DE112015003611B4

DE112015003611B4 - Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine

Info

Publication number: DE112015003611B4
Application number: DE112015003611.3T
Authority: DE
Inventors: Makoto Tanaka
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2014-08-06
Filing date: 2015-07-14
Publication date: 2022-08-11
Anticipated expiration: 2035-07-15
Also published as: JP2016037870A; US20170226950A1; US10197002B2; JP6314733B2; WO2016021122A1; DE112015003611T5

Abstract

Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine (11) mit einem Kraftstoffinjektor (30), der einen Ventilkörper (33) und einen elektromagnetischen Teil (31) umfasst, welcher derart konfiguriert ist, dass dieser den Ventilkörper ausgehend von einer geschlossenen Ventilposition hin zu einer offenen Ventilposition durch Bestromen bewegt, und Kraftstoff einspritzt, wenn der Ventilkörper hin zu der offenen Ventilposition bewegt ist,wobei die Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung derart konfiguriert ist, dass diese bei einer Kraftstoffeinspritzung in einer Vorladephase zu Beginn eines Bestromungsstarts dem elektromagnetischen Teil einen Vorladestrom zuführt, welcher kleiner als ein Strom zum Betätigen des Ventilkörpers ist, und dem elektromagnetischen Teil anschließend einen Antriebsstrom zum Betätigen des Ventilkörpers zuführt,wobei die Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung aufweist:einen Parameter-Erlangungsteil, welcher einen Stromveränderungsparameter als einen Parameter in Zusammenhang mit einer Geschwindigkeit einer Anstiegsveränderung des Antriebsstroms erlangt; undeinen Vorlade-Steuerungsteil, welcher die Zuführung des Vorladestroms zu dem elektromagnetischen Teil basierend auf dem durch den Parameter-Erlangungsteil erlangten Stromveränderungsparameter steuert; wobei der Parameter-Erlangungsteil eine Anstiegsgeschwindigkeit des Antriebsstroms, eine Ankunftszeit bis der Antriebsstrom einen bestimmten Stromschwellenwert erreicht, oder einen zeitintegrierten Wert des Antriebsstroms bei einer Anstiegsveränderung des Antriebsstroms als den Stromveränderungsparameter erlangt; und der Vorlade-Steuerungsteil eine Vorladesteuerung implementiert, so dass ein integrierter Wert des Vorladestroms in der Vorladephase vergrößert ist, während die Anstiegsgeschwindigkeit niedriger ist, die Ankunftszeit länger ist oder der zeitintegrierte Wert kleiner ist.

Description

Querverweis auf verwandte Anmeldung
Diese Anmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung mit der Nummer 2014-160086 , welche am 6. August 2014 angemeldet wurde und veröffentlicht ist unter der Nummer JP 2016 - 037870 A .
Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine.
Allgemeiner Stand der Technik
Es ist beispielsweise ein Kraftstoffinj ektor vom elektromagnetischen Solenoid-Typ bekannt, welcher Kraftstoff zu Zylindern einer Verbrennungskraftmaschine führt, die bei einem Fahrzeug oder dergleichen montiert ist. Mit Bezug auf den Kraftstoffinjektor dieses Typs werden die Zeit bzw. der Zeitpunkt, um Kraftstoff einzuspritzen, und der Betrag an Kraftstoff, welcher einzuspritzen ist, in einer solchen Art und Weise gesteuert, dass ein Ventilkörper (eine Nadel) durch Steuern einer Zeit und einer Zeitphase, um eine bei dem Kraftstoffinjektor aufgenommene Spule zu bestromen bzw. zu erregen, in einer Ventilöffnungsrichtung angetrieben wird.
Zusätzlich wurde ein Verfahren zum Antreiben des Kraftstoffinjektors vorgeschlagen, wobei das Verfahren ein Aufbringen einer Hochspannung auf die Spule zu Beginn einer Ventilöffnung und ein anschließendes Aufbringen einer Niederspannung auf die Spule umfasst (das heißt, Verändern der aufgebrachten Spannung von der hohen Spannung auf eine Niederspannung). Gemäß dieser Technologie wird der Kraftstoffinjektor durch Erhöhen des Ventilöffnungs-Ansprechverhaltens mit der aufgebrachten hohen Spannung und anschließendem Verändern hin zu der aufgebrachten niedrigen Spannung mit geringer Leistung angetrieben. Ferner wird die aufgebrachte hohe Spannung basierend auf einem Erfassungsstrom, welcher durch eine Stromerfassungsschaltung erfasst werden soll, hin zu der aufgebrachten niedrigen Spannung verändert. Die aufgebrachte Spannung wird insbesondere verändert, wenn bestimmt wird, dass der Erfassungsstrom einen vorbestimmten Ziel-Spitzenwert erreicht.
Es wird in Betracht gezogen, dass Variationen bei Kraftstoffeinspritzvorrichtungen Variationen des tatsächlichen Antriebsstroms hervorgerufen. Die Variationen des Antriebsstroms können Variationen des einzuspritzenden Kraftstoffbetrags hervorrufen. Somit offenbart die JP 2014 - 005 740 A eine Technologie zum Korrigieren eines Ziel-Antriebsstroms basierend auf dem Betrag an Variationen des tatsächlichen Antriebsstroms aufgrund der individuellen Differenz der Kraftstoffeinspritzvorrichtungen. Der Betrag der individuellen Differenz der Kraftstoffeinspritzvorrichtung wird im Vorhinein in einem Speicherteil gespeichert.
Es wird jedoch in Betracht gezogen, dass die individuellen Differenzen bei Kraftstoffeinspritzvorrichtungen nicht einheitlich sind und sich im Zeitverlauf verändern. Daher wird in Betracht gezogen, dass technische Verbesserungen zum Beseitigen der Variationen des einzuspritzenden Kraftstoffbetrags notwendig sind.
Mit Bezug auf das Antreiben des Kraftstoffinjektors ist ebenso eine Technologie zum Zuführen eines Vorladestroms, welcher kleiner als ein Strom zum Betätigen des Ventilkörpers ist, zu Beginn des Starts zum Elektrisieren bzw. des Bestromungsstarts des Kraftstoffinjektors hin zu der Spule und zum anschließenden Zuführen eines Antriebsstroms zum Betätigen des Ventilkörpers hin zu der Spule bekannt. Die Erfinder dieser Anmeldung haben ihre Aufmerksamkeit insbesondere auf die Bedingung der Bestromung in einer Vorladephase gerichtet und Versuche unternommen, um die Variationen des einzuspritzenden Kraftstoffes über Verbesserungen der Vorladesteuerung zu unterdrücken.
Ferner offenbart die DE 28 35 228 A1 eine Einrichtung zur Ansteuerung von elektromagnetischen Verbrauchern, insbesondere von elektromagnetischen Einspritzventilen bei Brennkraftmaschinen, mit einer Signalquelle für Betätigungsimpulse für den Verbraucher, wobei wenigstens ein Zeitglied für eine vorzugsweise betriebskenngrößenabhängige Vormagnetisierung des Verbrauchers vorgesehen ist.
Die US 4 599 674 A beschreibt eine Solenoid-Treiberschaltung zum Zuführen eines Erregerstroms, dessen Pegel zu Beginn des Stromflusses plötzlich ansteigt, mit einer Spannungsinduktionsschaltung zum Bereitstellen einer pulsartigen Stromkomponente, die zu Beginn des Flusses des Erregerstroms plötzlich ansteigt, einem unidirektionalen Element zum Zuführen der pulsartigen Stromkomponente an das Solenoid, einem Spannungsbeschränkungselement zum Beschränken des Pegels der pulsartigen Stromkomponente und zum Anlegen einer DC-Leistung an das Solenoid, und einer Schaltung zum Bereitstellen eines Bereitschaftsstroms und des Haltestroms an das Solenoid, wodurch das Solenoid effektiv mit ausreichend Energie versorgt wird, um dieses mit hoher Geschwindigkeit anzutreiben, und wobei die für die Aufrechterhaltung des Betriebs des Solenoids erforderliche Leistung reduziert wird.
Die US 2009 / 0 071 443 A1 zeigt eine Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung für eine Maschine, welche einen oder mehrere Sensoren zum Erfassen eines oder mehrerer Betriebszustände der Maschine und eines Kraftstoffzustands, eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung zum Aktivieren einer Kolbenstange davon zum Einspritzen von Kraftstoff, wenn ein Erregungsstrom an eine Spule der Kraftstoffeinspritzvorrichtung geführt wird, und eine Einheit zum Vorladen der Spule der Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit einem Erregungsstrom, der kleiner ist als derjenige, welcher zum Aktivieren der Kolbenstange der Kraftstoffeinspritzvorrichtung erforderlich ist, umfasst, wobei der an die Kraftstoffeinspritzvorrichtung vorzuladende Strom gemäß dem einen oder den mehreren Betriebszuständen der Maschine angepasst wird.
Die DE 24 40 785 A1 offenbart ein Verfahren zur vorprogrammierten Stromsteuerung zum Zwecke der Beeinflussung der Ansprechzeit eines einen erregbaren Solenoiden enthaltenden elektromechanischen Gerätes, wobei man in einer vorbestimmten Ordnung mittels Schaltern 3 Bezugsspannungsquellen auf einen den Solenoiden speisenden Spannungs- und Stromverstärker schaltet, wobei die drei Bezugsspannungsquellen drei über den Solenoiden fließende Ströme bestimmen, nämlich den Vormagnetisierungsstrom, den maximalen Erregerstrom und den Entregungsstrom des Solenoiden.
Die DE 103 04 083 A1 offenbart ein Antriebssystem für ein Einspritzventil zur Verwendung in einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs. Das Einspritzventil weist eine Solenoidspule, eine Ankerspule, die im Bereich der Solenoidspule angeordnet ist und dazu vorgesehen ist, den Kraftstofffluss in den Brennraum der Verbrennungskraftmaschine zu steuern, und eine mit der Ankerspule verbundene Feder auf, die die Ankerspule in einer Schließposition hält, solange die von der stromdurchflossenen Solenoidspule auf die Ankerspule ausgeübte magnetische Kraft nicht ausreicht, um die Rückstellkraft der Feder zu überwinden. Weiterhin ist eine Stromsteuerschaltung vorgesehen, die dazu eingerichtet ist, einen Aufladestrom, einen Ventilöffnungsstrom und einen Haltestrom an die Solenoidspule anzulegen, und die mit einer Steuerung verbunden ist. Die Steuerung ist dazu eingerichtet, Zeitpunkt und Dauer zu steuern, an dem und über die die genannten Ströme an die Solenoidspule angelegt werden. Schließlich ist eine mit der Stromsteuerschaltung verbundene Spannungsquelle vorgesehen.
Die DE 196 46 052 A1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ansteuerung eines Verbrauchers, insbesondere eines elektromagnetischen Verbrauchers. Der durch den Verbraucher fließende Strom wird erfasst und mit einem zum Verbraucher in Reihe geschalteten Steuermittel geregelt. In einer ersten Phase wird zusätzlich zum Steuermittel ein erstes Schaltmittel, das parallel zum Steuermittel angeordnet ist, angesteuert. In einer dritten Phase wird zusätzlich zum Steuermittel ein zweites Schaltmittel, das parallel zum Steuermittel angeordnet ist, angesteuert.
Zudem beschreibt die DE 197 35 560 A1 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung eines Verbrauchers, insbesondere eines Magnetventils zur Steuerung der einzuspritzenden Kraftstoffmenge. Der Verbraucher wird vor der Ansteuerung mit einem Vorbestromungswert beaufschlagt. Dieser Vorbestromungswert wird adaptiert.
Kurzfassung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine vorzusehen, wobei die Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung in der Lage ist, die einzuspritzenden Kraftstoffbeträge geeignet zu steuern.
Die vorstehende Aufgabe wird durch die Gegenstände der Ansprüche 1, 4, 6 und 8 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der sich daran anschließenden abhängigen Ansprüche.
Eine Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung wird auf eine Verbrennungskraftmaschine mit einem Kraftstoffinjektor angewendet, der einen Ventilkörper und einen elektromagnetischen Teil, welche derart konfiguriert ist, dass dieser den Ventilkörper durch Bestromen bzw. Erregen ausgehend von einer geschlossenen Ventilposition hin zu einer offenen Ventilposition bewegt, umfasst und Kraftstoff einspritzt, wenn der Ventilkörper hin zu der offenen Ventilposition bewegt ist. Die Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung ist derart konfiguriert, dass diese bei einer Kraftstoffeinspritzung in einer Vorladephase zu Beginn eines Bestromungsstarts einen Vorladestrom, welcher kleiner als ein Strom zum Betätigen des Ventilkörpers ist, hin zu dem elektromagnetischen Teil führt und anschließend einen Antriebsstrom zum Betätigen des Ventilkörpers hin zu dem elektromagnetischen Teil führt. Die Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung umfasst: einen Parameter-Erlangungsteil, welcher einen Stromveränderungsparameter als einen Parameter in Zusammenhang mit einer Geschwindigkeit einer Anstiegsveränderung des Antriebsstroms erlangt; und einen Vorlade-Steuerungsteil, welcher die Zuführung des Vorladestroms hin zu dem elektromagnetischen Teil basierend auf dem durch den Parameter-Erlangungsteil erlangten Stromveränderungsparameter steuert.
Bei der Kraftstoffeinspritzung mit dem Kraftstoffinjektor wird in Fällen des Zuführens des Vorladestroms vor der Zuführung des Antriebsstroms zum Antreiben des Ventilkörpers, beispielsweise falls Antriebsschaltungen zum Antreiben des Kraftstoffinjektors aufgrund einer individuellen Differenz oder einer langanhaltenden Veränderung variieren, der Energiebetrag, welcher durch Vorladen auf den elektromagnetischen Teil aufzubringen ist, übermäßig oder unzureichend. Dies kann Variationen des einzuspritzenden Kraftstoffbetrags hervorrufen. Gemäß der vorstehenden Konfiguration wird die Zuführung des Vorladestroms hin zu dem elektromagnetischen Teil des Kraftstoffinjektors basierend auf dem Stromveränderungsparameter gesteuert, welcher mit der Geschwindigkeit der Anstiegsveränderung des Antriebsstroms in Zusammenhang steht. In diesem Fall hängt die Geschwindigkeit der Anstiegsveränderung des Antriebsstroms von dem in der Vorladephase aufzubringenden Energiebetrag unmittelbar vor der Zuführung des Antriebsstroms ab. Daher ermöglicht die Verwendung des Stromveränderungsparameters, welcher mit der Geschwindigkeit der Anstiegsveränderung in Zusammenhang steht, eine Erfassung des Überschusses oder des Fehlbetrags des durch das Vorladen auf den elektromagnetischen Teil aufzubringenden Energiebetrags. Darüber hinaus ermöglicht das Steuern der Zuführung des Vorladestroms die Beseitigung des Überschusses oder des Fehlbetrags des auf den elektromagnetischen Teil aufzubringenden Energiebetrags. Dies führt zu einer geeigneten Steuerung des einzuspritzenden Kraftstoffbetrags.
Figurenliste
Die vorstehende Aufgabe sowie weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Abbildungen ersichtlicher.

1 stellt eine schematische Konfiguration eines Maschinensteuerungssystems dar.
2 ist ein Blockdiagramm, welches eine Konfiguration einer ECU darstellt.
3A stellt eine Konfiguration und einen Zustand eines Kraftstoffinjektors dar.
3B stellt eine Konfiguration und einen Zustand des Kraftstoffinjektors dar.
4 ist ein Zeitdiagramm, welches Vorgänge zum Antreiben des Kraftstoffinjektors darstellt.
5 ist ein Zeitdiagramm, welches einen allgemeinen Überblick über eine mehrstufige Einspritzung darstellt.
6 ist ein funktionelles Blockdiagramm, welches Details einer Berechnung einer Vorladezeit darstellt.
7 ist ein Flussdiagramm, welches einen Verarbeitungsvorgang zum Berechnen der Vorladezeit darstellt.
8 stellt eine Berechnung eines zeitintegrierten Werts eines Antriebsstroms dar.
9 ist ein Flussdiagramm, welches einen Verarbeitungsvorgang zum Berechnen einer Vorladezeit in einer zweiten Ausführungsform darstellt.
10 ist ein Flussdiagramm, welches einen Verarbeitungsvorgang zum Berechnen einer Vorladezeit in einer dritten Ausführungsform darstellt.
11 stellt ein Kennfeld zur Verwendung beim Einstellen einer Intervallzeit bei der dritten Ausführungsform dar.
12A ist ein Zeitdiagramm, welches eine Vorladesteuerung in der dritten Ausführungsform spezifisch darstellt.
12B ist ein Zeitdiagramm, welches eine Vorladesteuerung in der dritten Ausführungsform spezifisch darstellt.
12C ist ein Zeitdiagramm, welches eine Vorladesteuerung in der dritten Ausführungsform spezifisch darstellt.
12D ist ein Zeitdiagramm, welches eine Vorladesteuerung in der dritten Ausführungsform spezifisch darstellt.
12E ist ein Zeitdiagramm, welches eine Vorladesteuerung in der dritten Ausführungsform spezifisch darstellt.
13 ist ein Flussdiagramm, welches einen Verarbeitungsvorgang einer Impulskorrektur in einer vierten Ausführungsform darstellt.

Ausführungsformen zum Ausführen der Erfindung
(Erste Ausführungsform)
Nachstehend ist eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung mit Bezug auf die Abbildungen beschrieben. Die erste Ausführungsform sieht ein Steuerungssystem vor, welches einen Ottomotor für ein Fahrzeug steuert. Mit Bezug auf 1 ist zunächst eine Beschreibung einer allgemeinen Konfiguration des Maschinensteuerungssystems angegeben.
Eine Maschine 11 entspricht einer Direkteinspritz-Mehrzylinderverbrennungskraftmaschine und diese umfasst eine Einlassleitung 12. Ein Luftfilter 13 ist auf der Seite der Einlassleitung 12 am weitesten stromaufwärts angeordnet. Ein Luftströmungsmesser 14 ist derart konfiguriert, dass dieser den Betrag der Einlassluft erfasst, und dieser ist auf der stromabwärtigen Seite des Luftfilters 13 angeordnet. Ein Drosselventil 16, bei welchem der Öffnungsgrad durch einen Motor 15 angepasst wird, ist auf der stromabwärtigen Seite des Luftströmungsmessers 14 angeordnet. Ein Drosselpositionssensor 17 ist derart konfiguriert, dass dieser den Öffnungsgrad (das heißt, die Drosselposition) des Drosselventils 16 erfasst, und dieser ist auf der stromabwärtigen Seite des Luftströmungsmessers 14 angeordnet.
Ein Ausgleichsbehälter 18 ist auf der stromabwärtigen Seite des Drosselventils 16 angeordnet. Der Ausgleichsbehälter 18 ist mit einem Einlassdrucksensor 19 vorgesehen, welcher den Druck in der Einlassleitung 12 erfasst. Ein Lufteinlasskrümmer 20 ist derart konfiguriert, dass dieser Luft in jeden Zylinder 21 der Maschine 11 einführt, und dieser ist mit dem Ausgleichsbehälter 18 gekoppelt. Ein Kraftstoffinjektor 30 vom elektromagnetischen Typ ist derart konfiguriert, dass dieser Kraftstoff direkt in jeden Zylinder 21 der Maschine 11 einspritzt, und dieser ist bei jedem Zylinder 21 montiert. Eine Zündkerze 22 ist bei einem Zylinderkopf bei der Maschine 11 bei jedem Zylinder 21 montiert. Die Zündkerze 22 bei jedem Zylinder 21 erzeugt eine Funkenentladung zum Zünden eines Luft-Kraftstoff-Gemischs in dem Zylinder.
Die Maschine 11 umfasst eine Auslassleitung 23, welche mit einem Abgassensor 24 (beispielsweise ein Luft-Kraftstoff-Verhältnissensor, ein Sauerstoffsensor) vorgesehen ist, welcher das Luft-Kraftstoff-Verhältnis, den Fett- oder Magergrad und dergleichen des Luft-Kraftstoff-Gemischs basierend auf dem Abgas erfasst. Ein Katalysator 25, wie ein Dreiwegekatalysator, ist derart konfiguriert, dass dieser das Abgas reinigt, und dieser ist auf der stromabwärtigen Seite des Abgassensors 24 angeordnet.
Ein Kühlwassertemperatursensor 26 ist derart konfiguriert, dass dieser eine Kühlwassertemperatur erfasst, und dieser ist bei einem Zylinderblock bei der Maschine 11 montiert. Ein Klopfsensor 27 ist derart konfiguriert, dass dieser ein Klopfen erfasst, und dieser ist bei dem Zylinderblock bei der Maschine 11 montiert. Ein Kurbelwinkelsensor 28 ist derart konfiguriert, dass dieser zu jeder Zeit, wenn sich eine Kurbelwelle um einen vorbestimmten Kurbelwinkel gedreht hat, ein Impulssignal ausgibt, und dieser ist bei der Außenperipherie der Kurbelwelle montiert. Ein Kurbelwinkel und eine Maschinendrehzahl werden basierend auf Kurbelwinkelsignalen von dem Kurbelwinkelsensor 28 erfasst. Ausgänge von diesen verschiedenen Sensoren und Ausgänge von einem Spannungssensor 29, welcher eine Batteriespannung erfasst, werden aufeinanderfolgend bei einer elektronischen Steuerungseinheit (ECU) 40 eingegeben.
Die ECU 40 entspricht einer elektronischen Steuerungseinheit, welche hauptsächlich aus einem Mikrocomputer aufgebaut ist, und diese implementiert eine verschiedenartige Steuerung für die Maschine 11 unter Verwendung von Erfassungssignalen der verschiedenen Sensoren. Die ECU 40 entspricht einer Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung. Die ECU 40 berechnet den einzuspritzenden Kraftstoffbetrag gemäß einem Maschinenbetriebszustand, um den durch den Kraftstoffinjektor 30 eingespritzten Kraftstoff und den Zündzeitpunkt durch die Zündkerze 22 zu steuern.
Wie in 2 dargestellt ist, umfasst die ECU 40 einen Mikrocomputer 41 für eine Maschinensteuerung (das heißt, einen Mikrocomputer zum Steuern der Maschine 11), eine integrierte Antriebsschaltung (IC) 42 zum Antreiben eines Injektors (das heißt, eine Antriebs-IC für den Kraftstoffinjektor 30), einen Elektrisierer bzw. eine Elektrisierungsvorrichtung 43 und eine Stromdetektor 44. Der Mikrocomputer 41 berechnet einen erforderlichen Einspritzbetrag gemäß einem Maschinenbetriebszustand (beispielsweise einer Maschinendrehzahl, einer Maschinenlast) und schafft einen Einspritzimpuls basierend auf einer basierend auf dem erforderlichen Einspritzbetrag berechneten Einspritzzeit und gibt diesen aus. Die Antriebs-IC 42 und die Elektrisierungsvorrichtung 43 entsprechen einem Einspritzventil-Antriebsteil und einem Spannungswechsel- bzw. umschaltteil und diese öffnen den Kraftstoffinjektor 30 mit dem Einspritzimpuls, um zu veranlassen, dass der Kraftstoffinjektor 30 Kraftstoff mit einem Betrag gemäß dem erforderlichen Einspritzbetrag einspritzt.
Die Elektrisierungsvorrichtung 43 umfasst insbesondere eine Niederspannungs-Leistungszuführung 51, eine Hochspannungs-Leistungszuführung 52 und Schaltelemente 53 bis 55, welche veranlassen, dass eine der Niederspannungs-Leistungszuführung 51 und der Hochspannungs-Leistungszuführung 52 Leistung hin zu einer Spule 31 in dem Kraftstoffinjektor 30 führt. In diesem Fall ist die Niederspannungs-Leistungszuführung 51 aus einer Niederspannungs-Ausgangsschaltung aufgebaut bzw. gebildet, welche eine niedrige Spannung bzw. Niederspannung V1 von beispielsweise 12 V ausgibt. Die Hochspannungs-Leistungszuführung 52 ist aus einer Hochspannungs-Ausgangsschaltung aufgebaut, welche eine hohe Spannung bzw. Hochspannung V2 (eine erhöhte Spannung) von beispielsweise 60 bis 65 V ausgibt. Die Hochspannungs-Leistungszuführung 52 umfasst eine Verstärkerschaltung, welche eine Batteriespannung verstärkt bzw. erhöht. Wenn die Schaltelemente 53 und 55 angeschaltet sind, wird die Niederspannung V1 auf die Spule 31 aufgebracht. Wenn die Schaltelemente 54 und 55 angeschaltet sind, wird die Hochspannung V2 auf die Spule 31 aufgebracht. Die Niederspannungs-Leistungszuführung 51 kann ebenso derart konfiguriert sein, dass diese unterschiedliche Niederspannungen V1 ausgibt.
Wenn der Kraftstoffinjektor 30 mit dem Einspritzimpuls geöffnet wird, werden die Niederspannung V1 und die Hochspannung V2 derart auf die Spule 31 in dem Kraftstoffinjektor 30 aufgebracht, dass die Niederspannung V1 und die Hochspannung V2 in einer zeitsequentiellen Art und Weise gewechselt werden. In diesem Fall wird zu Beginn der Ventilöffnung die Hochspannung V2 auf die Spule 31 aufgebracht, was ein Ventilöffnungs-Ansprechverhalten des Kraftstoffinjektors 30 sicherstellt. Anschließend wird die Niederspannung V1 auf die Spule 31 aufgebracht, was den Kraftstoffinjektor 30 in einem offenen Ventilzustand hält.
Die erste Ausführungsform implementiert während des Antreibens des Kraftstoffinjektors 30 eine Teilhubeinspritzung durch Beenden des Hubs des Ventilkörpers des Kraftstoffinjektors 30 in einem Teilhub-Zustand, bevor der Ventilkörper eine Position des vollständigen Hubs erreicht, und Einspritzen eines gewünschten Kraftstoffbetrags in diesem Zustand. Die Teilhubeinspritzung ist mit Bezug auf 3A und 3B kurz beschrieben. 3A stellt Vorgänge bei der Einspritzung mit vollem Hub dar und 3B stellt Vorgänge bei der Teilhubeinspritzung bzw. der Einspritzung mit einem Teilhub dar.
Der Kraftstoffinjektor 30 umfasst die Spule 31 als einen elektromagnetischen Teil, welcher durch eine Bestromung bzw. Erregung eine elektromagnetische Kraft erzeugt, und eine Nadel 33 (das heißt, den Ventilkörper), welche durch die elektromagnetische Kraft integral mit einem Kolben 32 (das heißt, einem beweglichen Kern) angetrieben werden soll. Wenn sich die Nadel 33 hin zu einer offenen Ventilposition bewegt hat, ist der Kraftstoffinjektor 30 in einen offenen Ventilzustand gebracht, um Kraftstoff einzuspritzen. Mit Bezug auf 3A und 3B unterscheidet sich eine Zeit eines Einspritzimpulses (das heißt, eine Bestromungsphase bzw. -dauer). Wie in 3A dargestellt ist, erreicht die Nadel 33 die Position des vollen Hubs (das heißt, eine Position, bei welcher der Kolben 32 gegen einen Anschlag 34 stößt), wenn die Einspritzimpulsbreite relativ groß ist (das heißt, wenn der Hubbetrag der Nadel derart gestaltet ist, dass dieser einem Vollhub-Betrag entspricht). Wenn die Einspritzimpulsbreite andererseits relativ klein ist (das heißt, wenn der Hubbetrag der Nadel derart gestaltet ist, dass dieser einem Teilhub-Betrag entspricht), wie in 3B dargestellt ist, wird die Nadel 33 in den Teilhub-Zustand gebracht, in welchem die Nadel 33 die Position des vollständigen Hubs nicht erreicht hat (das heißt, einen Zustand, in welchem der Kolben 32 nicht gegen den Anschlag 34 gestoßen ist). Wenn die Bestromung der Spule 31 ferner einhergehend mit dem Abfallen des Einspritzimpulses gestoppt wird, kehren der Kolben 32 und die Nadel 33 hin zu der geschlossenen Ventilposition zurück, so dass der Kraftstoffinjektor 30 in einen geschlossenen Ventilzustand gebracht wird, um die Kraftstoffeinspritzung zu beenden.
Mit Rückbezug auf 2 erfasst der Stromdetektor 44 den Erregungsstrom für die Spule 31 bei einer Ventilöffnung des Kraftstoffinjektors 30 und ein Ergebnis der Erfassung wird sukzessive hin zu der Antriebs-IC 42 ausgegeben. Der Stromdetektor 44 kann irgendeine bekannte Konfiguration aufweisen und beispielsweise einen Shunt-Widerstand und eine Verstärkerschaltung umfassen.
Mit Bezug auf 4 ist nachfolgend eine Beschreibung von Grundvorgängen des Antreibens des Kraftstoffinjektors 30 angegeben. Die Grundvorgänge werden durch die Antriebs-IC 42 und die Elektrisierungsvorrichtung 43 basierend auf einem Einspritzimpuls durchgeführt. Bei der ersten Ausführungsform werden ein Vorladen, ein Spannungsverstärkungsantreiben und ein Ventilöffnungs-Aufrechterhaltungsantreiben in einer Phase, in welcher der Einspritzimpuls an ist, in einer zeitsequentiellen Art und Weise durchgeführt. Das Vorladen besteht darin, die Niederspannung V1 vor dem Aufbringen der Hochspannung V2 auf die Spule 31 zu Beginn der Bestromung des Kraftstoffinjektors 30 auf die Spule 31 aufzubringen. Das Vorladen ermöglicht ein Verkürzen einer Zeit, bis der Erregungsstrom einen Ziel-Spitzenwert erreicht. Das Spannungsverstärkungsantreiben, welches zum Verbessern des Ventilöffnungs-Ansprechverhaltens durchgeführt wird, liegt darin, die Hochspannung V2 in einer Spannungsverstärkungs-Antriebsphase auf die Spule 31 aufzubringen. Das Ventilöffnungs-Aufrechterhaltungsantreiben, welches nach dem Spannungsverstärkungsantreiben durchgeführt wird, liegt darin, die Niederspannung V1 auf die Spule 31 aufzubringen.
Mit Bezug auf 4 wird der Einspritzimpuls zu einem Zeitpunkt t1 angeschaltet und das Vorladen mit der Niederspannung V1 wird ausgehend von dem Zeitpunkt t1 bis zu einem Zeitpunkt t2 durchgeführt. In der Vorladephase ausgehend von t1 bis t2 wird der Spule 31 ein Vorladestrom zugeführt, welcher kleiner als ein Strom zum Betätigen der Nadel 33 ist. Die Vorladephase entspricht vorzugsweise einer voreingestellten Zeit. In der Vorladephase kann das Vorladen in einer solchen Art und Weise durchgeführt werden, dass das Schaltelement 53 mit einem vorbestimmten Einschaltverhältnis wiederholend an- und ausgeschaltet wird.
Zu dem Zeitpunkt t2 wird die auf die Spule 31 aufgebrachte Spannung ausgehend von der Niederspannung V1 zu der Hochspannung V2 verändert. In einer Spannungsverstärkungs-Antriebsphase ausgehend von dem Zeitpunkt t2 hin zu einem Zeitpunkt t3 nimmt daher der Antriebsstrom im Vergleich zu dem Vorladestrom, welcher dem Erregungsstrom in der Phase ausgehend von t1 bis t2 entspricht, abrupt zu. Zu dem Zeitpunkt t3 erreicht der Antriebsstrom einen vorbestimmten Ziel-Spitzenwert Ip und anschließend wird das Aufbringen der Hochspannung V2 beendet. Zu dieser Zeit wird das Anheben bzw. der Hub der Nadel zu der Zeit gestartet, zu welcher der Antriebsstrom den Ziel-Spitzenwert Ip erreicht hat, oder zu der Zeit unmittelbar bevor der Antriebsstrom den Ziel-Spitzenwert Ip erreicht. Einhergehend mit dem Hub der Nadel wird die Kraftstoffeinspritzung gestartet. Die Bestimmung dahingehend, ob der Antriebsstrom den Ziel-Spitzenwert Ip erreicht hat, erfolgt basierend auf dem durch den Stromdetektor 44 erfassten Erfassungsstrom. Die Antriebs-IC 42 bestimmt in der Spannungsverstärkungs-Antriebsphase (von t2 bis t3) insbesondere, ob der erfasste Strom größer oder gleich dem Ziel-Spitzenwert Ip ist. Zu einem Zeitpunkt, bei welchem der Erfassungsstrom größer oder gleich dem Ziel-Spitzenwert Ip ist, verändert die Elektrisierungsvorrichtung 43 die auf die Spule aufgebrachte Spannung (das heißt, beendet das Aufbringen der Hochspannung V2).
Zu und nach dem Zeitpunkt t3 nimmt der Antriebsstrom gemäß dem Stopp des Aufbringens der Hochspannung V2 ab. Die Niederspannung V1 wird jedoch basierend auf einem voreingestellten Stromschwellenwert und dem durch den Stromdetektor 44 erfassten Erfassungsstrom intermittierend auf die Spule 31 aufgebracht. Ferner ist der Stromschwellenwert mit Bezug auf 4 derart definiert, dass dieser zwei Niveaus aufweist, und die Niederspannung V1 wird zu jeder Zeit aufgebracht, wenn der Antriebsstrom (das heißt, der Erfassungsstrom) kleiner oder gleich dem Schwellenwert wird. Die Veränderung des Stromschwellenwerts (die Veränderung ausgehend von dem hohen Schwellenwert hin zu dem niedrigen Schwellenwert) wird vorzugsweise zu der Zeit implementiert, bei welcher abgeschätzt wird, dass der Hub der Nadel einen vorbestimmten Betrag eines Teilhubs erreicht hat (in 4 ein Zeitpunkt t4).
Zu einem Zeitpunkt t5 wird der Einspritzimpuls abgeschaltet und anschließend wird das Aufbringen der Spannung auf die Spule 31 gestoppt, so dass sich der Antriebsstrom null annähert. Der Hub der Nadel wird ferner gemäß dem Bestromungsstopp der Spule abgeschlossen, so dass die Kraftstoffeinspritzung beendet wird.
Die erste Ausführungsform ermöglicht ferner eine mehrstufige Einspritzung, bei welcher mehrere Kraftstoffeinspritzzeiten in einem Verbrennungszyklus implementiert sind. 5 stellt eine Wellenform des Antreibens bei zwei Kraftstoffeinspritzzeiten (das heißt, einer vorausgehenden Kraftstoffeinspritzung und einer nachfolgenden Kraftstoffeinspritzung) der mehreren Kraftstoffeinspritzzeiten bei der mehrstufigen Einspritzung dar. In 5 ist zwischen zwei vorausgehenden und anschließenden Einspritzimpulsen eine Intervallzeit INT eingefügt. In diesem Fall wird bei der vorausgehenden Kraftstoffeinspritzung eine Bestromung mit einem Vorladestrom zu einem Zeitpunkt t11 gestartet und es wird eine Bestromung mit einem Antriebsstrom zu einem Zeitpunkt t12 gestartet. Ferner wird bei der nachfolgenden Kraftstoffeinspritzung eine Bestromung mit einem Vorladestrom zu einem Zeitpunkt t21 gestartet und es wird eine Bestromung mit einem Antriebsstrom zu einem Zeitpunkt t22 gestartet.
Die Frequenzen der Kraftstoffeinspritzung bei der mehrstufigen Einspritzung sind vorzugsweise basierend auf dem Maschinenbetriebszustand, wie der Maschinendrehzahl oder der Maschinenlast, bestimmt. Die Intervallzeit bei der mehrstufigen Einspritzung ist außerdem vorzugsweise basierend auf dem Maschinenbetriebszustand bestimmt. Bei der ersten Ausführungsform sind in Fällen der mehrstufigen Einspritzung mit drei oder mehr Stufen die Intervallzeiten zwischen den jeweiligen Zeiten der Kraftstoffeinspritzung bzw. Kraftstoffeinspritzzeiten aneinander angeglichen. Alternativ können die Intervallzeiten zwischen den jeweiligen Zeiten der Kraftstoffeinspritzung unterschiedlich zueinander gestaltet sein.
In der Phase, in welcher der Antriebsstrom nach dem Vorladen zunimmt (das heißt, in der Spannungsverstärkungs-Antriebsphase), variiert die Neigung der Stromveränderung aufgrund verschiedener Faktoren, und diese Variation bewirkt eine Variation des Kraftstoffeinspritzbetrags. Insbesondere wird in Betracht gezogen, dass zu Beginn der Bestromung mit dem Antriebsstrom die Neigung der Anstiegsveränderung des Antriebsstroms in Abhängigkeit der durch die Spulenbestromung gesammelten elektrischen Energie vor dem Start der Bestromung variiert. Beispielsweise variiert zu dem Zeitpunkt t1 in 4, dem Zeitpunkt t11 und dem Zeitpunkt t12 in 5 die Anstiegsgeschwindigkeit des Antriebsstroms nach den jeweiligen Zeitpunkten in Abhängigkeit der elektrischen Energie in der Spule 31 zu den jeweiligen Zeitpunkten.
Bei der ersten Ausführungsform wird somit ein Stromveränderungsparameter in Zusammenhang mit der Geschwindigkeit der Anstiegsveränderung bei dem Antriebsstrom berechnet und die Zuführung des Vorladestroms hin zu der Spule 31 wird basierend auf dem Stromveränderungsparameter gesteuert. Insbesondere werden eine Ankunftszeit bzw. eine Zeitspanne bis der Antriebsstrom einen bestimmten Stromschwellenwert erreicht, und eine Intervallzeit bei der mehrstufigen Einspritzung als die Stromveränderungsparameter berechnet. Die Vorladesteuerung wird basierend auf den Stromveränderungsparametern implementiert.
Nach der Bestromung bzw. Erregung der Spule beim Abschluss der Kraftstoffeinspritzung besitzt die Spule 31 nach wie vor einen Magnetismus und die Größe des verbleibenden Magnetismus hängt von der Zeit ab, welche seit dem Abschluss der Bestromung verstrichen ist. In diesem Fall variiert die Größe des verbleibenden Magnetismus infolge der vorausgehenden Kraftstoffeinspritzung unter Berücksichtigung der Intervallzeit bei der mehrstufigen Einspritzung in Abhängigkeit der Intervallzeit und daher beeinflusst die Intervallzeit die Anstiegsgeschwindigkeit des Antriebsstroms nach dem Vorladen. Daher ist die Intervallzeit als einer der Stromveränderungsparameter eingestellt.
Mit Bezug auf ein funktionelles Blockdiagramm von 6 ist nachstehend eine Beschreibung von Details der Berechnung einer Vorladezeit angegeben. Funktionen, welche in 6 dargestellt sind, werden durch die ECU 40 realisiert. Mit Bezug auf 6 werden ein Feedforward- bzw. Vorwärtskopplungs-Term (FF-Term) und ein Rückkopplungs-Term (FB-Term) für die Vorladezeit basierend auf verschiedenen Parametern berechnet. Ferner wird die Vorladezeit unter Verwendung des FF-Terms und des FB-Terms berechnet.
Mit Bezug auf 6 berechnet ein FF-Term-Berechnungsteil 61 eine Basis-Vorladezeit basierend auf einer Batteriespannung VB, und dieser berechnet außerdem einen Zeitkorrekturwert basierend auf der Intervallzeit INT. Ferner berechnet der FF-Term-Berechnungsteil 61 einen FF-Term aus der Basis-Vorladezeit und dem Zeitkorrekturwert (FF-Term = Basis-Vorladezeit - Zeitkorrekturwert). In diesem Fall wird die Basis-Vorladezeit so berechnet, dass diese einen größeren Wert aufweist, während die Batteriespannung VB kleiner ist. Der Zeitkorrekturwert wird so berechnet, dass dieser einen größeren Wert aufweist, während die Intervallzeit INT kürzer ist, wenn die Intervallzeit INT kleiner als ein vorbestimmter Wert ist. Falls die Intervallzeit INT größer oder gleich dem vorbestimmten Wert ist, ist der Zeitkorrekturwert gleich null.
Die Intervallzeit INT entspricht vorzugsweise einem Wert, welcher als Informationen hinsichtlich einer Steuerung der mehrstufigen Einspritzung berechnet wird, oder einem Wert, welcher durch einen Zeitgeber, eine Zählvorrichtung oder dergleichen tatsächlich gemessen wird. In Fällen der ersten Kraftstoffeinspritzung bei der mehrstufigen Einspritzung oder in Fällen ohne die Implementierung der mehrstufigen Einspritzung ist die Intervall-Korrektur nicht notwendig und der Zeitkorrekturwert wird nicht berechnet.
Ein FB-Term-Berechnungsteil 62 erlangt eine Stromankunftszeit, welche einer Zeit entspricht, bis der Antriebsstrom nach dem Bestromungsstart mit dem Antriebsstrom den Ziel-Spitzenwert Ip erreicht, und eine Ziel-Ankunftszeit, welche einem Zielwert der Stromankunftszeit entspricht. Ferner berechnet der FB-Term-Berechnungsteil 62 einen FB-Term basierend auf einer Abweichung ΔE der Stromankunftszeit von der Ziel-Ankunftszeit (= Stromankunftszeit - Ziel-Ankunftszeit). In diesem Fall wird die Abweichung ΔE aus der unter Verwendung eines Zeitgebers, einer Zählvorrichtung oder dergleichen berechneten Stromankunftszeit und der bereits bekannten Ziel-Ankunftszeit berechnet. Die Ziel-Ankunftszeit kann basierend auf dem Ziel-Spitzenwert Ip und dergleichen berechnet werden. Ferner werden ein P-Term und ein 1-Term basierend auf der Abweichung ΔE unter Verwendung einer vorbestimmten Proportionalverstärkung und einer vorbestimmten Integralverstärkung berechnet. Bei der ersten Ausführungsform ist die Zeit ausgehend von dem Anschalten des Einspritzimpulses als die „Ankunftszeit“ definiert. Im Übrigen kann außerdem die Zeit ausgehend von dem Bestromungsstart mit dem Antriebsstrom (dem Abschluss des Vorladens) als die „Ankunftszeit“ definiert sein.
In diesem Fall wird der FB-Term so berechnet, dass dieser einen positiven Wert aufweist, wenn die Abweichung ΔE positiv ist, und der FB-Term wird so berechnet, dass dieser einen negativen Wert aufweist, wenn die Abweichung ΔE negativ ist. Ferner wird der F/B-Term so berechnet, dass dieser einen größeren Wert in der positiven Richtung oder in der negativen Richtung aufweist, wenn die Abweichung ΔE größer ist.
Ein Zeit-Berechnungsteil 63 berechnet eine Vorladezeit durch eine Addition des FF-Terms und des FB-Terms (P-Term + 1-Term). Ferner können ein Ober-/Untergrenzen-Schutz und eine Mittelungsverarbeitung bei dem Wert durchgeführt werden, welcher aus der Addition des FF-Terms und des FB-Terms erhalten wird. Dies verhindert fehlerhafte Berechnungen der Vorladezeit aufgrund von Temperaturcharakteristika und individuellen Variationen und verhindert außerdem eine abrupte Veränderung der Vorladezeit.
7 ist ein Flussdiagramm, welches einen Vorgang zum Berechnen einer Vorladezeit darstellt, und die Verarbeitung wird durch die ECU 40 bei einem vorbestimmten Zyklus wiederholend ausgeführt.
Mit Bezug auf 7 wird bei Schritt S10 bestimmt, ob erforderliche Bedingungen zum Implementieren des Vorladens erfüllt wurden. Bei Schritt S11 wird nachfolgend bestimmt, ob erforderliche Bedingungen zum Berechnen einer Vorladezeit erfüllt wurden. Die erforderlichen Bedingungen zum Implementieren des Vorladens bei Schritt S10 umfassen die Bedingung, dass sich die Maschine 11 nicht in einem Übergangszustand befindet, die Bedingung, dass bei der Antriebs-IC 42 und verschiedenen Erfassungssystemen keine Abnormalität auftritt, und dergleichen. Ferner umfassen die erforderlichen Bedingungen für die Berechnung bei Schritt S11 die Bedingung, dass die aktuelle Kraftstoffeinspritzung einer Kraftstoffeinspritzung mit dem kürzesten Einspritzimpuls (Spulen-Bestromungszeit) der jeweiligen Kraftstoffeinspritzzeiten bei der mehrstufigen Einspritzung entspricht, die Bedingung, dass eine Teilhubeinspritzung implementiert wird, und dergleichen. Falls die jeweiligen Bedingungen bei beiden Schritten S10 und S11 erfüllt wurden, schreitet die Verarbeitung zu Schritt S12 voran.
Bei Schritt S12 wird der FF-Term für die Vorladezeit berechnet. In diesem Fall wird der FF-Term durch Addieren des basierend auf der Intervallzeit INT berechneten Zeitkorrekturwerts zu der basierend auf der Batteriespannung VB berechneten Basis-Vorladezeit berechnet.
Bei Schritt S13 wird anschließend der FB-Term für die Vorladezeit berechnet. In diesem Fall werden die Ziel-Ankunftszeit und die tatsächliche Stromankunftszeit bis der Antriebsstrom nach dem Start der Spulenerregung den Ziel-Spitzenwert Ip erreicht, erlangt. Ferner wird die Abweichung ΔE der Ankunftszeit berechnet und der FB-Term wird über einen PI-Rückkopplungsvorgang basierend auf der Abweichung ΔE berechnet. Es ist nicht notwendigerweise erforderlich, dass die Stromankunftszeit der Zeit entspricht, welche erforderlich ist, um den Ziel-Spitzenwert Ip zu erreichen, und diese kann der Zeit entsprechen, welche erforderlich ist, um einen Stromschwellenwert zu erreichen, welcher basierend auf dem Ziel-Spitzenwert Ip so definiert ist, dass dieser einem kleineren Wert als der Ziel-Spitzenwert Ip entspricht.
Bei Schritt S14 wird die Vorladezeit durch Addieren des FF-Terms und des FB-Terms (P-Term und 1-Term) berechnet. Die wie vorstehend beschrieben berechnete Vorladezeit wird bei der Vorladesteuerung für die jeweiligen Kraftstoffeinspritzzeiten bei der mehrstufigen Einspritzung bei der nachfolgenden Kraftstoffeinspritzung verwendet. In diesem Fall ist die Vorladesteuerung so implementiert, dass ein integrierter Wert des Vorladestroms in der Vorladephase vergrößert ist, während die Vorladezeit erhöht ist.
Falls bei Schritt S10 Nein erhalten wird, schreitet die Verarbeitung zu Schritt S15, bei welchem die Vorladezeit auf null eingestellt wird, und danach endet die Bearbeitung. Falls bei Schritt S11 Nein erhalten wird, endet die Verarbeitung ohne das Berechnen der Vorladezeit.
Als der Vorladesteuerungsbetrag kann anstelle der Vorladezeit der Vorladestrom verwendet werden. In diesem Fall ist die Vorladezeit so eingestellt, dass diese einem festgelegten Wert entspricht, und der Vorladestrom ist so eingestellt, dass dieser variabel ist, anstelle des Einstellens des Vorladestroms, so dass dieser einem festgelegten Wert entspricht, und des Einstellens der Vorladezeit, so dass diese variabel ist. Mit Bezug auf die Konfiguration in 6 berechnet der FF-Term-Berechnungsteil 61 einen FF-Term für den Vorladestrom, und der FB-Term-Berechnungsteil 62 berechnet einen FB-Term für den Vorladestrom. Ferner wird ein gesteuerter Wert des Vorladestroms aus dem FF-Term und dem FB-Term berechnet. Mit dieser Konfiguration wird die Vorladesteuerung so implementiert, dass der Vorladestrom vergrößert ist, während die Abweichung ΔE (= Stromankunftszeit - Ziel-Ankunftszeit) größer ist.
Als der Stromveränderungsparameter kann anstelle der Stromankunftszeit die Geschwindigkeit der Anstieg (die Neigung bzw. Steigung der Veränderung) des Antriebsstroms eingesetzt werden, und der FB-Term kann basierend auf dieser Anstiegsgeschwindigkeit berechnet werden. In diesem Fall wird vorzugsweise die Vorladezeit verlängert oder der Vorladestrom wird vergrößert, während die Anstiegsgeschwindigkeit kleiner bzw. niedriger ist. Mit anderen Worten, ein integrierter Wert des Vorladestroms in der Vorladephase wird vergrößert.
Ferner kann ein zeitintegrierter Wert des Antriebsstroms bei der Anstiegsveränderung des Antriebsstroms als der Stromveränderungsparameter eingesetzt werden und der FB-Term kann basierend auf diesem zeitintegrierten Wert berechnet werden. In diesem Fall kann vorzugsweise die Vorladezeit verlängert werden oder der Vorladestrom kann vergrößert werden, während der zeitintegrierter Wert kleiner ist. Für die Berechnung des zeitintegrierten Werts werden insbesondere, wie in 8 dargestellt ist, der Ziel-Spitzenwert Ip und mehrere weitere Stromwerte (I1 und 12 bei der ersten Ausführungsform) vorläufig definiert und die erforderlichen Ankunftszeiten, um die jeweiligen Werte zu erreichen, werden erfasst. Ferner wird der zeitintegrierte Wert des Antriebsstroms (beispielsweise ein gepunkteter Abschnitt in 8) basierend auf den jeweiligen Stromwerten und den jeweiligen Ankunftszeiten berechnet.
Die erste Ausführungsform bringt die nachfolgenden Vorteile.
Bei der Kraftstoffeinspritzung mit dem Kraftstoffinjektor 30 wird der durch das Vorladen auf die Spule 31 aufzubringende Energiebetrag übermäßig oder unzureichend, falls die Antriebsschaltungen für den Kraftstoffinjektor 30 aufgrund einer individuellen Differenz oder einer langanhaltenden Veränderung variieren. Dies könnte Variationen des einzuspritzenden Kraftstoffbetrags hervorrufen. Gemäß der vorstehenden Konfiguration wird die Zuführung des Vorladestroms hin zu der Spule 31 basierend auf dem Stromveränderungsparameter in Zusammenhang mit der Geschwindigkeit der Anstiegsveränderung des Antriebsstroms gesteuert. In diesem Fall hängt die Geschwindigkeit der Anstiegsveränderung bei dem Antriebsstrom von dem in der Vorladephase unmittelbar vor der Zuführung des Antriebsstroms aufzubringenden Energiebetrag ab. Daher ermöglicht die Verwendung des Stromveränderungsparameters in Zusammenhang mit der Geschwindigkeit der Anstiegsveränderung eine Erfassung des Überschusses oder des Fehlbetrags des durch das Vorladen auf die Spule 31 aufzubringenden Energiebetrags. Darüber hinaus ermöglicht das Steuern der Zuführung des Vorladestroms eine Beseitigung des Überschusses oder Fehlbetrags des auf die Spule 31 aufzubringenden Energiebetrags. Dies führt zu einer geeigneten Steuerung des einzuspritzenden Kraftstoffbetrags.
Die Ankunftszeit bis der Antriebsstrom den bestimmten Stromschwellenwert erreicht, die Anstiegsgeschwindigkeit des Antriebsstroms oder der zeitintegrierte Wert des Antriebsstroms bei der Anstiegsveränderung des Antriebsstroms wird als der Stromveränderungsparameter erlangt. Ferner wird die Vorladesteuerung derart implementiert, dass der integrierte Wert des Vorladestroms in der Vorladephase vergrößert ist, während die Ankunftszeit länger ist, während die Anstiegsgeschwindigkeit kleiner bzw. niedriger ist oder während der zeitintegrierte Wert kleiner ist. In diesem Fall entsprechen die Ankunftszeit, die Anstiegsgeschwindigkeit und der zeitintegrierte Wert des Antriebsstroms Parametern mit direktem Bezug auf die Implementierungsbedingung des Vorladens. Unter Verwendung derselben als Stromveränderungsparameter ist es möglich, die Vorladesteuerung bevorzugt zu implementieren.
Durch Verändern der Vorladezeit oder durch Verändern des Vorladestroms wird der integrierte Wert des Vorladestroms in der Vorladephase verändert, was die Anstiegsgeschwindigkeit des Antriebsstroms verändert. In diesem Fall ist es durch Implementieren der Vorladesteuerung durch eine Zunahme oder Abnahme der Vorladezeit oder des Vorladestroms möglich, Variationen des Antriebsstroms zu unterdrücken und eine gewünschte Kraftstoffeinspritzung zu realisieren.
Es wird in Betracht gezogen, dass beim Implementieren der mehrstufigen Einspritzung ein größerer Einfluss des Ventilöffnungs-Ansprechverhaltens vorliegt, während die Bestromungszeit für jede Einspritzung kürzer ist, das heißt, während der erforderliche Einspritzbetrag kleiner ist. Mit Blick auf diesen Umstand wird die Vorladezeit (der Vorladesteuerungsbetrag) beim Implementieren der Einspritzung mit der kürzesten Bestromungszeit berechnet, was dazu führen kann, dass der Kraftstoffinjektor 30 ein geeignetes Ventilöffnungs-Ansprechverhalten aufweist, während die Berechnungsfrequenzen bzw. -häufigkeit der Vorladezeit unterdrückt werden bzw. wird.
Es wird in Betracht gezogen, dass bei der Teilhubeinspritzung aufgrund des Ventilöffnungs-Ansprechverhaltens des Kraftstoffinjektors 30 im Vergleich zu der Vollhubeinspritzung eine größere Variation des Kraftstoffeinspritzbetrags vorliegt. Mit Blick auf diesen Umstand wird die Vorladezeit (der Vorladesteuerungsbetrag) beim Implementieren der Teilhubeinspritzung berechnet. Daher ist es möglich, Variationen des Kraftstoffeinspritzbetrags bei der Teilhubeinspritzung geeignet zu unterdrücken.
(Zweite Ausführungsform)
Eine Vorladezeit kann anstelle des Flussdiagramms von 7 ebenso basierend auf einem Flussdiagramm von 9 berechnet werden. Ferner ist der Berechnungsvorgang des FF-Terms bei der nachfolgenden Verarbeitung beseitigt und der vorliegende Wert der Vorladezeit wird durch Erhöhen oder Verringern des vorhergehenden Werts der Vorladezeit basierend auf der Abweichung ΔE der Stromankunftszeit von der Ziel-Ankunftszeit berechnet.
Mit Bezug auf 9 wird bei Schritt S20 bestimmt, ob erforderliche Bedingungen zum Implementieren des Vorladens erfüllt wurden. Bei Schritt S21 wird nachfolgend bestimmt, ob erforderliche Bedingungen zum Berechnen einer Vorladezeit erfüllt wurden (ähnlich zu den Schritten S10 und S11 in 7). Falls die jeweiligen Bedingungen erfüllt wurden, schreitet die Verarbeitung zu Schritt S22.
Bei Schritt S22 werden die Ziel-Ankunftszeit und die Stromankunftszeit, bis der Antriebsstrom den Ziel-Spitzenwert Ip erreicht, erlangt. Bei Schritt S23 wird nachfolgend durch Subtrahieren der Ziel-Ankunftszeit von der Stromankunftszeit die Abweichung ΔE berechnet.
Bei Schritt S24 wird nachfolgend bestimmt, ob der Absolutwert der Abweichung ΔE größer oder gleich einem ersten Schwellenwert TH1 ist. Falls die Beziehung | ΔE | ≥ TH1 eingehalten wird, schreitet die Verarbeitung zu Schritt S25 voran, bei welchem der vorliegende Wert der Vorladezeit durch Erhöhen oder Verringern des vorhergehenden Werts der Vorladezeit gemäß der Abweichung ΔE berechnet wird. In diesem Fall wird, falls die Abweichung ΔE beispielsweise positiv ist (die Stromankunftszeit größer als die Ziel-Ankunftszeit ist), der vorliegende Wert der Vorladezeit durch Erhöhen des vorhergehenden Werts der Vorladezeit um einen vorbestimmten Wert berechnet. Falls die Abweichung ΔE andererseits negativ ist (die Stromankunftszeit kleiner als die Ziel-Ankunftszeit ist), wird der vorliegende Wert der Vorladezeit durch Verringern des vorhergehenden Werts der Vorladezeit um einen vorbestimmten Wert berechnet. Die bei Schritt S25 berechnete Vorladezeit wird für eine nachfolgende Kraftstoffeinspritzung verwendet.
Falls bei Schritt S24 bestimmt wird, dass die Beziehung | ΔE | < TH1 eingehalten wird und die Verarbeitung zu Schritt S26 voranschreitet, wird bestimmt, ob ein Übergang von dem Zustand | ΔE | ≥ TH1 hin zu einem Zustand | ΔE | < TH2 bei der vorliegenden Kraftstoffeinspritzung herbeigeführt wird. In diesem Fall ist TH2 kleiner als TH1. Zu dieser Zeit gibt eine Situation, in welcher die Beziehung | ΔE | < TH2 gehalten wurde, an, dass sich die Abweichung ΔE einem winzigen Wert angenähert hat. In diesem Fall schreitet die Verarbeitung zu Schritt S27 voran, bei welchem das Erhöhen oder Verringern der Vorladezeit gestoppt wird. Falls bei beiden Schritten S24 und S26 Nein erhalten wird, wird die Vorladezeit zu diesem Zeitpunkt so für die Vorladesteuerung verwendet, ohne erhöht oder verringert zu werden. Daher ist die Vorladezeit festgelegt.
Falls bei Schritt S20 Nein erhalten wird, schreitet die Verarbeitung zu Schritt S28 voran, bei welchem die Vorladezeit auf null eingestellt wird, und danach endet die Verarbeitung. Im Falle von Nein bei Schritt S21 endet die Verarbeitung ohne das Berechnen der Vorladezeit.
Falls der Absolutwert der Abweichung ΔE der Stromankunftszeit größer oder gleich dem ersten Schwellenwert TH1 ist, wird die Vorladezeit für die nachfolgende Kraftstoffeinspritzung so korrigiert, dass diese um einen vorbestimmten Wert erhöht oder verringert ist. Falls der Absolutwert der Abweichung ΔE danach bei der Kraftstoffeinspritzung nach dem Erhöhen oder Verringern der Vorladezeit kleiner als der zweite Schwellenwert TH2 ist, wird das Erhöhen oder Verringern der Vorladezeit gestoppt. In diesem Fall ist es möglich, Variationen des Kraftstoffeinspritzbetrags bevorzugt zu unterdrücken, während Differenzen der individuellen Antriebsschaltung und des individuellen Kraftstoffinjektors 30, Veränderungen von Temperaturbedingungen und dergleichen reflektiert werden.
(Dritte Ausführungsform)
Bei einer dritten Ausführungsform werden basierend auf der Voraussetzung, dass eine mehrstufige Einspritzung implementiert wird, eine Intervallzeit bei der mehrstufigen Einspritzung und ein Stromwert unmittelbar vor dem Abschluss der Bestromung bei der vorausgehenden Kraftstoffeinspritzung als Stromveränderungsparameter verwendet. Ferner wird eine Vorladezeit basierend auf den Stromveränderungsparametern variabel bestimmt.
10 ist ein Flussdiagramm, welches einen Vorgang zum Berechnen einer Vorladezeit darstellt. Die Verarbeitung wird durch die ECU 40 bei einem vorbestimmten Zeitzyklus wiederholend ausgeführt. Ferner ist es in 10 in ähnlicher Art und Weise wie bei 7 ebenso möglich zu bestimmen, ob erforderliche Bedingungen zum Implementieren der Vorladung und erforderliche Bedingungen zum Berechnen der Vorladezeit erfüllt wurden, diese sind hier der Einfachheit halber jedoch nicht dargestellt.
Mit Bezug auf 10 wird bei Schritt S31 die Intervallzeit zwischen der vorausgehenden Kraftstoffeinspritzung und der vorliegenden Kraftstoffeinspritzung erlangt. Bei Schritt S32 wird nachfolgend ein Stromwert unmittelbar vor dem Abschluss der Bestromung bei der vorausgehenden Kraftstoffeinspritzung erlangt. Sowohl die Intervallzeit als auch der Stromwert unmittelbar vor dem Abschluss der Bestromung können einem tatsächlich gemessenen Wert oder einem berechneten Wert mit Bezug auf eine Steuerung entsprechen. Ferner wird bei Schritt S33 die Vorladezeit basierend auf der Intervallzeit und dem Stromwert unmittelbar vor dem Abschluss der Bestromung unter Verwendung eines Kennfelds in 11 bestimmt.
In 11 sind mehrere Stromwerte als Stromwerte [A] unmittelbar vor dem Abschluss der Bestromung bei der vorausgehenden Kraftstoffeinspritzung eingestellt und es sind ferner mehrere Zeiten als Intervallzeiten [ms] eingestellt, so dass die Vorladezeit [ms] basierend auf diesen Parametern bestimmt wird. In diesem Fall wird bestimmt, während die Intervallzeit kürzer ist, dass die Vorladezeit einer kürzeren Zeit entspricht als diese, wenn die Intervallzeit länger als die kurze Intervallzeit ist. Ferner wird bestimmt, während der Stromwert unmittelbar vor dem Abschluss der Bestromung größer ist, dass die Vorladezeit einer kürzeren Zeit entspricht als diese, wenn der Stromwert unmittelbar vor dem Abschluss der Bestromung kleiner als der große Stromwert ist.
Mit Bezug auf 11 sind Bereiche vorgesehen, welche die Vorladezeit auf null einstellen. Demgemäß, ob die Intervallzeit und der Stromwert unmittelbar vor dem Abschluss der Bestromung diesen Bereichen entsprechen, ist es möglich, zwischen Fällen des Implementierens des Vorladens und Fällen des nicht Implementierens des Vorladens zu wechseln.
Mit Bezug auf 12A bis 12E erfolgt nachstehend eine spezifische Beschreibung einer Vorladesteuerung in der dritten Ausführungsform. Mit Bezug auf 12A bis 12C sind die Stromwerte unmittelbar vor dem Abschluss der Bestromung bei der vorausgehenden Kraftstoffeinspritzung allesamt gleich (2,35 A) und davon abgesehen sind die Intervallzeiten auf 1,0 ms, 0,8 ms bzw. 0,4 ms eingestellt. In diesem Fall unterscheiden sich die jeweiligen Vorladezeiten in 12A bis 12C voneinander.
Ferner sind die Stromwerte unmittelbar vor dem Abschluss der Bestromung bei der vorausgehenden Kraftstoffeinspritzung mit Bezug auf 12D und 12E beide auf 5,0 A eingestellt, was größer ist als diese in 12A und 12C, und im Übrigen sind die Intervallzeiten derart eingestellt, dass diese gleich 1,0 ms bzw. 0,8 ms sind. In diesem Fall unterscheiden sich die jeweiligen Vorladezeiten in 12D und 12E voneinander.
Kurz gesagt, es wird in Betracht gezogen, dass in einem Fall, wenn die Spule 31 durch die Bestromung in der vorausgehenden Kraftstoffeinspritzung zu dem Zeitpunkt des Starts der nachfolgenden Kraftstoffeinspritzung nach wie vor einen Magnetismus aufweist, der Antriebstrom dadurch vergrößert wird, dass dieser durch den verbleibenden Magnetismus beeinflusst wird. Ferner wird in Betracht gezogen, dass in solchen Fällen ein größerer Magnetismus zurückbleibt, während die Intervallzeit bei der mehrstufigen Einspritzung kürzer ist. Ferner wird in Betracht gezogen, dass ein größerer Magnetismus zurückbleibt, während der Stromwert unmittelbar vor dem Abschluss der Bestromung bei der vorausgehenden Kraftstoffeinspritzung größer ist. Mit Blick auf diesen Umstand wird die Vorladezeit verkürzt, wenn die Intervallzeit bei der mehrstufigen Einspritzung kürzer ist, und die Vorladezeit wird weiter verkürzt, wenn der Stromwert unmittelbar vor dem Abschluss der Bestromung bei der vorausgehenden Kraftstoffeinspritzung größer ist. Dies ermöglicht ein bevorzugtes Implementieren der Vorladesteuerung unter Berücksichtigung des Einflusses des verbleibenden Magnetismus.
Ferner kann eine Größe der Intervallzeit bei der mehrstufigen Einspritzung und des Stromwerts unmittelbar vor dem Abschluss der Bestromung bei der vorausgehenden Kraftstoffeinspritzung derart eingestellt sein, dass diese einem festgelegten Wert entsprechen. In diesem Fall wird die Vorladezeit bevorzugt basierend auf der variablen Größe derselben variabel bestimmt.
(Vierte Ausführungsform)
Beim Implementieren der mehrstufigen Einspritzung gelangt die Vorladephase bei der nachfolgenden Kraftstoffeinspritzung näher an die Bestromungsphase (den Einspritzimpuls) bei der vorausgehenden Kraftstoffeinspritzung, während eine Vorladezeit ausgedehnt wird. Es wird in Betracht gezogen, dass in einigen Fällen das Vorladen bei der nachfolgenden Kraftstoffeinspritzung in der Bestromungsphase für die vorausgehende Kraftstoffeinspritzung gestartet werden kann. In solchen Fällen besteht eine erhöhte Gefahr hinsichtlich einer übermäßigen Reduktion des Kraftstoffeinspritzbetrags in einem Verbrennungszyklus. Beispielsweise unter der Annahme, dass die tatsächliche Einspritzung bei einer konstanten Zeit gestartet wird (Anheben des Ventilkörpers gestartet wird), besteht eine erhöhte Gefahr hinsichtlich einer Anwendung eines Einflusses der Ausdehnung der Vorladezeit für die nachfolgende Kraftstoffeinspritzung auf die vorausgehende Kraftstoffeinspritzung. Bei einer vierten Ausführungsform wird somit ein oberer Grenzwert der Vorladezeit vorläufig eingestellt. Falls der eingestellte Wert der Vorladezeit den oberen Grenzwert überschreitet, wird die Vorladezeit ferner auf den oberen Grenzwert beschränkt und der Einspritzimpuls (die Bestromungszeit mit dem Antriebsstrom) wird basierend auf dem Überschussbetrag der Vorladezeit dahingehend korrigiert, dass dieser ausgedehnt ist.
13 ist ein Flussdiagramm, welches einen Verarbeitungsvorgang für eine Impulskorrektur gemäß der vierten Ausführungsform darstellt. Die Verarbeitung wird durch die ECU 40 bei einem vorbestimmten Zeitzyklus wiederholend ausgeführt.
Mit Bezug auf 13 wird bei Schritt S41 bestimmt, ob eine Vorladezeit (beispielsweise eine in 7 berechnete Vorladezeit) einen oberen Grenzwert überschreitet. Der obere Grenzwert wird beispielsweise vorzugsweise basierend auf der Zeit des Bestromungsstarts mit dem Antriebsstrom für die nachfolgende Kraftstoffeinspritzung definiert und dieser ist vorzugsweise derart eingestellt, dass dieser dem Wert infolge des Subtrahierens einer Spanne von dem Zeitintervall ΔT zwischen der Abschlusszeit der Bestromung für die vorausgehende Kraftstoffeinspritzung (die aktuelle Einspritzung) und der Startzeit der Bestromung mit dem Antriebsstrom für die nachfolgende Kraftstoffeinspritzung (obere Grenzwert = ΔT-Spanne) entspricht.
Falls die Vorladezeit größer als der obere Grenzwert ist, schreitet die Verarbeitung zu Schritt S42 voran, bei welchem die Vorladezeit mit dem oberen Grenzwert beschränkt wird. Bei Schritt S43 wird nachfolgend ein Korrekturbefehl zum Ausdehnen der Impulsbreite des Einspritzimpulses für die nachfolgende Kraftstoffeinspritzung ausgegeben. Zu dieser Zeit wurde eine Beziehung zwischen Überschussbeträgen der Vorladezeit über den oberen Grenzwert und Ausdehnungs-Korrekturwerten zum Ausdehnen der Impulsbreite vorläufig als ein Kennfeld definiert. Ein Ausdehnungs-Korrekturwert zum Ausdehnen der Impulsbreite wird unter Verwendung des Kennfelds berechnet und der Einspritzimpuls wird unter Verwendung dieses Ausdehnungs-Korrekturwerts derart korrigiert, dass dieser ausgedehnt ist. Ferner wird der Einspritzimpuls bevorzugt hinsichtlich der letzten Einspritzung bei der mehrstufigen Einspritzung ausgedehnt.
Mit der vorgenannten Konfiguration wird, wenn die Ausdehnung der Vorladezeit die Steuerung des Kraftstoffeinspritzbetrags verhindern kann, der Einspritzimpuls für eine nachfolgende Kraftstoffeinspritzung anstelle des Ausdehnens der Vorladezeit ausgedehnt. Dies implementiert eine Kraftstoffeinspritzung, um einen gewünschten Kraftstoffbetrag sicherzustellen, während Variationen der Bestromungswellenform unterdrückt werden.
(Weitere Ausführungsformen)
Die vorgenannten Ausführungsformen können beispielsweise wie folgt modifiziert werden.
Die Vorladezeit oder der Vorladestrom können unter Berücksichtigung von Temperaturcharakteristika der Spule 31 bestimmt werden. In diesem Fall wird unter Bedingungen, bei welchen die Spule 31 hinsichtlich des Widerstandswerts mit Bezug auf einen Referenzwert erhöht wurde, vorzugsweise die Vorladezeit oder der Vorladestrom in Abhängigkeit des Betrags der Zunahme des Widerstandswerts davon vergrößert.
Die Intervallzeiten bei der mehrstufigen Einspritzung können Ruhezeiten zwischen tatsächlichen Kraftstoffeinspritzungen, welche durch vorausgehende und nachfolgende Kraftstoffeinspritzimpulse hervorgerufen werden, sowie Ruhezeiten zwischen Einspritzimpulsen entsprechen.
Aus Fällen des Implementierens der mehrstufigen Einspritzung und Fällen des nicht Implementierens der mehrstufigen Einspritzung kann eine Vorladesteuerung lediglich in den erstgenannten Fällen basierend auf Stromveränderungsparametern ausgeführt werden. In diesem Fall wird in Betracht gezogen, dass in Fällen des Implementierens der mehrstufigen Einspritzung eine Zeit für eine Kraftstoffeinspritzung verkürzt ist und daher ein größerer Einfluss von Kraftstoffeinspritzvariationen vorliegt. Es ist jedoch möglich, solche Kraftstoffeinspritzvariationen bevorzugt zu unterdrücken.
Die vorliegende Offenbarung kann neben Ottomotoren außerdem auf andere Maschinen angewendet werden. Die vorliegende Offenbarung kann beispielsweise ebenso als eine Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung für eine Dieselmaschine konkretisiert sein.

Claims

Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine (11) mit einem Kraftstoffinjektor (30), der einen Ventilkörper (33) und einen elektromagnetischen Teil (31) umfasst, welcher derart konfiguriert ist, dass dieser den Ventilkörper ausgehend von einer geschlossenen Ventilposition hin zu einer offenen Ventilposition durch Bestromen bewegt, und Kraftstoff einspritzt, wenn der Ventilkörper hin zu der offenen Ventilposition bewegt ist, wobei die Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung derart konfiguriert ist, dass diese bei einer Kraftstoffeinspritzung in einer Vorladephase zu Beginn eines Bestromungsstarts dem elektromagnetischen Teil einen Vorladestrom zuführt, welcher kleiner als ein Strom zum Betätigen des Ventilkörpers ist, und dem elektromagnetischen Teil anschließend einen Antriebsstrom zum Betätigen des Ventilkörpers zuführt, wobei die Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung aufweist: einen Parameter-Erlangungsteil, welcher einen Stromveränderungsparameter als einen Parameter in Zusammenhang mit einer Geschwindigkeit einer Anstiegsveränderung des Antriebsstroms erlangt; und einen Vorlade-Steuerungsteil, welcher die Zuführung des Vorladestroms zu dem elektromagnetischen Teil basierend auf dem durch den Parameter-Erlangungsteil erlangten Stromveränderungsparameter steuert; wobei der Parameter-Erlangungsteil eine Anstiegsgeschwindigkeit des Antriebsstroms, eine Ankunftszeit bis der Antriebsstrom einen bestimmten Stromschwellenwert erreicht, oder einen zeitintegrierten Wert des Antriebsstroms bei einer Anstiegsveränderung des Antriebsstroms als den Stromveränderungsparameter erlangt; und der Vorlade-Steuerungsteil eine Vorladesteuerung implementiert, so dass ein integrierter Wert des Vorladestroms in der Vorladephase vergrößert ist, während die Anstiegsgeschwindigkeit niedriger ist, die Ankunftszeit länger ist oder der zeitintegrierte Wert kleiner ist.
Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Vorlade-Steuerungsteil die Vorladesteuerung durch variables, auf dem Stromveränderungsparameter basierendes Einstellen eines Vorladesteuerungsbetrags, welcher unter Verwendung einer Vorladezeit, die einer Zeitdauer der Vorladephase entspricht, definiert ist, oder einer Amplitude des Vorladestroms in der Vorladephase, implementiert.
Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Vorlade-Steuerungsteil umfasst: einen Berechnungsteil, welcher eine Abweichung des Stromveränderungsparameters von einem Zielwert des Stromveränderungsparameters berechnet; einen Korrekturteil, welcher einen Vorladesteuerungsbetrag in der Vorladephase korrigiert, um den Vorladesteuerungsbetrag bei einer nachfolgenden Kraftstoffeinspritzung um einen vorbestimmten Wert zu erhöhen oder zu verringern, wenn die Abweichung größer oder gleich einem ersten Schwellenwert ist; und einen Korrektur-Stopp-Teil, welcher die Korrektur durch Erhöhen oder die Korrektur durch Verringern bei der Kraftstoffeinspritzung nach der Korrektur durch Erhöhen oder der Korrektur durch Verringern stoppt, wenn die Abweichung kleiner als ein zweiter Schwellenwert ist, der kleiner als der erste Schwellenwert ist.
Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine (11) mit einem Kraftstoffinjektor (30), der einen Ventilkörper (33) und einen elektromagnetischen Teil (31) umfasst, welcher derart konfiguriert ist, dass dieser den Ventilkörper ausgehend von einer geschlossenen Ventilposition hin zu einer offenen Ventilposition durch Bestromen bewegt, und Kraftstoff einspritzt, wenn der Ventilkörper hin zu der offenen Ventilposition bewegt ist, wobei die Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung derart konfiguriert ist, dass diese bei einer Kraftstoffeinspritzung in einer Vorladephase zu Beginn eines Bestromungsstarts dem elektromagnetischen Teil einen Vorladestrom zuführt, welcher kleiner als ein Strom zum Betätigen des Ventilkörpers ist, und dem elektromagnetischen Teil anschließend einen Antriebsstrom zum Betätigen des Ventilkörpers zuführt, wobei die Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung aufweist: einen Parameter-Erlangungsteil, welcher einen Stromveränderungsparameter als einen Parameter in Zusammenhang mit einer Geschwindigkeit einer Anstiegsveränderung des Antriebsstroms erlangt; und einen Vorlade-Steuerungsteil, welcher die Zuführung des Vorladestroms zu dem elektromagnetischen Teil basierend auf dem durch den Parameter-Erlangungsteil erlangten Stromveränderungsparameter steuert; wobei die Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung derart konfiguriert ist, dass diese eine mehrstufige Einspritzung implementiert, bei welcher mehrere Kraftstoffeinspritzzeiten in einem Verbrennungszyklus implementiert sind, wobei der Vorlade-Steuerungsteil einen Vorladesteuerungsbetrag in der Vorladephase der jeweiligen Kraftstoffeinspritzzeiten bei der mehrstufigen Einspritzung basierend auf dem Stromveränderungsparameter, der beim Implementieren der Kraftstoffeinspritzung berechnet wird, bei welcher der Kraftstoffinjektor am kürzesten bestromt wird, berechnet und den Vorladesteuerungsbetrag für die Vorladesteuerung bei einer weiteren Kraftstoffeinspritzung verwendet.
Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, welche derart konfiguriert ist, dass diese eine Teilhubeinspritzung durch Beenden eines Ventilkörperhubs in einem Teilhub-Zustand, bevor der Ventilkörper hin zu dem vollständigen Hub gebracht ist, implementiert, wobei der Vorlade-Steuerungsteil die Vorladesteuerung basierend auf dem durch den Parameter-Erlangungsteil erlangten Stromveränderungsparameter beim Implementieren der Teilhubeinspritzung implementiert.
Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine (11) mit einem Kraftstoffinjektor (30), der einen Ventilkörper (33) und einen elektromagnetischen Teil (31) umfasst, welcher derart konfiguriert ist, dass dieser den Ventilkörper ausgehend von einer geschlossenen Ventilposition hin zu einer offenen Ventilposition durch Bestromen bewegt, und Kraftstoff einspritzt, wenn der Ventilkörper hin zu der offenen Ventilposition bewegt ist, wobei die Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung derart konfiguriert ist, dass diese bei einer Kraftstoffeinspritzung in einer Vorladephase zu Beginn eines Bestromungsstarts dem elektromagnetischen Teil einen Vorladestrom zuführt, welcher kleiner als ein Strom zum Betätigen des Ventilkörpers ist, und dem elektromagnetischen Teil anschließend einen Antriebsstrom zum Betätigen des Ventilkörpers zuführt, wobei die Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung aufweist: einen Parameter-Erlangungsteil, welcher einen Stromveränderungsparameter als einen Parameter in Zusammenhang mit einer Geschwindigkeit einer Anstiegsveränderung des Antriebsstroms erlangt; und einen Vorlade-Steuerungsteil, welcher die Zuführung des Vorladestroms zu dem elektromagnetischen Teil basierend auf dem durch den Parameter-Erlangungsteil erlangten Stromveränderungsparameter steuert; wobei die Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung derart konfiguriert ist, dass diese eine mehrstufige Einspritzung implementiert, bei welcher mehrere Kraftstoffeinspritzzeiten in einem Verbrennungszyklus implementiert sind, wobei: der Parameter-Erlangungsteil eine Intervallzeit zwischen einer vorausgehenden Einspritzung und einer nachfolgenden Einspritzung bei der mehrstufigen Einspritzung als den Stromveränderungsparameter erlangt; und der Vorlade-Steuerungsteil die Vorladesteuerung implementiert, um einen integrierten Wert des Vorladestroms in der Vorladephase in einem Fall, in welchem die Intervallzeit kurz ist, kleiner als einen integrierten Wert des Vorladestroms in der Vorladephase in einem Fall, in welchem die Intervallzeit länger als die kurze Intervallzeit ist, zu machen.
Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 6, wobei der Vorlade-Steuerungsteil die Vorladesteuerung gemäß der Intervallzeit implementiert oder nicht implementiert.
Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine (11) mit einem Kraftstoffinjektor (30), der einen Ventilkörper (33) und einen elektromagnetischen Teil (31) umfasst, welcher derart konfiguriert ist, dass dieser den Ventilkörper ausgehend von einer geschlossenen Ventilposition hin zu einer offenen Ventilposition durch Bestromen bewegt, und Kraftstoff einspritzt, wenn der Ventilkörper hin zu der offenen Ventilposition bewegt ist, wobei die Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung derart konfiguriert ist, dass diese bei einer Kraftstoffeinspritzung in einer Vorladephase zu Beginn eines Bestromungsstarts dem elektromagnetischen Teil einen Vorladestrom zuführt, welcher kleiner als ein Strom zum Betätigen des Ventilkörpers ist, und dem elektromagnetischen Teil anschließend einen Antriebsstrom zum Betätigen des Ventilkörpers zuführt, wobei die Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung aufweist: einen Parameter-Erlangungsteil, welcher einen Stromveränderungsparameter als einen Parameter in Zusammenhang mit einer Geschwindigkeit einer Anstiegsveränderung des Antriebsstroms erlangt; und einen Vorlade-Steuerungsteil, welcher die Zuführung des Vorladestroms zu dem elektromagnetischen Teil basierend auf dem durch den Parameter-Erlangungsteil erlangten Stromveränderungsparameter steuert; wobei die Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung derart konfiguriert ist, dass diese eine mehrstufige Einspritzung implementiert, bei welcher mehrere Kraftstoffeinspritzzeiten in einem Verbrennungszyklus implementiert sind, wobei: der Parameter-Erlangungsteil einen Stromwert unmittelbar vor dem Abschluss der Bestromung bei einer vorausgehenden Kraftstoffeinspritzung der vorausgehenden Kraftstoffeinspritzung und einer nachfolgenden Kraftstoffeinspritzung bei der mehrstufigen Einspritzung als den Stromveränderungsparameter erlangt; und der Vorlade-Steuerungsteil die Vorladesteuerung implementiert, um einen integrierten Wert des Vorladestroms in der Vorladephase in einem Fall, in welchem der Stromwert unmittelbar vor dem Abschluss der Bestromung bei der vorausgehenden Kraftstoffeinspritzung groß ist, kleiner zu machen als einen integrierten Wert des Vorladestroms in der Vorladephase in einem Fall, in welchem der Stromwert unmittelbar vor dem Abschluss der Bestromung bei der vorausgehenden Kraftstoffeinspritzung kleiner als der große Stromwert ist.
Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 8, wobei der Vorlade-Steuerungsteil die Vorladesteuerung gemäß dem Stromwert unmittelbar vor dem Abschluss der Bestromung bei der vorausgehenden Kraftstoffeinspritzung implementiert oder nicht implementiert.
Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei: der Vorlade-Steuerungsteil die Vorladesteuerung durch variables Einstellen einer Vorladezeit, die einer Zeitdauer der Vorladephase entspricht, basierend auf dem Stromveränderungsparameter implementiert; und der Vorlade-Steuerungsteil einen Korrekturteil umfasst, welcher, wenn ein Einstellwert für die Vorladezeit einen vorbestimmten oberen Grenzwert überschreitet, die Vorladezeit auf den oberen Grenzwert beschränkt und eine Bestromungszeit basierend auf dem Überschussbetrag der Vorladezeit mit dem Antriebsstrom korrigiert, um die Bestromungzeit zu erhöhen.