DE102009038439A1

DE102009038439A1 - System zur Steuerung einer Einspritzdüse zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Zylinder

Info

Publication number: DE102009038439A1
Application number: DE102009038439A
Authority: DE
Inventors: Tomofumi Kariya-city Yoshida; Yoshimitsu Kariya-city Takashima
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2008-08-22
Filing date: 2009-08-21
Publication date: 2010-04-22
Also published as: JP2010048192A

Abstract

In einem System bestimmt eine erste Bestimmungseinheit, ob ein Einspritzdruck einer Einspritzdüse höher als ein Solldruck ist. Eine zweite Bestimmungseinheit bestimmt, ob eine Brennkraftmaschine angewiesen ist, hochzudrehen. Wenn bestimmt wird, dass der Einspritzdruck der Einspritzdüse höher als ein Solldruck ist, und wenn bestimmt wird, dass die Brennkraftmaschine angewiesen wird, hochzudrehen, steuert eine Steuereinheit eine Planung wenigstens einer Einspritzung von Kraftstoff, um eine Anzahl der wenigstens einen Kraftstoffeinspritzung zu erhöhen.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft Systeme zur Steuerung einer Einspritzdüse zur Durchführung der Einspritzung von Kraftstoff in einen Zylinder einer Brennkraftmaschine und betrifft insbesondere solche Systeme, die hörbare Geräusche in dem Zylinder zu verringern vermögen.
Beschreibung des Standes der Technik
Kraftstoffeinspritzsysteme werden üblicherweise verwendet, eine Einspritzdüse für jeden Zylinder einer Brennkraftmaschine zu steuern, um die Einspritzung von Kraftstoff in einen entsprechenden Zylinder durchzuführen.
Insbesondere sind solche Kraftstoffeinspritzsysteme dafür ausgelegt, eine Einspritzdüse zu steuern, damit diese in einen entsprechenden Zylinder eine Sollmenge an Kraftstoff einspritzt. Die Sollmenge von Kraftstoff wird variabel abhängig von Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine (nachfolgend einfach als „Motor” bezeichnet) bestimmt. Die Betriebsbedingungen eines Motors umfassen die momentane Motordrehzahl, die momentane Stellung eines Gaspedals, die momentane Wassertemperatur des Motors etc.
Bei diesen Kraftstoffeinspritzsystemen kann eine Zunahme in einer Abweichung einer Menge an Kraftstoff, die momentan eingespritzt wird, von einer Sollmenge von Kraftstoff für eine Einspritzdüse die Abgaswerte verschlechtern etc.
Um solche Probleme anzugehen, ist ein Typ von Kraftstoffeinspritzsystemen dafür ausgelegt, in einem Lernmodus einen korrekten Betrag einer Erregungsdauer einer Einspritzdüse basierend auf einer Abweichung der Menge an Kraftstoff, die momentan von einer Einspritzdüse eingespritzt wird, gegenüber einer Sollmenge an Kraftstoff entsprechend der Erregungsdauer zu lernen. Die Erregungsdauer bedeutet die Dauer, während der eine Einspritzdüse erregt wird, um Kraftstoff einzuspritzen.
Wenn eine Einspritzdüse veranlasst wird, die Sollmenge an Kraftstoff einzuspritzen, ist das Kraftstoffeinspritzsystem dafür ausgelegt, eine Erregungsdauer für die Einspritzdüse entsprechend der Sollmenge an Kraftstoff zu korrigieren, und zwar basierend auf dem gelernten Korrekturbetrag. Dies erlaubt, dass eine Kraftstoffmenge, die momentan von der Einspritzdüse eingespritzt wird, in Übereinstimmung mit der Sollmenge an Kraftstoff hierfür ist.
Insbesondere wenn, bevor wenigstens eine Haupteinspritzung zur Erzeugung eines Hauptdrehmoments des Motors erfolgt, wenigstens eine Piloteinspritzung einer kleinen Kraftstoffmenge durchgeführt wird, benötigt ein Kraftstoffeinspritzsystem mit der Lernfunktion, dass die kleine Menge an Kraftstoff mit hoher Genauigkeit gesteuert wird. Die japanischen Patentanmeldungsveröffentlichungen Nr. 2002-276444 und 2005-248739 , welche nachfolgend als „erste” und „zweite” Veröffentlichung bezeichnet werden, beschreiben Kraftstoffeinspritzsysteme, die in der Lage sind, eine kleine Menge an Kraftstoff wenigstens einer Piloteinspritzung mit hoher Genauigkeit zu steuern.
Kraftstoffeinspritzsysteme mit der Lernfunktion werden normalerweise in Common Rail-Dieselmotoren als ein Beispiel für Motoren verwendet.
Ein derartiges Kraftstoffeinspritzsystem ist dafür ausgelegt, in einem normalen Modus eine Einspritzdüse zu steuern, um in einen entsprechenden Zylinder eine Sollmenge an Kraftstoff einzuspritzen, wobei der Druck von Kraftstoff in der Common Rail auf einen Solldruck eingestellt wird, der basierend auf den Betriebsbedingungen des Common Rail-Dieselmotors bestimmt wird, der nachfolgend als „Dieselmotor” bezeichnet sei. Der Solldruck, der basierend auf den Betriebsbedingungen des Motors bestimmt wird, sei nachfolgend als „normaler Solldruck” bezeichnet.
Zusätzlich ist das Kraftstoffeinspritzsystem dafür ausgelegt, das Lernen eines korrekten Werts der Erregungsdauer für eine Einspritzdüse eines jeden Zylinders durchzuführen, während der Druck von Kraftstoff, der sich in der Common Rail befindet, unabhängig von den Betriebsbedingungen des Dieselmotors zwangsweise gesteuert wird. Der Kraftstoff, der in der Common Rail bevorratet wird, wird von einem Kraftstofftank der Common Rail zugeführt, während er durch eine Kraftstoffpumpenvorrichtung unter Druck gesetzt wird. Somit erlaubt die Steuerung des Kraftstoffdrucks, der von der Kraftstoffpumpenvorrichtung der Common Rail zugeführt wird, die Einstellung des Drucks an Kraftstoff, der in der Common Rail bevorratet wird.
Es sei festzuhalten, dass der Druck des Kraftstoffs, der in der Common Rail bevorratet wird, nachfolgend als „Raildruck” bezeichnet wird.
Insbesondere ist das Kraftstoffeinspritzsystem dafür ausgelegt, im Lernmodus das Lernen eines korrekten Werts der Erregungsdauer einer Einspritzdüse durchzuführen, der in jedem einer Mehrzahl von Bereichen des Raildrucks über einen vorbestimmten vollständigen Betriebsdruckbereich der Common Rail hinweg zu steuern ist. Die Mehrzahl von Bereichen des Raildrucks bildet den vollständigen Betriebsdruckbereich der Common Rail.
Somit ist es notwendig, einen korrekten Wert der Erregungsdauer der Einspritzdüse für jeden Zylinder über eine höhere Seite des Raildrucks in dem vollen Betriebsdruckbereich hinweg zu lernen.
Aus diesem Grund stellt im Lernmodus das Kraftstoffeinspritzsystem den Raildruck zwangsweise ein, das heißt, den Kraftstoffeinspritzdruck einer jeden Einspritzdüse, und zwar auf einen Solldruck, der höher als der normale Solldruck ist, der basierend auf den Betriebsbedingungen des Dieselmotors bestimmt wird. Der Solldruck, der zwangsweise höher als der normale Solldruck eingestellt wird, wird nachfolgend als „höherer Solldruck” bezeichnet.
Es sei festzuhalten, dass in einem Einzeleinspritzmodus als normalem Modus, der nicht der Lernmodus ist, das Kraftstoffeinspritzsystem in jedem Betriebszyklus des Die selmotors die Einspritzdüse für jeden Zylinder mit einem gesteuerten Kraftstoffeinspritzdruck und einem gesteuerten Kraftstoffeinspritzzeitverhalten betreibt, um die gesteuerte Sollmenge an Kraftstoff in einen entsprechenden Zylinder von der Common Rail aus einzuspritzen.
Weiterhin betreibt in einem Mehrfacheinspritzmodus des normalen Modus das Kraftstoffeinspritzsystem in jedem Betriebszyklus des Dieselmotors eine Einspritzdüse, um mit gesteuerten Kraftstoffeinspritzdrücken und gesteuertem Kraftstoffeinspritzzeitverhalten mehrfache Einspritzungen von Kraftstoff in einen entsprechenden Zylinder von der Common Rail aus durchzuführen.
Die mehrfachen Einspritzungen enthalten wenigstens eine Haupteinspritzung von Kraftstoff zur Erzeugung eines Hauptdrehmoments für den Common Rail-Dieselmotor, wenigstens eine Piloteinspritzung einer geringen Kraftstoffmenge vor der wenigstens einen Haupteinspritzung von Kraftstoff und wenigstens eine Nacheinspritzung einer geringen Kraftstoffmenge nach dem Hauptablauf.
Die wenigstens eine Piloteinspritzung trachtet beispielsweise danach, Luft und Kraftstoff in dem entsprechenden Zylinder vorzumischen. Die wenigstens eine Nacheinspritzung trachtet danach, die Erzeugung von Ruß in dem entsprechenden Zylinder zu vermeiden.
Um weiterhin Rauch in den Abgasen zu verringern, stellt das Kraftstoffeinspritzsystem in einem Rauchverringerungsmodus zwangsweise den Kraftstoffeinspritzdruck der Einspritzdüse für jeden Zylinder auf einen höheren Solldruck als den normalen Solldruck ein, der basierend auf den Betriebsbedingungen des Dieselmotors bestimmt wird.
Insbesondere ist sowohl der Lernmodus als auch der Rauchverringerungsmodus ein Modus, bei dem der Raildruck zwangsweise auf einen Druckwert innerhalb des vollständigen Betriebsdrucksbereichs unabhängig von den Betriebsbedingungen des Dieselmotors eingestellt wird. Dieser Modus wird nachfolgend als „Zwangssteuermodus” bezeichnet.
Im Gegensatz hierzu ist der normale Modus (Einzeleinspritzmodus oder Mehrfacheinspritzmodus) ein Modus, bei dem der Raildruck auf den normalen Solldruck eingestellt wird, der basierend auf den Betriebsbedingungen des Dieselmotors bestimmt wird.
Insbesondere enthält der Zwangssteuermodus einen Zwangshochdrucksteuermodus, bei dem der Solldruck zwangsweise höher als der normale Solldruck eingestellt wird.
In dem Zwangshochdrucksteuermodus wird, wenn beispielsweise das Gaspedal niedergedrückt wird, so dass der Dieselmotor angewiesen wird, zu beschleunigen, das Kraftstoffeinspritzsystem in den normalen Modus zurückgeführt.
Wenn das Kraftstoffeinspritzsystem in den normalen Modus zurückgeführt wird, wird der Raildruck, der zwangsweise auf den höheren Solldruck gesetzt wurde, für gewöhnlich auf den normalen Solldruck zurückgesetzt, der niedriger als der höhere Solldruck ist.
Im Gegensatz hierzu wird in Antwort auf eine Modusänderung der Kraftstoffeinspritzdruck einer jeden Einspritzdüse, der dem höheren Solldruck gefolgt ist, nur allmählich auf den normalen Solldruck unter Steuerung des Kraftstoffdrucks, der von der Kraftstoffpumpenvorrichtung geliefert wird, verringert.
Wenn somit der Kraftstoffeinspritzdruck einer jeden Einspritzdüse vom höheren Solldruck auf den normalen Solldruck zurückgeführt wird, ist der Kraftstoffeinspritzdruck einer jeden Einspritzdüse in einem Zustand höher als der normale Solldruck, der basierend auf den Betriebsbedingungen des Dieselmotors bestimmt wird.
Wenn der Dieselmotor beschleunigt, während der Kraftstoffeinspritzdruck der Einspritzdüse für jeden Zylinder höher als der normale Solldruck ist, findet eine rasche Verbrennung von Kraftstoff in jedem Zylinder statt. Dies kann zu einer überhohen Druckänderung in jedem Zylinder beitragen, so dass hörbare Geräusche im Dieselmotor auftreten.
Die „erste” Veröffentlichung beschreibt ein System, um die Menge an Kraftstoff bei einer Piloteinspritzung und ein Intervall zwischen einer Haupteinspritzung und der Piloteinspritzung basierend auf der Abweichung einer gemessenen Sauerstoffkonzentration oder eines gemessenen Werts an Sauerstoff zur Zufuhr zu jedem Zylinder einzustellen. Dies verringert Verbrennungsgeräusche, welche während Übergangsbetrieb des Motors auftreten, welche eine Motorbeschleunigung und Motorverzögerung beinhalten.
Jedoch beschreibt die „erste” Veröffentlichung keinerlei Verfahren oder schlägt keinerlei Verfahren vor, um hörbare Geräusche zu verringern, wenn eine Brennkraftmaschine, beispielsweise ein Common Rail-Dieselmotor, hochdreht, während der Kraftstoffeinspritzdruck der Einspritzdüse für jeden Zylinders höher als der normale Solldruck ist, der basierend auf den Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine bestimmt wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Angesichts dieses Hintergrunds ist es Aufgabe wenigstens eines Aspekts der vorliegenden Erfindung, Systeme bereitzustellen, welche dafür ausgelegt sind, hörbare Geräusche zu verringern, die aufgrund einer Verzögerung in dem Zylinder auftreten, wenn eine Brennkraftmaschine hochdreht, während ein Kraftstoffeinspritzdruck einer Einspritzdüse für einen Zylinder höher als ein Solldruck ist.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein System zur Steuerung einer Einspritzdüse zur Durchführung wenigstens einer Einspritzung von Kraftstoff mit einem Einspritzdruck der Einspritzdüse in einen Zylinder einer Brennkraftmaschine geschaffen. Das System weist eine Druckeinstelleinheit auf, welche in einem ersten Modus den Einspritzdruck der Einspritzdüse auf einen Solldruck basierend auf einer Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine einzustellen vermag, wobei die wenigstens eine Kraftstoffeinspritzung in dem ersten Modus vorab geplant ist; und in einem zweiten Modus den Einspritzdruck der Einspritzdüse zwangsweise auf höher als den Solldruck einzustellen vermag. Das System enthält eine erste Bestimmungseinheit, welche zu bestimmen vermag, ob der Einspritzdruck der Einspritzdüse höher als der Solldruck ist und eine zweite Bestimmungseinheit, welche zu bestimmen vermag, ob die Brenn kraftmaschine angewiesen wird, hochzudrehen. Das System enthält eine erste Steuereinheit, welche einen Plan der wenigstens einen Einspritzung von Kraftstoff zu steuern vermag, um eine Anzahl der wenigstens einen Einspritzung von Kraftstoff zu erhöhen, wenn bestimmt wird, dass der Einspritzdruck der Einspritzdüse höher als Solldruck ist, und wenn bestimmt wird, dass die Brennkraftmaschine angewiesen wird, hochzudrehen.
Bei einer ersten bevorzugten Ausführungsform dieses Aspekts enthält die wenigstens eine Einspritzung von Kraftstoff eine Haupteinspritzung zur Erzeugung eines Drehmoments für die Brennkraftmaschine und eine Piloteinspritzung, um Luft und Kraftstoff in dem Zylinder vorzumischen, wobei die Piloteinspritzung so geplant ist, dass sie vor der Haupteinspritzung durchzuführen ist, wobei die erste Steuereinheit die Planung der wenigstens einen Einspritzung von Kraftstoff zu steuern vermag, um eine Anzahl der Piloteinspritzung zu erhöhen.
Bei einer zweiten bevorzugten Ausführungsform dieses Aspekts ist die wenigstens eine Einspritzung von Kraftstoff eine Haupteinspritzung zur Erzeugung eines Drehmoments für die Brennkraftmaschine und die erste Steuereinheit vermag die Planung für die wenigstens eine Einspritzung von Kraftstoff zu steuern, um vor der Haupteinspritzung wenigstens eine Piloteinspritzung zur Vormischung von Luft und Kraftstoff in dem Zylinder durchzuführen.
Bei einer dritten bevorzugten Ausführungsform dieses Aspekts wird ein Zeitpunkt der wenigstens einen Einspritzung von Kraftstoff in dem ersten Modus vorab geplant, und das System enthält weiterhin eine Verzögerungseinheit, welche den Zeitpunkt der wenigstens einen Einspritzung von Kraftstoff zu verzögern vermag, wenn bestimmt wird, dass der Einspritzdruck der Einspritzdüse zwangsweise auf höher als der Solldruck eingestellt wird, und wenn bestimmt wird, dass die Brennkraftmaschine angewiesen wird, hochzudrehen.
Bei dem System gemäß dem einen Aspekt wird die Planung der wenigstens einen Kraftstoffeinspritzung gesteuert, um die Anzahl der wenigstens einen Einspritzung von Kraftstoff zu erhöhen. Dies verteilt eine Kraftstoffmenge der vorab geplanten wenigs tens einen Kraftstoffeinspritzung in bestimmte Kraftstoffmengen entsprechend der erhöhten Anzahl der wenigstens einen Einspritzung von Kraftstoff, so dass eine rasche Verbrennung von Kraftstoff im Zylinder verhindert wird. Dies macht es möglich, hörbare Verbrennungsgeräusche aufgrund einer raschen Verbrennung von Kraftstoff im Zylinder zu verringern, wenn die Brennkraftmaschine angewiesen wird, hochzudrehen, wobei der Einspritzdruck der Einspritzdüse höher als der Solldruck ist.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein System zur Steuerung einer Einspritzdüse geschaffen, um wenigstens eine Kraftstoffeinspritzung mit einem Einspritzdruck der Einspritzdüse in einen Zylinder einer Brennkraftmaschine durchzuführen. Das System weist eine Druckeinstelleinheit auf, welche in einem ersten Modus den Einspritzdruck der Einspritzdüse auf einen Solldruck basierend auf einer Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine einzustellen vermag, wobei die wenigstens eine Kraftstoffeinspritzung in dem ersten Modus vorab geplant ist; und in einem zweiten Modus den Einspritzdruck der Einspritzdüse zwangsweise auf höher als den Solldruck einzustellen vermag. Das System enthält eine erste Bestimmungseinheit, welche zu bestimmen vermag, ob der Einspritzdruck der Einspritzdüse höher als der Solldruck ist; eine zweite Bestimmungseinheit, welche zu bestimmen vermag, ob die Brennkraftmaschine angewiesen wird, hochzudrehen. Das System enthält eine zweite Steuereinheit, welche einen Plan der wenigstens einen Einspritzung von Kraftstoff zu steuern vermag, um den Zeitpunkt der wenigstens einen Einspritzung von Kraftstoff zu verzögern, wenn bestimmt wird, dass der Einspritzdruck der Einspritzdüse höher als Solldruck ist, und wenn bestimmt wird, dass die Brennkraftmaschine angewiesen wird, hochzudrehen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform dieses anderen Aspekts enthält die wenigstens eine Einspritzung von Kraftstoff eine Haupteinspritzung zur Erzeugung eines Drehmoments für die Brennkraftmaschine und eine Piloteinspritzung, um Luft und Kraftstoff in dem Zylinder vorzumischen. Die Piloteinspritzung ist so geplant, dass sie vor der Haupteinspritzung durchzuführen ist, wobei die zweite Steuereinheit die Planung der wenigstens einen Einspritzung von Kraftstoff zu steuern vermag, um den Zeitpunkt der Haupteinspritzung zu verzögern.
Bei dem System gemäß dem anderen Aspekt wird die Planung der wenigstens einen Einspritzung von Kraftstoff gesteuert, um den Zeitpunkt der wenigstens einen Kraftstoffeinspritzung zu verzögern. Dies verzögert den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt im Zylinder, so dass ermöglicht wird, dass der Einspritzdruck der Einspritzdüse auf natürliche Weise abnimmt. Dies macht es möglich, hörbare Verbrennungsgeräusche aufgrund einer raschen Verbrennung von Kraftstoff im Zylinder zu verringern, wenn die Brennkraftmaschine angewiesen wird, hochzudrehen, wobei der Einspritzdruck der Einspritzdüse höher als der Solldruck ist.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform dieses anderen Aspekts ist die erste Bestimmungseinheit zur Bestimmung, ob der Einspritzdruck der Einspritzdüse höher als der Solldruck ist und gleich oder höher als ein erster festgesetzter Schwellenwert ist.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform dieses einen oder des anderen Aspekts sind das System und die Brennkraftmaschine in ein Fahrzeug eingebaut. Das System enthält weiterhin eine erste Messeinheit, welche hörbare Fahrzeuggeräusche während einer Fahrt des Fahrzeugs zu messen vermag; und eine dritte Bestimmungseinheit, welche zu bestimmen vermag, ob das gemessene hörbare Fahrzeuggeräusch ein hörbares Verbrennungsgeräusch zu überdecken vermag, welches in dem Zylinder stattfindet, während der Einspritzdruck der Einspritzdüse höher als der Solldruck ist, wobei die Brennkraftmaschine hochdreht. Selbst wenn bestimmt wird, dass der Einspritzdruck der Einspritzdüse höher als der Solldruck ist, und bestimmt wird, dass die Brennkraftmaschine angewiesen wird, hochzudrehen, dann, wenn bestimmt wird, dass die gemessenen hörbaren Fahrzeuggeräusche die hörbaren Verbrennungsgeräusche überdecken, erhält die erste Steuereinheit die Planung der wenigstens einen Einspritzung von Kraftstoff aufrecht oder die zweite Steuereinheit erhält den Zeitpunkt der wenigstens einen Einspritzung von Kraftstoff aufrecht.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform dieses einen oder des anderen Aspekts enthält das System eine zweite Messeinheit, welche einen Betrag von Motorgeräusch zu messen vermag, das erzeugt wird, wenn die Brennkraftmaschine läuft; und eine vierte Bestimmungseinheit, welche zu bestimmen vermag, ob der gemessene Betrag an Motorgeräusch ein hörbares Verbrennungsgeräusch überdeckt, das in dem Zylinder stattfindet, während der Einspritzdruck des Einspritzdüse höher als der Solldruck ist, wobei die Brennkraftmaschine hochdreht. Auch wenn bestimmt wird, dass der Einspritzdruck der Einspritzdüse höher als der Solldruck ist und bestimmt wird, dass die Brennkraftmaschine angewiesen wird, hochzudrehen, wenn bestimmt wird, dass der gemessene Betrag an Motorgeräusch das hörbare Verbrennungsgeräusch überdeckt, erhält die erste Steuereinheit die Planung der wenigstens einen Einspritzung von Kraftstoff aufrechter oder die zweite Steuereinheit erhält den Zeitpunkt der wenigstens einen Einspritzung von Kraftstoff aufrecht.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform dieses einen oder des anderen Aspekts erhält die erste Steuereinheit die Planung der wenigstens einen Einspritzung von Kraftstoff von einer ersten Zeit zu einer zweiten Zeit aufrecht oder die zweite Steuereinheit erhält den Zeitpunkt der wenigstens einen Einspritzung von Kraftstoff von dem ersten Zeitpunkt zu dem zweiten Zeitpunkt aufrecht. Hierbei stellt die erste Zeit eine Zeit dar, zu der bestimmt wird, dass der Einspritzdruck der Einspritzdüse gleich oder niedriger als der Solldruck ist, oder bestimmt wird, dass die Brennkraftmaschine nicht angewiesen wird, hochzudrehen, nachdem die Druckeinstelleinheit von dem zweiten Modus in den ersten Modus geschaltet hat. Die zweite Zeit stellt eine Zeit dar, die nach der ersten Zeit ist und zu der bestimmt wird, dass der Einspritzdruck der Einspritzdüse höher als der Solldruck ist, und bestimmt wird, dass die Brennkraftmaschine angewiesen wird, zu beschleunigen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
Weitere Einzelheiten und Aspekte der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung, in der:
1 ein Blockdiagramm ist, das schematisch ein Beispiel des Aufbaus eines Kraftstoffeinspritzsystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ein Zeitdiagramm ist, das schematisch eine Beziehung zeigt zwischen: einer Änderung einer Kraftstoffeinspritzdrucks in einer Einspritzdüse über die Zeit hinweg in einem Zwangshochdrucksteuermodus unter einem Lernmodus, einer Änderung der Motordrehzahl über die Zeit hinweg und einer Änderung einer Gaspedalposition gemäß der Ausführungsform;
3 ein Zeitdiagramm ist, das schematisch eine geplante Strompulsfolge in einem Mehrfacheinspritzmodus und eine Strompulsfolge nach einer Erhöhung der Anzahl von Schüssen gemäß der Ausführungsform zeigt;
4 ein Zeitdiagramm ist, das schematisch eine geplante Strompulsfolge in einem Mehrfacheinspritzmodus und eine Strompulsfolge nach einer Verzögerung eines Hauptschusses gemäß der Ausführungsform zeigt;
5 ein Zeitdiagramm ist, das schematisch eine geplante Strompulsfolge in einem Mehrfacheinspritzmodus und eine Strompulsfolge nach einer Erhöhung der Anzahl von Schüssen bei einer Verzögerung des Hauptschusses gemäß der Ausführungsform zeigt;
6 ein Flussdiagramm ist, das schematisch eine erste Verbrennungsgeräuschverringerungsroutine zur Durchführung durch eine ECU in 1 gemäß der Ausführungsform zeigt;
7 ein Flussdiagramm ist, das schematisch eine zweite Verbrennungsgeräuschverringerungsroutine zur Durchführung durch die ECU gemäß der Ausführungsform zeigt;
8 ein Flussdiagramm ist, das schematisch eine dritte Verbrennungsgeräuschverringerungsroutine zur Durchführung durch die ECU gemäß der Ausführungsform zeigt; und
9 ein Flussdiagramm ist, das schematisch eine vierte Verbrennungsgeräuschverringerungsroutine zur Durchführung durch die ECU gemäß der Ausführungsform zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben.
Bezug nehmend auf 1, so ist dort der Gesamtaufbau eines Kraftstoffeinspritzsystems 10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt, welches in ein Kraftfahrzeug eingebaut ist. Das Kraftstoffeinspritzsystem 10 enthält einen Motor mit direkter Kraftstoffeinspritzung, beispielsweise einen Dieselmotor 2, der in das Kraftfahrzeug eingebaut ist, und arbeitet dahingehend, dem Dieselmotor 2 Kraftstoff zuzuführen.
Der Dieselmotor 2 ist mit einer Mehrzahl von innen hohlen Zylindern 2a, beispielsweise vier Zylindern, versehen, wo die Verbrennung stattfindet.
Der Dieselmotor 2 ist mit einer Mehrzahl von Kolben, beispielsweise vier Kolben 2b, ausgestattet, welche entsprechend in der Mehrzahl von Zylindern 2a eingebaut sind. Einer dieser Zylinder 2a ist aus Gründen der Einfachheit in 1 schematisch dargestellt. Die Zylinder 2a sind zusammengefasst, um einen Zylinderblock zu bilden.
Der Kolben 2b ist an einem Ende, beispielsweise dem Boden, des Zylinders 2a verschlossen und am anderen Ende, also dem Kopf, offen. Der Kolben 2b ist zwischen einem oberen Kompressionstotpunkt (TDC) und einem unteren Totpunkt (BDC) im Zylinder 2a hin- und herbeweglich. Der Kopf des Kolbens 2b, die Zylinderwände und der Kopf des Zylinders 2a bilden eine Brennkammer des Zylinders 2a. Der Kolben 2b, der in jedem Zylinder 2a eingebaut ist, ist mit einer Kurbelwelle 2c des Dieselmotors 2 verbunden.
Das Kraftstoffeinspritzsystem 10 umfasst einen Kraftstofftank 11, eine Kraftstoffpumpenvorrichtung 12, einen Sammler 20 und eine Mehrzahl von, beispielsweise vier, Einspritzdüsen 30 sowie eine ECU (Electronic Control Unit) 40.
Der Kraftstofftank 11 steht mit der Kraftstoffpumpenvorrichtung 12 in Verbindung und enthält Kraftstoff, der zur Verbrennung in jedem Zylinder 2a verwendet wird.
Die Kraftstoffpumpenvorrichtung 12 steht mit dem Sammler 20 in Verbindung. Die Kraftstoffpumpenvorrichtung 12 arbeitet dahingehend, in dem Kraftstofftank 11 enthaltenen Kraftstoff hochzupumpen, unter Druck zu setzen und den unter Druck gesetzten Kraftstoff dem Sammler 20 zuzuführen.
Insbesondere ist die Kraftstoffpumpenvorrichtung 12 mit einer Förderpumpe 12a, einer Hochdruckpumpe 12b und einem Regulierventil 12c ausgestattet.
Die Förderpumpe 12a steht mit ihrem Auslass mit einem Einlass der Hochdruckpumpe 12b in Verbindung. Die Förderpumpe 12a fördert den im Kraftstofftank 11 aufbewahrten Kraftstoff, um den hochgepumpten Kraftstoff der Hochdruckpumpe 12b zuzuführen.
Die Hochdruckpumpe 12b ist beispielsweise mit einer Antriebswelle ausgestattet, die mit einer hiermit drehenden Nockenwelle verbunden ist; diese Nockenwelle dreht zusammen mit der Kurbelwelle 2c. Die Hochdruckpumpe 12b ist auch mit einem Kolben in einem Zylinder ausgestattet, welcher mit der Antriebswelle verbunden ist. Der Kolben ist zwischen einem oberen Kompressionstotpunkt (TDC) und einem unteren Totpunkt (BDC) in dem Zylinder synchron mit der Drehung beispielsweise der Nockenwelle über die Antriebswelle hin- und herbeweglich.
In der Hochdruckpumpe 12b tritt Kraftstoff von der Förderpumpe 12a in das Regulierventil 12c ein, um durch das Regulierventil 12c flussratenmäßig (Volumenfluss) eingestellt zu werden. Der Kraftstoff mit der eingestellten Flussrate wird in eine Kompressionskammer des Zylinders gefördert, während der Kolben sich synchron mit der Drehung der Nockenwelle vom TDC zum BDC bewegt.
Wenn sich danach der Kolben vom BDC zum TDC synchron mit der Drehung der Nockenwelle bewegt, wird der sich in der Kompressionskammer befindliche Kraftstoff von dem Kolben unter Druck gesetzt, so dass der unter Druck stehende Kraftstoff in den Sammler 20 gefördert wird.
Der Sammler 20 ist beispielsweise als eine Common Rail ausgelegt, die aufgebaut ist beispielsweise aus einer Serie von Sammelabschnitten, welche durch Leitungen mit kleinem Querschnitt verbunden sind. Der Sammler wird nachfolgend als „Common Rail” bezeichnet.
Die Common Rail 20 steht in Verbindung mit jedem der Zylinder 2a über eine Hochdruckkraftstoffleitung 21 und eine entsprechende Einspritzdüse 30 und ist somit den Zylindern 2a gemeinsam.
Die Common Rail 20 arbeitet dahingehend, den unter hohem Druck stehenden Kraftstoff von der Hochdruckpumpe 12b zu sammeln, wobei der Druck hoch gehalten wird.
Insbesondere enthält das Kraftstoffeinspritzsystem 10 einen Drucksensor 22. Der Drucksensor 22 ist teilweise in die Common Rail 20 eingebaut und dafür vorgesehen, fortlaufend oder wiederholt den Druck von Kraftstoff in der Common Rail 20 zu messen. Der Drucksensor 22 steht elektrisch mit der ECU 40 in Verbindung und sendet an die ECU 40 einen Druckmesswert des in der Common Rail 20 gespeicherten Kraftstoffs. Der Kraftstoffdruck der Common Rail 20, wie er vom Drucksensor 22 gemessen wird, wird nachfolgend als „Raildruck” bezeichnet.
Das Regulierventil 12c ist beispielsweise am Einlass der Hochdruckpumpe 12b angeordnet und elektrisch mit der ECU 40 verbunden. Unter Steuerung durch die ECU 40 arbeitet das Regulierventil 12c dahingehend, die Menge an Kraftstoff einzustellen, welche von der Förderpumpe 12a geliefert und in die Kompressionskammer der Hochdruckpumpe 12b gefördert wird, um somit die Kraftstoffmenge zu steuern, die von der Hochdruckpumpe 12b abgegeben wird.
Die Common Rail 20 arbeitet auch dahingehend, gleichförmig den sich hierin befindlichen unter hohem Druck stehenden Kraftstoff an die einzelnen Einspritzdüsen 30 über die jeweiligen Hochdruckkraftstoffleitungen 21 zu fördern.
Das heißt, der Raildruck wird bestimmt durch eine Balance zwischen: der Menge an Kraftstoff, die von der Hochdruckpumpe 12b in die Common Rail 20 gefördert wird, wobei der Druck heraufgesetzt wird, und der Kraftstoffmenge, die den Einspritzdüsen 30 zugeführt wird.
Jede der Einspritzdüsen 30 besteht im Wesentlichen aus einer Düsennadel (Nadelventil) 30a in einem Gehäuse hiervon. Das Nadelventil 30a kann in Kraftstoffeinspritzdüsen geöffnet und verschlossen werden, die in dem Gehäuse liegen, um mit der Verbrennungskammer eines entsprechenden der Zylinder 2a in Verbindung zu sein.
Das Nadelventil 30a wird durch einen Druck von Kraftstoff vorgespannt, der in einer Druckkammer in dem Gehäuse aufbewahrt wird, so dass es auf den Kraftstoffeinspritzdüsen aufsitzt, um diese zu schließen. In die Kompressionskammer wird unter hohem Druck stehender Kraftstoff von der Common Rail 20 geliefert.
Jede der Einspritzdüsen 30 besteht weiterhin im Wesentlichen aus einem Solenoiden oder piezoelektrischen Ventilstellglied 30b mit einem Ventilelement, das in einem Niederdruckdurchlass öffen- und schließbar angeordnet ist, der in dem Gehäuse ausgebildet ist und mit der Kompressionskammer in Verbindung steht. Das Ventilstellglied 30b einer jeden Einspritzdüse 30 ist elektrisch mit der ECU 40 verbunden.
Genauer gesagt, wenn eine Erregung durch die ECU 40 erfolgt, arbeitet das Ventilstellglied 30b einer bestimmten Einspritzdüse 30, um das Ventilelement zu bewegen und den Niederdruckdurchlass zu öffnen. Dies erlaubt, dass der Druck an Kraftstoff, der in der Kompressionskammer aufbewahrt wird, verringert wird.
Die Verringerung des Kraftstoffdrucks in der Kompressionskammer erlaubt, dass das Nadelventil 30a sich von einer Düsenverschlussposition entgegen der Vorspann kraft des Drucks von Kraftstoff in der Kompressionskammer anhebt, um damit die Kraftstoffeinspritzdüsen zu öffnen. Dies führt zu Einspritzen von Kraftstoff von der Common Rail 20 in die Brennkammer eines entsprechenden Zylinders 2a.
Im Gegensatz hierzu, wenn die Energiezufuhr an das Ventilstellglied 30b unterbrochen wird, arbeitet das Ventilstellglied 30b dieser bestimmten Einspritzdüse 30 dahingehend, das Ventilelement zu bewegen, um den Niederdruckdurchlass zu schließen. Dies erlaubt, dass der Druck von Kraftstoff, der sich in der Kompressionskammer befindet, ansteigt. Der Druckanstieg des Kraftstoffs in der Kompressionskammer erlaubt, dass das Nadelventil 30a in Richtung der Düsenverschlussposition durch die Vorspannung des Kraftstoffdrucks in der Kompressionskammer fällt, so dass die Kraftstoffeinspritzdüsen geschlossen werden. Dies führt zu einer Unterbrechung des Einspritzens von Kraftstoff, der von der Common Rail 20 geliefert wird, in die Brennkammer eines entsprechenden Zylinders 2a.
Es sei festzuhalten, dass die Einspritzdüse 30 gemäß der Ausführungsform so ausgestaltet ist, dass der Druck von Kraftstoff, der in der Kompressionskammer enthalten ist, durch den Solenoiden oder das piezoelektrische Ventilstellglied 30b gesteuert wird, sie jedoch auch so ausgestaltet sein kann, dass der Hub eines Nadelventils direkt gesteuert wird, um die Kraftstoffeinspritzdüsen zu öffnen oder zu schließen, was durch einen Solenoiden oder ein piezoelektrisches Ventilstellglied erfolgt.
Genauer gesagt und wie oben beschrieben, vermag bei Erregung die Einspritzdüse 30 Kraftstoff während der Erregungsdauer einzuspritzen. Mit anderen Worten, die ECU 40 bewirkt, dass an die Einspritzdüse 30 ein gepulster Strom mit einer Pulsbreite (Pulsdauer) entsprechend der Erregungsdauer angelegt wird.
Somit kann eine Steuerung der Pulsbreite eines gepulsten Stroms zur Zufuhr an die Einspritzdüse 30 die Menge an Kraftstoff, die von der Einspritzdüse 30 einzuspritzen ist, auf eine Solleinspritzmenge einstellen. Die Erregungsdauer für die Einspritzdüse 30 wird nachfolgend als „Erregungspulsbreite” bezeichnet. Die Erregungspulsbreite für die Einspritzdüse 30 wird als ein Anweisungswert zur Ausgabe durch die ECU 40 an die Einspritzdüse 30 zum Einspritzen einer Sollmenge an Kraftstoff entsprechend dem Anweisungswert verwendet.
Das Kraftstoffeinspritzsystem 10 enthält einen Kurbelwinkelsensor 24, einen Beschleunigungssensor (Drosselklappenpositionssensor) 26, einen Ansauglufttemperatursensor 27, einen Kühlmitteltemperatursensor 28 sowie weitere Sensoren 29. Die Sensoren 24 bis 29 werden verwendet, um Werte von Parametern der Betriebsbedingungen des Dieselmotors 2 zu messen.
Der Kurbelwinkelsensor 24 ist elektrisch mit der ECU 40 verbunden und misst als analoge Daten eine Drehwinkelposition der Kurbelwelle 2c relativ zu einer Referenzposition jedes Mal dann, wenn die Kurbelwelle 2c um einen festgelegten Winkel dreht. Der Kurbelwinkelsensor 24 arbeitet dahingehend, an die ECU 40 die Messdaten (gemessene Drehwinkelposition) auszugeben.
Der Beschleunigungssensor 26 ist elektrisch mit der ECU 40 verbunden. Der Beschleunigungssensor 26 arbeitet dahingehend, als analoge Daten eine momentane Position oder einen Hub eines Gaspedals des Kraftfahrzeugs zu messen, das vom Fahrer betätigt wird. Der Beschleunigungssensor 26 arbeitet auch dahingehend, den gemessenen momentanen Hub oder die Position des Gaspedals als Daten auszugeben, welche ein vom Fahrer angefordertes Drehmoment für den Dieselmotor 2 (Drehmomenterhöhungsforderung oder Drehmomentverringerungsforderung) angeben.
Der Ansauglufttemperatursensor 27 arbeitet dahingehend, als Analogdaten die Temperatur einer Ansaugluft an den Dieselmotor 2 zu messen und die Messdaten (gemessene Temperatur der Ansaugluft) an die ECU 40 auszugeben.
Der Kühlmitteltemperatursensor 28 arbeitet dahingehend, als analoge Daten eine Motorkühlmitteltemperatur zu messen und an die ECU 40 die gemessenen Daten (gemessene Motorkühlmitteltemperatur) auszugeben.
Jeder der anderen Sensoren 29 arbeitet dahingehend, als analoge Daten einen akuten Wert eines entsprechenden Parameters auszugeben, der die Betriebsbedingun gen des Dieselmotors 2 angibt und an die ECU 40 die Messdaten (gemessener Akutwert eines entsprechenden Parameters) auszugeben.
Beispielsweise umfassen die anderen Sensoren 29 einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor arbeitet dahingehend, als analoge Daten eine Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs zu messen. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor gibt an die ECU 40 die gemessenen Daten (gemessene Fahrzeuggeschwindigkeit) aus.
Die anderen Sensoren 29 beinhalten auch einen Drehmomentsensor, der beispielsweise an der Kurbelwelle 2c angeordnet und elektrisch mit der ECU 40 verbunden ist. Der Drehmomentsensor arbeitet dahingehend, als analoge Daten ein Drehmoment zu messen, das von dem Dieselmotor 2 erzeugt wird und auf der Drehung der Kurbelwelle 2c basiert. Der Drehmomentsensor arbeitet dahingehend, an die ECU 40 die Messdaten (gemäß Drehmoment) auszugeben.
Die ECU 40 dient als ein System zur Steuerung von Parametern, die für jede Einspritzdüse 30 notwendig sind, die Einspritzung von Kraftstoff in einen entsprechenden Zylinder 2a durchzuführen, und ist mit einem Mikrocomputer 50 und dessen Peripheriegeräten integriert. Der Mikrocomputer 50 besteht aus einer CPU 52, einer FPU (Floating point number Processing Unit) 54, einem ROM 56, einem RAM 58, einer I/O-Schnittstelle 60 (Eingabe/Ausgabe), einer Speichervorrichtung, beispielsweise einem neu beschreibbaren RAM 62, etc. CPU 52, ROM 56, RAM 58, I/O 60 und Speichervorrichtung 62 stehen untereinander über Busse B in Verbindung. Die CPU 52 ist über Busse B mit der FPU 54 in Kommunikationsverbindung.
Wenigstens ein Steuerprogramm wird vorab in wenigstens entweder dem ROM 56 oder der Speichervorrichtung 62 gespeichert; dieses wenigstens eine Steuerprogramm weist die CPU 52 und die FPU 54 an, verschiedene Aufgaben durchzuführen, welche mit der Steuerung des Dieselmotors 2 zusammenhängen.
Das RAM 58 dient als Arbeitsbereich, der bei einem Betrieb der CPU 52 verwendet wird.
Die I/O-Schnittstelle 60 dient dazu, Teile von analogen Daten, gemessen von den Sensoren 22, 24, 26, 27, 28 und 29, zu wandeln und sie in digitalem Format in Teilen von Betriebsbedingungsdaten zu verschicken und die Teile von Betriebsbedingungsdaten in die CPU einzugeben.
Die CPU 52 arbeitet zusammen mit der FPU 54 (wird nachfolgend als „CPU 52” bezeichnet) dahingehend:
die Teile von Motorzustandsdaten zu empfangen;
als Drehwinkel der Kurbelwelle 2c pro Zeiteinheit eine Motordrehzahl basierend auf den Teilen von Daten zu berechnen, welche die Drehwinkelposition der Kurbelwelle 2c angeben; und
basierend auf den empfangenen Teilen von Betriebszustandsdaten verschiedene Stellglieder zu steuern, die in dem Dieselmotor 2 eingebaut sind, um damit den Dieselmotor 2 zu steuern.
Genauer gesagt, die CPU 52 wird betrieben, um eine Sollmenge an Kraftstoff zu bestimmen, die von der Hochdruckpumpe 12b abzugeben ist, eine Sollmenge von Kraftstoff zu bestimmen, die von jeder Einspritzdüse 30 einzuspritzen ist, und einen Sollzeitpunkt des Einspritzens von Kraftstoff durch jede Einspritzdüse 30 zu bestimmen.
Insbesondere ist die CPU 52 in dem Mehrfacheinspritzmodus des normalen Modus in Betrieb, um zu bestimmen:
die Menge an Kraftstoff, die von der Hochdruckpumpe 12b abzugeben ist;
einen Mehrfacheinspritzplan, um eine Mehrzahl von Einspritzungen von Kraftstoff für jede Einspritzdüse 30 in jedem Betriebszyklus des Dieselmotors 2 durchzuführen; und
eine Sollmenge an Kraftstoff zum Einspritzen von jeder Einspritzdüse bei jeder der mehrfachen Einspritzungen von Kraftstoff.
Die mehrfachen Einspritzungen von Kraftstoff für jede Einspritzdüse 30 umfassen:
wenigstens eine Haupteinspritzung zur Erzeugung eines Hauptdrehmoments des Dieselmotors 2; und
wenigstens eine Piloteinspritzung zur Vormischung von Luft und Kraftstoff in dem entsprechenden Zylinder 2a vor der wenigstens einen Haupteinspritzung; und/oder
wenigstens eine Nacheinspritzung für jede Einspritzdüse 30, um nach der wenigstens einen Haupteinspritzung die Erzeugung von Ruß in dem entsprechenden Zylinder 2a zu vermeiden.
Der Mehrfacheinspritzplan bestimmt die Anzahl von Typen der Mehrzahl von Einspritzungen von Kraftstoff für jede Einspritzdüse 30 und einen Zeitpunkt für jede der Mehrzahl von Einspritzungen von Kraftstoff für jede Einspritzdüse 30.
Beispielsweise enthält der Mehrfacheinspritzplan:
die Anzahl an Haupteinspritzungen, die Anzahl an Piloteinspritzungen und/oder
die Anzahl von Nacheinspritzungen als Anzahl und Typen der Mehrzahl von Einspritzungen; und
den Zeitpunkt sowohl von Piloteinspritzung(en), Haupteinspritzung(en) und Nacheinspritzung(en).
In der Ausführungsform weist das wenigstens eine Programm, das im ROM 58 oder der Speichervorrichtung 62 gespeichert ist, die CPU 52 an, als Normaldrucksteuermodul 52a, Lernmodul 52b, Zwangssteuermodul 52c, Zwangshochdrucksteuerbestimmungsmodul 52d und Beschleunigungsbestimmungsmodul 52e zu arbeiten. Das wenigstens eine Programm weist auch die CPU 52 an, als Druckbestimmungsmodul 52f, Einspritzsteuermodul 52g, Geräuschpegelbestimmungsmodul 52h und Motorgeräuschstärkenbestimmungsmodul 52i zu arbeiten.
Normaldrucksteuermodul
Die CPU 52 dient als Normaldrucksteuermodul 52 und bestimmt basierend auf den empfangenen Stücken von Betriebsbedingungsdaten einen normalen Solldruck des Raildrucks entsprechend dem Kraftstoffeinspritzdruck einer jeden Einspritzdüse 30. Der normale Solldruck wird innerhalb eines vollen Betriebsdrucksbereichs der Common Rail 20 angesiedelt.
Die CPU 52 steuert die Menge an Kraftstoff, die von der Hochdruckpumpe 12 abzugeben ist, während der Raildruck mittels des Drucksensors 22 überwacht wird, um damit den Raildruck auf den normalen Solldruck einzustellen.
Lernmodul
Die CPU 52 bestimmt zyklisch jedes Mal, wenn das Kraftfahrzeug über eine festgelegte Strecke gefahren ist, ob vorbestimmte Lernbedingungen erfüllt sind. Diese vorbestimmten Lernbedingungen umfassen:

(A) Eine Sollmenge an Kraftstoff, die von der CPU 52 bestimmt wird, ist gleich oder niedriger als null; und
(B) eine aktuelle Gaspedalposition oder ein Hub des Gaspedals wird auf null gesetzt, basierend auf Daten, die vom Gaspedalsensor 26 gemessen werden.

Das heißt, gemäß 2, wenn die aktuelle Gaspedalposition oder der Hub des Gaspedals auf null gesetzt ist, während die Motordrehzahl heruntergeht, bestimmt die CPU 52, dass die vorbestimmten Lernbedingungen erfüllt sind.
Sodann schaltet gemäß 2 die CPU 52 von dem normalen Modus in einen Lernmodus, so dass ein Lerndurchführungsflag auf EIN gesetzt wird. Es sei festzuhalten, dass das Lerndurchführungsflag beispielsweise durch die Software in der ECU 40 gesetzt wird. Das Lerndurchführungsflag wird auf AUS gesetzt, während die CPU 52 im normalen Modus arbeitet.
Im Lernmodus dient die CPU 52 als das Lernmodul 52b und legt einen gepulsten Strom mit einer Pulsbreite an eine der Einspritzdüsen 30 als Solleinspritzdüse an, um ein einzelnes Einspritzen von Kraftstoff durchzuführen. Die Pulsbreite wird so bestimmt, dass es möglich wird, eine Sollmenge an Kraftstoff von der Solleinspritzdüse 30 in einen entsprechenden Zylinder 2a einzuspritzen. Die Sollmenge an Kraftstoff wird beispielsweise als gleich einer kleinen Menge von Kraftstoff bestimmt, die für die Piloteinspritzungen verwendet wird.
Danach berechnet im Lernmodus die CPU 52 den Zunahmebetrag der gemessenen Motordrehzahl durch die einzelne Einspritzung von Kraftstoff und schätzt ein Drehmoment, das momentan vom Dieselmotor 20 erzeugt wird, und zwar basierend auf dem berechneten Zunahmebetrag der gemessenen Motordrehzahl durch die einzelne Kraftstoffeinspritzung. Gemäß dem geschätzten Drehmoment schätzt die CPU 52 die Menge an Kraftstoff, welche durch die einzelne Einspritzung von Kraftstoff von der Solleinspritzdüse 30 tatsächlich eingespritzt wird.
Sodann berechnet die CPU 52 die Abweichung zwischen der Sollmenge an Kraftstoff, welche von der Solleinspritzdüse 30 durch die einzelne Einspritzung eingespritzt werden soll, und der Menge an Kraftstoff, welche von der Solleinspritzdüse 30 tatsächlich eingespritzt wird
Die CPU 52 lernt einen korrekten Betrag der Erregungspulsbreite (Erregungsdauer) für die Solleinspritzdüse 30 und speichert den korrekten Betrag der Erregungspulsbreite beispielsweise in der Speichervorrichtung 62 als der entsprechenden Sollmenge an Kraftstoff zugehörig, welche von der Solleinspritzdüse 30 einzuspritzen ist.
Wenn daher im normalen Modus der vorliegende Puls mit der Erregungspulsbreite entsprechend der Sollmenge an Kraftstoff, der von der Solleinspritzdüse 30 einzuspritzen ist, basierend auf dem korrekten Betrag, der an die entsprechende Solleinspritzdüse 30 anzulegen ist, korrigiert wird, kann eine Menge an Kraftstoff, welche tatsächlich von der Solleinspritzdüse 30 eingespritzt wird, in Übereinstimmung mit der Sollkraftstoffmenge gebracht werden.
Die CPU 52 führt das Lernen eines korrekten Werts der Erregungspulsbreite für jede Einspritzdüse 30 für jeden von gewünschten Werten einer Sollmenge an Kraftstoff in jedem aus einer Mehrzahl von Bereichen des Raildrucks über den vorbestimmten vollständigen Betriebsdruckbereich der Common Rail hinweg durch. Die Mehrzahl von Bereichen des Raildrucks bildet den vollständigen Betriebsdruckbereich der Common Rail.
Zwangssteuermodul
Wie oben beschrieben, stellt die CPU 52 normalerweise den Raildruck auf den normalen Solldruck ein, der basierend auf den empfangenen Stücken von Betriebsbedingungsdaten bestimmt wird, um damit den Kraftstoffeinspritzdruck für jede Einspritzdüse 30 zu steuern.
Im Gegensatz hierzu dient die CPU 52 im Lernmodus als das Zwangsdrucksteuermodul 52c, um einen korrekten Betrag der Erregungsdauer einer Solleinspritzdüse 30 in jedem aus einer Mehrzahl von Bereichen des Raildrucks über den vollständigen Betriebsdruckbereich hinweg zu lernen.
Dann stellt die CPU 52 den Raildruck zwangsweise ein, d. h. den Kraftstoffeinspritzdruck der Einspritzdüse für jeden Zylinder 30, und zwar auf einen Solldruck, der unabhängig von den Betriebsbedingungen des Dieselmotors 2 ist.
Genauer gesagt, die CPU 52 stellt zwangsweise den Raildruck, d. h. den Kraftstoffeinspritzdruck der Einspritzdüse für jeden Zylinder 30, auf einen Solldruck ein, der höher als der normale Solldruck ist; dieser normale Solldruck wird bestimmt, wenn die momentane Gaspedalposition oder der Hub des Gaspedals auf null gesetzt wird, während die Motordrehzahl herunterfährt. Der Solldruck, der höher als der normale Solldruck ist, wird nachfolgend als „höherer Solldruck” bezeichnet (siehe Bezugszeichen 200 und Strichpunktlinie in 2).
Die CPU 52 steuert weiterhin im Lernmodus eine Sollmenge an einzuspritzendem Kraftstoff, einen Sollzeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung und die Anzahl von Schüssen (Einspritzungen) von Kraftstoffen auf geeignete Werte zum Lernen des korrekten Betrags.
Zusätzlich stellt, um Rauch in den Abgasen zu verringern, die CPU 52 in dem Rauchverringerungsmodus zwangsweise den Kraftstoffeinspritzdruck der Einspritzdüse 30 für jeden Zylinder 2a auf einen höheren Solldruck ein als den normalen Solldruck, der basierend auf den Betriebsbedingungen des Dieselmotors 2 bestimmt wird.
Die CPU 52 steuert in dem Rauchverringerungsmodus auch eine Sollmenge an einzuspritzendem Kraftstoff, einen Sollzeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung und die Anzahl von Schüssen (Einspritzungen) von Kraftstoffen auf geeignete Werte zur Rauchverringerung.
Insbesondere ist sowohl der Lernmodus als auch der Rauchverringerungsmodus ein Modus, in welchem der Raildruck zwangsweise auf einen Druckwert innerhalb des vollständigen Betriebsdrucksbereichs unabhängig von den Betriebsbedingungen des Dieselmotors 2 eingestellt wird. Dieser Modus wird nachfolgend als „Zwangssteuermodus” bezeichnet.
Der Zwangssteuermodus enthält einen Zwangshochdrucksteuermodus, in welchem der Solldruck zwangsweise auf höher als der normale Solldruck eingestellt wird.
Im Gegensatz hierzu ist der normale Modus (Einzeleinspritzmodus oder Mehrfacheinspritzmodus) ein Modus, in welchem der Raildruck auf den normalen Solldruck eingestellt wird, der basierend auf den Betriebsbedingungen des Dieselmotors 2 bestimmt wird.
Zwangshochdrucksteuerbestimmungsmodul
Die CPU 52 dient als Zwangshochdrucksteuerbestimmungsmodul 52d, wo sie zyklisch bestimmt, ob der Raildruck in dem normalen Modus gesteuert wird oder in dem Zwangshochdrucksteuermodus, basierend auf dem Überwachungsergebnis des Raildrucks, der durch den Drucksensor 22 gemessen wird.
Bei Bestimmung, dass der Raildruck auf den höheren Solldruck eingestellt wird, bestimmt die CPU 52, dass der Raildruck in dem Zwangshochdrucksteuermodus gesteuert wird. Ansonsten bestimmt die CPU 52, dass der Raildruck in dem normalen Modus gesteuert wird, wenn bestimmt wird, dass der Raildruck auf den normalen Solldruck eingestellt ist.
Beschleunigungsbestimmungsmodul
Die CPU 52 dient als das Beschleunigungsbestimmungsmodul 52e und berechnet die Änderungsrate der Gaspedalposition pro Zeiteinheit basierend auf der momentanen Position oder dem Hub des Gaspedals gemessen vom Gaspedalsensor 26 jedes Mal dann, wenn das Gaspedal vom Fahrer niedergedrückt wird.
Basierend auf der berechneten Änderungsrate der Gaspedalposition pro Zeiteinheit bestimmt die CPU 52, ob die berechnete Änderungsrate der Gaspedalposition pro Zeiteinheit gleich oder größer als eine erste Schwellenwertrate ist.
Bei Bestimmung, dass die berechnete Änderungsrate der Gaspedalposition pro Zeiteinheit gleich oder größer als die erste Schwellenwertrate ist, bestimmt die CPU 52, dass der Dieselmotor 2 angewiesen wird, hochzudrehen. Ansonsten, wenn bestimmt wird, dass die berechnete Änderungsrate der Gaspedalposition pro Zeiteinheit kleiner als die erste Schwellenwertrate ist, bestimmt die CPU 52, dass der Dieselmotor 2 nicht angewiesen wird, hochzudrehen.
Zusätzlich berechnet die CPU 52, die als Beschleunigungsbestimmungsmodul 52e arbeitet, die Änderungsrate des Drehmoments, das vom Dieselmotor 2 erzeugt wird, basierend auf dem Drehmoment, das vom Dieselmotor 2 erzeugt und vom Drehmomentsensor gemessen wird.
Basierend auf der berechneten Änderungsrate pro Zeiteinheit des vom Dieselmotor 2 erzeugten Drehmoments bestimmt die CPU 52, ob die berechnete Änderungsrate pro Zeiteinheit des Drehmoments, erzeugt vom Dieselmotor 2, gleich oder größer als eine zweite Schwellenwertrate ist.
Bei Bestimmung, dass die berechnete Änderungsrate pro Zeiteinheit des vom Dieselmotor 2 erzeugten Drehmoments gleich oder größer als die zweite Schwellenwertrate ist, bestimmt die CPU 52, dass der Dieselmotor 2 angewiesen wird, hochzudrehen.
Ansonsten, wenn bestimmt wird, dass die berechnete Änderungsrate pro Zeiteinheit des vom Dieselmotor 2 erzeugten Drehmoments kleiner als die zweite Schwellenwertrate ist, bestimmt die CPU 52, dass der Dieselmotor 2 nicht angewiesen wird, hochzudrehen.
Die CPU 52 kann bestimmen, ob der Dieselmotor 2 angewiesen wird, hochzudrehen, basierend auf wenigstens entweder der berechneten Änderungsrate der Gaspedalposition pro Zeiteinheit oder der Änderungsrate pro Zeiteinheit des vom Dieselmotor 2 erzeugten Drehmoments.
Druckbestimmungsmodul
Die als Druckbestimmungsmodul 52f dienende CPU 52 bestimmt zyklisch basierend auf den Messdaten vom Drucksensor 22, ob der Raildruck als Absolutdruck um wenigstens einen vorher festgesetzten Betrag höher als der normale Solldruck ist, der basierend auf den Betriebsbedingungen des Dieselmotors 2 bestimmt wird.
Zusätzlich bestimmt die als Druckbestimmungsmodul 52f dienende CPU 52 zyklisch basierend auf den Messdaten vom Drucksensor 22, ob der Raildruck relativ zum normalen Solldruck höher als ein zweiter vorher festgesetzter Wert ist.
Bei Bestimmung, dass der absolute Raildruck um den wenigstens ersten festgesetzten Wert höher als der normale Solldruck ist oder dass der Raildruck relativ zum normalen Solldruck höher als der zweite festgesetzte Wert ist, bestimmt die CPU 52 (Druckbestimmungsmodul 52f) dass der Raildruck in einem höheren Druckzustand ist.
Einspritzsteuermodul
Wenn, während der Raildruck durch das Zwangssteuermodul 52c in dem Zwangshochdrucksteuermodus gesteuert wird, der Dieselmotor 2 angewiesen wird, zu beschleunigen, dient die CPU 52 als Einspritzsteuermodul 52g und schaltet selbständig von dem Zwangshochdrucksteuermodus in den normalen Modus. Im normalen Modus steuert die CPU 52 eine Sollmenge an einzuspritzendem Kraftstoff, einen Sollzeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung, die Anzahl von Schüssen (Einspritzungen) von Kraftstoff und die Menge an Kraftstoff, die von der Hochdruckpumpe 12 abzugeben ist, basierend auf den Betriebsbedingungen des Dieselmotors 2.
Wenn beispielsweise der Dieselmotor 2 angewiesen wird, hochzudrehen, während die CPU 52 in dem Zwangshochdrucksteuermodus des Lernmodus arbeitet, hebt die CPU 52 den Lernmodus auf (setzt das Lerndurchführungsflag auf AUS) und schaltet selbständig in den normalen Modus (beispielsweise t1 in 2).
Dann berechnet die CPU 52 basierend auf den momentanen Betriebszuständen des Dieselmotors 2 einen Solldruck für den Raildruck; dieser Solldruck ist niedriger als der höhere Solldruck und bestimmt den berechneten Solldruck als normalen Solldruck (siehe Bezugszeichen 210 und gestrichelte Linie in 2).
Bezug nehmend auf 2, obwohl der Solldruck für den Raildruck vom höheren Solldruck 200 auf den normalen Solldruck 210 verringert wurde, wird der tatsächliche Raildruck, der eingestellt wird, um dem normalen Solldruck 210 zu folgen, nur allmählich verringert. Mit anderen Worten, der Kraftstoffeinspritzdruck einer jeden Einspritzdüse 30 entsprechend dem Raildruck wird nur allmählich verringert, obgleich der Solldruck für den Raildruck vom höheren Solldruck 200 auf den normalen Solldruck 210 verringert wurde.
Wenn somit der Kraftstoffeinspritzdruck für jede Einspritzdüse 30 auf den normalen Solldruck verringert wird, begibt sich ein Zustand, in welchem:
der Kraftstoffeinspritzdruck für jede Einspritzdüse 30 um den wenigstens ersten vorher festgesetzten Wert höher als der normale Solldruck ist; oder
der Kraftstoffeinspritzdruck für jede Einspritzdüse 30 relativ zu dem normalen Solldruck höher als der zweite vorher festgesetzte Wert ist.
Wenn Kraftstoff von jeder Einspritzdüse 30 eingespritzt wird, wobei der Kraftstoffeinspritzdruck höher als der normale Solldruck ist (siehe FP (Kraftstoffeinspritzdruck) > TP (normaler Solldruck)), findet eine rasche Verbrennung von Kraftstoff in jedem Zylinder 2a statt. Die kann dazu beitragen, sehr starke Änderungen in jedem Zylinder 2a hervorzurufen, was hörbare Geräusche im Dieselmotor 2 erzeugt. Diese hörbaren Geräusche, die durch eine rasche Verbrennung von Kraftstoff in jedem Zylinder 2a verursacht werden, werden nachfolgend als „hörbare Verbrennungsgeräusche” bezeichnet.
Um dieses erwähnte Problem anzugehen, arbeitet die als Einspritzsteuermodul 52g arbeitende CPU 52 dahingehend, wenigstens eine der nachfolgenden bestimmten ersten und zweiten Einspritzsteuerfunktionen durchzuführen, um so eine rasche Verbrennung von Kraftstoff in jedem Zylinder 2a zu verhindern. Dies macht es möglich, hörbare Verbrennungsgeräusche aufgrund einer raschen Verbrennung von Kraftstoff in jedem Zylinder 2a zu verringern.
Erste Einspritzsteuerfunktion
Bezug nehmend auf 3 erhöht die CPU 52, wenn sie in dem Mehrfacheinspritzmodus arbeitet, die Anzahl von Piloteinspritzungen in dem vorbestimmten Mehrfacheinspritzplan, ohne eine Gesamtmenge an Kraftstoff zu ändern, welche von jeder Einspritzdüse 30 vor und nach der Zunahme der Anzahl von Piloteinspritzungen einzuspritzen ist.
Genauer gesagt, es sei anzunehmen, dass der Mehrfacheinspritzplan so festgelegt ist, dass eine einzelne Piloteinspritzung und eine einzelne Haupteinspritzung für jede Einspritzdüse 30 sequenziell in einem Zeitintervall TI durchgeführt werden (siehe 3). Es sei festzuhalten, dass eine festgesetzte Sollmenge an von jeder Einspritzdüse 30 einzuspritzendem Kraftstoff für die einzelne Piloteinspritzung und diejenige für die einzelne Haupteinspritzung individuell bestimmt werden.
Unter dieser Annahme teilt die CPU 52 einen einzelnen Strompuls P1 für die einzelne Piloteinspritzung einer jeden Einspritzdüse 30 entsprechend der vorher festgesetzten Sollmenge an Kraftstoff in zwei Strompulse P1a und P1b. Die gesamte Erregungspulsbreite der geteilten zwei Strompulse P1a und P1b wird in Übereinstimmung mit derjenigen der Erregungspulsbreite des einzelnen Strompulses P1 gebracht. Wie in 3 gezeigt, legt die CPU 52 sequenziell die geteilten zwei Strompulse P1a und P1b in einem bestimmten Intervall in dieser Reihenfolge an jede Einspritzdüse 30 an.
Wenn das Zeitintervall TI seit der fallenden Flanke des letzten Strompulses P1 b verstrichen ist, legt die CPU 52 an jede Einspritzdüse 30 einen Strompuls Pm für eine einzelne Haupteinspritzung hiervon an. Die Erregungspulsbreite des Strompulses Pm entspricht der vorher festgesetzten Sollmenge an Kraftstoff, welche für die Haupteinspritzung von jeder Einspritzdüse 30 einzuspritzen ist.
Das heißt, die CPU 52 behält Zeitpunkt und Kraftstoffeinspritzmenge der Haupteinspritzung unabhängig von einem Anstieg der Anzahl der Piloteinspritzungen bei.
Wenn in dem Einzeleinspritzmodus des normalen Modus gearbeitet wird, legt die CPU 52 zusätzlich einen Strompuls an jede Einspritzdüse an, um somit als Piloteinspritzung jede Einspritzdüse 30 anzutreiben, um eine Sollmenge (geringe Menge) an Kraftstoff einzuspritzen, bevor der Strompuls Pm für die einzelne Haupteinspritzung an jede Einspritzdüse 30 angelegt wird. Dies erhöht die Anzahl von Schüssen, die von jeder Einspritzdüse 30 durchzuführen sind, im Vergleich zu der Anzahl von Schüssen, die von jeder Einspritzdüse 30 ohne Durchführung der Piloteinspritzung durchzuführen sind.
Die Zunahme der Anzahl von Piloteinspritzungen vor der wenigstens einen Haupteinspritzung beschleunigt die Vormischung von Luft und Kraftstoff in jedem Zylinder 2a. Wenn daher die wenigstens eine Haupteinspritzung von jeder Einspritzdüse 30 durchgeführt wird, findet eine Vorgemischverbrennung in einem entsprechenden der Zylinder 2a statt. Dies verhindert eine rasche Verbrennung in jedem Zylinder 2a. Selbst wenn daher der Dieselmotor 2 angewiesen wird, hochzudrehen, während der Raildruck in dem höheren Druckzustand ist, ist es möglich, hörbare Verbrennungsgeräusche während des Hochdrehens des Dieselmotors 2 zu verringern..
Zweite Einspritzsteuerfunktion
Bezug nehmend auf 4 verzögert die CPU 52, wenn sie in dem Mehrfacheinspritzmodus arbeitet, den Zeitpunkt der wenigstens einen Haupteinspritzung in dem vorbestimmten Mehrfacheinspritzplan, ohne eine Sollkraftstoffmenge zu ändern, welche durch die wenigstens eine Haupteinspritzung von jeder Einspritzdüse 30 einzuspritzen ist.
Genauer gesagt, es sei angenommen, dass der Mehrfacheinspritzplan in dem Mehrfacheinspritzmodus so bestimmt wurde, dass eine einzelne Piloteinspritzung und eine einzelne Haupteinspritzung für jede Einspritzdüse 30 sequenziell in einem Zeitintervall TI durchzuführen sind (siehe 4). Es sei festzuhalten, dass eine vorher festgesetzte Kraftstoffsollmenge zum Einspritzen durch jede Einspritzdüse 30 bei der einzelnen Piloteinspritzung und diejenige für die einzelne Haupteinspritzung individuell bestimmt werden.
Unter dieser Annahme legt die CPU 52 einen einzelnen Strompuls P10 für die einzelne Piloteinspritzung an jede Einspritzdüse 30 an; die Erregungspulsbreite des einzelnen Strompulses P10 entspricht der vorher festgesetzten Sollkraftstoffmenge, die bei der einzelnen Piloteinspritzung von jeder Einspritzdüse 30 einzuspritzen ist.
Wenn das Zeitintervall TI in dem vorbestimmten Mehrfacheinspritzplan seit der fallenden Flanke des Strompulses P10 verstrichen ist, verzögert die CPU 52 das Anlegen eines Strompulses Pm für die einzelne Haupteinspritzung um ein bestimmtes Intervall α an jeder Einspritzdüse 30. Die Erregungspulsbreite des Strompulses Pm entspricht der vorher festgesetzten Sollkraftstoffmenge, die bei der einzelnen Haupteinspritzung von jeder Einspritzdüse 30 einzuspritzen ist.
Die Verzögerung der Haupteinspritzung gegenüber dem vorher geplanten Zeitpunkt hierfür verzögert den Verbrennungszeitpunkt in jedem Zylinder 30. Dies erlaubt, dass der Kraftstoffeinspritzdruck für jede Einspritzdüse 30 verringert wird, bevor die Haupteinspritzung durchgeführt wird.
Somit verhindert das Verzögern der Haupteinspritzung eine rasche Verbrennung in jedem Zylinder 2a, und selbst wenn daher der Dieselmotor 2 angewiesen wird, hochzudrehen, während der Raildruck in dem höheren Druckzustand ist, ist es möglich, hörbare Verbrennungsgeräusche zu verringern.
Wenn beispielsweise der Zeitpunkt für die Haupteinspritzung verzögert wird, nimmt die CPU 52 den Zeitpunkt für die Haupteinspritzung nach dem oberen Kompressionstotpunkt zurück, um somit eine abrupte Verbrennung in jedem Zylinder 2a zu verhindern.
Es sei festzuhalten, dass die CPU 52 auf ähnliche Weise die bestimmten ersten und zweiten Einspritzsteuerfunktionen durchführen kann (siehe 5).
Geräuschpegelbestimmungsmodul
Wenn die CPU 52 als Geräuschpegelbestimmungsmodul 52h arbeitet, schätzt sie basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit, die vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor gemessen wurde, den Grad an hörbaren Fahrzeuggeräuschen. Hörbare Fahrzeuggeräusche beinhalten Windgeräusche, Abrollgeräusche etc. und liegen aufgrund des Fahrbetriebs des Kraftfahrzeugs vor.
Die CPU 52 bestimmt, ob der geschätzte Grad an hörbaren Fahrgeräuschen es erlaubt, dass hörbare Verbrennungsgeräusche während des Hochgehens des Dieselmotors überdeckt werden.
Wenn bestimmt wird, dass der geschätzte Grad an hörbaren Fahrgeräuschen es ermöglicht, dass hörbare Verbrennungsgeräusche überdeckt werden, bestimmt die CPU 52, dass hörbare Verbrennungsgeräusche relativ zu den hörbaren Fahrgeräuschen verringert sind.
Motorgeräuschstärkenbestimmungsmodul
Wenn die CPU 52 als Motorgeräuschstärkenbestimmungsmodul 52i arbeitet, bestimmt sie basierend auf der berechneten Motordrehzahl, erhalten von Messdaten vom Kurbelwinkelsensor 24, die Stärke des Motorgeräusches. Ein Motorgeräusch wird erzeugt, wenn der Dieselmotor 2 läuft.
Die CPU 52 bestimmt, ob die geschätzte Stärke von Motorgeräuschen erlaubt, dass die hörbaren Verbrennungsgeräusche während dem Hochdrehen des Dieselmotors 2 überdeckt werden können.
Bei Bestimmung, dass die geschätzte Stärke von Motorgeräuschen es erlaubt, dass hörbare Verbrennungsgeräusche überdeckt werden, bestimmt die CPU 52, dass die hörbaren Verbrennungsgeräusche relativ zum Fahrzeuggeräusch verringert sind.
Das heißt, wenn bestimmt wird, dass hörbare Verbrennungsgeräusche relativ zu hörbaren Fahrzeuggeräuschen oder Motorgeräuschen verringert sind, werden hörbare Verbrennungsgeräusche von Insassen des Kraftfahrzeugs kaum wahrgenommen.
Wenn daher bestimmt wird, dass hörbare Verbrennungsgeräusche relativ zu hörbaren Fahrzeuggeräuschen oder dem Motorgeräusch verringert sind, führt die CPU 52 im normalen Modus die Parameter durch, die für jede Einspritzdüse 30 notwendig sind, eine Kraftstoffeinspritzung durchzuführen, ohne dass die ersten und zweiten Einspritzsteuerfunktionen durchgeführt werden. Die Parameter für jede Einspritzdüse 30 umfassen Sollmenge an einzuspritzendem Kraftstoff, Sollzeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung, die Anzahl von Schüssen (Einspritzungen) an Kraftstoff und die Menge an Kraftstoff, die von der Hochdruckpumpe 12 abzugeben ist.
Dies macht es möglich, die Prozessbelastung der CPU 52 zu verringern, die für die Kraftstoffeinspritzung notwendig ist.
Es sei festzuhalten, dass die erste oder zweite vorher festgesetzte Stärke auf eine Grenzstärke gesetzt werden kann, bei der hörbare Verbrennungsgeräusche während des Hochdrehens des Dieselmotors 2 von hörbaren Fahrzeuggeräuschen oder Motorgeräuschen nicht überdeckt werden. Dies erlaubt, wenn der Raildruck um den wenigstens ersten vorher festgesetzten Wert höher als der normale Solldruck ist oder wenn der Raildruck relativ zu dem normalen Solldruck höher als der zweite vorher festgesetzte Wert ist, die Bestimmung des Geräuschpegelbestimmungsmoduls oder diejenige des Motorgeräuschstärkenbestimmungsmoduls automatisch zu beenden. Bevorzugt wird der erste oder zweite vorher festgesetzte Wert variabel abhängig von Fahrzeuggeschwindigkeit oder Motordrehzahl gesetzt.
Die CPU 52 ist darauf programmiert, wenigstens eine der nachfolgenden ersten bis vierten Verbrennungsgeräuschverringerungsroutinen durchzuführen, die in den 6 bis 9 gezeigt sind und beispielsweise im RAM 56 geladen sind. Insbesondere ist die CPU 52 darauf eingestellt, zyklisch wenigstens eine der ersten bis vierten Verbrennungsgeräuschverringerungsroutinen in dem Zwangshochdrucksteuermodus von einer ersten Zeit zu einer zweiten Zeit durchzuführen. Die erste Zeit stellt eine Zeit dar, zu der der Zwangshochdrucksteuermodus in Antwort auf ein Hochdrehen des Dieselmotors 2 in den normalen Modus verschoben wurde. Die zweite Zeit stellt eine Zeit dar, zu der der Kraftstoffeinspritzdruck einer jeden Einspritzdüse 30 im Wesentlichen in Übereinstimmung mit dem normalen Solldruck gebracht ist oder ein Hochdrehen des Dieselmotors gestoppt ist.
Mit anderen Worten, die CPU 52 ist dafür ausgerichtet, wenigstens eine der ersten bis vierten Verbrennungsgeräuschverringerungsroutinen nicht von einer dritten Zeit bis zu einer vierten Zeit durchzuführen. Die dritte Zeit stellt eine Zeit dar, zu der der Kraftstoffeinspritzdruck einer jeden Einspritzdüse 30 im Wesentlichen in Übereinstimmung mit dem normalen Solldruck gebracht ist oder das Hochdrehen des Dieselmotors gestoppt ist, nachdem der Zwangshochdrucksteuermodus in den normalen Modus geändert wurde. Die vierte Zeit stellt eine Zeit dar, zu der die CPU 52 in den Zwangshochdrucksteuermodus versetzt wird.
Die Einplanung wenigstens einer der ersten bis vierten Verbrennungsgeräuschverringerungsroutinen gemäß obiger Beschreibung erlaubt somit, dass die Prozessbelastung der CPU 52 im normalen Modus abnimmt.
Erste Verbrennungsgeräuschverringerungsroutine
Beim Start der ersten Verbrennungsgeräuschverringerungsroutine dient die CPU 52 als Druckbestimmungsmodul 52f, Geräuschpegelbestimmungsmodul 52h und Motorgeräuschstärkenbestimmungsmodul 52i im Schritt S300 von 6.
Genauer gesagt, die CPU 52 bestimmt anhand von Messdaten vom Drucksensor 22, ob der Kraftstoffeinspritzdruck (IP in 6) für jeden Zylinder 30 entsprechend dem Raildruck höher als ein normaler Solldruck und gleich oder höher als ein festgesetzter erster Bestimmungsschwellenwert für hörbares Geräusch (TH1 in 6) ist (Schritt S300).
Es sei festzuhalten, dass der erste Bestimmungsschwellenwert für hörbares Geräusch variabel abhängig von Fahrzeuggeschwindigkeit und Motordrehzahl so gesetzt wird, dass, wenn der Raildruck als niedriger als der erste Bestimmungsschwellenwert für hörbares Geräusch gesetzt ist, hörbare Verbrennungsgeräusche während des Hochdrehens des Dieselmotors 2 von hörbaren Fahrzeuggeräuschen oder Motorgeräuschen überdeckt werden können.
Bei Bestimmung, dass der Kraftstoffeinspritzdruck für jeden Zylinder 30 entsprechend dem Raildruck höher als der normale Solldruck ist und gleich oder höher als der erste Bestimmungsschwellenwert für hörbares Geräusch (JA im Schritt S300), geht die CPU 52 zum Schritt S302.
Im Schritt S302 arbeitet die CPU 52 als Beschleunigungsbestimmungsmodul 52e Genauer gesagt, im Schritt S302 bestimmt die CPU 52, ob die berechnete Änderungsrate pro Zeiteinheit von wenigstens entweder der Gaspedalposition oder dem Drehmoment gleich oder größer als eine entsprechende der wenigstens entweder ersten oder zweiten Schwellenwertrate ist.
Bei Bestimmung, dass die Änderungsrate pro Zeiteinheit von wenigstens entweder der Gaspedalposition oder dem Drehmoment gleich oder größer als eine entsprechende der wenigstens entweder ersten oder zweiten Schwellenwertrate ist (JA im Schritt S302), geht die CPU 52 zum Schritt S304.
Im Schritt S304 bestimmt die CPU 52, dass der Raildruck in dem höheren Druckzustand ist, nachdem der Zwangshochdrucksteuermodus aufgehoben wurde.
Somit dient im Schritt S304 die CPU 52 als ein Einspritzsteuermodul 52g, um somit die erste Einspritzsteuerfunktion durchzuführen, wie oben ausgeführt.
Insbesondere erhöht in dem Mehrfacheinspritzmodus die CPU 52 die Anzahl von Piloteinspritzungen in dem vorbestimmten Mehrfacheinspritzplan, geeignet für den entsprechenden Betriebsmodus, ohne die Gesamtmenge an Kraftstoff zu ändern, welche von jeder. Einspritzdüse 30 vor und nach dem Erhöhen der Anzahl von Piloteinspritzungen eingespritzt wird.
Ansonsten liefert in dem Einzeleinspritzmodus die CPU 52 zusätzlich einen Strompuls an jede Einspritzdüse 30, um somit als Piloteinspritzung jede Einspritzdüse 30 so anzutreiben, dass eine Sollmenge (kleine Menge) an Kraftstoff eingespritzt wird, bevor der Strompuls Pm für die Haupteinspritzung an jede Einspritzdüse 30 geliefert wird.
Dies beschleunigt die Vormischung von Luft und Kraftstoff in jedem Zylinder 2a. Wenn daher die wenigstens eine Haupteinspritzung von jeder Einspritzdüse 30 durchgeführt wird, findet eine Vorgemischverbrennung in einem entsprechenden der Zylinder 2a statt. Dies verhindert eine rasche Verbrennung in jedem Zylinder 2a. Selbst wenn somit der Dieselmotor 2 angewiesen wird, hochzudrehen, während der Raildruck in einem höheren Druckzustand ist, ist es möglich, hörbare Verbrennungsgeräusche während des Hochdrehens des Dieselmotors 2 zu verringern.
Ansonsten bestimmt die CPU 52, dass der Pegel hörbarer Verbrennungsgeräusche niedrig ist, wenn bestimmt wird, dass der Kraftstoffeinspritzdruck für jeden Zylinder 30 entsprechend dem Raildruck gleich oder niedriger als der normale Solldruck oder niedriger als der erste Bestimmungsschwellenwert für hörbares Geräusch ist (NEIN im Schritt S300). Auf ähnliche Weise bestimmt die CPU 52, dass der Pegel von hörbaren Verbrennungsgeräuschen niedrig ist, wenn bestimmt wird, dass die berechnete Änderungsrate pro Zeiteinheit von wenigstens entweder Gaspedalposition oder Drehmoment niedriger als eine entsprechende der wenigstens entweder ersten oder zweiten Schwellenwertrate ist (NEIN im Schritt S302).
Nachdem die negative Bestimmung im Schritt S300 oder S302 gemacht wurde, geht die CPU 52 zum Schritt S306. Im Schritt S306 behält die CPU 52 die Anzahl von Kraftstoffschüssen bei, die als geeignet für den entsprechenden Betriebsmodus bestimmt wurden.
Genauer gesagt, während des Zwangshochdrucksteuermodus (Lernmodus oder Rauchverringerungsmodus) behält die CPU 52 die Anzahl von Kraftstoffschüssen bei, die als geeignet für den Lernmodus oder Rauchverringerungsmodus bestimmt wurden: Ansonsten behält die CPU 52 während des normalen Modus, nachdem der Zwangshochdrucksteuermodus aufgehoben wurde, die Anzahl von Kraftstoffschüssen bei, die als für den normalen Modus basierend auf den Betriebsbedingungen des Dieselmotors 2 geeignet bestimmt wurden.
Wie oben beschrieben, wird der vorher festgesetzte Bestimmungsschwellenwert für hörbares Geräusch, der im Schritt S300 verwendet wird, variabel abhängig von Fahrzeuggeschwindigkeit oder Motordrehzahl so gesetzt, dass, wenn der Raildruck niedriger als der erste Bestimmungsschwellenwert für hörbares Geräusch ist, dann die hörbaren Verbrennungsgeräusche während des Hochdrehens des Dieselmotors 2 durch hörbare Fahrgeräusche oder die Motorgeräusche überdeckt werden.
Das heißt, die Durchführung des Erhöhungsvorgangs der Kraftstoffeinspritzanzahl im Schritt S304 kann weggelassen werden, solange der Raildruck niedriger als der vorher festgesetzte Bestimmungsschwellenwert für hörbares Geräusch ist. Dies macht es daher möglich, die Durchführungshäufigkeiten des Erhöhungsvorgangs der Kraftstoffeinspritzanzahl im Schritt S304 so weit als möglich zu verringern.
Zusätzlich, selbst wenn der Raildruck gleich oder höher als der vorher festgesetzte Bestimmungsschwellenwert für hörbares Geräusch ist, so dass die CPU 52 in einen Modus schaltet, in welchem die erste Verbrennungsgeräuschverringerungsroutine gemäß Schritt S304 durchgeführt wird, ist es möglich, die CPU 52 in einen anderen Modus in der ersten Verbrennungsgeräuschverringerungsroutine zurückzubringen, ohne Schritt S304 durchzuführen.
Zweite Verbrennungsgeräuschverringerungsroutine
Zu Beginn der zweiten Verbrennungsgeräuschverringerungsroutine dient die CPU 52 als Druckbestimmungsmodul 52f, Geräuschpegelbestimmungsmodul 52h und Motorgeräuschstärkenbestimmungsmodul 52i im Schritt S310 von 7; dieser Vorgang im Schritt S310 ist äquivalent zum Vorgang im Schritt S300.
Insbesondere bestimmt die CPU 52 basierend auf den Messdaten vom Drucksensor 22, ob der Kraftstoffeinspritzdruck (IP in 7) für jeden Zylinder 30 entsprechend dem Raildruck höher als der normale Solldruck ist und gleich oder höher als der erste Bestimmungsschwellenwert für hörbares Geräusch (TH in 7) (Schritt S310).
Bei Bestimmung, dass der Kraftstoffeinspritzdruck für jeden Zylinder 30 entsprechend dem Raildruck höher als der normale Solldruck und gleich oder höher als der erste Bestimmungsschwellenwert für hörbares Geräusch ist (JA im Schritt S310), geht die CPU 52 zum Schritt S312. Der Ablauf im Schritt S312 ist äquivalent zu demjenigen im Schritt S302.
Insbesondere bestimmt im Schritt S312 die CPU 52, ob die berechnete Änderungsrate pro Zeiteinheit von wenigstens entweder der Gaspedalposition oder dem Drehmoment gleich oder größer als eine entsprechende von wenigstens entweder erster oder zweiter Schwellenwertrate ist.
Bei Bestimmung, dass die berechnete Änderungsrate pro Zeiteinheit von wenigstens entweder der Gaspedalposition oder dem Drehmoment gleich oder größer als eine entsprechende von wenigstens entweder erster oder zweiter Schwellenwertrate ist (JA im Schritt S312), geht die CPU 52 zum Schritt S314.
Im Schritt S314 bestimmt die CPU 52, dass der Raildruck in einem höheren Druckzustand ist, nachdem der Zwangshochdrucksteuermodus aufgehoben wurde.
Somit dient im Schritt S314 die CPU 52 als Einspritzsteuermodul 52g, um somit die zweite Einspritzsteuerfunktion gemäß obiger Beschreibung durchzuführen.
Insbesondere verzögert im Mehrfacheinspritzmodus die CPU 52 den Zeitpunkt von wenigstens einer Haupteinspritzung in dem vorbestimmten Mehrfacheinspritzplan, ohne eine Sollmenge an Kraftstoff zu ändern, welche durch die wenigstens eine Haupteinspritzung von jeder Einspritzdüse 30 einzuspritzen ist.
Dies beschleunigt die Vormischung von Luft und Kraftstoff in jedem Zylinder 2a. Wenn daher die wenigstens eine Haupteinspritzung von jeder Einspritzdüse 30 durchgeführt wird, findet eine Vorgemischverbrennung in einem entsprechenden Zylinder 2a statt. Dies verhindert eine rasche Verbrennung in jedem Zylinder 2a. Selbst wenn somit der Dieselmotor 2 angewiesen wird, hochzudrehen, während der Raildruck in dem höheren Druckzustand ist, ist es möglich, hörbare Verbrennungsgeräusche während des Hochdrehens des Dieselmotors 2 zu verringern.
Wenn andererseits bestimmt wird, dass der Kraftstoffeinspritzdruck für jeden Zylinder 30 entsprechend dem Raildruck gleich oder niedriger als der normale Solldruck oder niedriger als der erste Bestimmungsschwellenwert für hörbares Geräusch ist (NEIN im Schritt S310), bestimmt die CPU 52, dass der Grad an hörbaren Verbrennungsgeräuschen niedrig ist. Auf ähnliche Weise bestimmt die CPU 52, dass der Grad an hörbaren Verbrennungsgeräuschen niedrig ist, wenn bestimmt wird, dass die berechnete Änderungsrate pro Zeiteinheit von wenigstens entweder Gaspedalposition oder Drehmoment niedriger als eine entsprechende von wenigstens entweder erster oder zweiter Schwellenwertrate ist (NEIN im Schritt S312).
Nachdem die negative Bestimmung im Schritt S310 oder S312 gemacht wurde, geht die CPU 52 zum Schritt S316. Im Schritt S316 behält die CPU 52 den Zeitpunkt der wenigstens einen Haupteinspritzung in dem vorbestimmten Mehrfacheinspritzplan, der für den entsprechenden Betriebsmodus geeignet ist, bei.
Insbesondere behält während des Zwangshochdrucksteuermodus (Lernmodus oder Rauchverringerungsmodus) die CPU 52 den Zeitpunkt von wenigstens einer Haupteinspritzung in dem vorbestimmten Mehrfacheinspritzplan bei, der als geeignet für den Lernmodus oder Rauchverringerungsmodus bestimmt wurde.
Ansonsten hält während des normalen Modus, nachdem der Zwangshochdrucksteuermodus aufgehoben wurde, die CPU 52 die Zeit der wenigstens einen Haupteinspritzung in dem vorbestimmten Mehrfacheinspritzplan bei, der als geeignet für den normalen Modus basierend auf den Betriebsbedingungen des Dieselmotors 2 bestimmt wurde.
Wie oben beschrieben, wird der festgesetzte Bestimmungsschwellenwert für hörbares Geräusch, der im Schritt S310 verwendet wird, variabel abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit oder der Motordrehzahl so gesetzt, dass, wenn der Raildruck höher als der erste Bestimmungsschwellenwert für hörbares Geräusch gesetzt ist, dann hörbare Verbrennungsgeräusche während des Hochdrehens des Dieselmotors 2 durch hörbare Fahrzeuggeräusche oder das Motorengeräusch überdeckt werden können.
Das heißt, die Durchführung des Kraftstoffeinspritzzeitpunkthemmvorgangs im Schritt S314 kann weggelassen werden, solange der Raildruck niedriger als der erste Bestimmungsschwellenwert für hörbares Geräusch ist. Dies macht es daher möglich, Durchführungshäufigkeiten für den Kraftstoffeinspritzzeitpunkthemmvorgang im Schritt S314 so weit als möglich zu verringern. Weiterhin, selbst wenn der Raildruck gleich oder höher als der erste Bestimmungsschwellenwert für hörbares Geräusch ist, so dass die CPU 52 in einen Modus schaltet, in welchem die zweite Verbrennungsgeräuschverringerungsroutine gemäß Schritt S314 durchgeführt wird, ist es möglich, die CPU 52 ohne Schritt S314 in einen anderen Modus in der zweiten Verbrennungsgeräuschverringerungsroutine zurückzuführen.
Dritte Verbrennungsgeräuschverringerungsroutine
Wenn die dritte Verbrennungsgeräuschverringerungsroutine begonnen wird, arbeitet die CPU 52 als Druckbestimmungsmodul 52f, Geräuschpegelbestimmungsmodul 52h und Motorgeräuschstärkenbestimmungsmodul 52i im Schritt S320 von 8.
Insbesondere bestimmt die CPU 52 basierend auf den Messdaten vom Drucksensor 22, ob:
der Kraftstoffeinspritzdruck (IP in 8) für jeden Zylinder 30 entsprechend dem Raildruck und dem normalen Solldruck höher als der normale Solldruck ist; und
die Differenz des Kraftstoffeinspritzdrucks für jeden Zylinder 30 von dem normalen Solldruck gleich oder höher als ein vorher festgesetzter zweiter Bestimmungsschwellenwert für hörbares Geräusch ist (TH2 in 8) (Schritt S320).
Es sei festzuhalten, dass der zweite Bestimmungsschwellenwert für hörbares Geräusch variable abhängig von Fahrzeuggeschwindigkeit oder Motordrehzahl so gesetzt wird, dass, wenn die Differenz des Raildrucks zum normalen Solldruck als niedriger als der zweite Bestimmungsschwellenwert für hörbares Geräusch gesetzt ist, dann hörbare Verbrennungsgeräusche während des Hochdrehens des Dieselmotors 2 durch hörbare Fahrzeuggeräusche oder das Motorengeräusch überdeckt werden können.
Bei Bestimmung, dass der Kraftstoffeinspritzdruck für jeden Zylinder 30 entsprechend dem Raildruck höher als der normale Solldruck ist und die Differenz des Raildrucks zum normalen Solldruck gleich oder höher als der zweite Bestimmungsschwellenwert für hörbares Geräusch ist (JA im Schritt S320), geht die CPU 52 zum Schritt S322.
Im Schritt S322 bestimmt die CPU 52, ob die berechnete Änderungsrate pro Zeiteinheit von wenigstens entweder Gaspedalposition oder Drehmoment gleich oder größer als eine entsprechende von wenigstens entweder erster oder zweiter Schwellenwertrate ist.
Bei Bestimmung, dass die berechnete Änderungsrate pro Zeiteinheit von wenigstens entweder Gaspedalposition oder Drehmoment gleich oder größer als eine entsprechende von wenigstens entweder erster oder zweiter Schwellenwertrate ist (JA im Schritt S322), geht die CPU 52 zum Schritt S324.
Im Schritt S324 bestimmt die CPU 52, dass der Raildruck in einem höheren Druckzustand ist, nachdem der Zwangshochdrucksteuermodus aufgehoben wurde.
Somit dient im Schritt S324 die CPU 52 als Einspritzsteuermodul 52g, um somit die erste Einspritzsteuerfunktion gemäß obiger Beschreibung durchzuführen.
Insbesondere erhöht im Mehrfacheinspritzmodus die CPU 52 die Anzahl von Piloteinspritzungen in dem vorbestimmten Mehrfacheinspritzplan, geeignet für einen entsprechenden Betriebsmodus, ohne die Gesamtmenge an Kraftstoff zu ändern, die von jeder Einspritzdüse 30 vor und nach Anstieg der Anzahl von Piloteinspritzungen einzuspritzen ist.
Ansonsten legt im Einzeleinspritzmodus die CPU 52 zusätzlich einen Strompuls an jede Einspritzdüse 30 an, um damit als Piloteinspritzung jede Einspritzdüse 30 anzutreiben, so dass eine Sollmenge (kleine Menge) an Kraftstoff eingespritzt wird, bevor der Strompuls Pm für die Haupteinspritzung an jede Einspritzdüse 30 angelegt wird.
Dies beschleunigt die Vormischung von Luft und Kraftstoff in jedem Zylinder 2a. Wenn daher die wenigstens eine Haupteinspritzung von jeder Einspritzdüse 30 durchgeführt wird, findet eine Vorgemischverbrennung in einem entsprechenden Zylinder 2a statt. Dies verhindert eine rasche Verbrennung in jedem Zylinder 2a. Selbst wenn somit der Dieselmotor angewiesen wird, hochzudrehen, während der Raildruck in dem Hochdruckzustand ist, ist es möglich, hörbare Verbrennungsgeräusche zu verringern, während der Dieselmotor 2 hochdreht.
Ansonsten bestimmt die CPU 52, dass der Grad an hörbaren Verbrennungsgeräuschen niedrig ist, wenn bestimmt wird, dass der Kraftstoffeinspritzdruck für jeden Zylinder 30 entsprechend dem Raildruck gleich oder niedriger als der normale Solldruck ist oder die Differenz des Raildrucks zum normalen Solldruck niedriger als der zweite Bestimmungsschwellenwert für hörbares Geräusch ist (NEIN im Schritt S320). Auf ähnliche Weise bestimmt die CPU 52, dass der Grad an hörbaren Verbrennungsgeräuschen niedrig ist, wenn bestimmt wird, dass die berechnete Änderungsrate pro Zeiteinheit von wenigstens entweder Gaspedalposition oder Drehmoment niedriger als eine entsprechende von wenigstens entweder der ersten oder zweiten Schwellenwertrate ist (NEIN im Schritt S322).
Nachdem die negative Bestimmung im Schritt S320 oder S322 gemacht wurde, geht die CPU 52 zum Schritt S326. Im Schritt S326 und im Schritt S306 behält die CPU 52 die Anzahl von Kraftstoffschüssen bei, die als geeignet für den entsprechenden Betriebsmodus bestimmt wurde.
Wie oben beschrieben, wird der zweite Bestimmungsschwellenwert für hörbares Geräusch, der im Schritt S320 verwendet wird, variabel abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit oder der Motordrehzahl so gesetzt, dass, wenn die Differenz des Raildrucks zum normalen Solldruck niedriger als der zweite Bestimmungsschwellenwert für hörbares Geräusch ist, hörbare Verbrennungsgeräusche während des Hochdrehens des Dieselmotors 2 von hörbaren Fahrzeuggeräuschen oder dem Motorgeräusch überdeckt werden können.
Das heißt, die Durchführung des Erhöhungsvorgangs für die Kraftstoffeinspritzanzahl im Schritt S324 kann weggelassen werden, solange die Differenz des Raildrucks zum normalen Solldruck niedriger als der zweite Bestimmungsschwellenwert für hörbares Geräusch ist. Dies macht es daher möglich, die Durchführungshäufigkeit des Erhöhungsvorgangs für die Kraftstoffeinspritzzahl im Schritt S324 so weit als möglich zu verringern. Zusätzlich, selbst wenn die Differenz des Raildrucks zum normalen Solldruck gleich oder höher als der zweite Bestimmungsschwellenwert für hörbares Geräusch ist, so dass die CPU 52 in einen Modus schaltet, in welchem die dritte Verbrennungsgeräuschverringerungsroutine von Schritt S324 durchgeführt wird, ist es möglich, die CPU 52 in einen anderen Modus in der dritten Verbrennungsgeräuschverringerungsroutine ohne Schritt S324 zurückzuführen.
Vierte Verbrennungsgeräuschverringerungsroutine
Wenn die vierte Verbrennungsgeräuschverringerungsroutine begonnen wird, dient die CPU 52 als Druckbestimmungsmodul 52f, Geräuschpegelbestimmungsmodul 52h und Motorgeräuschstärkenbestimmungsmodul 52i im Schritt S330 von 9; der Vorgang im Schritt S330 ist äquivalent zum Vorgang im Schritt S320.
Insbesondere bestimmt die CPU 52 basierend auf den Messdaten vom Drucksensor 22, ob:
der Kraftstoffeinspritzdruck (IP) in 9 für jeden Zylinder 30 entsprechend dem Raildruck und dem normalen Solldruck höher als der normale Solldruck ist; und
die Differenz des Kraftstoffeinspritzdrucks für jeden Zylinder 30 zum normalen Solldruck gleich oder höher als der zweite Bestimmungsschwellenwert für hörbares Geräusch ist (TH2 in 9) (Schritt S330).
Bei Bestimmung, dass Kraftstoffeinspritzdruck für jeden Zylinder 30 entsprechend dem Raildruck höher als der normale Solldruck ist und die Differenz des Raildrucks zum normalen Solldruck gleich oder höher als der zweite Bestimmungsschwellenwert für hörbares Geräusch ist (JA im Schritt S330), geht die CPU 52 zum Schritt S332.
Im Schritt S332 bestimmt die CPU 52, ob die berechnete Änderungsrate pro Zeiteinheit von wenigstens entweder Gaspedalposition oder Drehmoment gleich oder größer als eine entsprechende von wenigstens entweder erster oder zweiter Schwellenwertrate ist.
Bei Bestimmung, dass die berechnete Änderungsrate pro Zeiteinheit von wenigstens entweder Gaspedalposition oder Drehmoment gleich oder größer als eine entsprechende von wenigstens entweder erster oder zweiter Schwellenwertrate ist (JA im Schritt S332), geht die CPU 52 zum Schritt S334.
Im Schritt S334 bestimmt die CPU 52, dass der Raildruck in einem höheren Druckzustand ist, nachdem der Zwangshochdrucksteuermodus aufgehoben wurde.
Somit dient im Schritt S334 die CPU 52 als Einspritzsteuermodul 52g, um damit die zweite Einspritzsteuerfunktion gemäß obiger Beschreibung durchzuführen.
Insbesondere verzögert in dem Mehrfacheinspritzmodus die CPU 52 die Zeit der wenigstens einen Haupteinspritzung in dem vorbestimmten Mehrfacheinspritzplan ohne Änderung einer Sollmenge an Kraftstoff, welche von jeder Einspritzdüse 30 einzuspritzen ist, durch die wenigstens eine Haupteinspritzung.
Dies beschleunigt die Vormischung von Luft und Kraftstoff in jedem Zylinder 2a. Wenn daher wenigstens eine Haupteinspritzung von jeder Einspritzdüse 30 durchgeführt wird, findet eine Vorgemischverbrennung in einem entsprechenden Zylinder 2a statt. Dies verhindert eine rasche Verbrennung in jedem Zylinder 2a. Selbst wenn somit der Dieselmotor 2 angewiesen wird, hochzudrehen, während der Raildruck in dem Hochdruckzustand ist, ist es möglich, hörbare Verbrennungsgeräusche beim Hochdrehen des Dieselmotors 2 zu verringern.
Ansonsten, wenn bestimmt wird, das der Kraftstoffeinspritzdruck für jeden Zylinder 30 entsprechend dem Raildruck gleich oder niedriger als der normale Solldruck ist oder die Differenz des Raildrucks zum normalen Solldruck niedriger als der zweite Bestimmungsschwellenwert für hörbares Geräusch ist (NEIN im Schritt S330), bestimmt die CPU 52, dass der Grad an hörbaren Verbrennungsgeräuschen niedrig ist. Auf ähnliche Weise bestimmt die CPU 52, dass der Grad an hörbaren Verbrennungsgeräuschen niedrig ist, wenn bestimmt wird, dass die berechnete Änderungsrate pro Zeiteinheit von wenigstens entweder Gaspedalposition oder Drehmoment niedriger als die entsprechende von wenigstens entweder erster oder zweiter Schwellenwertrate ist (NEIN im Schritt S332).
Nachdem die negative Bestimmung im Schritt S330 oder S332 gemacht wurde, geht die CPU 52 zum Schritt S336. Im Schritt S336 hält die CPU 52 den Zeitpunkt der wenigstens einen Haupteinspritzung in dem vorbestimmten Mehrfacheinspritzplan bei, der für den entsprechenden Betriebsmodus geeignet ist.
Insbesondere behält während des Zwangshochdrucksteuermodus (Lernmodus oder Rauchverringerungsmodus) die CPU 52 den Zeitpunkt der wenigstens einen Haupteinspritzung in dem vorbestimmten Mehrfacheinspritzplan bei, der für den Lernmodus oder Rauchverringerungsmodus als geeignet bestimmt wurde.
Ansonsten behält während des normalen Modus, nachdem der Zwangshochdrucksteuermodus aufgehoben wurde, die CPU 52 den Zeitpunkt der wenigstens einen Haupteinspritzung in dem vorbestimmten Mehrfacheinspritzplan bei, der für den norma len Modus basierend auf den Betriebsbedingungen des Dieselmotors 2 als geeignet bestimmt wurde.
Wie oben beschrieben, wird der zweite Bestimmungsschwellenwert für hörbares Geräusch, der im Schritt S330 verwendet wird, variabel abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit oder der Motordrehzahl so gesetzt, dass, wenn die Differenz des Raildrucks zum normalen Solldruck niedriger als der zweite Bestimmungsschwellenwert für hörbares Geräusch ist, hörbare Verbrennungsgeräusche während des Hochdrehens des Dieselmotors 2 durch hörbare Fahrzeuggeräusche oder das Motorgeräusch überdeckt werden können.
Das heißt, die Durchführung des Kraftstoffeinspritzzeitpunkthemmvorgangs im Schritt S334 kann weggelassen werden, solange die Differenz des Raildrucks zum normalen Solldruck niedriger als der zweite Bestimmungsschwellenwert für hörbares Geräusch ist. Dies macht es daher möglich, Durchführungshäufigkeiten des Kraftstoffeinspritzzeitpunkthemmvorgangs im Schritt S334 so weit als möglich zu verringern. Zusätzlich, selbst wenn die Differenz des Raildrucks zum normalen Solldruck gleich oder höher als der zweite Bestimmungsschwellenwert für hörbares Geräusch ist, so dass die CPU 52 in einen Modus schaltet, wo die vierte Verbrennungsgeräuschverringerungsroutine gemäß Schritt S334 durchgeführt wird, ist es möglich, die CPU 52 in einen anderen Modus der vierten Verbrennungsgeräuschverringerungsroutine ohne Schritt S334 zurückzuführen.
Wie oben beschrieben, vermag die ECU 40 gemäß der Ausführungsform auch dann, wenn der Raildruck in dem höheren Druckzustand ist, wo anormale Verbrennungsgeräusche wahrscheinlich stattfinden können, die Anzahl von Kraftstoffeinspritzungen durch jede Einspritzdüse 30 zu erhöhen oder den Zeitpunkt der Haupteinspritzung durch jede Einspritzdüse 30 zu verzögern. Dies verhindert eine rasche Kraftstoffverbrennung in jedem Zylinder 2a, was es möglich macht, hörbare Verbrennungsgeräusche während des Hochdrehens des Dieselmotors 2 zu verringern, wenn der Raildruck in dem Hochdruckzustand ist.
In der Ausführungsform kann der erste Bestimmungsschwellenwert für hörbares Geräusch variabel abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit oder Motordrehzahl so gesetzt werden, dass, wenn der Raildruck niedriger als der erste Bestimmungsschwellenwert für hörbares Geräusch ist, dann hörbare Verbrennungsgeräusche während des Hochdrehens des Dieselmotors 2 durch hörbare Fahrzeuggeräusche oder das Motorengeräusch überdeckt werden können. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt.
Insbesondere kann der erste Bestimmungsschwellenwert für hörbares Geräusch auf einen festen Wert derart gesetzt werden, dass, wenn der Raildruck als niedriger als der erste Bestimmungsschwellenwert für hörbares Geräusch gesetzt ist, dann hörbare Verbrennungsgeräusche während des Hochdrehens des Dieselmotors 2 durch hörbare Fahrzeuggeräusche oder das Motorengeräusch überdeckt werden können.
Auf ähnliche Weise kann in der Ausführungsform der zweite Bestimmungsschwellenwert für hörbares Geräusch variabel abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit oder der Motordrehzahl so gesetzt werden, dass, wenn die Differenz des Raildrucks zum normalen Solldruck niedriger als der zweite Bestimmungsschwellenwert für hörbares Geräusch ist, dann hörbare Verbrennungsgeräusche während des Hochdrehens des Dieselmotors 2 durch hörbare Fahrzeuggeräusche oder das Motorengeräusch überdeckt werden können. Die vorliegend Erfindung ist jedoch nicht auf diesen Aufbau beschränkt.
Insbesondere kann der zweite Bestimmungsschwellenwert für hörbares Geräusch auf einen festen Wert derart gesetzt werden, dass, wenn die Differenz des Raildrucks zum normalen Solldruck niedriger als der zweite Bestimmungsschwellenwert für hörbares Geräusch ist, dann hörbare Verbrennungsgeräusche während des Hochdrehens des Dieselmotors 2 durch die hörbaren Fahrzeuggeräusche oder das Motorengeräusch überdeckt werden können.
In der Common Rail 20 kann ein Druckbegrenzer eingebaut sein. Der Druckbegrenzer arbeitet dahingehend, Kraftstoff, der in der Common Rail 20 gesammelt ist, abzugeben, um damit den Raildruck derart zu verringern, das der Raildruck nicht einen festgesetzten oberen Grenzwert übersteigt. Anstelle von oder zusätzlich zu dem Druckbegrenzer kann ein Druckverringerungsventil zur Verringerung des Raildrucks unter Steuerung der ECU 40 verwendet werden.
Bei der Ausführungsform wird als Brennkraftmaschine der Dieselmotor 2 verwendet, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt. Insbesondere kann ein Benzinmotor mit Zündkerzenzündung, beispielsweise ein Direkteinspritzbenzinmotor, als Brennkraftmaschine verwendet werden.
In der Ausführungsform ist die ECU 40 so programmiert, dass sie als Normaldrucksteuermodul 52a, Lernmodul 52b, Zwangssteuermodus 52c, Zwangshochdrucksteuerbestimmungsmodul 52d, Beschleunigungsbestimmungsmodul 52e, Druckbestimmungsmodul 52f, Zündsteuermodul 52g, Geräuschpegelbestimmungsmodul 52h und Motorgeräuschstärkenbestimmungsmodul 52i arbeitet. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diesen Aufbau beschränkt.
Insbesondere kann zumindest ein Teil der funktionellen Module 52a bis 52i durch eine Hardwareeinheit mit einem Schaltungsaufbau ausgelegt sein, der wenigstens einen entsprechenden Teil der funktionellen Module 52a bis 52i implementiert.
Es wurde beschrieben, was zum momentanen Zeitpunkt als Ausführungsform und deren Abwandlungen gemäß der vorliegenden Erfindung angesehen wird; es versteht sich, dass eine Vielzahl von Abwandlungen, welche nicht beschrieben wurden, gemacht werden kann, und es ist beabsichtigt, dass die beigefügten Ansprüche sämtliche Abwandlungen umfassen sollen, wie sie unter den Rahmen der vorliegenden Erfindung fallen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- JP 2002-276444 [0007]
- JP 2005-248739 [0007]

Claims

Ein System zur Steuerung einer Einspritzdüse, um wenigstens eine Kraftstoffeinspritzung mit einem Einspritzdruck der Einspritzdüse in einen Zylinder einer Brennkraftmaschine durchzuführen, wobei das System aufweist: eine Druckeinstelleinheit, welche: in einem ersten Modus den Einspritzdruck der Einspritzdüse auf einen Solldruck basierend auf einer Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine einzustellen vermag, wobei die wenigstens eine Kraftstoffeinspritzung in dem ersten Modus vorab geplant ist; und in einem zweiten Modus den Einspritzdruck der Einspritzdüse zwangsweise auf höher als den Solldruck einzustellen vermag; eine erste Bestimmungseinheit, welche zu bestimmen vermag, ob der Einspritzdruck der Einspritzdüse höher als der Solldruck ist; eine zweite Bestimmungseinheit, welche zu bestimmen vermag, ob die Brennkraftmaschine angewiesen wird, hochzudrehen; und eine erste Steuereinheit, welche einen Plan der wenigstens einen Einspritzung von Kraftstoff zu steuern vermag, um eine Anzahl der wenigstens einen Einspritzung von Kraftstoff zu erhöhen, wenn bestimmt wird, dass der Einspritzdruck der Einspritzdüse höher als Solldruck ist, und wenn bestimmt wird, dass die Brennkraftmaschine angewiesen wird, hochzudrehen.
Das System nach Anspruch 1, wobei die wenigstens eine Einspritzung von Kraftstoff eine Haupteinspritzung zur Erzeugung eines Drehmoments für die Brennkraftmaschine und eine Piloteinspritzung umfasst, um Luft und Kraftstoff in dem Zylinder vorzumischen, wobei die Piloteinspritzung so geplant ist, dass sie vor der Haupteinspritzung durchzuführen ist, wobei die erste Steuereinheit die Planung der wenigstens einen Einspritzung von Kraftstoff zu steuern vermag, um eine Anzahl der Piloteinspritzung zu erhöhen.
Das System nach Anspruch 1, wobei die wenigstens eine Einspritzung von Kraftstoff eine Haupteinspritzung zur Erzeugung eines Drehmoments für die Brenn kraftmaschine ist und die erste Steuereinheit die Planung für die wenigstens eine Einspritzung von Kraftstoff zu steuern vermag, um vor der Haupteinspritzung wenigstens eine Piloteinspritzung zur Vormischung von Luft und Kraftstoff in dem Zylinder durchzuführen.
Das System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei ein Zeitpunkt der wenigstens einen Einspritzung von Kraftstoff in dem ersten Modus vorab geplant ist, und weiterhin mit: einer Verzögerungseinheit, welche den Zeitpunkt der wenigstens einen Einspritzung von Kraftstoff zu verzögern vermag, wenn bestimmt wird, dass der Einspritzdruck der Einspritzdüse zwangsweise auf höher als der Solldruck eingestellt wird, und wenn bestimmt wird, dass die Brennkraftmaschine angewiesen wird, hochzudrehen.
Ein System zur Steuerung einer Einspritzdüse, um wenigstens eine Kraftstoffeinspritzung mit einem Einspritzdruck der Einspritzdüse in einen Zylinder einer Brennkraftmaschine durchzuführen, wobei das System aufweist: eine Druckeinstelleinheit, welche: in einem ersten Modus den Einspritzdruck der Einspritzdüse auf einen Solldruck basierend auf einer Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine einzustellen vermag, wobei die wenigstens eine Kraftstoffeinspritzung in dem ersten Modus vorab geplant ist; und in einem zweiten Modus den Einspritzdruck der Einspritzdüse zwangsweise auf höher als den Solldruck einzustellen vermag; eine erste Bestimmungseinheit, welche zu bestimmen vermag, ob der Einspritzdruck der Einspritzdüse höher als der Solldruck ist; eine zweite Bestimmungseinheit, welche zu bestimmen vermag, ob die Brennkraftmaschine angewiesen wird, hochzudrehen; und eine zweite Steuereinheit, welche einen Plan der wenigstens einen Einspritzung von Kraftstoff zu steuern vermag, um den Zeitpunkt der wenigstens einen Einspritzung von Kraftstoff zu verzögern, wenn bestimmt wird, dass der Einspritzdruck der Einspritzdüse höher als Solldruck ist, und wenn bestimmt wird, dass die Brennkraftmaschine angewiesen wird, hochzudrehen.
Das System nach Anspruch 5, wobei die wenigstens eine Einspritzung von Kraftstoff eine Haupteinspritzung zur Erzeugung eines Drehmoments für die Brennkraftmaschine und eine Piloteinspritzung umfasst, um Luft und Kraftstoff in dem Zylinder vorzumischen, wobei die Piloteinspritzung so geplant ist, dass sie vor der Haupteinspritzung durchzuführen ist, wobei die zweite Steuereinheit die Planung der wenigstens einen Einspritzung von Kraftstoff zu steuern vermag, um den Zeitpunkt der Haupteinspritzung zu verzögern.
Das System nach einem. der Ansprüche 1 bis 6, wobei die erste Bestimmungseinheit zur Bestimmung, ob der Einspritzdruck der Einspritzdüse höher als der Solldruck ist und gleich oder höher als ein erster festgesetzter Schwellenwert ist.
Das System nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die erste Bestimmungseinheit eine Differenz des Einspritzdrucks der Einspritzdüse zum Solldruck zu berechnen vermag und bestimmt, ob die berechnete Differenz um wenigstens einen zweiten festgesetzten Schwellenwert höher ist.
Das System nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das System und die Brennkraftmaschine in ein Fahrzeug eingebaut sind, und weiterhin mit: einer ersten Messeinheit, welche hörbare Fahrzeuggeräusche während einer Fahrt des Fahrzeugs zu messen vermag; und einer dritten Bestimmungseinheit, welche zu bestimmen vermag, ob das gemessene hörbare Fahrzeuggeräusch ein hörbares Verbrennungsgeräusch zu überdecken vermag, welches in dem Zylinder stattfindet, während der Einspritzdruck der Einspritzdüse höher als der Solldruck ist, wobei die Brennkraftmaschine hochdreht, wobei, auch bestimmt wird, dass der Einspritzdruck der Einspritzdüse höher als der Solldruck ist, und bestimmt wird, dass die Brennkraftmaschine angewiesen wird, hochzudrehen, dann, wenn bestimmt wird, dass die gemessenen hörbaren Fahrzeuggeräusche die hörbaren Verbrennungsgeräusche überdecken, dann die erste Steuereinheit die Planung der wenigstens einen Einspritzung von Kraftstoff aufrechterhält oder die zweite Steuereinheit den Zeitpunkt der wenigstens einen Einspritzung von Kraftstoff aufrechterhält.
Das System nach einem der Ansprüche 1 bis 9, weiterhin mit: einer zweiten Messeinheit, welche einen Betrag von Motorgeräusch zu messen vermag, das erzeugt wird, wenn die Brennkraftmaschine läuft; und eine vierte Bestimmungseinheit, welche zu bestimmen vermag, ob der gemessene Betrag an Motorgeräusch ein hörbares Verbrennungsgeräusch überdeckt, das in dem Zylinder stattfindet, während der Einspritzdruck des Einspritzdüse höher als der Solldruck ist, wobei die Brennkraftmaschine hochdreht, wobei, auch wenn bestimmt wird, dass der Einspritzdruck der Einspritzdüse höher als der Solldruck ist und bestimmt wird, dass die Brennkraftmaschine angewiesen wird, hochzudrehen, wenn bestimmt wird, dass der gemessene Betrag an Motorgeräusch das hörbare Verbrennungsgeräusch überdeckt, dann die erste Steuereinheit die Planung der wenigstens einen Einspritzung von Kraftstoff aufrechterhält oder die zweite Steuereinheit den Zeitpunkt der wenigstens einen Einspritzung von Kraftstoff aufrechterhält.
Das System nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die erste Steuereinheit die Planung der wenigstens einen Einspritzung von Kraftstoff von einer ersten Zeit zu einer zweiten Zeit aufrechterhält oder die zweite Steuereinheit den Zeitpunkt der wenigstens einen Einspritzung von Kraftstoff von dem ersten Zeitpunkt zu dem zweiten Zeitpunkt aufrechterhält, wobei die erste Zeit eine Zeit darstellt, zu der bestimmt wird, dass der Einspritzdruck der Einspritzdüse gleich oder niedriger als der Solldruck ist, oder bestimmt wird, dass die Brennkraftmaschine nicht angewiesen wird, hochzudrehen, nachdem die Druckeinstelleinheit von dem zweiten Modus in den ersten Modus geschaltet hat, und die zweite Zeit eine Zeit darstellt, die nach der ersten Zeit ist und zu der bestimmt wird, dass der Einspritzdruck der Einspritzdüse höher als der Solldruck ist, und bestimmt wird, dass die Brennkraftmaschine angewiesen wird, zu beschleunigen.