-
Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Steuerungsvorrichtung eines
Kraftstoffzufuhrsystems.
-
Ein
nachstehend als Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem bezeichnetes
Kraftstoffeinspritzsystem mit gemeinsamer Kraftstoffleitung wird
in der Praxis als ein Kraftstoffeinspritzsystem einer Dieselkraftmaschine
verwendet. Das Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem speichert Kraftstoff
in einer nachstehend als ein Common-Rail bezeichneten gemeinsamen Kraftstoffleitung
mit hohem Druck entsprechend einem Kraftstoffeinspritzdruck auf.
Das Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem spritzt den Hochdruckkraftstoff,
der in dem Common-Rail aufgespeichert ist, über ein Kraftstoffeinspritzventil
in eine Kraftmaschine ein und führt
dieser den Hochdruckkraftstoff zu. In dem Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem
nimmt der Kraftstoffdruck in dem Common-Rail ab, wenn das Kraftstoffeinspritzventil
die Kraftstoffeinspritzung ausführt.
Zu diesem Zeitpunkt stößt eine
Kraftstoffzufuhrpumpe den Hochdruckkraftstoff zu dem Common-Rail
aus und führt
diesem den Hochdruckkraftstoff zu, wobei ein vorbestimmter Hochdruckzustand
in dem Common-Rail
aufrechterhalten wird.
-
Beispielsweise
ist ein elektromagnetisches Ansaugdosierventil bei einem Kraftstoffeinlass
der Kraftstoffzufuhrpumpe angeordnet. Ein Öffnungsgrad des Ansaugdosierventils
wird durch einen Strom gesteuert, um eine Kraftstoffausstoßmenge der
Kraftstoffzufuhrpumpe zu steuern. Somit wird der Common-Rail-Druck
auf einen gewünschten
Druck gesteuert. In einem derartigen Fall wird die Kraftstoffausstoßmenge der
Kraftstoffzufuhrpumpe in Bezug auf einen Energieversorgungsstrom
des Ansaugdosierventils im Voraus als eine Pumpenkennlinie bestimmt.
Der Energieversorgungsstrom des Ansaugdosierventils wird auf der
Grundlage der Pumpenkennlinie gesteuert.
-
Die
Kraftstoffzufuhrpumpe weist einen Gerätefehler aufgrund eines individuellen
Unterschieds, einer zeitlichen Änderung
und dergleichen auf. Aufgrund des Gerätefehlers weichen die Pumpenkennlinien
von Grundkennlinien ab. Aufgrund einer Variation in dem Gerätefehler
wird eine Steuerungsgenauigkeit der Kraftstoffausstoßmenge verschlechtert. Verfahren
zum Korrigieren der Variation des Gerätefehlers der Kraftstoffzufuhrpumpe
sind vorgeschlagen worden, wie es beispielsweise in der JP-A-2004-293540
beschrieben ist. Beispielsweise wird eine Abweichung entlang einer
Stromrichtung einer tatsächlichen
Pumpenkennlinie zu einer voreingestellten Mittelwert-Kennlinie oder Median-Kennlinie
in einem Leerlaufbetriebszustand einer Kraftmaschine berechnet und
die Pumpenkennlinie wird auf der Grundlage der Abweichung korrigiert.
-
In
dem Fall, bei dem die Pumpenkennlinie auf der Grundlage der Kennlinienabweichung,
die bei dem Leerlaufbetriebszustand erhalten wird, korrigiert wird,
ist eine genaue Korrektur bei dem Leerlaufbetriebszustand oder in
einem Niedriglastbereich, der nahe dem Leerlaufbetriebszustand ist,
möglich,
aber die Korrekturgenauigkeit kann in einem Hochlastbereich oder
dergleichen abnehmen. Wenn eine zeitliche Änderung mit einer Verschlechterung
auftritt, kann sich eine Ausstoßleistungsfähigkeit
aufgrund einer Undichtigkeit und dergleichen verschlechtern. Da
dieses Phänomen
in besonderem Maße
bei dem Hochlastbereich auftritt, kann die Kennlinienabweichung
allein durch die Korrektur der Kennlinienabweichung, die bei dem
Leerlaufbetriebszustand ausgeführt
wird, nicht sicher korrigiert werden. Wenn die Kennlinienabweichung
der Kraftstoffzufuhrpumpe nicht sicher korrigiert werden kann, können Schwierigkeiten,
wie beispielsweise eine Verschlechterung eines Abgasausstoßes oder
eines Fahrverhaltens verursacht werden.
-
Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Steuerungsvorrichtung
eines Kraftstoffzufuhrsystems bereitzustellen, die in der Lage ist,
eine Kraftstoffausstoßmenge
einer Kraftstoffzufuhrpumpe genau zu steuern, indem in geeigneter
Weise eine Kennlinienabweichung der Pumpe darin widergespiegelt
wird, wodurch ein Abgasausstoß und
ein Fahrverhalten verbessert werden.
-
Diese
Aufgabe wird durch eine Steuerungsvorrichtung gemäß Patentanspruch
1, ein Steuerungsverfahren gemäß Patentanspruch
6 und ein Steuerungsverfahren gemäß Patentanspruch 11 gelöst. Vorteilhafte
Weiterbildungen sind in den jeweiligen abhängigen Patentansprüchen angegeben.
-
Gemäß einer
Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung umfasst ein Kraftstoffzufuhrsystem
einen Common-Rail, der einen Hochdruckkraftstoff aufspeichert, und
eine Kraftstoffzufuhrpumpe, die durch eine Energie der Kraftmaschine
angetrieben wird und den Kraftstoff unter Druck dem Common-Rail
zuführt.
Eine Kraftstoffausstoßmenge
der Kraftstoffzufuhrpumpe wird auf der Grundlage einer Pumpenkennlinie
gesteuert, die eine Beziehung zwischen einer Antriebssteuerungsgröße und der
Kraftstoffausstoßmenge
der Kraftstoffzufuhrpumpe darstellt. Eine erste Berechnungsvorrichtung
berechnet eine Kennlinienabweichung der Kraftstoffzufuhrpumpe, wenn
die Kraftmaschine in einem Leerlaufbetriebszustand ist. Eine zweite
Berechnungsvorrichtung berechnet die Kennlinienabweichung der Kraftstoffzufuhrpumpe,
wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit geregelt wird, um einer Sollgeschwindigkeit
zu folgen, die beliebig eingestellt wird. Eine Steuerungsgrößenberechnungsvorrichtung
berechnet die Antriebssteuerungsgröße, indem die Kennlinienabweichungen,
die durch die ersten und zweiten Berechnungsvorrichtungen berechnet
werden, darin widergespiegelt werden. Somit kann die Kennlinienabweichung
der Kraftstoffzufuhrpumpe in einem breiten Bereich von einem Niedriglastbereich
zu einem Hochlastbereich beseitigt werden.
-
Merkmale
und Vorteile eines Ausführungsbeispiels
sowie Betriebsverfahren und die Funktion der betreffenden Teile
werden aus einem Studium der nachstehenden ausführlichen Beschreibung, der beigefügten Patentansprüche und
der Zeichnung ersichtlich, die alle einen Teil dieser Anmeldung
bilden. Es zeigen:
-
1 eine
schematische Darstellung, die ein Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt,
-
2 ein
Diagramm, das Pumpenausstoßkennlinien
gemäß dem Ausführungsbeispiel
in 1 zeigt,
-
3 ein
Flussdiagramm, das eine Pumpenausstoßmengensteuerungsverarbeitung
gemäß dem Ausführungsbeispiel
in 1 zeigt, und
-
4 ein
Flussdiagramm, das eine Gerätefehler-Lernverarbeitung
in einer Reisegeschwindigkeitsfahrzeitdauer gemäß dem Ausführungsbeispiel in 1 zeigt.
-
Unter
Bezugnahme auf 1 ist ein Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem
gemäß einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Wie es in 1 gezeigt
ist, sind elektromagnetische Einspritzeinrichtungen 11 in
jeweiligen Zylindern einer Mehrzylinder-Dieselkraftmaschine 10 bereitgestellt.
Die Einspritzeinrichtungen 11 sind mit einer gemeinsamen
Kraftstoffleitung beziehungsweise einem Common-Rail (Druckaufspeicherungsrohr) 12,
der den Zylindern gemein ist, verbunden. Der Common-Rail 12 ist
mit einer Hochdruckpumpe 13 als eine Kraftstoffzufuhrpumpe
verbunden. Wenn die Hochdruckpumpe 13 angetrieben wird, wird
ein Kraftstoff mit hohem Druck, der einem Einspritzdruck entspricht,
kontinuierlich in dem Common-Rail 12 aufgespeichert. Die
Hochdruckpumpe 13 wird entsprechend einer Drehung der Kraftmaschine 10 angetrieben.
Die Hochdruckpumpe 13 führt
wiederholt ein Ansaugen und Ausstoßen des Kraftstoffs synchron
mit der Drehung der Kraftmaschine 10 aus. Die Hochdruckpumpe 13 weist
ein elektromagnetisch angetriebenes Ansaugdosierventil (Ansaugsteuerungsventil:
SCV) 13a bei einem zugehörigen Kraftstoffeinlass auf.
Ein Niedrigdruckkraftstoff, der durch eine Zufuhrpumpe 14 von
einem Kraftstofftank 15 angesaugt wird, wird in eine Kraftstoffkammer
der Pumpe 13 über
das Ansaugdosierventil 13a angesaugt.
-
Der
Common-Rail 12 ist mit einem Common-Rail-Drucksensor 16 versehen.
Der Common-Rail-Drucksensor 16 erfasst einen Kraftstoffdruck
in dem Common-Rail 12 (ein Common-Rail-Druck). Der Common-Rail 12 ist
mit einem (nicht gezeigten) elektromagnetisch angetriebenen (oder
mechanischen) Druckminderungsventil versehen. Wenn der Common-Rail-Druck übermäßig zunimmt,
wird das Druckminderungsventil geöffnet, um den Druck zu verringern.
-
Eine
elektronische Steuerungseinheit (ECU) 20 weist einen allgemein
bekannten Mikrocomputer auf, der eine CPU, ein ROM, ein RAM, ein
EEPROM und dergleichen umfasst. Erfassungssignale werden der ECU 20 von
verschiedenen Sensoren, wie beispielsweise einem Drehgeschwindigkeitssensor
und einem Beschleunigungseinrichtungspositionssensor, zusätzlich zu
einem Erfassungssignal von dem Common-Rail-Drucksensor 16 fortlaufend
eingegeben. Die ECU 20 bestimmt die optimale Kraftstoffeinspritzmenge
und Einspritzzeitsteuerung auf der Grundlage von Kraftmaschinenbetriebsinformationen,
wie beispielsweise einer Kraftmaschinendrehgeschwindigkeit oder
einer Beschleunigungseinrichtungsposition. Die ECU 20 gibt
ein Einspritzsteuerungssignal an die Einspritzeinrichtung 11 entsprechend
der Kraftstoffeinspritzmenge und der Einspritzzeitsteuerung aus.
Somit wird für
jeden Zylinder die Kraftstoffeinspritzung von der Einspritzeinrichtung 11 in
eine Verbrennungskammer gesteuert.
-
Die
ECU 20 berechnet einen Sollwert des Common-Rail-Drucks
(Einspritzdrucks) auf der Grundlage der derzeitigen Kraftmaschinendrehgeschwindigkeit
und der Kraftstoffeinspritzmenge. Die ECU 20 regelt die
Kraftstoffausstoßmenge
der Hochdruckpumpe 13, um den Ist-Common-Rail-Druck an den Soll-Common-Rail-Druck
anzupassen. Beispielsweise bestimmt die ECU 20 eine Soll-Ausstoßmenge der
Hochdruckpumpe 13 auf der Grundlage einer Abweichung zwischen
dem Sollwert und dem Ist-Wert des Common-Rail-Drucks und steuert den Öffnungsgrad
des Ansaugdosierventils 13a der Hochdruckpumpe 13 entsprechend
der Sollausstoßmenge.
Eine Energieversorgungsgröße (ein
Energieversorgungsstrom I) eines Elektromagneten des Ansaugdosierventils 13a wird
gesteuert, um den Öffnungsgrad
des Ansaugdosierventils 13a zu vergrößern oder zu verkleinern. Somit
wird die Kraftstoffausstoßmenge
der Hochdruckpumpe 13 geregelt.
-
Das
Ansaugdosierventil 13a ist als ein normalerweise geöffnetes
Ventil aufgebaut, das in einem geöffneten Zustand (vollständig geöffneten
Zustand) gehalten wird, wenn der Elektromagnet ausgeschaltet ist.
Durch Vergrößern der
Energieversorgungsgröße des Elektromagneten
wird die Öffnungsfläche eines
Kraftstoffansaugdurchgangs verringert. Somit wird die Kraftstoffansaugmenge
der Hochdruckpumpe 13 verringert. Als Ergebnis wird die
Kraftstoffausstoßmenge
der Hochdruckpumpe 13 verringert.
-
Das
System weist eine Geschwindigkeitsregelungsfunktion zum Regeln einer
Fahrzeuggeschwindigkeit auf, um einer Sollfahrzeuggeschwindigkeit
zu folgen, die beliebig eingestellt wird. Die ECU 20 ist
mit einer Geschwindigkeitsregelungseinstellvorrichtung 30 und
einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 35 verbunden. Die
Geschwindigkeitsregelungseinstellvorrichtung 30 weist einen
Geschwindigkeitsregelungshauptschalter (Energiequellenschalter),
einen Fahrzeuggeschwindigkeitseinstellschalter zum Einstellen der
Sollfahrzeuggeschwindigkeit, eine Feinanpassungsfunktion (tab-down-/tab-up-Funktion)
zur schrittweisen Verkleinerung/Vergrößerung der Sollfahrzeuggeschwindigkeit
um eine vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit während der Geschwindigkeitsregelung,
eine Wiederaufnahmefunktion zum Zurücksetzen der Sollfahrzeuggeschwindigkeit
auf die vorherige Fahrzeuggeschwindigkeit (gespeicherte Fahrzeuggeschwindigkeit)
und dergleichen auf. Zusätzlich
kann die Geschwindigkeitsregelungseinstellvorrichtung 30 eine
Fahrzeugabstandssteuerungsfunktion (eine adaptive Geschwindigkeitsregelungsfunktion)
zum Aufrechterhalten einer konstanten Entfernung zu einem vorrausfahrenden
Fahrzeug aufweisen.
-
Die
ECU 20 empfängt
verschiedene Signale (Geschwindigkeitsregelungshauptsignal, Sollfahrzeuggeschwindigkeitseinstellsignal,
Feineinstellungssignal (tab-down-/tab-up-Signal) und dergleichen)
von der Geschwindigkeitsregelungseinstellvorrichtung 30 sowie
ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal, das durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 35 erfasst
wird. Wenn die Geschwindigkeitsregelungseinstellvorrichtung 30 die Sollfahrzeuggeschwindigkeit
einstellt, steuert die ECU 20 den Betriebszustand der Kraftmaschine 10, um
die Fahrzeuggeschwindigkeit an die Sollfahrzeuggeschwindigkeit anzupassen.
Wenn die ECU 20 bestimmt, dass ein Feinanpassungsschalter
zum Verringern (tab-down-Schalter) eingeschaltet wird, verringert
die ECU 20 die Sollfahrzeuggeschwindigkeit schrittweise
um eine vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit. Wenn die ECU 20 bestimmt,
dass ein Feinanpassungsschalter zum Vergrößern (tab-up-Schalter) eingeschaltet
wird, vergrößert die ECU 20 die
Sollfahrzeuggeschwindigkeit schrittweise um eine vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit. Wenn
die ECU 20 bestimmt, dass ein Wiederherstellungsschalter
eingeschaltet wird, stellt die ECU 20 wieder die vorherige
Sollfahrzeuggeschwindigkeit (gespeicherte Fahrzeuggeschwindigkeit)
als die Sollfahrzeuggeschwindigkeit ein.
-
Während der
Regelung der Kraftstoffausstoßmenge
der Hochdruckpumpe 13 wird ein Energieversorgungsstrombefehlswert
des Ansaugdosierventils 13a aus der derzeitigen Kraftstoffausstoßmenge (erforderliche
Menge) auf der Grundlage einer Pumpenausstoßkennlinie (I-Q-Kennlinie)
berechnet, die eine Beziehung zwischen der Kraftstoffausstoßmenge Q
und dem Energieversorgungsstrom I des Ansaugdosierventils 13a darstellt.
Die Ansteuerung der Hochdruckpumpe 13 (des Ansaugdosierventils 13a)
wird auf der Grundlage des Energieversorgungsstromsbefehlswerts
gesteuert. Die Pumpenausstoßkennlinien
sind in 2 gezeigt. Eine Grundkennlinie
L1 ist durch eine durchgezogene Linie L1 in 2 gezeigt.
Wenn der Energieversorgungsstrom I Ix ist, wird die Kraftstoffausstoßmenge Q
auf Qx gesteuert. Die Hochdruckpumpe 13 weist einen Gerätefehler
aufgrund eines individuellen Unterschieds, einer zeitlichen Änderung
und dergleichen auf. Es besteht die Möglichkeit, dass sich die Pumpenausstoßkennlinie
aufgrund des Gerätefehlers
von der Grundkennlinie unterscheidet. Dementsprechend variiert in
der Steuerung, die auf der Grundkennlinie L1 beruht, die Kraftstoffausstoßmenge Q.
-
Es
besteht beispielsweise die Möglichkeit, dass
die Pumpenausstoßkennlinie
von der Grundkennlinie L1 zu einer Kennlinie L2 oder L3 abweicht, wie
es in 2 gezeigt ist. Die Kennlinie L2 weicht im Wesentlichen
parallel von der Grundkennlinie L1 entlang einer Vergrößerungs-/Verkleinerungsrichtung des
Stroms I ab. Die Kennlinie L3 weicht derart ab, dass die Abweichung
des Energieversorgungsstroms I in dem Hochlastbereich groß wird,
bei dem die Kraftstoffausstoßmenge
Q groß ist.
-
In
dem Fall der Kennlinie L2 ist der Fehler des Energieversorgungsstroms
I im Wesentlichen konstant (ΔI1)
unabhängig
von der Kraftstoffausstoßmenge
Q. Folglich wird ein Gerätefehlerlernen
bei einer Leerlaufbetriebszeitdauer ausgeführt, bei der die Kraftstoffausstoßmenge Q
klein ist (Q = Qa), wobei der Fehler ΔI1 als ein Stromlernwert gelernt
wird. Ein Stromsteuerungswert, der dem Ansaugdosierventil 13a zugeführt wird,
wird mit dem Stromlernwert korrigiert. Somit wird die gewünschte Kraftstoffausstoßmenge verwirklicht.
In dem Leerlaufbetriebszustand wird oftmals ein Zustand fortgesetzt,
bei dem die Beschleunigungseinrichtung ausgeschaltet ist und die Kraftmaschinendrehgeschwindigkeit
stabilisiert ist. Folglich ist ein derartiger Zustand für einen
Lernpunkt geeignet.
-
In
dem Fall der Kennlinie L3 variiert der Fehler des Energieversorgungsstroms
I in Abhängigkeit von
der Kraftstoffausstoßmenge
Q. Es gibt einen kleinen Fehler in dem Energieversorgungsstrom I
bei dem Leerlaufbetriebszustand, bei dem die Kraftstoffausstoßmenge Q
klein ist (Q = Qa). Der Fehler in dem Energieversorgungsstrom I
wird in einem Hochlastbetriebszustand groß, bei dem die Kraftstoffausstoßmenge Q
groß ist
(Q = Qb). In diesem Fall kann, auch wenn das Gerätefehlerlernen in der Leerlaufbetriebszeitdauer
ausgeführt
wird, der Kennlinienfehler in der Hochlastbetriebszeitdauer nicht
beseitigt werden. Folglich wird gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
ein Gerätefehlerlernen
in der Hochlastbetriebszeitdauer zusätzlich zu dem Gerätefehlerlernen
in der Leerlaufbetriebszeitdauer ausgeführt. Während einer Geschwindigkeitsregelungsfahrzeitdauer
betätigt
der Fahrer die Beschleunigungseinrichtung für eine relativ lange Zeitdauer
nicht und die Fahrzeuggeschwindigkeit wird konstant. Folglich wird
gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel das
Gerätefehlerlernen
der Hochlastbetriebszeitdauer während
der Geschwindigkeitsregelungsfahrzeitdauer ausgeführt.
-
In
dem Fall, bei dem das Gerätefehlerlernen während der
Leerlaufbetriebszeitdauer und der Geschwindigkeitsregelungsfahrzeitdauer
ausgeführt wird
und die Lernergebnisse in der Ausstoßmengensteuerung widergespiegelt
werden, wird das Gerätefehlerlernen
zuerst während
der Leerlaufbetriebszeitdauer ausgeführt, wobei dann der Energieversorgungsstrom
des Ansaugdosierventils 13a mit dem Lernergebnis korrigiert
wird. Dann wird das Gerätefehlerlernen
während
der Geschwindigkeitsregelungsfahrzeitdauer in einem Zustand ausgeführt, bei dem
der Lernwert, der bei der Leerlaufbetriebszeitdauer berechnet wird,
widergespiegelt wird. Nachdem die Lernwerte in der Leerlaufbetriebszeitdauer und
der Geschwindigkeitsregelungsfahrzeitdauer berechnet sind, wird
der Energieversorgungsstrom des Ansaugdosierventils 13a mit
den Lernwerten bei den zwei Punkten korrigiert. Zu diesem Zeitpunkt
wird das Widerspiegeln der Stromlernwerte bei den zwei Punkten erreicht,
indem eine Gewichtungsberechnung (oder Interpolationsberechnung)
der Lernwerte entsprechend dem derzeitigen Lastzustand (der Kraftstoffausstoßmenge)
ausgeführt
wird. In dem Fall, bei dem die Hochdruckpumpe 13 in einem
höheren
Lastbereich (hoher Ausstoßmengenbereich)
als dem Lastzustand der Geschwindigkeitsregelungsfahrzeitdauer betrieben
wird, wird das Widerspiegeln der Lernwerte erreicht, indem eine
Extrapolationsberechnung der Stromlernwerte bei den zwei Punkten ausgeführt wird.
-
Beispielsweise
wird eine Beziehung zwischen dem Stromlernwert und dem Lastzustand
unter Verwendung der Stromlernwerte bei den zwei Punkten linearisiert
und der Stromlernwert, der dem derzeitigen Lastzustand entspricht,
wird unter Verwendung der linearisierten Beziehung berechnet. Dann
wird der Energieversorgungsstrom des Ansaugdosierventils 13a unter
Verwendung des berechneten Stromlernwerts korrigiert.
-
Als
nächstes
ist eine Verarbeitung der Ausstoßmengensteuerung und des Gerätefehlerlernens der
Hochdruckpumpe 13 beschrieben, die durch die ECU 20 ausgeführt wird.
In 3 ist ein Flussdiagramm gezeigt, das die Pumpenausstoßmengensteuerungsverarbeitung
zeigt. Die ECU 20 führt
die Verarbeitung bei einem vorbestimmten Kurbelwinkelzyklus (oder
einem vorbestimmten Zeitzyklus) aus.
-
In
einem Schritt S101 des Flussdiagramms, das in 3 gezeigt
ist, wird ein Ist-Common-Rail-Druck Pa durch das Erfassungssignal
des Common-Rail-Drucksensors 16 eingelesen. In einem Schritt
S102 wird der Soll-Common-Rail-Druck
Pt unter Verwendung der derzeitigen Kraftmaschinendrehgeschwindigkeit,
der derzeitigen Kraftstoffeinspritzmenge und dergleichen als Parameter
berechnet. In einem Schritt S103 wird eine Abweichung zwischen dem
Soll-Common-Rail-Druck Pt und dem Ist-Common-Rail-Druck Pa berechnet und die Sollausstoßmenge Qt
der Hochdruckpumpe 13 wird auf der Grundlage der Abweichung
berechnet.
-
In
einem Schritt S104 wird die Sollausstoßmenge Qt in einen Energieversorgungsstrombefehlswert
It auf der Grundlage der Pumpenausstoßkennlinie (I-Q-Kennlinie)
umgewandelt. In einem Schritt S105 wird ein endgültiger Energieversorgungsstrombefehlswert
It berechnet, indem der Stromlernwert in dem Energieversorgungsstrombefehlswert
It wiedergespiegelt wird. Schließlich wird in einem Schritt S106
der Energieversorgungsstrombefehlswert It an die Hochdruckpumpe 13 ausgegeben.
Somit wird der Öffnungsgrad
des Ansaugdosierventils 13a der Hochdruckpumpe 13 gesteuert,
wobei die gewünschte
Kraftstoffausstoßmenge
verwirklicht wird.
-
In 4 ist
ein Flussdiagramm gezeigt, das eine Gerätefehlerlernverarbeitung in
der Geschwindigkeitsregelungsfahrzeitdauer zeigt. Die ECU 20 führt die
in 4 gezeigte Verarbeitung bei einem vorbestimmten
Kurbelwinkelzyklus (oder einem vorbestimmten Zeitzyklus) aus. Alternativ
hierzu kann die in 4 gezeigte Verarbeitung als
ein Teil der in 3 gezeigten Verarbeitung ausgeführt werden.
-
In
einem Schritt S201 des in 4 gezeigten Flussdiagramms
wird bestimmt, ob das Gerätefehlerlernen
in dem Leerlaufbetriebszustand abgeschlossen ist. In einem Schritt
S202 wird bestimmt, ob das Geschwindigkeitsregelungsverfahren derzeit
durchgeführt
wird. In einem Schritt S203 wird bestimmt, ob eine Lernausführungsbedingung
erfüllt
ist. Wenn in allen Schritten S201 bis S203 JA bestimmt wird, geht die
Verarbeitung zu einem Schritt S204. Wenn in irgendeinem der Schritte
S201 bis S203 NEIN bestimmt wird, wird die Verarbeitung beendet.
Die Lernausführungsbedingung
gemäß dem Schritt
S203 umfasst, dass ein Kraftmaschinenaufwärmen abgeschlossen ist (was
durch eine Wassertemperatur, eine Kraftstofftemperatur und dergleichen
bestimmt wird), dass eine Abweichung zwischen dem Soll-Common-Rail-Druck
Pt und dem Ist-Common-Rail-Druck Pa innerhalb eines vorbestimmten Werts
liegt, dass das Ansaugdosierventil 13a normal betrieben
werden kann (was durch eine Batteriespannung und dergleichen bestimmt
wird), und dergleichen.
-
In
dem Schritt S204 wird ein Standard-Energieversorgungsstrom Is des Ansaugdosierventils 13a der
Hochdruckpumpe 13 berechnet. Der Standard- Energieversorgungsstrom
Is ist ein Energieversorgungsstrom, der auf der Grundkennlinie L1
beruht, die in 2 gezeigt ist. Der Standard-Energieversorgungsstrom
Is wird beispielsweise aus einem Energieversorgungsstrom eines Medianwerts
der Gerätefehlervariation
entsprechend Umweltbedingungen, wie beispielsweise einer Temperatur
oder einer Batteriespannung, oder verschiedener Betriebsbedingungen
berechnet.
-
In
einem Schritt S205 wird ein Ist-Energieversorgungsstrom Ia zu einem
Zeitpunkt berechnet, bei dem eine vorbestimmte Zeitdauer (beispielsweise 5
Sekunden) abgelaufen ist, nachdem die Lernausführungsbedingung erfüllt ist.
Ein Durchschnittswert oder ein geglätteter Wert der Energieversorgungsstromwerte,
die berechnet werden, nachdem die Lernausführungsbedingung erfüllt ist,
wird als der Ist-Energieversorgungsstrom
Ia berechnet.
-
In
einem Schritt S206 wird eine Differenz zwischen dem Standard-Energieversorgungsstrom Is
und dem Ist-Energieversorgungsstrom
Ia als ein Lernwert ΔI
berechnet. Die Differenz ΔI
zwischen dem Standard-Energieversorgungsstrom
Is und dem Ist-Energieversorgungsstrom
Ia entspricht der Kennlinienabweichung. In einem Schritt S207 wird
bestimmt, ob eine vorbestimmte Lernzeitdauer (beispielsweise 10
Sekunden) abgelaufen ist, nachdem das derzeitige Gerätefehlerlernen
gestartet ist. In einem Schritt S208 wird bestimmt, ob der Lernwert ΔI, der dieses
Mal berechnet ist, innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt.
Somit wird in dem Schritt S208 bestimmt, ob der Lernwert ΔI normal
ist. Wenn in beiden Schritten S207 und S208 JA bestimmt wird, geht
die Verarbeitung zu einem Schritt S209. In dem Schritt S209 wird
der Lernwert (in der Praxis ein geglätteter Wert des Lernwerts) ΔI, der dieses
Mal berechnet wird, in einem EEPROM in der ECU 20 gespeichert.
Zu diesem Zeitpunkt wird, wenn der Stromlernwert ΔI in dem
EEPROM gespeichert worden ist, der vorangegangene Wert des Stromlernwerts ΔI mit dem
derzeitigen Wert überschrieben.
-
Das
Gerätefehlerlernen
in dem Leerlaufbetriebszustand ist grundsätzlich ähnlich zu dem Gerätefehlerlernen
in der Geschwindigkeitsregelungsfahrzeitdauer. Nachstehend ist das
Gerätefehlerlernen
in der Leerlaufbetriebszeitdauer kurz beschrieben. Unter der Bedingung,
dass der Leerlaufbetriebszustand durchgeführt wird und die Lernausführungsbedingung
erfüllt
ist, werden der Standard-Energieversorgungsstrom
(Variationsmedianwert) Is und der Ist-Energieversorgungsstrom Ia
des Ansaugdosierventils 13a berechnet, wobei die Differenz ΔI (die der Kennlinienabweichung
entspricht) zwischen dem Standard-Energieversorgungsstrom Is und dem Ist-Energieversorgungsstrom
Ia als der Lernwert berechnet wird. Unter der Bedingung, dass der
Lernwert ΔI,
der dieses Mal berechnet wird, innerhalb eines vorbestimmten Bereichs
liegt, wird der derzeitige Lernwert ΔI (in der Praxis ein geglätteter Wert
des Lernwerts) in dem EEPROM in der ECU 20 gespeichert.
-
Der
Stromlernwert ΔI,
der bei dem Leerlaufbetriebszustand berechnet wird, wird in der
Ausstoßmengensteuerung
widergespiegelt, wenn der Leerlaufbetriebszustand wieder aufgenommen
wird, nachdem der Leerlaufbetriebszustand einmal unterbrochen ist.
Der Stromlernwert ΔI,
der in dem Geschwindigkeitsregelungsfahrzustand berechnet wird,
wird in der Ausstoßmengensteuerung
widergespiegelt, wenn der Geschwindigkeitsregelungsfahrzustand wieder
aufgenommen wird, nachdem der Geschwindigkeitsregelungsfahrzustand
einmal unterbrochen ist. Der Stromlernwert ΔI wird in einer allmählichen
und schrittweisen Art und Weise widergespiegelt, so dass der Fahrer
die Widerspiegelung nicht wahrnimmt. Dasselbe trifft auf den Fall
des Übergangs
von dem vorangegangenen Wert auf den derzeitigen Wert des Stromlernwerts ΔI zu.
-
Das
vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel übt die nachstehend
genannten Effekte aus.
-
Der
Energieversorgungsstrom des Ansaugdosierventils 13a wird
gesteuert, indem der Stromlernwert, der bei der Leerlaufbetriebszeitdauer
berechnet wird, und der Stromlernwert, der bei der Geschwindigkeitsregelungsfahrzeitdauer
der Kraftmaschine berechnet wird, darin widergespiegelt werden.
Dementsprechend wird die Kennlinienabweichung der Hochdruckpumpe 13 in
einem breiten Bereich von dem Niedriglastbereich zu dem Hochlastbereich
beseitigt, was eine optimale Steuerung der Kraftstoffausstoßmenge ermöglicht.
Somit können der
Abgasausstoß und
das Fahrverhalten verbessert werden.
-
Im
Vergleich zu dem Fall, bei dem der Energieversorgungsstrom des Ansaugdosierventils 13a unter
Verwendung lediglich des Stromlernwerts, der bei dem Leerlaufbetriebszustand
erhalten wird, gesteuert wird, kann eine Rauchmenge verringert werden
und die Variation der Kraftmaschinendrehgeschwindigkeit kann in
einer Beschleunigungszeitdauer oder einer Hochgeschwindigkeitsfahrzeitdauer verringert
werden. Außerdem
kann ein NVH-Verhalten (Noise-Vibration-Harshness-Verhalten bzw. Geräusch-Vibration-Schwingung-Verhalten)
verbessert werden.
-
Wenn
die zeitliche Änderung
der Hochdruckpumpe 13 mit der Verschlechterung auftritt,
verschlechtert sich die Pumpenausstoßleistungsfähigkeit aufgrund einer Undichtigkeit
und dergleichen. Die Verschlechterung tritt in besonderem Maße speziell
in dem Hochlastbereich auf. Gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
wird die Kennlinienabweichung in dem Geschwindigkeitsregelungsfahrzustand
zusätzlich
zu der Kennlinienabweichung in dem Leerlaufbetriebszustand berechnet.
Folglich kann das vorliegende Ausführungsbeispiel in geeigneter
Weise die zeitliche Änderung,
die die Verschlechterung begleitet, handhaben.
-
Die
Kennlinienabweichung wird gespeichert und in dem EEPROM als der
Stromlernwert gehalten. Dementsprechend kann die geeignete Ausstoßmengensteuerung
schnell gestartet werden, ohne auf den Abschluss der Berechnung
der Kennlinienabweichung zu warten, nachdem die Energiezufuhr zu
der ECU 20 gestartet ist.
-
Der
Stromlernwert in der Geschwindigkeitsregelungsfahrzeitdauer wird
unter der Bedingung berechnet, dass die Ausstoßmengensteuerung ausgeführt wird,
indem der Stromlernwert der Leerlaufbetriebszeitdauer darin widergespiegelt
wird. Folglich können
Schwierigkeiten, wie beispielsweise ein Motorabwürgen, die verursacht werden
können,
wenn der Stromlernwert der Geschwindigkeitsregelungsfahrzeitdauer
darin zuerst widergespiegelt wird, verhindert werden. Wenn der Stromlernwert,
der bei der Geschwindigkeitsregelungsfahrzeitdauer berechnet wird,
zuerst widergespiegelt wird, besteht die Möglichkeit, dass die Antriebssteuerungsgröße fehlerhaft berechnet
wird, was Schwierigkeiten, wie beispielsweise ein Motorabwürgen, verursacht.
-
Die
Ausstoßmengensteuerung
wird ausgeführt,
indem die Stromlernwerte bei den zwei Punkten in einer schrittweisen
Art und Weise widergespiegelt werden. Folglich wird eine schnelle Änderung
der Kraftstoffausstoßmenge
der Hochdruckpumpe 13 verhindert, was ein unbehagliches
Gefühl
des Fahrers verhindert.
-
Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene
Ausführungsbeispiel
begrenzt. Die vorliegende Erfindung kann beispielsweise wie nachstehend
beschrieben ausgeführt
werden.
-
Die
Zeitsteuerung zum Widerspiegeln der Lernwerte in der Ausstoßmengensteuerung
nach der Berechnung der Lernwerte kann beispielsweise in einer der
nachstehend beschriebenen Arten (1) bis (3) eingestellt werden.
- (1) Nach der Berechnung des Stromlernwerts
bei dem Leerlaufbetriebszustand oder dem Geschwindigkeitsregelungsfahrzustand
wird der Stromlernwert in der Ausstoßmengensteuerung während des
Zustands oder unmittelbar nach dem Ende des Zustands widergespiegelt,
ohne abzuwarten, bis der Leerlaufbetriebszustand oder der Geschwindigkeitsregelungsfahrzustand
wieder aufgenommen ist. In diesem Fall sollte der Stromlernwert
vorzugsweise schrittweise widergespiegelt werden.
- (2) Nachdem die Kraftmaschine stoppt, wird der Stromlernwert
in dem EEPROM durch den nächsten
Start der Kraftmaschine gespeichert (oder der vorherige Wert wird
mit dem derzeitigen Wert überschrieben).
Der neue Stromlernwert wird in der Ausstoßmengensteuerung nach dem nächsten Start
widergespiegelt.
- (3) Nachdem die Berechnung des Lernwerts in dem Leerlaufbetriebszustand
und die Berechnung des Lernwerts in dem Geschwindigkeitsregelungsfahrzustand
abgeschlossen sind, wird der Lernwert in der Ausstoßmengensteuerung
widergespiegelt, wenn der Leerlaufbetriebszustand das nächste Mal
wieder aufgenommen wird. Von einem Moment, bei dem die Last von
dem Leerlaufbetriebszustand zunimmt, wird der Lernwert der Geschwindigkeitsregelungsfahrzeitdauer
validiert und die Interpolation oder dergleichen der Lernwerte bei
den zwei Punkten wird ausgeführt. Dann
wird der Lernwert in der Ausstoßmengensteuerung
widergespiegelt. Da der Lernwert, der in dem Leerlaufbetriebszustand
widergespiegelt wird, der Wert ist, der in dem vorangegangenen Leerlaufbetriebszustand
gelernt wird, kann der Lernwert verwendet werden, ohne die Interpolation
und dergleichen auszuführen,
wenn der Lernwert in der Ausstoßmengensteuerung
widergespiegelt wird. In diesem Fall wird der Lernwert der Geschwindigkeitsregelungsfahrzeitdauer
automatisch allmählich
widergespiegelt. Folglich kann eine Stufe und dergleichen, die in
dem Common-Rail-Druck erzeugt wird, verhindert werden.
-
Was
die Fahrzeuggeschwindigkeitsbedingung in dem Fall, bei dem das Gerätefehlerlernen
in dem Geschwindigkeitsregelungsfahrzustand ausgeführt wird,
betrifft, kann jedes Mal bestimmt werden, ob die Geschwindigkeit
in einem vorbestimmten Geschwindigkeitsbereich liegt, der einen
Lastbereich umfasst, bei dem das Lernen gewünscht ist. Wenn der Gerätefehler
gelernt wird, wird der Energieversorgungsstrom als der Medianwert
der Gerätefehlervariation
als der Standard-Energieversorgungsstrom berechnet, während die
Umgebungsbedingungen und dergleichen berücksichtigt werden. Folglich kann,
auch wenn eine bestimmte Differenz in der Fahrzeuggeschwindigkeit
vorhanden ist, angenommen werden, dass die Lerngenauigkeit nicht
beeinflusst wird.
-
In
dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird als das
Gerätefehlerlernen
der Hochdruckpumpe 13 der Lernwert (Stromlernwert), der
auf den Energieversorgungsstrom des Ansaugdosierventils 13a bezogen
ist, berechnet. Alternativ hierzu kann ein Lernwert, der auf die
Kraftstoffausstoßmenge
(Ausstoßmengenlernwert)
der Hochdruckpumpe 13 bezogen ist, berechnet werden. In diesem
Fall können
in der Leerlaufbetriebszeitdauer oder der Geschwindigkeitsregelungsfahrzeitdauer der
Kraftmaschine eine Standard-Ausstoßmenge entsprechend der Grundkennlinie
und die Ist-Ausstoßmenge
berechnet werden, wobei eine Differenz (die einer Kennlinienabweichung
entspricht) zwischen der Standard-Ausstoßmenge und der Ist-Ausstoßmenge als
der Lernwert berechnet werden kann.
-
Der
Lernwert kann in dem EEPROM in der ECU 20 gespeichert werden
und die Ausstoßmengensteuerung
kann ausgeführt
werden, indem der Lernwert in geeigneter Weise verwendet wird.
-
Als
ein Aufbau zum Dosieren der Kraftstoffausstoßmenge der Kraftstoffzufuhrpumpe
(Hochdruckpumpe 13) kann ein Ausstoßdosierventil bei einer Kraftstoffausstoßseite bereitgestellt
werden, wobei die Ausstoßmengensteuerung
ausgeführt
werden kann, indem das Ausstoßdosierventil
gesteuert wird.
-
Wie
es vorstehend beschrieben ist, weist ein Kraftstoffzufuhrsystem
einen Common-Rail (12), der einen Hochdruckkraftstoff aufspeichert,
um in eine Kraftmaschine (10) eingespritzt und dieser zugeführt zu werden,
und eine Hochdruckpumpe (13) auf, die durch eine Energie
der Kraftmaschine angetrieben wird, um den Kraftstoff dem Common-Rail
unter Druck zuzuführen.
Eine elektronische Steuerungseinheit (ECU) (20) berechnet
eine Kennlinienabweichung der Hochdruckpumpe in einem Leerlaufbetriebszustand
der Kraftmaschine und berechnet die Kennlinienabweichung in einem
Geschwindigkeitsregelungsfahrzustand. Die ECU steuert eine Kraftstoffausstoßmenge der
Hochdruckpumpe, indem die Kennlinienabweichungen bei den zwei Punkten
darin widergespiegelt werden. Somit wird die Kennlinienabweichung
der Hochdruckpumpe in geeigneter Weise widergespiegelt und die Kraftstoffausstoßmenge der
Hochdruckpumpe wird genau gesteuert, wobei ein Abgasausstoß und ein
Fahrverhalten verbessert werden.
-
Die
vorliegende Erfindung soll nicht auf das offenbarte Ausführungsbeispiel
begrenzt sein, sondern kann auf verschiedenerlei Weise ausgeführt werden,
ohne den Umfang der Erfindung zu verlassen, wie er durch die beigefügten Patentansprüche definiert
ist.