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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Steuereinrichtung, die einen Betrieb eines Kraftstoffeinspritzsystems steuert, wie z. B. eines Common-Rail Systems.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Wie es in der
JP H10-220 272 A (
US 6 142 121 A ) gezeigt ist, wird bei einem Kraftstoffeinspritzsystem nach Common-Rail-Art, das aus diesem Kraftstoffeinspritzgerät besteht, ein von einer Kraftstoffpumpe druckbeförderter Kraftstoff von einer Common Rail in einem Hochdruckzustand gespeichert. Anschließend wird der gespeicherte Hochdruckkraftstoff zu dem Kraftstoffeinspritzventil eines jeden Zylinders durch Rohre (Hochdruckkraftstoffdurchgang) zugeführt, die für jeden Zylinder vorgesehen sind. Die Common Rail ist mit einem Kraftstoffdrucksensor (Raildrucksensor) versehen. Dieses System ist auf eine derartige Art und Weise aufgebaut, dass es verschiedene Vorrichtungen basierend auf der Ausgabe des Raildrucksensors steuert, die ein Kraftstoffzufuhrsystem bilden.
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Der Ausgabewert des Raildrucksensors wird in den Druck umgewandelt. Dieser umgewandelte Druck stimmt jedoch nicht immer mit einem tatsächlichen Druckwert überein. Das heißt, dass der aus dem Ausgabewert umgewandelte Druck von einem tatsächlichen Druckwert aufgrund einer individuellen Verschiedenheit des Kraftstoffdrucksensors abweicht, der durch einen Herstellfehler oder einen Gestaltungsfehler verursacht wird. Auch wenn der Kraftstoffdruck von dem tatsächlichen Druckwert abweicht, wird eine derartige Abweichung bei einem herkömmlichen Kraftstoffeinspritzsystem nicht kompensiert. Eine Robustheit bzw. Stabilität bezüglich des Ausgabewerts reicht nicht aus. Das Kraftstoffeinspritzsystem wird nicht geeignet gesteuert.
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Die gattungsbildende
DE 10 2004 028 891 A1 beschreibt eine Steuereinrichtung für ein Kraftstoffeinspritzsystem gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 12.
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Eine weitere Steuereinrichtung für ein Kraftstoffeinspritzsystem ist aus der
DE 199 34 112 A1 bekannt.
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Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der vorhergehenden Aspekte gemacht und es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Steuereinrichtung für ein Kraftstoffeinspritzsystem bereitzustellen, die deren Robustheit bezüglich eines Ausgabewerts eines Kraftstoffdrucksensors verbessert, wobei das Kraftstoffeinspritzsystem unter Verwendung des Ausgabewerts des Kraftstoffdrucksensors geeignet gesteuert wird.
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Die Aufgabe der Erfindung wird mit einer Steuereinrichtung für ein Kraftstoffeinspritzsystem gemäß Anspruch 1 bzw. Anspruch 12 gelöst.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung weist ein Kraftstoffeinspritzsystem einen Druckspeicher bzw. einen Kraftstoffspeicher zum Speichern von Kraftstoff in diesem, eine Vielzahl von Kraftstoffinjektoren zum Einspritzen des in dem Speicher gespeicherten Kraftstoffs und einen Kraftstoffdrucksensor auf, der einen Kraftstoffdruck erfasst, welcher sich aufgrund einer Kraftstoffeinspritzung durch den Kraftstoffinjektor verändert. Eine Steuereinrichtung steuert das Kraftstoffeinspritzsystem unter Verwendung eines Ausgabewerts des Kraftstoffdrucksensors. Der Kraftstoffdrucksensor ist jeweils für jeden Kraftstoffinjektor vorgesehen und ist in einem Kraftstoffdurchgang zwischen dem Speicher und einer Kraftstoffeinspritzöffnung des Kraftstoffinjektors auf eine derartige Weise angeordnet, dass er sich bezüglich des Speichers nahe einer Kraftstoffeinspritzöffnung befindet. Die Steuereinrichtung weist eine Ausgabeerlangungseinrichtung zum Erlangen von Ausgabewerten einer Vielzahl von Kraftstoffdrucksensoren, eine Durchschnittsberechnungseinrichtung zum Berechnen eines Durchschnitts der Ausgabewerte und eine Ausgabewertkorrektureinrichtung zum Korrigieren der Ausgabewerte auf eine derartige Art und Weise auf, dass diese sich dem Durchschnitt annähern.
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Der Kraftstoffdrucksensor ist jeweils bei jedem Kraftstoffinjektor vorgesehen. Ein Durchschnitt der Ausgabewerte der Kraftstoffdrucksensoren wird berechnet. Ein Betrag einer Abweichung des Durchschnitts von einem tatsächlichen Druck ist kleiner als ein Betrag der Abweichung eines jeden Ausgabewerts von dem tatsächlichen Druck. Somit wird der Ausgabewert des Kraftstoffdrucksensors so korrigiert, dass der Ausgabewert dem Durchschnitt nahe kommt. Eine Robustheit bzw. Stabilität bezüglich des Ausgabewerts des Kraftstoffdrucksensors kann verbessert werden und das Kraftstoffeinspritzsystem kann geeignet gesteuert werden.
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Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung weist ein Kraftstoffeinspritzsystem einen Speicher zum Speichern von Kraftstoff in diesem, eine Vielzahl von Kraftstoffinjektoren zum Einspritzen des in dem Speicher gespeicherten Kraftstoffs und einen Kraftstoffdrucksensor auf, der einen Kraftstoffdruck erfasst, welcher sich aufgrund einer Kraftstoffeinspritzung durch den Kraftstoffinjektor verändert. Die Steuereinrichtung steuert das Kraftstoffeinspritzsystem unter Verwendung eines Ausgabewerts des Kraftstoffdrucksensors. Der Kraftstoffdrucksensor ist jeweils bei jedem Kraftstoffinjektor vorgesehen und ist in einem Kraftstoffdurchgang zwischen dem Speicher und einer Kraftstoffeinspritzöffnung des Kraftstoffinjektors auf eine derartige Art und Weise angeordnet, dass dieser sich bezüglich des Speichers nahe einer Kraftstoffeinspritzöffnung befindet. Die Steuereinrichtung weist Folgendes auf: eine Ausgabeerlangungseinrichtung zum Erlangen von Ausgabewerten einer Vielzahl von Kraftstoffdrucksensoren, eine Durchschnittberechnungseinrichtung zum Berechnen eines Durchschnitts der Ausgabewerte und eine Anomaliebestimmungseinrichtung, die bestimmt, dass der Ausgabewert des Kraftstoffdrucksensors anormal ist, wenn ein Unterschied zwischen dem Ausgabewert des Kraftstoffdrucksensors und dem Durchschnitt größer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Andere Vorteile der vorliegenden Erfindung sind aus der nachfolgenden Beschreibung besser ersichtlich, die mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen gemacht ist, in denen gleiche Teile durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet sind, und in denen:
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1 ein Konstruktionsschaubild ist, um eine Gliederung eines Kraftstoffeinspritzsystems nach Common-Rail-Art in einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zu zeigen;
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2 eine seitliche Innenansicht ist, um einen inneren Aufbau eines Injektors zu zeigen;
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3 ein Flussdiagramm ist, um einen grundlegenden Vorgang einer Kraftstoffeinspritzsteuerungsverarbeitung zu zeigen;
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4 ein Flussdiagramm ist, um einen Vorgang einer Kraftstoffdrucksteuerungsverarbeitung zu zeigen;
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5 ein Flussdiagramm ist, um einen Vorgang einer Ausgabewertkorrekturverarbeitung und einer Anomaliebestimmungsverarbeitung zu zeigen;
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6 ein Zeitdiagramm ist, um eine Veränderung des zu einem Solenoid zugeführten Antriebsstroms, eine Veränderung der Kraftstoffeinspritzrate und eine Veränderung des erfassten Werts eines Kraftstoffdrucksensors zu zeigen;
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7 ein Diagramm ist, um Ausgabekennlinien zu zeigen, die eine Beziehung zwischen dem Ausgabewert des Kraftstoffdrucksensors und einem Druckbefehlswert Ptrg zu zeigen; und
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8 ein Diagramm ist, um Ausgabekennlinien in einem Fall einer Anomaliebestimmung durch die in 5 gezeigte Verarbeitung zu zeigen.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
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Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel, das die vorliegende Erfindung ausführt, mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. In diesem Ausführungsbeispiel ist eine Steuereinrichtung an einem Kraftstoffeinspritzsystem nach Common-Rail-Art montiert, das bei einer Brennkraftmaschine verwendet wird. Die Maschine ist eine Dieselmaschine. Hochdruckkraftstoff (beispielsweise Leichtöl unter einem Druck von tausend Atmosphären oder mehr) wird direkt in eine Brennkammer der Dieselmaschine eingespritzt.
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Die Gliederung des Kraftstoffeinspritzsystems nach Common-Rail-Art gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist mit Bezug auf 1 beschrieben. Eine Mehrzylindermaschine (beispielsweise eine Inline-Vierzylindermaschine) für ein Vierradautomobil wird als die Maschine dieses Ausführungsbeispiels angenommen. Genauer gesagt ist die Maschine eine Viertakt-Hubkolben-Dieselmaschine. In dieser Maschine wird ein Zielzylinder durch einen Zylinderunterscheidungssensor (elektromagnetischer Kontaktgeber) nacheinander unterschieden, welcher in Nockenwellen der Einlass-Abgasventile vorgesehen ist. Das heißt, dass ein Verbrennungszyklus einschließlich vier Hüben des Einlassens, der Verdichtung, des Antriebs und des Auslasses, in Abfolge mit einem Zyklus von „720°CA” (CA = Kurbelwinkel) bezüglich jedem der vier Zylinder #1 bis #4 durchgeführt wird. Die Verbrennung wird in dem Zylinder #1, #3, #4 und #2 in dieser Reihenfolge mit einer Abweichung von 180°CA durchgeführt. Die Kraftstoffinjektoren 20 (Kraftstoffinjektor) in der 1 sind von der linken Seite her für die Zylinder #1, #2, #3 und #4 vorgesehen.
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Die verschiedenen Vorrichtungen, die das Kraftstoffzufuhrsystem bilden, umfassen einen Kraftstofftank 10, eine Kraftstoffpumpe 11, eine Common Rail 12 (Speicher) und Injektoren 20, die in dieser Reihenfolge von der stromaufwärtigen Seite der Kraftstoffströmung her angeordnet sind. Der Kraftstofftank 10 und die Kraftstoffpumpe 11 sind miteinander durch Rohrleitungen 10a über einen Kraftstofffilter 10b verbunden. Der Kraftstofftank 10 ist ein Tank (Behälter) zum Speichern des Kraftstoffs (Leichtöl) einer Zielmaschine.
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Wie es in 1 gezeigt ist, ist dieses System auf eine derartige Art und Weise aufgebaut, dass eine elektronische Steuereinheit (ECU) 30 Sensorausgaben (Erfassungsergebnisse) von verschiedenen Sensoren empfängt und den Antrieb eines Kraftstoffzufuhrsystems, wie z. B. Injektoren 20 und die Kraftstoffpumpe 11 auf der Basis der jeweiligen Sensorausgaben steuert.
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Die Kraftstoffpumpe 11 weist eine Hochdruckpumpe 11a und eine Niederdruckpumpe 11b auf und ist auf eine derartige Art und Weise aufgebaut, dass der durch die Niederdruckpumpe 11b von dem Kraftstofftank 10 angesaugte Kraftstoff druckbeaufschlagt wird und durch die Hochdruckpumpe 11a abgegeben wird. Die Menge des zu der Hochdruckpumpe 11a druckgeförderten Kraftstoffs, das heißt die Menge an Kraftstoff, die durch die Kraftstoffpumpe 11 abgegeben wird, wird durch ein Ansaugsteuerventil (SCV) 11c gesteuert, das auf der Kraftstoffansaugseite der Kraftstoffpumpe 11 angeordnet ist. Anders gesagt wird der Antriebsstrom des SCV 11c eingestellt, um die Menge an Kraftstoffabgabe von der Kraftstoffpumpe 11 auf einen gewünschten Wert zu steuern. Das SCV 11c ist ein drucklos geöffnetes Ventil, das geöffnet ist, wenn der Strom nicht zugeführt wird.
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Die Niederdruckpumpe 11a besteht beispielsweise aus einer Trochoid-Förderpumpe. Die Hochdruckpumpe 11a besteht beispielsweise aus einer Tauchkolbenpumpe und ist auf eine derartige Weise aufgebaut, dass eine bestimmte Anzahl von Tauchkolben (beispielsweise zwei oder drei Tauchkolben) jeweils in einer axialen Richtung durch einen exzentrischen Nocken (nicht gezeigt) hin- und herbewegt werden, um den Kraftstoff in einer Druckbeaufschlagungskammer zu bestimmten Zeiten sequentiell unter Druck zu befördern. Beide Pumpen werden durch eine Antriebswelle 11d angetrieben. Die Antriebswelle 11d wird in Verbindung mit einer Kurbelwelle 41 der Maschine gedreht und wird beispielsweise mit einem Verhältnis von 1/1 oder 1/2 zu einer Drehung der Kurbelwelle 41 gedreht. Das heißt, dass die Niederdruckpumpe 11b und die Hochdruckpumpe 11a durch die Ausgabe der Maschine angetrieben werden.
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Der Kraftstoff in dem Kraftstofftank 10 wird durch die Kraftstoffpumpe 11 über einen Kraftstofffilter 10b angesaugt und wird druckbeaufschlagt und durch Rohrleitungen zu der Common Rail 12 gefördert (druckgefördert). Die Common Rail 12 speichert den Kraftstoff in einem Hochdruckzustand und führt eine Kraftstoffverteilung jeweils durch die Hochdruckrohrleitung 14 zu dem Injektor 20 eines jeden Zylinders #1 bis #4 durch. Eine Kraftstoffabgabeöffnung 21 eines jeden Injektors 20 (#1 bis #4) ist mit einer Rohrleitung 18 verbunden, um überschüssigen Kraftstoff zu dem Kraftstofftank 10 zurückzuleiten. Darüber hinaus ist zwischen der Common Rail 12 und der Hochdruckrohrleitung 14 eine Düse 12a (Kraftstoffpulsierverringerungseinrichtung) vorgesehen, die ein Druckpulsieren des Kraftstoffs abschwächt, der von der Common Rail 12 in die Hochdruckrohrleitung 14 strömt.
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Die Common Rail 12 ist mit einem Druckverringerungsventil 12b versehen. Wenn so gesteuert wird, dass das Druckverringerungsventil 12b durch die ECU 30 geöffnet ist, wird ein Teil des Kraftstoffs in der Common Rail 12 durch die Rohrleitung 18 zu dem Kraftstofftank 10 zurückgeführt. Daher wird der Kraftstoffdruck in der Common Rail 12 verringert.
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Der Aufbau des Injektors 20 ist mit Bezug auf 2 ausführlich beschrieben. Die vorhergehend genannten 4 Injektoren 20 (#1 bis #4) weisen im Wesentlichen denselben Aufbau auf. Der Injektor ist ein Injektor nach einer Öldruckantriebsart, der den zur Verbrennung dienenden Kraftstoff verwendet (Kraftstoff in dem Kraftstofftank 10), und eine Antriebskraft zur Kraftstoffeinspritzung wird durch eine Öldruckkammer (Steuerkammer) Cd zu dem Ventilabschnitt übertragen. Wie es in 2 gezeigt ist, ist der Injektor 20 ein drucklos geschlossenes Ventil.
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Ein Gehäuse 20e des Injektors 20 hat einen Kraftstoffeinlass 22, durch den der Kraftstoff von der Common Rail 12 her strömt. Ein Teil des Kraftstoffs strömt in die Öldruckkammer Cd und der andere Teil strömt durch den Kraftstoffeinlass 22 zu der Kraftstoffeinspritzöffnung 20f. Die Öldruckkammer Cd ist mit einem Auslassloch 24 versehen, das durch ein Steuerventil 23 geöffnet/geschlossen wird. Wenn das Auslassloch 24 geöffnet ist, wird der Kraftstoff in der Öldruckkammer Cd durch das Auslassloch 24 und eine Kraftstoffabgabeöffnung 21 zu dem Kraftstofftank 10 rückgeführt.
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Wenn ein Solenoid 20b erregt bzw. mit Strom beaufschlagt ist, wird das Steuerventil 23 abgehoben, um das Auslassloch 24 zu öffnen. Wenn das Solenoid 20 entregt bzw. nicht mit Strom beaufschlagt ist, wird das Steuerventil 23 abgesetzt, um das Auslassloch 24 zu schließen. Gemäß diesem Erregen/Entregen des Solenoids 20b wird der Druck in der Öldruckkammer Cd gesteuert. Der Druck in der Öldruckkammer Cd entspricht einem Gegendruck eines Nadelventils 20c. Das Nadelventil 20c wird gemäß dem Druck in der Öldruckkammer Cd abgehoben oder abgesetzt, wobei es eine Vorspannkraft von einer Feder 20d aufnimmt. Wenn das Nadelventil 20d abgehoben ist, strömt der Kraftstoff durch den Kraftstoffzufuhrdurchgang 25 und wird durch die Einspritzöffnung 20f in die Brennkammer eingespritzt.
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Das Nadelventil 20c wird durch eine An-Aus-Steuerung angetrieben. Das heißt, dass das Solenoid 20b ein Pulssignal von der ECU 30 empfängt, um das Nadelventil 20c anzutreiben. Wenn das Solenoid 20b ein AN-Signal empfängt, wird das Nadelventil 20c abgehoben, um die Einspritzöffnung 20f zu öffnen. Wenn das Solenoid 20b ein AUS-Signal empfängt, wird das Nadelventil 20c abgesetzt, um die Einspritzöffnung 20f zu schließen.
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Der Druck in der Öldruckkammer Cd wird durch Zuführen des Kraftstoffs in die Common Rail 12 erhöht. Demgegenüber wird der Druck in der Öldruckkammer Cd durch Erregen des Solenoids 20b zum Abheben des Steuerventils 23 so, dass das Auslassloch 24 geöffnet ist, herabgesetzt. Dadurch wird der Kraftstoff in der Öldruckkammer Cd zu dem Kraftstofftank 10 durch die Rohrleitung 18 rückgeführt, die den Injektor 20 mit dem Kraftstofftank 10 verbindet. Das heißt, dass der durch das Steuerventil 23 gesteuerte Kraftstoffdruck in der Öldruckkammer Cd den Betrieb des Nadelventils 20c steuert, das die Kraftstoffeinspritzöffnung 20f öffnet/schließt.
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Wie es vorhergehend beschrieben ist, ist der Injektor 20 mit einem Nadelventil 20c versehen, das den Injektor 20 öffnet/schließt. Wenn das Solenoid 20b entregt ist, wird das Nadelventil 20c durch eine Vorspannkraft der Feder 20d in eine geschlossene Position bewegt. Wenn das Solenoid 20b erregt ist, wird das Nadelventil gegen die Vorspannkraft der Feder 20d in eine geöffnete Position bewegt. Der Hubbetrag des Nadelventils 20c wird in einer Öffnungsrichtung und einer Schließrichtung symmetrisch variiert.
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Ein Kraftstoffdrucksensor 20a ist in einer Nähe des Kraftstoffeinlasses 22 angeordnet. Genauer gesagt sind der Kraftstoffeinlass 22 und die Hochdruckrohrleitung 14 durch eine Verbindungseinrichtung 20j miteinander verbunden, in der der Kraftstoffdrucksensor 20a angeordnet ist.
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Der Kraftstoffdrucksensor 20a erfasst einen Kraftstoffdruck an dem Kraftstoffeinlass 22 zu jeglicher Zeit. Genauer gesagt kann der Kraftstoffdrucksensor 20a ein Muster der Veränderung bzw. der Variation des Kraftstoffdrucks aufgrund der Kraftstoffeinspritzung, des Kraftstoffdruckniveaus (stabiler Druck), eines Kraftstoffeinspritzdrucks und dergleichen erfassen.
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Der Kraftstoffdrucksensor 20a ist für jeden der Injektoren 20 (#1 bis #4) vorgesehen. Basierend auf den Ausgaben des Kraftstoffdrucksensors 20a kann das Muster der Veränderung des Kraftstoffdrucks aufgrund der Kraftstoffeinspritzung mit hoher Genauigkeit erfasst werden.
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Das Fahrzeug (nicht gezeigt) ist mit verschiedenen Sensoren zur Fahrzeugsteuerung versehen. Beispielsweise ist eine Kurbelwelle 41, die die Ausgabewelle der Maschine ist, mit einem Kurbelwinkelsensor 42 (beispielsweise einem elektromagnetischen Messgeber) zur Ausgabe eines Kurbelwinkelsignals in bestimmten Kurbelwinkelabständen (beispielsweise in Abständen von 30°CA) versehen, um die Drehwinkelstellung und die Drehzahl der Kurbelwelle 41 zu erfassen. Ein Beschleunigerpedal (nicht gezeigt) ist mit einem Beschleunigersensor 44 zur Ausgabe eines elektrischen Signals gemäß dem Zustand (Versatzbetrag) des Beschleunigerpedals versehen, um die Betätigungsmenge des Beschleunigerpedals (Niederdruckmenge des Beschleunigers) durch einen Fahrer zu erfassen.
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Die ECU 30 führt die Maschinensteuerung in diesem System durch. Die ECU 30 besteht aus einem bekannten Mikrocomputer (nicht gezeigt) und erfasst den Betriebszustand der Maschine und Anforderungen eines Bedieners auf der Basis des Erfassungssignals der verschiedenen Sensoren und betreibt verschiedene Aktoren, wie z. B. den Injektor 20 und das SCV 11c.
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Ein Mikrocomputer der ECU 30 umfasst eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), einen Schreib-Lese-Speicher (RAM), einen Nur-Lese-Speicher (ROM), einen elektrisch löschbaren, programmierbaren Nur-Lese-Speicher (EEPROM), einen Backup-RAM und dergleichen. Der ROM speichert verschiedene Arten von Programmen zum Steuern der Maschine und der EEPROM speichert verschiedene Arten von Daten, wie z. B. Gestaltungsdaten der Maschine.
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Die ECU 30 berechnet ein Drehmoment (erforderliches Drehmoment), das an einer Ausgabewelle (einer Kurbelwelle 41) erzeugt werden soll, und eine Kraftstoffeinspritzmenge, die dazu benötigt wird, das erforderliche Drehmoment zu erzielen, basierend auf den Ausgaben von den Sensoren. Die Kraftstoffeinspritzmenge wird so gesteuert, dass ein axiales Drehmoment (Ausgabedrehmoment), das tatsächlich an der Kurbelwelle 41 erzeugt wird, mit dem erforderlichen Drehmoment übereinstimmt.
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Das heißt, dass die ECU 30 die Kraftstoffeinspritzmenge gemäß einem Maschinenantriebszustand und der Beschleunigerbetätigungsmenge berechnet. Die ECU 30 gibt ein Kraftstoffeinspritzsteuersignal an den Injektor 20 aus. Demzufolge wird das Ausgabedrehmoment der Maschine auf das Solldrehmoment gebracht.
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Zudem wird bei der Dieselmaschine im gleichmäßigen Betrieb das Einlassdrosselventil in dem annähernd vollständig geöffneten Zustand gehalten, um eine Frischluftmenge zu vergrößern und einen Pumpverlust zu verringern. Somit wird hauptsächlich die Kraftstoffeinspritzmengensteuerung durchgeführt.
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Nachfolgend ist der grundlegende Vorgang der Kraftstoffeinspritzsteuerung gemäß diesem Ausführungsbeispiel mit Bezug auf 3 bis 5 beschrieben. Die Werte von verschiedenen Parametern, die bei diesen in 3 bis 5 gezeigten Verarbeitungen verwendet werden, sind in den Speichervorrichtungen, wie z. B. dem RAM, dem EEPROM oder dem Backup-RAM, die in der ECU 30 montiert sind, gespeichert und werden je nach Bedarf zu jeglicher Zeit aktualisiert. Die Verarbeitungen werden basierend auf in den ROM gespeicherten Programmen durchgeführt.
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Die in 3 gezeigte Verarbeitung wird einmal pro Verwendungszyklus bezüglich eines jeden Zylinders durchgeführt. In Schritt S11 liest der Computer bestimmte Parameter aus, wie z. B. die durch den Kurbelwinkelsensor 42 gemessene Drehzahl, den durch den Kraftstoffdrucksensor 20a gemessenen Kraftstoffdruck und die durch den Beschleunigersensor 44 erfasste Beschleunigerstellung.
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In Schritt S12 setzt der Computer das Einspritzmuster basierend auf den Parametern fest, die in Schritt S11 ausgelesen werden. In einem Fall einer einzelnen Einspritzung wird eine Sollkraftstoffeinspritzmenge (Sollkraftstoffeinspritzzeit) bestimmt, um das erforderliche Drehmoment an der Kurbelwelle 41 zu erzeugen. In einem Fall einer Mehrfacheinspritzung wird eine Sollgesamtkraftstoffeinspritzmenge (Sollkraftstoffeinspritzzeit) bestimmt, um das erforderliche Drehmoment zu erzeugen. Basierend auf dem Einspritzmuster wird ein Befehlswert (Befehlssignal) an den Injektor 20 bestimmt. Dadurch werden sowohl eine Pinoteinspritzung, eine Folgeeinspritzung und eine Nacheinspritzung als auch die Halbeinspritzung gemäß dem Antriebszustand des Fahrzeugs ausgeführt.
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Das Einspritzmuster bzw. der Einspritzverlauf wird basierend auf einem in dem ROM gespeicherten bestimmten Kennfeld und Korrekturkoeffizienten erhalten. Genauer gesagt wird ein optimales Einspritzmuster durch einen Versuch bezüglich eines Bereichs erhalten, in dem der bestimmte Parameter vermutet wird. Das optimale Einspritzmuster ist in einem Einspritzsteuerungskennfeld gespeichert. Das Einspritzmuster ist durch Parameter bestimmt, wie z. B. durch eine Anzahl von Kraftstoffeinspritzungen pro Verwendungszyklus, durch eine Kraftstoffeinspritzzeit und eine Kraftstoffeinspritzzeitdauer einer jeden Kraftstoffeinspritzung. Das Einspritzsteuerungskennfeld gibt eine Beziehung zwischen den Parametern und dem optimalen Einspritzmuster an.
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Das Einspritzmuster wird durch den Korrekturkoeffizienten korrigiert, der aktualisiert und in dem EEPROM gespeichert wird, und anschließend werden das Einspritzmuster und das an den Injektor gerichtete Befehlsignal erhalten. Der Korrekturkoeffizient wird während dem Maschinenbetrieb sequentiell aktualisiert.
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Das Einspritzmuster kann basierend auf Kennfeldern bestimmt werden, die unabhängig mit Bezug auf jedes Element des Einspritzmusters ausgebildet sind (beispielsweise die Anzahl von Kraftstoffeinspritzungen). Alternativ kann das Einspritzmuster basierend auf einem Kennfeld bestimmt sein, das bezüglich einiger Elemente ausgebildet ist.
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Anschließend geht der Vorgang zu Schritt S13 über. In Schritt S13 wird der Injektor 20 basierend auf dem Befehlswert (Befehlssignal) gesteuert. Anschließend wird der Vorgang beendet.
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Die in 4 gezeigte Verarbeitung wird bei einem bestimmten Zyklus (beispielsweise einem Berechnungszyklus der CPU) oder bei einem jeden bestimmten Kurbelwinkel durchgeführt. Bei der Verarbeitung wird die Kraftstoffpumpe 11 auf eine derartige Art und Weise geregelt, dass der Kraftstoffdruck (Einlassdruck), der zu dem Injektor 20 zugeführt wird, mit dem Sollkraftstoffdruck übereinstimmt. In Schritt S21 liest der Computer bestimmte Parameter aus, wie z. B. die durch den Kurbelwinkelsensor 42 gemessene Maschinendrehzahl und die in Schritt S12 berechnete Sollkraftstoffeinspritzmenge (oder Sollgesamtkraftstoffeinspritzmenge).
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In Schritt S22 setzt der Computer einen Druckbefehlswert Ptrg als den Sollkraftstoffdruck basierend auf den Parametern fest, die in Schritt S21 ausgelesen werden. Der Druckbefehlswert Ptrg wird basierend auf der Maschinendrehzahl und der Sollkraftstoffeinspritzmenge unter Verwendung eines bestimmten Kennfeldes erhalten, das in dem ROM gespeichert ist. Genauer gesagt wird ein optimaler Kraftstoffdruck durch einen Versuch bezüglich einem Bereich erhalten, in dem der bestimmte Parameter (Schritt S21) angenommen wird. Der optimale Kraftstoffdruck wird in einem Kraftstoffdrucksteuerungskennfeld gespeichert. Das Kraftstoffdruckkennfeld gibt eine Beziehung zwischen den Parametern und dem optimalen Kraftstoffdruck an.
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In Schritt S23 wird der Durchschnittswert Pave der Ausgabewerte einer Vielzahl von Kraftstoffdrucksensoren 20a erlangt. Dieser Durchschnittswert Pave ist ein Wert, der durch eine später genannte, in 5 gezeigte Verarbeitung berechnet wird. In Schritt S24 wird der Druckbefehlswert Ptrg mit dem Durchschnittswert Pave verglichen.
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Wenn der Computer in Schritt S24 bestimmt, dass der Druckbefehlswert Ptrg größer als der Durchschnittswert Pave ist, geht der Vorgang zu Schritt S25 über, in dem die Kraftstoffabgabemenge der Kraftstoffpumpe 11 erhöht wird. Genauer gesagt wird ein Unterschied zwischen dem Durchschnittswert Pave und dem Druckbefehlswert Ptrg berechnet. Gemäß diesem Unterschied wird der elektrische Antriebsstrom, der auf das SCV 11c aufgebracht wird, durch eine Regelung (beispielsweise eine PID-Steuerung = Proportional-Integral-Differential-Steuerung) so eingestellt, dass der Durchschnittswert Pave dem Druckbefehlswert Ptrg nahe kommt.
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Wenn der Computer bestimmt, dass der Durchschnittswert Pave größer als der Druckbefehlswert Ptrg ist, geht der Vorgang zu Schritt S26 über, in dem das Druckverringerungsventil 12b betrieben wird, um den Druck in der Common-Rail 12 so zu verringern, dass der Einlassdruck der Injektoren 20 herabgesetzt wird. Alternativ führen die Injektoren 20 einen Betrieb ohne Einspritzung aus, um den Einlassdruck zu verringern. In dem Betrieb ohne Einspritzung wird das Solenoid 20b für eine kurze Dauer erregt und der Kraftstoff wird durch die Kraftstoffabgabeöffnung 21 zu dem Kraftstofftank 10 ohne Durchführen der Kraftstoffeinspritzung von der Einspritzöffnung 20f rückgeführt.
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Genauer gesagt wird ein Unterschied bzw. eine Differenz zwischen dem Durchschnittswert Pave und dem Druckbefehlswert Ptrg berechnet. Gemäß diesem Unterschied wird die Betriebsdauer des Druckverringerungsventils 12b oder die Dauer des Betriebs ohne Einspritzung durch eine Regelung (beispielsweise eine PID-Steuerung) so eingestellt, dass der Durchschnittswert Pave dem Druckbefehlswert Ptrg nahe kommt. Wenn der Computer bestimmt, dass der Durchschnittswert Pave gleich zu dem Druckbefehlswert Ptrg ist, wird der Vorgang beendet.
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Die in 5 gezeigte Verarbeitung wird bei einem bestimmten Zyklus (beispielsweise einem Berechnungszyklus der CPU) oder bei einem jeden bestimmten Kurbelwinkel durchgeführt. Bei dieser Verarbeitung wird eine Korrektur des Ausgabewerts des Kraftstoffdrucksensors 20a und ein Diagnoseprozess durchgeführt. In Schritt S31 werden die Ausgabewerte (Ausgabespannung) einer Vielzahl der Kraftstoffdrucksensoren 20a ausgelesen.
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Mit Bezug auf 6 ist die Verarbeitung in Schritt S31 ausführlich beschrieben. In 6 zeigt ein Abschnitt (a) eine Veränderung des auf das Solenoid 20b aufgebrachten Antriebstroms, die auf dem anderen Injektor 20 in Schritt S13 ausgegebenen Befehlssignal basiert. Ein Abschnitt (b) zeigt eine Veränderung der Kraftstoffeinspritzrate und ein Abschnitt (c) zeigt eine Veränderung des erfassten Werts (Ausgabewerts) des Kraftstoffdrucksensors 20a.
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Die ECU 30 erfasst den Ausgabewert des Kraftstoffdrucksensors 20a durch ein Unterprogramm (nicht gezeigt). In diesem Unterprogramm wird der Ausgabewert des Kraftstoffdrucksensors 20a in kurzen Abständen erfasst, sodass eine Druckwellenform gezeichnet werden kann. Genauer gesagt wird die Sensorausgabe sukzessive in einem Abstand erlangt, der kürzer als 50 μsec ist (wünschenswerterweise 20 μsec).
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Die in dem Abschnitt (b) von 6 gezeigte Veränderung der Kraftstoffeinspritzrate wird basierend auf der in dem Abstand (c) gezeigten Veränderung des Einlassdrucks geschätzt. Die geschätzte Einspritzrate wird verwendet, um das Einspritzsteuerungskennfeld zu aktualisieren, das in Schritt S11 verwendet wird. Da die Veränderung des Ausgabewerts des Kraftstoffdrucksensors 20a und die Veränderung der Einspritzrate eine nachfolgend beschriebene Beziehung ausweisen, kann die Einspritzrate geschätzt werden.
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Nachdem der Antriebsstrom auf das Solenoid 20b aufgebracht wird, fällt der erfasste Druck an einem Punkt P1 ab, bevor die Einspritzrate an einem Punkt R3 erhöht wird. Das kommt daher, dass das Steuerventil 23 das Auslassloch 24 öffnet und der Druck in der Öldruckkammer Cd an dem Punkt P1 herabgesetzt wird. Wenn der Druck in der Öldruckkammer Cd genügend herabgesetzt ist, wird der Druckabfall von dem Punkt P1 an einen Punkt P2 angehalten. Anschließend, wenn die Einspritzrate an dem Punkt R3 beginnt, zuzunehmen, beginnt der erfasste Druck an einem Punkt P3, abzunehmen. Wenn die Einspritzrate an einem Punkt R4 die maximale Einspritzrate erreicht, wird der erfasste Druckabfall an einem Punkt P4 angehalten.
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Anschließend beginnt der erfasste Druck an einem Punkt P5, zuzunehmen. Das kommt daher, dass das Steuerventil 23 das Auslassloch 24 schließt und der Druck in der Öldruckkammer Cd an dem Punkt P5 erhöht wird. Wenn der Druck in der Öldruckkammer Cd genügend erhöht ist, wird eine Zunahme des erfassten Drucks von dem Punkt P5 an einem Punkt P6 angehalten. Wenn die Einspitzrate damit an einem Punkt R7 beginnt, abzunehmen, beginnt der erfasste Druck an einem Punkt P7 damit, zuzunehmen. Anschließend, wenn die Einspritzrate null wird und die tatsächliche Kraftstoffeinspritzung an einem Punkt R8 beendet ist, wird die Zunahme des erfassten Drucks an einem Punkt P8 angehalten. Nach dem Punkt P8 wird der erfasste Druck abgeschwächt, wobei eine Zunahme und eine Abnahme mit einem konstanten Zyklus wiederholt wird. Danach liegt die Veränderungsbreite des erfassten Drucks innerhalb eines bestimmen Werts und der erfasste Druckwert wird während einer Zeitdauer T1 stabil (stabile Kraftstoffdruckzeitdauer).
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Wie es vorhergehend beschrieben ist, können durch Erfassen der Punkte P3 und P8 des erfassten Drucks der Einspritzstartpunkt (R3) und der Einspritzabschlusspunkt (R8) geschätzt werden. Basierend auf einer Beziehung zwischen der Veränderung des erfassten Werts und der Veränderung der Einspritzrate, die nachfolgend beschrieben sind, kann die Veränderung der Einspritzrate durch die Veränderung des erfassten Drucks geschätzt werden.
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Das heißt, dass eine Abnahmerate Pα des erfassten Drucks von dem Punkt P3 zu dem Punkt P4 mit einer Zunahmerate Rα der Einspritzrate von dem Punkt R3 zu dem Punkt R4 in Beziehung steht. Eine Zunahmerate Pβ des erfassten Drucks von dem Punkt P7 zu dem Punkt P8 steht mit einer Abnahmerate Rβ der Einspritzrate von dem Punkt R7 zu dem Punkt R8 in Beziehung. Ein Abnahmebetrag Pγ des erfassten Drucks von dem Punkt P3 zu dem Punkt P4 steht mit einem Zunahmebetrag Rγ der Einspritzrate von dem Punkt R3 zu dem Punkt R4 in Beziehung. Daher können die Zunahmerate Rα der Einspritzrate, die Abnahmerate Rβ der Einspritzrate und der Zunahmebetrag Rγ der Einspritzrate durch Erfassen der Abnahmerate Pα des erfassten Drucks, der Zunahmerate Pβ des erfassten Drucks und des Abnahmebetrags Pγ des erfassten Drucks geschätzt werden. Die in dem Teil (b) von 6 gezeigte Veränderung der Kraftstoffeinspritzrate kann geschätzt werden.
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In Schritt S31 wird der Ausgabewert des Kraftstoffdrucksensors 20a während der stabilen Kraftstoffdruckzeitdauer T1 ausgelesen, der mit dem Druckbefehlswert Ptrg (Sollkraftstoffdruck) in Beziehung steht, welcher in Schritt S22 zu diesem Zeitpunkt aufgestellt wird. Bei einem bestimmten Kraftstoffdrucksensor 20a ist es wünschenswert, eine Vielzahl der Ausgabewerte in Bezug auf einen einzelnen Druckbefehlswert Ptrg zu erfassen. Es ist wünschenswert, einen Durchschnittswert der Ausgabewerte als den Ausgabewert des Kraftstoffdrucksensors 20a bei der Verarbeitung nach einem Schritt S32 zu verwenden. Daher wird ein Fehler aufgrund eines in einem einzelnen Ausgabewert eingeschlossenen Rauschens geglättet. Ein Einfluss aufgrund des Fehlers kann verringert werden.
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In Schritt S32 werden Ausgabekennlinien, die eine Beziehung zwischen dem in Schritt S31 ausgelesenen Ausgabewert und dem Druckbefehlswert Ptrg angeben, bezüglich einer Vielzahl der Kraftstoffdrucksensoren 20a berechnet. Die Ausgabekennlinien sind in 7 mit „L1”, „L2”, „L3”, und „L4” bezeichnet. In diesem Ausführungsbeispiel hat der Kraftstoffdrucksensor 20a eine Charakteristik, bei der der Ausgabewert im Verhältnis zu dem erfassten Druck variiert. Somit kann die Ausgabekennlinie in Schritt S32 basierend auf zwei Daten berechnet werden, die die Beziehung zwischen dem in Schritt S31 gelesenen Ausgabewert und dem Druckbefehlswert Ptrg angeben.
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In 7 bezeichnen „D1” und „D2” zwei Daten des Injektors 20 (#4). Der Druckbefehlswert Ptrg bei „D1” gibt einen Druckbefehlswert zu einer Zeit des Maschinenleerlaufs an, der ein minimaler Wert ist. Der Druckbefehlswert Ptrg bei „D2” ist ein maximaler Wert. Mit Bezug auf die anderen Injektoren 20 (#1, #2, #3) werden die Ausgabekennlinien auf eine ähnliche Weise berechnet. In einem Fall des Berechnens der Ausgabekennlinie basierend auf drei oder mehr Daten kann eine Regressionslinie als die Ausgabekennlinie berechnet werden.
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In Schritt S33 berechnet der Computer eine Bezugslinie Lave (mit Bezug auf 7) durch eine Durchschnittsberechnung der Ausgabekennlinien L1, L2, L3, und L4, die in Schritt S32 berechnet werden. Genauer gesagt wird ein Steigungsdurchschnitt und ein Achsabschnittsdurchschnitt bei den Ausgabekennlinien L1, L2, L3 und L4 berechnet und die durch die Durchschnittsteigung und den Durchschnittsachsabschnitt definierte Linie wird als die Referenzlinie Lave berechnet. Der Durchschnittswert Pave, der in Schritt S23 verwendet wird, wird durch Eingeben von einem der Ausgabewerte der Kraftstoffdrucksensoren 20a in die Referenzlinie Lave erhalten.
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In Schritt S34 wird jeweils eine Abweichung von der Referenzlinie Lave bezüglich einer jeden Ausgabekennlinie L1, L2, L3, und L4 berechnet. Der Computer bestimmt, ob der Abweichungsbetrag größer als oder gleich wie ein vorbestimmter Schwellenwert Δth ist (mit Bezug auf 8). Bei der Ausgabekennlinie L4 wird mit Bezug auf einen bestimmten Druckbefehlswert (minimaler Druckbefehlswert bei D1 in 7 und 8) ein Unterschied ΔV zwischen dem Ausgabewert der Ausgabekennlinie L4 und dem Ausgabewert der Referenzlinie Lave als der Abweichungsbetrag berechnet.
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Der bestimmte Druckbefehlswert kann ein maximaler Druckbefehlswert bei D2 sein. Alternativ können die Abweichungsbeträge mit Bezug auf sowohl den minimalen Wert als auch den maximalen Wert berechnet werden, um mit dem Schwellenwert Δth verglichen zu werden. Alternativ wird der Abweichungsbetrag mit Bezug auf alle Druckbefehlswerte berechnet und der maximale Abweichungsbetrag kann mit dem Schwellenwert Δth verglichen werden. In 8 ist eine Linie, die durch „th1” gekennzeichnet ist, eine Schwellenwertlinie, zu dessen Achsabschnitt Δth bezüglich der Referenzlinie Lave hinzugefügt wird und eine Linie, die durch „th2” gekennzeichnet ist, ist eine weitere Schwellenwertlinie, deren Achsabschnitt um Δth relativ zu der Referenzlinie Lave verringert wird.
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Wenn die Antwort in Schritt S34 Ja ist, geht der Vorgang zu Schritt S35 über, in dem der Computer bestimmt, dass ein Fehler in dem Ausgabewert des Kraftstoffdrucksensors 20a vorliegt, der an dem Zylinder montiert ist, in Übereinstimmung mit der Ausgabekennlinie, die den Abweichungsbetrag Δth ausweist. Die Verarbeitung in Schritt S35 entspricht einer ersten Anomaliebestimmungseinrichtung. Wenn beispielsweise der Abweichungsbetrag ΔV größer als der Schwellenwert Δth in der Ausgabekennlinie L4 ist, die in 8 gezeigt ist, wird bestimmt, dass der Ausgabewert des Kraftstoffdrucksensors 20a, der an dem Injektor 20 des Zylinders #4 vorgesehen ist, anormal ist.
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Wenn sich die Ausgabekennlinie außerhalb der Schwellenwertlinien th1, th2 befindet, wie es durch die Linie L4 gezeigt ist, kann der Computer in Schritt S35 alternativ bestimmen, dass eine Anormalität vorliegt. Wenn sich ein Teil der Ausgabekennlinie außerhalb der Schwellenwertlinien th1, th2 befindet, wie es durch die Linie L1 gezeigt ist, bestimmt der Computer alternativ dazu in Schritt S35, dass eine Anormalität vorliegt.
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Wenn die Antwort in Schritt S34 Nein ist, geht der Vorgang zu Schritt S36 über, in dem die Ausgabekennlinien L1, L2, L3 und L4 korrigiert werden, um mit der Referenzlinie Lave so übereinzustimmen, dass der Abweichungsbetrag ΔV null wird. Die Verarbeitung in Schritt S36 entspricht einer Ausgabewertkorrektureinrichtung. Bei der Ausgabekennlinie L4 wird beispielsweise der Ausgabewert V1 des Kraftstoffdrucksensors 20a auf den Ausgabewert V2 in einem Fall korrigiert, dass der Druckbefehlswert Ptrg ein Wert von PS ist. Anders gesagt, wenn der Ausgabewert des Kraftstoffdrucksensors 20a in den Druck umgewandelt wird, wird die Referenzlinie Lave anstelle der Ausgabekennlinien L1 bis L4 verwendet.
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Basierend auf dem in Schritt S36 korrigierten Ausgabewert wird die Veränderung des Einlassdrucks (eine Druckwellenform, die in dem Teil (c) von 6 gezeigt ist) erlangt. Bei der Ausgabekennlinie L4 wird die Druckwellenform des Zylinders #4 basierend auf dem korrigierten Ausgabewert V2 erlangt. Wie es vorhergehend beschrieben ist, wird die in dem Teil (b) von 6 gezeigte Einspritzrate geschätzt und das Einspritzsteuerungskennfeld wird basierend auf der Veränderung der geschätzten Einspritzrate aktualisiert.
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Gemäß diesem vorhergehend beschriebenen Ausführungsbeispiel können die nachfolgenden Vorteile erhalten werden.
- (1) Der Kraftstoffdrucksensor 20a ist bei jedem einer Vielzahl der Injektoren 20 vorgesehen. Die Ausgabekennlinien L1 bis L4 eines jeden Kraftstoffdrucksensors 20a werden berechnet und die Durchschnittslinie der Ausgabekennlinien L1 bis L4 wird als die Referenzlinie Lave berechnet. Der Abweichungsbetrag von einem tatsächlichen Wert der Referenzlinie Lave ist kleiner als der Abweichungsbetrag von einem tatsächlichen Wert der Ausgabekennlinien L1 bis L4. Der Ausgabewert eines jeden Kraftstoffdrucksensors 20a wird auf eine derartige Art und Weise korrigiert, dass die Ausgabekennlinien L1 bis L4 mit der Referenzlinie Lave übereinstimmen. Somit wird der Ausgabewert korrigiert, um dem tatsächlichen Wert näher zu kommen.
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Daher wird eine Robustheit des Ausgabewerts des Kraftstoffdrucksensors 20a verbessert und die Veränderung des Einlassdrucks wird geeignet erlangt, wodurch die Einspritzrate geeignet geschätzt wird. Die Kraftstoffeinspritzsteuerung kann basierend auf der geschätzten Einspritzrate geeignet durchgeführt werden.
- (2) Die Ausgabekennlinien L1 bis L4 werden basierend auf zwei Daten „D1” und „D2” berechnet. Die Referenzlinie Lave wird basierend auf den berechneten Ausgabekennlinien L1 bis L4 berechnet, die als der Durchschnittswert der Ausgabewerte der Kraftstoffdrucksensoren 20a verwendet wird. Da die Referenzlinie Lave basierend auf einer geringen Anzahl von Daten berechnet werden kann, kann eine Kapazität des EEPROM verringert werden und eine Berechnungsbeanspruchung der CPU kann verringert werden.
- (3) Mit Bezug auf jede Ausgabekennlinie L1 bis L4 bestimmt der Computer dann, wenn der Abweichungsbetrag ΔV bezüglich der Referenzlinie Lave größer als oder gleich wie der Schwellenwert Δth ist, dass der Ausgabewert des entsprechenden Kraftstoffdrucksensors 20a anormal ist. Da die Referenzlinie Lave als ein Referenzwert zur Diagnose verwendet werden kann, kann die Diagnose mit Bezug auf jeden Kraftstoffdrucksensor 20a durchgeführt werden.
- (4) In Schritt S31 wird der Ausgabewert während der stabilen Kraftstoffdruckzeitdauer T1 ausgelesen. Da die Ausgabekennlinie L1 bis L4 unter Verwendung des vorhergehend genannten Ausgabewerts berechnet werden, kann der Abweichungsbetrag der Ausgabekennlinien L1 bis L4 von dem tatsächlichen Wert verringert werden. Der Abweichungsbetrag der Referenzlinie Lave von dem tatsächlichen Wert kann ebenfalls verringert werden. Somit kann der korrigierte Ausgabewert dem tatsächlichen Wert nahe sein.
- (5) Der Kraftstoffdrucksensor 20a ist an dem Injektor 20 angebracht. Daher kommt die Befestigungsposition des Kraftstoffdrucksensors 20a im Vergleich zu dem Fall, in dem der Kraftstoffdrucksensor 20a an der Hochdruckrohrleitung 14 angebracht ist, die die Common Rail 12 und den Injektor 20 verbindet, der Kraftstoffeinspritzöffnung 20f nahe. Daher kann die Druckveränderung an der Kraftstoffeinspritzöffnung 20f im Vergleich zu dem Fall, in dem die Druckveränderung erfasst wird, nachdem die Druckveränderung in der Hochdruckrohrleitung 14 abgeschwächt wird, korrekt erfasst werden.
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(Andere Ausführungsbeispiele)
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das vorherige beschriebene Ausführungsbeispiel begrenzt.
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In dem vorhergehend genannten Ausführungsbeispiel wird die Ausgabekennlinie L4 basierend auf zwei Daten „D1” und „D2” berechnet. Unter der Vorraussetzung, dass drei oder mehr Daten „D1 bis „D6” (sechs Daten in 8) erlangt werden, wenn die Streuungswerte der Daten „D1” bis „D6” relativ zu der Ausgabekennlinie L4 größer als ein vorbestimmter Schwellenwert sind, kann der Computer bestimmen, dass der Ausgabewert des entsprechenden Kraftstoffdrucksensors 20a anormal ist. Diese Verarbeitung entspricht einer zweiten Anomaliebestimmungseinrichtung. Das heißt, falls der Kraftstoffdrucksensor 20a normal ist, ordnen sich die Daten „D1” bis „D6” auf einer Linie ein. Demgegenüber, falls die Daten „D1” bis „D6” von der Ausgabekennlinie L4 abweichen, kann der Computer bestimmen, dass der Kraftstoffdrucksensor 20a anormal ist.
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In Schritt S31 kann der Computer basierend auf der Druckwellenform, die in dem Teil (c) in 6 gezeigt ist, bestimmen, ob sich der Ausgabewert in dem stabilen Kraftstoffdruckzustand befindet.
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Beispielsweise dann, wenn sich die Veränderungsbreite des in einem bestimmten Abstand (20 μsek) erhaltenen Ausgabewerts, innerhalb einer bestimmten Breite befindet, kann der Computer bestimmen, dass der stabile Kraftstoffdruckzustand vorliegt.
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Außerdem kann dann, wenn der Injektor 20 keinen Kraftstoff einspritzt (beispielsweise dann, wenn das Beschleunigerpedal nicht gedrückt ist oder die Maschine angehalten ist) oder dann, wenn sich die Maschine in einem Leerlaufzustand befindet, der Computer bestimmen, dass der stabile Kraftstoffdruckzustand vorliegt. Wenn eine ausreichende Zeitdauer verstrichen ist, nachdem das Druckverringerungsventil 12b geöffnet worden ist, wenn eine ausreichende Zeitdauer verstrichen ist, nachdem die Kraftstoffpumpe 11 den Kraftstoff abgegeben hat oder wenn eine ausreichende Zeitdauer verstrichen ist, nachdem der Injektor 20 den Kraftstoff eingespritzt hat, kann der Computer bestimmen, dass der stabile Kraftstoffdruckzustand vorliegt.
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Der stabile Kraftstoffdruckzustand wird gezwungen hergestellt und der Ausgabewert des Kraftstoffdrucksensors 20a wird zu dieser Zeit ausgelesen. Das bedeutet, dass bei dem vorhergehend genannten Ausführungsbeispiel der Sollkraftstoffdruck (Druckbefehlswert) basierend auf der Maschinendrehzahl und der Sollkraftstoffeinspritzmenge hergestellt wird. Der Sollkraftstoffdruck variiert konstant, wobei sich der Antriebszustand der Kraftstoffpumpe 11 verändert und sich der Ausgabewert des Kraftstoffdrucksensors 20a ebenfalls verändert.
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Demgegenüber wird der Sollkraftstoffdruck gezwungen bzw. verbindlich auf einem konstanten Wert festgehalten und die Ausgabekennlinien L1 bis L4 können unter Verwendung des Ausgabewerts berechnet werden, der erhalten wird, wenn der Sollkraftstoffdruck gezwungen festgehalten ist. Da die Ausgabekennlinien L1 bis L4 unter Verwendung des vorhergehend genannten Ausgabewerts berechnet werden, kann damit der Abweichungsbetrag der Ausgabekennlinien L1 bis L4 verringert werden. Der Abweichungsbetrag der Referenzlinie Lave von dem tatsächlichen Wert kann ebenfalls verringert werden. Somit kann sich der korrigierte Ausgabewert nahe dem tatsächlichen Wert befinden.
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Wenn wenigstens eine von der ersten Anomaliebestimmungseinrichtung und der zweiten Anomaliebestimmungseinrichtung bestimmt, dass eine Anormalität in dem Kraftstoffdrucksensor 20a vorliegt, kann die Referenzlinie Lave basierend auf den Ausgabekennlinien der Kraftstoffdrucksensoren berechnet werden, die normal sind.
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Die Referenzlinie Lave kann mit jedem Parameter berechnet werden, wie z. B. einer Kraftstofftemperatur, und der Ausgabewert des Kraftstoffdrucksensors 20a kann mit jedem Parameter korrigiert werden.
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Bei dem vorhergehend genannten Ausführungsbeispiel werden die Ausgabekennlinien L1 bis L4 basierend auf zwei Daten „D1” und „D2” eines jeden Injektors 20 (#1 bis #4) berechnet und die Referenzlinie Lave wird durch eine Durchschnittsberechnung der Ausgabekennlinien L1 bis L4 berechnet. Demgegenüber wird ein Durchschnitt basierend auf den ersten Daten (beispielsweise einem minimalen Wert D1) bezüglich eines jeden Injektors 20 (#1 bis #4) berechnet. Ähnlich dazu wird ein Durchschnitt basierend auf den zweiten Daten (beispielsweise einem maximalen Wert D2) bezüglich einem jeden Injektor 20 (#1 bis #4) berechnet. Die Referenzlinie Lave kann basierend auf zwei Durchschnittswerten berechnet werden. Dadurch kann die Verarbeitung zum Berechnen der Ausgabekennlinie L1 bis L4 unterlassen werden.
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Basierend auf drei oder mehr Daten „D1” bis „D6” kann eine Regressionslinie als die Ausgabekennlinie berechnet werden.
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Jedes Datum „D1” bis „D6” wird korrigiert und die Ausgabekennlinien L1 bis L4 können basierend auf den korrigierten Daten berechnet werden.
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Eine von den Verarbeitungen in Schritt S36 und Schritt S35 kann unterlassen werden.
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Ein piezoelektrisch angetriebener Injektor kann anstelle des elektromagnetisch angetriebenen Injektors verwendet werden, der in 2 gezeigt ist. Ein Kraftstoffinjektor, der keinen Druckabgabe durch das Auslassloch 24 verursacht, wie z. B. ein direkt agierender Injektor, der nicht die Öldruckkammer Cd verwendet, um eine Antriebsleistung zu übertragen, (beispielsweise ein direkt agierender piezo-elektrischer Injektor, der in den letzten Jahren entwickelt worden ist) kann ebenfalls verwendet werden. Wenn der direkt agierende Injektor verwendet wird, kann die Einspritzrate einfach gesteuert werden.
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Der Kraftstoffdrucksensor kann in dem Gehäuse 20e angeordnet werden, wie es durch eine gestrichelte Linie mit einem Bezugszeichen 200a in 2 angegeben ist. Der Kraftstoffdruck in dem Kraftstoffdurchgang 25 kann durch den Drucksensor 200a erfasst werden.
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In einem Fall, dass der Kraftstoffdrucksensor 20a nahe dem Kraftstoffeinlass 22 angeordnet ist, wird der Kraftstoffdrucksensor 20a einfach montiert. In einem Fall, dass der Kraftstoffdrucksensor 200a in dem Gehäuse 20e angeordnet ist, kann die Veränderung eines Drucks an der Kraftstoffeinspritzöffnung 20f geeignet erfasst werden, da der Kraftstoffdrucksensor der Kraftstoffeinspritzöffnung 20f nahe ist.
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Der Kraftstoffdrucksensor 20a kann in der Hochdruckrohrleitung 14 vorgesehen sein. In diesem Fall liegt der Kraftstoffdrucksensor 20a in einem bestimmten Abstand weg von der Common Rail 12.
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Darüber hinaus ist zwischen der Common Rail 12 und der Hochdruckrohrleitung 14 eine Strömungsratenbeschränkungseinrichtung vorgesehen, die eine Strömungsrate des Kraftstoffs beschränkt, der von der Common Rail 12 in die Hochdruckrohrleitung 14 strömt. Falls ein übermäßiger Kraftstoff aufgrund eines Schadens der Hochdruckrohrleitung 14 oder des Injektors 20 ausströmt, schließt die Strömungsratenbeschränkungseinrichtung den Durchgang. Die Strömungsratenbeschränkungseinrichtung umfasst ein Kugelventil, das den Durchgang schließt, wenn der übermäßige Kraftstoff ausströmt. Eine Strömungsdämpfeinrichtung mit der Düse 12a und der Strömungsratenbeschränkungseinrichtung kann verwendet werden.
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Der Kraftstoffdrucksensor 20a ist stromabwärts der Düse und der Strömungsratenbeschränkungseinrichtung vorgesehen. Alternativ kann der Kraftstoffdrucksensor 20a stromabwärts von einer von der Düse und der Strömungsratenbeschränkungseinrichtung vorgesehen sein.
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In dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist ein einzelner Kraftstoffdrucksensor 20a in dem Kraftstoffdurchgang eines einzelnen Zylinders vorgesehen. Eine Vielzahl der Kraftstoffdrucksensoren 20a kann in dem Kraftstoffdurchgang eines einzelnen Zylinders vorgesehen sein.
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In dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Kraftstoffdrucksensor 20a für jeden Zylinder vorgesehen. Alternativ können manche Zylinder ohne Kraftstoffdrucksensor 20a vorgesehen sein. Auch in diesem Fall ist es für eine Vielzahl von Zylindern notwendig, den Kraftstoffdrucksensor 20a aufzuweisen, um einen Durchschnittswert der Ausgabewerte zu erlangen.
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Ein Raildrucksensor, der einen Druck in der Common Rail 12 erfasst, kann des Weiteren vorgesehen sein. Damit kann der Kraftstoffdruck auf eine geeignetere Weise erfasst werden.
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Die Art der zu steuernden Maschine und die Konstruktion des Systems kann entsprechend der Verwendung oder dergleichen kann je nach Bedarf verändert werden. Die vorliegende Erfindung kann beispielsweise ebenfalls bei einer Benzinmaschine nach Funkenzündungsart (genauer gesagt einer Maschine nach Direkteinspritzungsart) auf dieselbe Weise angewendet werden. Das Kraftstoffeinspritzsystem einer Benzinmaschine nach direkt einspritzender Art ist mit einem Lieferrohr zum Speichern von Kraftstoff (Benzin) in einem Hochdruckzustand versehen. Der Kraftstoff wird von der Kraftstoffpumpe zu diesem Lieferrohr druckbefördert und der Hochdruckkraftstoff in dem Lieferrohr wird zu einer Vielzahl von Injektoren 20 geliefert und in die Brennkammern der Maschine eingespritzt. Bei diesem System entspricht das Lieferrohr einem Speicher. Das Gerät und das System gemäß der vorliegenden Erfindung können zum Steuern des Kraftstoffeinspritzdrucks von nicht nur dem Kraftstoffinjektor zum Direkteinspritzen des Kraftstoffs in den Zylinder sondern auch des Kraftstoffinjektors zum Einspritzen des Kraftstoffs in einen Einlassdurchgang oder einen Auslassdurchgang der Maschine verwendet werden.