DE60005575T2

DE60005575T2 - Akkumulator-Kraftstoffeinspritzvorrichtung und Steuerungsverfahren

Info

Publication number: DE60005575T2
Application number: DE2000605575
Authority: DE
Inventors: Tatsumasa Toyota-shi Aichi-ken Sugiyama; Yuuichirou Toyota-shi Aichi-ken Katou
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1999-01-25
Filing date: 2000-01-12
Publication date: 2004-08-05
Anticipated expiration: 2020-01-13
Also published as: EP1022452A2; EP1022452B1; DE60005575D1; EP1022452A3; ES2204365T3

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Akkumulator-Brennstoffeinspritzsteuergerät und ein Verfahren für eine Brennkraftmaschine und betrifft spezieller ein Akkumulator-Brennstoffeinspritzsteuergerät und -verfahren für eine Brennkraftmaschine, welches dazu befähigt ist, die Präzision der Brennstoffeinspritzsteuerung in einem Übergangszustand zu verbessern.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Im allgemeinen wird bei einer Brennkraftmaschine, die mit einer Akkumulatorleitung, wie beispielsweise einer gemeinsamen Schiene oder ähnlichem, ausgestattet ist, ein Hochdruckbrennstoff von einer Brennstoffpumpe aus zwangsgefördert, und zwar zu einer Akkumulatorleitung hin, und wird von Brennstoffeinspritzventilen aus in die Verbrennungskammern der Maschine eingespritzt, welche an die Akkumulatorleitung angeschlossen sind. Bei der Steuerung der Brennstoffeinspritzmenge wird zunächst der Brennstoffdruck in der Akkumulatorleitung detektiert, und zwar als Brennstoffeinspritzdruck, und es wird dann eine erforderliche Einspritzmenge gemäß dem Betriebszustand der Maschine berechnet. Dann wird ein Befehlswert zum Bestimmen einer Ventilöffnungsperiode der Brennstoffeinspritzventile basierend auf dem Brennstoffdruck und der erforderlichen Einspritzmenge eingestellt. Indem die Brennstoffeinspritzventile basierend auf dem Befehlswert angetrieben werden, spritzen die Brennstoffeinspritzventile Brennstoff mit einer Menge ein, die gleich der erforderlichen Einspritzmenge ist.
Wenn der Brennstoffdruck in der Akkumulatorleitung ansteigt, beispielsweise auf Grund der Zwangsförderung des Brennstoffes durch die Brennstoffpumpe und während einer Periode, gerechnet von der zuvor erwähnten Detektion des Brennstoffdruckes bis zum Start der Brennstoffeinspritzung, wird die Brennstoffeinspritzung basierend auf einem Brennstoffdruck durchgeführt, der höher ist als der Brennstoffdruck zu dem Zeitpunkt der Einstellung des Befehlswertes. Demzufolge überschreitet die Menge des Brennstoffes, der tatsächlich durch die Brennstoffeinspritzventile eingespritzt wird, die erforderliche Einspritzmenge. Wenn solch eine Diskrepanz zwischen der tatsächlichen Brennstoffeinspritzmenge und der erforderlichen Einspritzmenge zu groß wird, ergeben sich Probleme, wie beispielsweise eine Verschlechterung der Abgaseigenschaften und ähnlichem.
Aus diesem Grund wird, wie in dem Stand der Technik, wie der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. HEI 6-93915, beschrieben ist, die Differenz zwischen einem Wert des Brennstoffdruckes, der beim letzten Mal detektiert wurde, und einem Wert des Brennstoffdruckes, der beim zweiten letzten Mal detektiert wurde, zu dem Wert addiert, der das letzte Mal während einer Übergangsoperation bzw. einem Übergangsoperationszustand der Maschine detektiert wurde, und es wird eine Brennstoffeinspritzperiode (ein Befehlswert) basierend auf dem addierten Wert und der erforderlichen Brennstoffeinspritzmenge eingestellt. Das heißt, die Änderung des Brennstoffdruckes während einer Periode vom Detektieren eines Brennstoffdruckes an bis zu dem Start der Brennstoffeinspritzung wird basierend auf einer Aufzeichnung solch einer Änderung vorausgesagt und der vorausgesagte Wert wird, beim Einstellen einer Brennstoffeinspritzperiode anstelle eines tatsächlichen Meßwertes verwendet. Als ein Ergebnis kann die Brennstoffeinspritzperiode in geeigneter Weise dadurch eingestellt werden, indem man vorbereitend eine Änderung im Brennstoffdruck während einer Periode vom Detektieren eines Brennstoffdruckes bis zum Start der Brennstoffeinspritzung mit in Betracht zieht. Selbst zum Zeitpunkt des Betriebsüberganges der Maschine kann somit die Brennstoffeinspritzmenge mit hoher Präzision gesteuert werden.
Jedoch wird gemäß dem früher verwendeten Brennstoffeinspritzsteuersystem die Änderung in dem Brennstoffdruck, die nach dem Detektieren eines Brennstoffdruckes auftritt, basierend auf einer Aufzeichnung der Änderung in dem Brennstoffdruck vor hergesagt. Daher ändert sich der detektierte Wert des Brennstoffdruckes kaum und bleibt im wesentlichen konstant. Auch in einem Fall, bei dem sich der Brennstoffdruck drastisch während einer Periode zwischen den jeweiligen Detektionszeitlagen ändert, kann die Änderung in dem Brennstoffdruck nicht länger vorhergesagt werden. Als Selbstverständlichkeit gibt es keine Gegenmaßnahme gegen solche Umstände.
Ferner ändert sich in einem Übergangsbetriebszustand, bei dem sich die Betriebsbedingungen abrupt ändern, der Brennstoffeinspritzdruck ebenso abrupt. Somit wird zu dem Zeitpunkt einer abrupten Änderung in den Betriebsbedingungen ein Vorhersagewert, der vorbereitend eine Änderung in dem Brennstoffeinspritzdruck berücksichtigt, und zwar zwischen einer Zeitlage einer tatsächlichen Messung des Brennstoffeinspritzdruckes und einer Zeitlage für die Brennstoffeinspritzung durch die Einspritzvorrichtungen, dazu verwendet, um eine Brennstoffeinspritzmenge zu berechnen.
Es entsteht jedoch ein Fehler zwischen dem Vorhersagewert und dem tatsächlichen Meßwert, und zwar auf Grund einer Diskrepanz in der Vorhersage, dies ich aus den Umweltbedingungen ergibt. Wenn somit trotz der Tatsache, daß es einen tatsächlichen Meßwert unmittelbar vor der Brennstoffeinspritzung zum Zeitpunkt des Übergangs gibt, der Vorhersagewert verwendet wird, wird die Präzision hinsichtlich der Brennstoffeinspritzsteuerungsmenge reduziert, was die Abgasemissionen, Geräuschentwicklung und ähnliches nachteilig beeinflußt.
Um solch eine Reduzierung in der Präzision der Brennstoffeinspritzsteuerung zu verhindern, kann es möglich sein, in extremer Weise einer Periode zu verkürzen, und zwar von der Detektion eines Brennstoffdruckes an bis zum Start der Brennstoffeinspritzung, beispielsweise durch Detektieren eines Brennstoffdruckes unmittelbar vor dem Start der Brennstoffeinspritzung. Jedoch besteht in der Realität ein Bedarf nach einer Berechnung eines Steuerbefehlswertes zum Antreiben der Brennstoffeinspritzventile während dieser Periode. Im Hinblick auf die Berechnungsbelastung und ähnlichem kann die Periode nicht grenzenlos verkürzt werden.
Mit anderen Worten, wenn ein Versuch unternommen wird, immer Verwendung von einem aktuellen Meßwert des Brennstoffeinspritzdruckes Gebrauch zu machen, um die Präzision bei der Berechnung der Brennstoffeinspritzsteuermenge bzw. des Steuerausmaßes zu erhöhen, steht keine ausreichende Zeit zwischen der Zeitlage der Brennstoffeinspritzung durch die Einspritzvorrichtungen und der Zeitlage zum Messen eines aktuellen Meßwertes des Brennstoffeinspritzdruckes zur Verfügung, der aktuelle Meßwert des Brennstoffeinspritzdruckes kann nicht auf die Brennstoffeinspritzsteuerung reflektiert werden. Um dieses Problem zu lösen, ist es möglich, ein Verfahren anzupassen, bei dem die Zeitlage für die Messung eines aktuellen Meßwertes des Brennstoffeinspritzdruckes geändert wird, und zwar abhängig von den Betriebsbedingungen (das heißt den Brennstoffeinspritzzeitlagen), nämlich den Zeitlagen zum Messen eines aktuellen Meßwertes des Brennstoffeinspritzdruckes im Voraus, und zwar proportional zu einer Vorstellung der Brennstoffeinspritzzeitlage.
Wenn jedoch gemäß diesem Verfahren die Zeitlage zum Messen eines aktuellen Meßwertes des Brennstoffeinspritzdruckes vorgestellt wird, wird die Messung tatsächlich während eines Pumpen-Zwangsförderhubes durchgeführt, so daß der Brennstoffeinspritzdruck während des Pumpen-Zwangsförderhubes erhalten wird. In diesem Fall ist der Brennstoffeinspritzdruck während des Pumpen-Zwangsförderhubes verschieden von dem Brennstoffeinspritzdruck zum Zeitpunkt des Startens der Brennstoffeinspritzung. Wenn daher die Zeitlage zum Messen eines aktuellen Meßwertes des Brennstoffeinspritzdruckes vorgestellt wird, nimmt die Präzision hinsichtlich der Brennstoffeinspritzsteuerung bzw. des Steuerausmaßes ab.
Wenn daher die Zeitlage zum Messen eines aktuellen Meßwertes des Brennstoffeinspritzdruckes abhängig von den Betriebsbedingungen geändert wird, nämlich abhängig von den Brennstoffeinspritzzeitlagen, wird die Gesamtsteuerung kompliziert.
Es ist als Schlußfolgerung gemäß dem herkömmlich verwendeten Brennstoffeinspritzsteuersystem unmöglich, eine Brennstoffeinspritzperiode einzustellen, die dafür geeignet ist, um eine tatsächliche Brennstoffeinspritzmenge mit einer erforderlichen Einspritzmenge abzugleichen. Daher ist eine Abnahme in der Präzision der Brennstoffeinspritzsteuerung unvermeidbar.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Akkumulator-Brennstoffeinspritzsteuergerät und -verfahren zu schaffen, welches einfach ist und eine hohe Präzision der Brennstoffeinspritzsteuerung zum Zeitpunkt eines Übergangs gewährleistet.
Das Akkumulator-Brennstoffeinspritzsteuergerät gemäß der vorliegenden Erfindung ist mit einer Detektionseinrichtung ausgestattet, um einen Brennstoffdruck in einer Akkumulatorleitung zu detektieren, mit einer Schätzeinrichtung versehen, um einen Druck des Brennstoffes, der in eine Maschine eingespritzt wird, zu schätzen, enthält eine Brennstoffeinspritzsteuerausmaß-Berechnungseinrichtung zum Berechnen eines Brennstoffeinspritzsteuerausmaßes basierend auf dem detektierten Brennstoffdruck oder auf dem geschätzten Brennstoffdruck, und eine Brennstoffeinspritzeinrichtung zum Einspritzen des Brennstoffes in die Maschine, basierend auf dem berechneten Brennstoffeinspritzsteuerausmaß. Der Kern der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß die Brennstoffeinspritzsteuerausmaß-Berechnungseinrichtung bestimmt, welcher der Drücke gemäß dem detektierten Brennstoffdruck und dem geschätzten Brennstoffdruck zu verwenden ist, und zwar basierend auf einer Brennstoffeinspritzzeitlage der Einspritzeinrichtung.
Als ein Ergebnis kann zum Zeitpunkt des Übergangs die Frequenz, in welcher die Brennstoffeinspritzsteuerung ausgeführt wird, und zwar unter Verwendung undefinierter Vorhersagewerte, reduziert werden, und es kann die Präzision der Brennstoffeinspritzsteuerung erhöht werden.
Ferner wird die Aufgabe der Erfindung auch durch das Verfahren gemäß dem Anspruch 12 gelöst.
Obwohl diese Zusammenfassung nicht alle Merkmale der vorliegenden Erfindung beschreibt, sei darauf hingewiesen, daß irgendwelche Kombinationen von Merkmalen, die in den anhängenden Ansprüchen festgehalten sind, in den Rahmen der vorliegenden Erfindung fallen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine Strukturansicht eines Akkumulator-Brennstoffeinspritzsteuergerätes für eine Brennkraftmaschine gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 zeigt einen Graphen, der eine Beziehung zwischen der Brennstoffeinspritzzeitlage und der Zeitlage für die Messung eines aktuellen Meßwertes des Brennstoffeinspritzdruckes in einem Fall veranschaulicht, bei dem der aktuelle Meßwert zum Berechnen einer Brennstoffeinspritzmenge verwendet wird;
3 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen einer Brennstoffeinspritzzeitlage und der Zeitlage zum Messen eines aktuellen Meßwertes des Brennstoffeinspritzdruckes in einem Fall veranschaulicht, bei dem ein Vorhersagewert zum Berechnen einer Brennstoffeinspritzmenge verwendet wird;
4 zeigt ein Flußdiagramm, welches einen Prozeß zum Berechnen einer Brennstoffeinspritzmenge wiedergibt;
5 ist ein Flußdiagramm, welches einen Prozeß zum Berechnen eines Vorhersagewertes des Brennstoffeinspritzdruckes zeigt;
6 zeigt eine schematische Strukturansicht eines Hochdruck-Brennstoffeinspritzsystems einer Dieselmaschine gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
7 ist ein Zeitsteuerplan, der ein Muster zur Änderung des Brennstoffeinspritzdruckes zeigt, verursacht durch eine Leckage des Brennstoffes oder ähnlichem;
8 zeigt einen Zeitsteuerplan, der ein Änderungsmuster in dem Brennstoffeinspritzdruck wiedergibt, welches durch die Zwangsförderung des Brennstoffes oder ähnlichem verursacht wird;
9 ist ein Flußdiagramm, welches einen Prozeß zum Berechnen einer Brennstoffeinspritzperiode gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt;
10 ist ein Flussdiagramm, welches einen Prozeß zum Berechnen eines Änderungsausmaßes in dem Druck gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt;
11 zeigt einen Graphen, der einen Brennstoffdruck und ein Brennstoffeinspritzausmaß in Relation zu der Brennstoffeinspritzperiode veranschaulicht;
12 ist ein Graph, der einen Brennstoffdruck und ein erforderliches Einspritzausmaß bzw. Einspritzmenge in Relation zu einem Empfindlichkeitskoeffizienten wiedergibt;
13 ist ein Flußdiagramm, welches einen Prozeß zum Berechnen einer Brennstoffeinspritzperiode gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
14 ist ein Flußdiagramm, welches einen Prozeß zum Berechnen einer Brennstoffeinspritzperiode gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wiedergibt;
15 zeigt ein Flußdiagramm, welches einen Prozeß zum Berechnen eines Änderungsausmaßes in dem Druck gemäß der vierten Ausführungsform veranschaulicht;
16 ist ein Zeitsteuerplan, der ein Änderungsmuster in dem Brennstoffeinspritzdruck wiedergibt, welches durch eine Piloteinspritzung, Haupteinspritzung und ähnlichem verursacht wird;
17 ist ein Flußdiagramm, welches einen Teil eines Prozesses zum Berechnen eines Änderungsausmaßes in dem Druck gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Es werden nun Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im folgenden unter Hinweis auf die Zeichnungen beschrieben.
[Erste Ausführungsform]
1 zeigt schematisch eine Konstruktion eines Akkumulator-Brennstoffeinspritzsteuergerätes für eine Brennkraftmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung. In einer Maschine 1 (in diesem Fall einer Vier-Zylinder-Maschine) sind Einspritzvorrichtungen 2 zum Einspritzen von Hochdruck-Brennstoff in die Verbrennungskammern der jeweiligen Zylinder angeordnet. Die Brennstoffeinspritzung von den Einspritzvorrichtungen 2 in die Maschine 1 wird dadurch gesteuert, indem elektromagnetische Einspritzsteuerventile 3 gesteuert geöffnet und gesteuert geschlossen werden. Die Einspritzvorrichtungen 2 sind an eine gemeinsame Schiene 4 angeschlossen, die ge meinsam für die jeweiligen Zylinder verwendet wird. Wenn die elektromagnetischen Einspritzsteuerventile 3 offen sind, wird Brennstoff in der gemeinsamen Schiene 4 von den Einspritzvorrichtungen 2 in die Verbrennungskammern der Maschine 1 injiziert.
Da sich der Brennstoffdruck in der gemeinsamen Schiene auf einem Brennstoffeinspritzdruck befindet, muß die gemeinsame Schiene 4 einen geeigneten Brennstoffdruck entsprechend einem Betriebszustand sammeln. Aus diesem Grund ist eine Hochdruckpumpe 7, die die Fähigkeit hat, Brennstoff unter hohem Druck zuzuführen, an die gemeinsame Schiene 4 über eine Zuführleitung 6 und ein Rückschlagventil 5 angeschlossen. Das Rückschlagventil 5 ermöglicht es dem Brennstoff, lediglich in einer Richtung von der Hochdruckpumpe 7 zu der gemeinsamen Schiene 4 zu strömen.
Ein Drucksensor 14 detektiert einen Einspritzdruck des Brennstoffes, der durch die Einspritzvorrichtungen 2 in die Verbrennungskammer der Maschine eingespritzt wird, und zwar einen Brennstoff (Schienendruck) in der gemeinsamen Schiene.
Die Hochdruckpumpe 7 führt eine Zwangsförderung einer erforderlichen Brennstoffmenge durch, die von einem Brennstofftank 8 über eine Niederdruckförderpumpe 9 angesaugt wurde, und zwar zu der gemeinsamen Schiene 4, und zwar auf Grund einer hin und her verlaufenden Bewegung zweier Kolben (nicht gezeigt), vermittels eines Nockens (nicht gezeigt), der mit der Drehung der Maschine 1 synchronisiert ist. Dieser Nocken besitzt eine Anhebecharakteristik von zwei unterschiedlichen Phasen (siehe 2 und 3).
Die Hochdruckpumpe 7 ist mit zwei Austragsmengensteuervorrichtungen 10 entsprechend den zwei Kolben ausgerüstet. Jede der Austragsmengensteuervorrichtungen 10 ist mit einem Hochdruckpumpenventil (nicht gezeigt) ausgerüstet, um eine Einlaßöffnung der Hochdruckpumpe 7 zu öffnen und zu schließen. Dieses Hochdruckpumpenventil stellt einen effektiven Zwangsförderhub der Hochdruckpumpe 7 ein und steuert eine Austragsmenge. Durch Steuern dieser Austragsmenge wird der Druck in der gemeinsamen Schiene festgelegt, und zwar basierend auf einer Differenz zwischen einer Brennstoffmenge, die aus der gemeinsamen Schiene über die Brennstoffeinspritzung ausgetragen wird, und einer Brennstoffmenge, die durch die Hochdruckpumpe zugeführt wird.
Die Operationen der elektromagnetischen Einspritzsteuerventile 3 und der Hochdruckpumpenventile der Austragsmengensteuervorrichtungen 10 werden durch ein Steuersignal gesteuert, welches von einer elektronischen Steuereinheit (im folgenden einfach als "ECU" bezeichnet) 11 ausgegeben wird. Detektionssignale von einem Maschinendrehzahlsensor 12 und einem Gaspedalöffnungsgradsensor 13 werden der ECU 11 eingespeist. Auch werden Eingangssignale von dem Drucksensor 14 und von verschiedenen Signalen zum Detektieren der Kühlmitteltemperatur, der Ansauglufttemperatur, des Ansaugluftdruckes und ähnlichem in die ECU 11 eingegeben. Die ECU 11 bestimmt einen Betriebszustand der Maschine basierend auf diesen Eingangssignalen und führt eine arithmetische Verarbeitung gemäß einem vorbestimmten Programm durch und gibt optimale Steuersignale für die elektromagnetischen Einspritzsteuerventile 3 und die Austragsmengensteuervorrichtungen 10 aus. Obwohl dies nicht dargestellt ist, ist die ECU 11 mit Speichern (RAM, ROM) zum Speichern von detektierten Daten, Steuerprogrammen und ähnlichem ausgerüstet. Die ECU 11 ist mit einem Brennstoffeinspritzausmaß-Berechnungsabschnitt 21 und mit einem Brennstoffeinspritzdruckvorhersagewert-Berechnungsabschnitt 22 ausgestattet, die noch an späterer Stelle beschrieben werden.
Die 2 und 3 sind Graphen, die eine Beziehung zwischen der Brennstoffeinspritzzeitlage und der Zeitlage zum Messen eines aktuellen Meßwertes des Brennstoffeinspritzdruckes veranschaulichen. 2 zeigt einen Fall, bei dem ein aktueller Meßwert dazu verwendet wird, um die Brennstoffeinspritzmenge zu berechnen. 3 zeigt einen Fall, bei dem ein Vorhersagewert dazu verwendet wird, um eine Brennstoffeinspritzmenge zu berechnen.
Der Schienendruck steigt entsprechend der Zwangsförderung des Brennstoffes durch die Pumpe in einem Bereich an, der durch strichlierte Zonen in den 2 und 3 angezeigt ist, und zwar nachdem er auf Grund einer Abnahme in der Brennstoffmenge in der Schiene abgefallen ist, die aus der Brennstoffeinspritzung resultiert.
Der Drucksensor 14 detektiert einen Druck (einen Schienendruck P2 in 3), und zwar des Brennstoffes, der in die Brennkammern der Maschine 1 über die Einspritzvorrichtungen 2 zu einer ersten Zeitlage t1 eingespritzt wird.
Bei einer Zeitlage t120 berechnet der Brennstoffeinspritzausmaß-Berechnungsabschnitt 21 eine zweite Zeitlage t2 zum Starten der Brennstoffeinspritzung durch die Einspritzvorrichtungen 2 von einem Betriebszustand der Maschine aus. In diesem Fall entstehen zwei Brennstoffeinspritzimpulse als Piloteinspritzung und als Haupteinspritzung, die mit in Betracht gezogen werden. Der Brennstoffeinspritzausmaß-Berechnungsabschnitt 21 vergleicht einen ersten Zeitpunkt T1, der einer Differenz zwischen der ersten Zeitlage t1 und der zweiten Zeitlage t2 entspricht, mit einem zweiten Zeitpunkt T2, der für die arithmetische Verarbeitung des Brennstoffeinspritzausmaßes bzw. der Brennstoffeinspritzmenge erforderlich ist, basierend auf einem aktuellen Meßwert des Brennstoffeinspritzdruckes, der bei der ersten Zeitlage t1 detektiert wurde.
Wenn, wie in 2 gezeigt ist, die arithmetische Verarbeitung der Brennstoffeinspritzmenge basierend auf einem aktuellen Meßwert des Brennstoffeinspritzdruckes, gemessen bei der ersten Zeitlage t1, für die zweite Zeitlage t2 in der Zeit liegt, was eine Zeitlage oder Zeitsteuerung der Brennstoffeinspritzung durch die Einspritzvorrichtungen 2 ist, nämlich, wenn gilt erster Zeitpunkt T1 > zweiter Zeitpunkt T2, berechnet der Brennstoffeinspritzausmaß-Berechnungsabschnitt 21 eine Brennstoffeinspritzmenge bei der zweiten Zeitlage t2, und zwar unter Verwendung eines Ergebnisses der arithmetischen Verarbeitung des aktuellen Meßwertes des Brennstoffeinspritzdruckes, der bei der ersten Zeitlage t1 detektiert wird. Somit wird im Vergleich mit einem Fall, bei dem ein Vorhersagewert immer verwendet wird, die Präzision der Brennstoffeinspritzsteuerung erhöht.
Wenn, wie in 3 gezeigt ist, die arithmetische Verarbeitung der Brennstoffeinspritzmenge basierend auf einem aktuellen Meßwert des Brennstoffeinspritzdruckes, gemessen bei der ersten Zeitlage t1, nicht für die zweite Zeitlage t2 in der Zeit liegt, was eine Zeitlage für die Brennstoffeinspritzung durch die Einspritzvorrichtungen 2 ist, wenn nämlich gilt erster Zeitpunkt T1 < zweiter Zeitpunkt T2, berechnet der Brennstoffeinspritzdruckvorhersagewert-Berechnungsabschnitt 22 zu einer Zeitlage t_exp einen Vorhersagewert des Brennstoffeinspritzdruckes bei der ersten Zeitlage t1 basierend auf einem aktuellen Meßwert des Brennstoffeinspritzdruckes in einem vorhergehenden Zyklus (einem Schienendruck P1 in 3). Auf der anderen Seite berechnet der Brennstoffeinspritzausmaß-Berechnungsabschnitt 21 eine Brennstoffeinspritzmenge bei der zweiten Zeitlage t2 unter Verwendung des Vorhersagewertes, der durch den Brennstoffeinspritzdruckvorhersagewert-Berechnungsabschnitt 22 berechnet wurde.
Das Ergebnis der Berechnung der Einspritzsteuerung zu der Zeitlage t_exp wird zum Berechnen einer Brennstoffeinspritzmenge während der Piloteinspritzung verwendet. Die Berechnung der Brennstoffeinspritzsteuerung wird ebenfalls bei der ersten Zeitlage t1 durchgeführt. Das Ergebnis der Berechnung der Einspritzsteuerung bei der ersten Zeitlage t1 wird dazu verwendet, um die Brennstoffeinspritzmenge während der Haupteinspritzung zu berechnen. Zu dem Zeitpunkt, wenn die Brennstoffeinspritzmenge während der Haupteinspritzung berechnet worden ist, wird eine Zeitlage erreicht, wenn der aktuelle Meßwert verwendet werden kann. Somit wird der aktuelle Meßwert des Brennstoffeinspritzdruckes verwendet.
Umgekehrt werden in dem Fall, der in 2 gezeigt ist, die Berechnungen der Einspritzsteuerung für die Piloteinspritzung und für die Haupteinspritzung zusammen verarbeitet. Für sowohl die Piloteinspritzung als auch die Haupteinspritzung wird der letzte aktuelle Meßwert des Brennstoffeinspritzdruckes für die Berechnung verwendet.
Auf diese Weise bestimmt der Brennstoffeinspritzausmaß-Berechnungsabschnitt 21, welcher der Werte gemäß dem aktuellen Meßwert und dem Vorhersagewert des Brennstoffeinspritzdruckes zum Berechnen einer Brennstoffeinspritzmenge zu verwen den ist, und zwar basierend auf dem ersten Zeitpunkt T1 zwischen der ersten Zeitlage t1 und der zweiten Zeitlage t2, und bei der zweiten Zeit T2, die für die arithmetische Verarbeitung einer Brennstoffeinspritzmenge erforderlich ist, die von dem aktuellen Meßwert des Brennstoffeinspritzdruckes, gemessen zur ersten Zeitlage t1, abgeleitet wird.
Wenn, wie in 3 gezeigt ist, ein Kurbelwellenwinkel entsprechend einer Brennstoffeinspritzzeitlage der Einspritzvorrichtungen 2 vorgestellt wird, wird auch die zweite Zeitlage t2 in bezug auf eine Zeitlage (t1 + T2) vorgestellt, wo die arithmetische Verarbeitung der Brennstoffeinspritzmenge basierend auf dem aktuellen Meßwert des Brennstoffeinspritzdruckes bestimmt wird. Daher kann der aktuelle Meßwert nicht verwendet werden.
4 ist ein Flußdiagramm zum Berechnen des Brennstoffeinspritzdruckes und zur Durchführung einer arithmetischen Verarbeitung der Brennstoffeinspritzmenge in einer Brennstoffeinspritzsteuerroutine, die jedes Mal dann ausgeführt wird, wenn die Kurbelwelle sich um einen vorbestimmten Winkel dreht.
Zu allererst bestimmt der Brennstoffeinspritzausmaß-Berechnungsabschnitt 21, ob die Zeitlage t120 zum Berechnen einer zweiten Zeitlage t2, wo die Einspritzvorrichtungen 2 den Brennstoff einspritzen, erreicht worden ist oder nicht (S41). Wenn bestimmt wird, daß die Zeitlage t120 erreicht worden ist, verläuft der Prozeß zu dem Schritt S42. Wenn bestimmt wird, daß die Zeitlage t120 nicht erreicht worden ist, verläuft der Prozeß zu dem Schritt S47.
Bei dem Schritt S42 berechneter der Brennstoffeinspritzausmaß-Berechnungsabschnitt 21 eine zweite Zeitlage t2, zu der die Einspritzvorrichtungen 2 Brennstoff einspritzen, basierend auf einem Betriebszustand der Maschine und ähnlichem. Abhängig von dem Betriebszustand der Maschine bestimmt der Brennstoffeinspritzausmaß-Berechnungsabschnitt 21 auch, ob die Brennstoffeinspritzung einmal oder zweimal auszuführen ist (sogenannte Piloteinspritzung).
Dann bestimmt der Brennstoffeinspritzausmaß-Berechnungsabschnitt 21, ob eine Zeitlage (t1 + T2) nach dem Verstreichen der Zeit T2, die zum Berechnen einer Brennstoffeinspritzmenge von der ersten Zeitlage t1 an erforderlich ist, wenn ein aktueller Meßwert des Brennstoffeinspritzdruckes erhalten wurde, in bezug auf die zweite Zeitlage t2 vorgestellt worden ist oder nicht, die eine Brennstoffeinspritzzeitlage (S43) ist. Hierbei ist es auch möglich, eine Brennstoffeinspritzzeitlage und eine Zeit zu berechnen, die für die Berechnung der Brennstoffeinspritzmenge jedes Mal erforderlich ist, und um diese zu vergleichen. Wenn jedoch die Zeit, die für das Berechnen der Brennstoffeinspritzmenge erforderlich ist, im wesentlichen konstant bleibt, und zwar ungeachtet einem Betriebszustand der Maschine, kann eine Bestimmung auf der Grundlage einer Differenz zwischen einer Brennstoffeinspritzzeitlage und einer Zeitlage der aktuellen Messung des Brennstoffeinspritzdruckes durchgeführt werden. Wenn ferner die Zeitlage der aktuellen Messung des Brennstoffeinspritzdruckes auch konstant ist, ungeachtet einem Betriebszustand der Maschine, kann die Bestimmung lediglich auf der Grundlage durchgeführt werden, welcher Zeitlage der Kurbelwellenwinkel zur Zeitlage der Brennstoffeinspritzung entspricht.
Wenn das Ergebnis bei dem Schritt S43 JA lautet, verläuft der Prozeß zu dem Schritt S45, bei dem der Brennstoffeinspritzausmaß-Berechnungsabschnitt 21 ein Flag auf aus einstellt.
Wenn im Gegensatz dazu das Ergebnis bei dem Schritt S43 NEIN lautet, verläuft der Prozeß zu dem Schritt S44, bei dem das Flag auf ein gesetzt wird. Dann berechnet der Brennstoffeinspritzausmaß-Berechnungsabschnitt 21 eine Brennstoffeinspritzmenge bei der zweiten Zeitlage t2 unter Verwendung eines Vorhersagewertes des Brennstoffeinspritzdruckes, der durch den Brennstoffeinspritzdruckvorhersagewert-Berechnungsabschnitt 22 berechnet wurde (S46). Der Schritt S46 entspricht einem Betrieb, der zu der Zeitlage t_exp durchgeführt wird, was in 3 gezeigt ist. Ein konkretes Verfahren zur Berechnung eines Vorhersagewertes bei diesem Schritt wird an späterer Stelle unter Hinweis auf 5 beschrieben.
Nachdem bei dem Schritt S41 bestimmt worden ist, daß die Zeitlage t120 nicht erreicht worden ist (NEIN) oder nachdem das Flag auf aus gesetzt wurde, und zwar als Ergebnis der Bestimmung, die bei dem Schritt S43 (S45) durchgeführt wurde, oder nachdem die Brennstoffeinspritzmenge bei der zweiten Zeitlage t2 unter Verwendung des Vorhersagewertes (S46) berechnet worden ist, bestimmt der Brennstoffeinspritzausmaß-Berechnungsabschnitt 21, ob eine erste Zeitlage, wenn der Drucksensor 14 einen Einspritzdruck des Brennstoffes detektiert, der in die Verbrennungskammern der Maschine 1 durch die Einspritzvorrichtungen 2 eingespritzt wird, erreicht worden ist oder nicht (S47).
Wenn bestimmt wird, daß die erste Zeitlage erreicht worden ist, detektiert der Drucksensor 14 einen Brennstoffeinspritzdruck des Brennstoffes, der in die Verbrennungskammern der Maschine 1 durch die Einspritzvorrichtungen 2 eingespritzt wird (S48). Wenn dies nicht der Fall ist, überspringt der Prozeß den Schritt gemäß einer Messung des Brennstoffeinspritzdruckes und den Schritt der Berechnung einer Brennstoffeinspritzmenge basierend auf einem aktuellen Meßwert des Brennstoffeinspritzdruckes und verläuft zu einem Schritt gemäß Durchführung einer Brennstoffeinspritzung (nicht gezeigt) oder ähnlichem in der vorhandenen Routine. Die Detektion des Brennstoffeinspritzdruckes bei dem Schritt S48 umfaßt eine A/D-Umwandlung einer analogen Ausgangsgröße des Sensors 14 und die Einspeisung der umgewandelten Ausgangsgröße in die ECU 11.
Dann bestimmt der Brennstoffeinspritzausmaß-Berechnungsabschnitt 21, ob das Flag auf aus gestellt worden ist oder nicht (S49). Wenn bestimmt wird, daß das Flag auf aus gestellt worden ist, berechnet der Brennstoffeinspritzausmaß-Berechnungsabschnitt 21 eine Brennstoffeinspritzmenge unter Verwendung eines Ergebnisses der arithmetischen Verarbeitung des aktuellen Meßwertes des Brennstoffeinspritzdruckes, der bei dem Schritt S48 (S50) berechnet wurde.
Nachdem das Ergebnis bei dem Schritt S49 als NEIN bestimmt wurde oder nachdem die Verarbeitung bei dem Schritt S50 beendet worden ist, verläuft der Prozeß zu dem Schritt gemäß einer Durchführung der Brennstoffeinspritzung (nicht gezeigt) oder ähnlichem in der vorliegenden Routine.
5 zeigt ein Flußdiagramm, welches einen Prozeß der Berechnung eines Vorhersagewertes Brennstoffeinspritzdruckes wiedergibt, der bei dem Schritt S46 verwendet wird.
Zu allererst berechnet der Brennstoffeinspritzdruckvorhersagewert-Berechnungsabschnitt 22 eine Pumpen-Zwangsfördermenge P_P der Hochdruckpumpe 7 basierend auf einer Brennstoffansaugmenge, einer Brennstofftemperatur einer Maschinendrehzahl und eines Brennstoffeinspritzdruckes P_pre in einem vorhergehenden Zyklus (S51).
Dann berechnet der Brennstoffeinspritzdruckvorhersagewert-Berechnungsabschnitt 22 eine Einspritzvorrichtungsleckagemenge Pr basierend auf einer Zuführperiode von Elektrizität, einer Brennstofftemperatur, einer Maschinendrehzahl und eines Schienendruckes P_pre in einem vorhergehenden Zyklus (S52). Die Einspritzvorrichtungsleckagemenge, wie sie hier angesprochen wird, bezieht sich auf eine Brennstoffmenge, die durch die Einspritzvorrichtungen aus der gemeinsamen Schiene 4 ausgetragen wird (hauptsächlich Brennstoffeinspritzung).
Danach berechnet der Brennstoffeinspritzdruckvorhersagewert-Berechnungsabschnitt 22 einen Volumenelastizitätskoeffizienten K_P des Brennstoffes in der gemeinsamen Schiene 4 basierend auf einer Brennstofftemperatur und einem Schienendruck P_pre in einem vorhergehenden Zyklus (S53).
Mit Hilfe der jeweiligen Parameter, die bei den zuvor erläuterten Schritten berechnet werden, wird eine Berechnung durchgeführt, wie viel Brennstoff zugeführt wurde, und zwar zu einem vorbestimmten Volumen der gemeinsamen Schiene 4, und von diesem ausgetragen wurde, und zwar nach einer vorhergehenden Messung des Brennstoffdruckes. Als ein Ergebnis wird es möglich, ein Änderungsausmaß in der Brenn stoffmenge zu berechnen, und zwar seit einer vorhergehenden Messung des Brennstoffdruckes. Die geänderte Menge des Brennstoffes verursacht eine Änderung in dem Brennstoffdruck in der gemeinsamen Schiene 4. In diesem Fall wird unter dem Einfluß einer Volumenelastizität des Brennstoffes in der gemeinsamen Schiene, die mit berücksichtigt wird, ein endgültiger Brennstoffdruck P_exp in der gemeinsamen Schiene vorhergesagt (S54), und zwar (P_exp = P_pre + (P_p – P_r) × K_p/V_r).
Wie bisher beschrieben wurde, berechnet gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Brennstoffeinspritzausmaß-Berechnungsabschnitt 21 eine Brennstoffeinspritzmenge unter Verwendung eines aktuellen Meßwertes des Brennstoffeinspritzdruckes, wenn die erste Zeit T1 länger ist als die zweite Zeit T2, und berechnet eine Brennstoffeinspritzmenge unter Verwendung eines Vorhersagewertes des Brennstoffeinspritzdruckes, wenn die erste Zeit T1 gleich ist mit ist oder kürzer ist als die zweite Zeit T2. Selbst wenn demzufolge die Zeitlage der Messung des Brennstoffeinspritzdruckes nicht geändert wird, kann die Brennstoffeinspritzmenge unter Verwendung eines aktuellen Meßwertes des Brennstoffeinspritzdruckes bis zu einem möglichen Ausmaß hin berechnet werden. Es wird somit die Frequenz, mit der die Steuerung durchgeführt wird, und zwar unter Verwendung eines undefinierten Vorhersagewertes, zu dem Zeitpunkt des Übergangs reduziert. Demzufolge kann die Präzision der Brennstoffeinspritzsteuerung erhöht werden und es ist auch möglich, Gebrauch von einem Vorhersagewert entsprechend der Brennstoffeinspritzzeitsteuerung bzw. -zeitlage zu machen.
Da ferner die Zeitlage für die Brennstoffeinspritzung direkt mit der Zeitlage für die Beendigung der Steuerung verglichen wird, wird die Frequenz, mit welcher der aktuelle Meßwert des Brennstoffeinspritzdruckes verwendet werden kann, erhöht.
Bei der vorliegenden Ausführungsform kann bestimmt werden, und zwar basierend auf der Maschinendrehzahl, welcher der Werte gemäß einem aktuellen Meßwert und einem Vorhersagewert zu verwenden ist, um eine Brennstoffeinspritzmenge zu berechnen.
Die Zeit für einen Kurbelwellenwinkel während einer Hochgeschwindigkeitsdrehung der Maschine ist kürzer als die Zeit für diesen Kurbelwellenwinkel während einer Niedrigdrehzahlumdrehung der Maschine. Während die Zeitlage (t1) für die aktuelle Messung des Brennstoffeinspritzdruckes und die Zeitlage (t2) für die Brennstoffeinspritzung in Form von Kurbelwellenwinkeln eingestellt werden, wird die Zeit (T2) zum Berechnen der Brennstoffeinspritzmenge als Zeit bestimmt, anstelle eines Kurbelwellenwinkels. Selbst wenn somit die Zeitlage (t1) für die aktuelle Messung des Brennstoffeinspritzdruckes und die Zeitlage (t2) für die Brennstoffeinspritzung dem gleichen Kurbelwellenwinkel entsprechen, kann die Zeit (T1) von der Zeitlage (t1) zum Detektieren des Brennstoffdruckes bis zur Zeitlauge (t2) für die Brennstoffeinspritzung differieren, abhängig von der Maschinendrehzahl. Somit ändert sich manchmal die Beziehung in der Länge zwischen T1 und T2.
Wenn eine Brennstoffeinspritzmenge basierend auf der Maschinendrehzahl berechnet wird, kann ein Schritt gemäß einer Bestimmung, ob die Maschinendrehzahl niedriger ist als ein vorbestimmter Wert N1, anstelle des Schrittes S43 in dem Flußdiagramm durchgeführt werden, welches in 4 gezeigt ist.
Wenn bestimmt wird, daß die Maschinendrehzahl niedriger liegt als N1[Umdrehungen pro Minute], verläuft der Prozeß zu dem Schritt S45, bei welchem das Flag auf aus gestellt wird. Wenn bestimmt wird, daß die Maschinendrehzahl gleich ist mit oder höher ist als N1[Umdrehungen pro Minute], verläuft der Prozeß zu dem Schritt S45, bei dem der Brennstoffeinspritzausmaß-Berechnungsabschnitt 21 das Flag auf ein einstellt.
Die Drehzahl N1, wie sie hier angesprochen wird, kann willkürlich ausgewählt werden. Es ist jedoch zu bevorzugen, eine Drehzahl auszuwählen, über welche hinweg die Frequenz sich ändert, mit der die Brennstoffeinspritzzeitlage geändert wird, wenn der Wert, der durch Zeitumsetzung einer Differenz in dem Kurbelwellenwinkel zwischen der Zeitlage zum Messen des Brennstoffdruckes (t1 in den 2, 3) und der Zeitlage für die Brennstoffeinspritzung um eine Drehzahl zu dieser Zeit die Zeit überschreitet, die für die Berechnung des Brennstoffeinspritzbetrages eingestellt ist.
Wenn die Brennstoffeinspritzmenge auf diese Weise berechnet wird, werden der aktuelle Meßwert und der Vorhersagewert lediglich dadurch voneinander unterschieden, indem bestimmt wird, ob ein Detektionssignal von dem Maschinendrehzahlsensor 12 sich auf einem Wert befindet, der niedriger liegt als eine vorbestimmte Drehzahl oder nicht. Es kann daher die arithmetische Belastung, die der ECU aufgebürdet wird, reduziert werden.
Wie bisher beschrieben worden ist, wird die Möglichkeit geschaffen, eine Brennstoffeinspritzmenge unter Verwendung eines aktuellen Meßwertes des Brennstoffeinspritzdruckes bis zu einem möglichen Ausmaß hin zu berechnen. Nebenbei bemerkt, ist es auch möglich, die arithmetische Belastung, die der ECU aufgebürdet wird, zu reduzieren.
Ferner ist es auch möglich, zwischen einem aktuellen Meßwert des Brennstoffeinspritzdruckes und einem Vorhersagewert des Brennstoffeinspritzdruckes dadurch zu unterscheiden, indem nicht nur auf die Drehzahl Bezug genommen wird, sondern auch auf eine zweidimensionale Karte oder Plan der Drehzahl und der Brennstoffeinspritzzeitsteuerung und ähnlichem.
Wie bisher beschrieben worden ist, macht es die vorliegende Ausführungsform möglich, ein Akkumulator-Brennstoffeinspritzsteuergerät zu realisieren, welches eine gute Präzision der Brennstoffeinspritzsteuerung zum Zeitpunkt eines Übergangs zeitigt.
[Zweite Ausführungsform]
6 zeigt schematisch eine Maschine 110 und ein Hochdruck-Brennstoffeinspritzsystem derselben.
Dieses Hochdruck-Brennstoffeinspritzsystem ist mit Einspritzvorrichtungen 112 ausgestattet, die in solcher Weise angeordnet sind, daß sie den jeweiligen Zylindern #1 bis #4 der Maschine 110 entsprechen, umfaßt eine gemeinsame Schiene 120, an die die jeweiligen Einspritzvorrichtungen 112 angeschlossen sind, eine Brennstoffpumpe 130, um Brennstoff in einem Brennstofftank 114 der gemeinsamen Schiene 120 zwangszuzuführen, und eine ECU 160.
Ein Entlastungsventil oder Überdruckventil 122 ist an der gemeinsamen Schiene 120 angebracht. Das Überdruckventil 122 ist mit dem Brennstofftank 114 über einen Überdruckkanal 121 verbunden. Wenn der Brennstoffdruck (Schienendruck) innerhalb der gemeinsamen Schiene einen vorbestimmten oberen Grenzwert überschreitet, wirddas Überdruckventil 122 geöffnet, um dadurch den Druck zu reduzieren.
Die Einspritzvorrichtungen 112, die aus elektromagnetischen Ventilen bestehen, werden durch die ECU 160 geöffnet und geschlossen, spritzen den Brennstoff in die Verbrennungskammern (nicht gezeigt) der jeweiligen Zylinder #1 bis #4 ein, der von der gemeinsamen Schiene 120 zugeführt wird. Die jeweiligen Einspritzvorrichtungen 112 sind auch mit dem Brennstofftank 114 über den Überdruckkanal 21 verbunden. Selbst wenn alle Einspritzvorrichtungen 112 geschlossen sind, leckt ein Teil des Brennstoffes, der von der gemeinsamen Schiene 120 zu den jeweiligen Einspritzvorrichtungen 112 zugeführt wird, konstant in die Einspritzvorrichtungen 112 hinein. Der auf diese Weise sich bildende Leck-Brennstoff wird zu dem Brennstofftank 114 über den Überdruckkanal 121 zurückgeleitet.
Die ECU 160 führt eine Steuerung durch, welche die Zwangsförderung des Brennstoffes durch die Brennstoffpumpe 130 und die Brennstoffeinspritzung durch die Einspritzvorrichtungen 112 betrifft. Die ECU 160 besteht aus einem Speicher 164 zum Speichern von verschiedenen Steuerprogrammen, von Funktionsdaten und ähnlichem, aus einer CPU 162 zum Durchführen von verschiedenen arithmetischen Prozessen und ähnlichem.
Auch sind verschiedene Sensoren zum Detektieren des Betriebszustandes der Maschine 110 und eines Zustandes des Brennstoffes in der gemeinsamen Schiene 120 und ähnlichem an die ECU 160 angeschlossen. Die Detektionssignale von diesen Sensoren werden der ECU 160 eingespeist.
Beispielsweise ist ein Drehzahlsensor 165 in der Nachbarschaft einer Kurbelwelle (nicht gezeigt), der Maschine 110 vorgesehen, und ein Zylinder-Diskriminierungssensor 66 ist in der Nachbarschaft einer Nockenwelle (nicht gezeigt) vorgesehen. Basierend auf den Detektionssignalen, die von den jeweiligen Sensoren 165, 166 der ECU 160 eingespeist werden, berechnet diese die Drehzahl der Kurbelwelle (eine Maschinendrehzahl NE) und einen Drehwinkel der Kurbelwelle (einen Kurbelwellenwinkel CA).
Ferner ist ein Beschleunigungssensor 167 in der Nachbarschaft eines Gaspedals (nicht gezeigt) vorgesehen und detektiert ein Detektionssignal entsprechend dem Ausmaß des Niederdrückens des Gaspedals (einen Gaspedalöffnungsgrad ACCP). Die gemeinsame Schiene 120 ist mit einem Brennstoffdrucksensor 168 ausgestattet, der ein Detektionssignal entsprechend einem Brennstoffdruck (einem aktuellen Brennstoffdruck PCR) ausgibt. Ein Brennstofftemperatursensor 169 ist in der Nachbarschaft einer Austragöffnung 38 der Brennstoffpumpe 130 vorgesehen. Der Brennstofftemperatursensor 169 gibt ein Detektionssignal entsprechend einer Temperatur des Brennstoffes (eine Brennstofftemperatur THF) aus. Die ECU 160 detektiert einen Gaspedalöffnungsgrad ACCP, einen aktuellen Brennstoffdruck PCR und eine Brennstofftemperatur THF basierend auf den Detektionssignalen von den jeweiligen Sensoren 167 bis 169.
Die Brennstoffpumpe 130 ist mit einer Antriebswelle 140 ausgerüstet, die durch die Kurbelwelle der Maschine 110 in Drehung versetzt wird, umfaßt eine Förderpumpe 131, die basierend auf der Drehung der Antriebswelle 140 arbeitet, ein Paar von Versorgungspumpen, die durch eine ringförmige Nocke 142 angetrieben werden, die an der Antriebswelle 140 vorgesehen ist (eine erste Versorgungspumpe 150a und eine zweite Versorgungspumpe 150b) und ähnliches.
Die Förderpumpe 131 saugt Brennstoff in den Brennstofftank 114 von einer Einlaßöffnung 134 aus über einen Einlaßkanal 124 an und schickt den Brennstoff zu der ersten Versorgungspumpe 150a und zu der zweiten Versorgungspumpe 150b mit einem vorbestimmten Förderdruck. Aus der Brennstoffmenge heraus, die von der Einlaßöffnung 134 her angesaugt wurde, wird der Überschuss an Brennstoff, der weder zu der ersten Versorgungspumpe 150a noch zu der zweiten Versorgungspumpe 150b zugefügt wird, zu dem Brennstofftank 114 zurückgeleitet, und zwar von einer Überdrucköffnung 136 aus, und über den Überdruckkanal 121.
Sowohl die erste Versorgungspumpe 150a als auch die zweite Versorgungspumpe 150b bestehen aus Pumpen eines inneren Nockentyps. Diese Pumpen setzen den Brennstoff unter Druck, der von der Förderpumpe 131 zugeführt wird, und zwar auf einen höheren Druck (z.B. 25 bis 180 MPa), basierend auf der hin und her verlaufenden Bewegung eines Kolbens (nicht gezeigt), und zwangsfördern den unter Druck gesetzten Brennstoff zu der gemeinsamen Schiene 120 hin, und zwar von einer Auslaßöffnung 138 über einen Auslaßkanal 123. Die Versorgungspumpen 150a, 150b führen solch eine Zwangsförderungsoperation des Brennstoffes abwechselnd und intermittierend durch.
Die Brennstoffpumpe 130 ist mit ersten und zweiten Einstellventilen 170a, 170b ausgestattet, um die Mengen an Brennstoff einzustellen, die von den Versorgungspumpen 150a, 150b jeweils zwangsgefördert werden. Beide Einstellventile 170a, 170b sind als elektromagnetische Ventile ausgelegt, die durch die ECU 160 angetrieben werden, um geöffnet und geschlossen zu werden.
7 zeigt einen Zeitsteuerplan, der die Zeitlagen für das Ansaugen des Brennstoffes durch und die Zwangsförderung des Brennstoffes von den jeweiligen Versorgungspumpen 150a, 150b, ein Muster der Änderung in dem Brennstoffeinspritzdruck und ähnliches anzeigt, der aus der Brennstoffleckage resultiert.
Die jeweiligen Versorgungspumpen 150a, 150b saugen abwechselnd Brennstoff in die Brennstoffpumpe 30 ein, und zwar mit den Phasen des Kurbelwellenwinkels CA (CA: Kurbelwellenwinkel), die voneinander um 180°CA versetzt sind. In ähnlicher Weise fördern die jeweiligen Versorgungspumpen 150a, 150b abwechselnd gemäß einer Zwangsförderung Brennstoff von der Brennstoffpumpe 130 mit Phasen, die zueinander um 180°CA versetzt sind.
Wie in 7 durch (c) angezeigt ist, wird das erste Einstellventil 70a während eines Ansaughubes der ersten Versorgungspumpe 150a geöffnet, um das Ansaugen des Brennstoffes zu starten, und wird bei einer vorbestimmten Zeitlage (Kurbelwellenwinkel CA) geschlossen, um das Ansaugen des Brennstoffes zu stoppen. Der gesamte Brennstoff, der auf diese Weise angesaugt wurde, wird in einem Zwangsförderhub unter Druck gesetzt, der auf den Ansaughub folgt, und wird zwangsweise von der ersten Versorgungspumpe 150a zu der gemeinsamen Schiene 120 gefördert. Die Brennstoffmenge, die von der ersten Versorgungspumpe 150a her zwangsgefördert wird, kann dadurch eingestellt werden, indem die Zeitlage des Schließens des ersten Einstellventils 70a geändert wird.
Wie beispielsweise durch sich abwechselnde lange und kurze Strichlierungslinien in (c) und (d) gezeigt ist, wird dann, wenn die Zeitlage (Kurbelwellenwinkel CA) zum Schließen des ersten Einstellventils 70a verzögert wird, um dadurch die Ventil-Offen-Periode zu erhöhen, die Periode des Ansaugens des Brennstoffes durch die erste Versorgungspumpe 150a verlängert. Es wird somit als ein Ergebnis einer Erhöhung der Ansaugbrennstoffmenge die Menge des Brennstoffes, der zwangsgefördert wird, erhöht. Wenn ferner die Zeitlage des Schließens des ersten Einstellventils 70a auf diese Weise verzögert wird, wird die Zeitlage (Kurbelwellenwinkel CA) zum Starten der Brennstoffzwangsförderung von der ersten Versorgungspumpe 150a um einen Kurbelwellenwinkel vorgestellt, der gleich ist dem Ausmaß der Verzögerung. Als ein Ergebnis wird die Periode für die Zwangsförderung des Brennstoffes verlängert.
Wenn auf der anderen Seite, wie durch sich abwechselnde lange und zwei kurze Strichlinien in (c) und (d) angezeigt ist, die Zeitlage zum Schließen des ersten Einstellventils 70a vorgestellt wird, um dadurch eine Offen-Ventil-Periode zu reduzieren, die Periode zum Ansaugen des Brennstoffes über die erste Versorgungspumpe 150a verkürzt. Es nimmt somit als Ergebnis einer Reduzierung der Brennstoffansaugmenge die Menge an Brennstoff, die zwangsgefördert wird, ab. Wenn ferner die Zeitlage für das Schließen des ersten Einstellventils 170a auf diese Weise vorgestellt wird, wird die Zeitlage zum Starten der Zwangsförderung des Brennstoffes von der ersten Versorgungspumpe 150a um einen Kurbelwellenwinkel CA verzögert, der gleich dem Ausmaß der Vorstellung ist. Als ein Ergebnis wird die Periode der Zwangsförderung des Brennstoffes verkürzt.
In gleicher Weise kann durch Verzögern oder durch Vorstellen einer Zeitlage (Kurbelwellenwinkel CA) zum Schließen eines zweiten Einstellventils 70b die Menge an Brennstoff, die von der zweiten Versorgungspumpe 150b zwangsgefördert wird, geändert werden. Ferner kann die Zeitlage zum Starten der Brennstoffzwangsförderung durch die zweite Versorgungspumpe 50b vorgestellt oder verzögert werden, und zwar um einen Kurbelwellenwinkel, der gleich ist dem Betrag der Verzögerung oder der Vorstellung einer Ventil-Schließ-Periode.
Die Zeitlagen zum Starten des Ansaugens des Brennstoffes durch die jeweiligen Versorgungspumpen 150a, 150b und Beendigen der Zwangsförderung des Brennstoffes durch diese jeweiligen Pumpen werden auf konstante Zeitlagen (Kurbelwellenwinkel CA) eingestellt. Die Zeitlagen zum Starten der Brennstoffzwangsförderung durch die jeweiligen Versorgungspumpen 150a, 150b können basierend auf Offen-Ventil-Perioden der jeweiligen Einstellventile 170a, 170b berechnet werden. Die Mengen des Brennstoffes, die durch die jeweiligen Versorgungspumpen 150a, 150b pro Einheits-Kurbelwellenwinkel CA zwangsgefördert werden (im folgenden als "Brennstoff-Zwangsförderrate KQPUMP" bezeichnet), sind untereinander gleich und sind auch immer konstant, ungeachtet den Zeitlagen zum Starten der Zwangsförderung des Brennstoffes. Demzufolge können die Gesamtmengen des Brennstoffes, der durch die jeweiligen Versorgungspumpen 150a, 150b zwangsgefördert wird, und zwar während den Zwangsförderperioden, dadurch berechnet werden, indem die Zwangsförderperioden mit der Brennstoff-Zwangsförderrate KQPUMP multipliziert werden.
Die ECU 60 stellt einen Zieldruck des Brennstoffeinspritzdruckes basierend auf einem Betriebszustand der Maschine ein. Basierend auf einer Differenz zwischen dem Zieldruck und einem aktuellen Brennstoffdruck PCR, der durch einen Brennstoffdrucksensor 68 detektiert wird, steuert die ECU 60 die zuvor erwähnten Einstellventile 170a, 170b in solcher Weise, daß der Brennstoffeinspritzdruck gleich dem Zieldruck wird.
Wenn beispielsweise der aktuelle Brennstoffdruck PCR niedriger liegt als der Zieldruck, wird der Brennstoffeinspritzdruck angehoben, indem die Zeitlagen zum Öffnen der jeweiligen Einstellventile 170a, 170b verzögert werden und indem die Menge an Brennstoff, die zwangsgefördert wird, erhöht wird. Wenn auf der anderen Seite der aktuelle Brennstoffdruck PCR höher liegt als der Ziel- oder Solldruck, wird der Brennstoffeinspritzdruck daran gehindert, anzusteigen, und zwar durch vorstellen der Zeitlagen zum Schließen der jeweiligen Einstellventile 170a, 170b und reduzieren der Menge des zwangsgeförderten Brennstoffes, und es wird der Brennstoffeinspritzdruck durch die Brennstoffeinspritzung reduziert.
Indem solch eine Brennstoffdrucksteuerung durchgeführt wird, wird der Brennstoffeinspritzdruck auf einen Druck eingestellt, der für einen Betriebszustand der Maschine geeignet ist.
Ferner berechnet die ECU 160 eine erforderliche Einspritzmenge basierend auf einem Betriebszustand der Maschine und berechnet eine Brennstoffeinspritzperiode (eine Ventil-Offen-Periode), basierend auf der erforderlichen Einspritzmenge und dem Brennstoffdruck (dem aktuellen Brennstoffdruck PCR). Basierend auf der so berechneten Brennstoffeinspritzperiode werden die Einspritzvorrichtungen 12 durch die ECU 60 gemäß einem Öffnen und Schließen angetrieben.
Hierbei koinzidiert der Wert des Brennstoffeinspritzdruckes, wenn eine Brennstoffeinspritzperiode berechnet wird, nämlich der aktuelle Brennstoffdruck PCR, der durch den Brennstoffdrucksensor 168 detektiert wird, nicht immer mit dem Wert des Brennstoffeinspritzdruckes zum Zeitpunkt des Startens der Brennstoffeinspritzung.
Beispielsweise leckt, wie oben beschrieben wurde, der Brennstoff in der gemeinsamen Schiene 120 konstant heraus, und zwar in den Brennstofftank 114 hinein, und zwar über die Einspritzvorrichtungen 112. Daher wird, wie in 7 gezeigt ist, der Brennstoffeinspritzdruck PCRINJ zum Zeitpunkt des Startens der Brennstoffeinspritzung niedriger als der aktuelle Brennstoffdruck PCR auf Grund des Leckens des Brennstoffes. Wenn alternativ, wie in 8 gezeigt ist, die Zwangsförderperiode der Brennstoffpumpe 130 verlängert wird, und die Zwangsförderung des Brennstoffes vor dem Start der Brennstoffeinspritzung gestartet wird, wird der Brennstoffeinspritzdruck PCRINJ zum Zeitpunkt des Startens der Brennstoffeinspritzung höher als der aktuelle Brennstoffdruck PCR auf Grund der Zwangsförderung des Brennstoffes.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird eine Änderung in dem Brennstoffeinspritzdruck vom Detektieren des aktuellen Brennstoffdruckes PCR bis zum Start der Brennstoffeinspritzung geschätzt und eine Änderung in dem Brennstoffeinspritzdruck wird bei der Berechnung einer Brennstoffeinspritzperiode berücksichtigt.
Es werden nun Steuerprozesse, die solch eine Brennstoffeinspritzung betreffen, im folgenden unter Hinweise auf die 9 bis 12 beschrieben.
Die 9 und 10 zeigen Flußdiagramme, welche Prozesse zum Berechnen einer Brennstoffeinspritzperiode veranschaulichen. Die ECU 160 führt Serien von Verarbeitungen durch, die in solchen jeweiligen Flußdiagrammen gezeigt sind, wie beispielsweise eine Interrupt-Handhabung bei Intervallen eines vorbestimmten Kurbelwellenwinkels (180°CA).
Zu allererst detektiert die ECU 60 bei dem Schritt 100 einen aktuellen Brennstoffdruck PCR. Wie in den 7 und 8 gezeigt ist, wird die Zeitlage, wenn der aktuelle Brennstoffdruck PCR detektiert wird, nämlich die Zeitlage, wenn die vorhandene Rou tine unterbricht (interrupts) auf eine Zeitlage eingestellt, wenn die jeweiligen Versorgungspumpen 150a, 150b von einem Ansaughub auf einen Zwangsförderhub umgeschaltet werden (einer Zeitlage, wenn der Kurbelwellenwinkel CA die Winkel CA0, CA1, CA2 und CA3 erreicht, wie in den jeweiligen Zeichnungen gezeigt ist).
Bei dem Schritt 200 wird eine erforderliche Einspritzmenge QFIN basierend auf einem Gaspedalöffnungsgrad ACCP berechnet, ebenso anhand der Maschinendrehzahl NE und ähnlichem. Dann, bei dem Schritt 300, wird eine Grund-Einspritzperiode TQFINB basierend auf der erforderlichen Einspritzmenge QFIN und dem aktuellen Brennstoffdruck PCR berechnet. Die erforderliche Einspritzmenge QFIN und der aktuelle Brennstoffdruck PCR in Relation zu der Grund-Einspritzperiode TQFINB werden vorbereitend anhand von Experimenten berechnet und auch anhand von ähnlichen Maßnahmen, und werden in dem Speicher 164 der ECU 160 als Funktionsdaten gespeichert, um die Grund-Einspritzperiode TQFINB zu berechnen.
11 zeigt die Funktionsdaten in Form eines Funktionsplanes. Die Grund-Einspritzperiode TQFINB wird als eine Periode berechnet, die proportional zu einer Zunahme in der erforderlichen Einspritzmenge QFINB und einer Abnahme im aktuellen Brennstoffdruck PCR länger wird.
Bei dem Schritt 400 berechnet die ECU 60 einen Druckänderungsbetrag DPCR. Der Druckänderungsbetrag DPCR ist ein Änderungsbetrag in dem Brennstoffdruck, der aus der Zwangsförderung des Brennstoffes oder der Leckage des Brennstoffes während einer Periode vom Detektieren des aktuellen Brennstoffdruckes PCR (CA0 bis CA3 in den 7 und 8) bis zum Start der Brennstoffeinspritzung durch die Einspritzvorrichtungen 112 (Kurbelwellenwinkelintervall: siehe (a) in 7 und (a) in 8) (die Periode wird im folgenden als eine "Druckänderungsschätzperiode APCR" bezeichnet), resultiert.
10 ist ein Flußdiagramm, welches im Detail einen Prozeß zum Berechnen eines Druckänderungsbetrages DPCR darstellt. Bei dem Schritt 402 berechnet die ECU 160 eine Zwangsförderperiode APUMP. Die Zwangsförderperiode APUMP (siehe (a) in 8) besteht aus einer Periode (Kurbelwellenwinkelintervall), bei der Brennstoff während der Brennstoffänderungsschätzperiode APCR zwangsgefördert wird.
Zu allererst, wenn die Zwangsförderperiode APUMP berechnet wird, berechnet die ECU 160 eine Zwangsförderstartperiode der Brennstoffpumpe 130 basierend auf den Zeitlagen zum Schließen der jeweiligen Einstellventile 170a, 170, wie diese während eines Ansaughubes vor dem momentanen Start der Zwangsförderung des Brennstoffes einstellt wurden. Wenn beispielsweise die vorhandenen Zeitlagen für die Unterbrechung (interruption) mit einer Zeitlage CA1, die in 8 gezeigt ist, koinzidiert, wird die Zwangsförderstartperiode basierend auf den Ventil-Schließ-Perioden berechnet, die während einer Periode von CA0 bis CA1 eingestellt wurden. Wenn in ähnlicher Weise die Zeitlage für die Unterbrechung (interruption) mit einer Zeitlage CA2 koinzidiert, wird die Zwangsförderstartperiode basierend auf den Ventil-Schließ-Perioden berechnet, die während einer Periode von CA1 bis CA2 eingestellt wurden.
Dann vergleicht die ECU 160 die Zwangsförderstartzeitlage mit einer Brennstoffeinspritzstartzeitlage, die getrennt berechnet wird. Wenn die Zwangsförderstartzeitlage in bezug auf die Brennstoffeinspritzstartzeitlage verzögert ist, nämlich, wenn nicht die Zwangsförderung des Brennstoffes vor dem Start der Brennstoffeinspritzung ausgeführt wird, wird die Zwangsförderperiode APUMP als Null berechnet. Wenn auf der anderen Seite die Zwangsförderstartzeitlage in bezug auf die Brennstoffeinspritzzeitperiode vorgestellt ist, wenn nämlich das Zwangsfördern des Brennstoffes vor dem Start der Brennstoffeinspritzung gestartet wird, wird die Periode zwischen der Brennstoffeinspritzstartzeitlage und der Zwangsförderstartzeitlage als Zwangsförderperiode APUMP berechnet.
Wenn die Zwangsförderperiode APUMP auf diese Weise berechnet wurde, berechnet die ECU 160 bei dem Schritt 404 einen Zwangsförderbrennstoffbetrag bzw. -brennstoffmenge QPUMP während der Druckänderungsschätzperiode APCR gemäß einer Berechnungsformel (1), die unten angegeben ist. QPUMP = APUMP × KQPUMP (1)

APUMP: Zwangsförderperiode
QPUMP: Brennstoffzwangsförderrate

Dann berechnet die ECU 160 eine Brennstoffleckageperiode TLEAK. Die Brennstoffleckageperiode TLEAK wird dadurch erhalten, indem die Druckänderungsschätzperiode APCR umgesetzt wird, die als eine Einheit des Kurbelwellenwinkels ausgedrückt wird, und zwar in eine Zeit. Die ECU 160 berechnet die Brennstoffleckageperioder TLEAK gemäß einer Berechnungsformel (2), die unten angegeben ist. TLEAK = K × APCR/NE (2)

APCR: Druckänderungsschätzperiode
NE: Maschinendrehzahl
K: Umsetzungskonstante

Bei dem Schritt 408 wird eine Brennstoffleckagemenge QLEAK während der Druckänderungsschätzperiode APCR basierend auf der Brennstoffleckageperiode TLEAK berechnet, ebenso auf Grund des aktuellen Brennstoffdruckes PCR und der Brennstofftemperatur THF. Die Brennstoffleckagemenge QLEAK neigt dazu, proportional zu einer Erhöhung der Brennstoffleckageperiode TLEAK zuzunehmen und auch proportional zu einer Zunahme in dem aktuellen Brennstoffdruck PCR und einer Zunahme in der Brennstofftemperatur THF. Es werden die Brennstoffleckageperiode TLEAK, der aktuelle Brennstoffdruck PCR und die Brennstofftemperatur THF in Relation zu der Brennstoffleckagemenge QLEAK vorbereitend anhand von Experimenten und ähnlichem berechnet und werden in dem Speicher 164 der ECU 160 als Funktionsdaten zum Berechnen der Brennstoffleckagemenge QLEAK gespeichert.
Dann, bei dem Schritt 410, wird der Volumenelastizitätskoeffizient E des Brennstoffes basierend auf dem aktuellen Brennstoffdruck PCR und der Brennstoff temperatur THF berechnet. Der Volumenelastizitätskoeffizient E neigt dazu, proportional zu einer Zunahme in dem aktuellen Brennstoffdruck PCR und einer Abnahme in der Brennstofftemperatur THF zuzunehmen. Es werden der aktuelle Brennstoffdruck PCR und die Brennstofftemperatur THF in Relation zu dem Volumenelastizitätskoeffizienten E vorbereitend mit Hilfe von Experimenten und ähnlichem berechnet und werden in dem Speicher 164 der ECU 160 als Funktionsdaten gespeichert.
Nachdem auf diese Weise die Brennstoffzwangsfördermenge QPUMP, die Brennstoffleckagemenge QLEAK und der Volumenelastizitätskoeffizient E berechnet wurden, berechnet die ECU 60 bei dem Schritt 412 den Druckänderungsbetrag DPCR gemäß einer Berechnungsformel (3), die unten angegeben ist. DPCR = E × (QPUMP – QLEAK)/VCR (3)

E: Volumenelastizitätskoeffizient
APUMP: Brennstoffzwangsförderung
QLEAK: Brennstoffleckagemenge
VCR: Volumen der gemeinsamen Schiene

Wie aus der Berechnungsformel (3) hervorgeht, wird, wenn die Brennstoffzwangsförderung QPUMP größer ist als die Brennstoffleckagemenge QLEAK, der Druckänderungsbetrag DPCR als ein positiver Wert berechnet. Wenn im Gegensatz dazu die Brennstoffleckagemenge QLEAK größer ist als die Brennstoffzwangsförderung QPUMP wird der Druckänderungsbetrag DPCR als ein negativer Wert berechnet.
Nachdem auf diese Weise der Druckänderungsbetrag DPCR berechnet worden ist, verschiebt die ECU 160 die Verarbeitung zu dem Schritt 500, der in 9 gezeigt ist, und berechnet einen Empfindlichkeitskoeffizienten TQPCR basierend auf der erforderlichen Einspritzmenge QFIN und dem aktuellen Brennstoffdruck PCR.
In einem Fall, bei der der Brennstoffeinspritzdruck sich auf einen Wert geändert hat, der von dem aktuellen Brennstoffdruck PCR verschieden ist, und zwar während der Druckänderungsschätzperiode APCR, weicht dann, wenn die jeweiligen Einspritzvorrichtungen 112 basierend auf der Grund-Einspritzperiode TQFINB angetrieben werden, der aktuelle Brennstoffeinspritzbetrag von dem erforderlichen Einspritzbetrag QFIN ab. Der Empfindlichkeitskoeffizient TQPCR wird dadurch erhalten, indem eine Brennstoffeinspritzmenge, die von einer einheitlichen Änderungsmenge zum Zeitpunkt solch einer Änderung in dem Brennstoffeinspritzdruck (z.B. 1 MPa) abweicht, in einen Abweichungsbetrag der Brennstoffeinspritzperiode umgewandelt wird.
Der Empfindlichkeitskoeffizient TQPCR und der erforderliche Einspritzbetrag QFIN in Relation zu dem aktuellen Brennstoffdruck PCR werden vorbereitend mit Hilfe von Experimenten und ähnlichem berechnet und werden in dem Speicher 164 der ECU 160 in Form von Funktionsdaten zum Berechnen des Empfindlichkeitskoeffizienten TQPCR gespeichert. 12 zeigt die Funktionsdaten in der Form eines Funktionsplanes. Der Empfindlichkeitskoeffizient TQPCR wird als ein Wert berechnet, der proportional zu einer Zunahme in dem erforderlichen Einspritzbetrag QFIN und einer Abnahme in dem aktuellen Brennstoffdruck PCR größer wird.
Dann, bei dem Schritt 600, berechnet die ECU 160 einen Einspritzperiodekorrekturwert TQFINH gemäß einer Berechnungsformel (4), die weiter unten gezeigt ist. TQFINH = TQPCR × DPCR (4)

TQPCR: Empfindlichkeitskoeffizient
DPCR: Druckänderungsbetrag DPCR

Der Einspritzperiodekorrekturwert TQFINH besteht aus einem Wert zum Korrigieren der Grund-Einspritzperiode TQFINB, um dadurch eine Diskrepanz zu kompensieren, und zwar zwischen dem aktuellen Brennstoffeinspritzbetrag und dem erforderli chen Einspritzbetrag QFIN, die sich anhand der oben angesprochenen Änderung in dem Brennstoffeinspritzdruck ergibt.
Dann, bei dem Schritt 700, berechnet die ECU 60 eine endgültige Einspritzperiode TQFIN gemäß einer Berechnungsformel (5), die unten angegeben ist. TQFIN = TQFINB × TQFINH (5)

TQFINBT: Grund-Einspritzperiode
TQFINH: Einspritzperiodekorrekturwert

Nachdem auf diese Weise die endgültige Einspritzperiode TQFIN berechnet worden ist, beendet die ECU 160 zeitweilig die vorliegende Routine.
Die ECU 160 erzeugt dann ein Treibersignal für die Einspritzvorrichtungen 112, basierend auf der endgültigen Einspritzperiode TQFIN und gibt das Signal an die Einspritzvorrichtungen 112 zu einer Zeitlage aus, wenn der Kurbelwellenwinkel CA mit der Brennstoffeinspritzstartzeitlage koinzidiert. Als ein Ergebnis spitzen die Einspritzvorrichtungen 112 Brennstoff in einer Menge ein, die gleich ist der erforderlichen Einspritzmenge QFIN.
Wie bisher beschrieben wurde, wird gemäß der Brennstoffeinspritzsteuerung der vorliegenden Ausführungsform der Druckänderungsbetrag DPCR während der Druckänderungsschätzperiode APCR basierend auf dem Brennstoffzwangsförderbetrag QPUMP und dem Brennstoffleckagebetrag QLEAK geschätzt. Die Grund-Einspritzperiode TQFINB, die durch den Einspritzperiodekorrekturwert TQFINH basierend auf dem Druckänderungsbetrag DPCR korrigiert wurde, wird als endgültige Einspritzperiode TQFIN eingestellt.
Wenn demzufolge sich der Brennstoffeinspritzdruck während der Druckänderungsschätzperiode APCR auf Grund der Zwangsförderung des Brennstoffes oder der Leckage des Brennstoffes ändert, kann selbst während eines stationären Betriebes der Maschine, bei dem der detektierte Wert des Brennstoffeinspritzdruckes (der aktuelle Brennstoffdruck PCR) sich kaum ändert, der Änderungsbetrag (der Druckänderungsbetrag DPCR) präzise geschätzt werden, und zwar basierend auf dem Brennstoffzwangsförderbetrag QPUMP und dem Brennstoffleckagebetrag QLEAK. Nebenbei bemerkt, kann die endgültige Einspritzperiode TQFIN mit extrem hoher Präzision als ein Wert eingestellt werden, der dafür geeignet ist, zu verhindern, daß der aktuelle Brennstoffeinspritzbetrag von dem erforderlichen Einspritzbetrag QFIN abweicht, und zwar basierend auf dem Druckänderungsbetrag DPCR.
Es ist somit als ein Ergebnis gemäß der vorliegenden Ausführungsform möglich, in sicherer Weise eine Änderung in dem Brennstoffeinspritzdruck bei der Brennstoffeinspritzsteuerung zu berücksichtigen, selbst wenn die Änderung nach dem Detektieren des aktuellen Brennstoffdruckes PCR aufgetreten ist. Demzufolge kann die Brennstoffeinspritzsteuerung mit einer extrem hohen Präzision durchgeführt werden.
Speziell, da der Brennstoffzwangsförderbetrag QPUMP und der Brennstoffleckagebetrag QLEAK beim Schätzen des Druckänderungsbetrages DPCR mit berücksichtigt werden, kann sowohl das Ansteigen in dem Brennstoffeinspritzdruck, welches aus der Zwangsförderung des Brennstoffes resultiert, als auch das Abfallen in dem Brennstoffeinspritzdruck, welches aus der Leckage des Brennstoffes resultiert, beim Schätzen des Druckänderungsbetrages DPCR berücksichtigt werden. Es ist demzufolge möglich zu verhindern, daß der aktuelle Brennstoffeinspritzbetrag größer wird oder kleiner wird als der erforderliche Einspritzbetrag QFIN, und zwar auf Grund solch eines Anstieges oder Abfallens in dem Brennstoffeinspritzdruck.
Als ein Ergebnis ist es möglich zu verhindern, daß ein Nachteil auftritt, wie beispielsweise eine Verschlechterung der Abgaseigenschaften, die aus der Maschine 110 resultieren, welche mit einer übermäßigen Brennstoffmenge beschickt wird, die nicht einem Betriebszustand der Maschine angepaßt ist. Es ist auch möglich, das Auftreten eines Nachteils zu verhindern, wie beispielsweise eine Abnahme in der Maschinenaus gangsleistung, die sich bei der Maschine 110 einstellt, wenn diese mit einer nicht ausreichenden Brennstoffmenge beschickt wird, die für einen Betriebszustand der Maschine geeignet ist.
[Dritte Ausführungsform]
Es wird nun im folgenden eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben, und zwar mit dem Augenmerk auf die Differenz zwischen der zweiten und der dritten Ausführungsform. Die Konstruktion, die ähnlich derjenigen der zweiten Ausführungsform ist, wird nicht beschrieben.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Prozeß der Berechnung der endgültigen Einspritzperiode TQFIN verschieden von demjenigen der zweiten Ausführungsform.
Der Prozeß der Berechnung der endgültigen Einspritzperiode TQFIN wird nun unter Hinweis auf ein Flußdiagramm beschrieben, welches in 13 gezeigt ist. Bei den jeweiligen Schritten 100 bis 710 erfolgt bei solchen, die mit den gleichen Bezugszeichen wie in 11 versehen sind, die gleiche Verarbeitung, wie sie oben beschrieben wurde. Eine nochmalige Beschreibung dieser Schritte wird daher hier weggelassen.
Nachdem die jeweilige Verarbeitung in den Schritten 100, 200 ausgeführt worden ist, berechnet die ECU 160 bei dem Schritt 400 einen Druckänderungsbetrag DPCR. Dann, bei dem Schritt 610, führt die ECU 160 eine Korrektur aus, indem sie den Druckänderungsbetrag DPCR zu einem aktuellen Brennstoffdruck PCR hinzu addiert und einen auf diese Weise korrigierten Wert als einen neuen aktuellen Brennstoffdruck PCR einstellt.
Dann, bei dem Schritt 710, berechnet die ECU 160 wie bei der Bearbeitung des Schrittes 300, der in 9 gezeigt ist, die endgültige Einspritzperiode TQFIN basierend auf dem erneuerten aktuellen Brennstoffdruck PCR und dem erforderlichen Einspritz betrag QFIN, wobei auf die Funktionsdaten Bezug genommen wird, die in 11 gezeigt sind. Nachdem die ECU 160 auf diese Weise die endgültige Einspritzperiode TQFIN berechnet hat, beendet die ECU 160 zeitweilig die Verarbeitung dieser Routine.
Wie bisher beschrieben wurde, muß gemäß der vorliegenden Ausführungsform, um zu verhindern, daß der aktuelle Brennstoffeinspritzbetrag von dem erforderlichen Brennstoffeinspritzbetrag QFIN abweicht, und zwar auf Grund einer Änderung in dem Brennstoffdruck, der aktuelle Brennstoffdruck lediglich basierend auf dem Druckänderungsbetrag DPCR vor der Berechnung der endgültigen Einspritzperiode TQFIN korrigiert werden.
Demzufolge besteht kein Bedarf dafür, die Grund-Einspritzperiode TQFINB und dem Einspritzkorrekturwert TQFINH zu berechnen bzw. diese Berechnung in die Länge zu ziehen. Auch besteht kein Bedarf dafür, im voraus Funktionsdaten zum Berechnen des Einspritzperiodekorrekturwertes TQFINH vorzubereiten, wie in 11 gezeigt ist, oder ähnliches vorzunehmen. Somit kann die Gesamtsteuerkonstruktion vereinfacht werden.
Bei der zweiten Ausführungsform und bei der vorliegenden Ausführungsform wird der Druckänderungsbetrag DPCR basierend auf sowohl der Brennstoffzwangsfördermenge QPUMP als auch auf Grund des Brennstoffleckagebetrages QLEAK geschätzt. Jedoch kann der Druckänderungsbetrag DPCR auch lediglich basierend auf dem Brennstoffzwangsförderbetrag QPUMP geschätzt werden oder lediglich anhand des Brennstoffleckagebetrages QLEAK.
[Vierte Ausführungsform]
Eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun im folgenden beschrieben, wobei das Augenmerk auf den Unterschied zwischen der zweiten und der vierten Ausführungsform gerichtet wird.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird das Brennstoffeinspritzsteuergerät gemäß der vorliegenden Erfindung bei der Maschine 110 angewendet, die die Fähigkeit hat, eine Piloteinspritzung durchzuführen. Wie bekannt ist, wird mit der Piloteinspritzung beabsichtigt, einen abrupten Anstieg in dem Verbrennungsdruck zu verhindern, indem vorbereitend eine kleine Menge an Brennstoff eingespritzt wird, und zwar vor der Haupteinspritzung, um dadurch auch den Pegel der Verbrennungsgeräusche zu reduzieren. Gemäß der Brennstoffeinspritzsteuerung der vorliegenden Ausführungsform wird die Einspritzperiode, wenn der Brennstoffeinspritzdruck auf Grund der Piloteinspritzung abfällt, zum Zeitpunkt der Haupteinspritzung (der Haupteinspritzperiode TQMAIN) auf eine geeignete Periode korrigiert, und zwar basierend auf dem Ausmaß der Abnahme in dem Druck.
Bei der vorliegenden Ausführungsform werden die Zeitlagen zum Öffnen der jeweiligen Einstellventile 170a, 170b vorbereitend in solcher Weise eingestellt, daß die Zwangsförderung des Brennstoffes durch die Brennstoffpumpe 130 immer gestartet wird, nachdem die Haupteinspritzung beendet worden ist (siehe 16). Es gibt daher keine Chance dafür, daß die Zwangsförderung des Brennstoffes während einer Periode ausgeführt werden kann, und zwar vom Detektieren des aktuellen Brennstoffdruckes PCR an bis zur Beendigung der Haupteinspritzung, oder daß der Brennstoffeinspritzdruck sich auf Grund der Zwangsförderung des Brennstoffes ändern kann.
Der Prozeß der Berechnung der Haupteinspritzperiode TQMAIN wird nun im folgenden beschrieben.
Die 14 und 15 sind Flußdiagramme, die Prozesse zum Berechnen einer Haupteinspritzperiode TQMAIN und einer Piloteinspritzperiode TQPLT veranschaulichen. 16 ist ein Zeitsteuerplan, der Zeitlagen zum Ansaugen des Brennstoffes in die jeweiligen Versorgungspumpen 150a, 150b und die Zwangsförderung des Brennstoffes von diesen jeweiligen Pumpen und auch ein Änderungsmuster in dem Brennstoffeinspritzdruck darstellt, die durch die Piloteinspritzung, die Haupteinspritzung und ähnlichem bewirkt wird.
Die ECU 60 führt eine Reihe von Verarbeitungen gemäß den jeweiligen Flußdiagrammen durch, die in den 14 und 15 gezeigt sind, und zwar als eine Interrupt-Handhabung in Intervallen eines vorbestimmten Kurbelwellenwinkels (180°CA). Das heißt, in dem Fall gemäß den Verarbeitungsroutinen, die in den 9 und 13 gezeigt sind, wird die Zeitlage für die Unterbrechung der vorhandenen Routine auf eine Zeitlage eingestellt, wenn die jeweiligen Versorgungspumpen 50a, 50b von einem Ansaughub auf einen Zwangsförderhub umgeschaltet werden (eine Zeitlage, wenn der Kurbelwellenwinkel CA die Winkel erreicht CA0, CA1, CA2 und CA3, wie in 16 gezeigt ist).
Die ECU 60 detektiert einen aktuellen Brennstoffdruck PCR bei den Schritten 100, 200, wie in 14 gezeigt ist, und berechnet ferner einen erforderlichen Einspritzbetrag QFIN, basierend auf dem Gaspedalöffnungsgrad ACCP, einer Maschinendrehzahl und ähnlichem.
Bei dem Schritt 320 berechnet die ECU 60 einen Piloteinspritzbetrag QPLT basierend auf der Maschinendrehzahl NE und dem erforderlichen Einspritzbetrag QFIN. Der Piloteinspritzbetrag QPLT in Relation zu der Maschinendrehzahl NE und dem erforderlichen Einspritzbetrag QFIN wird vorbereitend oder im voraus anhand von Experimenten und ähnlichem berechnet, so daß diese am besten für einen Betriebszustand der Maschine geeignet sind, und zwar unter Einbeziehung der Verbrennungsgeräusche, einer Konzentration des Abgases und ähnlichem, und in dem Speicher 64 als Funktionsdaten abgespeichert werden, und zwar für die Berechnungen des Piloteinspritzbetrages QPLT.
Dann, bei dem Schritt 330, wird ein Haupteinspritzbetrag QMAIN gemäß einer Berechnungsformel (6) berechnet, die im folgenden angegeben ist. QMAIN = QFIN – QPLT (6)

QFIN: erforderlicher Einspritzbetrag
QPLT: Piloteinspritzbetrag

Nachdem auf diese Weise der Piloteinspritzbetrag QPLT und der Haupteinspritzbetrag QMAIN berechnet wurden, berechnet die ECU 60 bei dem Schritt 450 einen Änderungsbetrag in dem Brennstoffeinspritzdruck (einen Druckänderungsbetrag DPCRPLT), und zwar während einer Periode, gerechnet von dem Detektieren des aktuellen Brennstoffdruckes PCR bis hin zu dem Start der Piloteinspritzung (Druckänderungsschätzperiode APCRPLT: siehe 16), und berechnet einen Änderungsbetrag in dem Brennstoffeinspritzdruck (einen Druckänderungsbetrag DPCRMAIN) während einer Periode, gerechnet vom Detektieren des aktuellen Brennstoffdruckes PCR bis hin zum Start der Haupteinspritzung (Druckänderungsschätzperiode APCRMAIN: siehe 16).
15 zeigt ein Flußdiagramm eines Prozesses zum Berechnen der jeweiligen Druckänderungsbeträge DPCRPLT, DPCRMAIN, und zwar in Einzelheiten.
Bei dem Schritt 452 wandelt die ECU 160 die jeweiligen Druckänderungsschätzperioden APCRPLT, APCRMAIN in Zeiten um, basierend auf der Maschinendrehzahl NE, und stellt die umgewandelten Werte als Brennstoffleckageperiode TLEAKPLT ein, und zwar gerechnet vom Detektieren des aktuellen Brennstoffdruckes PCR bis zum Start der Piloteinspritzung, und in eine Brennstoffleckageperiode TLEAKMAIN vom Detektieren des aktuellen Brennstoffdruckes PCR bis hin zum Start der Haupteinspritzung.
Wie bei der Bearbeitung bei dem Schritt 408, der in 10 gezeigt ist, berechnet die ECU 160 bei dem Schritt 454 einen Betrag der Leckage des Brennstoffes (einen Brennstoffleckagebetrag QLEAKPLT) von der Detektion des aktuellen Brennstoffdruckes PCR an bis zu dem Start der Piloteinspritzung, und einen Betrag der Leckage des Brennstoffes (einen Brennstoffleckagebetrag QLEAKMAIN) vom Detektieren des aktuellen Brennstoffdruckes PCR an bis zum Start der Haupteinspritzung, basierend auf den jeweiligen Brennstoffleckageperioden TLEAKPLT, TLEAKMAIN, dem aktuellen Brennstoffdruck PCR und der Brennstofftemperatur THF. Ferner berechnet die ECU 160 wie bei der Verarbeitung beim Schritt 410, der in 10 gezeigt ist, bei dem Schritt 456 einen Volumenelastizitätskoeffizienten E basierend auf dem aktuellen Brennstoffdruck PCR und der Brennstofftemperatur THF.
Dann, bei dem Schritt 458, berechnet die ECU 60 die jeweiligen Druckänderungsbeträge DPCRPLT, DPCRMAIN gemäß den Berechnungsformeln (7) und (8), die unten angegeben sind. DPCRPLT = QLEAKPLT/VCR (7) DPCRMAIN = E × (QPLT + QLEAKMAIN)/VCR (8)

E: Volumenelastizitätskoeffizient
QLEAKPLT, QLEAKMAIN: Brennstoffleckagemengen oder -beträge
VCR: Volumen der gemeinsamen Schiene 20

Wie aus der Berechnungsformel (8) hervorgeht, wird zusätzlich zu dem Brennstoffleckagebetrag QLEAKMAIN auch die Piloteinspritzmenge QPLT bei der Berechnung des Druckänderungsbetrages DPCRMAIN berücksichtigt, und zwar vom Detektieren des aktuellen Brennstoffdruckes PCR an bis zum Start der Haupteinspritzung. Dies ist deshalb der Fall, da beim Ausführen der Piloteinspritzung die Haupteinspritzung bei einem Brennstoffeinspritzdruck durchgeführt wird, der niedriger liegt als derjenige bei der Piloteinspritzung.
Nachdem auf diese Weise die jeweiligen Druckänderungswerte oder -beträge DPCRPL, DPCRMAIN berechnet wurden, verschiebt die ECU 60 die Verarbeitung zu dem Schritt 620, der in 14 gezeigt ist. Bei dem Schritt 620 berechnet die ECU 60 einen Brennstoffeinspritzdruck zum Zeitpunkt des Startens der Piloteinspritzung (im folgenden als "Piloteinspritzbrennstoffdruck" bezeichnet) PCRPLT, und einen Brennstoffeinspritzdruck zum Startens der Haupteinspritzung (im folgenden "Haupteinspritz brennstoffdruck" bezeichnet) PCRMAIN gemäß der Berechnungsformeln (9) und (10), die jeweils unten angegeben sind. PCRPLT = PCR – DPCRPLT (9)

PCRMAIN = PCR – DPCRMAIN ... (10)
PCR: aktueller Brennstoffdruck
DPCRPLT, DPCRMAIN: Druckänderungsbeträge

Wie aus diesen Berechnungsformeln (9) und (10) hervorgeht, werden sowohl der Piloteinspritzbrennstoffdruck PCRPLT als auch der Haupteinspritzbrennstoffdruck PCRMAIN dadurch erhalten, indem der aktuelle Brennstoffdruck PCR basierend auf den jeweiligen Druckänderungsbeträgen DPCRPLT bzw. DPCRMAIN korrigiert werden.
Dann, bei dem Schritt 720, berechnet die ECU 60 wie bei der Verarbeitung des Schrittes 710, der in 13 gezeigt ist, die Piloteinspritzperiode TQPLT und eine Haupteinspritzperiode TQMAIN basierend auf den jeweiligen Brennstoffdruckwerten PCRPLT, PCRMAIN, der Piloteinspritzmenge QPLT und der Haupteinspritzmenge QMAIN unter Verwendung der Funktionsdaten, die in 11 gezeigt sind. Als ein Ergebnis werden die jeweiligen Einspritzperioden TQPLT, TQMAIN basierend auf den zuvor erwähnten jeweiligen Brennstoffdruckwerten PCRPLT, PCRMAIN korrigiert.
Nachdem auf diese Weise die jeweiligen Einspritzperioden TQPLT, TQMAIN berechnet worden sind, beendet die ECU 60 zeitweilig die Verarbeitungen der vorliegenden Routine.
Wie bisher beschrieben wurde, werden gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Piloteinspritzperiode TQPLT und die Haupteinspritzperiode TQMAIN basierend auf den Änderungen in dem Einspritzdruck korrigiert, und zwar vom Detektieren des aktu ellen Brennstoffdruckes PCR an bis zum Start der Piloteinspritzung oder der Haupteinspritzung (die Druckänderungswerte oder -beträge DPCRPLT, DPCRMAIN).
Demzufolge können die jeweiligen Einspritzperioden TQPLT, TQMAIN jeweils mit extrem hoher Präzision als Werte eingestellt werden, die dafür geeignet sind, um zu verhindern, daß die aktuellen Brennstoffeinspritzbeträge während der Piloteinspritzung und während der Haupteinspritzung von dem Piloteinspritzbetrag QPLT bzw. dem Haupteinspritzbetrag QMAIN abweichen. Selbst in einem Fall, bei dem die Piloteinspritzung durchgeführt wird, kann die Brennstoffeinspritzsteuerung mit extrem hoher Präzision durchgeführt werden.
Ferner werden die Beträge der Abnahme in dem Brennstoffeinspritzdruck, die sich aus einer Leckage des Brennstoffes (Druckänderungsbeträge DPCRPLT, DPCRMAIN) resultieren, sicher geschätzt werden, und es werden die jeweiligen Einspritzperioden TQPLT, TQMAIN basierend auf den Beträgen der Abnahme in dem Brennstoffeinspritzdruck korrigiert. Es wird dadurch möglich, zu verhindern, daß die aktuellen Brennstoffeinspritzmengen während der Piloteinspritzung und der Haupteinspritzung kleiner werden als der Piloteinspritzbetrag QPLT und der Haupteinspritzbetrag QMAIN, die als geforderte Einspritzbeträge gelten. Als ein Ergebnis wird es möglich, das Auftreten eines Nachteils, wie beispielsweise eine Abnahme in der Maschinenausgangsleistung zu verhindern, welcher Nachteil sich bei der Brennkraftmaschine einstellt, die nicht mit einer ausreichenden Menge an Brennstoff versorgt wird, die für einen Betriebszustand der Maschine geeignet ist.
Speziell beim Schätzen der Brennstoffänderungsmenge bzw. des Brennstoffänderungsbetrages DPCRMAIN aus der Detektion des aktuellen Brennstoffdruckes PCR bis zum Start der Haupteinspritzung werden sowohl das Ausmaß des Abfalls in dem Brennstoffeinspritzdruck, der sich aus der Piloteinspritzung ergibt, als auch die Leckage des Brennstoffes mit in Betracht gezogen oder berücksichtigt. Es ist somit möglich, zu verhindern, daß der Brennstoffeinspritzdruck auf Grund der Implementierung der Piloteinspritzung abfällt, und auch zu verhindern, daß die tatsächliche Brennstoffeinspritzmenge während der Haupteinspritzung kleiner wird als die Haupteinspritzmenge QMAIN. Es wird daher in dieser Hinsicht möglich, zuverlässiger das Auftreten eines Nachteils, wie beispielsweise eines Abfalls in der Maschinenleistung, zu verhindern.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird der Druckänderungsbetrag DPCRMAIN vom Detektieren des tatsächlichen Brennstoffdruckes PCR an bis zum Start der Haupteinspritzung basierend auf dem Brennstoffleckagebetrag QLEAKMAIN und der Piloteinspritzmenge QPLT geschätzt. Jedoch kann der Druckänderungsbetrag DPCRMAIN auch basierend auf lediglich dem Brennstoffleckagebetrag QLEAKMAIN oder lediglich anhand des Piloteinspritzbetrages QPLT geschätzt werden. Jedoch kann auch der Druckänderungsbetrag DPCRMAIN auch basierend auf lediglich dem Brennstoffleckagebetrag QLEAKMAIN oder auf Grund des Piloteinspritzbetrages QPLT geschätzt werden.
Ferner, im Falle einer Konstruktion, bei der die Zwangsförderung des Brennstoffes vor dem Start der Haupteinspritzung gestartet werden kann, kann ein Brennstoffzwangsförderbetrag vom Detektieren des aktuellen Brennstoffdruckes PCR bis zum Start der Haupteinspritzung berechnet werden. Der Druckänderungsbetrag DPCRMAIN kann basierend auf dem Brennstoffzwangsförderbetrag oder der Piloteinspritzmenge QPLT als auch auf Grund des Brennstoffleckagebetrags oder -leckagemenge QLEAKMAIN geschätzt werden.
Ferner wird bei der vorliegenden Ausführungsform der aktuelle Brennstoffdruck PCR vorbereitend korrigiert, und zwar basierend auf den jeweiligen Druckänderungswerten DPCRPLT, DPCRMAIN, und es werden die Brennstoffeinspritzperioden während der Piloteinspritzung und der Haupteinspritzung (Piloteinspritzperiode TQPLT, Haupteinspritzperiode PCRMAIN) basierend auf den Werten nach solch einer Korrektur berechnet (dem Piloteinspritzbrennstoffdruck PCRPLT, dem Haupteinspritzbrennstoffdruck PCRMAIN). Jedoch können, wie bei der zweiten Ausführungsform, die Korrekturwerte, welche die Piloteinspritzperiode TQPLT und die Haupteinspritzperiode TQMAIN betreffen, basierend auf den jeweiligen Druckänderungsbeträgen DPCRPLT, DPCRMAIN berechnet werden, und es können die jeweiligen Brennstoffeinspritzperioden TQPLT, TQMAIN basierend auf solchen korrigierten Werten korrigiert werden.
Ferner ist bei der zuvor erläuterten Ausführungsform ein Beispiel gezeigt, bei dem die Piloteinspritzung lediglich einmal vor der Haupteinspritzung ausgeführt wird. Jedoch kann die Piloteinspritzung eine Vielzahl von Malen vor der Haupteinspritzung durchgeführt werden. In solch einem Fall wird, nachdem die Piloteinspritzung mehr als einmal ausgeführt worden ist, die nachfolgende Piloteinspritzung in solcher Weise ausgeführt werden, daß die Brennstoffeinspritzperiode während dieser Piloteinspritzung basierend auf einer Änderung in dem Brennstoffeinspritzdruck korrigiert wird, das heißt, basierend auf einem Schätzwert auf der Grundlage eines Gesamtbetrages der Brennstoffeinspritzung während der früher ausgeführten Piloteinspritzung.
[Fünfte Ausführungsform]
Es wird nun im folgenden eine fünfte Ausführungsformn der vorliegenden Erfindung mit Augenmerk auf den Unterschied zwischen der zweiten und der fünften Ausführungsform beschrieben.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird zusätzlich zur Änderung in dem Brennstoffeinspritzdruck während der Druckänderungsschätzperiode APCR die Änderung in dem Brennstoffeinspritzdruck, die sich aus der Zwangsförderung des Brennstoffes oder der Leckage des Brennstoffes ergibt, geschätzt. Die Brennstoffeinspritzperiode TQFIN wird ferner basierend auf der Änderung des Brennstoffeinspritzdruckes korrigiert, wodurch die Präzision der Brennstoffeinspritzsteuerung weiter erhöht wird.
Der Prozeß der Schätzung einer Änderung in dem Brennstoffeinspritzdruck während solch einer Brennstoffeinspritzperiode und der Prozeß der Korrektur der endgültigen Einspritzperiode TQFIN basierend auf einer Änderung in dem Brennstoffeinspritzdruck wird nun im folgenden beschrieben.
17 zeigt ein Flußdiagramm, welches einen Prozeß zum Schätzen einer Änderung in dem Brennstoffeinspritzdruck während der Brennstoffeinspritzperiode wiedergibt (im folgenden als "Druckänderungsbetrag DPCRINJ" bezeichnet). Die jeweiligen Verarbeitungen, die in diesem Flußdiagramm gezeigt sind, werden nachfolgend der Verarbeitung bei dem Schritt 412 ausgeführt, und zwar als Teil einer Serie von Verarbeitungsschritten, die in dem Flussdiagramm von 10 gezeigt sind.
Zu allererst addiert die ECU 160 bei dem Schritt 420 den aktuellen Brennstoffdruck PCR zu dem Druckänderungsbetrag DPCR, der bei dem Verarbeitungsschritt 412 berechnet wurde. Basierend auf der Summe (PCR + DPCR) und der Brennstofftemperatur THF, berechnet die ECU 160 erneut einen Volumenelastizitätskoeffizienten E in solcher Weise, daß der Volumenelastizitätskoeffizient E einem Wert zu einer Zeit des Startens der Brennstoffeinspritzung entspricht.
Dann, bei dem Schritt 422, wird der Brennstoffleckagebetrag QLEAKINJ während der Brennstoffeinspritzperiode basierend auf der Grund-Einspritzperiode TQFINB und der Brennstofftemperatur THF berechnet. Dann, bei dem Schritt 424, wird bestimmt, ob die Zeitlage zum Starten der Zwangsförderung des Brennstoffes durch die Brennstoffpumpe 30 in bezug auf die Zeitlage des Startens der Brennstoffeinspritzung vorzustellen ist oder nicht, nämlich, ob die Zwangsförderung des Brennstoffes vor dem Start der Brennstoffeinspritzung ausgeführt werden soll oder nicht. Wenn bestimmt wird, daß die Zwangsförderung des Brennstoffes vor dem Start der Brennstoffeinspritzung ausgeführt werden soll, wird Brennstoff immer während der Brennstoffeinspritzperiode zwangsgefördert. Daher wandelt die ECU 60 bei dem Schritt 426 die Grund-Einspritzperiode TQFINB in einen Kurbelwellenwinkel CA basierend auf der Maschinendrehzahl NE um und stellt den umgewandelten Wert als eine Zwangsförderperiode APUMPINJ während der Brennstoffeinspritzperiode ein.
Dann, bei dem Schritt 428, wird ein Brennstoffzwangsförderbetrag QPUMPINJ während der Brennstoffeinspritzperiode gemäß einer Berechnungsformel (11) berechnet, die unten angegeben ist. QPUMPINJ = APUMPINJ × KQPUMP (11)

AMUMPINJ: Zwangsfördererperiode
KQPUMP: Brennstoffzwangsförderrate

Wenn auf der anderen Seite bei dem Schritt 424 bestimmt wird, daß die Zwangsförderung des Brennstoffes nicht vor dem Start der Brennstoffeinspritzung ausgeführt werden soll, verschiebt die ECU 60 die Verarbeitung zu dem Schritt 430 hin. Bei dem Schritt 430 berechnet die ECU 60 eine Brennstoffeinspritzbeendigungsperiode basierend auf der Brennstoffeinspritzstartzeitlage, der Grund-Einspritzzeitlage TQFINB und der Maschinendrehzahl NE, und zwar unter Verwendung des Kurbelwellenwinkels CA als eine Einheit.
Bei dem nachfolgenden Schritt 432 wird durch Vergleichen der Brennstoffeinspritzbeendigungsperiode mit der Zeitlage zum Starten der Zwangsförderung des Brennstoffes durch die Brennstoffpumpe 30 bestimmt, ob eine Zwangsförderung des Brennstoffes während der Brennstoffeinspritzperiode gestartet werden soll oder nicht. Wenn bestimmt wird, daß die Zwangsförderung des Brennstoffes während der Brennstoffeinspritzperiode gestartet werden soll, wird eine Periode (Kurbelwellenwinkel CA) von der Zwangsförderstartzeitlage zu der Brennstoffeinspritzbeendigungsperiode bei dem Schritt 434 als Zwangsförderperiode APUMPINJ während der Brennstoffeinspritzperiode berechnet. Dann, bei dem Schritt 436, wird eine Brennstoffzwangsfördermenge QPUMPINJ während der Brennstoffeinspritzperiode gemäß der zuvor angegebenen Berechnungsformel (11) berechnet.
Wenn auf der anderen Seite bei dem Schritt 432 bestimmt wird, daß die Zwangsförderung des Brennstoffes nicht während der Brennstoffeinspritzperiode gestartet werden soll, überlappt sich die Zwangsförderperiode nicht mit der Brennstoffeinspritzperiode. Somit stellt die ECU 60 bei dem Schritt 435 den Brennstoffzwangsförderbetrag QPUMPINJ während der Brennstoffeinspritzperiode auf Null ein.
Nachdem irgendwelche der zuvor erwähnten Schritte 428, 435 und 486 ausgeführt worden sind, berechnet die ECU 60 bei dem Schritt 440 einen Druckänderungsbetrag DPCRINJ während der Brennstoffeinspritzperiode gemäß einer Berechnungsformel (12), die unten angegeben ist. DPCRINJ = E × (QUMPINJ – QLEAKINJ)/VCR (12)

E: Volumenelastizitätskoeffizient
QPUMPINJ: Brennstoffzwangsförderbetrag während der Brennstoffeinspritzperiode
QLEAKINJ: Brennstoffleckagebetrag während der Brennstoffeinspritzperiode
VCR: Volumen der gemeinsamen Schiene 20

Dann, bei dem Schritt 442, berechnet die ECU 60 einen mittleren Druckänderungsbetrag DPCRAVE basierend auf dem bereits berechneten Druckänderungsbetrag DPCR während der Druckänderungsschätzperiode und den Druckänderungsbetrag DPCRINJ während der zuvor erwähnten Brennstoffeinspritzperiode, und zwar gemäß einer Berechnungsformel (13), die unten angegeben ist. DPCRAVE = CPCR + DPCRINJ/2 (13)
Der mittlere Druckänderungsbetrag DPCRAVE bildet einen Mittelwert des Druckänderungsbetrages DPCR vom Detektieren des aktuellen Brennstoffdruckes PCR bis zum Start der Brennstoffeinspritzung hin (das heißt während der Druckänderungsschätzperiode APCR) und dem Druckänderungsbetrag (DPCR + CPCRINJ) vom Detektieren des aktuellen Brennstoffdruckes PCR bis zur Beendigung der Brennstoffeinspritzung.
Nachdem der mittlere Druckänderungsbetrag DPCRAVE auf diese Weise berechnet worden ist, erfolgt eine Verarbeitung, die dem Schritt 500 nachfolgt, welcher in 9 gezeigt ist. In diesem Fall, bei der Verarbeitung gemäß dem Schritt 600, wird ein Einspritzperiodekorrekturwert TQFINH basierend auf dem zuvor erwähnten mittleren Druckänderungsbetrag DPCRAVE berechnet, und zwar anstelle des Druckänderungsbetrages DPCR während der Druckänderungsschätzperiode APCR. Somit wird bei dem nachfolgenden Schritt 700 die Grund-Einspritzperiode TQFINB basierend auf der Änderung in dem Brennstoffeinspritzdruck korrigiert (dem Druckänderungsbetrag DPCRINJ), und zwar während der Brennstoffeinspritzperiode, als auch die Änderung in dem Brennstoffeinspritzdruck (Druckänderungsbetrag DPCR) während der Druckänderungsschätzperiode APCR.
Es ist somit gemäß der vorliegenden Ausführungsform möglich, nicht nur zu verhindern, daß der aktuelle Brennstoffeinspritzbetrag von dem erforderlichen Einspritzbetrag QFIN auf Grund einer Änderung in dem Brennstoffeinspritzdruck abweicht, und zwar vom Detektieren des aktuellen Brennstoffdruckes PCR an bis zum Start der Brennstoffeinspritzung, sondern auch zu verhindern, daß eine Abweichung in dem Brennstoffeinspritzbetrag, die aus einer Änderung in dem Brennstoffeinspritzdruck während der Brennstoffeinspritzperiode resultiert, auftritt. Als ein Ergebnis kann die Brennstoffeinspritzsteuerung mit einer noch sehr viel höheren Präzision durchgeführt werden.
Speziell, wenn der Betrag der Änderung in dem Brennstoffeinspritzdruck während der Brennstoffeinspritzperiode geschätzt wird (der Druckänderungsbetrag DPCRINJ), wird auf den Brennstoffzwangsförderbetrag QPUMP und den Brennstoffleckagebetrag QLEAK Bezug genommen. Somit können sowohl der Betrag des Anstiegs in dem Brennstoffeinspritzdruck, der sich aus der Zwangsförderung des Brennstoffes ergibt, als auch der Betrag des Abfalls des Brennstoffeinspritzdruckes, der sich aus der Leckage des Brennstoffes ergibt, bei dem Brennstoffänderungsbetrag DPCRINJ berücksichtigt werden. Es ist demzufolge möglich, zu verhindern, daß der aktuelle Brennstoffeinspritzbetrag größer wird als der erforderliche Einspritzbetrag QFIN auf Grund eines Anstiegs in dem Brennstoffeinspritzdruck, oder umgekehrt zu verhindern, daß der aktuelle Brennstoffeinspritzbetrag kleiner wird als der erforderliche Einspritzbetrag QFIN auf Grund eines Abfalls in dem Brennstoffeinspritzdruck. Als ein Ergebnis wird es möglich, das Auftreten eines Nachteils, wie beispielsweise einer Verschlechterung der Abgaseigenschaften, zu verhindern, was sich bei der Maschine 110 einstellt, wenn diese mit einer übermäßigen Menge an Brennstoff versorgt wird, die dem Betriebszustand der Maschine nicht angepaßt ist. Es ist auch möglich, das Auftreten eines Nachteils, wie beispielsweise eines Abfalls in der Maschinenausgangsleistung, zu verhindern, was sich bei der Maschine 110 einstellt, wenn diese nicht mit ausreichender Menge an Brennstoff versorgt wird, die für den Betriebszustand der Maschine geeignet ist.
Bei der vorliegenden Erfindung wird der Druckänderungsbetrag DPCRINJ während der Brennstoffeinspritzperiode basierend auf dem Brennstoffzwangsförderbetrag QPUMPINJ und auf Grund des Brennstoffleckagebetrages QLEAKINJ geschätzt. Jedoch kann der Druckänderungsbetrag DPCRINJ auch basierend auf lediglich dem Brennstoffzwangsförderbetrag bzw. -zwangsfördermenge QPUMPINJ oder auf Grund lediglich der Brennstoffleckagemenge QLEAKINJ geschätzt werden.
Bei der zweiten bis vierten Ausführungsform kann, wie bei der vorliegenden Ausführungsform, ein Änderungsbetrag in dem Brennstoffeinspritzdruck, der sich aus der Zwangsförderung des Brennstoffes oder aus der Leckage des Brennstoffes während der Piloteinspritzperiode oder während der Haupteinspritzperiode ergibt, geschätzt werden und es können die Piloteinspritzperiode TQPLT und die Haupteinspritzperiode TQMAIN weiter basierend auf dem auf solche Weise geschätzten Änderungsbetrag des Brennstoffeinspritzdruckes korrigiert werden.
Ferner wird bei der zuvor erläuterten zweiten, dritten und fünften Ausführungsform die Brennstoffzwangsfördermenge der Brennstoffpumpe 30 mit der Annahme berechnet, daß die Brennstoffzwangsförderrate (KQPUMP) konstant ist. Jedoch selbst in einem Fall, bei dem die Brennstoffzwangsförderrate sich abhängig von der Zeitlage zum Starten der Zwangsförderung des Brennstoffes ändert, kann die Brennstoffzwangsfördermenge durch Bezugnahme auf einen Plan oder ähnliches berechnet werden, der die Brennstoffzwangsförderrate in Relation zu der Zeitlage (timing) zum Starten der Zwangsförderung des Brennstoffes darstellt.
Bei der zuvor angesprochenen zweiten bis fünften Ausführungsform ist ein Beispiel gezeigt, bei dem die Brennstoffeinspritzmenge basierend auf einer Brennstoffeinspritzperiode gesteuert wird, nämlich auf der Grundlage einer Offen-Ventil-Periode der Einspritzvorrichtungen 112. Jedoch kann beispielsweise die Brennstoffeinspritzmenge basierend nicht nur auf der Offen-Ventil-Periode, sondern auch anhand eines Öffnungsgrades der Einspritzvorrichtungen 112 gesteuert werden. In diesem Fall kann es möglich sein, einen Befehlswert für den Öffnungsgrad der Einspritzvorrichtungen 112 basierend auf einer Änderung in dem Brennstoffeinspritzdruck zu korrigieren.
Bei der zuvor erläuterten zweiten bis fünften Ausführungsform ist eine Dieselmaschine als Beispiel einer Brennkraftmaschine gezeigt, bei der das Brennstoffeinspritzsteuergerät der vorliegenden Erfindung angewendet ist. Jedoch kann beispielsweise die Erfindung auch bei einer Direkteinspritzungs-Benzinmaschine angewendet werden, bei der der Brennstoff direkt in die Verbrennungskammern eingespritzt wird.

Claims

Akkumulator-Brennstoffeinspritzsteuergerät, gekennzeichnet durch: eine Detektoreinrichtung (14), um einen Brennstoffdruck in einer Sammelleitung (4) zu detektieren; eine Schätzeinrichtung (22) zum Schätzen eines Druckes des Brennstoffes, der in eine Maschine (1) eingespritzt wird; eine Berechnungseinrichtung (21) für den Brennstoffeinspritzsteuerbetrag, um einen Brennstoffeinspritzsteuerbetrag basierend auf dem detektierten Brennstoffdruck oder basierend auf dem geschätzten Brennstoffdruck zu berechnen; und eine Brennstoffeinspritzeinrichtung zum Einspritzen des Brennstoffes in die Maschine basierend auf dem berechneten Brennstoffeinspritzsteuerbetrag, wobei die Berechnungseinrichtung (21) für den Brennstoffeinspritzsteuerbetrag bestimmt, welche der Größen gemäß dem detektierten Brennstoffdruck und dem geschätzten Brennstoffdruck zu verwenden ist und zwar basierend auf einer Brennstoffeinspritzzeitsteuerung der Einspritzeinrichtung.
Akkumulator-Brennstoffeinspritzsteuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoreinrichtung (14) einen Brennstoffdruck bei einer ersten Zeitlage (t1) detektiert; die Brennstoffeinspritzeinrichtung (2) den Brennstoff bei einer zweiten Zeitlage (t2) einspritzt, die später liegt als die erste Zeitlage; und die Berechnungseinrichtung (21) für den Einspritzsteuerbetrag den Brennstoffeinspritzsteuerbetrag basierend auf dem detektierten Brennstoffdruck berechnet, wenn eine arithmetische Verarbeitung des bei der ersten Zeitlage detektierten Brennstoffdruckes früher vervollständigt wird als der zweiten Zeitlage.
Akkumulator-Brennstoffeinspritzsteuergerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Berechnungseinrichtung (21) für den Brennstoffeinspritzsteuerbetrag bestimmt, welche der Größen gemäß dem detektierten Brennstoffdruck und dem geschätzten Brennstoffdruck zu verwenden ist, basierend auf einer ersten Zeit (T1) von der ersten Zeitlage (t1) bis zur zweiten Zeitlage (t2) hin, und auf der Grundlage einer zweiten Zeit (T2), die für die arithmetische Verarbeitung erforderlich ist.
Akkumulator-Brennstoffeinspritzsteuergerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Berechnungseinrichtung (21) für den Brennstoffeinspritzsteuerbetrag den Brennstoffeinspritzsteuerbetrag unter Verwendung des detektierten Brennstoffdruckes berechnet, wenn die erste Zeit (T1) länger ist als die zweite Zeit (T2).
Akkumulator-Brennstoffeinspritzsteuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Berechnungseinrichtung (21) für den Brennstoffeinspritzsteuerbetrag bestimmt, welche der Größen gemäß dem detektierten Brennstoffdruck und dem geschätzten Brennstoffdruck zu verwenden ist, um den Brennstoffeinspritzsteuerbetrag zu berechnen und zwar basierend auf einer Drehzahl der Maschine (1).
Akkumulator-Brennstoffeinspritzsteuergerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Berechnungseinrichtung (21) für den Brennstoffeinspritzsteuerbetrag den Brennstoffeinspritzsteuerbetrag unter Verwendung des detektierten Brennstoffdruckes berechnet, wenn die Drehzahl der Maschine (1) niedriger ist als ein vorbestimmter Wert.
Akkumulator-Brennstoffeinspritzsteuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schätzeinrichtung (22) den Brennstoffdruck basierend auf einem Betriebszustand einer Pumpe (7) berechnet, um den Brennstoff der Sammelleitung (14) zuzuführen, und auf der Grundlage eines Volumen-Elastizitätskoeffizienten des Brennstoffes berechnet.
Akkumulator-Brennstoffeinspritzsteuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoffeinspritzsteuerbetrag eine Brennstoffeinspritzmenge ist.
Akkumulator-Brennstoffeinspritzsteuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schätzeinrichtung (22) den Brennstoffdruck basierend auf einer Zwangsfördermenge an Brennstoff durch die Pumpe (7) schätzt, um den Brennstoff der Sammelleitung (14) während einer Periode vom Detektieren des Brennstoffdruckes an bis zum Start der Brennstoffeinspritzung zuzuführen.
Akkumulator-Brennstoffeinspritzsteuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schätzeinrichtung (22) den Brennstoffdruck basierend auf einer Brennstoffmenge schätzt, die aus der Akkumulatorleitung (14) herausleckt.
Akkumulator-Brennstoffeinspritzsteuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schätzeinrichtung (22) einen Brennstoffdruck basierend auf einer Änderung im Brennstoffdruck während einer Periode der Brennstoffeinspritzung schätzt.
Verfahren zum Steuern einer Brennstoffeinspritzung, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: Detektieren eines Brennstoffdruckes in einer Sammelleitung (4); Schätzen des Druckes des Brennstoffes, der in eine Maschine (1) eingespritzt wird; Berechnen eines Brennstoffeinspritzsteuerbetrages basierend auf dem detektierten Brennstoffdruck oder auf den geschätzten Brennstoffdruck; und Einspritzen des Brennstoffes in die Maschine basierend auf dem berechneten Brennstoffeinspritzsteuerbetrag mit dem folgenden Schritt: Bestimmen, welche der Größen gemäß dem detektierten Brennstoffdruck und dem geschätzten Brennstoffdruck zu verwenden ist und zwar basierend auf einer Brennstoffeinspritzzeitlage einer Einspritzeinrichtung.
Verfahren nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: Detektieren eines Brennstoffdruckes zu einer ersten Zeitlage (t1); Injizieren von Brennstoff bei einer zweiten Zeitlage (t2), die später liegt als die erste Zeitlage; und Berechnen des Brennstoffeinspritzsteuerbetrages basierend auf dem detektierten Brennstoffdruck, wenn eine arithmetische Verarbeitung des Brennstoffdruckes, der zu der ersten Zeitlage detektiert wird, früher vervollständigt wird als die zweite Zeitlage.
Verfahren nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: Bestimmen, welche der Größen gemäß dem detektierten Brennstoffdruck und dem geschätzten Brennstoffdruck zu verwenden ist basierend auf einer ersten Zeit (T1) von der ersten Zeitlage (t1) an bis zu der zweiten Zeitlage (t2) hin, und basierend auf einer zweiten Zeit (T2), die für die arithmetische Verarbeitung erforderlich ist.
Verfahren nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch den folgenden Schritt: Berechnen des Brennstoffeinspritzsteuerbetrages unter Verwendung des detektierten Brennstoffdruckes, wenn die erste Zeit (T1) länger ist als die zweite Zeit (T2).
Verfahren nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: Bestimmen, welche der Größen gemäß dem detektierten Brennstoffdruck und dem geschätzten Brennstoffdruck zum Berechnen des Brennstoffeinspritzsteuerbetrages zu verwenden ist und zwar basierend auf einer Drehzahl der Maschine (1).
Verfahren nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch: Berechnen des Brennstoffeinspritzsteuerbetrages unter Verwendung des detektierten Brennstoffdruckes, wenn die Drehzahl der Maschine (1) niedriger liegt als ein vorbestimmter Wert.
Verfahren nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: Berechnen des Brennstoffdruckes basierend auf einem Betriebszustand einer Pumpe (7) zum Zuführen von Brennstoff zu der Sammelleitung (14) und basierend auf einen Volumen-Elastizitätskoeffizienten des Brennstoffes.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoffeinspritzsteuerbetrag aus einer Brennstoffeinspritzmenge besteht.
Verfahren nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch den folgenden Schritt: Schätzen des Brennstoffdruckes basierend auf einer Zwangsfördermenge an Brennstoff durch eine Pumpe (7) zum Zuführen des Brennstoffes zu der Sammelleitung (14) während einer Periode vom Detektieren des Brennstoffdruckes an bis zum Start der Brennstoffeinspritzung hin.
Verfahren nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch den folgenden Schritt: Schätzen des Brennstoffdruckes basierend auf einer Menge des Brennstoffes, der aus der Sammelleitung (14) herausleckt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 21, gekennzeichnet durch den folgenden Schritt: Schätzen eines Brennstoffdruckes basierend auf einer Änderung in dem Brennstoffdruck während einer Periode der Brennstoffeinspritzung.