DE602004000955T2

DE602004000955T2 - Verfahren zur Steuerung der Einspritzmenge eines Dieselmotors

Info

Publication number: DE602004000955T2
Application number: DE602004000955T
Authority: DE
Inventors: Masahiro Kariya-city Aichi-pref. Asano; Yoshihiro Kariya-city Aichi-pref. Narahara; Eiji Kariya-city Aichi-pref. Takemoto
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2003-06-27
Filing date: 2004-06-24
Publication date: 2007-05-03
Anticipated expiration: 2024-06-25
Also published as: CN1327119C; CN1576549A; EP1491751A1; US20040267433A1; US6907861B2; JP2005036788A; DE602004000955D1; JP4277677B2; EP1491751B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung, die ein Lernen einer Einspritzmenge einer Dieselbrennkraftmaschine ausführt.
Eine Hilfseinspritzung zum Einspritzen einer kleinen Menge von Kraftstoff wird vor einer Haupteinspritzung ausgeführt, um ein Verbrennungsgeräusch zu reduzieren, und um eine Erzeugung von Stickoxiden in einer Dieselbrennkraftmaschine zu verhindern. Da ein Befehlswert einer Einspritzmenge der Hilfseinspritzung klein ist, sollte eine Genauigkeit der Einspritzung mit kleiner Menge verbessert werden, um die Wirkung der Hilfseinspritzung zum Reduzieren des Verbrennungsgeräusches und zum Verhindern der Stickoxide ausreichend anzuwenden. Daher sollte ein Lernen mit der Software zum Erfassen einer Abweichung zwischen der Befehlseinspritzmenge der Hilfseinspritzung und einer Menge des tatsächlich eingespritzten Kraftstoffs (einer tatsächlichen Einspritzmenge) und zum Korrigieren der Abweichung bevorzugterweise ausgeführt werden.
Jedoch ist es schwierig, die tatsächliche Einspritzmenge während einer Fahrzeugbewegung direkt zu messen. Daher wird herkömmlich ein Verfahren zum durchgehenden Messen eines Luft-Kraftstoff-Verhältnis, eines Drucks in einem Zylinder oder dergleichen als ein Ersatz für die tatsächliche Einspritzmenge verwendet, wie zum Beispiel in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung mit der Nr. H11-294227 offenbart ist. In diesem Verfahren kann die Abweichung der Einspritzmenge genau erfasst werden, und die Abweichung kann unterdessen in einem gesamten Bereich eines Betriebsmodus erfasst werden.
Als Alternative wird zum Beispiel auch ein Verfahren zum Korrigieren der Abweichung der Einspritzmenge auf der Grundlage eines Korrekturwert, der in einer Drehzahlregelung wie zum Beispiel einer ISC (Leerlaufdrehzahlsteuerung) verwendet wird, angewandt, wie in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung mit der Nr. 2002-295291 offenbart ist. Zum Beispiel wird bei der Bedingung, dass die Drehzahl des Brennkraftmaschine vorläufig festgestellt wird, um mit einer gewünschten Leerlaufdrehzahl übereinzustimmen, wenn die tatsächliche Einspritzmenge 5 mm³/st beträgt, die Befehlseinspritzmenge fortschreitend so verändert, dass die Drehzahl der Brennkraftmaschine mit der Leerlaufdrehzahl übereinstimmt. Die Einspritzmenge kann zu dem Zeitpunkt, wenn die Drehzahl, die durch den Drehzahlsensor oder dergleichen gemessen wird, mit der Leerlaufdrehzahl übereinstimmt, als 5 mm³/st angenommen werden, selbst wenn die Einspritzmenge nicht direkt gemessen wird. In diesem wie vorstehend erläuterten Verfahren wird ein im Allgemeinen verwendeter Sensor wie zum Beispiel der Drehzahlsensor verwendet. Daher ist keine zusätzlich Vorrichtung erforderlich, und eine Erhöhung der Kosten kann verhindert werden.
Jedoch sind in dem in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung mit der Nr. H11-294227 offenbarten Verfahren der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor und der Zylinderinnendrucksensor notwendig, die im Allgemeinen in dem Fahrzeug nicht montiert sind. Somit sind zusätzliche Vorrichtungen erforderlich, und die Kosten erhöhen sich.
In dem in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung mit der Nr. 2002-295291 offenbarten Verfahren wird ein eindeutiges Verhältnis zwischen der Brennkraftmaschinendrehzahl und der Einspritzmenge wegen einer Abweichung zwischen den Zylindern der Brennkraftmaschine oder einer Schwankung von auf die Brennkraftmaschine aufgebrachten Lastfaktoren, wie zum Beispiel von äußeren Lasten einschließlich einer Klimaanlage, aufgehoben. Das Lernen wird auf der Grundlage des Verhältnis zwischen der Drehzahl und der Befehlseinspritzmenge ausgeführt, die unter dem Einfluss der Schwankung der Lastfaktoren abgeglichen werden. Daher ist es schwierig, das Lernen der Einspritzmenge genau auszuführen.
Zum Beispiel erhöht sich die Brennkraftmaschinendrehzahl, wenn sich die Einspritzmenge erhöht, und verringert sich, wenn sich die Einspritzmenge verringert. Zusätzlich schwankt auch die Brennkraftmaschinendrehzahl in Übereinstimmung mit dem Zustand der Lasten der Klimaanlage, einer Lichtmaschine und dergleichen, die auf die Brennkraftmaschine aufgebracht werden. Daher kann die tatsächliche Einspritzmenge durch bloßes Überwachen der Brennkraftmaschinendrehzahl nicht genau gemessen werden.
EP 1 340 900 A1 beschreibt eine Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung mit den Merkmalen der Oberbegriffe von Anspruch 1 und 2.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung einer Dieselbrennkraftmaschine zu schaffen, die in der Lage ist, ein Lernen einer Einspritzmenge ohne einer Erhöhung von Kosten aufgrund von zusätzlichen Vorrichtungen, wie zum Beispiel Sensoren, genau auszuführen.
Diese Aufgabe ist mit einer Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung gemäß Anspruch 1 und 2 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Merkmale und Vorteile von Ausführungsbeispielen, sowie Verfahren zum Betrieb und die Funktion der zugehörigen Teile sind aus einer Studie der nachstehenden ausführlichen Beschreibung, den angefügten Ansprüchen und den Zeichnungen offensichtlich, die alle einen Teil dieser Anmeldung bilden. In den Zeichnungen:
1 ist ein Schaubild, das eine gesamte Struktur eines Kraftstoffeinspritzsystems einer Dieselbrennkraftmaschine gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist ein Zeitdiagramm, das ein Verhalten einer Brennkraftmaschinendrehzahl zu dem Zeitpunkt zeigt, wenn eine Einspritzung mit einem Einzelstoß in der Dieselbrennkraftmaschine gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ausgeführt wird;
3 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Einspritzmengenlernsteuerung zeigt, die durch eine elektronische Steuereinheit gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ausgeführt wird;
4 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Steuern zum Berechnen einer drehmomentproportionalen Menge zeigt, die durch die elektronische Steuereinheit gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ausgeführt wird;
5 ist ein Zeitdiagramm, das einen Messzeitpunkt einer Brennkraftmaschinendrehzahl der Dieselbrennkraftmaschine gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
6 ist ein Diagramm, das ein Verhältnis zwischen einer Einspritzmenge und einem erzeugten Drehmoment der Dieselbrennkraftmaschine gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
7 ist ein Kennfeld zum Vergleichen einer Drehzahlerhöhung mit einer Brennkraftmaschinendrehzahl der Dieselbrennkraftmaschine gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
8 ist ein Diagramm, das eine Brennkraftmaschinendrehzahl in dem Fall zeigt, in dem eine Einspritzung mit einem Einzelstoß in der Brennkraftmaschine eines modifizierten Beispiels des ersten Ausführungsbeispiels ausgeführt wird.
(Erstes Ausführungsbeispiel)
Bezugnehmend auf 1 ist ein Kraftstoffeinspritzsystem einer Dieselbrennkraftmaschine gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung dargestellt.
Das in 1 gezeigte Kraftstoffeinspritzsystem ist zum Beispiel bei einer Vierzylinderdieselbrennkraftmaschine (einer Brennkraftmaschine) 1 angewandt. Das Kraftstoffeinspritzsystem umfasst eine Common Rail 2 zum Sammeln von mit Hochdruck beaufschlagten Kraftstoff, einer Kraftstoffzufuhrpumpe 4 zum Beaufschlagen des Kraftstoffs mit Druck, der von einem Kraftstoffbehälter 3 bezogen wird, und zum Zuführen des Kraftstoffs in die Common Rail 2, Einspritzvorrichtungen 5 zum Einspritzen des mit Hochdruck beaufschlagten von der Common Rail 2 zugeführten Kraftstoffs in Zylinder (Verbrennungskammern 1a), und eine elektronische Steuereinheit (eine ECU) 6 zum elektronischen Steuern des Systems.
Die ECU 6 setzt einen Soll-Raildruck der Common Rail 2 fest. Die Common Rail 2 sammelt den mit Hochdruck beaufschlagten Kraftstoff, der von der Kraftstoffzufuhrpumpe 2 zugeführt wird, bis zu dem Soll-Raildruck. Ein Kraftstoffsensor 7 und ein Druckbegrenzer 8 sind an der Common Rail 2 befestigt. Der Drucksensor 7 misst einen in der Common Rail 2 gesammelten Druck des Kraftstoffs (einen Raildruck P) und gibt den Raildruck P zu der ECU 6 aus. Der Druckbegrenzer 8 begrenzt den Raildruck P so, dass der Raildruck P eine vorbestimmte obere Grenze nicht übersteigt.
Die Kraftstoffzufuhrpumpe 4 umfasst eine Nockenwelle 9, die durch die Brennkraftmaschine 1 angetrieben wird, um sich zu drehen, eine Förderpumpe 10, die durch die Nockenwelle 9 angetrieben wird, um den Kraftstoff von dem Kraftstoffbehälter 3 zu beziehen, einen Kolben 12, der sich in einem Zylinder 11 synchron mit der Drehung der Nockenwelle 9 hin- und herbewegt, ein elektromagnetisches Durchflusssteuerventil 14 zum Steuern der Menge des Kraftstoffs, der von der Förderpumpe 10 in eine Druckkammer 13 innerhalb des Zylinders 11 hineingezogen wird, und dergleichen.
In der Kraftstoffzufuhrpumpe 4 wird die Menge des Kraftstoffs, der von der Förderpumpe 10 abgegeben wird, durch das elektromagnetische Durchflusssteuerventil 14 gesteuert, wenn sich der Kolben 12 von einem oberen Totpunkt zu einem unteren Totpunkt in dem Zylinder 11 bewegt. Demgemäß öffnet der Kraftstoff ein Ansaugventil 15 und wird in die Druckkammer 13 hineingezogen. Wenn sich der Kolben 12 von dem unteren Totpunkt zu dem oberen Totpunkt in dem Zylinder 11 bewegt, beaufschlagt dann der Kolben 12 den Kraftstoff in der Druckkammer 13 mit Druck. Der mit Druck beaufschlagte Kraftstoff öffnet ein Abgabeventil 16 und wird unter Druck in die Common Rail 2 gefördert.
Die Einspritzvorrichtungen 5 sind an den zugeordneten Zylindern der Brennkraftmaschine 1 montiert und sind mit der Common Rail 2 jeweils durch Hochdruckleitungen 17 verbunden. Jede Einspritzvorrichtung 5 umfasst ein elektromagnetisches Ventil 5a, das in Antwort auf den Befehl der ECU 6 betrieben wird, und eine Düse 5b zum Einspritzen des Kraftstoffs, wenn das elektromagnetische Ventil 5a erregt wird.
Das elektromagnetische Ventil 5a öffnet oder schließt einen Niederdruckdurchgang, der sich von einer Druckkammer, auf die der mit Hochdruck beaufschlagte Kraftstoff in der Common Rail 2 aufgebracht wird, zu einer Niederdruckseite erstreckt. Das elektromagnetische Ventil 5a öffnet den Niederdruckdurchgang, wenn das elektromagnetische Ventil 5a erregt ist, und das elektromagnetische Ventil 5a schließt den Niederdruckdurchgang, wenn die Erregung beendet ist.
Die Düse 5b beinhaltet eine Nadel zum Öffnen oder Schließen eines Einspritzlochs. Der Kraftstoffdruck in der Druckkammer spannt die Nadel in einer Ventilschließrichtung oder einer Richtung zum Schließen des Einspritzventils vor. Wenn der Niederdruckdurchgang durch Erregen des elektromagnetischen Ventils 5a geöffnet wird und wenn sich der Kraftstoffdruck in der Druckkammer verringert, steigt die Nadel in der Düse 5b an und öffnet das Einspritzloch. Somit wird der mit Hochdruck beaufschlagte Kraftstoff, der von der Common Rail 2 zugeführt wird, durch das Einspritzloch eingespritzt. Im Gegensatz dazu, wenn der Niederdruckdurchgang durch Beenden der Erregung des elektromagnetischen Ventils 5a geschlossen wird und wenn sich der Kraftstoffdruck in der Druckkammer erhöht, steigt die Nadel in der Düse 5b herab und schließt das Einspritzloch. Somit wird die Einspritzung beendet.
Die ECU 6 ist mit einem Drehzahlsensor 18 zum Messen einer Brennkraftmaschinendrehzahl (Drehzahl pro Minute) ω, einem Beschleunigerpositionssensor zum Messen einer Beschleunigerposition (einer Brennkraftmaschinenlast) ACCP, einem Drucksensor 7 zum Messen des Raildrucks P und dergleichen verbunden. Die ECU 6 berechnet den Soll-Raildruck der Common Rail 2, den Einspritzzeitpunkt und die Einspritzmenge, die für den Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 und dergleichen geeignet ist, auf der Grundlage der Sensorinformation, die durch die vorstehenden Sensoren gemessen wird. Die ECU 6 steuert elektronisch auf der Grundlage des Ergebnisses der Berechnung das elektromagnetische Durchflusssteuerventil 14 der Kraftstoffzufuhrpumpe 4 und die elektromagnetischen Ventile 5a der Einspritzvorrichtungen 5.
Wenn die Hilfseinspritzung einer kleinen Menge des Kraftstoffs vor der Haupteinspritzung ausgeführt wird, wird bei der Einspritzmengensteuerung (der Steuerung des Einspritzzeitpunkts und der Einspritzmenge), die durch die ECU 6 ausgeführt wird, ein Lernen der Einspritzmenge der Hilfseinspritzung ausgeführt.
Nachstehend ist der Prozess einer Einspritzmengenlernsteuerung (Steuerung zum Lernen der Einspritzmenge), die durch die ECU 6 ausgeführt wird, auf der Grundlage des Ablaufdiagramms erklärt, das in 3 gezeigt ist.
Zuerst wird in dem Schritt S10 bestimmt, ob die Lernbedingungen zum Ausführen des Lernens einer Einspritzmenge festgestellt sind. Insbesondere umfassen die Lernbedingungen eine Bedingung, in der die Brennkraftmaschine 1 in einem Zeitraum mit keiner Einspritzung ist, in dem die Befehlseinspritzmenge der Einspritzvorrichtung 5 null oder ungenügend ist, eine Bedingung, in der ein Getriebe in einem neutralen Zustand (zum Beispiel während eines Schaltzeitraums) ist, und eine Bedingung, in der ein vorbestimmter Raildruck erhalten ist.
In dem Fall, in dem die Brennkraftmaschine 1 eine Abgasrückführungsvorrichtung (eine EGR-Vorrichtung), eine Dieseldrosselklappe, einen variablen Turbolader und dergleichen aufweist, kann ein Öffnungsgrad eines Abgasrückführungsventils (eines EGR-Ventils), ein Öffnungsgrad der Dieseldrosselklappe, ein Öffnungsgrad des variablen Turboladers und dergleichen zu den Lernbedingungen hinzugefügt werden. Wenn das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S10 „JA" ist, schreitet der Prozess zu Schritt S20 voran. Wenn das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S10 „NEIN" ist, wird der Prozess beendet.
Die Bedingung, in der das Getriebe in dem neutralen Zustand ist, ist festgestellt, wenn eine Schaltposition (eine beeinflusste Position eines Schalthebels) in einer neutralen Position ist, oder wenn eine Kupplung in einem Nichteingriffszustand ist, das heißt zum Beispiel, wenn eine Bewegungsenergie einer Brennkraftmaschine nicht an die Antriebsräder übertragen wird (in diesem Fall muss die Schaltposition nicht unbedingt in der neutralen Position sein).
In Schritt S20 wird die Lerneinspritzung oder eine Einspritzung mit einem Einzelstoß zu einem Zeitpunkt tS in 2 ausgeführt. Die Kraftstoffeinspritzmenge, die durch die Einspritzung mit einem Einzelstoß eingespritzt wird, korrespondiert zu der Befehlseinspritzmenge der Hilfseinspritzung.
Dann wird in Schritt S30 ein kennzeichnender Wert (eine drehmomentproportionale Menge Tp) gemessen, der proportional zu einem Brennkraftmaschinendrehmoment (erzeugten Drehmoment) ist, das durch Ausführen der Einspritzung mit einem Einzelstoß erzeugt wird. Ein Messverfahren der drehmomentproportionalen Menge Tp ist nachstehend erläutert.
Dann wird in Schritt S40 bestimmt, ob der Prozess, der vor der drehmomentproportionalen Menge Tp gemessen wird, unter den gezielten Lernbedingungen ausgeführt wurde, die in Schritt S10 beschrieben sind. In Schritt S40 wird bestimmt, ob die Lernbedingungen, die in Schritt S10 beschrieben sind, ohne einer Wiederaufnahme der Einspritzung oder einer Veränderung des Raildrucks P erhalten wurden, während die drehmomentproportionale Menge Tp gemessen wird. Wenn das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S40 "JA" ist, schreitet der Prozess zu Schritt S50 voran. Wenn das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S40 "NEIN" ist, schreitet der Prozess zu Schritt S60 voran.
In Schritt S50 wird die in Schritt S30 gemessene drehmomentproportionale Menge Tp in dem Speicher gespeichert. Dann schreitet der Prozess zu Schritt S70 voran.
In Schritt S60 wird die in Schritt S30 gemessene drehmomentproportionale Menge Tp abgebrochen. Dann wird der Prozess beendet.
In Schritt S70 wird der Einspritzkorrekturwert C auf der Grundlage der drehmomentproportionalen Menge Tp berechnet, die in dem Speicher gespeichert ist. Der Einspritzkorrekturwert C wird in Übereinstimmung mit einer Abweichung zwischen der Menge des Kraftstoffs, der tatsächlich durch die Einspritzung mit einem Einzelstoß (einer tatsächlichen Einspritzmenge QA) eingespritzt wird, und der Befehlseinspritzmenge Q berechnet, die der Einspritzvorrichtung 5 befohlen wird einzuspritzen, um die Einspritzung mit einem Einzelstoß auszuführen. Die tatsächliche Einspritzmenge QA kann von dem erzeugten Drehmoment T der Brennkraftmaschine 1 abgeschätzt werden.
Dann wird in Schritt S80 die Befehlseinspritzmenge Q der Einspritzvorrichtung 5 in Übereinstimmung mit dem Einspritzkorrekturwert C korrigiert, der in Schritt S70 berechnet ist.
Nachstehend ist das Messverfahren der drehmomentproportionalen Menge Tp, das in Schritt S30 ausgeführt wird, auf der Grundlage eines Ablaufdiagramms erläutert, das in 4 gezeigt ist.
Zuerst wird in Schritt S31 das Signal des Drehzahlsensors 18 eingegeben, um die Brennkraftmaschinendrehzahl ω zu messen. In der Vierzylinderbrennkraftmaschine 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird die Brennkraftmaschinendrehzahl ω viermal (einmal für jeden Zylinder) gemessen, während sich die Kurbelwelle zweimal dreht (720°CA). Wenn die Zahl der Zylinder, in denen die Einspritzung ausgeführt wird, wenn die Brennkraftmaschinendrehzahl ω gemessen wird, zu dem gemessenen Wert der Brennkraftmaschinendrehzahl ω zugeordnet ist, umfassen die erhaltenen Daten die Größen ω1(i), ω2(i), ω3(i), ω4(i), ω1(i+1), ω2(i+1), etc. in der Zeitablauffolge, wie in 2 gezeigt ist.
Wie in 5 gezeigt ist, wird die Brennkraftmaschinendrehzahl ω in einem Zeitraum unmittelbar vor dem Einspitzzeitpunkt (einem Zeitraum "a" in 5) der Einspritzvorrichtung 5 gemessen. Insbesondere wird ein Drehzahlmesszeitraum (ein Zeitraum "d" in 5) nach einem Zündungsverzögerungszeitraum (einem Zeitraum "b" in 5), der zum Zünden des Kraftstoffs notwendig ist, der von der Einspritzvorrichtung 5 eingespritzt wird, und nach einem Verbrennungszeitraum (einem Zeitraum "c" in 5) festgesetzt, in dem der Kraftstoff tatsächlich verbrannt wird. Somit kann die Veränderung der Brennkraftmaschinendrehzahl ω aufgrund der Einspritzung mit einem Einzelstoß genau gemessen werden.
Dann wird in Schritt S32 eine Drehzahlveränderung Δω für jeden Zylinder berechnet. Wenn der dritte Zylinder als ein Beispiel genommen wird, wie in 2 gezeigt ist, wird eine Differenz Δω3 zwischen der Drehzahl ω3(i) und der Drehzahl ω3(i+1) als die Drehzahlveränderung Δω berechnet. Die Drehzahlveränderung Δω verringert sich gleich bleibend, während die Einspritzung nicht ausgeführt wird oder während des Zeitraums mit keiner Einspritzung. Jedoch erhöht sich die Drehzahlveränderung Δω einmal für jeden Zylinder, unmittelbar nachdem die Einspritzung mit einem Einzelstoß ausgeführt wird. In 2 wird die Einspritzung mit einem Einzelstoß in dem vierten Zylinder zu einem Zeitpunkt tS ausgeführt.
Dann werden in Schritt S33 jeweils Drehzahlerhöhungen δ der zugeordneten Zylinder berechnet, die durch die Einspritzung mit einem Einzelstoß verursacht werden, und ein Durchschnitt δx der Drehzahlerhöhungen δ wird berechnet. Die Drehzahlerhöhung δ wird als eine Differenz zwischen der Veränderung Δω, die in Schritt S32 berechnet wird, und der Veränderung Δω (des abgeschätzten Werts) in dem Fall berechnet, in dem die Einspritzung mit einem Einzelstoß nicht ausgeführt wird. Die Veränderung Δω in dem Fall, in dem die Einspritzung mit einem Einzelstoß nicht ausgeführt wird, verringert sich gleich bleibend, während die Einspritzung nicht ausgeführt wird, oder während des Zeitraums mit keiner Einspritzung. Daher kann die Veränderung Δω in dem Zeitraum mit keiner Einspritzung leicht von der Veränderung Δω, die vor der Einspritzung mit einem Einzelstoß ausgeführt wird, oder den Veränderungen Δω vor und nachdem dem Zeitpunkt abgeschätzt werden, wenn die Brennkraftmaschinendrehzahl ω erhöht wird.
Dann in Schritt S34 wird die drehmomentproportionale Menge Tp durch Multiplizieren des Durchschnitts δx, der in Schritt S33 berechnet wird, mit der Brennkraftmaschinendrehzahl ω0 zu dem Zeitpunkt berechnet, wenn die Einspritzung mit einem Einzelstoß ausgeführt wird. Die drehmomentproportionale Menge Tp ist proportional zu dem erzeugten Drehmoment T der Brennkraftmaschine 1, das durch die Einspritzung mit einem Einzelstoß erzeugt wird. Insbesondere, da das erzeugte Drehmoment T der Brennkraftmaschine 1 durch eine nachstehende Gleichung (1) berechnet wird, ist die drehmomentproportionale Menge Tp als ein Produkt des Durchschnitts δx und der Brennkraftmaschinendrehzahl ω0 proportional zu dem erzeugten Drehmoment T. In der Gleichung (1) gibt K einen Proportionalitätsfaktor wieder. T = K·δx·ω0 (1)
In der Brennkraftmaschine 1 (der Dieselbrennkraftmaschine) des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist das erzeugte Drehmoment T proportional zu der tatsächlichen Einspritzmenge QA, wie in 6 gezeigt ist. Das Lernen der Einspritzmenge QA wird in einem Bereich "RA" ausgeführt, der in 6 gezeigt ist. Demgemäß ist die drehmomentproportionale Menge Tp, die in Schritt S34 berechnet wird, auch proportional zu der tatsächlichen Einspritzmenge QA. Daher kann das erzeugte Drehmoment T von der drehmomentproportionalen Menge Tp berechnet werden, und die tatsächliche Einspritzmenge QA kann von dem erzeugten Drehmoment T abgeschätzt werden.
In dem Kraftstoffeinspritzsystem des vorliegenden Ausführungsbeispiels kann das Brennkraftmaschinendrehmoment, das durch die Einspritzung mit einem Einzelstoß erzeugt wird, berechnet werden, ohne durch die Schwankung der auf die Brennkraftmaschine 1 aufgebrachten Lasten (zum Beispiel der Lasten der Klimaanlage, der Lichtmaschine und dergleichen) beeinflusst zu werden. Wenn die Brennkraftmaschinendrehzahl ω0 zu dem Zeitpunkt, wenn die Einspritzung mit einem Einzelstoß ausgeführt wird, gleich ist, ist insbesondere die Drehzahlerhöhung δ gleich groß unabhängig von der Schwankung der Lasten, die auf die Brennkraftmaschine 1 aufgebracht werden. Daher wird die tatsächliche Einspritzmenge QA von dem berechneten erzeugten Drehmoment T abgeschätzt, und die Differenz zwischen der tatsächlichen Einspritzmenge QA und der Befehlseinspritzmenge Q wird als die Einspritzmengenabweichung gemessen. Dann wird die Befehlseinspritzmenge auf der Grundlage der Einspritzmengenabweichung korrigiert. Somit kann das Lernen der Einspritzmenge sehr genau ausgeführt werden, ohne zusätzliche Vorrichtungen wie zum Beispiel den Drehmomentsensor zu erfordern.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die tatsächliche Einspritzmenge QA berechnet, nachdem das erzeugte Drehmoment T der Brennkraftmaschine 1 auf der Grundlage des Durchschnitts δx der Drehzahlerhöhungen δ berechnet wird. Demgemäß kann das erzeugte Drehmoment T und die Einspritzmenge QA in einer eins zu eins Korrespondenz leicht miteinander verglichen werden, wie in 6 gezeigt ist. Daher muss die tatsächliche Einspritzmenge QA nicht in Übereinstimmung mit der Brennkraftmaschinendrehzahl ω0 zu dem Zeitpunkt korrigiert werden, wenn die Einspritzung mit einem Einzelstoß ausgeführt wird. Als Ergebnis kann die tatsächliche Einspritzmenge QA sehr genau berechnet werden.
Außerdem umfassen die Lernbedingungen zum Ausführen des Lernens der Einspritzmenge zumindest die Bedingung, in der die Brennkraftmaschine 1 in dem Zeitraum mit keiner Einspritzung ist und das Getriebe in dem neutralen Zustand ist. Daher kann die Veränderung der Drehzahl der Brennkraftmaschine 1, die durch die Einspritzung mit einem Einzelstoß verursacht wird, genau gemessen werden. Insbesondere wird in einem Zustand, in dem die Verbindung des Getriebes ausgebildet ist, eine Massenträgheitskraft, die sich von dem Getriebe zu den Antriebsrädern erstreckt, zu der Massenträgheitskraft der Brennkraftmaschine selbst hinzugefügt. Zusätzlich werden Zustandsveränderungen einer Fahrfläche und dergleichen durch die Antriebsräder und das Getriebesystem zu der Kurbelwelle übertragen. Daher ist es schwierig, die Veränderung der Drehzahl der Brennkraftmaschine 1 genau zu messen, die durch die Einspritzung mit einem Einzelstoß verursacht wird. Daher kann durch Ausführen der Einspritzung mit einem Einzelstoß in dem neutralen Zustand des Getriebes die echte Veränderung der Drehzahl der Brennkraftmaschine 1 erfasst werden, die durch die Einspritzung mit einem Einzelstoß verursacht wird. Somit kann die Genauigkeit des Lernens verglichen mit dem Fall verbessert werden, in dem das Einspritzmengenlernen in einem Zustand ausgeführt wird, in dem die Verbindung des Getriebes ausgebildet ist.
(Zweites Ausführungsbeispiel)
Nachstehend ist ein Verfahren zum Abschätzen der tatsächlichen Einspritzmenge QA, die durch die ECU 6 ausgeführt wird, gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung auf der Grundlage von 7 erläutert.
In dem zweiten Ausführungsbeispiel wird der Durchschnitt δx der Drehzahlerhöhungen δ, die durch die Einspritzung mit einem Einzelstoß verursacht werden, in Schritt S33 des ersten Ausführungsbeispiels berechnet, und dann wird die tatsächliche Einspritzmenge QA auf der Grundlage eines Kennfelds abgeschätzt, das in 7 gezeigt ist.
Das in 7 gezeigte Kennfeld speichert Werte für jede Einspritzmenge zum vorläufigen Vergleichen des Durchschnitts δx der Drehzahlerhöhungen δ mit der Brennkraftmaschinendrehzahl ω0, die gemessen wird, wenn die Einspritzung mit einem Einzelstoß ausgeführt wird. Daher kann die tatsächliche Einspritzmenge QA von dem Kennfeld in Übereinstimmung mit dem Durchschnitt δx der Drehzahlerhöhungen δ und der Brennkraftmaschinendrehzahl ω0 zu dem Zeitpunkt berechnet werden, wenn die Lerneinspritzung ausgeführt wird.
(Modifikation)
In einem ersten Ausführungsbeispiel wird das Lernen der Einspritzmenge der Hilfseinspritzung ausgeführt. Alternativ kann die vorliegende Erfindung bei einem Lernen einer Einspritzmenge einer normalen Einspritzung ohne der Hilfseinspritzung (eine Einspritzung, die nur einmal während eines Arbeitshubs (Verbrennungshubs) in einem Zylinder der Brennkraftmaschine 1 ausgeführt wird), einem Lernen einer Einspritzmenge der Haupteinspritzung, die nach der Hilfseinspritzung ausgeführt wird, oder einem Lernen einer Nacheinspritzung angewandt werden, die nach der Haupteinspritzung ausgeführt wird.
Wenn das erzeugte Drehmoment T der Brennkraftmaschine 1, das durch die Einspritzung mit einem Einzelstoß erzeugt wird, berechnet wird, wird der Durchschnitt δx der Drehzahlerhöhungen δ der zugeordneten Zylinder verwendet. Alternativ kann anstelle eines Berechnens des Durchschnitts δx das erzeugte Drehmoment T in Übereinstimmung mit der Drehzahlerhöhung δ von einer der Zylinder berechnet werden.
In Schritt S33 des ersten Ausführungsbeispiels wird die Differenz zwischen der Veränderung Δω (die in Schritt S32 berechnet wird) in dem Fall, in dem die Einspritzung mit einem Einzelstoß ausgeführt wird, und der Veränderung Δω (dem abgeschätzten Wert) in dem Fall, in dem die Einspritzung mit einem Einzelstoß nicht ausgeführt wird, als die Drehzahlerhöhung δ berechnet. Wie in 8 gezeigt ist, kann alternativ eine Differenz zwischen der Brennkraftmaschinendrehzahl ω, die durch einen Punkt B1 gezeigt ist, die durch Ausführen der Einspritzung mit einem Einzelstoß zu einem Zeitpunkt tS erhöht wird, und der Brennkraftmaschinendrehzahl ω, die durch einen Punkt B2 gezeigt ist, in dem Fall, in dem die Einspritzung mit einem Einzelstoß zu dem gleichen Zeitpunkt tS nicht ausgeführt wird, als die Drehzahlerhöhung δ berechnet werden.
Die Brennkraftmaschinendrehzahl ω in dem Fall, in dem die Einspritzung mit einem Einzelstoß nicht ausgeführt wird, kann von der Brennkraftmaschinendrehzahl ω zu dem Zeitpunkt leicht abgeschätzt werden, bevor die Einspritzung mit einem Einzelstoß ausgeführt wird. Alternativ kann die Brennkraftmaschinendrehzahl ω in dem Fall, in dem die Einspritzung mit einem Einzelstoß nicht ausgeführt wird, von den Drehzahlveränderungen Δω vor und nach dem Zeitpunkt abgeschätzt werden, wenn die Drehzahl ω durch die Einspritzung mit einem Einzelstoß erhöht wird (zum Beispiel der Veränderung Δω vor dem Punkt C und der Veränderung Δω nach dem Punkt D in 2).
In den vorstehenden Ausführungsbeispielen wird die Differenz (der Einspritzkorrekturwert C) zwischen der tatsächlichen Einspritzmenge QA des Kraftstoffs, der tatsächlich von der Einspritzvorrichtung 5 in der Einspritzung mit einem Einzelstoß eingespritzt wird, und der Befehlseinspritzmenge Q berechnet, die verwendet wird, wenn der Einspritzvorrichtung 5 befohlen wird, die Einspritzung mit einem Einzelstoß auszuführen, und die Befehlseinspritzmenge Q wird auf der Grundlage des Einspritzkorrekturwerts C korrigiert. Anstelle des Vergleichens der tatsächlichen Einspritzmenge QA mit der Befehlseinspritzmenge Q kann ein Wert, der sich auf die Einspritzmenge bezieht, bei dem Lernen der Einspritzmenge verwendet werden. Zum Beispiel kann ein Einspritzimpuls und dergleichen bei dem Lernen der Einspritzmenge verwendet werden.
Die vorliegende Erfindung kann bei einem anderen Kraftstoffeinspritzsystem als das Kraftstoffeinspritzsystem der Sammelbauart (Common-Rail-Bauart) angewandt werden, das in dem ersten Ausführungsbeispiel erläutert ist. Zum Beispiel kann die vorliegende Erfindung bei einem Kraftstoffeinspritzsystem angewandt werden, das eine Kraftstoffeinspritzpumpe der Verteilungsbauart mit einem elektromagnetischen Überstromventil umfasst.
Die vorliegende Erfindung sollte nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele beschränkt sein, sondern kann auf verschiedene andere Arten verwirklicht werden, ohne von dem Schutzumfang der Erfindung abzuweichen, wie durch die angefügten Ansprüche definiert ist.

Claims

Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung (6) einer Brennkraftmaschine (1) mit: einer Bestimmungseinrichtung (S10) zum Bestimmen, ob eine Lernbedingung zum Ausführen einer Lerneinspritzung durch eine Einspritzvorrichtung (5) in einem spezifischen Zylinder der Brennkraftmaschine (1) festgestellt ist, wobei die Lerneinspritzung ausgeführt wird, um eine Kraftstoffeinspritzmenge zu lernen; einer Befehlseinrichtung (S20) zum Befehlen der Einspritzvorrichtung (5), um die Lerneinspritzung in dem spezifischen Zylinder auszuführen, wenn die Lernbedingung festgestellt ist; einer Messeinrichtung (S31) zum Messen einer Drehzahl der Brennkraftmaschine (1) als Brennkraftmaschinendrehzahl (ω); einer ersten Berechnungseinrichtung (S32, S33) zum Berechnen einer Differenz (δx) zwischen einer Veränderung (Δω) in der Brennkraftmaschinendrehzahl, in dem Fall, in dem die Lerneinspritzung ausgeführt wird, und einer Veränderung (Δω) in der Brennkraftmaschinendrehzahl, in dem Fall, in dem die Lerneinspritzung nicht ausgeführt wird, in dem spezifischen Zylinder als eine Drehzahlerhöhung; einer zweiten Berechnungseinrichtung (S34) zum Berechnen einer tatsächlichen Einspritzmenge (QA) des Kraftstoffs, der tatsächlich von der Einspritzvorrichtung (5) eingespritzt wird, oder eines tatsächlichen Einspritzmengenbezugswerts (Tp), der sich auf die tatsächliche Einspritzmenge bezieht, auf der Grundlage der berechneten Drehzahlerhöhung; und einer dritten Berechnungseinrichtung (S70) zum Berechnen einer Differenz zwischen der berechneten tatsächlichen Einspritzmenge (QA) und einer Befehlseinspritzmenge, die der Einspritzvorrichtung (5) befohlen wird einzuspritzen, oder einer Differenz (C) zwischen dem berechneten tatsächlichen Einspritzmengenbezugswert (Tp) und einem Befehlseinspritzmengenbezugswert, der sich auf die Befehlseinspritzmenge bezieht, als ein Einspritzkorrekturwert, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmungseinrichtung (S10) bestimmt, dass die Lernbedingung zumindest festgestellt ist, wenn die Brennkraftmaschine (1) in einem Zeitraum (a) mit keiner Einspritzung ist, in dem die Befehlseinspritzmenge (Q) null oder ungenügend ist, die erste Berechnungseinrichtung (S32, S33) eine Abschätzung der Veränderung (Δω) in der Brennkraftmaschinendrehzahl, die in dem Fall vorgesehen ist, in dem die Lerneinspritzung in dem spezifischen Zylinder nicht ausgeführt wird, von der Veränderung (Δω) in der Brennkraftmaschinendrehzahl, die vor der Lerneinspritzung vorgesehen ist, oder von der Veränderung (Δω) in der Brennkraftmaschinendrehzahl, die vor einem gewissen Zeitraum vorgesehen ist, in dem die Brennkraftmaschinendrehzahl sich aufgrund der Lerneinspritzung erhöht, und der Veränderung in der Brennkraftmaschinendrehzahl berechnet, die nach dem gewissen Zeitraum vorgesehen ist, und die erste Berechnungseinrichtung (S32, S33) eine Differenz (δx) zwischen der Abschätzung der Veränderung (Δω) in der Brennkraftmaschinendrehzahl, in dem Fall, in dem die Lerneinspritzung nicht ausgeführt wird, und der Veränderung (Δω) in der Brennkraftmaschinendrehzahl, in dem Fall, in dem die Lerneinspritzung ausgeführt wird, als die Drehzahlerhöhung berechnet.
Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung (6) einer Brennkraftmaschine (1) mit: einer Bestimmungseinrichtung (S10) zum Bestimmen, ob eine Lernbedingung zum Ausführen einer Lerneinspritzung durch eine Einspritzvorrichtung (5) in einem spezifischen Zylinder der Brennkraftmaschine (1) festgestellt ist, wobei die Lerneinspritzung ausgeführt wird, um eine Kraftstoffeinspritzmenge zu lernen; einer Befehlseinrichtung (S20) zum Befehlen der Einspritzvorrichtung (5), um die Lerneinspritzung in dem spezifischen Zylinder auszuführen, wenn die Lernbedingung festgestellt ist; einer Messeinrichtung (S31) zum Messen einer Drehzahl (ω) der Brennkraftmaschine (1) als Brennkraftmaschinendrehzahl; einer ersten Berechnungseinrichtung (S32, S33) zum Berechnen einer Differenz (δx) zwischen der Brennkraftmaschinendrehzahl (ω), in dem Fall, in dem die Lerneinspritzung ausgeführt wird, und der Brennkraftmaschinendrehzahl (ω), in dem Fall, in dem die Lerneinspritzung nicht ausgeführt wird, in dem spezifischen Zylinder als eine Drehzahlerhöhung; einer zweiten Berechnungseinrichtung (S34) zum Berechnen einer tatsächlichen Einspritzmenge (QA) des Kraftstoffs, der tatsächlich von der Einspritzvorrichtung (5) eingespritzt wird, oder einem tatsächlichen Einspritzmengenbezugswert (Tp), der sich auf die tatsächliche Einspritzmenge bezieht, auf der Grundlage der berechneten Drehzahlerhöhung; und einer dritten Berechnungseinrichtung (S70) zum Berechnen einer Differenz (C) zwischen der berechneten tatsächlichen Einspritzmenge und einer Befehlseinspritzmenge (Q), die der Einspritzvorrichtung (5) befohlen wird einzuspritzen, oder einer Differenz zwischen dem berechneten tatsächlichen Einspritzmengenbezugswert (Tp) und einem Befehlseinspritzmengenbezugswert, der sich auf die Befehlseinspritzmenge bezieht, als ein Einspritzkorrekturwert, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmungseinrichtung (S10) bestimmt, dass die Lernbedingung zumindest festgestellt ist, wenn die Brennkraftmaschine (1) in einem Zeitraum (a) mit keiner Einspritzung ist, in dem die Befehlseinspritzmenge null oder ungenügend ist, die erste Berechnungseinrichtung (S32, S33) eine Abschätzung der Brennkraftmaschinendrehzahl (ω), die in dem Fall vorgesehen ist, in dem die Lerneinspritzung in dem spezifischen Zylinder nicht ausgeführt wird, von der Brennkraftmaschinendrehzahl (ω), die vor der Lerneinspritzung vorgesehen ist, oder von den Brennkraftmaschinendrehzahlen (ω) berechnet, die vor und nach einem gewissen Zeitraum vorgesehen sind, in dem sich die Brennkraftmaschinendrehzahl (ω) aufgrund der Lerneinspritzung erhöht, und die erste Berechnungseinrichtung (S32, S33) eine Differenz (δx) zwischen der Abschätzung der Brennkraftmaschinendrehzahl (ω), in dem Fall, in dem die Lerneinspritzung nicht ausgeführt wird, und der Brennkraftmaschinendrehzahl (ω), in dem Fall, in dem die Lerneinspritzung ausgeführt wird, als die Drehzahlerhöhung berechnet.
Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung (6) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Bestimmungseinrichtung (S10) bestimmt, dass die Lernbedingung zumindest festgestellt ist, wenn die Brennkraftmaschine (1) in einem Zeitraum mit keiner Einspritzung ist, in dem die Befehlseinspritzmenge Null oder ungenügend ist, und ein Getriebe in einem neutralen Zustand ist.
Kraftstoffeinspritzsteuereinrichtung (6) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die zweite Berechnungseinrichtung (S34) ein erzeugtes Drehmoment der Brennkraftmaschine (1) berechnet, das durch die Lerneinspritzung auf der Grundlage der berechneten Drehzahlerhöhung erzeugt wird, und die tatsächliche Einspritzmenge oder den tatsächlichen Einspritzmengenbezugswert aus dem erzeugten Drehmoment berechnet.
Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung (6) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die zweite Berechnungseinrichtung (S34) ein Kennfeld speichert, in dem die Drehzahlerhöhung und die Brennkraftmaschinendrehzahl zu dem Zeitpunkt, wenn die Lerneinspritzung ausgeführt wird, für jede Einspritzmenge oder für jeden Einspritzmengenbezugswert, der sich auf die Einspritzmenge bezieht, miteinander verglichen werden, und auf der Grundlage des Kennfelds die tatsächliche Einspritzmenge oder den tatsächlichen Einspritzmengenbezugswert in Übereinstimmung mit der berechneten Drehzahlerhöhung und der Brennkraftmaschinendrehzahl zu dem Zeitpunkt berechnet, wenn die Lerneinspritzung ausgeführt wird.
Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung (6) gemäß Anspruch 5, wobei die zweite Berechnungseinrichtung (S34) ein Produkt der berechneten Drehzahlerhöhung und der Brennkraftmaschinendrehzahl zu dem Zeitpunkt, wenn die Lerneinspritzung ausgeführt wird, als eine drehmomentproportionale Menge berechnet, die proportional zu dem erzeugten Drehmoment der Brennkraftmaschine (1) ist.
Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung (6) gemäß Anspruch 6, wobei die zweite Berechnungseinrichtung (S34) die drehmomentproportionale Menge in Übereinstimmung mit der Brennkraftmaschinendrehzahl berechnet, die unmittelbar vor einem Einspritzzeitpunkt jedes Zylinders der Brennkraftmaschine (1) gemessen wird.
Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung (6) gemäß Anspruch 6, wobei die zweite Berechnungseinrichtung (S34) die drehmomentproportionale Menge in Übereinstimmung mit einem Durchschnitt der Drehzahlerhöhungen der zuordneten Zylinder der Brennkraftmaschine (1) berechnet.
Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung (6) gemäß Anspruch 1 oder 2 weist weiter eine Korrektureinrichtung (S80) zum Korrigieren der Befehlseinspritzmenge auf der Grundlage des Einspritzkorrekturwerts auf, der durch die dritte Berechnungseinrichtung (S70) berechnet wird.
Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung (6) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Befehlseinrichtung (S20) der Einspritzvorrichtung (5) befiehlt, die Lerneinspritzung auszuführen, so dass die Einspritzvorrichtung (5) eine Menge des Kraftstoffs einspritzt, die einer Einspritzmenge einer Hilfseinspritzung entspricht, die vor einer Haupteinspritzung ausgeführt wird.
Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung (6) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der tatsächliche Einspritzmengenbezugswert einen Einspritzmengenkorrespondenzwert, der zu der tatsächlichen Einspritzmenge korrespondiert, oder einen Einspritzimpulskorrespondenzwert umfasst, der zu einem Einspritzimpuls korrespondiert.