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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung
für einen
Verbrennungsmotor. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung
auf eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung, die Veränderungen in der Kraftstoffeinspritzcharakteristik
aufgrund der Unterschiede zwischen der Zylindercharakteristik und
zeitlichen Faktoren unmittelbar kompensieren kann.
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Die
Quantität
bzw. Menge des von einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung in einen
Verbrennungsmotor einzuspritzenden Kraftstoffs wird auf der Grundlage
der Motorgeschwindigkeit und Motorlast bzw. Motorleistung berechnet.
Die Kraftstoffeinspritzzeit eines Kraftstoffeinspritzventils von
der Kraftstoffeinspritzvorrichtung wird so gesteuert, daß die kalkulierte
bzw. berechnete Menge an Kraftstoff eingespritzt wird. Jedoch variiert
das Verhältnis
zwischen der Kraftstoffeinspritzmenge und der Kraftstoffeinspritzzeit
zeitlich und kann für
jeden Zylinder unterschiedlich sein. Falls die auf der Kraftstoffeinspritzzeit
basierenden Menge der Kraftstoffeinspritzung gesteuert wird, kann
es dementsprechend vorkommen, daß die vorbestimmte Menge des
Kraftstoffes nicht eingespritzt wird, und daß Drehmomentfluktuationen aufgrund
der Variation in der Kraftstoffeinspritzmenge der Zylinder auftreten
können.
Diesbezüglich
schlägt
die
JP 62-186 034
A vor, die tatsächliche
Kraftstoffmenge, welche über
das Kraftstoffeinspritzventil für
jeden Zylinder eingespritzt wird, aus der Veränderung des Kraftstoffdruckes
zu erhalten, und den berechneten Wert der Kraftstoffeinspritzmenge
für die
nachfolgenden Einspritzungen, welche auf dem Verhältnis der
berechneten Kraftstoffeinspritzmenge zu der tatsächlichen Kraftstoffeinspritzmenge
basieren, zu kompensieren.
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Die
nachveröffentlichte
DE 195 40 416 A1 offenbart
eine Vorrichtung zur elektronischen Steuerung der Brennkraftmaschine
in Kraftfahrzeugen mit einem Einspritzventil, in welcher zur Ansteuerung des
Einspritzventils im elektronischen Steuergerät die der vorgegebenen Kraftstoffmenge
zugeordnete Einspritzzeit in Form einer ventiladaptiven Kennlinie abgelegt
ist.
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Die
DE 35 10 157 A1 zeigt
eine Einrichtung zur zeitgesteuerten Ansteuerung elektromagnetisch betätigbarer
Kraftstoffeinspritzventile.
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Die
DE 43 11 731 A1 beschreibt
eine elektronische Einspritzanlage mit einem Drucksensor zur Bestimmung
eines Einspritzdrucks.
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Die
DE 26 33 617 A1 erörtert ein
Verfahren und eine Vorrichtung zum Bestimmen von Einstellgrößen bei
einer Kraftstoffmaschine. Eine Korrektur der Einspritzzeit wird
nach dieser Druckschrift beim Einschalten des gesamten Geräts und damit
unabhängig
vom Motorzustand erfolgen.
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Die
DE 691 12 355 T2 zeigt
eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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In
herkömmlichen
Vorrichtungen wird das gleiche Verhältnis zwischen der Kraftstoffeinspritzmenge
und der Kraftstoffeinspritzzeit für alle Zylinder gleichermaßen verwendet.
Um einen Unterschied zwischen der Kraftstoffeinspritzmenge und der
vorbestimmten Menge aufgrund der Veränderungen zwischen den Zylindern
unter Berücksichtigung
der Verhältnisse
zwischen der Kraftstoffeinspritzmenge und der Kraftstoffeinspritzzeit
zu kompensieren, korrigieren derartige herkömmliche Vorrichtungen die Kraftstoffeinspritzzeit
einer nachfolgenden Einspritzung auf der Grundlage eines Verhältnisses
der berechneten Kraftstoffeinspritzmenge für jeden Zylinder zu der berechneten
bzw. gemessenen Kraftstoffeinspritzmenge, welche auf der Grundlage
des Druckabfalls berechnet wurden. Allerdings gehorcht die Kraftstoffeinspritzmenge
und die Kraftstoffeinspritzzeit nicht einer linearen Beziehung,
und somit kann die vorbestimmte Kraftstoffeinspritzmenge für jeden Zylinder
nicht unmittelbar und exakt aus dem Verhältnis der gemessenen Kraftstoffeinspritzmenge
zu der berechneten Kraftstoffeinspritzmenge erhalten werden.
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Im
Hinblick auf die vorangehenden Probleme des Standes der Technik
ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung
zu schaffen, welche unmittelbar und exakt die Kraftstoffeinspritzcharakteristik
korrigiert, ohne Rücksicht
auf Fluktuationen in derartigen Charakteristiken, und welche jedem
Zylinder eine optimale Kraftstoffeinspritzmenge bereitstellt.
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Zur
Lösung
dieser Aufgaben stellt ein erster Gesichtspunkt der vorliegenden
Erfindung eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung für einen mehrzylindrischen Verbrennungsmotor
zur Verfügung.
Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung enthält Kraftstoffeinspritzer, eine Kraftstoffeinspritzmengenberechnungseinheit,
eine Speichereinheit, und eine Erzeugungseinheit für ein Einspritzantriebssignal.
Die Kraftstoffeinspritzer sind für
die entsprechenden Zylinder des Verbrennungsmotors vorgesehen. Die
Kraftstoffeinspritzmengenberechnungseinheit dient zur Berechnung
der entsprechenden Mengen des von den entsprechenden Kraftstoffeinspritzern
einzuspritzenden Kraftstoffes auf der Grundlage der Betriebsbedingungen
des Verbrennungsmotors. Die Speichereinheit speichert Verzeichnisse
bzw. Kennfelder für
jeden Zylinder des Verbrennungsmotors. Die Kennfelder geben einen Hinweis
auf die Verhältnisse
bzw. Zusammenhänge zwischen
der Ventilöffnungszeit
und der Kraftstoffvolumenausgabe der entsprechenden Kraftstoffeinspritzer.
Die Erzeugungseinheit für
ein Einspritzantriebssignal liefert Ventilöffnungssignale an jeden der Injektoren
bzw. Einspritzer. Derartige Ventilöffnungssignale geben einen
Hinweis auf die entsprechenden Ventilöffnungszeiten der entsprechenden
Einspritzer auf der Grundlage der entsprechenden Kennfelder für die entsprechenden
Zylinder.
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Die
Zylinder sind diesbezüglich
mit dem Kennfeld der Kraftstoffvolumenausgabe und der Ventilöffnungszeit
der Einspritzer entsprechend versehen, und somit kann eine angemessene
Kraftstoffeinspritzmenge für
jeden Zylinder erreicht werden.
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Vorzugsweise
enthält
die Kraftstoffeinspritzvorrichtung ferner eine Meßeinheit
für die
tatsächliche
Kraftstoffvolumenausgabe und eine Kennfeldkorrektionseinheit. Die
Meßeinheit
für die
tatsächliche
Kraftstoffvolumenausgabe mißt
die tatsächliche Kraftstoffvolumenausgabe
jedes entsprechenden Einspritzers. Die Kennfeldkorrektionseinheit
korrigiert die entsprechenden Kennfelder, welche für die entsprechenden
Zylinder vorgesehen sind, auf der Grundlage der Kraftstoffmenge,
welche von der Kraftstoffeinspritzmengenberechnungseinheit berechnet
wurde, und der tatsächlichen
Kraftstoffvolumenausgabe, welche von der Meßeinheit für die tatsächliche Kraftstoffvolumenausgabe
gemessen wurde. Die entsprechenden Kennfelder können diesbezüglich auf
der Grundlage der tatsächlichen
Kraftstoffvolumenausgabe der Injektoren korrigiert werden.
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Weitere
Aufgaben und Vorteile der folgenden Erfindung werden verständlicher
aus der detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausgestaltungen, wenn
sie im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen gesehen werden,
bei denen:
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1 ist
eine schematische Gesamteinsicht einer Dieselmotoreinrichtung, welche
mit einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
versehen ist;
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2 ist
eine detaillierte Querschnittsansicht eines Einspritzers der Kraftstoffeinspritzvorrichtung
ist, welche in 1 gezeigt ist;
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3 ist
ein Flussdiagramm einer Schleife zur Steuerung des Drucks einer
mechanisch gesteuerten Einspritzung aus gemeinsamer Druckleitung der
Kraftstoffeinspritzvorrichtung;
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4 ist
ein Flußdiagramm
einer Kraftstoffeinspritzschleife bzw. -routine;
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5 ist
ein Flußdiagramm
einer Routine, um den Druckabfall des Drucks der mechanisch gesteuerten
Einspritzung aus einer gemeinsamen Druckleitung nachzuweisen;
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6 ist
ein Flußdiagramm
einer Routine, um ein Kennfeld einer Kraftstoffeinspritzmenge und einer
Kraftstoffeinspritzzeit zu korrigieren;
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7A–7E sind
zeitliche Darstellungen, welche die Arbeitsweisen der Kraftstoffeinspritzvorrichtung
zeigen;
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8 ist
eine Darstellung, die das Kennfeld der Kraftstoffeinspritzmenge
und der Kraftstoffeinspritzzeit zeigen;
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9 ist
eine Darstellung, welche ein Verfahren zur Interpolation des Kennfeldsder
Kraftstoffeinspritzmenge und der Kraftstoffeinspritzzeit zeigt;
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10 ist
eine Darstellung, welche ein Verfahren zeigt, um das Kennfeld der
Kraftstoffeinspritzmenge und der Kraftstoffeinspritzzeit zu korrigieren; und
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11 ist
eine Darstellung, welche detailliert das Verfahren zeigt, mit dem
das Kennfeld der Kraftstoffeinspritzmenge und der Kraftstoffeinspritzzeit korrigiert
wird.
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Eine
bevorzugte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird im nachfolgenden
unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben werden.
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1 zeigt
ein Hauptteil eines Vierzylinder-(Mehrzylinder-)-Verbrennungsdieselmotors 10 und
Kraftstoffeinspritzer 12, welche für jeden Zylinder vorgesehen
sind. Die Kraftstoffeinspritzer werden mit einer mechanisch gesteuerten
Einspritzung aus gemeinsamer Druckleitung 16 über entsprechende Hochdruckschläuche 14 verbunden.
Die mechanisch gesteuerte Einspritzung aus gemeinsamer Druckleitung 16 wird
mit Dieselkraftstoff aus einem Kraftstofftank 18 über eine
Niederdruckpumpe 20 und eine Hochdruckpumpe 22 versorgt.
Die Hochdruckpumpe 22 ist mit einem Ventilsystem (nicht
gezeigt) zur Steuerung einer Menge des Hochdruckkraftstoffes versehen,
der die mechanisch gesteuerte Einspritzung aus gemeinsamer Druckleitung 16 versorgt,
wobei das Ventilsystem den Kraftstoffdruck der mechanisch gesteuerten
Einspritzung aus gemeinsamer Druckleitung 16 steuert, um
auf einem vorbestimmten Niveau gemäß den Betriebsbedingungen des
Motors 10 zu halten.
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Eine
Steuerschaltung 24 steuert die Kraftstoffeinspritzungsabläufe für jeden
Kraftstoffeinspritzer 12 auf der Basis von Signalen verschiedenartiger Sensoren,
internen Programmen und Daten. In der vorliegenden Ausgestaltung
ist die Steuerschaltung 24 als ein Mikroprozessorsystem,
welches später
beschrieben wird, aufgebaut. Ein Drucksensor 26 ist für die mechanisch
gesteuerte Einspritzung aus gemeinsamer Druckleitung 16 vorgesehen.
Der Drucksensor 26 liefert ein Signal, das einem Kraftstoffdruck
Pc der mechanisch gesteuerten Einspritzung
aus gemeinsamer Druckleitung 16 entspricht, zu der Steuerschaltung 24.
Zwischenzeitlich liefert ein Kurbelwinkelsensor 28signal
bei vorbestimmten Drehwinkeln der Kurbelwelle, beispielsweise 30
Grad und 720 Grad, zu der Steuerschaltung 24. Die Motorendrehgeschwindigkeit
N kann auf der Grundlage der Zeitintervalle zwischen den Signalausgaben
des Kurbelwinkelsensors 28 für jeden Kurbelwinkel von 30
Grad erhalten werden. Die Zuordnung der Zylinder kann auf der Grundlage
der Signalausgabe des Kurbelwinkelsensors 28 für jede bzw.
alle 720 Grad durchgeführt werden.
Die Steuerschaltung 24 ist ebenso mit dem Lastsensor 30 verbunden,
welche sie mit einem Signal versorgt, welches einer Last L des Motors 10 entspricht.
Der Lastsensor 30 kann beispielsweise als ein Sensor zum
Nachweis des Betrags des Niederdrückens des Beschleunigungspedals
und dergleichen gebildet werden.
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2 zeigt
einen detaillierten Aufbau des Kraftstoffeinspritzers 12 zur
Verwendung mit der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzvorrichtung.
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Eine
Arbeitsweise der Steuerschaltung 24 wird nachfolgend beschrieben.
Die Steuerschaltung 24 steuert die Versorgung des Kraftstoffes
von der Hochdruckpumpe 22 zu der mechanisch gesteuerten Einspritzung
aus gemeinsamer Druckleitung 16, so daß der Druck der mechanisch
gesteuerten Einspritzung aus gemeinsamer Druckleitung 16 bei
einem vorbestimmten Druckniveau gemäß den Arbeitsbedingungen des
Verbrennungsmotors 10 ist. Die Steuerschaltung 24 erzeugt
ein Arbeitssignal für
das Solenoid 76 der entsprechenden Einspritzer 12 jedes Zylinders,
so daß eine
vorbestimmte Kraftstoffmenge aus dem entsprechenden Einspritzer 12 jedes
Zylinders bei einem vorbestimmten Einspritzzeitablauf eingespritzt
wird. Während
der Erzeugung derartiger Arbeitssignale (d. h., Kraftstoffeinspritzsignale)
wird ein Kennfeld der Kraftstoffeinspritzmenge und der Ventilöffnungszeit
des Einspritzers 12, welcher für den entsprechenden Einspritzer 12 von
jedem Zylinder vorgesehen ist, herangezogen, um eine geeignete Ventilöffnungszeit
0 entsprechend den Arbeitsbedingungen des Motors 10 mit
der tatsächlichen
Kraftstoffeinspritzmenge, welche auf der Grundlage des Betrags des
Abfalls des Druckes der mechanisch gesteuerten Einspritzung mit
gemeinsamer Druckleitung 16 nach dem Kraftstoffeinspritzablauf
erhalten wird, zu berechnen. Das Kennfeld wird dann auf der Grundlage
des tatsächlich
gemessenen Wertes und des berechneten Wertes der Kraftstoffeinspritzmenge
up-gedatet bzw. auf den neuesten Stand gebracht. Die Arbeitsweise
bzw. der Ablauf der Steuerschaltung 24 wird nachfolgend
detailliert unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm der 3 bis 6 und
der zeitlichen Darstellung der 7A bis 7B beschrieben.
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3 zeigt
eine Routine zur Steuerung des Kraftstoffdruckes von der mechanisch
gesteuerten Einspritzung aus gemeinsamer Druckleitung 16 auf einem
vorbestimmten Niveau gemäß den Arbeitsbedingungen
des Motors 10. Diese Steuerungsroutine wird von einer Zeitunterbrechungsroutine
aktiviert, welche bei einem konstanten Zeitintervall, beispielsweise
4 ms ausgeführt
wird. In dieser Steuerroutine berechnet Schritt 100 einen
Zieldruck Pco der mechanisch gesteuerten
Einspritzung aus gemeinsamer Druckleitung 16 auf der Grundlage
der Last L (beispielsweise Öffnung
der Drosselöffnung),
welche von dem Lastsensor 30 detektiert wird, und von der
Motorgeschwindigkeit N, welche von dem Intervall zwischen den Pulssignalausgaben
eines Kurbelwinkelsensors 28 mit Kurbelwinkel von 30 Grad
erhalten wird. Das bedeutet, eine Speichereinheit speichert ein
Kennfeld der Zieldruck-Pco-Werte bezüglich der Last
L und der Motorgeschwindigkeit N, wobei Schritt 100 den
Zieldruck Pco gemäß der detektierten Werte der
Last L und der Motorgeschwindigkeit N interpoliert.
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Der
Schritt 102 empfängt
ein Signal von dem Drucksensor 26, welches indikativ für den Druck
Pc der mechanisch gesteuerten Einspritzung
aus gemeinsamer Druckleitung 16 ist. Schritt 104 stellt
fest, ob oder ob nicht der Zielwert Pco größer ist
als der detektierte (d. h., gemessene) Wert Pc.
Falls Schritt 104 bestimmt, daß der gemessene Wert Pc den Zielwert Pco nicht
erreicht hat, geht die Steuerung zum Schritt 106, welcher
die Hochdruckpumpe 22 (in 1 gezeigt)
so steuert, damit die Menge des Kraftstoffes, welcher in die mechanisch
gesteuerte Einspritzung aus gemeinsamer Druckleitung eingespritzt
wird, erhöht
wird. Andererseits, falls Schritt 104 feststellt, daß Pco nicht größer als Pc ist,
geht die Steuerung zum Schritt 108 weiter, welcher festlegt,
ob oder ob nicht Pco kleiner als Pc ist. Falls Schritt 108 feststellt, daß Pco kleiner ist als Pc,
das bedeutet, der Druck der mechanisch gesteuerten Einspritzung
aus gemeinsamer Druckleitung hat den Zielwert erreicht, geht die Steuerung
zum Schritt 110 weiter, welcher die Hochdruckpumpe 22 derart
steuert, damit die Menge des Kraftstoffes, welcher die mechanisch
gesteuerte Einspritzung aus gemeinsamer Druckleitung 16 versorgt,
reduziert wird. Bei den oben beschriebenen Routinen wird, wie in 7E gezeigt
ist, der Druck des Kraftstoffes, welcher der mechanisch gesteuerten
Einspritzung aus gemeinsamer Druckleitung 16 zugeführt wird,
gesteuert, um auf einem vorbestimmten Wert Pco gemäß den Arbeitsbedingungen
des Motors 10 zu sein.
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4 zeigt
eine Kraftstoffeinspritzroutine, welche von der Kurbelwinkelunterbrechungsroutine aktiviert
wird, welche jedesmal ausgeführt
wird, wenn ein Pulssignal von dem Kurbelwinkelsensor 28 bei
jedem Kurbelwinkel von 30 Grad, oder wenn eine vorbestimmte Zeitperiode,
welche von dem Timer gemessen wurde, empfangen wird, abläuft. In
dieser Routine bestimmt der Schritt 120, ob oder ob nicht
es Zeit ist, ein Kraftstoffinjektionssignal für den ersten Zylinder zu bilden.
In einem Dieselmotor wird die Kraftstoffeinspritzung in jedem Zylinder
um den oberen Kompressionstotpunkt ausgeführt. Der Zeitpunkt zur Erzeugung
des Kraftstoffeinspritzungssignals wird nahezu so gesetzt, daß es mit
dem Vorhandensein einer geeigneten Zugabe vor der Ausführung der
Kraftstoffeinspritzung durchgeführt
wird. 7A zeigt tc,
welche der Zeitpunkt ist, um den Ablauf zur Berechnung des Zeitpunkts
des Kraftstoffeinspritzvorgangs in dem ersten Zylinder auszuführen. Im
Falle eines Vierzylinderverbrennungsmotors wird der Zeitpunkt pro
Kurbelwinkel auf 180 Grad gesetzt. Falls Schritt 120 feststellt,
daß es
Zeit ist, das Kraftstoffinjektionssignal für den ersten Zylinder zu berechnen,
geht die Steuerung zu Schritt 122 weiter, welcher eine
Kennfeldkorrektionsroutine (siehe Flußdiagramm von 6)
ausführt,
um das Kennfeld der Kraftstoffeinspritzmenge über der Ventilöffnungszeit zu
korrigieren. Details dieser Kennfeldkorrektionsroutine werden später diskutiert.
Nach Schritt 122 geht die Steuerung zu Schritt 124 weiter.
Schritt 124 berechnet eine Kraftstoffeinspritzbasismenge
(Q0) auf der Grundlage der Last L und der
Motorgeschwindigkeit N. Das bedeutet, auf der Grundlage des in einer
Speichereinheit gespeicherten Kennfelds der Kraftstoffeinspritzbasismenge
bezüglich
der Last L und der Motorgeschwindigkeit N interpoliert Schritt 124 die
Kraftstoffeinspritzmenge Q0, welche mit
dem nachgewiesenen Wert der Last L und der Motorgeschwindigkeit
N korrespondiert.
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Schritt 126 führt die
Daten von dem Kraftstoffdruck Pc der mechanisch
gesteuerten Einspritzung aus gemeinsamer Druckleitung 16 zurück, welche
von dem Drucksensor 26 detektiert werden. Schritt 128 berechnet
eine Kraftstoffeinspritzzeit τ0 auf der Grundlage eines Kennfelds einer
Kraftstoffeinspritzmenge Q und der Kraftstoffeinspritzzeit τ. Für diesen
Zweck wird das Kennfeld der Kraftstoffeinspritzmenge Q und der Kraftstoffeinspritzzeit τ in einer
Speichereinheit gespeichert. 8 zeigt
schematisch ein Kennfeld der Krafstoffeinspritzmenge Q gegenüber der
Kraftstoffeinspritzzeit τ.
Falls der Druck Pc in der mechanisch gesteuerten
Einspritzung mit gemeinsamer Druckleitung konstant ist, haben die
Kraftstoffeinspritzmenge Q und die Kraftstoffeinspritzzeit τ ein eins-zu-eins-Verhältnis. Falls
der Druck Pc der mechanisch gesteuerten
Einspritzung aus gemeinsamer Druckleitung 16 sich erhöht, verkürzt sich
die Kraftstoffeinspritzperiode des Einspritzers 12, um
die gleiche Menge der Kraftstoffeinspritzung zu erhalten. Auf der
anderen Seite werden das Verhältnis
zwischen der Kraftstoffeinspritzmenge Q und der Kraftstoffeinspritzzeit τ in der Speichereinheit für eine Vielzahl
von gleich beabstandeten Druckwerten für die mechanisch gesteuerte
Einspritzung aus einer gemeinsamen Druckleitung gespeichert. Die Charakteristik
der Kraftstoffeinspritzmenge Q zur Kraftstoffeinspritzzeit τ, welche
den berechneten Werten des Druckes der mechanisch gesteuerten Einspritzung
aus gemeinsamer Druckleitung entspricht, kann durch Interpolation
der Charakteristik der Kraftstoffeinspritzmenge Q zur Kraftstoffeinspritzzeit τ für den momentanen
Druck Pc der mechanisch gesteuerten Einspritzung
aus gemeinsamer Druckleitung 16, welche in Schritt 126 detektiert
wurde, erhalten werden. 9 zeigt, wie ein derartiger
Interpolationsvorgang ausgeführt
wird. Die Charakteristik der Kraftstoffeinspritzmenge Q zur Kraftstoffeinspritzzeit τ bei den
Kennfelddruckwerten, welche oberhalb und unterhalb des nächsten gemessenen
Wertes des Druckes für
die mechanisch gesteuerte Einspritzung aus gemeinsamer Druckleitung
liegen, werden ausgewählt.
Wie in 9 beispielsweise gezeigt ist, wird, falls der
gemessene Druck 30 MPa ist, die Charakteristik der Kraftstoffeinspritzmenge
Q zur Kraftstoffeinspritzzeit τ für den Druck
der mechanisch gesteuerten Einspritzung aus gemeinsamer Druckleitung
von 40 MPa und die Charakteristik der Kraftstoffeinspritzmenge Q
zur Kraftstoffeinspritzzeit τ für den Druck
der mechanisch gesteuerten Einspritzung aus gemeinsamer Druckleitung
von 20 MPa ausgewählt. Die
Interpolation wird bei vorbestimmten Intervallen der Kraftstoffeinspritzzeit
(beispielsweise alle 0,2 ms) durchgeführt, wobei die berechnete Charakteristik der
Kraftstoffeinspritzmenge Q zur Kraftstoffeinspritzzeit τ für den Druck
der mechanisch gesteuerten Einspritzung aus gemeinsamer Druckleitung
Pc = 30 MPa sein wird, wie durch die unterbrochene
Linie Z in 9 gezeigt ist.
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Schritt 130 bestimmt
die Kraftstoffeinspritzzeit gemäß der Charakteristik
der Kraftstoffeinspritzmenge Q zur Kraftstoffeinspritzzeit τ des gemessenen
Druckes Pc der mechanisch gesteuerten Einspritzung
aus gemeinsamer Druckleitung, welcher in Schritt 128 erhalten
wird. Mit anderen Worten, die Kraftstoffeinspritzzeit τ0,
welche mit der Kraftstoffeinspritzbasismenge Q0 korrespondiert,
wird wie in 9 erhalten.
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Der
Schritt 132 berechnet den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt
t0 auf der Basis der Last L und der Motorgeschwindigkeit
N. Das bedeutet, mit einem Kennfeld des Kraftstoffeinspritzzeitpunkts
t0 im Verhältnis zu der Last L und der
Motorgeschwindigkeit N, welche vorab in einer Speichereinheit gespeichert
wurde, interpoliert Schritt 132 den Kraftstoffeinspritzzeitpunkts
t0 auf der Grundlage der nachgewiesenen Werte
der Last L und der Motorgeschwindigkeit N. 7D zeigt
ein Beispiel von Veränderungen
in dem Einspritzverhältnis
des Kraftstoffes, welcher von dem Einspritzer 12 eingespritzt
wird. Der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt t0,
welcher in Schritt 132 berechnet wird, ist der Zeitpunkt,
wann die Kraftstoffeinspritzung von der Kraftstoffeinspritz-Sprayöffnung 40 tatsächlich gestartet
wird, nachdem das Kraftstoffeinspritzsignal (in 7B gezeigt)
dem Einspritzer 12 zur Verfügung gestellt wurde.
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Schritt 134 berechnet
eine Startzeit (”ON”-Zeit)
ti und Stoppzeit (”OFF”-Zeit) te des
Kraftstoffeinspritzsignals, welches dem Solenoid 76 (2)
des Einspritzers 12 zur Verfügung gestellt wird. Mit anderen
Worten, Schritt 134 berechnet die ”ON”-Zeit ti des
Einspritzers unter Berücksichtigung der
Verzögerungszeit
(t) beim Betrieb jedes Abschnitts des Einspritzers 12,
so daß der
tatsächliche Einspritzungsvorgang
bei der Zeit t0, wie in 7D gezeigt
ist, startet. Auf der anderen Seite entspricht die ”OFF”-Zeit te des Einspritzers 12 dem Zeitpunkt, nachdem
die in Schritt 130 berechnete Kraftstoffeinspritzzeit τ0 nach
der Zeit ti abgelaufen ist.
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Schritt 136 speichert
das ti und te, welche
in Schritt 134 berechnet wurden, in Vergleichsregister (nicht
gezeigt) der Steuerschaltung 24. Dadurch wird ein ”ON”-Signal
auf dem Solenoid 76 des Einspritzers 12 des ersten
Zylinders bei der Zeit ti angelegt, und, nachdem
eine vorbestimmte Verzögerungszeit
abgelaufen ist, wird die Kraftstoffeinspritzung bei der Zeit t0 gestartet. Ein Antriebssignal des Einspritzers 12 wird
zur Zeit te ausgeschaltet.
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Schritt 138 setzt
die Nachweisperiode tA – tB zum
Nachweis der Druckabnahme in der mechanisch gesteuerten Einspritzung
aus gemeinsamer Druckleitung 16, welche den Kraftstoffeinspritzvorgang
des Einspritzers 12 von dem ersten Zylinder begleitet bzw.
einhergeht. 7E zeigt die Abnahme des Drucks
der mechanisch gesteuerten Einspritzung aus gemeinsamer Druckleitung 16 aufgrund des
Verlaufs des Einspritzvorgangs des Einspritzers 12. Bevor
der Kraftstoffeinspritzvorgang ausgeführt wird, wird der Druck der
mechanisch gesteuerten Einspritzung aus gemeinsamer Druckleitung
so gesteuert, um bei dem vorbestimmten Druck Pco zu sein,
welcher der Arbeitsbedingung des Verbrennungsmotors 10 entsprechend
ist. Der Druck in der mechanisch gesteuerten Einspritzung aus gemeinsamer
Druckleitung 16 beginnt abzunehmen, weil das Ventil des
Einspritzers 12 bei der Zeit t0 geöffnet wird. PMIN zeigt den Minimalwert des Drucks der
mechanisch gesteuerten Einspritzung aus gemeinsamer Druckleitung 16.
Falls der Einspritzvorgang des Einspritzers 12 abgeschlossen
wird, erhöht
sich der Druck der mechanisch gesteuerten Einspritzung aus gemeinsamer
Druckleitung 16 und kehrt auf das Niveau des vorbestimmten
Druckes Pco aufgrund der Ausführung der
Steuerroutine von 3 zurück. Diesbezüglich wird mit dem Druckabfall
P aufgrund eines Kraftstoffeinspritzvorgangs von dem Einspritzer 12,
welcher Pco – PMIN ist,
die tatsächliche
Kraftstoffeinspritzmenge auf der Grundlage des Druckabfalls erhalten.
Die Druckabfallnachweisperiode tA – tB wird gesetzt mit einer geeigneten Zugabe
vor und nach dem Zeitpunkt, an dem angenommen wird, daß der Druck
der mechanisch gesteuerten Einspritzung aus gemeinsamer Druckleitung
aufgrund der Ausführung
des Kraftstoffeinspritzvorgangs abnimmt. Schritt 140 speichert
den Zeitpunkt tA und tB,
welcher in Schritt 138 berechnet wird, in das Vergleichsregister (nicht
gezeigt) der Steuerschaltung 24. Ein Merker F, welcher
die Druckabfalldetektionsperiode in dem ersten Zylinder anzeigt,
wird bei der Zeit tA gesetzt und bei der
Zeit tB zurückgesetzt, wie in 7C gezeigt ist.
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Schritt 142 bestimmt,
ob oder ob nicht der Zeitpunkt des Kraftstoffeinspritzvorgangs für einen zweiten
Zylinder vorliegt. Schritt 144 bestimmt, ob oder ob nicht
der Zeitpunkt für
den Kraftstoffeinspritzvorgang für
einen dritten Zylinder vorliegt. Schritt 146 bestimmt,
ob oder ob nicht der Zeitpunkt des Kraftstoffeinspritzvorgangs für einen
vierten Zylinder vorliegt. Falls die Zeitpunkte des Einspritzvorgangs
für jeden
des zweiten bis vierten Zylinders vorliegt, wird der gleiche Vorgang
(d. h., Schritte 122–140)
wie derjenige, welcher für
den ersten Zylinder ausgeführt wurde,
ausgeführt.
Das heißt,
das Kennfeld von Kraftstoffeinspritzmenge-Q zu Kraftstoffeinspritzzeit τ für den entsprechenden
Zylinder wird korrigiert (Schritt 122), die Einspritzbasismenge
Q0 und der Kraftstoffinjektionszeitpunkt
t0 für
den entsprechenden Zylinder werden berechnet (Schritt 124–132), das
Kraftstoffeinspritzsignal wird gesetzt (Schritte 134–136),
und die Nachweisperiode des Drucks der mechanisch gesteuerten Einspritzung
aus gemeinsamer Druckleitung für
die entsprechenden Zylinder werden gesetzt (Schritte 138–140).
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5 zeigt
eine Nachweisroutine des Druckabfalls, welche von einer Zeitunterbrechungsroutine aktiviert
wird, welche bei vorgegebenen Intervallen ausgeführt wird. Schritt 150 bestimmt,
ob oder ob nicht die Periode zum Nachweis des Druckabfalls aufgrund
des Einspritzvorgangs in dem ersten Zylinder vorliegt. Wie in 7C gezeigt
ist, wird der Merker F während
der Periode tA – tB gesetzt.
Falls der Merker F gesetzt wird, geht die Steuerung zu Schritt 152 nach
Schritt 150 weiter, wobei der Druckwert Pc, welcher
von dem Drucksensor 26 gemessen wird, als Pi gesetzt wird,
welcher der momentane Druck der mechanisch gesteuerten Einspritzung
aus gemeinsamer Druckleitung ist. Schritt 154 bestimmt,
ob oder ob nicht der Minimalwert PMIN des
Drucks der mechanisch gesteuerten Einspritzung aus gemeinsamer Druckleitung 16 größer als
Pi ist. Falls PMIN größer als PI ist, geht die Steuerung
zu Schritt 156 weiter, bei dem Pi als der Minimaldruck
PMIN gesetzt wird. Dementsprechend kann
aufgrund der Ausführung
der vorab genannten Routine der Minimalwert PMIN des Drucks
der mechanisch gesteuerten Einspritzung aus gemeinsamer Druckleitung 16 aufgrund
des Einspritzvorgangs in dem ersten Zylinder detektiert werden.
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Schritt 160 bestimmt,
ob oder ob nicht die Detektionsperiode des Druckabfalls für den zweiten Zylinder
vorliegt. Schritt 162 bestimmt, ob oder ob nicht die Detektionsperiode
des Druckabfalls für
den dritten Zylinder vorliegt. Schritt 164 bestimmt, ob
oder ob nicht die Detektionsperiode des Druckabfalls für den vierten
Zylinder vorliegt. Falls die Detektionsperioden des Druckabfalls
für jeden
der zweiten bis vierten Zylinder vorliegen, werden die Schritte 162 bis 156 in
der gleichen Weise wie in dem Fall für den ersten Zylinder ausgeführt, und
somit kann der Minimalwert PMIN des Drucks
der mechanisch gesteuerten Einspritzung aus gemeinsamer Druckleitung 16 nach dem
Kraftstoffeinspritzvorgang in jedem entsprechenden Zylinder detektiert
werden.
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6 zeigt
eine detaillierte Kennfeldkorrekturroutine, welche im Schritt
122 der
4 ausgeführt wird.
In dieser Routine bestimmt Schritt
168, ob der Zustand
des Motors
10 normal ist oder nicht. Schritt
168 bestimmt
den Zustand des Motors
10, indem Veränderungen in der Motorgeschwindigkeit oder
Last pro Zeiteinheit mit vorbestimmten Werten verglichen werden.
Falls der Motor
10 in einem normalen Zustand ist, schreitet
die Steuerung zu Schritt
170 weiter, welcher den Druckabfall
P in dem Druck der mechanisch gesteuerten Einspritzung aus gemeinsamer
Druckleitung
16 aufgrund des vorhergehenden Einspritzungsvorgangs
(720 Grad des Kurbelwinkels davor) in dem ersten Zylinder berechnet, indem
P
MIN von dem Druckwert P
co der
mechanisch gesteuerten Einspritzung aus gemeinsamer Druckleitung
subtrahiert wird, und eine tatsächliche
Kraftstoffeinspritzmenge Q
1 in den vorhergehenden
Kraftstoffeinspritzvorgängen
auf der Grundlage der Druckabnahme P berechnet. Dieses Verfahren
ist dem Grunde nach das gleiche wie das in der
JP 62-186 034 A wobei diese
Berechnung der Kraftstoffeinspritzmenge Q
1 auf
der Grundlage der Kraftstofftemperatur in der mechanischen Einspritzung
aus gemeinsamer Druckleitung
16 und der Kapazität der mechanischen Einspritzung
aus gemeinsamer Druckleitung unter Verwendung einer vorbestimmten
Formel durchgeführt
werden kann. Schritt
172 berechnet einen Korrekturterm
t der Kraftstoffeinspritzzeit auf der Grundlage des berechneten
Wertes Q
0 und des tatsächlich gemessenen Wertes Q
1. Das heißt, während der Wert der Kraftstoffeinspritzzeit
gleich 0 gemäß dem Kennfeld
ist, wenn der Arbeitswert gleich Q
0 ist,
ist der gemessene Wert gleich Q
1, und somit
sollte die Kraftstoffeinspritzzeit korrigiert werden. Dadurch kann
der Korrekturterm t der Einspritzzeit τ unter Verwendung folgender
Gleichung erhalten werden:
t = ((Q1 – Q0)/Q0) × τ0
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In
der vorliegenden Erfindung wird das Kennfeld der Kraftstoffeinspritzmenge
Q und der Kraftstoffeinspritzzeit τ für jeden entsprechenden Zylinder
gesetzt, und die Kennfeldanpassungen werden in dem Anfangsstadium
für jeden
Zylinder ausgeführt.
Konsequenterweise kann eine vorbestimmte Kraftstoffeinspritzmenge
ohne die Veränderungen
in den Arbeitsbedingungen erhalten bzw. erreicht werden; jedoch
werden Korrekturen erforderlich werden, weil die Einspritzcharakteristiken
entsprechend den zeitlichen Änderungen
variieren (d. h., Verstopfung der Kraftstoffeinspritz-Sprayöffnung 40).
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Schritt 174 bestimmt,
ob oder ob nicht der Korrekturterm t größer als ein vorgegebener oberer Begrenzungswert
X (erster Schutzwert) ist. Schritt 176 bestimmt, ob oder
ob nicht der Korrekturterm t kleiner als ein vorbestimmter unterer
Begrenzungswert –Y
(zweiter Schutzwert) ist. Falls der Korrekturterm t nicht größer als
der obere Begrenzungswert X und nicht kleiner als der untere Begrenzungswert
ist, geht die Steuerung zum Schritt 178 weiter, welcher die
Kennfeldwerte anpaßt.
Wie in 10 gezeigt wird, wird die Kraftstoffeinspritzzeit τ von t bezüglich der
Punkte A, B, C und D korrigiert, welche einen Punkt (Q0,0)
umgeben. Die Kennfeldpunkte nach der Korrektur werden als A', B', C' und D' in 11 dargestellt.
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Das
Verhältnis
der Kraftstoffeinspritzmenge Q zur Kraftstoffeinspritzzeit τ für jeden
Zylinder, welches in 6 korrigiert ist, wird in einem
Verwahrungs- bzw. Zwischenspeicher gespeichert, dessen Inhalte bezüglich des
Kennfelds, selbst nachdem der Einschaltschalter ausgeschaltet wird,
beibehalten werden können.
Dies ermöglicht
die nächste
Ausführung
des geeigneten Kraftstoffeinspritzsteuervorgangs für jeden
Zylinder, falls der Verbrennungsmotor 10 erneut gestartet
wird.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung vollständig
in Verbindung mit einer bevorzugten Ausführungsform unter Berücksichtigung
der beigefügten Zeichnung
beschrieben wurde, sollte hervorgehoben werden, daß unterschiedliche Änderungen
und Modifikationen für
einen Durchschnittsfachmann ersichtlich werden können.
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Beispielsweise
kann die Routine in 6 modifiziert werden, um ein
Alarmsignal zu erzeugen, welches den Fahrer über Abnormitäten informiert, wenn
die Korrekturmenge zu groß oder
zu klein ist. Derartige Routinen können ebenso bei jeder zuvor beschriebene
Betriebszeit aktiviert werden.
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Derartige Änderungen
und Modifikationen sind so zu verstehen, als wären sie innerhalb des Erfindungsgedanken
der vorliegenden Erfindung, wie sie durch die anhängenden
Ansprüche
beschrieben werden.
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Die
Erfindung verwendet ein Kennfeld für die Kraftstoffeinspritzmengen-
und Kraftstoffeinspritzzeit-Charakteristik, welche für jeden
Zylinder vorgesehen ist. Die Kraftstoffeinspritzmenge ist auf der Grundlage
der Motorlast und Motorgeschwindigkeit berechnet. Eine Kraftstoffeinspritzzeit,
welche mit der berechneten Kraftstoffeinspritzmenge korrespondiert,
wird auf der Grundlage des Kennfelds berechnet. Der Druckabfall
in dem Druck der mechanisch gesteuerten Einspritzung aus gemeinsamer
Druckleitung 16 wird aufgrund des Kraftstoffeinspritzvorgangs
berechnet, und ein Kennfeldkorrekturterm wird auf der Grundlage
des gemessenen Druckabfalls berechnet. Das Kennfeld der Kraftstoffeinspritzmenge zur
Kraftstoffeinspritzzeit jedes Zylinders wird auf der Grundlage dieses
Korrekturterms angepaßt.
Die entsprechenden Kraftstoffeinspritzmenge-Kraftstoffeinspritzzeit-Verhältnisse
werden in nicht löschenden bzw.
permanenten Speichereinheiten 24, beispielsweise Verwahrungs-
bzw. Zwischenspeichereinheiten oder dergleichen, gespeichert.