossen ist, und bei Schritt 512 wird der aktuelle Wert Tdiff(k) der Spannungs-Wendezeit auf dem vorhergehenden Wert Tdiff(k – 1) gehalten. Tdiff(k) = Tdiff(k – 1)
  • Folglich wird die Zeit ausgehend von dem Zeitpunkt (Referenzzeitpunkt), zu welchem die negative Anschlussspannung Vm des Kraftstoffeinspritzventils 21 nach dem Aus des Einspritzimpulses niedriger als der vorbestimmte Wert Voff wird, hin zu dem Zeitpunkt, zu welchem die Differenz Vdiff die Schwelle Vt überschreitet, als die Spannungs-Wendezeit Tdiff berechnet.
  • Falls bei Schritt 407 ermittelt wird, dass der Einspritzimpuls nicht Aus ist (das heißt, der Einspritzimpuls An ist), wird der aktuelle Wert Tdiff(k) der Spannungs-Wendezeit kontinuierlich auf dem vorhergehenden Wert Tdiff(k – 1) gehalten und der berechnete Wert der Spannungs-Wendezeit Tdiff wird bis zu dem nächsten Referenzzeitpunkt aufrechterhalten.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Berechnung der Spannungs-Wendezeit bei der vierten Ausführungsform ist nun mit Bezug auf ein Zeitdiagramm von 15 beschrieben.
  • Während der Teil-Hub-Einspritzung (zumindest nach dem Aus des Einspritzimpulses der Teil-Hub-Einspritzung) werden die erste gefilterte Spannung Vsm1 und die zweite gefilterte Spannung Vsm2 berechnet, und es wird die Differenz Vdiff zwischen der ersten gefilterten Spannung Vsm1 und der zweiten gefilterten Spannung Vsm2 berechnet.
  • Die Spannungs-Wendezeit Tdiff wird zu einem Zeitpunkt (Referenzzeitpunkt) t7, wenn die negative Anschlussspannung Vm des Kraftstoffeinspritzventils 21 nach dem Aus des Einspritzimpulses niedriger als der vorbestimmte Wert Voff wird, auf „0“ zurückgesetzt, und anschließend wird die Berechnung der Spannungs-Wendezeit Tdiff gestartet und die Spannungs-Wendezeit Tdiff wird mit der vorbestimmten Berechnungsphase Ts wiederholend hochgezählt.
  • Die Berechnung der Spannungs-Wendezeit Tdiff ist zu einem Zeitpunkt t8 abgeschlossen, wenn die Differenz Vdiff zwischen der ersten gefilterten Spannung Vsm1 und der zweiten gefilterten Spannung Vsm2 nach dem Aus des Einspritzimpulses die Schwelle Vt überschreitet. Folglich wird die Zeit ausgehend von dem Zeitpunkt (Referenzzeitpunkt) t7, zu welchem die negative Anschlussspannung Vm des Kraftstoffeinspritzventils 21 nach dem Aus des Einspritzimpulses niedriger als der vorbestimmte Wert Voff wird, hin zu dem Zeitpunkt t8, zu welchem die Differenz Vdiff die Schwelle Vt überschreitet, als die Spannungs-Wendezeit Tdiff berechnet.
  • Der berechnete Wert der Spannungs-Wendezeit Tdiff wird bis zu dem nächsten Referenzzeitpunkt t9 aufrechterhalten, während der Maschinensteuerungs-Mikrocomputer 35 die Spannungs-Wendezeit Tdiff von dem Injektor-Ansteuerungs-IC 36 erlangt (während einer Phase ausgehend von der Berechnungs-Abschlusszeit t8 der Spannungs-Wendezeit Tdiff bis zu dem nächsten Referenzzeitpunkt t9).
  • Bei der vierten Ausführungsform wird die Spannungs-Wendezeit Tdiff mit dem Referenzzeitpunkt berechnet, welcher dem Zeitpunkt entspricht, wenn die negative Anschlussspannung Vm des Kraftstoffeinspritzventils 21 nach dem Aus des Einspritzimpulses der Teil-Hub-Einspritzung niedriger als der vorbestimmte Wert Voff wird; somit kann die Spannungs-Wendezeit Tdiff mit Bezug auf den Zeitpunkt, wenn die negative Anschlussspannung Vm des Kraftstoffeinspritzventils 21 nach dem Aus des Einspritzimpulses niedriger als der vorbestimmte Wert Voff wird, exakt berechnet werden. Darüber hinaus kann eine Phase, während welcher der berechnete Wert der Spannungs-Wendezeit Tdiff aufrechterhalten wird, im Vergleich zu dem Fall, bei welchem der Zeitpunkt, wenn der Einspritzimpuls ausgehend von Aus hin zu An umgeschaltet wird, als der Referenzzeitpunkt verwendet wird (erste Ausführungsform), verlängert werden, so dass die Phase, während welcher der Maschinensteuerungs-Mikrocomputer 35 die Spannungs-Wendezeit Tdiff erlangen kann, weiter verlängert werden kann.
  • Bei der vierten Ausführungsform wird die Zeit ausgehend von dem Zeitpunkt, zu welchem die negative Anschlussspannung Vm niedriger als der vorbestimmte Wert Voff wird, hin zu dem Zeitpunkt, zu welchem die Differenz Vdiff die Schwelle Vt überschreitet, als die Spannungs-Wendezeit Tdiff berechnet. Als die Spannungs-Wendezeit Tdiff kann jedoch eine Zeit ausgehend von dem Zeitpunkt, zu welchem die negative Anschlussspannung Vm niedriger als der vorbestimmte Wert Voff wird, hin zu dem Zeitpunkt, zu welchem das Differenzial Vdiff2 zweiter Ordnung einen Extremwert besitzt, berechnet werden.
  • (Fünfte Ausführungsform)
  • Nachfolgend ist mit Bezug auf 16 bis 22 eine fünfte Ausführungsform beschrieben. Bei der fünften Ausführungsform sind die gleichen Bauteile und Komponenten wie diese bei der ersten Ausführungsform mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und die gleichen Beschreibungen werden nicht wiederholt.
  • Wenn die negative Anschlussspannung Vm des Kraftstoffeinspritzventils 21 aufgrund einer Variation der Schaltung schwankt, schwankt ebenso die Spannungs-Wendezeit Tdiff, was eine Verschlechterung der Korrektur des Einspritzimpulses hervorrufen kann.
  • Wie in den 16(a), (b), (c) gezeigt ist, können die nachfolgenden Faktoren (I) bis (III) als Faktoren der Variation der Spannungs-Wendezeit Tdiff betrachtet werden.
  • (I) Variation des Abfallzeitpunkts der negativen Anschlussspannung Vm
  • Wie in 16(a) gezeigt ist, kann der Abfallzeitpunkt der negativen Anschlussspannung aufgrund einer Schaltungsvariation (beispielsweise Pulsweite, Induktivität, Impedanz, Pull-Down-Widerstand) variiert werden, nachdem der Einspritzimpuls Aus ist. Wenn der Abfallzeitpunkt der negativen Anschlussspannung Vm variiert wird, wird eine Zeit-Offset-Abweichung bzw. Zeitversatzabweichung (Offset-Abweichung einer Anschlussspannungswellenform) der negativen Anschlussspannung Vm auftreten. Aus diesem Grund kann die Spannungs-Wendezeit Tdiff in dem Fall, bei welchem die Spannungs-Wendezeit Tdiff basierend auf einem Umschalten des Einspritzimpulses berechnet wird, variiert werden.
  • (II) Variation der Ansprechgeschwindigkeit der negativen Anschlussspannung Vm
  • Wie in 16(b) gezeigt ist, kann die Ansprechgeschwindigkeit der negativen Anschlussspannung Vm aufgrund einer Schaltungsvariation (beispielsweise Variation des Kondensators zwischen Anschlüssen) variiert werden, nachdem der Einspritzimpuls Aus ist. Die Variation der Ansprechgeschwindigkeit der negativen Anschlussspannung Vm bewirkt eine Variation des Abfalls der negativen Anschlussspannung Vm. Die Spannungs-Wendezeit Tdiff kann variiert werden.
  • (III) Variation des Maximums der negativen Anschlussspannung Vm
  • Wie in 16(c) gezeigt ist, kann der Maximalwert der negativen Anschlussspannung Vm aufgrund einer Schaltungsvariation (beispielsweise Variation der Flyback- bzw. Rückführungsspannung) variiert werden, nachdem der Einspritzimpuls Aus ist. Die Variation des Maximalwerts der negativen Anschlussspannung Vm bewirkt eine Variation des Abfalls der negativen Anschlussspannung Vm. Die Spannungs-Wendezeit Tdiff kann variiert werden.
  • Bei der fünften Ausführungsform führt die ECU 30 eine Spannungs-Wendezeit-Rechnungsroutine durch, welche in 20 gezeigt ist.
  • Wie in 17 gezeigt ist, berechnet die ECU 30 die Spannungs-Wendezeit Tdiff basierend auf einem Referenzzeitpunkt, zu welchem die negative Anschlussspannung Vm unter den spezifischen Wert Voff1 fällt, nachdem der Einspritzimpuls Aus ist. Das heißt, die Spannungs-Wendezeit Tdiff entspricht einer Zeitphase ausgehend davon, wenn die negative Anschlussspannung Vm unter den spezifischen Wert Voff1 fällt, bis die Differenz Vdiff eine Schwelle Vt überschreitet.
  • Wenn der Abfallzeitpunkt der negativen Anschlussspannung Vm variiert wird, wird ebenso der Zeitpunkt der negativen Anschlussspannung, welche unter den spezifischen Wert Voff1 fällt, variiert. Daher wird die negative Anschlussspannung Vm basierend auf dem Referenzzeitpunkt berechnet, zu welchem die negative Anschlussspannung Vm unter den spezifischen Wert Voff1 fällt. Auch wenn eine Zeit-Offset-Abweichung der negativen Anschlussspannung Vm mit der Variation des Abfallzeitpunkts der negativen Anschlussspannung Vm auftritt, kann die Spannungs-Wendepunkt-Zeit Tdiff berechnet werden.
  • Darüber hinaus erhält die ECU 30 die Informationen („Anschlussspannungs-Veränderungsinformationen“) hinsichtlich der Variation der negativen Anschlussspannung Vm, nachdem der Einspritzimpuls Aus ist. Gemäß den Anschlussspannungs-Veränderungsinformationen korrigiert die ECU 30 die Spannungs-Wendepunkt-Zeit Tdiff.
  • Insbesondere erhält die ECU 30, wie in 18 gezeigt ist, eine festgesetzte Spannungszeit, welche einer Zeitphase ausgehend davon, wenn der Einspritzimpuls Ein wird, bis die negative Anschlussspannung Vm unter den spezifischen Wert Voff2 fällt, entspricht, um die Variation der Ansprechgeschwindigkeit der negativen Anschlussspannung Vm zu reduzieren. Der spezifische Wert Voff2 kann gleich dem spezifischen Wert Voff1 sein. Alternativ kann sich der spezifische Wert Voff2 von dem spezifischen Wert Voff1 unterscheiden. Anschließend wird die Spannungs-Wendepunkt-Zeit Tdiff basierend auf der festgesetzten Spannungszeit korrigiert.
  • Da die Ansprechgeschwindigkeit der negativen Anschlussspannung Vm zusammen mit der festgesetzten Spannungszeit variiert, spiegelt die festgesetzte Spannungszeit die Ansprechgeschwindigkeit der negativen Anschlussspannung Vm wider. Daher kann durch Korrigieren der Spannungs-Wendepunkt-Zeit Tdiff gemäß der festgesetzten Spannungszeit die Spannungs-Wendepunkt-Zeit Tdiff gemäß der Ansprechgeschwindigkeit der negativen Anschlussspannung Vm korrigiert werden.
  • Darüber hinaus erhält die ECU 30, wie in 19 gezeigt ist, den Maximalwert der negativen Anschlussspannung Vm, nachdem der Einspritzimpuls Aus wird, und diese korrigiert die Spannungs-Wendepunkt-Zeit Tdiff basierend auf dem Maximalwert der negativen Anschlussspannung Vm, um die Variation des Maximalwerts der negativen Anschlussspannung Vm zu reduzieren.
  • Gemäß dem Vorstehenden kann die Spannungs-Wendepunkt-Zeit Tdiff gemäß der Variation der negativen Anschlussspannung Vm korrigiert werden.
  • Nachfolgend ist mit Bezug auf 20 die Verarbeitung der Spannungs-Wendepunkt-Zeit-Berechnungsroutine erläutert, welche die ECU 30 durchführt.
  • Bei Schritt 501 ermittelt der Computer, ob die Teil-Hub-Einspritzung durchgeführt wird. Wenn die Antwort Nein ist, endet der Vorgang.
  • Wenn hingegen die Antwort bei 501 Ja ist, schreitet der Vorgang zu Schritt 502 voran, bei welchem die ECU 30 die negative Anschlussspannung Vm erhält.
  • Anschließend schreitet der Vorgang zu Schritt 503 voran, bei welchem die Spannungs-Wendepunkt-Zeit Tdiff berechnet wird. Das heißt, die Spannungs-Wendezeit Tdiff entspricht einer Zeitphase ausgehend davon, wenn die negative Anschlussspannung Vm unter den spezifischen Wert Voff1 fällt, bis die Differenz Vdiff eine Schwelle Vt überschreitet.
  • Anschließend schreitet der Vorgang zu Schritt 504, bei welchem die ECU 30 die festgesetzte Spannungszeit erhält, welche einer Zeitphase ausgehend davon, wenn der Einspritzimpuls Ein wird, bis die negative Anschlussspannung Vm unter den spezifischen Wert Voff2 fällt, entspricht.
  • Anschließend schreitet der Vorgang zu Schritt 505 voran, bei welchem die ECU 30 den Maximalwert der negativen Anschlussspannung Vm erhält, nachdem der Einspritzimpuls Aus ist.
  • Anschließend schreitet der Vorgang zu Schritt 506 voran, bei welchem ein erster Korrekturwert mit Blick auf das erste Korrektur-Kennfeld berechnet wird. Der erste Korrekturwert entspricht der festgesetzten Spannungszeit. In dem ersten Korrektur-Kennfeld wird der erste Korrekturwert kleiner, während die festgesetzte Spannungszeit verlängert ist. Das erste Korrektur-Kennfeld wird basierend auf Versuchsdaten und Auslegungs- bzw. Konstruktionsdaten im Vorhinein gebildet und in dem ROM der ECU 30 gespeichert.
  • Anschließend schreitet der Vorgang zu Schritt 507 voran, bei welchem ein zweiter Korrekturwert mit Blick auf das zweite Korrektur-Kennfeld berechnet wird. Der zweite Korrekturwert entspricht dem Maximalwert der negativen Anschlussspannung Vm. In dem zweiten Korrektur-Kennfeld wird der zweite Korrekturwert größer, während der Maximalwert der negativen Anschlussspannung Vm größer ist. Das zweite Korrektur-Kennfeld wird basierend auf Versuchsdaten und Auslegungs- bzw. Konstruktionsdaten im Vorhinein gebildet und in dem ROM der ECU 30 gespeichert.
  • Anschließend schreitet der Vorgang zu Schritt 508 voran, bei welchem die Spannungs-Wendezeit Tdiff basierend auf dem ersten Korrekturwert und dem zweiten Korrekturwert korrigiert wird. (Beispielsweise werden der erste Korrekturwert und der zweite Korrekturwert zu der Spannungs-Wendezeit Tdiff addiert).
  • Bei der fünften Ausführungsform wird die negative Anschlussspannung Vm basierend auf dem Referenzzeitpunkt berechnet, bei welchem die negative Anschlussspannung Vm unter den spezifischen Wert Voff1 fällt, nachdem der Einspritzimpuls Aus ist, um die Variation des Abfallzeitpunkts der negativen Anschlussspannung Vm zu reduzieren. Das heißt, die Spannungs-Wendezeit Tdiff entspricht einer Zeitphase ausgehend davon, wenn die negative Anschlussspannung Vm unter den spezifischen Wert Voff1 fällt, bis die Differenz Vdiff eine Schwelle Vt überschreitet. Gemäß dem Vorstehenden kann die Spannungs-Wendepunkt-Zeit Tdiff berechnet werden, auch wenn eine Zeit-Offset-Abweichung der negativen Anschlussspannung Vm mit der Variation des Abfallzeitpunkts der negativen Anschlussspannung Vm auftritt. Dadurch kann die Variation der Spannungs-Wendezeit Tdiff eingeschränkt oder vermieden werden, auch wenn die Variation des Abfallzeitpunkts der negativen Anschlussspannung Vm auftritt (Bezug auf 17).
  • Ferner erhält die ECU 30 die festgesetzte Spannungszeit, um die Variation der Ansprechgeschwindigkeit der negativen Anschlussspannung Vm zu reduzieren. Basierend auf der festgesetzten Spannungszeit wird die Spannungs-Wendepunkt-Zeit Tdiff korrigiert. Daher kann die Spannungs-Wendepunkt-Zeit Tdiff gemäß der Ansprechgeschwindigkeit der negativen Anschlussspannung Vm korrigiert werden. Die Variation der Spannungs-Wendepunkt-Zeit Tdiff kann exakt korrigiert werden (Bezug auf 18).
  • Ferner erhält die ECU 30 den Maximalwert der negativen Anschlussspannung Vm, nachdem der Einspritzimpuls Aus wird, und diese korrigiert die Spannungs-Wendepunkt-Zeit Tdiff basierend auf dem Maximalwert der negativen Anschlussspannung Vm, um die Variation des Maximalwerts der negativen Anschlussspannung Vm zu reduzieren. Gemäß dem Vorstehenden kann die Spannungs-Wendepunkt-Zeit Tdiff gemäß der Variation der negativen Anschlussspannung Vm korrigiert werden. Die Variation der Spannungs-Wendepunkt-Zeit Tdiff kann exakt korrigiert werden (Bezug auf 19).
  • Gemäß dem Vorstehenden kann die Spannungs-Wendepunkt-Zeit Tdiff exakt erhalten werden. Die Korrekturgenauigkeit des Einspritzimpulses kann verbessert werden.
  • Bei der fünften Ausführungsform entspricht die festgesetzte Spannungszeit einer Zeitphase ausgehend davon, wenn der Einspritzimpuls Ein wird, bis die negative Anschlussspannung Vm unter den spezifischen Wert Voff2 fällt. Die festgesetzte Spannungszeit kann jedoch einer Zeitphase ausgehend davon, wenn der Einspritzimpuls Aus wird, bis die negative Anschlussspannung Vm unter den spezifischen Wert Voff2 fällt, entsprechen.
  • Darüber hinaus werden bei der fünften Ausführungsform die Variation des Abfallzeitpunkts der negativen Anschlussspannung Vm, die Variation der Ansprechgeschwindigkeit der negativen Anschlussspannung Vm und die Variation des Maximalwerts der negativen Anschlussspannung Vm reduziert. Es kann jedoch zumindest eine der Variationen reduziert werden.
  • Darüber hinaus entspricht die Spannungs-Wendezeit Tdiff bei der fünften Ausführungsform einer Zeitphase ausgehend davon, wenn die negative Anschlussspannung Vm unter den spezifischen Wert Voff1 fällt, bis die Differenz Vdiff eine Schwelle Vt überschreitet. Das heißt, die Spannungs-Wendezeit Tdiff entspricht einer Zeitphase ausgehend davon, wenn die negative Anschlussspannung Vm unter den spezifischen Wert Voff1 fällt, bis das Differenzial Vdiff2 zweiter Ordnung zu einem Extremwert wird.
  • (Sechste Ausführungsform)
  • Bezug nehmend auf 23 ist nachfolgend eine sechste Ausführungsform beschrieben. Bei der sechsten Ausführungsform sind die gleichen Bauteile und Komponenten wie diese bei der ersten Ausführungsform mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und die gleichen Beschreibungen werden nicht wiederholt.
  • Wie in 23 gezeigt ist, besitzt die ECU 30 neben dem Injektor-Ansteuerungs-IC 36 einen Berechnungs-IC 40. Der Berechnungs-IC 40 berechnet die erste gefilterte Spannung Vsm1 und die zweite gefilterte Spannung Vsm2, während die Teil-Hub-Einspritzung durchgeführt wird. Darüber hinaus berechnet der Berechnungs-IC 40 die Differenz Vdiff und die Spannungs-Wendezeit Tdiff.
  • Alternativ berechnet der Berechnungs-IC 40 die dritte gefilterte Spannung Vdiff.sm3 und die vierte gefilterte Spannung Vdiff.sm4. Der Berechnungs-IC 40 kann darüber hinaus das Differenzial Vdiff2 zweiter Ordnung und die Spannungs-Wendezeit Tdiff berechnen.
  • Der Berechnungs-IC 40 kann darüber hinaus die Spannungs-Wendezeit Tdiff gemäß der festgesetzten Spannungszeit und dem Maximalwert der negativen Anschlussspannung Vm korrigieren.
  • In diesem Fall entspricht der Berechnungs-IC 40 einem Erlangungsabschnitt für eine gefilterte Spannung, einem Differenz-Berechnungsabschnitt und einem Zeit-Berechnungsabschnitt.
  • Bei der sechsten Ausführungsform kann eine arithmetische Last bzw. Berechnungslast des Maschinensteuerungs-Mikrocomputers 35 reduziert werden, da der Berechnungs-IC 40 als der Erlangungsabschnitt für eine gefilterte Spannung, der Differenz-Berechnungsabschnitt und ein Zeit-Berechnungsabschnitt dient.
  • (Siebte Ausführungsform)
  • Bezug nehmend auf 24 ist nachfolgend eine siebte Ausführungsform beschrieben. Bei der siebten Ausführungsform sind die gleichen Bauteile und Komponenten wie diese bei der ersten Ausführungsform mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und die gleichen Beschreibungen werden nicht wiederholt.
  • Wie in 24 gezeigt ist, berechnet ein Berechnungsabschnitt 41 des Maschinensteuerungs-Mikrocomputers 35 die erste gefilterte Spannung Vsm1 und die zweite gefilterte Spannung Vsm2, während die Teil-Hub-Einspritzung durchgeführt wird. Darüber hinaus berechnet der Berechnungsabschnitt 41 die Differenz Vdiff und die Spannungs-Wendezeit Tdiff.
  • Alternativ berechnet der Berechnungsabschnitt 41 die dritte gefilterte Spannung Vdiff.sm3 und die vierte gefilterte Spannung Vdiff.sm4. Der Berechnungsabschnitt 41 kann darüber hinaus das Differenzial Vdiff2 zweiter Ordnung und die Spannungs-Wendezeit Tdiff berechnen.
  • Der Berechnungsabschnitt 41 kann darüber hinaus die Spannungs-Wendezeit Tdiff gemäß der festgesetzten Spannungszeit und dem Maximalwert der negativen Anschlussspannung Vm korrigieren.
  • In diesem Fall entspricht der Berechnungsabschnitt 41 einem Erlangungsabschnitt für eine gefilterte Spannung, einem Differenz-Berechnungsabschnitt und einem Zeit-Berechnungsabschnitt.
  • Bei der siebten Ausführungsform kann, da der Maschinensteuerungs-Mikrocomputer 35 (Berechnungsabschnitt 41) als der Erlangungsabschnitt für eine gefilterte Spannung, der Differenz-Berechnungsabschnitt und ein Zeit-Berechnungsabschnitt dient, diese Funktion durch Verändern einer Spezifikation des Maschinensteuerungs-Mikrocomputers 35 durchgeführt werden.
  • Bei den vorstehenden Ausführungsformen werden die digitalen Filter als die ersten bis vierten Tiefenpassfilter verwendet. Als die ersten bis vierten Tiefenpassfilter kann jedoch der Analogfilter verwendet werden.
  • Darüber hinaus wird bei den vorstehenden Ausführungsformen die Spannungs-Wendezeit basierend auf der negativen Anschlussspannung des Kraftstoffinjektors 21 berechnet. Die Spannungs-Wendezeit kann jedoch basierend auf einer positiven Anschlussspannung des Kraftstoffinjektors 21 berechnet werden.
  • Die vorliegende Offenbarung kann auf ein System angewendet werden, welches mit einem Kraftstoffinjektor für eine Einlasskanaleinspritzung ausgerüstet ist.
  • Diese Offenbarung ist gemäß den Ausführungsformen beschrieben. Es ergibt sich jedoch, dass diese Offenbarung nicht auf die vorstehenden Ausführungsformen oder die Strukturen beschränkt ist. Diese Offenbarung umfasst verschiedene modifizierte Beispiele und Modifikationen, welche in einen Äquivalenzbereich fallen. Zusätzlich fallen ebenso verschiedene Kombinationen oder Konfigurationen sowie weitere Kombinationen oder Konfigurationen, die darin lediglich ein Element oder mehr oder weniger als ein Element umfassen, in eine Kategorie und einen konzeptionellen Bereich dieser Offenbarung.

Claims (20)

  1. Kraftstoffeinspritz-Steuerungssystem einer Verbrennungskraftmaschine mit einem elektromagnetisch angetriebenen Kraftstoffeinspritzventil (21), wobei das Kraftstoffeinspritz-Steuerungssystem aufweist: Einspritzsteuerungsmittel (30), welche eine Teil-Hub-Einspritzung durchführen, um das Kraftstoffeinspritzventil (21) derart anzutreiben, dass sich dieses mit einem Einspritzimpuls öffnet, welcher ermöglicht, dass ein Hubbetrag eines Ventilelements (33) des Kraftstoffeinspritzventils (21) eine Position eines vollständigen Hubs nicht erreicht; Erlangungsmittel (35, 36, 40) für eine gefilterte Spannung, welche nach einem Aus eines Einspritzimpulses der Teil-Hub-Einspritzung eine erste gefilterte Spannung erlangen, die einer durch einen ersten Tiefenpassfilter mit einer ersten Frequenz als eine Grenzfrequenz gefilterten Anschlussspannung des Kraftstoffeinspritzventils (21) entspricht, wobei die erste Frequenz niedriger als eine Frequenz eines Rauschanteils ist, und eine zweite gefilterte Spannung erlangen, welche der durch einen zweiten Tiefenpassfilter mit einer zweiten Frequenz als eine Grenzfrequenz gefilterten Anschlussspannung entspricht, wobei die zweite Frequenz niedriger als die erste Frequenz ist; Differenz-Berechnungsmittel (35, 36, 40), welche eine Differenz zwischen der ersten gefilterten Spannung und der zweiten gefilterten Spannung berechnen; Zeit-Berechnungsmittel (35, 36, 40), welche eine Zeit ausgehend von einem vorbestimmten Referenzzeitpunkt hin zu einem Zeitpunkt, wenn die Differenz einen Wendepunkt besitzt, als Spannungs-Wendezeit berechnen; und Einspritzimpuls-Korrekturmittel (35), welche den Einspritzimpuls der Teil-Hub-Einspritzung basierend auf der Spannungs-Wendezeit korrigieren.
  2. Kraftstoffeinspritz-Steuerungssystem der Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 1, wobei der erste Tiefenpassfilter und der zweite Tiefenpassfilter jeweils einem digitalen Filter entsprechen.
  3. Kraftstoffeinspritz-Steuerungssystem der Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 2, wobei der erste Tiefenpassfilter einem digitalen Filter entspricht, welcher durch Gleichung (1) implementiert ist, die einen vorhergehenden Wert Vm(k – 1) der ersten gefilterten Spannung und einen aktuellen Wert Vm(k) der Anschlussspannung verwendet, um einen aktuellen Wert Vsm1(k) der ersten gefilterten Spannung zu erhalten, wobei eine Abtastfrequenz fs der Anschlussspannung und die Grenzfrequenz f1 des ersten Tiefenpassfilters eine Beziehung von Gleichung (2) erfüllen, Vsm1(k) = {(n1 – 1)/n1} × Vsm1(k – 1) + (1/n1) × Vm(k) (1), 1/fs:1/f1 = 1:(n1 – 1) (2).
  4. Kraftstoffeinspritz-Steuerungssystem der Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 2 oder 3, wobei der zweite Tiefenpassfilter einem digitalen Filter entspricht, welcher durch Gleichung (3) implementiert ist, die einen vorhergehenden Wert Vsm2(k – 1) der zweiten gefilterten Spannung und einen aktuellen Wert Vm(k) der Anschlussspannung verwendet, um einen aktuellen Wert Vsm2(k) der zweiten gefilterten Spannung zu erhalten, wobei eine Abtastfrequenz fs der Anschlussspannung und die Grenzfrequenz f2 des zweiten Tiefenpassfilters eine Beziehung von Gleichung (4) erfüllen, Vsm2(k) = {(n2 – 1)/n2} × Vsm2(k – 1) + (1/n2) × Vm(k) (3), 1/fs:1/f2 = 1:(n2 – 1) (4).
  5. Kraftstoffeinspritz-Steuerungssystem der Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Zeit-Berechnungsmittel (35, 36, 40) die Spannungs-Wendezeit mit einem Zeitpunkt, wenn die Differenz eine vorbestimmte Schwelle überschreitet, als den Zeitpunkt, wenn die Differenz den Wendepunkt besitzt, berechnen.
  6. Kraftstoffeinspritz-Steuerungssystem der Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Erlangungsmittel (35, 36, 40) für eine gefilterte Spannung eine dritte gefilterte Spannung erlangen, welche der durch einen dritten Tiefenpassfilter mit einer dritten Frequenz als eine Grenzfrequenz gefilterten Differenz entspricht, wobei die dritte Frequenz niedriger als eine Frequenz eines Rauschanteils ist, und eine vierte gefilterte Spannung erlangen, welche der durch einen vierten Tiefenpassfilter mit einer vierten Frequenz als die Grenzfrequenz gefilterten Differenz entspricht, wobei die vierte Frequenz niedriger als die dritte Frequenz ist, wobei die Differenz-Berechnungsmittel (35, 36, 40) eine Differenz zwischen der dritten gefilterten Spannung und der vierten gefilterten Spannung als ein Differenzial zweiter Ordnung berechnen, und wobei die Zeit-Berechnungsmittel (35, 36, 40) die Spannungs-Wendezeit mit einem Zeitpunkt, wenn das Differenzial zweiter Ordnung einen Extremwert besitzt, als den Zeitpunkt, wenn die Differenz den Wendepunkt besitzt, berechnen.
  7. Kraftstoffeinspritz-Steuerungssystem der Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 6, wobei die Zeit-Berechnungsmittel (35, 36, 40) ermitteln, dass das Differenzial zweiter Ordnung den Extremwert besitzt, wenn das Differenzial zweiter Ordnung nicht länger ansteigt.
  8. Kraftstoffeinspritz-Steuerungssystem der Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 6 oder 7, wobei der dritte Tiefenpassfilter und der vierte Tiefenpassfilter jeweils einem digitalen Filter entsprechen.
  9. Kraftstoffeinspritz-Steuerungssystem der Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 8, wobei der dritte Tiefenpassfilter einem digitalen Filter entspricht, welcher durch Gleichung (5) implementiert ist, die einen vorhergehenden Wert Vdiff.sm3(k – 1) der dritten gefilterten Spannung und einen aktuellen Wert Vdiff(k) der Differenz verwendet, um einen aktuellen Wert Vdiff.sm3(k) der dritten gefilterten Spannung zu erhalten, wobei eine Abtastfrequenz fs der Anschlussspannung und die Grenzfrequenz des dritten Tiefenpassfilters eine Beziehung von Gleichung (6) erfüllen, Vdiff.sm3(k) = {(n3 – 1)/n3} × Vdiff.sm3(k – 1) + (1/n3) × Vdiff(k) (5), 1/fs:1/f3 = 1:(n3 – 1) (6).
  10. Kraftstoffeinspritz-Steuerungssystem der Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 8 oder 9, wobei der vierte Tiefenpassfilter einem digitalen Filter entspricht, welcher durch Gleichung (7) implementiert ist, die einen vorhergehenden Wert Vdiff.sm4(k – 1) der vierten gefilterten Spannung und einen aktuellen Wert Vdiff(k) der Differenz verwendet, um einen aktuellen Wert Vdiff.sm4(k) der vierten gefilterten Spannung zu erhalten, wobei eine Abtastfrequenz fs der Anschlussspannung und die Grenzfrequenz f4 des vierten Tiefenpassfilters eine Beziehung von Gleichung (8) erfüllen, Vdiff.sm4(k) = {(n4 – 1)/n4} × Vdiff.sm4(k – 1) + (1/n4) × Vdiff(k) (7), 1/fs:1/f4 = 1:(n4 – 1) (8).
  11. Kraftstoffeinspritz-Steuerungssystem der Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei ein Ansteuerungs-IC (36) des Kraftstoffeinspritzventils (21) kollektiv als die Erlangungsmittel für eine gefilterte Spannung, die Differenz-Berechnungsmittel und die Zeit-Berechnungsmittel dient.
  12. Kraftstoffeinspritz-Steuerungssystem der Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei ein separat zu dem Ansteuerungs-IC (36) des Kraftstoffeinspritzventils (22) vorgesehener Berechnungs-IC (40) kollektiv als die Erlangungsmittel für eine gefilterte Spannung, die Differenz-Berechnungsmittel und die Zeit-Berechnungsmittel dient.
  13. Kraftstoffeinspritz-Steuerungssystem der Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei ein Mikrocomputer (35), welcher die Verbrennungskraftmaschine steuert, kollektiv als die Erlangungsmittel für eine gefilterte Spannung, die Differenz-Berechnungsmittel und die Zeit-Berechnungsmittel dient.
  14. Kraftstoffeinspritz-Steuerungssystem der Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Zeit-Berechnungsmittel (35, 36, 40) die Spannungs-Wendezeit mit dem Referenzzeitpunkt berechnen, welcher einem Zeitpunkt entspricht, wenn der Einspritzimpuls der Teil-Hub-Einspritzung ausgehend von Aus hin zu An umgeschaltet wird.
  15. Kraftstoffeinspritz-Steuerungssystem der Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Zeit-Berechnungsmittel (35, 36, 40) die Spannungs-Wendezeit mit dem Referenzzeitpunkt berechnen, welcher einem Zeitpunkt entspricht, wenn der Einspritzimpuls der Teil-Hub-Einspritzung ausgehend von An hin zu Aus umgeschaltet wird.
  16. Kraftstoffeinspritz-Steuerungssystem der Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Zeit-Berechnungsmittel (35, 36, 40) die Spannungs-Wendezeit mit dem Referenzzeitpunkt berechnen, welcher einem Zeitpunkt entspricht, wenn die Anschlussspannung nach dem Aus des Einspritzimpulses niedriger als ein vorbestimmter Wert der Teil-Hub-Einspritzung wird.
  17. Kraftstoffeinspritz-Steuerungssystem der Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei die Zeit-Berechnungsmittel (35, 36, 40) die Spannungs-Wendezeit zu dem Referenzzeitpunkt zurücksetzen und anschließend die Berechnung der Spannungs-Wendezeit starten, und die Berechnung der Spannungs-Wendezeit zu einem Zeitpunkt abschließen, wenn die Differenz den Wendepunkt besitzt, und den berechneten Wert der Spannungs-Wendezeit bis zu dem nächsten Referenzzeitpunkt aufrechterhalten.
  18. Kraftstoffeinspritz-Steuerungssystem der Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei die Zeit-Berechnungsmittel (35, 36, 40) Informationen hinsichtlich Variationen der Anschlussspannung nach dem Aus des Einspritzimpulses der Teil-Hub-Einspritzung erlangen und die Spannungs-Wendezeit gemäß den Informationen hinsichtlich Variationen der Anschlussspannung korrigieren.
  19. Kraftstoffeinspritz-Steuerungssystem der Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 18, wobei die Zeit-Berechnungsmittel (35, 36, 40) als die Informationen hinsichtlich Variationen der Anschlussspannung eine Zeit ausgehend von einem Zeitpunkt, wenn der Einspritzimpuls der Teil-Hub-Einspritzung hin zu An oder Aus umgeschaltet wird, hin zu einem Zeitpunkt, wenn die Anschlussspannung nach dem Aus des Einspritzimpulses niedriger als ein vorbestimmter Wert wird, erlangen (nachfolgend einfach als „vorbestimmte Spannungs-Ankunftszeit“ bezeichnet) und die Spannungs-Wendezeit gemäß der vorbestimmten Spannungs-Ankunftszeit korrigieren.
  20. Kraftstoffeinspritz-Steuerungssystem der Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 18 oder 19, wobei die Zeit-Berechnungsmittel (35, 36, 40) als die Informationen hinsichtlich Variationen der Anschlussspannung einen Maximalwert der Anschlussspannung nach dem Aus des Einspritzimpulses der Teil-Hub-Einspritzung erlangen und die Spannungs-Wendezeit gemäß dem Maximalwert der Anschlussspannung korrigieren.
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