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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung.
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Hintergrund
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In den letzten Jahren wurde gefordert, gleichzeitig einen niedrigen Kraftstoffverbrauch und eine hohe Leistung eines Verbrennungsmotors zu erreichen. Um dies zu erreichen, wurde unter anderem eine Erweiterung eines dynamischen Bereichs eines Kraftstoffeinspritzventils benötigt. Um den dynamischen Bereich des Kraftstoffeinspritzventils zu erweitern, ist es notwendig, die dynamischen Durchflusseigenschaften zu verbessern und gleichzeitig die statischen Durchflusseigenschaften im Stand der Technik zu gewährleisten. Als Verfahren zur Verbesserung der dynamischen Durchflusseigenschaften ist die Reduzierung der Mindesteinspritzmenge durch Teilhubregelung bekannt.
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Beispielsweise offenbart PTL 1 als Steuervorrichtung, die einen Betrieb eines Kraftstoffeinspritzventils steuert, eine Steuervorrichtung, die Informationen zur Individualabweichung des Kraftstoffeinspritzventils erfasst und einen Ansteuerstrom für jedes Kraftstoffeinspritzventil verändert, wenn die Erregungssteuerung des Kraftstoffeinspritzventils basierend auf den erfassten Informationen zur Individualabweichung durchgeführt wird.
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In der in PTL 1 offenbarten Steuervorrichtung wird auf der Grundlage der erfassten Informationen zur Individualabweichung ermittelt, ob der Spitzenstrom des Ansteuerstroms zum Öffnen des Kraftstoffeinspritzventils, der für alle in dem Verbrennungsmotor montierten Kraftstoffeinspritzventilen gleich ist, übermäßig hoch oder unzureichend ist, und die Ventilöffnungskraft zum Zeitpunkt der Ventilöffnung wird durch Verringerung oder Erhöhung des Ansteuerstroms optimiert. Darüber hinaus wird unmittelbar nach dem Anlegen eines Spitzenstroms eine Rückwärtsspannung angelegt, und der dem Kraftstoffeinspritzventil zugeführte Strom wird schnell abgezogen, so dass die Beschleunigung des Ventilkörpers, unmittelbar bevor das Öffnen des Ventils abgeschlossen ist, verringert wird und das Zurückschnellen des Ventilkörpers, nachdem das Öffnen des Ventils abgeschlossen ist, verringert wird.
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Darüber hinaus wird in der in PTL 2 offenbarten Steuervorrichtung ein Verfahren zur hochgenauen Erfassung der Individualabweichung des Kraftstoffeinspritzventils offenbart, indem die Individualabweichungserfassung unter den Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors, die das Ergebnis der Individualabweichungserfassung bei der Individualabweichungserfassung des Kraftstoffeinspritzventils beeinflussen, unterbunden wird.
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Zitierliste
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Patentliteratur
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Zusammenfassung der Erfindung
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Technisches Problem
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In der Steuervorrichtung des Kraftstoffeinspritzventils, die in PTL 2 offenbart ist, ändert sich die Ventilschließzeit, wenn der Kraftstoffdruck des Common-Rail-Systems, das das Kraftstoffeinspritzventil mit Kraftstoff versorgt, innerhalb einer bestimmten Zeit um einen bestimmten Wert oder mehr schwankt, so dass die Ausführung der Individualabweichungserfassung verhindert wird und die Individualabweichungserfassung nur ausgeführt wird, wenn die Kraftstoffdruckschwankung gering ist. Zusätzlich wird ein Ventilkörper des Kraftstoffeinspritzventils nicht stabilisiert und die Ventilschließzeit ändert sich, wenn eine Einspritzimpulsbreite, die die Erregungszeit für das Kraftstoffeinspritzventil darstellt, gleich oder kleiner als die vorbestimmte Zeitspanne ist. Daher ist die Ausführung der Individualabweichungserfassung nur zulässig, wenn die Einspritzimpulsbreite gleich oder größer als die vorbestimmte Zeit ist.
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Wenn jedoch die Einspritzimpulsbreite, die die Ausführung der Individualabweichungserfassung ermöglicht, verlängert wird, sinkt die Häufigkeit eines Zustands, in dem die Individualabweichungserfassung während des Betriebs des Verbrennungsmotors ausgeführt werden kann, und die Individualabweichungserfassung wird möglicherweise nicht ausgeführt. Andererseits, wenn die Einspritzimpulsbreite, die die Ausführung der Individualabweichungserfassung ermöglicht, verkürzt wird, erhöht sich die Häufigkeit eines Zustands, in dem die Individualabweichungserfassung während des Betriebs des Verbrennungsmotors ausgeführt werden kann, aber die Abweichung bei der Individualabweichungserfassung des Kraftstoffeinspritzventils erhöht sich, und die Genauigkeit kann sich verschlechtern. Darüber hinaus ändert sich, selbst wenn der Ventilkörper des Kraftstoffeinspritzventils stabil ist, die Ventilschließzeit in Abhängigkeit davon, ob ein Haltestrom zum Halten des Ventilkörpers in einer Vollhubposition beim Stoppen der Erregung des Kraftstoffeinspritzventils gespeist wird oder nicht und ob ein beweglicher Kern, der den Ventilkörper nach oben drückt, stabil ist oder nicht, und es besteht die Möglichkeit, dass sich die Genauigkeit der Individualabweichungserfassung verschlechtert.
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Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die oben genannten Probleme gemacht, und ein Ziel davon ist es, eine Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, die Ausführungshäufigkeit und die Genauigkeit der Individualabweichungserfassung einer Vielzahl von Kraftstoffeinspritzventilen zu verbessern.
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Lösung des Problems
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Um das obige Ziel zu erreichen, stellt die vorliegende Erfindung eine Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung bereit, die eine Vielzahl von Kraftstoffeinspritzventilen steuert, in denen sich ein Ventilkörper von einer Ventilschließposition in eine Ventilöffnungsposition bewegt, indem ein Elektromagnet erregt wird, wobei die Vorrichtung dazu konfiguriert ist, eine Zeit von dem Zeitpunkt, an dem die Erregung des Elektromagneten beendet ist, bis zu dem Zeitpunkt, an dem sich der Ventilkörper in die Ventilschließposition für jedes der Vielzahl von Kraftstoffeinspritzventilen bewegt, als eine Ventilschließzeit zu messen; eine Erregungszeit des Elektromagneten in eine Vielzahl von Abschnitten zu unterteilen; einen Durchschnittswert der Ventilschließzeiten, die vielfach in jedem der Vielzahl von Abschnitten gemessen wurden, als durchschnittliche Ventilschließzeit zu berechnen; eine spezifische Ventilschließzeit auf der Grundlage der durchschnittlichen Ventilschließzeit mindestens eines Abschnitts der Vielzahl von Abschnitten zu berechnen; und die Erregungszeit entsprechend der spezifischen Ventilschließzeit jedes der Vielzahl von Kraftstoffeinspritzventilen zu korrigieren.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung, die wie oben beschrieben konfiguriert ist, wird die Erregungszeit des Elektromagneten jedes Kraftstoffeinspritzventils in eine Vielzahl von Abschnitten unterteilt, wird die spezifische Ventilschließzeit jedes Kraftstoffeinspritzventils auf der Grundlage mindestens einer der durchschnittlichen Ventilschließzeiten der Abschnitte berechnet, und wird die Abweichung der spezifischen Ventilschließzeit jedes Kraftstoffeinspritzventils als die Individualabweichung des Kraftstoffeinspritzventils erfasst. Infolgedessen können die Ausführungshäufigkeit und die Genauigkeit der Individualabweichungserfassung der Vielzahl von Kraftstoffeinspritzventilen verbessert werden.
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Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung
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Gemäß der Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung können die Ausführungshäufigkeit und die Genauigkeit der Individualabweichungserfassung der Vielzahl von Kraftstoffeinspritzventilen verbessert werden.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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- 1 ist ein schematisches Gesamtkonfigurationsdiagramm, das ein Beispiel für eine Grundkonfiguration eines Verbrennungsmotorsystems veranschaulicht, an dem eine Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angebracht ist.
- 2 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm, das eine Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
- 3 ist ein Diagramm, das ein Konfigurationsbeispiel einer in 2 veranschaulichten Kraftstoffeinspritzansteuereinheit veranschaulicht.
- 4 ist eine Schnittansicht eines in 1 veranschaulichten Kraftstoffeinspritzventils.
- 5 ist ein Zeitdiagramm zur Erläuterung eines Verfahrens zur Ansteuerung des in 1 veranschaulichten Kraftstoffeinspritzventils.
- 6 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einer Einspritzimpulsbreite des in 1 veranschaulichten Kraftstoffeinspritzventils und einer Kraftstoffeinspritzmenge veranschaulicht.
- 7 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einer Einspritzmengenkennlinie und einem Einspritzimpulsbreitenkorrekturbetrag jedes Kraftstoffeinspritzventils veranschaulicht.
- 8 ist ein Diagramm zur Erläuterung einer Beziehung zwischen einer Ventilschließzeit und einem Einspritzimpulsbreitenkorrekturbetrag, der verwendet wird, wenn die Einspritzimpulsbreitenkorrektur durchgeführt wird.
- 9 ist ein Diagramm zur Erläuterung der Erfassung einer Ventilschließzeit unter Verwendung einer Ansteuerspannung in dem in 1 veranschaulichten Kraftstoffeinspritzventil.
- 10 ist ein Diagramm zur Erläuterung eines Einspritzimpulsbreitenintervalls zur Evaluierung eines Ergebnisses einer Ventilschließerfassung.
- 11 ist ein Diagramm zur Erläuterung eines Verfahrens zur Evaluierung eines Ergebnisses einer Ventilschließerfassung für jedes Einspritzimpulsbreitenintervall.
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Beschreibung der Ausführungsformen
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Nachfolgend wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen beschrieben. In der vorliegenden Beschreibung und den zugehörigen Zeichnungen werden Komponenten mit im Wesentlichen gleicher Funktion oder Konfiguration mit den gleichen Bezugszeichen versehen, und redundante Beschreibungen werden weggelassen.
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Zunächst wird eine Konfiguration eines Verbrennungsmotorsystems beschrieben, das mit einer Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform ausgestattet ist. 1 ist ein Gesamtkonfigurationsdiagramm eines Verbrennungsmotorsystems, das mit einer Kraftstoffeinspritzungssteuereinrichtung gemäß einer Ausführungsform ausgestattet ist.
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Ein in 1 dargestellter Verbrennungsmotor (Motor) 101 ist ein Viertaktmotor, der vier Takte eines Ansaugtakts, eines Verdichtungstakts, eines Verbrennungstakts (Expansionstakts) und eines Auspufftakts wiederholt und beispielsweise ein Mehrzylindermotor mit vier Zylindern (Zylindern) ist. Beachten Sie, dass die Anzahl der Zylinder des Verbrennungsmotors 101 nicht auf vier beschränkt ist, sondern auch sechs, acht oder mehr Zylinder umfassen kann.
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Der Verbrennungsmotor 101 umfasst einen Kolben 102, ein Einlassventil 103 und ein Auslassventil 104. Die Ansaugluft (Ansaugluft) des Verbrennungsmotors 101 strömt durch einen Luftdurchflussmesser (AFM) 120, der die Menge der einströmenden Luft erfasst, und eine Durchflussrate davon wird durch ein Drosselventil 119 eingestellt. Die Luft, die das Drosselventil 119 passiert hat, wird in den Sammler 115 gesaugt, der ein Verzweigungsteil ist, und dann über ein Einlassrohr 110 und das Einlassventil 103, das für jeden Zylinder vorgesehen ist, in einen Brennraum 121 jedes Zylinders geführt.
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Andererseits wird der Kraftstoff aus einem Kraftstofftank 123 über eine Niederdruck-Kraftstoffpumpe 124 einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe 125 zugeführt und durch die Hochdruck-Kraftstoffpumpe 125 auf einen für die Kraftstoffeinspritzung erforderlichen Druck erhöht. Das heißt, die Hochdruck-Kraftstoffpumpe 125 bewegt einen in der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 125 vorgesehenen Kolben durch die von einer Auslassnockenwelle (nicht dargestellt) eines Auslassnockens 128 übertragene Kraft auf und ab und setzt (fördert) den Kraftstoff in der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 125 unter Druck.
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Ein durch einen Elektromagneten gesteuertes Ein-Aus-Ventil ist in einem Sauganschluss der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 125 vorgesehen, und der Elektromagnet ist mit einer Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung 127 verbunden, die in einer Motorsteuereinheit (ECU) 109 vorgesehen ist, die eine elektronische Steuereinrichtung ist. Die Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung 127 steuert einen Elektromagneten auf der Grundlage eines Steuerbefehls von der ECU 109 und steuert ein Ein-Aus-Ventil, so dass der Druck des von der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 125 abgegebenen Kraftstoffs (nachstehend als „Kraftstoffdruck“ abgekürzt) einen Soll-Druck annimmt. Die ECU 109 (Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung 127) umfasst beispielsweise eine CPU, einen Speicher und eine Ein-/Ausgabeschnittstelle (nicht dargestellt).
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Die CPU ist ein Prozessor, der arithmetische Berechnungen durchführt. Der Speicher ist eine Speichereinheit, einschließlich eines flüchtigen oder nichtflüchtigen Halbleiterspeichers oder dergleichen. Der Speicher kann ein Computerprogramm zur Steuerung des Kraftstoffeinspritzventils 105 speichern. In diesem Fall liest die CPU das im Speicher aufgezeichnete Computerprogramm und führt es aus, wodurch alle oder ein Teil der Funktionen der Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung 127 realisiert werden. Ein Zündschaltersignal für den Startbefehl (Zündung) des Verbrennungsmotors 101 wird in die ECU 109 eingegeben. Wenn beispielsweise erkannt wird, dass das Zündschaltersignal eingeschaltet ist, beginnt die CPU mit der Verarbeitung eines Computerprogramms zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung. Anstelle der CPU kann auch eine andere arithmetische Verarbeitungseinheit wie eine Mikroverarbeitungseinheit (MPU) verwendet werden.
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Der von der Kraftstoff-Hochdruckpumpe 125 geförderte Kraftstoff wird über die Kraftstoffhochdruckleitung 129 zum Kraftstoffeinspritzventil 105 geleitet. Das Kraftstoffeinspritzventil 105 spritzt auf der Grundlage eines Befehls der Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung 127 direkt Kraftstoff in die Brennkammer 121 ein. Das Kraftstoffeinspritzventil 105 ist ein elektromagnetisches Ventil, das Kraftstoff durch Betätigung eines Ventilkörpers einspritzt, wenn ein Elektromagnet (elektromagnetische Spule), der später beschrieben wird, mit Ansteuerstrom vorsorgt (erregt) wird.
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Der Verbrennungsmotor 101 ist mit einem Kraftstoffdrucksensor 126 ausgestattet, der den Kraftstoffdruck in der Hochdruckkraftstoffleitung 129 misst. Die ECU 109 überträgt einen Steuerbefehl zum Einstellen des Kraftstoffdrucks in der Hochdruckkraftstoffleitung 129 auf einen Soll-Druck an die Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung 127 auf der Grundlage eines Messergebnisses des Kraftstoffdrucksensors 126. Das heißt, die ECU 109 führt eine sogenannte Rückkopplungsregelung durch, um den Kraftstoffdruck in der Hochdruckkraftstoffleitung 129 auf einen Soll-Druck einzustellen.
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Außerdem ist jede Brennkammer 121 des Verbrennungsmotors 101 mit einer Zündkerze 106, einer Zündspule 107 und einem Wassertemperatursensor 108 ausgestattet. Die Zündkerze 106 legt einen Elektrodenabschnitt in der Brennkammer 121 frei und zündet ein Luft-Kraftstoff-Gemisch, bei dem die Ansaugluft und der Kraftstoff in der Brennkammer 121 vermischt werden, durch Entladung. Die Zündspule 107 erzeugt eine Hochspannung zur Entladung an der Zündkerze 106. Der Wassertemperatursensor 108 misst die Temperatur des Kühlwassers zum Kühlen des Zylinders des Verbrennungsmotors 101.
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Die ECU 109 steuert die Erregung der Zündspule 107 und die Zündung durch die Zündkerze 106. Das Luft-Kraftstoff-Gemisch, in dem die Ansaugluft und der Kraftstoff in der Brennkammer 121 vermischt sind, wird durch einen von der Zündkerze 106 abgegebenen Funken verbrannt, und der Kolben 102 wird durch diesen Druck nach unten gedrückt.
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Die bei der Verbrennung entstehenden Abgase werden über das Auslassventil 104 in das Abgasrohr 111 geleitet. Das Abgasrohr 111 ist mit einem Drei-Wege-Katalysator 112 und einem Sauerstoffsensor 113 ausgestattet. Der Drei-Wege-Katalysator 112 reinigt im Abgas enthaltene Schadstoffe wie Stickoxide (NOx). Der Sauerstoffsensor 113 erfasst die im Abgas enthaltene Sauerstoffkonzentration und gibt das Erfassungsergebnis an die ECU 109 weiter. Die ECU 109 führt auf der Grundlage des Erfassungsergebnisses des Sauerstoffsensors 113 eine Rückkopplungsregelung durch, so dass die vom Kraftstoffeinspritzventil 105 gelieferte Kraftstoffeinspritzmenge zu einem Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis wird.
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Eine Kurbelwelle 131 ist über eine Pleuelstange 132 mit dem Kolben 102 verbunden. Dann wird die Hin- und Her-Bewegung des Kolbens 102 durch die Kurbelwelle 131 in eine Drehbewegung umgewandelt. Ein Kurbelwinkelsensor 116 ist an der Kurbelwelle 131 angebracht. Der Kurbelwinkelsensor 116 erfasst die Drehung und die Phase der Kurbelwelle 131 und gibt das Erfassungsergebnis an die ECU 109 aus. Die ECU 109 kann die Drehzahl des Verbrennungsmotors 101 auf der Grundlage der Ausgabe des Kurbelwinkelsensors 116 ermitteln.
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Signale von einem Kurbelwinkelsensor 116, einem Luftdurchflussmesser 120, einem Sauerstoffsensor 113, einem Gaspedalöffnungssensor 122, der die Öffnung eines vom Fahrer betätigten Gaspedals anzeigt, einem Kraftstoffdrucksensor 126 und dergleichen werden in die ECU 109 eingegeben.
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Die ECU 109 berechnet ein erforderliches Drehmoment des Verbrennungsmotors 101 auf der Grundlage eines vom Gaspedalöffnungssensor 122 gelieferten Signals und bestimmt, ob sich der Motor in einem Leerlaufzustand befindet oder nicht. Ferner berechnet die ECU 109 eine für den Verbrennungsmotor 101 erforderliche Ansaugluftmenge aus dem erforderlichen Drehmoment und dergleichen und gibt ein entsprechendes Öffnungsgradsignal an die Drosselklappe 119 aus.
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Zusätzlich umfasst die ECU 109 eine Drehzahlerfassungseinheit, die die Drehzahl (im Folgenden als Motordrehzahl bezeichnet) des Verbrennungsmotors 101 auf der Grundlage des von dem Kurbelwinkelsensor 116 gelieferten Signals erfasst. Darüber hinaus umfasst die ECU 109 eine Warmlaufermittlungseinheit, die anhand der von dem Wassertemperatursensor 108 erhaltenen Temperatur des Kühlwassers, der nach dem Start des Verbrennungsmotors 101 verstrichenen Zeit und dergleichen ermittelt, ob sich der Drei-Wege-Katalysator 112 in einem Warmlaufzustand befindet.
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Die Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung 127 berechnet eine Kraftstoffmenge, die der Ansaugluftmenge entspricht, und gibt ein entsprechendes Kraftstoffeinspritzsignal an das Kraftstoffeinspritzventil 105 aus. Ferner gibt die Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung 127 ein Erregungssignal an die Zündspule 107 und ein Zündsignal an die Zündkerze 106 aus.
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Nachfolgend wird eine Konfiguration der in 1 dargestellten Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung 127 unter Bezugnahme auf die 2 und 3 beschrieben.
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2 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm, das die Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung 127 zeigt. 3 ist ein Diagramm, das ein Konfigurationsbeispiel der in 2 dargestellten Kraftstoffeinspritzungssteuereinheit zeigt.
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Wie in 2 dargestellt, umfasst die Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung 127 eine Kraftstoffeinspritz-Impulssignal-Berechnungseinheit 201 und eine Kraftstoffeinspritz-Ansteuerungswellenform-Befehlseinheit 202 als Kraftstoffeinspritzansteuereinheiten, eine Motorzustand-Erfassungseinheit 203 und eine Ansteuerungs-IC 208. Zusätzlich umfasst die Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung 127 eine Hochspannungserzeugungseinheit (Verstärkungsvorrichtung) 206, Kraftstoffeinspritzansteuereinheiten 207a und 207b, eine Ventilschließzeit-Erfassungseinheit 211, eine Ventilschließzeit-Evaluierungseinheit 212 und eine Einspritzimpulsbreitenkorrekturbetrags-Berechnungseinheit 213.
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Die Motorzustand-Erfassungseinheit 203 sammelt und liefert verschiedene Arten von Informationen wie die Motordrehzahl, die Ansaugluftmenge, die Kühlmitteltemperatur, den Kraftstoffdruck und den Fehlerzustand des Verbrennungsmotors 101 wie oben beschrieben.
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Die Kraftstoffeinspritzimpulssignal-Berechnungseinheit 201 berechnet eine Einspritzimpulsbreite, die eine Kraftstoffeinspritzdauer des Kraftstoffeinspritzventils 105 definiert, um die Kraftstoffeinspritzung mit der erforderlichen Einspritzmenge auf der Grundlage verschiedener Informationen einschließlich der erforderlichen Einspritzmenge, die von der Motorzustand-Erfassungseinheit 203 erhalten wird, zu realisieren. Da die Einspritzimpulsbreite aus den Eigenschaften des Referenz-Kraftstoffeinspritzventils (z.B. einem zentralen Teil der Konstruktionsvariation) ermittelt wird, wird ein Einspritzimpulsbreitenkorrekturbetrag, der von einer später beschriebenen Einspritzimpulsbreitenkorrekturbetrags-Berechnungseinheit 213 berechnet wird, für jeden Zylinder hinzugefügt und an die Ansteuerungs-IC 208 ausgegeben.
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Die Kraftstoffeinspritz-Ansteuerungswellenform-Befehlseinheit 202 berechnet einen Befehlswert eines Ansteuerstroms, der zum Öffnen und Aufrechterhalten der Ventilöffnung des Kraftstoffeinspritzventils 105 zugeführt wird, auf der Grundlage von verschiedenen Informationen, einschließlich des Kraftstoffdrucks, der von der Motorzustand-Erfassungseinheit 203 erhalten wird, und stellt den Befehlswert in der Ansteuerungs-IC 208 über serielle Kommunikation oder dergleichen ein.
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Die Batteriespannung 209 wird der Hochspannungserzeugungseinheit 206 über eine Sicherung 204 und ein Relais 205 zugeführt. Die Hochspannungserzeugungseinheit 206 erzeugt auf der Grundlage der Batteriespannung 209 eine hohe Versorgungsspannung 210 (VH), die zum Öffnen des elektromagnetischen Kraftstoffeinspritzventils 105 erforderlich ist. Nachfolgend wird die Versorgungsspannung 210 als Hochspannung 210 bezeichnet. Als Energiequelle für das Kraftstoffeinspritzventil 105 sind zwei Systeme vorgesehen: eine Hochspannung 210 zur Sicherung einer Ventilöffnungskraft des Ventilkörpers und eine Batteriespannung 209 zum Halten der Ventilöffnung, um den Ventilkörper nach dem Öffnen des Ventils nicht zu schließen.
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Die Kraftstoffeinspritzansteuereinheit 207a (Schalteinheit) ist auf der stromaufwärts gelegenen Seite (Energieversorgungsseite) des Kraftstoffeinspritzventils 105 vorgesehen und versorgt das Kraftstoffeinspritzventil 105 mit einer zum Öffnen des Kraftstoffeinspritzventils 105 erforderlichen Hochspannung 210. Nach dem Öffnen des Kraftstoffeinspritzventils 105 führt die Kraftstoffeinspritzansteuereinheit 207a dem Kraftstoffeinspritzventil 105 die Batteriespannung 209 zu, die zum Aufrechterhalten des offenen Zustands des Kraftstoffeinspritzventils 105 erforderlich ist.
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Wie in 3 dargestellt, umfasst die Kraftstoffeinspritzansteuereinheit 207a Dioden 301 und 302, ein hochspannungsseitiges Schaltelement 303 und ein niederspannungsseitiges Schaltelement 304. Die Kraftstoffeinspritzansteuereinheit 207a führt dem Kraftstoffeinspritzventil 105 die von der Hochspannungserzeugungseinheit 206 gelieferten Hochspannung 210 unter Verwendung des hochspannungsseitigen Schaltelements 303 über eine Diode 301 zu, die vorgesehen ist, um einen Stromrückfluss zu verhindern.
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Darüber hinaus führt die Kraftstoffeinspritzansteuereinheit 207a dem Einspritzventil 105 die über das Relais 205 gelieferte Batteriespannung 209 unter Verwendung des niederspannungsseitigen Schaltelements 304 über die Diode 302 zu, die vorgesehen ist, um einen Stromrückfluss zu verhindern.
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Die Kraftstoffeinspritzansteuereinheit 207b (Schalteinheit) ist auf der stromabwärts gelegenen Seite (Masseseite) des Kraftstoffeinspritzventils 105 vorgesehen und umfasst ein Schaltelement 305 und einen Shunt-Widerstand 306. Die Kraftstoffeinspritzansteuereinheit 207b legt die von der Kraftstoffeinspritzansteuereinheit 207a auf der stromaufwärts gelegenen Seite gelieferte Spannung an das Kraftstoffeinspritzventil 105 an, indem sie das Schaltelement 305 aktiviert. Zusätzlich erfasst die Kraftstoffeinspritzansteuereinheit 207b den im Kraftstoffeinspritzventil 105 durch den Shunt-Widerstand 306 verbrauchten Strom.
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Die in 2 dargestellte Ansteuerungs-IC 208 steuert die Kraftstoffeinspritzansteuereinheiten 207a und 207b auf der Grundlage der von der Kraftstoffeinspritz-Impulssignal-Berechnungseinheit 201 berechneten Einspritzimpulsbreite und der von der Kraftstoffeinspritz-Ansteuerungswellenform-Befehlseinheit 202 berechneten Ansteuerstromwellenform (Ansteuerstromprofil). Das heißt, die Ansteuerungs-IC 208 steuert die Hochspannung 210 und die Batteriespannung 209, die an das Kraftstoffeinspritzventil 105 angelegt werden, und steuert den dem Kraftstoffeinspritzventil 105 zugeführten Ansteuerstrom.
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Die Diode 309 ist in Durchlassrichtung zwischen der stromabwärts gelegenen Seite des Elektromagneten 407 (siehe 4) und der Hochspannungserzeugungseinheit 206 angeschlossen, und die Diode 308 ist in Durchlassrichtung zwischen dem Shunt-Widerstand 306 und der stromaufwärts gelegenen Seite des Elektromagneten 407 angeschlossen. Wenn das hochspannungsseitige Schaltelement 303, das niederspannungsseitige Schaltelement 304 und das Schaltelement 305 ausgeschaltet sind, werden die Diode 308 und die Diode 309 durch die gegenelektromotorische Kraft, die in dem Elektromagneten 407 des Kraftstoffeinspritzventils 105 erzeugt wird, mit Energie versorgt. Infolgedessen wird der Strom zur Seite der Hochspannungserzeugungseinheit 206 zurückgeführt, und der dem Elektromagneten 407 zugeführte Ansteuerstrom nimmt rasch ab. Zu diesem Zeitpunkt wird eine Spannung (VH) mit einer Größe, die beispielsweise der Hochspannung 210 entspricht, und mit einer umgekehrten Polarität als gegenelektromotorische Kraft zwischen den Anschlüssen des Elektromagneten 407 erzeugt.
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Zur 2 zurückkehrend, erfasst die Ventilschließzeit-Erfassungseinheit 211 die Ventilschließzeit in dem Kraftstoffeinspritzventil 105 und gibt die Ventilschließzeit an die Ventilschließzeit-Evaluierungseinheit 212 aus. Die Ventilschließzeit-Evaluierungseinheit 212 berechnet die Ventilschließzeit auf der Grundlage der Erregungszeit des Kraftstoffeinspritzventils 105 und gibt die Ventilschließzeit an die Einspritzimpulsbreitenkorrekturbetrags-Berechnungseinheit 213 aus.
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Die Einspritzimpulsbreitenkorrekturbetrags-Berechnungseinheit 213 berechnet einen Korrekturbetrag (Einspritzimpulsbreitenkorrekturbetrag) der EIN-Zeit (Einspritzimpulsbreite) des Einspritzimpulssignals auf der Grundlage der Ventilschließzeit und gibt den berechneten Einspritzimpulsbreitenkorrekturbetrag an die Kraftstoffeinspritzimpulssignal-Berechnungseinheit 201 aus.
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Als nächstes wird der Aufbau des Kraftstoffeinspritzventils 105 unter Bezugnahme auf 4 beschrieben.
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4 ist eine Schnittansicht des Kraftstoffeinspritzventils 105.
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Das Kraftstoffeinspritzventil 105 ist ein elektromagnetisches Kraftstoffeinspritzventil, das ein normalerweise geschlossenes elektromagnetisches Ventil umfasst. Das Kraftstoffeinspritzventil 105 umfasst ein Gehäuse 401, das einen Außenmantel bildet, einen Ventilkörper 402, der in dem Gehäuse 401 angeordnet ist, einen beweglichen Kern 403 und einen festen Kern 404. In dem Gehäuse 401 sind ein Ventilsitz 405 und eine mit dem Ventilsitz 405 in Verbindung stehende Einspritzöffnung 406 ausgebildet.
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Der Ventilkörper 402 ist im Wesentlichen stabförmig geformt, und ein distaler Endabschnitt 402a an einem Ende ist im Wesentlichen konisch geformt. Der distale Endabschnitt 402a des Ventilkörpers 402 liegt dem Ventilsitz 405 des Gehäuses 401 gegenüber. Das Kraftstoffeinspritzventil 105 ist geschlossen, wenn der distale Endabschnitt 402a des Ventilkörpers 402 mit dem Ventilsitz 405 in Kontakt kommt, und der Kraftstoff wird nicht über die Einspritzöffnung 406 eingespritzt. Nachfolgend wird eine Richtung, in der sich der distale Endabschnitt 402a des Ventilkörpers 402 dem Ventilsitz 405 nähert, als Ventilschließrichtung definiert, und eine Richtung, in der sich der distale Endabschnitt 402a des Ventilkörpers 402 vom Ventilsitz 405 trennt, wird als Ventilöffnungsrichtung definiert.
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Der feste Kern 404 ist rohrförmig ausgebildet und wird an einem Endabschnitt des Gehäuses 401 auf einer dem Ventilsitz 405 gegenüberliegenden Seite befestigt. Das andere Ende (Rückseite) des Ventilkörpers 402 wird in eine zylindrische Öffnung des festen Kerns 404 eingeführt. Im Inneren des festen Kerns 404 ist ein Elektromagnet 407 so angeordnet, dass er am anderen Ende (hinteren Ende) des Ventilkörpers 402 eine Runde macht.
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Eine Stellfeder 408, die den Ventilkörper 402 in Ventilschließrichtung lenkt, ist in der zylindrischen Öffnung des festen Kerns 404 angeordnet. Ein Ende der Stellfeder 408 ist in Kontakt mit einem hinteren Endabschnitt 402b, der das andere Ende des Ventilkörpers 402 ist, und das andere Ende der Stellfeder 408 liegt am Gehäuse 401 an.
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Der bewegliche Kern 403 ist zwischen dem festen Kern 404 und dem Ventilsitz 405 angeordnet und weist eine kreisförmige Durchgangsöffnung 403a auf, durch die der Ventilkörper 402 hindurchgeht. Der hintere Endabschnitt 402b des Ventilkörpers 402 hat einen größeren Durchmesser als die Durchgangsöffnung 403a des beweglichen Kerns 403. Daher liegt der Umfang der Durchgangsbohrung 403a im beweglichen Kern 403 dem Umfang des hinteren Endabschnitts 402b des Ventilkörpers 402 gegenüber.
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Eine Nullfeder 409 ist zwischen dem beweglichen Kern 403 und dem Gehäuse 401 angeordnet. Die Nullfeder 409 lenkt den beweglichen Kern 403 in die Ventilöffnungsrichtung. Der bewegliche Kern 403 ist in einer Ausgangsposition zwischen dem festen Kern 404 und dem Ventilsitz 405 angeordnet, indem er von der Nullfeder 409 in eine Richtung gelenkt wird.
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Das Innere des Gehäuses 401 ist mit Kraftstoff gefüllt. Wenn kein Strom durch den Elektromagneten 407 fließt, lenkt die Stellfeder 408 den Ventilkörper 402 in die Ventilschließrichtung und drückt den Ventilkörper 402 gegen die Federlast (Federkraft) der Nullfeder 409 in Ventilschließrichtung. Infolgedessen liegt der distale Endabschnitt 402a des Ventilkörpers 402 an dem Ventilsitz 405 an, um die Einspritzöffnung 406 zu schließen.
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Wenn ein Strom durch den Elektromagneten 407 fließt, wird ein magnetischer Fluss zwischen dem festen Kern 404 und dem beweglichen Kern 403 erzeugt, und eine magnetische Ansaugkraft wirkt auf den beweglichen Kern 403. Infolgedessen wird der bewegliche Kern 403 von dem festen Kern 404 (Elektromagnet 407) angezogen, und der bewegliche Kern 403 liegt an dem hinteren Endabschnitt 402b des Ventilkörpers 402 an. Infolgedessen bewegt sich der Ventilkörper 402 zusammen mit dem beweglichen Kern 403 in Richtung der Ventilöffnung.
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Wenn sich der Ventilkörper 402 in die Ventilöffnungsrichtung bewegt, wird der distale Endabschnitt 402a des Ventilkörpers 402 von dem Ventilsitz 405 getrennt, und die durch den Ventilkörper 402 geschlossene Einspritzöffnung 406 wird zum Einspritzen von Kraftstoff geöffnet. Nach der Kraftstoffeinspritzung kehrt der bewegliche Kern 403 durch das Gleichgewicht zwischen der Stellfeder 408 und der Nullfeder 409 in die Ausgangsposition zurück.
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Als nächstes wird ein Verfahren zur Ansteuerung des Kraftstoffeinspritzventils 105 unter Bezugnahme auf 5 beschrieben.
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5 ist ein Zeitdiagramm zur Erläuterung eines Verfahrens zur Ansteuerung des Kraftstoffeinspritzventils 105. Die horizontale Achse stellt die Zeit dar und die vertikale Achse stellt einen Einspritzimpuls, eine Ansteuerspannung, einen Ansteuerstrom und eine Ventilverschiebung dar.
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5 zeigt ein Beispiel für einen Einspritzimpuls, eine Ansteuerspannung, einen Ansteuerstrom und einen Verschiebungsbetrag (Ventilverschiebung) des Ventilkörpers 402 in zeitlicher Abfolge, wenn Kraftstoff aus dem Kraftstoffeinspritzventil 105 eingespritzt wird. Wenn das Kraftstoffeinspritzventil 105 angesteuert wird, wird ein später beschriebener Stromeinstellwert im Voraus auf der Grundlage der Eigenschaften des Kraftstoffeinspritzventils 105 eingestellt. Die Einspritzmengenkennlinie des Kraftstoffeinspritzventils 105 gemäß dem Stromeinstellwert wird in einem Speicher 142 (z.B. einem RAM (Read Only Memory)) gespeichert, der in der ECU 109 vorgesehen ist. Die Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung 127 berechnet einen Einspritzimpuls des Kraftstoffeinspritzventils 105 aus einem Betriebszustand des Verbrennungsmotors 101 und einer Einspritzmengenkennlinie des Kraftstoffeinspritzventils 105.
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Zu den in 5 dargestellten Zeitpunkten T500 bis T501 befindet sich der Einspritzimpulsausgang der Kraftstoffeinspritz-Impulssignal-Berechnungseinheit 201 (siehe 2) in einem Aus-Zustand. Daher sind die Kraftstoffeinspritzansteuereinheiten 207a und 207b ausgeschaltet, und der Ansteuerstrom fließt nicht durch das Kraftstoffeinspritzventil 105. Daher wird der Ventilkörper 402 durch die Federkraft der Stellfeder 408 des Kraftstoffeinspritzventils 105 in die Ventilschließrichtung gelenkt, der distale Endabschnitt 402a des Ventilkörpers 402 liegt an dem Ventilsitz 405 an, um die Einspritzöffnung 406 zu schließen, und es wird kein Kraftstoff eingespritzt.
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Als nächstes wird zu einem Zeitpunkt T501 der Einspritzimpuls eingeschaltet, und die Kraftstoffeinspritzansteuereinheit 207a und die Kraftstoffeinspritzansteuereinheit 207b werden eingeschaltet. Infolgedessen wird die Hochspannung 210 an den Elektromagneten 407 angelegt, und ein Ansteuerstrom fließt durch den Elektromagneten 407. Wenn ein Ansteuerstrom durch den Elektromagneten 407 fließt, wird ein magnetischer Fluss zwischen dem festen Kern 404 und dem beweglichen Kern 403 erzeugt, und eine magnetische Ansaugkraft wirkt auf den beweglichen Kern 403.
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Wenn die magnetische Ansaugkraft auf den beweglichen Kern 403 wirkt, beginnt sich der bewegliche Kern 403 in die Ventilöffnungsrichtung zu bewegen (Zeiten T501 bis T502). Danach, wenn sich der bewegliche Kern 403 um eine vorbestimmte Strecke bewegt, beginnen sich der bewegliche Kern 403 und der Ventilkörper 402 gemeinsam zu bewegen (Zeitpunkt T502), und das Kraftstoffeinspritzventil 105 wird geöffnet, wenn sich der Ventilkörper 402 vom Ventilsitz 405 wegbewegt. Infolgedessen wird der Kraftstoff in dem Gehäuse 401 über die Einspritzöffnung 406 eingespritzt.
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Der Ventilkörper 402 bewegt sich zusammen mit dem beweglichen Kern 403, bis der bewegliche Kern 403 mit dem festen Kern 404 kollidiert. Wenn der bewegliche Kern 403 dann mit dem festen Kern 404 kollidiert, prallt der bewegliche Kern 403 von dem festen Kern 404 ab, und der Ventilkörper 402 bewegt sich weiter in die Ventilöffnungsrichtung. Danach, wenn die Vorspannkraft durch die Federlast der Stellfeder 408 und den Druck des Kraftstoffs (Kraftstoffdruck) die magnetische Ansaugkraft übersteigt, beginnt der Ventilkörper 402, sich in die Ventilschließrichtung zu bewegen (im Folgenden als Prellvorgang bezeichnet). Der Prellvorgang des Ventilkörpers 402 stört die Durchflussrate des über die Einspritzöffnung 406 eingespritzten Kraftstoffs.
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Bevor der bewegliche Kern 403 mit dem festen Kern 404 kollidiert (Zeit T503), d. h. wenn der Ansteuerstrom den Spitzenstrom Ip erreicht, werden daher die Schaltelemente 303, 304 der Kraftstoffeinspritzansteuereinheiten 207a und 207b ausgeschaltet, um den durch den Elektromagneten 407 fließenden Ansteuerstrom zu verringern. Der Spitzenstrom Ip ist einer der Stromeinstellwerte, die auf der Grundlage der Eigenschaften des Kraftstoffeinspritzventils 105 festgelegt werden.
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Vom Zeitpunkt T504 bis zum Zeitpunkt T505, wenn der Einspritzimpuls abfällt, wird dann die Kraftstoffeinspritzansteuereinheit 207b im Ein-Zustand gehalten, und die Kraftstoffeinspritzansteuereinheit 207a wird intermittierend eingeschaltet. Das heißt, durch Ausführen einer PWM-Steuerung (Pulsweitenmodulation) auf der Kraftstoffeinspritzansteuereinheit 207a und intermittierendes Einstellen der an den Elektromagneten 407 angelegten Ansteuerspannung auf die Batteriespannung 209 fällt der durch den Elektromagneten 407 fließende Ansteuerstrom in einen vorbestimmten Bereich. Infolgedessen wird eine magnetische Ansaugkraft einer Größe erzeugt, die erforderlich ist, um den bewegliche Kern 403 an den festen Kern 404 anzuziehen.
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Zum Zeitpunkt T505 wird der Einspritzimpuls abgeschaltet. Infolgedessen werden die Kraftstoffeinspritzansteuereinheiten 207a und 207b alle abgeschaltet, die an den Elektromagneten 407 angelegte Ansteuerspannung nimmt ab, und der durch den Elektromagneten 407 fließende Ansteuerstrom nimmt ab. Infolgedessen verschwindet der zwischen dem festen Kern 404 und dem beweglichen Kern 403 erzeugte Magnetfluss graduell, und die auf den beweglichen Kern 403 wirkende magnetische Ansaugkraft verschwindet.
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Wenn die auf den beweglichen Kern 403 wirkende magnetische Ansaugkraft verschwindet, wird der Ventilkörper 402 durch die Federkraft der Stellfeder 408 und die Druckkraft (Vorspannkraft) durch den Kraftstoffdruck (Kraftstoffdruck) mit einer vorbestimmten Zeitverzögerung in die Ventilschließrichtung zurückgedrückt. Anschließend wird der Ventilkörper 402, zum Zeitpunkt T506, in die Ausgangsposition zurückgebracht. Das heißt, der distale Endabschnitt 402a des Ventilkörpers 402 liegt an dem Ventilsitz 405 an, und das Kraftstoffeinspritzventil 105 ist geschlossen. Infolgedessen wird kein Kraftstoff über die Einspritzöffnung 406 eingespritzt.
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Ab dem Zeitpunkt T505, wenn der Einspritzimpuls abgeschaltet wird, wird die Restmagnetkraft im Kraftstoffeinspritzventil 105 schnell beseitigt, und die Hochspannung 210 wird in der Richtung zugeführt, die der Richtung entgegengesetzt ist, in der das Kraftstoffeinspritzventil 105 angetrieben wird, so dass der Ventilkörper 402 frühzeitig geschlossen wird.
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6 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Einspritzimpulsbreite des Kraftstoffeinspritzventils 105 und der Kraftstoffeinspritzmenge veranschaulicht, wobei die horizontale Achse die Einspritzimpulsbreite und die vertikale Achse die Kraftstoffeinspritzmenge für jede Einspritzimpulsbreite darstellt. Zusätzlich ist die durch eine durchgezogene Linie gekennzeichnete Einspritzmengenkennlinie 611 als Referenzprodukt festgelegt, und die durch eine gestrichelte Linie gekennzeichnete Einspritzmengenkennlinie 612 stellt das Kraftstoffeinspritzventil 105 dar, bei dem die Federkraft der Stellfeder 408 kleiner als die des Referenzprodukts ist.
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Wie in 6 dargestellt, erhöht sich in dem Fall, in dem das Kraftstoffeinspritzventils die Einspritzmengenkennlinie 611 aufweist, die Hubmenge des Ventilkörpers 402 auf der Grundlage der Versorgungszeit des Spitzenstroms durch das Anlegen der Hochspannung im Zeitraum von dem Zeitpunkt T502, wenn der Ventilkörper 402 zu öffnen beginnt, bis zum Zeitpunkt T601, wenn der Ventilkörper 402 den vollen Hub erreicht, so dass sich die Kraftstoffeinspritzmenge erhöht. Die Steigung der Kraftstoffeinspritzmenge in diesem Zeitraum (Anstiegsrate der Kraftstoffeinspritzmenge vom Zeitpunkt T502 bis zum Zeitpunkt T601) wird je nach Ventilöffnungsgeschwindigkeit des Ventilkörpers 402 bestimmt. Wie oben beschrieben, ist die Steigung der Kraftstoffeinspritzmenge steil, da die Versorgungenergie des Spitzenstroms die Hochspannung 210 ist.
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Anschließend kollidiert der bewegliche Kern 403 mit dem festen Kern 404, und der Ventilkörper 402 beginnt den Prellvorgang, so dass die Kraftstoffeinspritzmenge gestört wird (von Zeitpunkt T601 bis Zeitpunkt T602). Dieser Prellvorgang tritt auf, wenn der Ansteuerstrom groß in Bezug auf die charakteristische Veränderung für jedes Kraftstoffeinspritzventil, die Federkraft der Stellfeder 408 und die Druckkraft aufgrund des Kraftstoffdrucks ist. Da der Ventilkörper 402 nach dem Zeitpunkt T602, wenn der Prellvorgang konvergiert, die volle Hubposition beibehält, hat die Kraftstoffeinspritzmenge eine zunehmende Charakteristik einer Steigung, die proportional zur Länge des Einspritzimpulses ist.
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In der Einspritzmengenkennlinie 612 ist die Anstiegsrate der Kraftstoffeinspritzmenge beim Öffnen des Ventils höher als die des Kraftstoffeinspritzventils der Einspritzmengenkennlinie 611, und der Prellvorgang ist groß. Zusätzlich ist die Einspritzmenge auch nach dem Zeitpunkt T602, wenn der Prellvorgang konvergiert, größer als die Einspritzmengenkennlinie 611. Dies liegt daran, dass beim Ansteuern der Kraftstoffeinspritzventile mit dem gleichen Ansteuerstrom die Kraftstoffeinspritzventile mit einer schwachen Federkraft der Stellfeder 408 eine hohe Ventilöffnungsgeschwindigkeit und eine hohe Einspritzmengenanstiegsrate haben, wenn das Ventil geöffnet wird, und dass die Ventilschließgeschwindigkeit verringert wird, nachdem die Erregung gestoppt wird. Daher hat die Einspritzmengenkennlinie 612 die Eigenschaft, zu der Seite versetzt zu sein, an der die Einspritzmenge größer ist als die Einspritzmengenkennlinie 611.
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Wenn die Vielzahl der Kraftstoffeinspritzventile mit dem gleichen Ansteuerstrom und der gleichen Einspritzimpulsbreite angesteuert werden, variiert die Einspritzmenge in jedem Kraftstoffeinspritzventil aus dem oben genannten Grund.
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Als nächstes wird ein Verfahren zur Berechnung des Einspritzimpulsbreitenkorrekturbetrags beschrieben, das von der Einspritzimpulsbreitenkorrekturbetrags-Berechnungseinheit 213 ausgeführt wird.
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Wie mit Bezug auf 6 beschrieben, variiert die Einspritzmenge, da die Federkraft der Stellfeder 408 jedes Kraftstoffeinspritzventils variiert. Das heißt, es ist notwendig, die Einspritzimpulsbreite für jedes Kraftstoffeinspritzventil zu verändern, um die Einspritzmengenabweichung jedes Kraftstoffeinspritzventils zu reduzieren, da die Einspritzimpulsbreite in Bezug auf die erforderliche Einspritzmenge, die von der Motorzustand-Erfassungseinheit 203 berechnet wird, unter Verwendung der Einspritzmengenkennlinie des Kraftstoffeinspritzventils 105P als Referenz, wie z. B. ein im Voraus gemessenes Abweichungsmittelprodukt, berechnet wird,.
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Die Korrektur der Einspritzimpulsbreite wird unter Verwendung der Einspritzmengenkennlinie von 7 beschrieben.
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7 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Einspritzimpulsbreite und der Kraftstoffeinspritzmenge veranschaulicht, wobei die horizontale Achse die Einspritzimpulsbreite und die vertikale Achse die Kraftstoffeinspritzmenge für jede Einspritzimpulsbreite darstellt. In der Zeichnung bezeichnet das Bezugszeichen 701 eine Einspritzmengenkennlinie (durchgezogene Linie) eines Kraftstoffeinspritzventils 105P, das Bezugszeichen 702 eine Einspritzmengenkennlinie (punktierte Linie) eines Kraftstoffeinspritzventils 105W und das Bezugszeichen 703 eine Einspritzmengenkennlinie (gestrichelte Linie) eines Kraftstoffeinspritzventils 105S.
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Beispielsweise erhöht sich die Einspritzmenge in einem Fall, in dem Kraftstoff mit einer bestimmten erforderlichen Einspritzmenge eingespritzt wird, wenn das Kraftstoffeinspritzventil 105W, das eine kleine Federkraft der Stellfeder 408 aufweist, mit der Einspritzimpulsbreite angesteuert wird, die auf der Grundlage einer Einspritzmengenkennlinie 701 berechnet wird. Andererseits nimmt die Einspritzmenge ab, wenn das Kraftstoffeinspritzventil 105S, das eine große Federkraft der Stellfeder 408 aufweist, mit der Einspritzimpulsbreite angesteuert wird, die auf der Grundlage einer Einspritzmengenkennlinie 701 berechnet wird.
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Das heißt, um die Einspritzmenge jedes Kraftstoffeinspritzventils auf die erforderliche Einspritzmenge 710 einzustellen, ist es notwendig, die Einspritzimpulsbreite (Einspritzimpulsbreite 712) in Bezug auf die Einspritzimpulsbreite 711 des Referenzprodukts (z. B. des Abweichungsmittelprodukts) für das Kraftstoffeinspritzventil 105W zu verkürzen, bei dem die Federkraft der Stellfeder 408 schwach ist. Zusätzlich muss das Kraftstoffeinspritzventil 105S, das eine starke Federkraft der Stellfeder 408 aufweist, eine Einspritzimpulsbreite (Einspritzimpulsbreite 713) aufweisen, die länger ist als die Einspritzimpulsbreite 711 des Referenzprodukts.
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Daher wird in der vorliegenden Ausführungsform das Verhältnis des Einspritzimpulsbreitenkorrekturbetrags in Bezug auf die Ventilschließzeit im Voraus gemessen und in dem Speicher gespeichert, und die Einspritzimpulsbreite wird korrigiert, indem der Einspritzimpulsbreitenkorrekturbetrag in Bezug auf die gemessene Ventilschließzeit berechnet wird.
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8 veranschaulicht eine Beziehung zwischen dem Einspritzimpulsbreitenkorrekturbetrag und der Ventilschließzeit. Die Ventilschließzeit wird von einer Vielzahl von Kraftstoffeinspritzventilen 105 im Voraus durch ein Experiment gemessen, und der Einspritzimpulsbreitenkorrekturbetrag wird aus der Einspritzmengenkennlinie des Kraftstoffeinspritzventils 105 berechnet, bei dem die Ventilschließzeit gemessen wird, wodurch der relationale Ausdruck 800 zwischen der Ventilschließzeit und dem Einspritzimpulsbreitenkorrekturbetrag berechnet werden kann.
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Wenn beispielsweise die Federkraft der Stellfeder 408 groß ist, verkürzt sich die Ventilschließzeit, und daher ist es im Falle des Kraftstoffeinspritzventils 105S notwendig, die Einspritzimpulsbreite zu erhöhen, um die erforderliche Einspritzmenge zu erreichen. Daher ist der Korrekturwert 813 der Einspritzimpulsbreite für die Ventilschließzeit 803, die kürzer ist als die Referenzventilschließzeit 801, ein positiver Wert. Umgekehrt, wenn die Federkraft der Stellfeder 408 klein ist, wird die Ventilschließzeit groß, und daher ist es in dem Fall des Kraftstoffeinspritzventils 105W notwendig, die Einspritzimpulsbreite zu verkürzen, um die erforderliche Einspritzmenge zu erreichen. Daher ist der Korrekturwert 812 der Einspritzimpulsbreite für die Ventilschließzeit 802, die länger ist als die Referenzventilschließzeit 801, ein negativer Wert.
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Der relationale Ausdruck 800 kann durch Annäherung der Ventilschließzeit der Vielzahl von Kraftstoffeinspritzventilen 105 und der Daten des Einspritzimpulsbreitenkorrekturbetrags durch eine Methode der kleinsten Quadrate oder dergleichen berechnet werden. Obwohl 8 eine angenäherte Gerade für die erforderliche Einspritzmenge 710 der 7 zeigt, ist es möglich, die Einspritzimpulsbreite gemäß der Einspritzmengenkennlinie zu berechnen, indem die angenäherte Gerade für eine Vielzahl von erforderlichen Einspritzmengen berechnet wird. Da sich die Einspritzmengenkennlinie nicht nur durch den festen Unterschied des Kraftstoffeinspritzventils, sondern auch durch den Kraftstoffdruck ändert, kann der Einspritzimpulsbreitenkorrekturbetrag in Bezug auf die Referenzeinspritzimpulsbreite für jeden spezifischen Kraftstoffdruck berechnet werden.
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Da der oben berechnete relationale Ausdruck 800 der repräsentative Punkt für den Kraftstoffdruck ist, kann der Einspritzimpulsbreitenkorrekturbetrag in Bezug auf den tatsächlichen Kraftstoffdruck (z. B. der durch den Kraftstoffdrucksensor gemessene Kraftstoffdruck) berechnet werden, indem der Korrekturbetrag des repräsentativen Punkts für den Kraftstoffdruck, der größer als der tatsächliche Kraftstoffdruck ist, und der Korrekturbetrag des repräsentativen Punkts für den Kraftstoffdruck, der kleiner als der tatsächliche Kraftstoffdruck ist, berechnet werden und eine lineare Interpolation zwischen den beiden Punkten durchgeführt wird. Das Gleiche gilt für die Einspritzmenge und die Einspritzmenge kann durch lineare Interpolation zwischen zwei Punkten berechnet werden.
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Auf diese Weise wird der Korrekturbetrag der Einspritzimpulsbreite aus dem relationalen Ausdruck 800 (siehe 8) auf der Grundlage der Ventilschließzeit berechnet, die durch das in 9 dargestellte Verfahren berechnet wird, und die Einspritzimpulsbreite entsprechend der Individualabweichung des Kraftstoffeinspritzventils 105 kann berechnet werden, indem der Korrekturbetrag zu der Einspritzimpulsbreite 711 (siehe 7) addiert wird, die als die für die erforderliche Einspritzmenge 710 berechnete Referenz dient.
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Als nächstes wird ein Verfahren zur Erfassung der Ventilschließzeit des Kraftstoffeinspritzventils 105, das von der Ventilschließzeit-Erfassungseinheit 211 ausgeführt wird, unter Bezugnahme auf 9 beschrieben.
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9 ist ein Diagramm zur Erläuterung der Erfassung der Ventilschließzeit unter Verwendung der Ansteuerspannung im Kraftstoffeinspritzventil 105, wobei die horizontale Achse die Einspritzimpulsbreite und die vertikale Achse den Ableitungswert zweiter Ordnung der Kraftstoffeinspritzmenge und der Ansteuerspannung darstellt. Die Ventilschließzeit 901 ist als die Zeit definiert, die von dem Zeitpunkt des Abschaltens des Einspritzimpulses (Zeitpunkt T505) bis zum Zeitpunkt des Abschlusses des Ventilschließvorgangs (Zeitpunkt T506) vergeht.
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Wenn der Ventilkörpers 402 des Kraftstoffeinspritzventils 105 geöffnet wird, wird, wie oben beschrieben, die Hochspannung 210 an den Elektromagneten 407 angelegt, fließt ein relativ großer Ansteuerstrom und der bewegliche Kern 403 und der Ventilkörper 402 werden beschleunigt. Als nächstes wird die an den Elektromagneten 407 angelegte Hochspannung 210 abgeschaltet, und der durch den Elektromagneten 407 fließende Ansteuerstrom sinkt auf einen vorbestimmten Wert (Haltestrom Ih). Der Haltestrom Ih ist einer der Stromeinstellwerte, die auf der Grundlage der Eigenschaften des Kraftstoffeinspritzventils 105 eingestellt werden.
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Wenn das Kraftstoffeinspritzventil 105 geschlossen ist, wenn der Ventilkörper 402 mit dem Ventilsitz 405 kollidiert, wechselt die Nullfeder 409 von der Ausdehnung zur Kompression, die Bewegungsrichtung des beweglichen Kerns 403 wird umgekehrt, die Beschleunigung ändert sich und die Induktivität des Elektromagneten 407 ändert sich. Das heißt, wenn das Kraftstoffeinspritzventil 105 geschlossen ist, wird der durch den Elektromagneten 407 fließende Ansteuerstrom blockiert, und die gegenelektromotorische Kraft wird auf den Elektromagneten 407 ausgeübt. Wenn der Ansteuerstrom konvergiert, nimmt auch die gegenelektromotorische Kraft graduell ab. Wenn die gegenelektromotorische Kraft abnimmt, ändert sich daher die Induktivität des Elektromagneten 407, so dass ein Umkehrpunkt (Umkehrpunkt 902) in der Ansteuerspannung erzeugt wird.
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Der Umkehrpunkt 902 der Ansteuerspannung, der auftritt, wenn das Kraftstoffeinspritzventil 105 geschlossen wird, ist der Ventilschließzeitpunkt des Kraftstoffeinspritzventils 105. Daher kann die Ventilschließzeit 901 durch Messung der Zeit von dem Zeitpunkt, an dem der Einspritzimpuls abgeschaltet wird (Zeitpunkt T505), bis zu dem Umkehrpunkt 902 der Ansteuerspannung ermittelt werden.
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Der Umkehrpunkt 902 erscheint als ein Extremwert 911 (Maximalwert oder Minimalwert), wenn die Zeitreihendaten der an den Elektromagneten 407 angelegten Ansteuerspannung in zweiter Ordnung abgeleitet sind. Daher kann der Umkehrpunkt 902 durch eine Erfassung des Extremwerts 911 der Zeitreihendaten der Ansteuerspannung bestimmt werden.
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Wenn das S/N-Verhältnis der Steuerspannung niedrig und der Rauschpegel groß ist, ist es schwierig, den Extremwert aus dem Ergebnis der Ableitung zweiter Ordnung der Zeitreihendaten der Ansteuerspannung zu erfassen. Daher kann ein gewünschter Extremwert erfasst werden, indem ein Tiefpassfilter oder dergleichen auf die Ansteuerspannung angewendet wird und die geglätteten Zeitreihendaten in zweiter Ordnung abgeleitet werden. Der auf der unteren Seite von 9 dargestellte Ableitungswert zweiter Ordnung der Ansteuerspannung wird durch Filtern der Zeitreihendaten der Ansteuerspannung und durch Ausführen einer Ableitung zweiter Ordnung der geglätteten Zeitreihendaten erhalten.
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Wenn die Ableitung zweiter Ordnung auf die Zeitreihendaten der Ansteuerspannung ab dem Zeitpunkt (Zeitpunkt T505) angewendet wird, an dem der Einspritzimpuls ausgeschaltet wird, besteht die Möglichkeit, dass der Zeitpunkt, an dem die Spannung umgeschaltet wird (der Zeitpunkt, an dem die gegenelektromotorische Kraft nach dem Ausschalten der Ansteuerspannung ausgeübt wird), als ein Extremwert erscheint. Dann kann der Umkehrpunkt, der durch die Beschleunigungsänderung des beweglichen Kerns 403 erzeugt wird, nicht genau bestimmt werden.
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Daher ist es wünschenswert, dass die Zeitreihendaten der Ansteuerspannung, die die zweifach abgeleitet werden sollen, Zeitreihendaten der Ansteuerspannung sind, nachdem der Einspritzimpuls ausgeschaltet wurde (mit anderen Worten, nachdem die Ansteuerspannung oder der Ansteuerstrom ausgeschaltet wurde) und eine bestimmte Zeitspanne verstrichen ist. Das heißt, es ist wünschenswert, dass die Zeitreihendaten der Ansteuerspannung, die zweifach abgeleitet werden sollen, die Zeitreihendaten der Ansteuerspannung sind, nachdem die Ansteuerspannung ausgeschaltet und die gegenelektromotorische Kraft ausgeübt wurde.
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Als nächstes wird ein Verfahren zur Berechnung der Ventilschließzeit des Kraftstoffeinspritzventils 105 beschrieben, das durch die Ventilschließzeit-Evaluierungseinheit 212 ausgeführt wird.
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Im Allgemeinen wird die Ventilschließerfassung durchgeführt, wenn die Einspritzimpulsbreite gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist. Die Einspritzimpulsbreite verhindert, dass die Ventilschließerfassung in dem Prellbereich ausgeführt wird, in dem der Ventilkörper 402 instabil wird, so dass die Ventilschließerfassung ausgeführt wird, wenn der Ventilkörper 402 den vollen Hub erreicht und gleich oder größer als die stabile Einspritzimpulsbreite ist. Die Ventilschließerfassung wird eine Vielzahl von Malen für jeden Zylinder ausgeführt, wenn die Einspritzimpulsbreite gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert wird, ein Durchschnittswert davon wird an die Einspritzimpulsbreitenkorrekturbetrag-Berechnungseinheit 213 als eine durchschnittliche Ventilschließzeit des entsprechenden Zylinders ausgegeben, und die Einspritzimpulsbreitenkorrekturbetrag-Berechnungseinheit 213 ändert den Einspritzimpulsbreitenkorrekturbetrag für jeden Zylinder.
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Aber auch im Vollhubbereich können der bewegliche Kern 403 und der Ventilkörper 402 instabil sein, und die Schwankung der Ventilschließzeit kann mit einer bestimmten Einspritzimpulsbreite zunehmen, je nachdem, ob der Haltestrom beim Abschalten des Einspritzimpulses und beim Stoppen der Erregung eingeschaltet ist oder nicht.
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Wie in 10 dargestellt, wird die Einspritzimpulsbreite, die gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert für die Ausführung der Ventilschließerfassung ist, in vorbestimmte Zeitintervalle unterteilt (in 10 ist die Impulsbreite, die größer oder gleich T602 ist, in vier Abschnitte 1001 bis 1004 unterteilt). Da die Ventilschließerfassung ausgeführt wird, wenn die Impulsbreite gleich oder größer als T602 wird, wird die Einspritzimpulsbreite des Ziels, für das die Ventilschließerfassung ausgeführt wurde, gleichzeitig gespeichert. Dieser Vorgang wird wiederholt, und die Ventilschließzeit in jedem Impulsbreitenabschnitt wird eine vorbestimmte Anzahl von Malen oder mehr erfasst. Danach wird die Ventilschließzeit jedes Abschnitts evaluiert. Das Intervall der Impulsbreite wird im Voraus durch ein Experiment unter Berücksichtigung der Verschlechterung, eines Verhaltens des Ventilkörpers, eines Haltestroms des Erregungsstopps und dergleichen ermittelt.
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Die Ventilschließzeit jedes Abschnitts wird unter Verwendung der Abweichungen der Ventilschließzeit jedes Einspritzimpulsbreitenabschnitts evaluiert. Als Abweichung kann eine Standardabweichung der vielfach gemessenen Ventilschließzeit, eine maximale vertikale Breite oder Ähnliches verwendet werden. Das heißt die Abweichungen 1111 bis 1114 in der Ventilschließzeit jedes Einspritzimpulsbreitenabschnitts werden, wie in 11 dargestellt, berechnet und die Ventilschließzeit (spezifische Ventilschließzeit), die zur Berechnung des Einspritzimpulsbreitenkorrekturbetrags verwendet wird, wird unter Verwendung der durchschnittlichen Ventilschließzeit der Abschnitte 1001, 1003 und 1004 berechnet, in denen die Abweichung kleiner als der obere Abweichungsgrenzwert 1121 ist. In dem in 11 dargestellten Beispiel kann die spezifische Ventilschließzeit durch Mittelung der durchschnittlichen Ventilschließzeiten 1101, 1103 und 1104 ermittelt werden. Unter Verwendung der spezifischen Ventilschließzeit berechnet die Einspritzimpulsbreitenkorrekturbetrag-Berechnungseinheit 213 den Einspritzimpulsbreitenkorrekturbetrag für jeden Zylinder.
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Wie oben beschrieben, kann durch die Verwendung der durchschnittlichen Ventilschließzeit in dem Abschnitt, in dem die Abweichung kleiner als der vorbestimmte obere Abweichungsgrenzwert 1121 ist, die Ventilschließerfassung durchgeführt werden, ohne den Impulsbreitenbereich einzuschränken, in dem die Ventilschlie-ßerfassung so weit wie möglich durchgeführt werden kann, und die Verschlechterung der Genauigkeit der spezifischen Ventilschließzeit kann verhindert werden.
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Als spezifische Ventilschließzeit kann eine durchschnittliche Ventilschließzeit eines Abschnitts mit der kleinsten Abweichung in jedem Impulsbreitenabschnitt verwendet werden. Da in 11 die Abweichung 1111 im Abschnitt 1001 am kleinsten ist, wird der Einspritzimpulsbreitenkorrekturbetrag jedes Zylinders von der Einspritzimpulsbreitenkorrekturbetrags-Berechnungseinheit 213 unter Verwendung der durchschnittlichen Ventilschließzeit 1101 in dem Abschnitt 1001 als spezifische Ventilschließzeit berechnet.
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Durch Verwendung der durchschnittlichen Ventilschließzeit in dem Abschnitt mit der geringsten Abweichung, wie oben beschrieben, besteht die Möglichkeit, dass die Anzahl der Stichproben für die Ventilschließerfassung verringert wird, da der für die Ventilschließerfassung verwendete Impulsbreitenabschnitt verkleinert wird, aber die Genauigkeit der spezifischen Ventilschließzeit kann erhöht werden.
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Die durchschnittliche Ventilschließzeit kann unter Verwendung eines Änderungsbetrags der im Voraus berechneten durchschnittlichen Ventilschließzeit evaluiert werden. Da die Einspritzimpulsbreitekorrekturbetrags-Berechnungseinheit 213 den Einspritzimpulsbreitekorrekturbetrag jedes Kraftstoffeinspritzventils unter Verwendung der durchschnittlichen Ventilschließzeit berechnet, ist es notwendig, eine Ventilschließerfassung durchzuführen, nachdem das Kraftstoffeinspritzventil an der Brennkraftmaschine montiert ist, und die durchschnittliche Ventilschließzeit des an der Brennkraftmaschine montierten Kraftstoffeinspritzventils in einem Speicher zu speichern.
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Unter diesmaliger Verwendung der durchschnittlichen Ventilschließzeit als Ausgangswert wird der Ausgangswert mit der durchschnittlichen Ventilschließzeit in jedem Impulsbreitenabschnitt verglichen. Die spezifische Ventilschließzeit wird unter Verwendung der durchschnittlichen Ventilschließzeit des Impulsbreitenabschnitts berechnet, in dem der Änderungsbetrag der durchschnittlichen Ventilschließzeit jedes Impulsbreitenabschnitts gegenüber dem Ausgangswert innerhalb eines vorbestimmten Wertes liegt, und der Einspritzimpulsbreitenkorrekturbetrag jedes Zylinders wird von der Einspritzimpulsbreitenkorrekturbetrags-Berechnungseinheit 213 auf der Grundlage der spezifischen Ventilschließzeit berechnet.
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Wenn die Abweichung der Ventilschließzeit, die vielfach in einem bestimmten Impulsbreitenabschnitt erfasst wird, gering ist, die durchschnittliche Ventilschließzeit jedoch stark vom Ausgangswert abweicht, wird die durchschnittliche Ventilschließzeit in dem Impulsbreitenabschnitt nicht für die Berechnung der spezifischen Ventilschließzeit durch die Evaluierung auf der Grundlage des Änderungsbetrags gegenüber dem Ausgangswert verwendet, so dass die Verschlechterung der Genauigkeit der spezifischen Ventilschließzeit verhindert werden kann.
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Der Ausgangswert der durchschnittlichen Ventilschließzeit kann erhalten werden, indem die Ventilschließerfassung eine vielfach in einem Abschnitt durchgeführt wird, in dem die Abweichung der Ventilschließzeit, die im Voraus durch ein Experiment definiert wurde, gering ist, und ein Durchschnittswert jeder Ventilschließzeit berechnet wird.
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Der zulässige Bereich des Änderungsbetrags gegenüber dem Ausgangswert der durchschnittlichen Ventilschließzeit kann entsprechend dem Verschlechterungszustand des Kraftstoffeinspritzventils bestimmt werden. Die Verschlechterung des Kraftstoffeinspritzventils schreitet mit zunehmender Anzahl von Fahrten voran und die Stellfeder 408 wird schwach. Daher wird mit fortschreitender Verschlechterung des Kraftstoffeinspritzventils die Ventilschließzeit länger. Daher wird der zulässige Bereich für den Änderungsbetrag gegenüber dem Ausgangswert entsprechend den Verschlechterungseigenschaften geändert, die im Voraus durch das Experiment klargestellt wurden.
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Darüber hinaus wird die Ventilschließerfassung während eines Zeitraums vom Start bis zum Stopp des Verbrennungsmotors durchgeführt und der Ausgangswert wird mit der während des Zeitraums berechneten durchschnittlichen Ventilschließzeit aktualisiert, so dass die durchschnittliche Ventilschließzeit anhand des Betrags der Änderung gegenüber der zuletzt gespeicherten durchschnittlichen Ventilschließzeit evaluiert werden kann.
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Da die Ventilschließzeit in Abhängigkeit vom Kraftstoffdruck variiert, kann die durchschnittliche Ventilschließzeit für jeden Kraftstoffdruck in dem gleichen Einspritzimpulsbreitenabschnitt evaluiert werden.
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(Zusammenfassung)
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In der vorliegenden Ausführungsform ist in einer Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung 127, die eine Vielzahl von Kraftstoffeinspritzventilen steuert, in denen sich ein Ventilkörper von einer Ventilschließposition in eine Ventilöffnungsposition bewegt, indem ein Elektromagnet erregt wird, wobei die Vorrichtung dazu konfiguriert ist, eine Zeit von dem Zeitpunkt, an dem die Erregung des Elektromagneten 407 beendet ist, bis sich der Ventilkörper 402 in die Ventilschließposition für jedes der Vielzahl von Kraftstoffeinspritzventilen 105 bewegt, als eine Ventilschließzeit zu messen; eine Erregungszeit des Elektromagneten in eine Vielzahl von Abschnitten 1001 bis 1004 zu unterteilen; einen Durchschnittswert der Ventilschließzeiten, die vielfach in jedem Abschnitt gemessen wurden, als durchschnittliche Ventilschließzeit zu berechnen; eine spezifische Ventilschließzeit auf der Grundlage der durchschnittlichen Ventilschließzeit mindestens eines Abschnitts der Vielzahl von Abschnitten 1001 bis 1004 zu berechnen; und die Erregungszeit entsprechend der spezifischen Ventilschließzeit jedes der Vielzahl von Kraftstoffeinspritzventilen 105 zu korrigieren.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform, die wie oben beschrieben konfiguriert ist, wird die Erregungszeit (Einspritzimpulsebreite) des Elektromagneten 407 jedes Kraftstoffeinspritzventils 105 in eine Vielzahl von Abschnitten 1001 bis 1004 unterteilt, wird die spezifische Ventilschließzeit jedes Kraftstoffeinspritzventils 105 auf der Grundlage mindestens einer der durchschnittlichen Ventilschließzeiten der Abschnitte berechnet, und wird die Abweichung der spezifischen Ventilschließzeit jedes Kraftstoffeinspritzventils 105 als die Individualabweichung des Kraftstoffeinspritzventils erfasst. Infolgedessen können die Ausführungshäufigkeit und die Genauigkeit der Individualabweichungserfassung der Vielzahl von Kraftstoffeinspritzventilen 105 verbessert werden.
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Die Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung 127 gemäß der vorliegenden Ausführungsform berechnet die spezifische Ventilschließzeit auf der Grundlage der durchschnittlichen Ventilschließzeit der Abschnitte 1001, 1003 und 1004, in denen die Abweichungen 1111 bis 1114 der Ventilschließzeit gleich oder kleiner als ein vorbestimmter Wert 1121 unter der Vielzahl von Abschnitten 1001 bis 1004 sind. Auf diese Weise lässt sich die Genauigkeit der spezifischen Ventilschließzeit verbessern.
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Die Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung 127 gemäß der vorliegenden Ausführungsform berechnet die durchschnittliche Ventilschließzeit in dem Abschnitt 1001 mit der geringsten Abweichung der Ventilschließzeit unter der Vielzahl von Abschnitten 1001 bis 1004 als die spezifische Ventilschließzeit. Auf diese Weise lässt sich die Genauigkeit der spezifischen Ventilschließzeit verbessern.
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Die Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung 127 gemäß der vorliegenden Ausführungsform speichert die im Voraus für jeden der Vielzahl von Abschnitten 1001 bis 1004 berechnete durchschnittliche Ventilschließzeit als eine Referenzdurchschnittsventilschließzeit (Ausgangswert) und berechnet die spezifische Ventilschließzeit auf der Grundlage der durchschnittlichen Ventilschließzeit eines Abschnitts, in dem ein Änderungsbetrag der durchschnittlichen Ventilschließzeit von der Referenzdurchschnittsventilschließzeit innerhalb eines vorbestimmten Bereichs unter der Vielzahl von Abschnitten 1001 bis 1004 liegt. Infolgedessen wird, wenn die durchschnittliche Ventilschließzeit stark von der durchschnittlichen Referenzdurchschnittsventilschließzeit (Ausgangswert) abweicht, die durchschnittliche Ventilschließzeit in dem Impulsbreitenabschnitt nicht für die Berechnung der spezifischen Ventilschließzeit durch die Evaluierung auf der Grundlage des Änderungsbetrags gegenüber dem Ausgangswert verwendet, so dass die Verschlechterung der Genauigkeit der spezifischen Ventilschließzeit verhindert werden kann.
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Die Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung 127 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ändert den vorbestimmten Bereich in Abhängigkeit von der Anzahl der Ansteuerungen der Vielzahl von Kraftstoffeinspritzventilen 105. Infolgedessen ist es möglich, die Genauigkeit der spezifischen Ventilschließzeit zu verbessern und gleichzeitig die Änderung der Ventilschließzeit aufgrund der Verschlechterung des Kraftstoffeinspritzventils 105 zuzulassen.
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Die Kraftstoffeinspritzsteuereinrichtung 127 gemäß der vorliegenden Ausführungsform berechnet die spezifische Ventilschließzeit für jeden Kraftstoffdruck. Dadurch ist es möglich, Abweichungen der Kraftstoffeinspritzmenge jedes Kraftstoffeinspritzventils 105 unabhängig vom Kraftstoffdruck zu unterdrücken.
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Obwohl die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung oben im Detail beschrieben wurden, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt und umfasst verschiedene Modifikationen. Zum Beispiel wurden die oben beschriebenen Ausführungsformen im Detail beschrieben, um die vorliegende Erfindung in einer leicht verständlichen Weise zu beschreiben, und sind nicht notwendigerweise auf diejenigen mit allen beschriebenen Konfigurationen beschränkt.
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Bezugszeichenliste
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- 101
- Verbrennungsmotor (Motor)
- 102
- Kolben
- 103
- Einlassventil
- 104
- Auslassventil
- 105, 105P, 105S, 105P
- Kraftstoffeinspritzventil
- 106
- Zündkerze
- 107
- Zündspule
- 108
- Wassertemperatursensor
- 110
- Einlassrohr
- 111
- Abgasrohr
- 112
- Drei-Wege-Katalysator
- 113
- Sauerstoffsensor
- 115
- Sammler
- 116
- Kurbelwinkelsensor
- 119
- Drosselklappe
- 120
- Luftdurchflussmesser (AFM)
- 120
- Luftdurchflussmesser
- 121
- Brennkammer
- 122
- Gaspedalöffnungssensor
- 123
- Kraftstofftank
- 124
- Niederdruck-Kraftstoffpumpe
- 125
- Hochdruck-Kraftstoffpumpe
- 126
- Kraftstoffdrucksensor
- 127
- Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung
- 128
- Auslassnocken
- 129
- Kraftstoffhochdruckleitung
- 131
- Kurbelwelle
- 142
- Speicher
- 201
- Kraftstoffeinspritzimpulssignal-Berechnungseinheit
- 202
- Kraftstoffeinspritz-Ansteuerungswellenform-Befehlseinheit
- 203
- Motorzustand-Erfassungseinheit
- 204
- Sicherung
- 205
- Relais
- 205a
- Aktuator
- 206
- Hochspannungserzeugungseinheit (Verstärkungsvorrichtung)
- 206
- Hochspannungserzeugungseinheit
- 207a
- Kraftstoffeinspritzansteuereinheit
- 207b
- Kraftstoffeinspritzansteuereinheit
- 208
- Ansteuerungs-IC
- 209
- Batteriespannung
- 210
- Hochspannung (Versorgungsspannung)
- 211
- Ventilschließzeit-Erfassungseinheit
- 212
- Ventilschließzeit-Evaluierungseinheit
- 213
- Einspritzimpulsbreitenkorrekturbetrags-Berechnungseinheit
- 301,302
- Diode
- 303
- Hochspannungsseitiges Schaltelement
- 304
- Niederspannungsseitiges Schaltelement
- 305
- Schaltelement
- 306
- Shunt-Widerstand
- 308, 309
- Diode
- 401
- Gehäuse
- 402
- Ventilkörper
- 402a
- distaler Endabschnitt
- 402b
- hinterer Endabschnitt
- 403
- beweglicher Kern
- 403a
- Durchgangsöffnung
- 404
- fester Kern
- 405
- Ventilsitz
- 406
- Einspritzöffnung
- 407
- Elektromagnet
- 408
- Stellfeder
- 409
- Nullfeder
- 611,612, 701 bis 703
- Einspritzmengenkennlinie
- 710
- erforderliche Einspritzmenge
- 711 bis 713
- Einspritzimpulsbreite
- 801 bis 803
- Ventilschließzeit
- 812,813
- Korrekturwert
- 901
- Ventilschließzeit
- 902
- Umkehrpunkt
- 911
- Extremwert
- 1001 bis 1004
- Abschnitt
- 1101 bis 1104
- durchschnittliche Ventilschließzeit
- 1111 bis 1114
- Abweichung
- 1121
- oberer Abweichungsgrenzwert
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2018109411 A [0005]
- WO 2017006814 [0005]
