DE112014004702B4

DE112014004702B4 - Kraftstoffeinspritz-Steuerungssystem einer Verbrennungskraftmaschine

Info

Publication number: DE112014004702B4
Application number: DE112014004702.3T
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Katsurahara; Nobuyuki Satake; Keisuke YANOTO
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2013-10-11
Filing date: 2014-10-07
Publication date: 2019-01-03
Anticipated expiration: 2034-10-08
Also published as: JP6156307B2; JP2015096722A; US9920704B2; US20160252035A1; WO2015052916A1; DE112014004702T5

Abstract

Kraftstoffeinspritz-Steuerungssystem einer Verbrennungskraftmaschine mit einem elektromagnetisch angetriebenen Kraftstoffeinspritzventil (21), wobei das Kraftstoffeinspritz-Steuerungssystem aufweist:
einen Einspritzsteuerungsabschnitt (30), welcher eine Einspritzung mit einem vollständigen Hub durchführt, 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 erreicht, und welcher eine Teil-Hub-Einspritzung durchführt, um das Kraftstoffeinspritzventil (21) derart anzutreiben, dass sich dieses mit einem Einspritzimpuls öffnet, welcher ermöglicht, dass der Hubbetrag des Ventilelements (33) die Position des vollständigen Hubs nicht erreicht;
einen Erlangungsabschnitt (35, 36, 40) für eine gefilterte Spannung, welcher nach einem Aus des Einspritzimpulses der Teil-Hub-Einspritzung eine erste gefilterte Spannung erlangt, 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 erlangt, 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;
einen Differenz-Berechnungsabschnitt (35, 36, 40), welcher eine Differenz zwischen der ersten gefilterten Spannung und der zweiten gefilterten Spannung berechnet;
einen Zeit-Berechnungsabschnitt (35, 36, 40), welcher eine Zeit ausgehend von einem vorbestimmten Referenzzeitpunkt hin zu einem Zeitpunkt, wenn die Differenz einen Wendepunkt besitzt, als Spannungs-Wendezeit berechnet; und
einen Einspritzimpuls-Korrekturabschnitt (35), welcher den Einspritzimpuls der Teil-Hub-Einspritzung basierend auf der Spannungs-Wendezeit korrigiert,
wobei der Einspritzimpuls-Korrekturabschnitt (35) einen Speicherabschnitt (42) besitzt, welcher im Vorhinein eine Beziehung zwischen der Spannungs-Wendezeit und der Einspritzmenge für jede einer Mehrzahl von Einspritzimpulsbreiten speichert, die jeweils die Teil-Hub-Einspritzung vorsehen, und eine erforderliche Einspritzimpulsbreite gemäß einer erforderlichen Einspritzmenge basierend auf der Beziehung zwischen der Spannungs-Wendezeit und der Einspritzmenge, wobei die Beziehung im Vorhinein für jede der Einspritzimpulsbreiten in dem Speicherabschnitt (42) gespeichert wird, und basierend auf der durch den Zeit-Berechnungsabschnitt (35, 36, 40) berechneten Spannungs-Wendezeit berechnet.

Description

[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.
Patentliteratur 2 offenbart ein Verfahren zur Steuerung eines elektrisch gesteuerten Kolbenventils mit den folgenden Verfahrensschritten: Versorgung einer ersten Spule mit elektrischer Energie zur Bewegung des Kolbenventils, Messung eines Signals an einer nicht mit elektrischer Energie versorgten Spule, Bildung der zweiten Ableitung nach der Zeit des im zweiten Verfahrensschritts gemessenen Signals und Vergleich der im dritten Verfahrensschritt gebildeten zweiten Ableitung mit einem Referenzwert, um daraus die Position des Kolbenventils zu bestimmen.
[Literatur des Standes der Technik]
[Patentliteratur]

[Patentliteratur 1] US 2003 / 0 071 613 A1
[Patentliteratur 2] DE 102 96 469 T5

[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 Einspritzung mit einem vollständigen Hub durchführen, um das Kraftstoffeinspritzventil derart anzutreiben, dass sich dieses mit einem Einspritzimpuls öffnet, welcher ermöglicht, dass ein Hubbetrag eines Ventilelements des Kraftstoffeinspritzventils eine Position eines vollständigen Hub erreicht, und welche eine Teil-Hub-Einspritzung bzw. eine Einspritzung mit einem unvollständigen Hub durchführen, um das Kraftstoffeinspritzventil derart anzutreiben, dass sich dieses mit einem Einspritzimpuls öffnet, welcher ermöglicht, dass der Hubbetrag des Ventilelements die Position des vollständigen Hubs nicht erreicht; Erlangungsmittel für eine gefilterte Spannung, welche nach einem „Aus“ bzw. Abschalten des 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; und Einspritzimpuls-Korrekturmittel, welche den Einspritzimpuls der Teil-Hub-Einspritzung basierend auf der Spannungs-Wendezeit korrigieren.
Die Einspritzimpuls-Korrekturmittel besitzen Speichermittel, welche eine Beziehung zwischen der Spannungs-Wendezeit und der Einspritzmenge für jede einer Mehrzahl von Einspritzimpulsbreiten im Vorhinein speichern, die jeweils die Teil-Hub-Einspritzung vorsehen, und eine erforderliche Einspritzimpulsbreite gemäß einer erforderlichen Einspritzmenge basierend auf der Beziehung zwischen der Spannungs-Wendezeit und der Einspritzmenge, wobei die Beziehung im Vorhinein in den Speichermitteln gespeichert wird, und basierend auf der durch die Zeit-Berechnungsmittel berechneten Spannungs-Wendezeit berechnen.
Eine Anschlussspannung (beispielsweise eine negative Anschlussspannung) des Kraftstoffeinspritzventils wird durch eine induzierte elektromotorische Kraft nach dem Aus bzw. Abschalten des Einspritzimpulses variiert (siehe 16). Zu dieser Zeit, 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 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 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-Wendeerfassung 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 auf solche 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.
Hierbei wird in der Offenbarung die Beziehung zwischen der Spannungs-Wendezeit und der Einspritzmenge für jede einer Mehrzahl von Einspritzimpulsbreiten, welche jeweils die Teil-Hub-Einspritzung vorsehen, im Vorhinein gespeichert. Zusätzlich wird die erforderliche Einspritzimpulsbreite gemäß der erforderlichen Einspritzmenge basierend auf der Beziehung zwischen der Spannungs-Wendezeit und der Einspritzmenge, welche für jede Einspritzimpulsbreite im Vorhinein gespeichert ist, und basierend auf der durch die Zeit-Berechnungsmittel berechnete Spannungs-Wendezeit (das heißt, die Spannungs-Wendezeit, welche eine aktuelle Einspritzcharakteristik des Kraftstoffeinspritzventils widerspiegelt) berechnet. Dies ermöglicht es, eine erforderliche Einspritzimpulsbreite, welche zum Erreichen der erforderlichen Einspritzmenge erforderlich ist, für die aktuelle Einspritzcharakteristik des Kraftstoffeinspritzventils exakt einzustellen. 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.
Figurenliste
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 eine schematische Darstellung eines Primärausdrucks, welcher eine Beziehung zwischen der Spannungs-Wendezeit Vdiff und einer Einspritzmenge Q annähert.
9 ist eine schematische Darstellung eines Vorgangs zum Abschätzen einer Einspritzmenge Qest gemäß der Spannungs-Wendezeit Vdiff.
10 ist ein Diagramm, welches ein beispielhaftes Kennfeld konzeptionell darstellt, welches eine Beziehung zwischen einer Einspritzimpulsbreite Ti und der Einspritzmenge Qest definiert.
11 ist eine schematische Darstellung eines Vorgangs zum Berechnen einer erforderlichen Einspritzimpulsbreite Tireq gemäß einer erforderlichen Einspritzmenge Qreq.
12 ist ein Flussdiagramm, welches einen Ablauf einer Spannungs-Wendezeit-Berechnungsroutine in der ersten Ausführungsform darstellt.
13 ist ein Flussdiagramm, welches einen Ablauf einer Einspritzimpuls-Korrekturroutine in der ersten Ausführungsform darstellt.
14 ist ein Flussdiagramm, welches einen Ablauf der Einspritzimpuls-Korrekturroutine in der ersten Ausführungsform darstellt.
15 ist eine schematische Darstellung einer typischen Einspritzimpulsbreite Ti(x).
16 ist ein Zeitdiagramm, welches ein Ausführungsbeispiel der Spannungs-Wendezeitberechnung in der ersten Ausführungsform darstellt.
17 ist ein Flussdiagramm, welches einen Ablauf einer Spannungs-Wendezeit-Berechnungsroutine in einer zweiten Ausführungsform darstellt.
18 ist ein Zeitdiagramm, welches ein Ausführungsbeispiel der Spannungs-Wendezeitberechnung in der zweiten Ausführungsform darstellt.
19 ist ein Flussdiagramm, welches einen Ablauf einer Spannungs-Wendezeit-Berechnungsroutine in einer dritten Ausführungsform darstellt.
20 ist ein Zeitdiagramm, welches ein Ausführungsbeispiel der Spannungs-Wendezeitberechnung in der dritten Ausführungsform darstellt.
21 ist ein Flussdiagramm, welches einen Ablauf einer Spannungs-Wendezeit-Berechnungsroutine in einer vierten Ausführungsform darstellt.
22 ist ein Zeitdiagramm, welches ein Ausführungsbeispiel der Spannungs-Wendezeitberechnung in der vierten Ausführungsform darstellt.
23 ist eine schematische Darstellung eines Primärausdrucks, welcher eine Beziehung zwischen der Spannungs-Wendezeit Vdiff und einer Einspritzmenge Q in einer fünften Ausführungsform annähert.
24 ist ein Flussdiagramm, welches einen Ablauf eines Hauptteils einer Einspritzimpuls-Korrekturroutine in einer sechsten Ausführungsform darstellt.
25 ist eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Berechnen eines Einspritz-Korrekturbetrags ΔQ.
26 ist eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Berechnen eines Einspritzimpulses unter Verwendung des Einspritz-Korrekturbetrags ΔQ.
27 ist ein Flussdiagramm, welches einen Ablauf eines Hauptteils einer Einspritzimpuls-Korrekturroutine in einer siebten Ausführungsform darstellt.
28 ist eine schematische Darstellung eines Sekundärausdrucks, welcher eine Beziehung zwischen einer Spannungs-Wendezeit Vdiff und einer Einspritzmenge Q annähert.
29 ist eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Korrigieren eines Einspritzimpulses unter Verwendung einer Variationsrate Qgain.
30 ist eine schematische Darstellung einer Variation der Einspritzcharakteristik aufgrund eines Unterschieds in der Viskosität von Kraftstoff.
31 ist ein Flussdiagramm, welches einen Ablauf einer Einspritzcharakteristik-Kennfeld-Veränderungsroutine in einer achten Ausführungsform darstellt.
32 ist ein Blockdiagramm, welches eine Konfiguration einer ECU einer neunten Ausführungsform darstellt.
33 ist ein Blockdiagramm, welches eine Konfiguration einer ECU einer zehnten Ausführungsform darstellt.

[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 16 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 gemäß 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 16). 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 12 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 (siehe 2) 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 (=Vsml-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 (siehe 2) 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) bei der ersten Ausführungsform eine später beschriebene Einspritzimpuls-Berechnungsroutine von 13 und 14 aus. Die ECU 30 korrigiert dadurch den Einspritzimpuls der Teil-Hub-Einspritzung basierend auf der Spannungs-Wendezeit Tdiff folgendermaßen.
Die ECU 30 speichert in dem ROM 42 (Speichermittel) des Maschinensteuerungs-Mikrocomputers 35 im Vorhinein die Beziehung zwischen der Spannungs-Wendezeit Tdiff und der Einspritzmenge Q für jede einer Mehrzahl von Einspritzimpulsbreiten Ti, welche jeweils die Teil-Hub-Einspritzung vorsehen. In der ersten Ausführungsform wird ein Primärausdruck „Q = a x Tdiff + b“, welcher die Beziehung zwischen der Spannungs-Wendezeit Tdiff und der Einspritzmenge Q annähert, als eine Darstellung der Beziehung zwischen der Spannungs-Wendezeit Tdiff und der Einspritzmenge Q verwendet. In diesem Fall wird der Primärausdruck „Q = a × Tdiff + b“, welcher die Beziehung zwischen der Spannungs-Wendezeit Tdiff und der Einspritzmenge Q annähert, wie in 8 dargestellt, für jede einer Mehrzahl von (beispielsweise m) Einspritzimpulsbreiten Ti[1] bis Ti[m] basierend auf Versuchsdaten oder dergleichen im Vorhinein erzeugt, und die Steigung a und der Achsenabschnitt bzw. Höhenunterschied b des Primärausdrucks „Q = a × Tdiff + b“ werden für jede der Einspritzimpulsbreiten Ti im Vorhinein in dem ROM 42 gespeichert.
Die ECU 30, insbesondere ein Einspritzimpuls-Korrektur-Berechnungsabschnitt 39 des Maschinensteuerungs-Mikrocomputers 35, führt für jeden der Zylinder der Maschine 11 einen Vorgang durch. Bei dem Vorgang verwendet die ECU 30 die für jede der Einspritzimpulsbreiten Ti im Vorhinein in dem ROM 42 gespeicherte Beziehung zwischen der Spannungs-Wendezeit Tdiff und der Einspritzmenge Q (Primärausdruck „Q = a × Tdiff + b“), um die Einspritzmenge Qest gemäß der Spannungs-Wendezeit Tdiff für jede der Einspritzimpulsbreiten Ti abzuschätzen, welche durch den Injektor-Ansteuerungs-IC 36 (Berechnungsabschnitt 37) berechnet wird. Insbesondere verwendet die ECU 30, wie in 9 dargestellt, im Falle der n-Zylinder-Maschine 11 für jeden eines ersten Zylinders #1 bis zu einem n-ten Zylinder #n den Primärausdruck „Q = a × Tdiff + b“, welcher für jede der Einspritzimpulsbreiten Ti[1] bis Ti[m] gespeichert ist, um die Einspritzmenge Qest gemäß der Spannungs-Wendezeit Tdiff eines entsprechenden Zylinders für jede der Einspritzimpulsbreiten Ti abzuschätzen (zu berechnen). Folglich kann die ECU 30 die Einspritzmenge Qest gemäß der aktuellen Spannungs-Wendezeit Tdiff (das heißt, der Spannungs-Wendezeit Tdiff, welche die aktuelle Einspritzcharakteristik des Kraftstoffeinspritzventils 21 widerspiegelt) für jede der Einspritzimpulsbreiten Ti abschätzen.
Darüber hinaus führt die ECU 30 für jeden Zylinder der Maschine 11 einen Vorgang durch, bei welchem die Beziehung zwischen der Einspritzimpulsbreite Ti und der Einspritzmenge Qest basierend auf einem Ergebnis einer solchen Abschätzung eingestellt wird (einem Ergebnis des Abschätzens der Einspritzmenge Qest gemäß der Spannungs-Wendezeit Tdiff für jede der Einspritzimpulsbreiten Ti). Insbesondere wird, wie in 10 dargestellt ist, für die n-Zylinder-Maschine 11 für jeden Zylinder des ersten Zylinders #1 bis zu dem n-ten Zylinder #n ein Kennfeld bzw. eine Abbildung geschaffen, wobei das Kennfeld die Beziehung zwischen der Einspritzimpulsbreite Ti und der Einspritzmenge Qest definiert. Dies ermöglicht es, eine Beziehung zwischen der Einspritzimpulsbreite Ti und der Einspritzmenge Qest gemäß der aktuellen Einspritzcharakteristik des Kraftstoffeinspritzventils 21 einzustellen und die Beziehung zwischen der Einspritzimpulsbreite Ti und der Einspritzmenge Qest zu korrigieren.
Nachfolgend führt die ECU 30 für jeden der Zylinder der Maschine 11 einen Vorgang durch, bei welchem eine erforderliche Einspritzimpulsbreite Tireq gemäß der erforderlichen Einspritzmenge Qreq unter Verwendung des Kennfelds berechnet wird, welches die Beziehung zwischen der Einspritzimpulsbreite Ti und der Einspritzmenge Qest definiert. Insbesondere verwendet die ECU 30 im Falle der n-Zylinder-Maschine 11, wie in 11 dargestellt ist, für jeden Zylinder des ersten Zylinders #1 bis zu dem n-ten Zylinder #n ein Kennfeld für den entsprechenden Zylinder (ein Kennfeld, welches die Beziehung zwischen der Einspritzimpulsbreite Ti und der Einspritzmenge Qest definiert), um die erforderliche Einspritzimpulsbreite Tireq gemäß der erforderlichen Einspritzmenge Qreq zu berechnen. Dies ermöglicht es, die erforderliche Einspritzimpulsbreite Tireq exakt einzustellen, welche zum Erreichen der erforderlichen Einspritzmenge Qreq für die aktuelle Einspritzcharakteristik des Kraftstoffeinspritzventils 21 notwendig ist.
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, und 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 12 und der Einspritzimpuls-Korrekturroutine von 13 und 14, welche durch die ECU 30 (den Maschinensteuerungs-Mikrocomputer 35 und/oder den Injektor-Ansteuerungs-IC 36) bei der ersten Ausführungsform ausgeführt werden, beschrieben.
[Spannungs-Wendezeit-Berechnungsroutine]
Die in 12 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 bei Schritt 102 anschließend 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. $Vsm1 (k) = {(n 1 - 1) /n 1} \times Vsm 1 (k - 1) + (1 /n 1) \times Vm (k)$
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. $1 /fs : 1 /f 1 = 1 : (n 1 - 1)$
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. $Vsm2 (k) = {(n2 - 1) /n2} \times Vsm2 (k - 1) + (1 /n2) \times Vm (k)$
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. $1 /fs : 1 /f2 = 1 : (n2 - 1)$
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 (=Vsml-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, dass 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 zum Berechnen der Spannungs-Wendezeit Tdiff wird auf diese Art und Weise für jeden der Zylinder der Maschine 11 durchgeführt.
[Einspritzimpuls-Korrekturroutine]
Die in 13 und 14 dargestellte Einspritzimpuls-Korrekturroutine wird während eines Leistungsbetriebs bzw. Leistung-An der ECU 30 mit einer vorbestimmten Berechnungsphase wiederholend ausgeführt (beispielsweise während eines eingeschalteten Zündschalters). Wenn diese Routine gestartet wird, wird bei Schritt 201 ermittelt, ob die Teil-Hub-Einspritzung durchgeführt wird. Falls bei Schritt 201 ermittelt wird, dass die Teil-Hub-Einspritzung nicht durchgeführt wird, wird die Routine beendet, während Schritt 202 und die nachfolgenden Schritte nicht ausgeführt werden.
Falls bei Schritt 201 ermittelt wird, dass die Teil-Hub-Einspritzung durchgeführt wird, wird bei Schritt 202 beispielsweise basierend darauf, ob die Einspritzimpulsbreite Ti bei dem aktuellen Betriebszustand auf eine später beschriebene typische Einspritzimpulsbreite Ti(x) eingestellt werden kann, ermittelt, ob eine vorbestimmte Durchführungsbedingung geschaffen ist.
Falls bei Schritt 202 ermittelt wird, dass die vorbestimmte Durchführungsbedingung geschaffen ist, wird bei Schritt 203 anschließend die Einspritzimpulsbreite Ti auf eine typische Einspritzimpulsbreite Ti(x) aus den Einspritzimpulsbreiten eingestellt, welche jeweils die Teil-Hub-Einspritzung vorsehen.
Wie in 15 dargestellt ist, neigt eine Variationsbereich der Einspritzmenge für das Kraftstoffeinspritzventil 21 dazu, in einem Bereich nahe einer Einspritzimpulsbreite (eine Einspritzimpulsbreite innerhalb eines Bereichs, welcher in 15 mit einer punktierten bzw. unterbrochenen Linie gezeigt ist), die eine Einspritzmenge vorgibt, die ungefähr der Hälfte der Einspritzmenge Qa gemäß der Grenze der Teil-Hub-Einspritzung und der Einspritzung mit vollständigem Hub entspricht, maximal zu sein. Unter Berücksichtigung einer solchen Charakteristik ist die typische Einspritzimpulsbreite Ti(x) auf eine Einspritzimpulsbreite eingestellt, welche eine Einspritzmenge vorgibt, die der Hälfte der Einspritzmenge Qa gemäß der Grenze der Teil-Hub-Einspritzung und der Einspritzung mit vollständigem Hub entspricht.
Nachfolgend wird bei Schritt 204 die Spannungs-Wendezeit Tdiff für jeden der Zylinder (den ersten Zylinder #1 bis zu dem n-ten Zylinder #n) erlangt, welche über die Routine von 12 berechnet wird. Mit anderen Worten, wenn die Teil-Hub-Einspritzung mit der typischen Einspritzimpulsbreite Ti(x) durchgeführt wird, wird die Spannungs-Wendezeit Tdiff für jeden Zylinder, welche durch den Injektor-Ansteuerungs-IC 36 (Berechnungsabschnitt 37) berechnet wird, erlangt.
Nachfolgend wird bei Schritt 205 von 14 für jeden der Zylinder (den ersten Zylinder #1 bis zu dem n-ten Zylinder #n) der für jede der Einspritzimpulsbreiten Ti[1] bis Ti[m] gespeicherte Primärausdruck „Q = a × Tdiff + b“ dazu verwendet, um die Einspritzmenge Qest gemäß der Spannungs-Wendezeit Tdiff für einen entsprechenden Zylinder abzuschätzen (zu berechnen) (siehe 9).
Nachfolgend wird bei Schritt 206 ein Kennfeld (siehe 10), welches eine Beziehung zwischen der Einspritzimpulsbreite Ti und der Einspritzmenge Qest für jeden der Zylinder (den ersten Zylinder #1 bis zu dem n-ten Zylinder #n) definiert, basierend auf dem Schätzergebnis von Schritt 205 geschaffen, um das Kennfeld zu überarbeiten (zu erneuern), welches die Beziehung zwischen der Einspritzimpulsbreite Ti und der Einspritzmenge Qest definiert.
Nachfolgend wird bei Schritt 207 die erforderliche Einspritzmenge Qreq erlangt und bei Schritt 208 wird anschließend für jeden der Zylinder (den ersten Zylinder #1 bis zu dem n-ten Zylinder #n) die erforderliche Einspritzimpulsbreite Tireq gemäß der erforderlichen Einspritzmenge Qreq unter Verwendung des Kennfelds für den entsprechenden Zylinder berechnet (das Kennfeld, welches die Beziehung zwischen der Einspritzimpulsbreite Ti und der Einspritzmenge Qest definiert) (siehe 11).
Falls bei Schritt 202 ermittelt wird, dass die vorbestimmte Durchführungsbedingung nicht geschaffen ist, werden anschließend die Schritte 203 bis 206 übersprungen und bei Schritt 207 wird die erforderliche Einspritzimpulsbreite Tireq gemäß der erforderlichen Einspritzmenge Qreq unter Verwendung des überarbeiteten (erneuerten) Kennfelds berechnet (Schritte 207 und 208).
Ein Ausführungsbeispiel zum Berechnen der Spannungs-Wendezeit bei der ersten Ausführungsform ist nun mit Bezug auf ein Zeitdiagramm von 16 beschrieben.
Während der Teil-Hub-Einspritzung (zumindest nach dem Aus bzw. Abschalten des Einspritzimpulses der Teil-Hub-Einspritzung) wird die erste gefilterte Spannung Vsml 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.
Zu dieser Zeit wird bei der ersten Ausführungsform die Beziehung zwischen der Spannungs-Wendezeit Tdiff und der Einspritzmenge Q (Primärausdruck „Q = a × Tdiff + b“) für jede der Einspritzimpulsbreiten Ti dazu verwendet, um die Einspritzmenge Qest gemäß der aktuellen Spannungs-Wendezeit Tdiff für jede der Einspritzimpulsbreiten Ti abzuschätzen, wobei die Beziehung im Vorhinein in dem ROM 42 gespeichert wird, und das Kennfeld, welches die Beziehung zwischen der Einspritzimpulsbreite Ti und der Einspritzmenge Qest definiert, wird basierend auf dem Schätzergebnis geschaffen. Die erforderliche Einspritzimpulsbreite Tireq gemäß der erforderlichen Einspritzmenge Qreq wird unter Verwendung des Kennfelds berechnet, wodurch die zum Erreichen der erforderlichen Einspritzmenge Qreq für die aktuelle Einspritzcharakteristik des Kraftstoffeinspritzventils 21 notwendige Einspritzimpulsbreite Tireq exakt eingestellt werden kann. Folglich ist es möglich, eine Variation der Einspritzmenge aufgrund einer 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.
Bei der ersten Ausführungsform wird der Primärausdruck „Q = a × Tdiff + b“, welcher die Beziehung zwischen der Spannungs-Wendezeit Tdiff und der Einspritzmenge Q annähert, als eine Darstellung der Beziehung zwischen der Spannungs-Wendezeit Tdiff und der Einspritzmenge Q verwendet; somit kann die Beziehung zwischen der Spannungs-Wendezeit Tdiff und der Einspritzmenge Q durch einen relativ einfachen numerischen Ausdruck ausgedrückt werden. Daher kann eine Berechnungslast des Maschinensteuerungs-Mikrocomputers 35 reduziert werden, wenn die Einspritzmenge Qest gemäß der aktuellen Spannungs-Wendezeit Tdiff unter Verwendung der Beziehung (des Primärausdrucks) zwischen der Spannungs-Wendezeit Tdiff und der Einspritzmenge Q abgeschätzt (berechnet) wird.
Darüber hinaus sind bei der ersten Ausführungsform die Steigung „a“ und der Achsenabschnitt bzw. Höhenunterschied „b“ des Primärausdrucks „Q = a × Tdiff + b“ für jede der Einspritzimpulsbreiten Ti in dem ROM 42 gespeichert; somit ist es möglich, eine zum Speichern der Beziehung zwischen der Spannungs-Wendezeit Tdiff und der Einspritzmenge Q (Primärausdruck) notwendiges Speicherdatenvolumen (Speicherverwendung) zu reduzieren.
Bei der ersten Ausführungsform wird der Einspritzimpuls für jeden Zylinder korrigiert; somit wird der Einspritzimpuls für den individuellen Zylinder (für das Kraftstoffeinspritzventil 21 jedes Zylinders) korrigiert, auch wenn sich ein Variationsbereich der Einspritzmenge des Kraftstoffeinspritzventils 21 in dem Teil-Hub-Bereich zwischen den Zylindern unterscheidet, und daher kann die Steuerungsgenauigkeit der Einspritzmenge in dem Teil-Hub-Bereich für jeden Zylinder verbessert werden.
Bei der ersten Ausführungsform wird die Spannungs-Wendezeit Tdiff berechnet, wenn die Teil-Hub-Einspritzung mit einer typischen Einspritzimpulsbreite Ti(x) aus den Impulsbreiten durchgeführt wird, die jeweils die Teil-Hub-Einspritzung vorsehen, und eine solche berechnete Spannungs-Wendezeit Tdiff wird für die Korrektur des Einspritzimpulses verwendet. Somit wird lediglich die Spannungs-Wendezeit Tdiff für die Teil-Hub-Einspritzung mit einer typischen Einspritzimpulsbreite Ti(x) zur Korrektur des Einspritzimpulses hinreichend verwendet und folglich kann eine Berechnungslast des Maschinensteuerungs-Mikrocomputers 35 reduziert werden.
Die erste Ausführungsform berücksichtigt, dass der Variationsbereich der Einspritzmenge dazu neigt, in einem Bereich nahe derjenigen Einspritzimpulsbreite maximal zu sein, welche die Einspritzmenge vorgibt, die etwa der Hälfte der Einspritzmenge Qa entsprechend der Grenze der Teil-Hub-Einspritzung und der Einspritzung mit vollständigem Hub entspricht. Die typische Einspritzimpulsbreite Ti(x) ist daher auf die Einspritzimpulsbreite eingestellt, welche die Einspritzmenge vorgibt, die der Hälfte der Einspritzmenge Qa entsprechend der Grenze der Teil-Hub-Einspritzung und der Einspritzung mit vollständigem Hub entspricht. Somit kann der Einspritzimpuls unter Verwendung der Spannungs-Wendezeit Tdiff für die Teil-Hub-Einspritzung mit der Einspritzimpulsbreite korrigiert werden, welche den maximalen Variationsbereich der Einspritzmenge vorgibt (das heißt, die Spannungs-Wendezeit Tdiff, welche den Einfluss der Variation der Einspritzmenge exakt widerspiegelt), und folglich kann die Korrekturgenauigkeit der Variation der Einspritzmenge verbessert werden.
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 eine 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 17 und 18 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 Vsml 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 17 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 301 bis 305 in der Routine von 17, welcher bei der zweiten Ausführungsform ausgeführt wird, ist gleich dem Vorgang der Schritte 101 bis 105 in der Routine von 12, welche bei der ersten Ausführungsform beschrieben ist.
Bei der Spannungs-Wendezeit-Berechnungsroutine von 17 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). Anschließend wird eine Differenz Vdiff (=Vsm1-Vsm2) zwischen der ersten gefilterten Spannung Vsm1 und der zweiten gefilterten Spannung Vsm2 berechnet (Schritt 305).
Nachfolgend wird bei Schritt 306 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. $Vdiff .sm3 (k) = {(n3 - 1) /n3} \times Vdiff .sm3 (k - 1) + (1 /n3) \times Vdiff (k)$
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 Tiefenpassfilters entspricht. $1 /fs : 1 /f3 = 1 : (n3 - 1)$
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 307 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. $Vdiff .sm4 (k) = {(n4 - 1) /n4} \times Vdiff .sm4 (k - 1) + (1 /n4) \times Vdiff (k)$
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. $1 /fs : 1 /f4 = 1 : (n4 - 1)$
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 308 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 309 der vorhergehende Wert Tdiff(k-1) der Spannungs-Wendezeit erlangt.
Anschließend wird bei Schritt 310 ermittelt, ob der Einspritzimpuls zu dem aktuellen Zeitpunkt ausgehend von Aus hin zu An umgeschaltet wird. Falls bei Schritt 310 ermittelt wird, dass der Einspritzimpuls zu dem aktuellen Zeitpunkt ausgehend von Aus hin zu An umgeschaltet wird, wird bei Schritt 314 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 310 ermittelt wird, dass der Einspritzimpuls zu dem aktuellen Zeitpunkt nicht ausgehend von Aus hin zu An umgeschaltet wird, wird bei Schritt 311 anschließend ermittelt, ob das Abschlusskennzeichen Detect „0“ beträgt. Falls ermittelt wird, dass das Abschlusskennzeichen Detect „0“ beträgt, wird bei Schritt 312 anschließend ermittelt, ob der Einspritzimpuls An ist.
Falls bei Schritt 312 ermittelt wird, dass der Einspritzimpuls An ist, wird bei Schritt 315 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 312 ermittelt wird, dass der Einspritzimpuls nicht An ist (oder der Einspritzimpuls Aus ist), wird bei Schritt 313 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 313 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 315 anschließend die Spannungs-Wendezeit Tdiff kontinuierlich hochgezählt.
Falls bei Schritt 313 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 316 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 18 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 19 und 20 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 19 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 401 bis 406 in der Routine von 19, 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 12.
Bei der Spannungs-Wendezeit-Berechnungsroutine von 19 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).
Nachfolgend wird bei Schritt 407 ermittelt, ob der Einspritzimpuls zu dem aktuellen Zeitpunkt ausgehend von An hin zu Aus umgeschaltet wird. Falls bei Schritt 407 ermittelt wird, dass der Einspritzimpuls zu dem aktuellen Zeitpunkt ausgehend von An hin zu Aus umgeschaltet wird, wird bei Schritt 410 anschließend ein aktueller Wert Tdiff(k) der Spannungs-Wendezeit auf „0“ zurückgesetzt. $Tdiff (k) = 0$
Falls bei Schritt 407 ermittelt wird, dass der Einspritzimpuls zu dem aktuellen Zeitpunkt nicht ausgehend von An hin zu Aus umgeschaltet wird, wird bei Schritt 408 anschließend ermittelt, ob der Einspritzimpuls Aus ist. Falls bei Schritt 408 ermittelt wird, dass der Einspritzimpuls Aus ist, 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 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 409 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 412 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 408 ermittelt wird, dass der Einspritzimpuls nicht Aus ist (das heißt, dass 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 20 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 21 und 22 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 21 aus, so dass die 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 501 bis 506 in der Routine von 21, welcher bei der vierten Ausführungsform ausgeführt wird, ist gleich dem Vorgang der Schritte 101 bis 106 in der Routine von 12, welcher bei der ersten Ausführungsform beschrieben ist.
Bei der Spannungs-Wendezeit-Berechnungsroutine von 21 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 501 bis 504).
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 505, 506).
Anschließend wird bei Schritt 507 ermittelt, ob der Einspritzimpuls Aus ist. Falls bei Schritt 507 ermittelt wird, dass der Einspritzimpuls Aus ist, wird bei Schritt 508 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 508 ermittelt wird, dass die negative Anschlussspannung Vm des Kraftstoffeinspritzventils 21 zu dem aktuellen Zeitpunkt niedriger als der vorbestimmte Wert Voff wird, wird bei Schritt 510 anschließend ein aktueller Wert Tdiff(k) der Spannungs-Wendezeit auf „0“ zurückgesetzt. $Tdiff (k) = 0$
Falls bei Schritt 508 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 509 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 509 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 511 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 507 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 22 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)
Eine fünfte Ausführungsform der Offenbarung ist nun mit Bezug auf 23 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 fünften Ausführungsform berücksichtigt die ECU 30, wenn die ECU 30 den Einspritzimpuls der Teil-Hub-Einspritzung basierend auf der Spannungs-Wendezeit Tdiff korrigiert, ebenso den Druck von Kraftstoff (nachfolgend als „Kraftstoffdruck“ bezeichnet), welcher hin zu dem Kraftstoffeinspritzventil 21 geführt wird.
Bei der fünften Ausführungsform speichert die ECU 30 für jeden einer Mehrzahl von Kraftstoffdrücken PF im Vorhinein die Beziehung zwischen der Spannungs-Wendezeit Tdiff und der Einspritzmenge Q (Primärausdruck „Q = a × Tdiff + b“) in dem ROM 42 des Maschinensteuerungs-Mikrocomputers 35 für jede einer Mehrzahl von Einspritzimpulsbreiten Ti. In diesem Fall wird der Primärausdruck „Q = a × Tdiff + b“, welcher die Beziehung zwischen der Spannungs-Wendezeit Tdiff und der Einspritzmenge Q annähert, wie in 23 dargestellt ist, für jede einer Mehrzahl von (beispielsweise m) Einspritzimpulsbreiten Ti[1] bis Ti[m] basierend auf Versuchsdaten oder dergleichen erzeugt, und ein solcher Vorgang wird für jeden einer Mehrzahl von Kraftstoffdrücken PF[1] bis PF[p] durchgeführt, und die Steigung a und der Achsenabschnitt bzw. Höhenunterschied b des Primärausdrucks „Q = a × Tdiff + b“ werden für jeden der Kraftstoffdrücke PF und für jede der Einspritzimpulsbreiten Ti in dem ROM 42 gespeichert. Mit anderen Worten, für jeden der Kraftstoffdrücke PF[pi] ([pi]: [1] bis [p]) werden die Steigung a und der Achsenabschnitt bzw. Höhenunterschied b des Primärausdrucks „Q = a × Tdiff + b“ für jede der Einspritzimpulsbreiten Ti[mi] ([mi]: [1] bis [m]) in dem ROM 42 gespeichert.
Die ECU 30, insbesondere der Einspritzimpuls-Korrektur-Berechnungsabschnitt 39 des Maschinensteuerungs-Mikrocomputers 35, führt für jeden der Zylinder der Maschine 11 einen Vorgang durch. Bei dem Vorgang verwendet die ECU 30 die für jeden der Kraftstoffdrücke PF und für jede der Einspritzimpulsbreiten Ti im Vorhinein in dem ROM 42 gespeicherte Beziehung zwischen der Spannungs-Wendezeit Tdiff und der Einspritzmenge Q (Primärausdruck „Q = a × Tdiff + b“), um die Einspritzmenge Qest gemäß der durch den Injektor-Ansteuerungs-IC 36 (Berechnungsabschnitt 37) berechneten Spannungs-Wendezeit Tdiff für jeden der Kraftstoffdrücke PF und für jede der Einspritzimpulsbreiten Ti abzuschätzen. Die ECU 30 verwendet insbesondere im Falle der n-Zylinder-Maschine 11 für jeden eines ersten Zylinders #1 bis zu einem n-ten Zylinder #n den Primärausdruck „Q = a × Tdiff + b“, welcher für jeden der Kraftstoffdrücke PF und für jede der Einspritzimpulsbreiten Ti gespeichert ist, um die Einspritzmenge Qest gemäß der Spannungs-Wendezeit Tdiff eines entsprechenden Zylinders für jeden der Kraftstoffdrücke PF und für jede der Einspritzimpulsbreiten Ti abzuschätzen (zu berechnen). Folglich kann die ECU 30 die Einspritzmenge Qest gemäß der aktuellen Spannungs-Wendezeit Tdiff (das heißt, der Spannungs-Wendezeit Tdiff, welche die aktuelle Einspritzcharakteristik des Kraftstoffeinspritzventils 21 widerspiegelt) für jeden der Kraftstoffdrücke PF und für jede der Einspritzimpulsbreiten Ti abschätzen.
Darüber hinaus führt die ECU 30 für jeden der Zylinder der Maschine 11 einen Vorgang durch, bei welchem die Beziehung zwischen der Einspritzimpulsbreite Ti und der Einspritzmenge Qest für jeden der Kraftstoffdrücke PF basierend auf einem Ergebnis einer solchen Abschätzung eingestellt wird (einem Ergebnis des Abschätzens der Einspritzmenge Qest gemäß der aktuellen Spannungs-Wendezeit Tdiff für jeden der Kraftstoffdrücke PF und für jede der Einspritzimpulsbreiten Ti). Insbesondere wird im Falle der n-Zylinder-Maschine 11 für jeden des ersten Zylinders #1 bis zu dem n-ten Zylinder #n ein Kennfeld für jeden der Kraftstoffdrücke PF geschaffen, welches die Beziehung zwischen der Einspritzimpulsbreite Ti und der Einspritzmenge Qest definiert. Dies ermöglicht es, eine Beziehung zwischen der Einspritzimpulsbreite Ti und der Einspritzmenge Qest gemäß einer aktuellen Einspritzcharakteristik des Kraftstoffeinspritzventils 21 für jeden der Kraftstoffdrücke PF einzustellen und die Beziehung zwischen der Einspritzimpulsbreite Ti und der Einspritzmenge Qest zu korrigieren.
Nachfolgend wählt die ECU 30 ein Kennfeld, welches die Beziehung zwischen der Einspritzimpulsbreite Ti und der Einspritzmenge Qest für den aktuellen Kraftstoffdruck PF definiert, aus Kennfeldern aus, die jeweils für den individuellen Kraftstoffdruck PF eingestellt sind, während diese die Beziehung zwischen der Einspritzimpulsbreite Ti und der Einspritzmenge Qest definieren, und diese verwendet das Kennfeld, um einen Vorgang zum Berechnen einer erforderlichen Einspritzimpulsbreite Tireq gemäß der erforderlichen Einspritzmenge Qreq für jeden der Zylinder der Maschine 11 durchzuführen. Insbesondere im Falle der n-Zylinder-Maschine 11 verwendet die ECU 30 für jeden des ersten Zylinders #1 bis zu dem n-ten Zylinder #n ein Kennfeld (ein Kennfeld, welches die Beziehung zwischen der Einspritzimpulsbreite Ti und der Einspritzmenge Qest für den aktuellen Kraftstoffdruck PF definiert) für den entsprechenden Zylinder, um die erforderliche Einspritzimpulsbreite Tireq gemäß der erforderlichen Einspritzmenge Qreq zu berechnen. Dies ermöglicht es, eine erforderliche Einspritzimpulsbreite Tireq exakt einzustellen, welche zum Erreichen der erforderlichen Einspritzmenge Qreq für den aktuellen Kraftstoffdruck PF und für die aktuelle Einspritzcharakteristik des Kraftstoffeinspritzventils 21 notwendig ist.
(Sechste Ausführungsform)
Eine sechste Ausführungsform der Offenbarung ist nun mit Bezug auf 24 bis 26 beschrieben. Abschnitte, welche im Wesentlichen gleich diesen der ersten Ausführungsform sind, sind jedoch nicht oder kurz beschrieben und sind hauptsächlich Unterschiede zu der ersten Ausführungsform beschrieben.
Bei der sechsten Ausführungsform führt die ECU 30 eine Routine aus, welche der bei der ersten Ausführungsform beschriebenen Einspritzimpuls-Korrekturroutine von 13 und 14 entspricht, bei welcher jedoch der Vorgang von 14 durch einen Vorgang von 24 ersetzt ist, und dadurch korrigiert die ECU 30 den Einspritzimpuls der Teil-Hub-Einspritzung basierend auf der Spannungs-Wendezeit Tdiff folgendermaßen.
Wie in 25 dargestellt ist, berechnet die ECU 30, insbesondere der Einspritzimpuls-Korrektur-Berechnungsabschnitt 39 des Maschinensteuerungs-Mikrocomputers 35, einen Durchschnitt Tdiff.ave von Werten der Spannungs-Wendezeit Tdiff für sämtliche Zylinder, und diese berechnet eine Abweichung ΔTdiff[#i] zwischen der Spannungs-Wendezeit Tdiff[#i] ([#i]: [#1] bis [#n]) und dem Durchschnitt Tdiff.ave für jeden der Zylinder (den ersten Zylinder #1 bis zu dem n-ten Zylinder #n). Die ECU 30 berechnet den Einspritz-Korrekturbetrag ΔQ[#i] für jeden Zylinder basierend auf der Abweichung ΔTdiff[#i] und der Beziehung zwischen der Spannungs-Wendezeit Tdiff und der Einspritzmenge Qest (beispielsweise der Steigung a des Primärausdrucks „Q = a × Tdiff + b“), welche im Vorhinein in dem ROM 42 gespeichert wird. $Δ Q [#i] = Δ Tdiff [#i] \times a$
Anschließend korrigiert die ECU 30, wie in 26 dargestellt, die erforderliche Einspritzmenge Qreq mit dem Einspritz-Korrekturbetrag ΔQ[#i], um eine korrigierte erforderliche Einspritzmenge Qreq[#i] = Qreq - ΔQ[#i] für jeden Zylinder zu erhalten, und diese berechnet eine erforderliche Einspritzimpulsbreite Tireq gemäß der berechneten erforderlichen Einspritzmenge Qreq[#i].
Verarbeitungsdetails der Routine von 24, welche durch die ECU 30 bei der sechsten Ausführungsform ausgeführt werden, sind nun beschrieben.
Die ECU 30 erlangt Werte der Spannungs-Wendezeit Tdiff[#1] bis Tdiff[#n] für die Zylinder (den ersten Zylinder #1 bis zu dem n-ten Zylinder #n) bei Schritt 204 von 13 und diese berechnet bei Schritt 601 von 24 anschließend den Durchschnitt Tdiff.ave der Werte der Spannungs-Wendezeit Tdiff[#1] bis Tdiff[#n] für sämtliche Zylinder. $Tdiff .ave = (Tdiff [# 1] + Tdiff [#2] + \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot + Tdiff [# 1]) /n$
Anschließend berechnet die ECU 30 bei Schritt 602 die Abweichung ΔTdiff[#i] zwischen der Spannungs-Wendezeit Tdiff[#i] und dem Durchschnitt Tdiff.ave für jeden der Zylinder (den ersten Zylinder #1 bis zu dem n-ten Zylinder #n). $Δ Tdiff [#i] = Tdiff [#i] - Tdiff .ave$
Anschließend berechnet die ECU 30 bei Schritt 603 für jeden der Zylinder (den ersten Zylinder #1 bis zu dem n-ten Zylinder #n) einen Einspritz-Korrekturbetrag ΔQ[#i][mi][pi] für jeden Kraftstoffdruck PF[pi] und für jede Einspritzimpulsbreite Ti[mi] basierend auf der Abweichung ΔTdiff[#i] und der Steigung a[mi][pi] des Primärausdrucks „Q = a × Tdiff + b“, welche für jeden Kraftstoffdruck PF[pi] und für jede Einspritzimpulsbreite Ti[mi] im Vorhinein in dem ROM 42 gespeichert werden. $Δ Q [#i] [mi] [pi] = Δ Tdiff [#i] \times a [mi] [pi]$
Anschließend verwendet die ECU 30 bei Schritt 604 das Berechnungsergebnis von Schritt 603 (den Einspritz-Korrekturbetrag ΔQ[#i][mi][pi] für jeden Kraftstoffdruck PF[pi] und für jede Einspritzimpulsbreite T[mi]), um ein Einspritz-Korrekturbetrag-Kennfeld zu schaffen, welches eine Beziehung zwischen dem Kraftstoffdruck PF, der Einspritzimpulsbreite Ti und dem Einspritz-Korrekturbetrag ΔQ für jeden der Zylinder (den ersten Zylinder #1 bis zu dem n-ten Zylinder #n) definiert.
Anschließend erlangt die ECU 30 bei Schritt 605 die erforderliche Einspritzmenge Qreq und bei Schritt 606 verwendet die ECU 30 anschließend für jeden der Zylinder (den ersten Zylinder #1 bis zu dem n-ten Zylinder #n) das Einspritz-Korrekturbetrag-Kennfeld (ein Kennfeld, welches die Beziehung zwischen dem Kraftstoffdruck PF, der Einspritzimpulsbreite Ti und dem Einspritz-Korrekturbetrag ΔQ definiert) für einen entsprechenden Zylinder, um den aktuellen Einspritz-Korrekturbetrag ΔQ[#i] gemäß dem aktuellen Kraftstoffdruck PF und der aktuellen Einspritzimpulsbreite Ti zu berechnen.
Anschließend korrigiert die ECU 30 bei Schritt 607 die erforderliche Einspritzmenge Qreq unter Verwendung des Einspritz-Korrekturbetrags ΔQ[#i], um die korrigierte erforderliche Einspritzmenge Qreq[#i] für jeden der Zylinder (den ersten Zylinder #1 bis zu dem n-ten Zylinder #n) zu erhalten. $Qreq [#i] = Qreq - Δ Q [#i]$
Anschließend verwendet die ECU 30 bei Schritt 608 für jeden der Zylinder (den ersten Zylinder #1 bis zu dem n-ten Zylinder #n) ein Standard-Einspritzcharakteristik-Kennfeld (ein Kennfeld, welches die Beziehung zwischen der Einspritzimpulsbreite Ti und der Einspritzmenge Qest eines Standard-Kraftstoffeinspritzventils 21 definiert), um die erforderliche Einspritzimpulsbreite Tireq[#i] gemäß der korrigierten erforderlichen Einspritzmenge Qreq[#i] zu berechnen.
Bei der sechsten Ausführungsform wird der Einspritz-Korrekturbetrag ΔQ für jeden Zylinder basierend auf der Abweichung ΔTdiff der Spannungs-Wendezeit Tdiff für jeden Zylinder von dem Durchschnitt Tdiff.ave und der Steigung a des Primärausdrucks „Q = a × Tdiff + b“, wie im Vorhinein in dem ROM 42 gespeichert, berechnet. Die erforderliche Einspritzmenge Qreq wird unter Verwendung des Einspritz-Korrekturbetrags ΔQ korrigiert, um die korrigierte erforderliche Einspritzmenge Qreq[#i] für jeden Zylinder zu erhalten, und die erforderliche Einspritzimpulsbreite Tireq gemäß der korrigierten erforderlichen Einspritzmenge Qreq[#i] wird für jeden Zylinder berechnet. Dies ermöglicht es außerdem, die zum Erreichen der erforderlichen Einspritzmenge Qreq für die aktuelle Einspritzcharakteristik des Kraftstoffeinspritzventils 21 notwendige erforderliche Einspritzimpulsbreite Tireq exakt einzustellen. Folglich ist es möglich, eine Variation der Einspritzmenge aufgrund einer Variation des Hubbetrags in dem Teil-Hub-Bereich exakt zu korrigieren und eine Variation der Einspritzmenge zwischen Zylindern zu reduzieren.
(Siebte Ausführungsform)
Eine siebte Ausführungsform der Offenbarung ist nun mit Bezug auf 27 bis 29 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 siebten Ausführungsform führt die ECU 30 eine Routine aus, welche der bei der ersten Ausführungsform beschriebenen Einspritzimpuls-Korrekturroutine von 13 und 14 entspricht, bei welcher jedoch der Vorgang von 14 durch einen Vorgang von 27 ersetzt ist, und die ECU 30 korrigiert dadurch den Einspritzimpuls der Teil-Hub-Einspritzung basierend auf der Spannungs-Wendezeit Tdiff folgendermaßen.
Die ECU 30 speichert für jeden einer Mehrzahl von Kraftstoffdrücken PF im Vorhinein die Beziehung zwischen der Spannungs-Wendezeit Tdiff und der Einspritzmenge Q in dem ROM 42 des Maschinensteuerungs-Mikrocomputers 35 für jede einer Mehrzahl von Einspritzimpulsbreiten Ti. Bei der siebten Ausführungsform wird ein Sekundärausdruck „Q = a × (Tdiff)² + b × Tdiff + c“, welcher die Beziehung zwischen der Spannungs-Wendezeit Tdiff und der Einspritzmenge Q annähert, als eine Darstellung der Beziehung zwischen der Spannungs-Wendezeit Tdiff und der Einspritzmenge Q verwendet. In diesem Fall wird, wie in 28 dargestellt ist, für jeden einer Mehrzahl von (beispielsweise p) Kraftstoffdrücken PF[1] bis PF[p] im Vorhinein ein Vorgang durchgeführt, bei welchem der Sekundärausdruck „Q = a × (Tdiff)² + b × Tdiff + c“, welcher die Beziehung zwischen der Spannungs-Wendezeit Tdiff und der Einspritzmenge Q annähert, für jede einer Mehrzahl von (beispielsweise m) Einspritzimpulsbreiten Ti[1] bis Ti[m] basierend auf Versuchsdaten oder dergleichen im Vorhinein erzeugt wird. Zusätzlich werden die Konstanten a bis c der Terme bzw. Ausdrücke des Sekundärausdrucks „Q = a × (Tdiff)² + b × Tdiff + c“ für jeden Kraftstoffdruck PF und für jede Einspritzimpulsbreite Ti im Vorhinein in dem ROM 42 gespeichert. Mit anderen Worten, für jeden der Kraftstoffdrücke PF[pi] werden die Konstanten „a“ bis „c“ der Terme des Sekundärausdrucks „Q = a × (Tdiff)² + b × Tdiff + c“ für jede Einspritzimpulsbreite Ti[mi] im Vorhinein in dem ROM 42 gespeichert.
Die ECU 30, insbesondere ein Einspritzimpuls-Korrektur-Berechnungsabschnitt 39 des Maschinensteuerungs-Mikrocomputers 35, führt für jeden der Zylinder der Maschine 11 einen Vorgang durch. Bei dem Vorgang verwendet die ECU 30 die Beziehung zwischen der Spannungs-Wendezeit Tdiff und der Einspritzmenge Q (den Sekundärausdruck „Q = a × (Tdiff)² + b × Tdiff + c“), welche für jeden Kraftstoffdruck PF und für jede Einspritzimpulsbreite Ti im Vorhinein in dem ROM 42 gespeichert wird, um für jeden Kraftstoffdruck PF und für jede Einspritzimpulsbreite Ti die Einspritzmenge Qest gemäß der durch den Injektor-Ansteuerungs-IC 36 (Berechnungsabschnitt 37) berechneten Spannungs-Wendezeit Tdiff abzuschätzen.
Anschließend berechnet die ECU 30 für jeden Zylinder eine Variationsrate Qgain[#i] der Einspritzmenge Qest[#i] von jedem der Zylinder (dem ersten Zylinder #1 bis zu dem n-ten Zylinder #n) mit Bezug auf die erforderliche Einspritzmenge Qreq. $Qagain [#i] = Qest [#i] /Qreq$
Anschließend korrigiert die ECU 30, wie in 29 dargestellt ist, die erforderliche Einspritzmenge Qreq unter Verwendung der Variationsrate Qgain und erhält dadurch die korrigierte erforderliche Einspritzmenge Qreq[#i] = Qreq × Qgain für jeden Zylinder, und diese berechnet die erforderliche Einspritzimpulsbreite Tireq gemäß der korrigierten erforderlichen Einspritzmenge Qreq[#i] für jeden Zylinder.
Verarbeitungsdetails der Routine von 27, welche durch die ECU 30 bei der siebten Ausführungsform ausgeführt werden, sind nun beschrieben.
Die ECU 30 erlangt die Spannungs-Wendezeit Tdiff[#1] bis Tdiff[#n] für die Zylinder (den ersten Zylinder #1 bis zu dem n-ten Zylinder #n) bei Schritt 204 von 13, und die ECU 30 verwendet anschließend bei Schritt 701 von 27 für jeden der Zylinder (den ersten Zylinder #1 bis zu dem n-ten Zylinder #n) den Sekundärausdruck „Q = a × (Tdiff)² + b × Tdiff + c“, welcher für jeden Kraftstoffdruck PF[pi] und für jede Einspritzimpulsbreite Ti[mi] gespeichert ist, um die Einspritzmenge Qest[#i][mi][pi] gemäß der Spannungs-Wendezeit Tdiff für einen entsprechenden Zylinder für jeden Kraftstoffdruck PF[pi] und für jede Einspritzimpulsbreite Ti[mi] abzuschätzen (zu berechnen). $Qest [#i] [mi] [pi] = a [mi] [pi] \times {(Tdiff)}^{2} + b [mi] [pi] \times Tdiff + c [mi] [pi]$
Anschließend berechnet die ECU 30 bei Schritt 702 für jeden der Zylinder (den ersten Zylinder #1 bis zu dem n-ten Zylinder #n) die Variationsrate Qgain[#i][mi][pi] der Einspritzmenge Qest[#i][mi][pi] mit Bezug auf die erforderliche Einspritzmenge Qreq für jeden Kraftstoffdruck PF[pi] und für jede Einspritzimpulsbreite Ti[mi]. $Qgain [#i] [mi] [pi] = Qest [#i] [mi] [pi] /Qreq$
Anschließend verwendet die ECU 30 bei Schritt 703 das Berechnungsergebnis von Schritt 702 (die Variationsrate Qgain[#i][mi][pi] für jeden Kraftstoffdruck PF[pi] und für jede Einspritzimpulsbreite Ti[mi]), um ein Variationsraten-Kennfeld zu schaffen, welches eine Beziehung zwischen dem Kraftstoffdruck PF, der Einspritzimpulsbreite Ti und der Variationsrate Qgain für jeden der Zylinder (den ersten Zylinder #1 bis zu dem n-ten Zylinder #n) definiert.
Anschließend erlangt die ECU 30 bei Schritt 704 die erforderliche Einspritzmenge Qreq, und die ECU 30 verwendet anschließend bei Schritt 705 für jeden der Zylinder (den ersten Zylinder #1 bis zu dem n-ten Zylinder #n) das Variationsraten-Kennfeld (das Kennfeld, welches die Beziehung zwischen dem Kraftstoffdruck PF, der Einspritzimpulsbreite Ti und der Variationsrate Qgain definiert) für einen entsprechenden Zylinder, um die aktuelle Variationsrate Qgain[#i] gemäß dem aktuellen Kraftstoffdruck PF und der aktuellen Einspritzimpulsbreite Ti zu berechnen.
Anschließend korrigiert die ECU 30 bei Schritt 706 die erforderliche Einspritzmenge Qreq unter Verwendung der Variationsrate Qgain[#i], um die korrigierte erforderliche Einspritzmenge Qreq[#i] für jeden der Zylinder (den ersten Zylinder #1 bis zu dem n-ten Zylinder #n) zu erhalten. $Qreq [#i] = Qreq \times Qgain [#i]$
Anschließend verwendet die ECU 30 bei Schritt 707 für jeden der Zylinder (den ersten Zylinder #1 bis zu dem n-ten Zylinder #n) ein Standard-Einspritzcharakteristik-Kennfeld (ein Kennfeld, welches die Beziehung zwischen der Einspritzimpulsbreite Ti und der Einspritzmenge Qest eines Standard-Kraftstoffeinspritzventils 21 definiert), um die erforderliche Einspritzimpulsbreite Tireq[#i] gemäß der korrigierten erforderlichen Einspritzmenge Qreq[#i] zu berechnen.
Bei der siebten Ausführungsform wird die Einspritzmenge Qest gemäß der aktuellen Spannungs-Wendezeit Tdiff unter Verwendung der Beziehung zwischen der Spannungs-Wendezeit Tdiff und der Einspritzmenge Q (dem Sekundärausdruck „Q = a × (Tdiff)² + b × Tdiff + c“), welche im Vorhinein in dem ROM 42 gespeichert wird, abschätzt, und die Variationsrate Qgain der Einspritzmenge Qest mit Bezug auf die erforderliche Einspritzmenge Qreq wird für jeden Zylinder berechnet. Die erforderliche Einspritzmenge Qreq wird unter Verwendung der Variationsrate Qgain korrigiert, um die korrigierte erforderliche Einspritzmenge Qreq[#i] für jeden Zylinder zu erhalten, und es wird die erforderliche Einspritzimpulsbreite Tireq gemäß der korrigierten erforderlichen Einspritzmenge Qreq[#i] für jeden Zylinder berechnet. Dies ermöglicht es außerdem, die erforderliche Einspritzimpulsbreite Tireq exakt einzustellen, welche zum Erreichen der erforderlichen Einspritzmenge Qreq für die aktuelle Einspritzcharakteristik des Kraftstoffeinspritzventils 21 notwendig ist. Folglich ist es möglich, eine Variation der Einspritzmenge aufgrund einer Variation des Hubbetrags in dem Teil-Hub-Bereich exakt zu korrigieren.
Bei der siebten Ausführungsform wird der Sekundärausdruck „Q = a × (Tdiff)² + b × Tdiff + c“, welcher die Beziehung zwischen der Spannungs-Wendezeit Tdiff und der Einspritzmenge Q annähert, als eine Darstellung der Beziehung zwischen der Spannungs-Wendezeit Tdiff und der Einspritzmenge Q verwendet; somit kann die Beziehung zwischen der Spannungs-Wendezeit Tdiff und der Einspritzmenge Q exakt angenähert werden, während die Beziehung zwischen der Spannungs-Wendezeit Tdiff und der Einspritzmenge Q durch einen relativ einfachen numerischen Ausdruck ausgedrückt wird.
Darüber hinaus werden bei der siebten Ausführungsform die Konstanten a bis c der Terme des Sekundärausdrucks „Q = a × (Tdiff)² + b × Tdiff + c“ für jeden Kraftstoffdruck PF und für jede Einspritzimpulsbreite Ti im Vorhinein in dem ROM 42 gespeichert; somit ist es möglich, ein zum Speichern der Beziehung zwischen der Spannungs-Wendezeit Tdiff und der Einspritzmenge Q (der Sekundärausdruck) notwendiges Speicherdatenvolumen (Speicherverwendung) zu reduzieren.
Bei der siebten Ausführungsform wird der Sekundärausdruck, welcher die Beziehung zwischen der Spannungs-Wendezeit Tdiff und der Einspritzmenge Q annähert, als eine Darstellung der Beziehung zwischen der Spannungs-Wendezeit Tdiff und der Einspritzmenge Q verwendet. Dies stellt jedoch keine Beschränkung dar und es kann ein Primärausdruck oder ein kubisches oder höheres Polynom, welches die Beziehung zwischen der Spannungs-Wendezeit Tdiff und der Einspritzmenge Q annähert, verwendet werden.
Bei den ersten bis sechsten Ausführungsformen wird der Primärausdruck, welcher die Beziehung zwischen der Spannungs-Wendezeit Tdiff und der Einspritzmenge Q annähert, als eine Darstellung der Beziehung zwischen der Spannungs-Wendezeit Tdiff und der Einspritzmenge Q verwendet. Dies stellt jedoch keine Beschränkung dar und es kann ein quadratisches oder höheres Polynom verwendet werden, welches die Beziehung zwischen der Spannungs-Wendezeit Tdiff und der Einspritzmenge Q annähert.
Bei den ersten bis siebten Ausführungsformen wird für die Korrektur des Einspritzimpuls die Spannungs-Wendezeit Tdiff verwendet, welche berechnet wird, wenn die Teil-Hub-Einspritzung mit einer typischen Einspritzimpulsbreite Ti(x) aus den Einspritzimpulsbreiten durchgeführt wird, welche jeweils die Teil-Hub-Einspritzung vorsehen. Dies stellt jedoch keine Beschränkung dar und es ist ebenso möglich, die Spannungs-Wendezeit Tdiff zu verwenden, welche berechnet wird, wenn die Teil-Hub-Einspritzung mit einer Einspritzimpulsbreite gemäß dem aktuellen Betriebszustand durchgeführt wird.
(Achte Ausführungsform)
Eine achte Ausführungsform der Offenbarung ist nun mit Bezug auf 30 und 31 beschrieben. Abschnitte, welche im Wesentlichen gleich diesen der ersten Ausführungsform sind, sind jedoch nicht oder kurz beschrieben und es sind hauptsächlich Unterschiede zu der ersten Ausführungsform beschrieben.
Wie in 30 dargestellt ist, neigt eine Einspritzcharakteristik (die Beziehung zwischen der Einspritzimpulsbreite und der Einspritzmenge) des Kraftstoffeinspritzventils 21 dazu, in Abhängigkeit einer Kraftstoffeigenschaft (beispielsweise der Viskosität von Kraftstoff) in dem Teil-Hub-Bereich des Kraftstoffeinspritzventils 21 zu variieren. In einigen Fällen wird daher ein neuartiger Typ bzw. eine neuartige Art von Kraftstoff in einen Kraftstofftank geführt, so dass Kraftstoff mit einer unterschiedlichen bzw. anderen Eigenschaft hin zu dem Kraftstoffeinspritzventil 21 geführt wird. In einem solchen Fall kann die Steuerungsgenauigkeit der Einspritzmenge verschlechtert sein, falls das gleiche Einspritzcharakteristik-Kennfeld (ein Kennfeld, welches die Beziehung zwischen der Einspritzimpulsbreite und der Einspritzmenge definiert) dazu verwendet wird, um die erforderliche Einspritzimpulsbreite gemäß der erforderlichen Einspritzmenge zu berechnen.
Um eine solche Schwierigkeit zu überwinden, führt die ECU 30 (beispielsweise der Maschinensteuerungs-Mikrocomputer 35) bei der achten Ausführungsform eine später beschriebene Einspritzcharakteristik-Kennfeld-Modifikationsroutine von 31 aus. Daher wird eine Kraftstoffeigenschaft basierend auf der durch den Injektor-Ansteuerungs-IC 36 während der Teil-Hub-Einspritzung berechneten Spannungs-Wendezeit Tdiff ermittelt und die Einspritzcharakteristik (beispielsweise das Einspritzcharakteristik-Kennfeld) des Kraftstoffeinspritzventils 21, welches für die Berechnung des Einspritzimpulses verwendet wird, wird in Abhängigkeit der Kraftstoffeigenschaft modifiziert.
Die Spannungs-Wendezeit Tdiff variiert in Abhängigkeit der Kraftstoffeigenschaft; somit kann die Kraftstoffeigenschaft über ein Überwachen der Spannungs-Wendezeit Tdiff exakt ermittelt werden. Somit wird die Kraftstoffeigenschaft basierend auf der Spannungs-Wendezeit Tdiff ermittelt und das Einspritzcharakteristik-Kennfeld (die Einspritzcharakteristik des Kraftstoffeinspritzventils 21, welche für die Berechnung des Einspritzimpulses verwendet wird) wird in Abhängigkeit der ermittelten Kraftstoffeigenschaft modifiziert. Folglich kann das Einspritzcharakteristik-Kennfeld gemäß der Variation der Einspritzcharakteristik modifiziert werden, auch wenn die Einspritzcharakteristik des Kraftstoffeinspritzventils 21 aufgrund einer Variation der Kraftstoffeigenschaft variiert.
Bei der achten Ausführungsform dient der Maschinensteuerungs-Mikrocomputer 35 als Modifikationsmittel.
Verarbeitungsdetails der Einspritzcharakteristik-Kennfeld-Modifikationsroutine von 31, welche durch die ECU 30 bei der achten Ausführungsform ausgeführt wird, sind nun beschrieben.
Die in 31 dargestellte Einspritzcharakteristik-Kennfeld-Modifikationsroutine wird während eines Leistungsbetriebs bzw. Leistung-An der ECU 30 mit einer vorbestimmten Berechnungsphase wiederholend ausgeführt. Wenn diese Routine gestartet wird, wird bei Schritt 801 ermittelt, ob die Teil-Hub-Einspritzung durchgeführt wird. Falls bei Schritt 801 ermittelt wird, dass die Teil-Hub-Einspritzung nicht durchgeführt wird, wird die Routine beendet, während Schritt 802 und die nachfolgenden Schritte nicht ausgeführt werden.
Falls bei Schritt 801 ermittelt wird, dass die Teil-Hub-Einspritzung durchgeführt wird, wird bei Schritt 802 anschließend ermittelt, ob ein Variationsbetrag der Spannungs-Wendezeit Tdiff, wie durch den Injektor-Ansteuerungs-IC 36 berechnet, zwischen vor und nach bzw. einem Zeitpunkt vor und nach der Kraftstoffzuführung einen Absolutwert größer oder gleich einem vorbestimmten Wert besitzt.
In diesem Fall wird beispielsweise eine Differenz zwischen der Spannungs-Wendezeit Tdiff unmittelbar vor der aktuellen Kraftstoffzuführung (beispielsweise unmittelbar vor dem Maschinenbetriebsstopp vor der aktuellen Kraftstoffzuführung) und der Spannungs-Wendezeit Tdiff nach dem Verstreichen einer vorbestimmten Phase ausgehend von der aktuellen Kraftstoffzuführung als der Variationsbetrag der Spannungs-Wendezeit Tdiff zwischen vor und nach der Kraftstoffzuführung erhalten. Die vorbestimmte Phase, welche länger als eine Phase ist, die notwendig ist, dass der Kraftstoff in einem Kraftstofftank das Kraftstoffeinspritzventil 21 erreicht, ist beispielsweise basierend auf einem integrierten Wert einer Kraftstoff-Einspritzmenge, einer Kraftstoff-Einspritzfrequenz und einer Maschinenbetriebszeit eingestellt.
Alternativ kann eine Differenz zwischen der Spannungs-Wendezeit Tdiff unmittelbar nach der aktuellen Kraftstoffzuführung (beispielsweise unmittelbar nach einem Maschinenbetriebsstart nach der aktuellen Kraftstoffzuführung) und der Spannungs-Wendezeit Tdiff nach dem Verstreichen einer vorbestimmten Phase ausgehend von der aktuellen Kraftstoffzuführung als der Variationsbetrag der Spannungs-Wendezeit Tdiff zwischen vor und nach der Kraftstoffzuführung erhalten werden.
Alternativ kann eine Differenz zwischen der Spannungs-Wendezeit Tdiff nach dem Verstreichen einer vorbestimmten Phase ausgehend von der vorhergehenden Kraftstoffzuführung und der Spannungs-Wendezeit Tdiff nach dem Verstreichen einer vorbestimmten Phase ausgehend von der aktuellen Kraftstoffzuführung als der Variationsbetrag der Spannungs-Wendezeit Tdiff zwischen vor und nach der Kraftstoffzuführung erhalten werden.
Falls bei Schritt 802 ermittelt wird, dass der Absolutwert des Variationsertrags der Spannungs-Wendezeit Tdiffief zwischen vor und nach der Kraftstoffzuführung größer oder gleich dem vorbestimmten Wert ist, wird ermittelt, dass die Kraftstoffeigenschaft variierte, und bei Schritt 803 wird die Kraftstoffeigenschaft basierend auf dem Variationsbetrag der Spannungs-Wendezeit Tdiff zwischen vor und nach der Kraftstoffzuführung ermittelt und das Einspritzcharakteristik-Kennfeld wird gemäß der Kraftstoffeigenschaft modifiziert.
Beispielsweise ist für jede einer Mehrzahl von Kraftstoffeigenschaften ein entsprechendes Einspritzcharakteristik-Kennfeld (ein Kennfeld, welches die Beziehung zwischen der Einspritzimpulsbreite und der Einspritzmenge definiert) im Vorhinein in dem ROM 42 des Maschinensteuerungs-Mikrocomputers 35 gespeichert. Zusätzlich wird ein Kraftstoffeigenschafts-Ermittlungswert in Abhängigkeit des Variationsbetrags der Spannungs-Wendezeit Tdiff zwischen vor und nach der Kraftstoffzuführung variiert (ein vorhergehender Kraftstoffeigenschafts-Ermittlungswert wird mit einem Korrekturbetrag entsprechend dem Variationsbetrag korrigiert, um einen aktuellen Kraftstoffeigenschafts-Ermittlungswert zu erhalten). Anschließend wird aus einer Mehrzahl von Einspritzcharakteristik-Kennfeldern ein Einspritzcharakteristik-Kennfeld gemäß dem aktuellen Kraftstoffeigenschafts-Ermittlungswert ausgewählt.
Der Maschinensteuerungs-Mikrocomputer 35 der ECU 30 verwendet das ausgewählte Einspritzcharakteristik-Kennfeld, um eine erforderliche Einspritzimpulsbreite gemäß der erforderlichen Einspritzmenge zu berechnen.
Bei der achten Ausführungsform wird unter Fokussierung auf die Tatsache, dass die Spannungs-Wendezeit Tdiff in Abhängigkeit der Kraftstoffeigenschaft variiert, während der Teil-Hub-Einspritzung, die Kraftstoffeigenschaft basierend auf der Spannungs-Wendezeit Tdiff ermittelt und das Einspritzcharakteristik-Kennfeld wird in Abhängigkeit der Kraftstoffeigenschaft modifiziert. Folglich kann, auch wenn die Einspritzcharakteristik des Kraftstoffeinspritzventils 21 aufgrund einer Variation der Kraftstoffeigenschaft variiert, das Einspritzcharakteristik-Kennfeld entsprechend modifiziert werden, was ermöglicht, eine Verschlechterung der Steuerungsgenauigkeit der Einspritzmenge aufgrund der Variation der Kraftstoffeigenschaft in dem Teil-Hub-Bereich zu verhindern oder zu unterdrücken.
Bei der achten Ausführungsform wird das Einspritzcharakteristik-Kennfeld modifiziert, wenn der Variationsbetrag der Spannungs-Wendezeit Tdiff zwischen vor und nach der Kraftstoffzuführung einen Wert besitzt, der größer oder gleich einem vorbestimmten Wert ist. Folglich ist es möglich, eine fehlerhafte Modifikation des Einspritzcharakteristik-Kennfelds zu vermeiden, wenn die Spannungs-Wendezeit Tdiff durch einen anderen Faktor als die Variation der Kraftstoffeigenschaft aufgrund der Kraftstoffzuführung variiert wird.
(Neunte Ausführungsform)
Eine neunte Ausführungsform der Offenbarung ist nun mit Bezug auf 32 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 neunten Ausführungsform besitzt die ECU 30 einen Berechnungs-IC 40 separat zu dem Injektor-Ansteuerungs-IC 36, wie in 32 dargestellt ist. Die ECU 30, insbesondere der Berechnungs-IC 40, berechnet eine erste gefilterte Spannung Vsml und eine zweite gefilterte Spannung Vsm2 während der Teil-Hub-Einspritzung (zumindest nach einem Aus des Einspritzimpulses der Teil-Hub-Einspritzung). Darüber hinaus berechnet der Berechnungs-IC 40 die Differenz Vdiff zwischen der ersten gefilterten Spannung Vsml und der zweiten gefilterten Spannung Vsm2, und dieser berechnet die Zeit ausgehend von einem vorbestimmten Referenzzeitpunkt hin zu einem Zeitpunkt, wenn die Differenz Vdiff die Schwelle Vt überschreitet, als die Spannungs-Wendezeit Tdiff.
Alternativ berechnet der Berechnungs-IC 40 eine dritte gefilterte Spannung Vdiff.sm3 und eine vierte gefilterte Spannung Vdiff.sm4. Darüber hinaus kann der Berechnungs-IC 40 die Differenz zwischen der dritten gefilterten Spannung Vdiff.sm3 und der vierten gefilterten Spannung Vdiff.sm4 als ein Differenzial Vdiff2 zweiter Ordnung berechnen und eine Zeit ausgehend von einem vorbestimmten Referenzzeitpunkt hin zu einem Zeitpunkt, wenn das Differenzial Vdiff2 zweiter Ordnung einen Extremwert besitzt, als die Spannungs-Wendezeit Tdiff berechnen.
In einem solchen Fall dient der Berechnungs-IC 40 kollektiv als die Erlangungsmittel für eine gefilterte Spannung, die Differenz-Berechnungsmittel und die Zeit-Berechnungsmittel.
Bei der neunten Ausführungsform dient der separat zu dem Injektor-Ansteuerungs-IC 36 vorgesehene Berechnungs-IC 40 kollektiv als die Erlangungsmittel für eine gefilterte Spannung, die Differenz-Berechnungsmittel und die Zeit-Berechnungsmittel. Somit können, während jede der Spezifikationen des Injektor-Ansteuerungs-IC 36 und des Maschinensteuerungs-Mikrocomputers 35 nicht modifiziert ist, die Funktionen der Erlangungsmittel für eine gefilterte Spannung, der Differenz-Berechnungsmittel und der Zeit-Berechnungsmittel lediglich durch Hinzufügen des Berechnungs-IC 40 erreicht werden. Zusätzlich kann eine Berechnungslast des Maschinensteuerungs-Mikrocomputers 35 dadurch reduziert werden.
(Zehnte Ausführungsform)
Eine zehnte Ausführungsform der Offenbarung ist nun mit Bezug auf 33 beschrieben. Abschnitte, welche im Wesentlichen gleich diesen bei der ersten Ausführungsform sind, sind jedoch nicht oder kurz beschrieben, und sind hauptsächlich Unterschiede zu der ersten Ausführungsform beschrieben.
Bei der zehnten Ausführungsform, wie in 33 dargestellt, berechnet die ECU 30, insbesondere ein Berechnungsabschnitt 41 des Maschinensteuerungs-Mikrocomputers 35, eine erste gefilterte Spannung Vsm1 und eine zweite gefilterte Spannung Vsm2 während der Teil-Hub-Einspritzung (zumindest nach einem Aus des Einspritzimpulses der Teil-Hub-Einspritzung). Darüber hinaus berechnet der Berechnungsabschnitt 41 die Differenz Vdiff zwischen der ersten gefilterten Spannung Vsm1 und der zweiten gefilterten Spannung Vsm2, und dieser berechnet die Zeit ausgehend von einem vorbestimmten Referenzzeitpunkt hin zu einem Zeitpunkt, wenn die Differenz Vdiff die Schwelle Vt überschreitet, als die Spannungs-Wendezeit Tdiff.
Alternativ berechnet der Berechnungsabschnitt 41 eine dritte gefilterte Spannung Vdiff.sm3 und eine vierte gefilterte Spannung Vdiff.sm4. Der Berechnungsabschnitt 41 kann darüber hinaus die Differenz zwischen der dritten gefilterten Spannung Vdiff.sm3 und der vierten gefilterten Spannung Vdiff.sm4 als ein Differenzial Vdiff2 zweiter Ordnung berechnen, und die Zeit ausgehend von einem vorbestimmten Referenzzeitpunkt hin zu einem Zeitpunkt, wenn das Differenzial Vdiff2 zweiter Ordnung einen Extremwert besitzt, als die Spannungs-Wendezeit Tdiff berechnen.
In einem solchen Fall dient der Maschinensteuerungs-Mikrocomputer 35 (der Berechnungsabschnitt 41) kollektiv als die Erlangungsmittel für eine gefilterte Spannung, die Differenz-Berechnungsmittel und die Zeit-Berechnungsmittel.
Bei der zehnten Ausführungsform dient der Maschinensteuerungs-Mikrocomputer 35 (der Berechnungsabschnitt 41) kollektiv als die Erlangungsmittel für eine gefilterte Spannung, die Differenz-Berechnungsmittel und die Zeit-Berechnungsmittel. Somit können die Funktionen der Erlangungsmittel für eine gefilterte Spannung, der Differenz-Berechnungsmittel und der Zeit-Berechnungsmittel lediglich durch Modifizieren der Spezifikation des Maschinensteuerungs-Mikrocomputers 35 in der ECU 30 erlangt werden.
Bei den ersten bis zehnten Ausführungsformen wird die Spannungs-Wendezeit Tdiff während der Teil-Hub-Einspritzung (zumindest nach einem Aus des Einspritzimpulses der Teil-Hub-Einspritzung) kontinuierlich berechnet. Dies stellt jedoch keine Beschränkung dar. Beispielsweise kann die Spannungs-Wendezeit Tdiff berechnet werden, wenn eine vorbestimmte Durchführungsbedingung (siehe Schritt 202 von 13) während der Teil-Hub-Einspritzung erfüllt ist.
Obwohl bei den ersten bis zehnten Ausführungsformen ein digitaler Filter für die ersten bis vierten Tiefenpassfilter verwendet wird, stellt dies keine Beschränkung dar, und es kann ein Analogfilter als ein solcher Tiefenpassfilter verwendet werden.
Obwohl bei den ersten bis zehnten Ausführungsformen eine negative Anschlussspannung des Kraftstoffeinspritzventils 21 verwendet wird, um die Spannungs-Wendezeit zu berechnen, stellt dies keine Beschränkung dar, und es kann eine positive Anschlussspannung des Kraftstoffeinspritzventils 21 verwendet werden, um die Spannungs-Wendezeit zu berechnen.
Zusätzlich kann die Offenbarung praktisch auf ein System mit einem Kraftstoffeinspritzventil für eine Einlassrohreinspritzung angewendet werden, ohne auf das System mit dem Kraftstoffeinspritzventil für die Direkteinspritzung beschränkt zu sein.
Obwohl die Offenbarung mit einigen Ausführungsformen beschrieben wurde, ist ersichtlich, dass die Offenbarung nicht auf die Ausführungsformen und die relevanten Strukturen beschränkt ist. Die Offenbarung umfasst verschiedene Modifikationen und verschiedene Transformationen innerhalb des Äquivalenzbereichs. Zusätzlich sind ebenso verschiedene Kombinationen und Modi und weitere Kombinationen und Modi, welche zumindest oder höchstens eine dort hinzugefügte Komponente enthalten, in der Kategorie oder dem Schutzumfang der technischen Idee der Offenbarung enthalten.

Claims

Kraftstoffeinspritz-Steuerungssystem einer Verbrennungskraftmaschine mit einem elektromagnetisch angetriebenen Kraftstoffeinspritzventil (21), wobei das Kraftstoffeinspritz-Steuerungssystem aufweist: einen Einspritzsteuerungsabschnitt (30), welcher eine Einspritzung mit einem vollständigen Hub durchführt, 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 erreicht, und welcher eine Teil-Hub-Einspritzung durchführt, um das Kraftstoffeinspritzventil (21) derart anzutreiben, dass sich dieses mit einem Einspritzimpuls öffnet, welcher ermöglicht, dass der Hubbetrag des Ventilelements (33) die Position des vollständigen Hubs nicht erreicht; einen Erlangungsabschnitt (35, 36, 40) für eine gefilterte Spannung, welcher nach einem Aus des Einspritzimpulses der Teil-Hub-Einspritzung eine erste gefilterte Spannung erlangt, 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 erlangt, 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; einen Differenz-Berechnungsabschnitt (35, 36, 40), welcher eine Differenz zwischen der ersten gefilterten Spannung und der zweiten gefilterten Spannung berechnet; einen Zeit-Berechnungsabschnitt (35, 36, 40), welcher eine Zeit ausgehend von einem vorbestimmten Referenzzeitpunkt hin zu einem Zeitpunkt, wenn die Differenz einen Wendepunkt besitzt, als Spannungs-Wendezeit berechnet; und einen Einspritzimpuls-Korrekturabschnitt (35), welcher den Einspritzimpuls der Teil-Hub-Einspritzung basierend auf der Spannungs-Wendezeit korrigiert, wobei der Einspritzimpuls-Korrekturabschnitt (35) einen Speicherabschnitt (42) besitzt, welcher im Vorhinein eine Beziehung zwischen der Spannungs-Wendezeit und der Einspritzmenge für jede einer Mehrzahl von Einspritzimpulsbreiten speichert, die jeweils die Teil-Hub-Einspritzung vorsehen, und eine erforderliche Einspritzimpulsbreite gemäß einer erforderlichen Einspritzmenge basierend auf der Beziehung zwischen der Spannungs-Wendezeit und der Einspritzmenge, wobei die Beziehung im Vorhinein für jede der Einspritzimpulsbreiten in dem Speicherabschnitt (42) gespeichert wird, und basierend auf der durch den Zeit-Berechnungsabschnitt (35, 36, 40) berechneten Spannungs-Wendezeit berechnet.
Kraftstoffeinspritz-Steuerungssystem der Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 1, wobei der Einspritzimpuls-Korrekturabschnitt (35) die Beziehung zwischen der Spannungs-Wendezeit und der Einspritzmenge verwendet, wobei die Beziehung im Vorhinein in dem Speicherabschnitt (42) gespeichert wird, um eine Einspritzmenge gemäß der durch den Zeit-Berechnungsabschnitt (35, 36, 40) berechneten Spannungs-Wendezeit für jede der Einspritzimpulsbreiten abzuschätzen, eine Beziehung zwischen der Einspritzimpulsbreite und der Einspritzmenge basierend auf einem Ergebnis einer solchen Abschätzung einstellt und die Beziehung zwischen der Einspritzimpulsbreite und der Einspritzmenge verwendet, um die erforderliche Einspritzimpulsbreite gemäß der erforderlichen Einspritzmenge zu berechnen.
Kraftstoffeinspritz-Steuerungssystem der Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 1, wobei der Einspritzimpuls-Korrekturabschnitt (35) einen Durchschnitt von Werten der Spannungs-Wendezeit aller Zylinder berechnet, die durch den Zeit-Berechnungsabschnitt (35, 36, 40) berechnet wird, um eine Abweichung zwischen der Spannungs-Wendezeit von jedem der Zylinder und dem Durchschnitt für jeden der Zylinder zu berechnen, einen Einspritz-Korrekturbetrag basierend auf der Abweichung und der Beziehung zwischen der Spannungs-Wendezeit und der Einspritzmenge berechnet, wobei die Beziehung im Vorhinein in dem Speicherabschnitt (42) gespeichert wird, und unter Verwendung des Einspritz-Korrekturbetrags die erforderliche Einspritzimpulsbreite gemäß der erforderlichen Einspritzmenge berechnet.
Kraftstoffeinspritz-Steuerungssystem der Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Einspritzimpuls-Korrekturabschnitt (35) einen Primärausdruck, welcher die Beziehung zwischen der Spannungs-Wendezeit und der Einspritzmenge annähert, als eine Darstellung der Beziehung zwischen der Spannungs-Wendezeit und der Einspritzmenge verwendet.
Kraftstoffeinspritz-Steuerungssystem der Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 4, wobei der Speicherabschnitt (42) eine Steigung und einen Achsenabschnitt des Primärausdrucks für jede der Einspritzimpulsbreiten speichert.
Kraftstoffeinspritz-Steuerungssystem der Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 5, wobei der Speicherabschnitt (42) ferner die Steigung und den Achsenabschnitt des Primärausdrucks für jeden von Kraftstoffdrücken speichert.
Kraftstoffeinspritz-Steuerungssystem der Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Einspritzimpuls-Korrekturabschnitt (35) ein quadratisches oder höheres Polynom, welches die Beziehung zwischen der Spannungs-Wendezeit und der Einspritzmenge annähert, als eine Darstellung der Beziehung zwischen der Spannungs-Wendezeit und der Einspritzmenge verwendet.
Kraftstoffeinspritz-Steuerungssystem der Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 7, wobei der Speicherabschnitt (42) Konstanten von Termen des Polynoms für jede der Einspritzimpulsbreiten speichert.
Kraftstoffeinspritz-Steuerungssystem der Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 8, wobei der Speicherabschnitt (42) ferner die Konstanten der Terme des Polynoms für jeden von Kraftstoffdrücken speichert.
Kraftstoffeinspritz-Steuerungssystem der Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Einspritzimpuls-Korrekturabschnitt (35) den Einspritzimpuls für jeden Zylinder korrigiert.
Kraftstoffeinspritz-Steuerungssystem der Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der Einspritzimpuls-Korrekturabschnitt (35) den Einspritzimpuls unter Verwendung der durch den Zeit-Berechnungsabschnitt (35, 36, 40) berechneten Spannungs-Wendezeit korrigiert, wenn die Teil-Hub-Einspritzung mit einer typischen Einspritzimpulsbreite aus Einspritzimpulsbreiten durchgeführt wird, welche jeweils die Teil-Hub-Einspritzung vorsehen.
Kraftstoffeinspritz-Steuerungssystem der Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 11, wobei die typische Einspritzimpulsbreite eine Einspritzmenge vorsieht, welche der Hälfte der Einspritzmenge gemäß einer Grenze der Teil-Hub-Einspritzung und der Einspritzung mit vollständigem Hub entspricht.
Kraftstoffeinspritz-Steuerungssystem der Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der Zeit-Berechnungsabschnitt (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, berechnet.
Kraftstoffeinspritz-Steuerungssystem der Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der Erlangungsabschnitt (35, 36, 40) für eine gefilterte Spannung eine dritte gefilterte Spannung erlangt, 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 erlangt, 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 der Differenz-Berechnungsabschnitt (35, 36, 40) eine Differenz zwischen der dritten gefilterten Spannung und der vierten gefilterten Spannung als ein Differenzial zweiter Ordnung berechnet, und wobei der Zeit-Berechnungsabschnitt (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, berechnet.
Kraftstoffeinspritz-Steuerungssystem der Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 14, wobei der Zeit-Berechnungsabschnitt (35, 36, 40) ermittelt, dass das Differenzial zweiter Ordnung den Extremwert besitzt, wenn das Differenzial zweiter Ordnung nicht länger ansteigt.
Kraftstoffeinspritz-Steuerungssystem der Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 15, ferner aufweisend einen Modifikationsabschnitt (35), welcher eine Kraftstoffeigenschaft basierend auf der durch den Zeit-Berechnungsabschnitt (35, 36, 40) berechneten Spannungs-Wendezeit während der Teil-Hub-Einspritzung ermittelt und eine Einspritzcharakteristik des Kraftstoffeinspritzventils (21), welche für die Berechnung des Einspritzimpulses verwendet wird, in Abhängigkeit der Kraftstoffeigenschaft modifiziert.
Kraftstoffeinspritz-Steuerungssystem der Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 16, wobei der Modifikationsabschnitt (35) die Einspritzcharakteristik des Kraftstoffeinspritzventils (21), welche für die Berechnung des Einspritzimpulses verwendet wird, modifiziert, wenn ein Variationsbetrag der Spannungs-Wendezeit zwischen vor und nach der Kraftstoffzuführung einen Wert besitzt, welcher größer oder gleich einem vorbestimmte Wert ist.
Kraftstoffeinspritz-Steuerungssystem der Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 17, wobei der Modifikationsabschnitt (35) als den Variationsbetrag der Spannungs-Wendezeit zwischen vor und nach der Kraftstoffzuführung eine Differenz zwischen der Spannungs-Wendezeit unmittelbar vor oder unmittelbar nach der aktuellen Kraftstoffzuführung und einer Spannungs-Wendezeit nach dem Verstreichen einer vorbestimmten Phase ausgehend von der aktuellen Kraftstoffzuführung, oder eine Differenz zwischen der Spannungs-Wendezeit nach dem Verstreichen einer vorbestimmten Phase ausgehend von einer vorhergehenden Kraftstoffzuführung und einer Spannungs-Wendezeit nach dem Verstreichen einer vorbestimmten Phase ausgehend von der aktuellen Kraftstoffzuführung verwendet.