DE102008042412A1

DE102008042412A1 - Steuergerät für ein Druckspeicherkraftstoffeinspritzsystem

Info

Publication number: DE102008042412A1
Application number: DE102008042412A
Authority: DE
Inventors: Kenichiro Kariya-shi Nakata; Koji Kariya-shi Ishizuka
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2007-09-28
Filing date: 2008-09-26
Publication date: 2009-04-02
Anticipated expiration: 2028-09-27
Also published as: US20090084356A1; DE102008042412B4; US7861691B2; JP2009085074A; JP4416026B2

Abstract

Ein Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem ist mit einer Common-Rail (12) einer Kraftstoffpumpe (11) und einem Injektor (20) ausgerüstet. Die Kraftstoffpumpe (11) hat eine Vielzahl von Kraftstoffsystemen. Ein Drucksensor (20a) ist an einem Kraftstoffeinlass des Injektors (20) vorgesehen. Wenn die Kraftstoffpumpe (11) Kraftstoff zu jedem der Kraftstoffpumpsysteme zuführt, erfasst eine ECU (30) eine Veränderung in einem Kraftstoffdruck in einem Kraftstoffdurchgang zwischen der Kraftstoffpumpe (11) und dem Injektor (20). Basierend auf der erfassten Kraftstoffdruckveränderung berechnet die ECU (30) eine Pumpeigenschaft bzw. Pumpcharakteristik mit Hinblick auf jedes der Kraftstoffpumpsysteme.

Description

Bereich der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Steuergerät für ein Druckspeicherkraftstoffeinspritzsystem, das eine Kraftstoffeinspritzung unter Verwendung eines Hochdruckkraftstoffes durchführt, der in dem Druckspeicher einer Common-Rail bzw. Sammelleitung angesammelt ist.
Hintergrund der Erfindung
Ein Gerät, das in JP-10-220272A ( USP-6,142,121 ) beschrieben ist, ist als ein Gerät dieser Art vorgeschlagen. In einem Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem, das aus diesem Kraftstoffeinspritzgerät konstruiert ist, wird Kraftstoff, der von einer Kraftstoffpumpe unter Druck zugeführt wird, in einem Hochdruckzustand von einer Common-Rail gespeichert. Dann wird der gespeicherte Hochdruckkraftstoff zu dem Kraftstoffinjektor bzw. der Kraftstoffeinspritzeinrichtung eines jeden Zylinders durch Leitungen (Hochdruckkraftstoffdurchgang) zugeführt, die für jeden Zylinder angeordnet sind. Die Common-Rail ist mit einem festgelegten Drucksensor (Leitungsdrucksensor bzw. Rail-Drucksensor) versehen. Dieses System ist derart konstruiert, um das Antreiben von verschiedenen Vorrichtungen, die ein Kraftstoffzuführsystem aufbauen, auf der Basis der Ausgabe des Sensors von diesem Leitungsdrucksensor zu steuern.
In jüngsten Jahren steigt die Notwendigkeit zum Verbessern einer Abgasemission in einer Dieselmaschine für ein Fahrzeug. Eine Studie wurde durchgeführt, um eine Genauigkeit einer Kraftstoffdrucksteuerung zu verbessern. Unter den vorliegenden Umständen wird der Kraftstoff, der zu dem Kraftstoffinjektor zugeführt wird, durch ein Einstellen der Kraftstoffmenge gesteuert, die von der Kraftstoffpumpe zu der Common-Rail gemäß der Maschinenbetriebsbedingung zu jeder Zeit zugeführt wird.
Jedoch, falls ein Fehler in der Kraftstoffmenge auftaucht, die von der Kraftstoffpumpe zu der Common-Rail zugeführt wird, taucht auch ein Fehler in dem Kraftstoffdruck in dem Kraftstoffinjektor auf, welcher eine Abgasemission verschlechtern kann. In der Kraftstoffpumpe, die eine Vielzahl von Kolben zum Pumpen des Kraftstoffs hat, kann ein Fehler in einer Kraftstoffpumpmenge für jeden Kolben auftauchen, was einen Fehler in einem Druck des zu dem Kraftstoffinjektor zugeführten Kraftstoffs verursachen kann.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung ist in Anbetracht des vorangehenden Sachverhalts gemacht und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Steuergerät für ein Druckspeicherkraftstoffeinspritzsystem vorzusehen, das in der Lage ist, eine Pumpcharakteristik bzw. Pumpeigenschaft einer Kraftstoffpumpe zu verbessern, um die Abgasemission zu verbessern.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Steuergerät auf ein Druckspeicherkraftstoffeinspritzsystem angewendet, das mit einer Kraftstoffpumpe versehen ist, die eine Vielzahl von Kraftstoffpumpsystemen aufweist, bei denen zusammen mit einer Drehung einer Maschinenausgangswelle ein Ansaugen und ein Abgeben eines Kraftstoffs an einem individuellen Zeitpunkt wiederholt durchgeführt werden. Ferner ist das Druckspeicherkraftstoffeinspritzsystem mit einem Druckspeicher, in dem der von der Kraftstoffpumpe zugeführte Kraftstoff angesammelt wird, und einem Kraftstoffinjektor bzw. einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung, die den Kraftstoff in den Druckspeicher einspritzt, versehen.
Das Steuergerät hat eine Pumpendruckerfassungseinrichtung zum sukzessiven Erfassen einer Veränderung bzw. Abweichung in einem Kraftstoffdruck in einem Kraftstoffdurchgang zwischen der Kraftstoffpumpe und dem Kraftstoffinjektor bei einem entsprechenden Zeitpunkt eines Kraftstoffpumpens in den Kraftstoffpumpsystemen. Darüber hinaus hat das Steuergerät eine Pumpeigenschaftsberechnungseinrichtung zum Berechnen einer Pumpeigenschaft hinsichtlich jedes Kraftstoffpumpsystems basierend auf der Veränderung in dem Kraftstoffdruck, der von der Pumpendruckerfassungseinrichtung erfasst wird.
In einer Kraftstoffpumpe, die eine Vielzahl von Kraftstoffpumpsystemen hat, selbst wenn eine Steuerbefehlspumpmenge in jedem Kraftstoffpumpsystem identisch ist, ist eine Pumpeigenschaft (Kraftstoffpumpmenge und dergleichen) in jedem Kraftstoffpumpsystem aufgrund einer Herstellungsstreuung oder einer altersbezogenen Verschlechterung verschieden voneinander. Wenn die Kraftstoffpumpe den Kraftstoff zu einem Kraftstoffdurchgang zwischen der Kraftstoffpumpe und dem Kraftstoffinjektor zuführt, steigt der Druck in dem Kraftstoffdurchgang gemäß einer Kraftstoffpumpmenge. Falls das Kraftstoffpumpsystem eine individuelle Differenz aufweist, wird in der Kraftstoffabweichung eine Differenz auftauchen. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Veränderung in dem Kraftstoffdruck sukzessive erfasst werden und die vorübergehende Druckveränderung kann mit Hinblick auf jedes Kraftstoffpumpsystem erfasst werden. Des Weiteren kann eine Pumpeigenschaft basierend auf der vorübergehenden Druckveränderung mit Hinblick auf jedes Kraftstoffpumpsystem berechnet werden. Dementsprechend, selbst wenn das Kraftstoffsystem seine individuelle Differenz aufweist, kann solch eine individuelle Differenz genau erfasst werden. Folglich kann die Pumpeigenschaft der Kraftstoffpumpe aufgewertet bzw. gesteigert werden und die Abgasemission wird verbessert.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung hat das Steuergerät ferner eine Pumpmengenkorrektureinrichtung zum Korrigieren einer Steuerbefehlspumpmenge zu der Zeit eines Kraftstoffpumpens mit Hinblick auf jedes der Kraftstoffpumpsysteme basierend auf der Pumpeigenschaft von jedem Kraftstoffpumpsystem, die von der Pumpeigenschaftsberechnungseinrichtung berechnet wird. Selbst wenn die individuelle Differenz (Veränderung der Pumpeigenschaft) für jedes Kraftstoffpumpsystem aufgetaucht ist, ist es möglich, die individuelle Differenz zu neutralisieren und das genaue Kraftstoffpumpen durchzuführen. Der Fehler des Kraftstoffdrucks, der zu dem Injektor zugeführt wird, kann neutralisiert bzw. aufgehoben werden.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung korrigiert die Pumpmengenkorrektureinrichtung die Steuerbefehlspumpmenge, sodass eine Kraftstoffpumpmenge unter einer identischen Pumpbedingung gleich zueinander wird. In diesem Fall kann ein einheitliches Kraftstoffpumpen in einer Vielzahl von Kraftstoffpumpsystemen durchgeführt werden und der Kraftstoffdruck zu dem Kraftstoffinjektor kann stabil sein.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung hat das Steuergerät ferner eine Individualdifferenzlerneinrichtung zum Berechnen eines Lernwertes, der eine individuelle Differenz von jedem der Kraftstoffpumpsysteme basierend auf der Pumpeigenschaft von jedem Kraftstoffpumpsystem angibt bzw. anzeigt, die von der Pumpeigenschaftsberechnungseinrichtung berechnet wird, und zum Speichern des Lernwertes. Wenn der individuelle Unterschied bzw. Individualdifferenz (Veränderung der Pumpeigenschaft) regelmäßig für jedes Kraftstoffpumpsystem aufgetreten ist, kann die individuelle Differenz genau erhalten werden und kann für die Kraftstoffpumpsteuerung geeignet widergespiegelt werden.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung hat das Druckspeicherkraftstoffeinspritzsystem einen Drucksensor, der stromabwärts von einem Kraftstoffauslass des Druckspeichers in einem Kraftstoffdurchgang von dem Druckspeicher zu einem Einspritzanschluss des Kraftstoffinjektors angeordnet ist, und die Kraftstoffdruckerfassungseinrichtung erfasst eine Veränderung in dem Kraftstoffdruck basierend auf der Ausgabe des Kraftstoffdrucksensors.
Gemäß dem vorangehenden ist der Kraftstoffdrucksensor nahe dem Kraftstoffinjektor (oder innerhalb des Kraftstoffeinspritzventils) vorgesehen und der Druck nahe dem Kraftstoffeinspritzanschluss kann erfasst werden. Deshalb wird es möglich, eine genaue Kraftstoffeinspritzung durchzuführen, indem der Kraftstoffdruck korrekt erfasst wird, der sich aufgrund des Kraftstoffpumpens verändert.
Mit der vorangehenden Konfiguration bzw. Anordnung können folgende Vorteile erhalten werden. Der Kraftstoffdruck stromabwärts des Kraftstoffauslasses des Druckspeichers wird erfasst, sodass die Druckveränderung erfasst werden kann, bevor sie sich abschwächt.
Wenn die Brennkraftmaschine eine Mehrzylinderbrennkraftmaschine ist, spritzen die Kraftstoffinjektoren sequentiell bzw. nacheinander den Kraftstoff in einer vorbestimmten Reihenfolge ein. In solch einer Mehrzylindermaschine erfasst die Pumpendruckerfassungseinrichtung die Veränderung in dem Kraftstoffdruck basierend auf einer Ausgabe des vorgesehenen Kraftstoffdrucksensors an dem Zylinder, in dem aktuell keine Kraftstoffeinspritzung durchgeführt wird.
Der Hochdruckkraftstoff von der Kraftstoffpumpe wird dem Kraftstoffinjektor von jedem Zylinder durch den Druckspeicher auf einmal zugeführt. In dem Einspritzungszylinder taucht eine Druckfluktuation aufgrund einer Kraftstoffeinspritzung und eines Kraftstoffpumpens durch die Kraftstoffpumpe auf. In einem Zylinder ohne Einspritzung taucht eine Kraftstofffluktuation nur aufgrund des Kraftstoffpumpens auf. Deshalb kann gemäß der Ausgabe des Drucksensors des Zylinders ohne Einspritzung die Druckveränderung aufgrund eines Kraftstoffpumpens der Kraftstoffpumpe mit ausreichender Genauigkeit erfasst werden.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung erfasst die Pumpendruckerfassungseinrichtung die Veränderung in dem Kraftstoffdruck in Anbetracht von Unterschieden in den Kraftstoffbahnlängen von der Kraftstoffpumpe zu einem Druckmesspunkt von dem Kraftstoffsensor.
Wenn der Kraftstoffdrucksensor in einer Mehrzylinderbrennkraftmaschine für jeden Zylinder vorgesehen ist, muss die Bahnlänge (Kraftstoffleitungslänge) von der Kraftstoffpumpe zu dem Kraftstoffdrucksensor nicht die gleiche sein und kann entsprechend unterschiedlich sein. In diesem Fall ist der Zeitpunkt, an dem die Druckveränderung auftritt, für jeden Zylinder entsprechend einer jeden Bahnlänge verschieden. Da der Unterschied in der Bahnlänge über jeden Kraftstoffdrucksensor in Betracht gezogen wird und die Veränderung eines Kraftstoffdrucks erfasst wird, ist die Erfassungsgenauigkeit über die Druckveränderung verbessert.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung erfasst die Pumpendruckerfassungseinrichtung die Veränderung in dem Kraftstoffdruck basierend auf einem Durchschnittswert der Ausgaben einer Vielzahl von Kraftstoffdrucksensoren. Eine Streuung in der Ausgabe in einer Vielzahl von Kraftstoffdrucksensoren ist neutralisiert bzw. aufgehoben und es wird möglich, die Erfassungsgenauigkeit über die Druckveränderung, die mit einem Kraftstoffpumpen der Kraftstoffpumpe einhergeht, zu verbessern.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung berechnet die Pumpeigenschaftsberechnungseinrichtung einen integrierten Wert bzw. Integralwert einer Druckveränderungsmenge, die einen Unterschied zwischen dem Kraftstoffdruck vor einem Kraftstoffpumpen und dem Kraftstoffdruck während des Kraftstoffpumpens mit Hinblick auf jedes Kraftstoffpumpsystem anzeigt. Die Pumpeigenschaftsberechnungseinrichtung berechnet die Pumpeigenschaft mit Hinblick auf jedes Kraftstoffpumpsystem basierend auf dem Integralwert.
Alternativ berechnet die Pumpeigenschaftsberechnungseinrichtung eine Veränderungsrate des Kraftstoffdrucks, nachdem das Kraftstoffpumpen gestartet ist, mit Hinblick auf jedes Kraftstoffpumpsystem und die Pumpeigenschaftsberechnungseinrichtung berechnet die Pumpeigenschaft von jedem Kraftstoffpumpsystem basierend auf der Veränderungsrate des Kraftstoffdrucks.
Alternativ berechnet die Pumpeigenschaftsberechnungseinrichtung eine erforderliche Zeit von einem Druckanstieg durch einen Kraftstoffpumpstart bis zu einer Druckkonvergenz bzw. Druckannäherung durch ein Kraftstoffpumpende mit Hinblick auf jedes Kraftstoffpumpsystem und die Pumpeigenschaftsberechungseinrichtung berechnet die Pumpeigenschaft von jedem Kraftstoffpumpsystem basierend auf der erforderlichen Zeit.
Es ist ein Druckspeicherkraftstoffeinspritzsystem vorgesehen, das ein Druckverringerungsventil zum Abgeben des Kraftstoffs in dem Druckspeicher hat, um den Kraftstoffdruck darin zu verringern. In diesem System hat das Steuergerät eine Druckverringerungsdruckerfassungseinrichtung zum sukzessiven Erfassen einer Veränderung in einem Kraftstoffdruck in einem Kraftstoffdurchgang zwischen dem Druckspeicher und dem Kraftstoffinjektor zu einer Zeit eines Kraftstoffverringerns durch das Druckverringerungsventil; eine Druckverringerungseigenschaftsberechnungseinrichtung zum Berechnen einer Druckverringerungseigenschaft des Druckverringerungsventils basierend auf der Veränderung in dem Kraftstoffdruck, der von der Druckverringerungsdruckerfassungseinrichtung erfasst wird.
Da eine Druckverringerungsdruckerfassungseinrichtung eine Abweichung bzw. Veränderung in einem Kraftstoffdruck in einem Kraftstoffdurchgang zwischen dem Druckspeicher und dem Kraftstoffinjektor sukzessive erfasst, kann eine vorübergehende Druckveränderung aufgrund einer Kraftstoffabgabe erfasst werden. Darüber hinaus wird die Druckverringerungseigenschaft bzw. -kennlinie basierend auf der vorübergehenden Abweichung in einem Druck berechnet. Dementsprechend, falls die Druckverringerungseigenschaft bzw. Druckverringerungscharakteristik abweicht, kann ihre Abweichung genau erfasst werden. Folglich kann die Druckverringerungseigenschaft des Druckverringerungsventils verbessert werden und die Emission kann verbessert werden.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung hat das Steuergerät ferner eine Druckverringerungsmengenkorrektureinrichtung zum Korrigieren einer Steuerbefehlsdruckverringerungsmenge zu der Zeit eines Druckverringerns basierend auf der Druckverringerungseigenschaft, die durch die Druckverringerungseigenschaftsberechnungseinrichtung berechnet wird. Selbst wenn sich eine Veränderung bzw. Streuung der Druckverringerungseigenschaft ergibt, ist es möglich, diese aufzuheben bzw. zu neutralisieren, um die genaue Druckverringerung durchzuführen. Der Fehler bzw. die Veränderung des Kraftstoffdrucks, welcher zu dem Injektor zugeführt wird, kann aufgehoben werden.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung hat das Steuergerät ferner eine Druckverringerungseigenschaftslerneinrichtung zum Berechnen eines Lernwertes, der eine Veränderung der Druckverringerungseigenschaft basierend auf der Druckverringerungseigenschaft anzeigt, die durch die Druckverringerungseigenschaftsberechnungseinrichtung berechnet wird, und zum Speichern des Lernwerts. Mit dieser Konfiguration, wenn die Veränderung der Druckverringerungseigenschaft regelmäßig aufgetreten ist, kann die Veränderung der Eigenschaft bzw. Kennlinie genau erhalten werden und kann für die Druckverringerungssteuerung geeignet widergespiegelt werden.
Gemäß einem andern Aspekt der Erfindung hat das Druckspeicherkraftstoffeinspritzsystem einen Kraftstoffdrucksensor, der stromabwärtig von einem Kraftstoffauslass des Druckspeichers in einem Kraftstoffdurchgang von dem Druckspeicher zu einem Einspritzanschluss des Kraftstoffinjektors angeordnet ist. Die Druckverringerungsdruckerfassungseinrichtung erfasst die Veränderung in dem Kraftstoffdruck zu einer Zeit eines Abgebens des Kraftstoffs von dem Druckverringerungsventil auf der Basis einer Ausgabe des Kraftstoffdrucksensors.
Gemäß dem vorangehenden ist der Kraftstoffdrucksensor nahe dem Kraftstoffinjektor (oder innerhalb des Kraftstoffeinspritzventils) vorgesehen und der Druck nahe dem Kraftstoffeinspritzanschluss kann erfasst werden.
Deshalb kann eine genaue Kraftstoffeinspritzung durchgeführt werden, indem der Kraftstoffdruck, der sich durch ein Druckverringern verändert, genau erfasst wird.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Kraftstoffinjektor an jedem Zylinder einer Mehrzylindermaschine vorgesehen und die Druckverringerungsdruckerfassungseinrichtung erfasst die Veränderung in dem Kraftstoffdruck in Anbetracht von Unterschieden in den Kraftstoffbahnlängen von dem Kraftstoffverringerungsventil zu dem Kraftstoffdrucksensor mit Hinblick auf jeden Drucksensor, der an jedem Zylinder angeordnet ist.
Da der Unterschied in der Bahnlänge über jeden Kraftstoffdrucksensor berücksichtigt ist und die Veränderung des Kraftstoffdrucks erfasst ist, ist die Erfassungsgenauigkeit über die Druckveränderung aufgrund des Druckverringerns verbessert.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung erfasst die Druckverringerungsdruckerfassungseinrichtung die Veränderung in dem Kraftstoffdruck basierend auf einem Durchschnittswert der Ausgaben einer Vielzahl von Kraftstoffdrucksensoren. Mit dieser Konfiguration ist die Streuung in der Ausgabe in einer Vielzahl von Kraftstoffdrucksensoren aufgehoben und es wird möglich, die Erfassungsgenauigkeit über die Druckveränderung, die mit der Druckverringerung (Kraftstoffabgabe) durch das Druckverringerungsventil einhergeht, zu verbessern.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung berechnet die Druckverringerungseigenschaftsberechnungseinrichtung einen integrierten Wert bzw. Integralwert einer Druckveränderungsmenge, die einen Unterschied bzw. eine Differenz zwischen dem Kraftstoffdruck vor einem Druckverringern und dem Kraftstoffdruck während des Druckverringerns anzeigt, und berechnet die Druckverringerungseigenschaft basierend auf dem Integralwert.
Alternativ berechnet die Druckverringerungseigenschaftsberechnungseinrichtung eine Veränderungsrate des Kraftstoffdrucks, nachdem das Druckverringern gestartet ist, und berechnet die Druckverringerungseigenschaft bzw. Druckverringerungscharakteristik basierend auf der Veränderungsrate des Kraftstoffdrucks.
Alternativ berechnet die Druckverringerungseigenschaftsberechnungseinrichtung eine erforderliche Zeit von einem Druckabfall durch einen Druckverringerungsstart bis zu einer Druckkonvergenz bzw. Druckannäherung durch ein Druckverringerungsende und berechnet die Druckverringerungseigenschaft basierend auf der erforderlichen Zeit.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung ersichtlicher, die mit Bezug auf die angefügten Zeichnungen gemacht ist, in denen gleiche Teile durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet sind, und in denen:
1 eine Konstruktionsansicht ist, die schematisch ein Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem in einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
2 eine schematische Ansicht ist, die eine Hochdruckpumpe zeigt;
3 eine Querschnittsansicht ist, die schematisch einen inneren Aufbau eines Injektors bzw. einer Einspritzeinrichtung zeigt;
4 ein Zeitdiagramm ist, das eine Kraftstoffpumpsituation für jeden Kolben zeigt;
5 ein Zeitdiagramm ist, das eine Kraftstoffdruckveränderung zu einer Zeit zeigt, in der das Druckverringerungsventil betrieben ist;
6 ein Flussdiagramm ist, das eine Kraftstoffdrucksteuerungsverarbeitung bzw. -ablauf zeigt;
7A ein Flussdiagramm ist, das eine Kraftstoffpumpsteuerungsverarbeitung zeigt;
7B ein Flussdiagramm ist, das eine Druckverringerungssteuerungsverarbeitung zeigt;
8 ein Flussdiagramm ist, das eine Prozedur bzw. ein Programm zum Berechnen der Pumpkorrekturmenge mit Hinblick auf Kolben zeigt;
9 ein Flussdiagramm ist, das eine Prozedur bzw. ein Programm zum Berechnen einer Druckverringerungskorrekturmenge zeigt; und
10 ein schematisches Diagramm ist, das zeigt, dass eine Leitungslänge zwischen Zylindern verschieden ist.
Detaillierte Beschreibung der Ausführungsformen
Hiernach wird eine Ausführungsform, die die vorliegende Erfindung verkörpert, mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben werden. Ein Gerät dieser Ausführungsform ist zum Beispiel in einem Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem (System zum Zuführen von Kraftstoff, der bei hohem Druck eingespritzt wird) montiert, in dem eine sich hin- und herbewegende Dieselmaschine als eine Maschine für ein Automobil gesteuert wird. Das heißt, dieses Gerät wird als ein Gerät zum Einspritzen und Zuführen von Hochdruckkraftstoff (zum Beispiel Leichtöl mit einem Einspritzdruck von ungefähr „1400 atm") direkt in die Brennkammer eines Zylinders einer Dieselmaschine (Brennkraftmaschine) verwendet.
Eine Skizze des Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystems gemäß dieser Ausführungsform wird mit Bezug auf 1 beschrieben werden. Eine Mehrzylindermaschine (zum Beispiel Vierzylindermaschine) für ein vierrädriges Automobil wird als die Maschine dieser Ausführungsform angenommen. In 1 sind jeweilige Injektoren bzw. Einspritzeinrichtungen 20 im ersten bis vierten Zylinder (#1, #2, #3 und #4) angepasst.
Wie in 1 gezeigt ist, ist dieses System derart konstruiert bzw. aufgebaut, dass eine elektronische Steuereinheit (ECU) 30 Sensorausgaben (Erfassungsergebnisse) von verschiedenen Sensoren aufnimmt und das Antreiben eines Kraftstoffzuführgeräts auf der Basis dieser jeweiligen Sensorausgaben steuert. Um die Ausgabe (Drehzahl oder Drehmoment) einer Dieselmaschine zu steuern, steuert die ECU 30 zum Beispiel verschiedene Vorrichtungen, die ein Kraftstoffzuführsystem aufbauen, um einen Kraftstoffeinspritzdruck für die Maschine (in dieser Ausführungsform derzeitiger Kraftstoffdruck, der von einem Drucksensor 20a gemessen wird) auf einen Zielwert (Zielkraftstoffdruck) zu regeln.
Die verschiedenen Vorrichtungen, die das Kraftstoffzuführsystem aufbauen, umfassen einen Kraftstofftank 10, eine Kraftstoffpumpe 11 und eine Common-Rail 12 (Druckspeicherbehälter), welche in dieser Reihenfolge von der stromaufwärtigen Seite einer Kraftstoffströmung her angeordnet sind. Der Kraftstofftank 10 und die Kraftstoffpumpe 11 sind miteinander durch eine Verrohrung bzw. Leitung 10a über einen Kraftstofffilter 10b verbunden.
Der Kraftstofftank 10 ist ein Tank (Behälter) zum Speichern des Kraftstoffs (Leichtöl) einer Maschine. Die Kraftstoffpumpe 10 umfasst eine Niederdruckpumpe 11a und eine Hochdruckpumpe 11b und ist in solch einer Art und Weise aufgebaut, dass der Kraftstoff, der von dem Kraftstofftank 10 durch die Niederdruckpumpe 11a angesaugt wird, durch die Hochdruckpumpe 11b mit Druck beaufschlagt wird und von dieser abgegeben wird. Die Menge des Kraftstoffs, der an die Hochdruckpumpe 11b unter Druck zugeführt wird, das heißt die Menge von Kraftstoff, die durch die Kraftstoffpumpe 11 abgegeben wird, wird durch Ansaugsteuerventil (SCV) 11c gesteuert, das auf der Kraftstoffansaugseite der Kraftstoffpumpe 11 angeordnet ist. Mit anderen Worten wird der Antriebsstrom des SCV 11c angepasst, um die Abgabemenge des Kraftstoffs von der Kraftstoffpumpe 11 auf einen gewünschten Wert zu steuern. Das SCV 11c ist ein Schließerventil bzw. ein normalerweise offenes Ventil, das geöffnet ist, wenn kein Strom übergeben wird.
Die Niederdruckpumpe 11a ist zum Beispiel als eine Trochoidförderpumpe konstruiert. Die Hochdruckpumpe 1lb ist zum Beispiel als eine Kolbenpumpe konstruiert und ist in solch einer Art und Weise konstruiert, dass eine Vielzahl von Kolben (zum Beispiel zwei oder drei Kolben) sich jeweils in einer axialen Richtung durch einen exzentrischen Nocken (nicht gezeigt) hin- und herbewegen, um den Kraftstoff in einer Druckbeaufschlagungskammer zu speziellen Zeitpunkten sequentiell bzw. der Reihe nach zu pumpen. Beide Pumpen werden durch eine Antriebswelle 11d angetrieben. Die Antriebswelle 11d wird in Zusammenhang mit einer Kurbelwelle 41 der Maschine gedreht und wird zum Beispiel bei einem Verhältnis von 1/1 oder 1/2 mit Hinblick auf eine Umdrehung der Kurbelwelle 41 gedreht.
Das heißt, die Niederdruckpumpe 11a und die Hochdruckpumpe 11b werden durch die Ausgabe der Maschine bzw. die Abgabe der Maschine angetrieben.
Bezug nehmend auf 2 wird die Hochdruckpumpe 11b hiernach beschrieben werden. 2 zeigt einen essentiellen Teil der Hochdruckpumpe 11b. Die Hochdruckpumpe 11b hat einen ersten Kolben 51a und einen zweiten Kolben 51b, welche sich hin- und herbewegen. Basisenden der Kolben 51a, 51b sind in Kontakt mit einer Außenfläche eines Ringnockens 52. Der Ringnocken 52 hat einen exzentrischen Nocken 53 in sich. Der exzentrische Nocken 53 ist mit einer Antriebswelle 11d verbunden. Der exzentrische Nocken 53 führt eine Exzentrizitätsdrehung durch, und der Ringnocken 52 folgt ihm, um verschoben zu werden. Die Kolben 51a und 51b bewegen sich hin und her, wodurch der Kraftstoff in Kompressionskammern bzw. Druckkammern 54a, 54b eingeleitet wird, und der Kraftstoff wird von den Druckkammern 54a, 54b abgegeben. In 2 ist der erste Kolben 51a an einem unteren Totpunkt und der zweite Kolben 51b ist an einem oberen Totpunkt.
Wenn sich die Antriebswelle 11d um 180° dreht, geben die Kolben 51a, 51b abwechselnd den Kraftstoff ab. Eine Vielzahl von Kraftstoffdruckzuführsystemen wird durch ein System des ersten Kolbens 51a und der Druckkammer 54a und ein System des zweiten Kolbens 51b und der Druckkammer 54b gestaltet.
Rückbezogen auf 1 wird der Kraftstoff in dem Kraftstofftank 10 durch die Kraftstoffpumpe 11 über einen Kraftstofffilter 10b angesaugt und mit Druck beaufschlagt und durch eine Leitung (Hochdruckkraftstoffdurchgang) 11e unter Druck zu der Common-Rail 12 zugeführt. Der unter Druck geförderte Kraftstoff von der Kraftstoffpumpe 11 wird in der Common-Rail 12 gespeichert bzw. angesammelt, und der gespeicherte Hochdruckkraftstoff wird an den Injektor bzw. die Einspritzeinrichtung 20 von jedem Zylinder durch Leitungen (Hochdruckkraftstoffdurchgänge) 14 zugeführt, die für jeden Zylinder angeordnet sind. Eine Öffnung (ein drosselndes Teil der Leitungen 14, das einer Kraftstoffpulsationsverringerungseinrichtung entspricht) zum Verringern der Pulsation des Kraftstoffs, die sich durch die Leitungen 14 zu der Common-Rail 12 fortsetzt, ist in dem Verbindungsteil 12a der Common-Rail 12 und der Leitung 14 angeordnet, wodurch die Pulsation des Druckes in der Common-Rail 12 verringert wird und daher kann der Kraftstoff bei einem stabilen Druck zu jedem Injektor 20 zugeführt werden. Die Pulsation des Kraftstoffs tritt an dem Kraftstoffeinspritzanschluss des Injektors 20 hauptsächlich zu der Zeit eines Einspritzens des Kraftstoffs auf. Als die Kraftstoffpulsationsverringerungseinrichtung, zusätzlich zu der Öffnung, kann ein Strömungsdämpfer oder eine Kombination der Öffnung und des Strömungsdämpfers angewendet werden.
In diesem System wird der Kraftstoff, der durch Antreiben der Kraftstoffpumpe 11 unter Druck zugeführt wird, direkt eingespritzt und in jeden Zylinder (Brennkammer) der Maschine durch jeden Injektor 20 zugeführt. Diese Maschine ist eine Viertaktmaschine. Das heißt, ein Verbrennungszyklus einschließlich vier Takte eines Ansaugens, Verdichtens, Arbeitens und Ausstoßens wird in Abfolge eines Zyklus von "720° Kurbelwinkel" durchgeführt.
Ein Druckverringerungsventil 15 der elektronisch gesteuerten Art ist in der Common-Rail 12 vorgesehen. Das Druckverringerungsventil 15 ist mit der Leitung 18 verbunden. Wenn das Druckverringerungsventil 15 geöffnet wird, wird ein Teil des Kraftstoffs in der Common-Rail 12 durch die Leitung 18 in den Kraftstofftank 10 abgegeben. Deshalb wird der Kraftstoffdruck in der Common-Rail 12 verringert.
In dem Kraftstoffeinspritzgerät gemäß dieser Ausführungsform ist ein Drucksensor 20a (Kraftstoffdrucksensor) nahe dem Injektor 20 von jedem der Zylinder (#1 bis #4) angeordnet, insbesondere an dem Kraftstoffansauganschluss des Injektors 20. Der Kraftstoffdruck in dem Injektor kann mit hoher Genauigkeit erfasst werden (dies wird später im Detail beschrieben werden).
Der Aufbau des Injektors 20 wird im Detail mit Bezug auf 3 beschrieben werden. 3 ist eine Innenseitenansicht, die schematisch den inneren Aufbau des Injektors 20 zeigt.
Wie in 3 gezeigt ist, ist der Injektor 20 aus einem Düsenteil (Einspritzteil) 21, welches ein Teil zum Einspritzen des Kraftstoffs durch den Kraftstoffeinspritzanschluss nach außen hin ist, und einem Antriebsteil 23 zum Antreiben eines Ventils konstruiert. Das Düsenteil 21 und das Antriebsteil 23 sind jeweils an der vorderen Endseite und der hinteren Endseite eines Ventilkörperteils 22 angeordnet. Das Düsenteil 21 ist zum Beispiel als eine separate Düse ausgebildet, die in der Spitze des Ventilkörperteils 22 eingepasst ist.
Ein Kraftstoffeinspritzanschluss 21c des Injektors 20 ist in dem Düsenteil 21 an der vorderen Endseite des Ventils ausgebildet. Das Düsenteil 21 ist hauptsächlich aus einem Düsenkörper 21a mit seiner Außenform, die als ein Zylinder geformt ist, konstruiert und der Düsenkörper 21a hat seinen Durchmesser in Richtung seines vorderen Endes verringert und hat einen Spitzenendabschnitt 21b, der an seinem äußersten Ende ausgebildet ist. Der Spitzenendabschnitt 21b hat eine notwendige Anzahl (zum Beispiel 6 bis 8) von Einspritzanschlüssen 21c (kleine Löcher), die darin ausgebildet sind, um die Innenseite und die Außenseite des Ventils zu verbinden. Das Düsenteil 21 hat eine zylindrische Düsennadel 21d, die darin beherbergt ist. Die Düsennadel 21d öffnet und schließt einen Kraftstoffdurchgang, der die Einspritzanschlüsse 21c verbindet. Die Düsennadel 21d ist zu der Ventilspitzenendseite hin durch eine Feder 22a vorgespannt, die an der ventilrückseitigen Endseite angeordnet ist, und wird in der axialen Richtung durch oder gegen die Vorspannkraft der Feder 22a geglitten. Um eine abnormale Tätigkeit zu verhindern, ist ein Anschlagelement 22b an der ventilrückseitigen Endseite (Hubseite) der Nadel 21d angeordnet.
Der Hochdruckkraftstoff wird durch die Leitung 14 (1) und einem Kraftstoffdurchgang 22c von der Common-Rail (Druckspeicherleitung) 12 zu dem Spitzenendabschnitt 21b des Düsenteils 21 zugeführt. Der Kraftstoff wird durch die Einspritzanschlüsse 21c eingespritzt. Der Kraftstoffdruck des Hochdruckkraftstoffs wird an dem Kraftstoffansauganschluss des Injektors 20 gemessen. Detaillierter beschrieben heißt dies, der Druckwert (Einlassdruck), der den Zustand einer Druckveränderung umfasst, die durch die Einspritztätigkeit oder der tatsächlichen Einspritzung (tatsächliche Kraftstoffeinspritzung) des Injektors 20 verursacht wird, wird der Reihe nach von dem Drucksensor 20a gemessen, der an dem Kraftstoffansauganschluss angeordnet ist. Wenn der Kraftstoff einspritzt wird, kann die Menge des zuzuführenden Kraftstoffs zu den Einspritzanschlüssen 21c und die Menge des einzuspritzenden Kraftstoffes pro Einheitszeit von den Einspritzanschlüssen 21c (Einspritzrate) gemäß dem Mengenbetrag einer Aufwärtsverschiebung (Hubbetrag) in der axialen Richtung der Nadel 21d geändert werden. Zum Beispiel in dem Zustand, in dem die Nadel 21d auf dem Sitz aufsitzt (Hubbetrag = „0"), ist die Kraftstoffeinspritzung gestoppt.
Als nächstes wird der innere Aufbau des Ventilkörperteils 22 beschreiben werden.
Das Ventilkörperteil 22 hat einen Steuerbefehlskolben 22e, der in dem Gehäuse 22b, das die zylindrische Außenseitenform des Ventilkörperteils 22 ausbildet, angeordnet ist. Der Steuerbefehlskolben 22e wird in Zusammenhang mit der Düsennadel 21d bewegt. Der Steuerbefehlskolben 22e ist in der Form eines Zylinders mit einem größeren Durchmesser als die Düsennadel 21d ausgebildet und ist mit der Nadel 21d über einen Druckstift 22f (Verbindungsschaft) verbunden. Der Steuerbefehlskolben 22e wird außerdem in dem Injektor 20 in der axialen Richtung in derselben Art und Weise wie die Düsennadel 21d geglitten. Eine Steuerbefehlskammer Cd, die durch die Wandfläche des Gehäuses und der oberen Fläche des Steuerbefehlskolbens 22e unterteilt ist, ist auf der ventilrückseitigen Endseite des Steuerbefehlskolbens 22e ausgebildet. Ferner ist eine Einlassöffnung 22g als ein Kraftstoffeinströmanschluss in der Steuerbefehlskammer Cd ausgebildet. Das heißt, der Hochdruckkraftstoff von der Common-Rail 12 strömt durch die Einlassöffnung 22g in die Steuerbefehlskammer Cd. In einem Raum unterhalb des Steuerbefehlskolbens 22e ist ein Leckdurchgang 22h zum Veranlassen des Raums, sich mit einem speziellen Raum des Antriebteils 23 zu verbinden, ausgebildet (im Detail ein Leckraum, der zum Verbinden des Kraftstofftanks 10 gemacht ist, wenn ein Solenoidventil geöffnet oder geschlossen wird). In dem Injektor 20 ist der Leckdurchgang bzw. Leckpasssage 22h ausgebildet, um zusätzlichen bzw. Extrakraftstoff unterhalb des Steuerbefehlskolbens 22e zu dem Kraftstofftank 10 zurückzuführen (Leckkraftstoff oder der Gleichen von dem Abschnitt, in dem die Düsennadel 21d geglitten wird).
Das Antriebsteil 23 ist näher an der hinteren Endseite des Ventilkörperteils 22 positioniert. Das Antriebsteil 23 ist hauptsächlich aus einem Gehäuse 23a konstruiert, das eine zylindrische Außenform hat, und hat ein Zweiwege-Solenoidventil (TWV) in dem Gehäuse 23a. Im Detail ist das Zweiwege-Solenoidventil aus einem äußeren Ventil 23b, einer Feder 23c (Schraubenfeder) und einem Solenoid 23d aufgebaut.
Das Zweiwege-Solenoidventil öffnet oder schließt eine Auslassöffnung 23e als einen Kraftstoffausströmanschluss durch den Betrieb bzw. Betätigung des äußeren Ventils 23b. Das heißt, in dem Zustand, in dem kein Strom durch den Solenoid 23 geleitet wird, ist das Zweiwege-Solenoidventil zu einer Seite hin vorgespannt, in der das äußere Ventil 23b die Auslassöffnung 23e durch die Ausdehnkraft der Feder 23 schließt (Ausdehnkraft entlang der axialen Richtung). Wenn Strom durch den Solenoid 23d geleitet wird (der Solenoid 23d wird magnetisiert), wird das äußere Ventil 23b durch die magnetische Kraft des Solenoids 23d gegen die Ausdehnungskraft der Feder 23c angezogen, wodurch es zu einer Seite hin verschoben wird, um die Auslassöffnung 23e zu öffnen. Auf der hinteren Endseite des Antriebteils 23 ist eine Rückführöffnung 23f (Kraftstoffrückführanschluss) ausgebildet, um den Kraftstoff in dem Gehäuse 23a zurückzuführen. Das heißt, in dem Injektor 20 ist die Rückführöffnung 23f vorgesehen, um den Kraftstofftank 10 durch eine Leitung 18 (siehe 1) zu verbinden. Ein Steuerkreis zum Steuern des Durchführens von Strom durch das Antriebsteil 23 ist in der ECU 30 montiert. Programme zum Durchführen der Einspritzsteuerung durch den Steuerkreis sind in der ECU 30 gespeichert.
Das heißt, die ECU 30 steuert den Strom durch das Zweiwege-Soleniodventil durch binäre Werte (durch einen Antriebspuls), um die Düsennadel 21d zu veranlassen, eine Hubbetätigung gemäß einer Stromfließzeit durchzuführen, wodurch durch die Einspritzanschlüsse 21c der Hochdruckkraftstoff eingespritzt wird, welcher sequentiell bzw. der Reihe nach von der Common-Rail 12 durch den Kraftstoffdurchgang 22c zu dem vorderen Endabschnitt 21b zugeführt wird.
Detailliert beschrieben, wenn das Zweiwege-Solenoidventil 23d nicht aktiviert ist (Aus-Zustand), wird das äußere Ventil 23b abwärts zu der vorderen Ventilendseite bewegt, um die Auslassöffnung 23e zu schließen. Wenn der Hochdruckkraftstoff von der Common-Rail 12 durch den Kraftstoffdurchgang 22c und die Einlassöffnung 22g zu dem Spitzenendabschnitt 21b und der Steuerbefehlskammer Cd in diesem Zustand zugeführt wird, hat der Steuerbefehlskolben 22e mit einem Durchmesser größer als der Durchmesser des unteren Abschnitts der Düsennadel 21d eine Kraft auf die vordere Ventilendseite auf der Basis einer Differenz in einem Druckaufnahmebereich aufgebracht. Damit wird der Steuerbefehlskolben 22e abwärts zu der vorderen Ventilendseite gedrückt und die Düsennadel 21d, die durch die Feder 22a zu der vorderen Ventilendseite vorgespannt ist, schließt den Kraftstoffzuführdurchgang (die Düsennadel 21d wird in einen auf den Sitz gesetzten Zustand gebracht). Aus diesem Grund wird kein Kraftstoff eingespritzt (normalerweise geschlossen), wenn kein Strom fließt. Der Extrakraftstoff unterhalb des Steuerbefehlskolbens 22e wird durch die Leckpassage bzw. den Leckdurchgang 22h und die Rückführöffnung 23f zu dem Kraftstofftank 10 zurückgeführt.
Wenn der Strom fließt (An), wird das äußere Ventil 23b durch die magnetische Kraft des Solenoids 23d zu der vorderen Ventilendseite hin angezogen, um die Auslassöffnung 23e zu öffnen. Wenn die Auslassöffnung 23e geöffnet ist, strömt der Kraftstoff in der Steuerbefehlskammer Cd durch die Auslassöffnung 23e, der Rückführöffnung 23f und dem Leckdurchgang 22h zu dem Kraftstofftank 10 und der unteren Seite des Steuerbefehlskolbens 22e. Wenn der Kraftstoff ausströmt, werden der Druck in der Steuerbefehlskammer Cd und die Kraft, um den Steuerbefehlskolben 22e nach unten zu drücken, kleiner gemacht. Damit ist der Steuerbefehlskolben 22e zusammen mit der Düsennadel 21d, die einstückig damit verbunden ist, zu der hinteren Ventilendseite nach oben gedrückt. Wenn die Düsennadel 21d nach oben gedrückt wird (angehoben wird), wird die Düsennadel 21d von ihrem Sitz getrennt, um den Kraftstoffzuführdurchgang zu den Einspritzanschlüssen 21c zu öffnen, wodurch der Hochdruckkraftstoff zu den Einspritzanschlüssen 21c zugeführt wird und eingespritzt wird und durch die Einspritzanschlüsse 21c zu der Brennkammer der Maschine zugeführt wird.
In dem Injektor 20 kann der Durchgangsbereich des Kraftstoffzuführdurchgangs zu den Einspritzanschlüssen 21c gemäß dem Hubbetrag der Düsennadel 21d verändert werden, und eine Einspritzrate kann außerdem gemäß diesem Durchgangsbereich verändert werden. In diesem Fall kann durch ein variables Steuern eines Parameters (Stromfließzeit oder Kraftstoffdruck), der sich auf den Vorgang eines Anhebens der Düsennadel 21d beziehen, die Einspritzrate und die Einspritzmenge gesteuert werden.
Hiernach wird ferner die Konstruktion bzw. der Aufbau des Systems mit Bezug auf 1 beschrieben werden.
Das heißt, in diesem System ist ein Fahrzeug (nicht gezeigt) mit verschiedenen Sensoren für eine Fahrzeugsteuerung montiert. Zum Beispiel ist eine Kurbelwelle 41, das heißt die Ausgangswelle der Maschine, mit einem Kurbelwinkelsensor 42 zum Ausgeben eines Kurbelwinkelsignals bei Intervallen eines speziellen Kurbelwinkels (zum Beispiel bei Intervallen von 30° Kurbelwinkel) versehen, um eine Drehwinkelposition und eine Drehzahl der Kurbelwelle 41 zu erfassen. Ein Beschleunigerpedal (nicht gezeigt) ist mit einem Beschleunigersensor 44 zum Ausgeben eines elektrischen Signals gemäß im Zustand (Verschiebungsbetrag) des Beschleunigerpedals montiert, um den Betätigungsbetrag des Beschleunigerpedals (Öffnungsgrad des Beschleunigers) durch einen Fahrer zu erfassen.
Die ECU 30 führt die Maschinensteuerung in diesem System durch. Die ECU 30 ist aus einem bekannten Mikrocomputer (nicht gezeigt) aufgebaut und erfasst den Betriebszustand der Maschine und Bedienpersonenanforderungen auf der Basis des Erfassungssignals von verschiedenen Sensoren und betätigt verschiedene Aktuatoren, wie zum Beispiel den Injektor 20. Der Mikrocomputer, der in der ECU 30 montiert ist, ist im Grunde genommen aus verschieden Betriebsvorrichtung, Speichervorrichtungen und Kommunikationsvorrichtungen aufgebaut, die Folgendes umfassen: eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) zum Durchführen verschiedener Operationen bzw. Vorgänge; einen flüchtigen Speicher (RAM) als einen Hauptspeicher für zeitweiliges Speichern von Daten während Operationen und Operationsergebnisse; einen nicht-flüchtigen Speicher (ROM) als einen Programmspeicher; einen elektrisch beschreibbaren, nicht-flüchtigen Speicher (EEPROM) als einen Datenablagespeicher (Backup-Speicher) 32; einen Backup-RAM bzw. Sicherungskopie-RAM (RAM, zu dem elektrischer Strom von einer Sicherungsenergiequelle, wie zum Beispiele einer fahrzeuginternen Batterie, zugeführt wird); und Eingabe-/Ausgabeanschlüsse zum Eingeben/Ausgeben eines Signals von/nach außen. Der ROM speichert eine mannigfaltige Art von Programmen zum Steuern des Kraftstoffdrucks und der EEPROM 32 speichert eine mannigfaltige Art von Daten, wie zum Beispiel ein Entwurfsdatum der Maschine.
In dem Kraftstoffeinspritzsystem dieser Ausführungsform wird der Kraftstoff intermittierend von der Hochdruckpumpe 11b zu der Common-Rail 12 zugeführt und der Kraftstoffdruck in der Common-Rail 12 wird auf einen Anforderungswert hin gesteuert. In anderen Worten werden in der Hochdruckpumpe 11b der Kraftstoffpumpe 11 der Vorgang keines Kraftstoffzuführens (Ansaugen) und der Vorgang eines Kraftstoffzuführens (Abgabe) wiederholt durchgeführt. In diesem Fall gibt die Kraftstoffpumpe 11 den Kraftstoff von dem ersten Kolben 51a und dem zweiten Kolben 51b ab. Falls die individuelle Differenz (Veränderung der Pneumatikkraftfördereigenschaft) bei jedem Kolben 51a und 51b bezüglich der Kraftstoffdruckzufuhr aufgetaucht ist, kann eine gewünschte Kraftstoffdrucksteuerung nicht durchgeführt werden. Zum Beispiel, falls es eine Differenz zwischen einer Kraftstoffpumpmenge von dem ersten Kolben 51a und eine Kraftstoffpumpmenge von dem zweiten Kolben 51b gibt, wird der Überschuss und das Defizit in der Kraftstoffpumpmenge auftauchen. Die Steuerungspräzision bzw. -Genauigkeit eines Kraftstoffdrucks wird verschlechtert werden. Als ein Grund für die individuelle Differenz zwischen dem Kolben können eine Herstellungsstreuung, Alterung und dergleichen in Betracht gezogen werden.
In dieser Ausführungsform, während eines Erfassens einer individuellen Differenzstreuung zu der Zeit einer Kraftstoffdruckzufuhr (Veränderung in der Pumpeigenschaft) mit Hinblick auf den ersten und den zweiten Kolben 51a, 51b der Kraftstoffpumpe 11 wird eine Pumpmengenkorrektur für jeden Kolben durchgeführt, um die individuelle Differenzstreuung zu neutralisieren bzw. aufzuheben. Darüber hinaus wird speziell die Sensorausgabe des Drucksensors 20a, der an jedem Injektor 20 befestigt ist, in einem kurzen Intervall ausgelesen und die Kraftstoffpumpsituation in jedem Zylinder 51a und 51b wird präzise erfasst.
4 ist ein Zeitdiagramm, das die Kraftstoffpumpsituation für jeden Kolben zu der Zeit einer Kraftstoffdruckzufuhr zeigt. In 4 zeigt ein Abschnitt (a) das Antriebssignal der Kraftstoffpumpe 11 und ein Abschnitt (b) und ein Abschnitt (c) zeigen eine Veränderung in einem Kraftstoffdruck. Ein Antriebssignal (SL1) für den ersten Kolben 51a und ein Antriebssignal (SL2) für den zweiten Kolben 51b werden abwechselnd in vorbestimmten Intervallen ausgegeben. In 4 ist jeweils ein einzelnes Kraftstoffpumpen durch jeden Kolben 51a und 51b gezeigt.
In einem Zeitraum T1 wird das Antriebssignal SL1 für den ersten Kolben 51a über den ersten Kolben 51a (bezeichnet als SL1 = An) ausgegeben, wie in dem Teil (a) von 4 gezeigt ist, und der Kraftstoffdruck verändert sich, wie in den Teilen (b) und (c) gezeigt ist. Darüber hinaus wird in einem Zeitraum T2 das Antriebssignal SL2 für den zweiten Kolben 51b ausgegeben (gekennzeichnet als SL2 = An) und der Kraftstoffdruck verändert sich, wie in den Teilen (b) und (c) gezeigt ist. Außerdem ist in dieser Ausführungsform der Zeitraum T1 gleich dem Zeitraum T2. Darüber hinaus wird nach einer Kraftstoffdruckzufuhr angenommen, dass der Kraftstoffdruck aufgrund der Kraftstoffeinspritzung fällt, wodurch der Kraftstoffdruck bei der Druckzufuhrstartzeit eines jeden Kolbens 51a, 51b fast der gleiche ist.
Wenn die individuelle Differenz zwischen Kolben 51a und 51b aufgetreten ist, tritt die Differenz in jeder Kraftstoffdruckveränderung zwischen Kolben 51a und 51b auf, wie in dem Teil (b) von 4 gezeigt ist. Genauer gesagt, tritt die Differenz in einem Ableitungswert dP/dt des Kraftstoffdrucks nach dem Druckzufuhrstart, einer Kraftstoffzunahmemenge ΔPu, einer erforderlichen Zeit ΔT von einem Start einer Veränderung in einem Kraftstoffdruck bis zu einem Ende einer Veränderung, und dergleichen auf. Falls die Differenz in der Kraftstoffdruckveränderung zwischen Kolben 51a und 51b auftritt, wird die Differenz in der Kraftstoffpumpmenge zwischen den Kolben 51a, 51b auftreten. Als Ergebnis wird die Steuergenauigkeit eines Kraftstoffdrucks verschlechtert werden.
Während die Veränderung (Kraftstoffdruckwellenform) von dem Kraftstoffpumpstartzeitpunkt zu dem Kraftstoffpumpendzeitpunkt basierend auf der Ausgabe des Drucksensors 20a erfasst wird, wird die Kraftstoffpumpmenge mit Hinblick auf jeden Kolben 51a, 51b berechnet und die individuelle Differenzstreuung zwischen den Kolben 51a, 51b wird basierend auf der Änderung in dem Kraftstoffdruck geschätzt. Wie in dem Teil (c) von 4 gezeigt ist, während ein Kraftstoffdruck Pref1 vor dem Kraftstoffpumpen gemessen wird, wird der Kraftstoffdruck PA in einem vorgeschriebenen Zyklus sukzessive gemessen. Die Abweichung ΔP1 (= PA – Pref1) eines Kraftstoffdrucks PA relativ zu dem Kraftstoffdruck Pref1 wird berechnet und die Abweichung ΔP1 wird integriert, um eine Kraftstoffpumpmenge Q1, Q2 von jedem Kolben 51a, 51b zu erhalten. Q1(Q2) = K·Σ(ΔP1)wobei K ein Anpassungs- bzw. Umrechnungsfaktor ist.
Außerdem ist es wünschenswert, dass der Kraftstoffdruck Pref1 in einer Situation gemessen wird, in der der Kraftstoffdruck stabil ist. Zum Beispiel wird der Kraftstoffdruck Pref1 zu einer Zeit gemessen, wenn das Antriebssignal ansteigt. Alternativ kann der Kraftstoffdruck Pref1 zwischen dem Ansteigen des Antriebssignals und einem tatsächlichen Ansteigen des Kraftstoffdrucks gemessen werden.
Wenn die individuelle Differenz zwischen Kolben 51a und 51b aufgetreten ist, kann die Kraftstoffpumpmenge Q1 des ersten Kolbens 51a von der Kraftstoffpumpmenge Q2 des zweiten Kolbens 51b verschieden sein. In diesem Fall wird eine Pumpenkorrekturmenge für jeden Kolben berechnet, sodass eine Kraftstoffpumpmenge in jedem Kolben 51a, 51b die gleiche wird.
Nach dem Pumpenstart ist es effizient, eine Kraftstoffdruckinformation in einem Zyklus zu erhalten, in dem eine vorübergehende Veränderung eines Kraftstoffdrucks fein erfasst werden kann. Genauer gesagt, ist ein Hochgeschwindigkeits-A/D-Wandler in der ECU 30 vorgesehen, und die Ausgabe (Erfassungssignal) des Drucksensors 20 wird durch den A/D-Wandler eingearbeitet. Zu diesem Zeitpunkt ist der A/D-Umwandlungszyklus zum Beispiel auf 20 μsek eingestellt, und ein Kraftstoffdruck PA wird sukzessive in diesem Zyklus berechnet. Es ist wünschenswert, dass der Berechnungsprozess bzw. die Berechnungsverarbeitung des Kraftstoffdrucks PA unter Verwendung einer Hochgeschwindigkeitsbetriebsvorrichtung, wie zum Beispiel einem digitalen Signalprozessor (DSP) durchgeführt wird.
Der Druckzufuhrstart und die Druckzufuhrbeendigung werden basierend auf der Ausgabe des Drucksensors 20a bestimmt. Während diesem Zeitraum wird die Druckveränderung ΔP1 integriert, um die Kraftstoffpumpmengen Q1 und Q2 zu erhalten. In diesem Fall, wenn der Kraftstoffdruck, der von dem Drucksensor 20a gemessen wird, anfängt zu steigen, nachdem das Antriebssignal ausgegeben ist, ist es der Zeitpunkt des Druckzufuhrstarts. Darüber hinaus, wenn der Kraftstoffdruck, der von dem Drucksensor 20a gemessen wird, sich von einer ansteigenden Veränderung zu einem konstanten Wert hin verschiebt, ist es der Zeitpunkt der Druckzufuhrbeendigung.
Außerdem ist es wünschenswert, dass der Ausgabewert des Sensors durch einen Filter geglättet wird und der Druckzufuhrstartzeitpunkt und der Druckzufuhrbeendigungszeitpunkt basierend auf dem geglätteten Ausgabewert abgeleitet werden.
Andererseits, wenn der tatsächliche Kraftstoffdruck größer als der Zielkraftstoffdruck ist, wird das Druckverringerungsventil 15 geöffnet, um einen Teil des Kraftstoffs in der Common-Rail 12 durch die Leitung 18 an den Kraftstofftank 10 abzugeben. Falls eine Herstellungsstreuung und eine Alterung in dem Druckverringerungsventil 15 aufgetreten sind, verursacht eine Veränderung einer Druckverringerungseigenschaft bzw. -charakteristik einen Fehler bezüglich zu der Standardmenge eines Druckreduzierens. Das heißt, die Menge eines Druckreduzierens durch ein Öffnen des Druckverringerungsventils 15 zu der Zielmenge eines Druckreduzierens wird unterschiedlich. Folglich kann die Genauigkeit der Kraftstoffmengensteuerung verschlechtert werden.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform, während eine individuelle Differenzstreuung (Veränderung einer Druckverringerungseigenschaft bzw. -charakteristik) des Druckverringerungsventils 15 erfasst wird, wird eine Druckverringerungskorrektur durchgeführt, um die individuelle Differenzstreuung aufzuheben. Die individuelle Differenzstreuung des Druckverringerungsventils 15 wird basierend auf der Ausgabe des Drucksensors 20a berechnet.
5 ist ein Zeitdiagramm, das die Kraftstoffdruckveränderung zu dem Zeitpunkt zeigt, wenn das Kraftstoffverringerungsventil 15 geöffnet wird. In 5 zeigt ein Teil (a) ein Antriebssignal (Druckverringerungssignal) an das Druckverringerungsventil 15 und die Teile (b) und (c) zeigen Veränderungen des Kraftstoffdrucks.
In 5 in dem Zeitraum T3 ist das Druckverringerungssignal angeschaltet, um den Kraftstoffdruck, wie in den Teilen (b) und (c) gezeigt ist, zu reduzieren. Wenn eine individuelle Differenzstreuung in dem Druckverringerungsventil 15 aufgetreten ist, wie in dem Teil (b) gezeigt ist, weicht der Kraftstoffdruck nach einem Druckverringern durch das Druckverringerungsventil 15 von dem gewünschten Wert ab. Genauer gesagt, verursacht die Veränderung zwischen dem Kraftstoffdruck und dem Zielkraftstoffdruck eine Streuung in einer Kraftstoffdruckabnahmemenge ΔPd. Ferner tritt eine Streuung in dem Ableitungswert dP/dt des Kraftstoffdrucks nach dem Druckverringerungsstart, der erforderlichen Zeit ΔT von einem Start einer Verringerung in dem Kraftstoffdruck zu einer Beendigung einer Verringerung, und dergleichen auf. Auf diese Art und Weise, falls das Druckverringerungsventil 15 eine individuelle Differenzstreuung zeigt, wird folglich die Steuergenauigkeit eines Kraftstoffdrucks verschlechtert werden.
Während die Veränderung des Kraftstoffdrucks (Kraftstoffdruckwellenform) von dem Druckverringerungsstartzeitpunkt zu dem Druckverringerungsendzeitpunkt basierend auf der Ausgabe des Drucksensors 20a erfasst wird, wird die Verringerungsmenge des Druckverringerungsventils 15 basierend auf der Veränderung des Kraftstoffdrucks berechnet und eine Veränderungsmenge von einer vorbestimmten Zielverringerungsmenge wird berechnet. Wie in dem Teil (c) von 5 gezeigt ist, während ein Kraftstoffdruck Pref2 vor dem Kraftstoffdruckverringern gemessen wird, wird der Kraftstoffdruck PA in einem vorgeschriebenen Zyklus sukzessive gemessen. Die Abweichung ΔP2 (= Pref2 – PA) eines Kraftstoffdrucks PA relativ zu dem Kraftstoffdruck Pref2 wird berechnet und die Abweichung ΔP2 wird integriert, um eine Druckverringerungsmenge Q3 des Druckverringerungsventils 15 zu erhalten. Q3 = K·Σ(ΔP2)wobei K ein Anpassungs- bzw. Umrechnungsfaktor ist.
Außerdem ist es wünschenswert, dass der Kraftstoffdruck Pref2 in einer Situation gemessen wird, in der der Kraftstoffdruck stabil ist. Zum Beispiel wird der Kraftstoffdruck Pref2 zu einem Zeitpunkt gemessen, wenn das Kraftstoffverringerungssignal ansteigt. Alternativ kann der Kraftstoffdruck Pref2 zwischen dem Ansteigen des Druckverringerungssignals und einem tatsächlichen Abnehmen des Kraftstoffdrucks gemessen werden.
Der Druckverringerungsstart und die Druckverringerungsbeendigung werden basierend auf der Ausgabe des Drucksensors 20a bestimmt. Während diesem Zeitraum wird die Druckveränderung ΔP2 integriert, um die Druckverringerungsmenge Q3 zu erhalten. In diesem Fall, wenn der Kraftstoffdruck, der von dem Drucksensor 20a gemessen wird, anfängt abzunehmen, nachdem das Druckverringerungssignal ausgegeben ist, ist es der Zeitpunkt des Druckverringerungsstarts. Darüber hinaus, wenn der Kraftstoffdruck, der von dem Drucksensor 20a gemessen wird, sich von einer sinkenden Abweichung zu einem konstanten Wert hin verschiebt, ist es der Zeitpunkt der Druckverringerungsbeendigung.
Außerdem ist es wünschenswert, dass der Ausgabewert des Sensors durch einen Filter geglättet wird und der Druckverringerungsstartzeitpunkt und der Druckverringerungsendzeitpunkt basierend auf dem geglätteten Ausgabewert abgeleitet werden.
Hiernach wird eine Steuerung des Drehphasenunterschieds durch die ECU 40 im Detail beschrieben werden. Die Kraftstoffpumpe 11 wird in solch einer Art und Weise geregelt, dass der tatsächliche Kraftstoffdruck, der von dem Drucksensor 20a erfasst wird, mit dem Zielkraftstoffdruck übereinstimmt. Zu diesem Zeitpunkt wird die Pumpmengenkorrektur für jeden Kolben durchgeführt, um die individuelle Differenzstreuung der Kolben aufzuheben bzw. zu neutralisieren. In einem Fall der Druckverringerung wird eine Druckverringerungskorrektur durchgeführt, um die individuelle Differenzstreuung des Druckverringerungsventils 15 auszugleichen bzw. aufzuheben.
Eine Menge bzw. ein Betrag einer Pumpmengenkorrektur und ein Betrag für Druckverringerungskorrekturen werden durch eine Korrekturmengenlernverarbeitung berechnet und in den Backup-Speichern bzw. Sicherungsspeichern gespeichert, wie zum Beispiel EEPROM und Backup-RAM. Diese Werte werden geeignet aktualisiert.
6 ist ein Flussdiagramm, das eine Kraftstoffdrucksteuerverarbeitung zeigt. Dieser Prozess bzw. Vorgang wird wiederholt bei einem vorbestimmten Zyklus durchgeführt.
In Schritt S11 liest der Computer Parameter bezüglich des Maschinenantriebszustands aus, zum Beispiel die Maschinendrehzahl und Kraftstoffeinspritzmenge. In Schritt S12 wird der Zielkraftstoffdruck basierend auf den Parametern eingestellt, die in Schritt S11 ausgelesen werden. Zu diesem Zeitpunkt wird der Zielkraftstoffdruck basierend auf der Maschinendrehzahl und der Kraftstoffeinspritzmenge unter Verwendung eines Kennfeldes und einer Formel berechnet, die vorangehend in dem ROM gespeichert ist. Das Kraftstoffdruckkennfeld zeigt eine Beziehung zwischen den Parametern und dem optimalen Kraftstoffdruck.
In Schritt S13 liest der Computer den tatsächlichen Kraftstoffdruck aus, der basierend auf der Ausgabe des Drucksensors 20a berechnet ist. Zu diesem Zeitpunkt wird der tatsächliche Kraftstoffdruck basierend auf jeder Ausgabe des Drucksensors 20a berechnet, der in jedem Injektor 20 von jedem Zylinder vorgesehen ist. Genauer gesagt, wird der tatsächliche Kraftstoffdruck von einem Durchschnittswert bzw. Mittelwert der Sensorausgaben von allen Zylindern abgeleitet. Alternativ, wenn die Sensorausgabe des Zylinders mit Einspritzung und die Sensorausgabe des Zylinders ohne Einspritzung in den Sensorausgaben enthalten sind, wird der Durchschnittskraftstoffdruck von dem Mittelwert bzw. Durchschnittswert der Sensorausgabe des Zylinders ohne Einspritzung berechnet.
In Schritt S14 bestimmt der Computer, ob der Zielkraftstoffdruck größer als oder gleich wie der tatsächliche Kraftstoffdruck ist. Wenn die Antwort „Ja" ist in Schritt S14, fährt die Prozedur bzw. das Programm mit Schritt S15 fort, in dem die Kraftstoffpumpensteuerung durch die Kraftstoffpumpe 11 (die Hochdruckpumpe 11b) durchgeführt wird. Wenn die Antwort „Nein" ist in Schritt S14, fährt die Prozedur bzw. das Programm mit Schritt S16 fort, in dem die Druckverringerungssteuerung von dem Druckverringerungsventil 15 durchgeführt wird. Wenn der Zielkraftstoffdruck gleich wie der tatsächliche Kraftstoffdruck ist, dürfen sowohl die Kraftstoffpumpsteuerung als auch die Druckverringerungssteuerung bis zu einem Ende der Verarbeitung nicht durchgeführt werden.
In Schritt S15, während die Differenz zwischen dem Zielkraftstoffdruck und dem tatsächlichen Kraftstoffdruck (= Zielkraftstoffdruck – tatsächlichen Kraftstoffdruck) berechnet wird, wird die Kraftstoffpumpsteuerung durch die Hochdruckpumpe 11b basierend auf der Druckdifferenz durchgeführt. Um die Kraftstoffpumpsteuerung im Detail zu beschreiben, wie in 7A gezeigt ist, wird die Kraftstoffpumpmenge basierend auf der vorangehenden Differenz in Schritt S21 berechnet. In Schritt S22 wird mit Hinblick auf den Kolben, der aktuell das Kraftstoffpumpen durchführt, eine Pumpkorrekturmenge aus den Korrekturmengendaten, die in dem Backup-Speicher gespeichert sind, abgeleitet. In Schritt S23 wird eine korrigierte Pumpmenge durch ein Korrigieren der aktuellen Kraftstoffpumpmenge um die Pumpkorrekturmenge berechnet. In Schritt S24 wird die korrigierte Pumpmenge in eine Antriebsarbeit des SCV 11c (SCV-Arbeit) umgewandelt. Dann wird das SCV 11c durch die SCV-Arbeit angetrieben, wodurch die Hochdruckpumpe 11b ein gewünschtes Kraftstoffpumpen durchführt.
In Schritt S16, während die Differenz zwischen dem Zielkraftstoffdruck bzw. Soll-Kraftstoffdruck und dem tatsächlichen Kraftstoffdruck bzw. Ist-Kraftstoffdruck (= Zielkraftstoffdruck – tatsächlichen Kraftstoffdruck) berechnet wird, wird die Druckverringerungssteuerung durch das Druckverringerungsventil 15 basierend auf der Druckdifferenz durchgeführt. Um die Druckverringerungssteuerung im Detail zu beschreiben, wie in 7B gezeigt ist, wird die Druckverringerungsmenge basierend auf der vorangehenden Differenz in Schritt S31 berechnet. In Schritt S32 wird eine Druckverringerungskorrekturmenge von den Korrekturmengendaten, die in dem Backup-Speicher gespeichert sind, abgeleitet. In Schritt S33 wird eine korrigierte Druckverringerungsmenge durch ein Korrigieren der aktuellen Druckverringerungsmenge um die Druckverringerungskorrekturmenge berechnet. In Schritt S34 wird die korrigierte Druckverringerungsmenge in eine Öffnungsdauer des Druckverringerungsventils 15 umgewandelt. Dann wird das Druckverringerungsventil 15 für die Öffnungsdauer geöffnet, wodurch das Druckverringerungsventil 15 eine gewünschte Druckverringerung durchführt.
Als eine Druckverringerungseinrichtung kann der Injektor 20 einen Nichteinspritzvorgang durchführen, anstelle eines Öffnens des Druckverringerungsventils 15. In dem Nichteinspritzvorgang wird der Solenoid 23d für einen kurzen Zeitraum aktiviert und der Kraftstoff wird durch die Kraftstoffrückführöffnung 23f zu dem Kraftstofftank 10 zurückgeführt, ohne die Kraftstoffeinspritzung von dem Einspritzanschluss 21c durchzuführen.
8 ist ein Flussdiagramm, das eine Prozedur bzw. ein Programm zum Berechnen der Pumpkorrekturmenge mit Hinblick auf Kolben 51a, 51b zeigt. Diese Verarbeitung wird durch die ECU 30 bei demselben Zyklus (20 μsek Zyklus) wie der A/D-Umwandlungszyklus mit Hinblick auf die Ausgabe des Drucksensors 20a durchgeführt. Alternativ wird dieser Prozess bei einem vorbestimmten Zeitzyklus oder einem vorbestimmten Kurbelwinkelzyklus wiederholt durchgeführt.
Im Schritt S41 wird bestimmt, ob ein Berechnungszustand der Pumpkorrekturmenge hergestellt ist. Dieser Berechnungszustand umfasst einen Zustand, in dem der Kraftstoffdruck stabil ist. Zum Beispiel, wenn der Maschinenantriebszustand stabil ist und der Zielkraftstoffdruck ein konstanter Wert ist, bestimmt der Computer, dass der Berechnungszustand hergestellt ist.
In Schritt S42 berechnet der Computer den tatsächlichen Kraftstoffdruck basierend auf der Ausgabe des Drucksensors 20a. Zu diesem Zeitpunkt wird der tatsächliche Kraftstoffdruck basierend auf jeder Ausgabe des Drucksensors 20a berechnet, der in jedem Injektor 20 eines jeden Zylinders vorgesehen ist. Genauer gesagt, wird der tatsächliche Kraftstoffdruck von einem Mittelwert der Sensorausgaben für alle Zylinder abgeleitet. Alternativ, wenn die Sensorausgabe des Zylinders mit Einspritzung und die Sensorausgabe des Zylinders ohne Einspritzung in den Sensorausgaben enthalten sind, wird der tatsächliche Kraftstoffdruck aus dem Mittelwert der Sensorausgabe des Zylinders ohne Einspritzung berechnet.
In Schritt S43 bestimmt der Computer, ob ein derzeitig pumpender Kolben der erste Kolben 51a ist. Wenn der erste Kolben 51a pumpt (die Antwort in Schritt S43 ist „Ja"), schreitet das Programm bzw. die Prozedur zu Schritt S44 fort. Wenn der zweite Kolben 51b pumpt (die Antwort in Schritt S43 ist „Nein"), schreitet das Programm bzw. die Prozedur zu Schritt S45 fort. In Schritt S44 wird eine tatsächliche Kraftstoffpumpmenge Q1 mit Hinblick auf den ersten Kolben 51a basierend auf dem in Schritt S42 berechneten Kraftstoffdruck berechnet. Ein Berechnungsprozess der Kraftstoffpumpmenge Q1 wird nachfolgend erläutert.

(1) Wie in dem Teil (c) von 4 gezeigt ist, ist der Kraftstoffdruck, unmittelbar bevor der erste Kolben 51a das Pumpen startet, als der Vorpumpdruck Pref1 definiert. Zum Beispiel ist der Kraftstoffdruck, der zu einem Zeitpunkt erfasst wird, wenn das Pumpenantriebssignal ansteigt, als der Vorpumpdruck Pref1 definiert.
(2) Während des Pumpens des ersten Kolbens 51a wird der Vorpumpdruck Pref1 von dem Kraftstoffdruck PA subtrahiert, der bei dem vorbestimmten Zyklus (20 μsek) berechnet ist, wodurch die Druckveränderung ΔP1 (= PA – Pref1) sukzessive berechnet wird.
(3) Die Kraftstoffpumpmenge Q1 des ersten Kolbens 51a wird durch ein Integrieren der Druckveränderung ΔP1 während des Pumpens des ersten Kolbens 51a berechnet.

Im Schritt S45 wird die tatsächliche Kraftstoffpumpmenge Q2 mit Hinblick auf den zweiten Kolben 51b basierend auf dem in Schritt S42 berechneten Kraftstoffdruck berechnet. Ein Berechnungsprozess der Kraftstoffpumpmenge Q2 ist der gleiche als die vorangehenden Prozesse (1)–(3). Schritte S42 bis S45 entsprechen einer Pumpendruckerfassungseinrichtung und einer Pumpeigenschaftsberechnungseinrichtung. Die Kraftstoffpumpmengen Q1 und Q2 entsprechen der Pumpeigenschaft bzw. Pumpcharakteristik.
In Schritt S46 bestimmt der Computer, ob die tatsächlichen Pumpmengendaten des ersten Kolbens 51a und die aktuellen Pumpmengendaten des zweiten Kolbens 51b bereits erhalten wurden. Wenn die Antwort im Schritt S46 „Nein" ist, endet die Prozedur. Wenn die Antwort im Schritt S46 „Ja" ist, fährt die Prozedur zu Schritt S47 fort.
In Schritt S47 werden die Pumpkorrekturmengen von jedem Kolben 51a, 51b basierend auf den Kraftstoffpumpmengen Q1 und Q2 berechnet, welche in Schritten S44 und S45 berechnet werden. Die Pumpkorrekturwerte werden als der Lernwert in dem Backup-Speicher, wie zum Beispiel dem EEPROM und dem Backup-RAM gespeichert. Schritt S47 entspricht einer Individualdifferenzlerneinrichtung bzw. einer Eigendifferenzlerneinrichtung. Ein Durchschnitt der Kraftstoffpumpmengen Q1 und Q2 wird berechnet. Die Unterschiede zwischen dem Durchschnitt und jeder von den Pumpmengen Q1 und Q2 werden als die Pumpkorrekturmengen berechnet. Falls Q1 größer als Q2 ist, ist die Pumpkorrekturmenge des ersten Kolbens 51a ein negativer Wert und die Pumpkorrekturmenge des zweiten Kolbens 51b ist ein positiver Wert. Das heißt, die Kraftstoffpumpmenge Q1 wird verringert und die Kraftstoffpumpmenge Q2 wird erhöht.
Da die Pumpkorrekturmenge wie vorangehend beschrieben definiert ist, wird die Pumpmengenkorrektur derart durchgeführt, dass die Kraftstoffpumpmenge Q1 gleich der Kraftstoffpumpmenge Q2 in Schritt S23 wird.
Die Pumpkorrekturmenge kann in dem Backup-Speicher in Verbindung mit dem Kraftstoffdruckniveau zu diesem Zeitpunkt gespeichert werden.
Die Pumpkorrekturmenge kann gemäß den folgenden Arten berechnet werden.

• Zwischen den Kraftstoffpumpmengen Q1 und Q2 wird der größere als ein Referenzwert definiert. Die Pumpkorrekturmenge wird mit Hinblick auf den Kolben, dessen Kraftstoffpumpmenge nicht der Referenzwert ist, berechnet. Zum Beispiel in einem Fall, dass Q1 größer als Q2 und der erste Kolben 51a als die Referenz definiert ist, wird die Pumpkorrekturmenge des ersten Kolbens 51a auf "0" gesetzt und die Pumpkorrekturmenge des zweiten Kolbens 51b wird auf einen Wert von "Q1–Q2" eingestellt.
• Ein Standardwert der Kraftstoffpumpmenge wird vorausgehend definiert und die Differenzen bzw. Unterschiede zwischen dem Standardwert und jedem von den Kraftstoffpumpmengen Q1 und Q2 werden als die Pumpkorrekturmenge berechnet.

9 ist ein Flussdiagramm, das einen Berechnungsprozess bzw. Berechnungsvorgang einer Druckverringerungskorrekturmenge zeigt. Diese Verarbeitung wird bei dem gleichen Zyklus (20 μsek Zyklus) wie der A/D-Umwandlungszyklus mit Hinblick auf die Ausgabe des Drucksensors 20a durch die ECU 30 durchgeführt. Alternativ wird dieser Prozess bei einem vorbestimmten Zeitzyklus oder einem vorbestimmten Kurbelwinkelzyklus wiederholt durchgeführt.
In Schritt S51 wird bestimmt, ob ein Berechnungszustand der Druckverringerungskorrekturmenge hergestellt ist. Dieser Berechnungszustand umfasst einen Zustand, in dem der Kraftstoffdruck stabil ist. Zum Beispiel, wenn der Maschinenantriebszustand stabil ist und der Zielkraftstoffdruck ein konstanter Wert ist, bestimmt der Computer, dass der Berechnungszustand hergestellt ist.
In Schritt S52 bestimmt der Computer, ob die Druckverringerungssteuerung von einem aktuellen Zeitpunkt aus durchgeführt werden wird oder ob die Druckverringerungssteuerung durchgeführt worden ist. Wenn die Antwort in Schritt S52 „Ja" ist, fährt die Prozedur zu Schritt S53 fort, in dem der Kraftstoffdruck basierend auf der Ausgabe des Drucksensors 20a berechnet wird. Zu diesem Zeitpunkt wird der tatsächliche Kraftstoffdruck basierend auf jeder Ausgabe des Drucksensors 20a berechnet, der an jedem Injektor 20 von jedem Zylinder vorgesehen ist.
Genauer gesagt, wird der tatsächliche Kraftstoffdruck aus einem Mittelwert der Sensorausgaben für alle Zylinder abgeleitet.
In Schritt S54 wird die tatsächliche Druckverringerungsmenge Q3 basierend auf dem Kraftstoffdruck berechnet, der der Reihe nach in Schritt S53 berechnet wird. Ein Berechnungsprozess der Druckverringerungsmenge Q3 wird nachfolgend erläutert.

(1) Wie in dem Teil (c) von 5 gezeigt ist, wird der Kraftstoffdruck, unmittelbar bevor das Druckverringerungsventil 15 das Druckverringern startet, als der Vorverringerungsdruck Pref2 definiert. Zum Beispiel wird der Kraftstoffdruck, der zu einem Zeitpunkt erfasst wird, wenn das Druckverringerungssignal ansteigt, als der Vorverringerungsdruck Pref2 definiert.
(2) Während des Druckverringerns durch das Druckverringerungsventil 15 wird der Kraftstoffdruck PA, der in dem vorbestimmten Zyklus (20 μsek) berechnet wird, von dem Vorverringerungsdruck Pref2 subtrahiert, wodurch die Druckveränderung ΔP2 (= Pref2 – PA) sukzessive berechnet wird.
(3) Die Druckverringerungsmenge Q3 wird durch Integrieren der Druckveränderung ΔP2 während des Druckverringerns durch das Druckverringerungsventil 15 berechnet.

Schritte S53 und S54 entsprechen einer Druckverringerungsdruckerfassungseinrichtung und einer Druckverringerungseigenschaftsberechnungseinrichtung. Die Druckverringerungsmenge Q3 entspricht der Druckverringerungseigenschaft bzw. der Druckverringerungscharakteristik.
In Schritt S55 wird die Druckverringerungskorrekturmenge basierend auf der Druckverringerungsmenge Q3 berechnet, die im Schritt S54 berechnet ist. Die Druckverringerungskorrekturmenge wird als der Lernwert in dem Backup-Speicher gespeichert, wie zum Beispiel dem EEPROM und dem Backup-RAM. Schritt S55 entspricht einer Druckverringerungseigenschaftslerneinrichtung. In diesem Fall ist ein Standardwert der Druckverringerungsmenge vorab definiert und die Differenz zwischen dem Standardwert und der Druckverringerungsmenge Q3 wird als die Druckverringerungskorrekturmenge berechnet.
Die Druckverringerungskorrekturmenge kann in dem Backup-Speicher in Verbindung mit dem Kraftstoffniveau zu diesem Zeitpunkt gespeichert werden.
Wenn man eine Kraftstoffbahn von der Kraftstoffpumpe 11 oder dem Druckverringerungsventil 15 zu dem Injektor 20 eines jeden Zylinders betrachtet, ist die Kraftstoffbahnlänge (Leitungslänge) für jeden der Zylinder unterschiedlich. Mit anderen Worten, wie in 10 gezeigt ist, sind die Kraftstoffbahnlängen L1, L2, L3 und L4 von der Kraftstoffpumpe 11 zu den jeweiligen Zylindern (#1 bis #4) unterschiedlich zueinander. Damit ist die Zeit, die zum Erhöhen eines Kraftstoffdrucks in jedem Zylinder durch den Injektor 20 erforderlich ist, unterschiedlich voneinander gestaltet. Die Zeit bzw. der Zeitpunkt, bei dem die Druckveränderung durch das Pumpen des Kraftstoffs verursacht wird, ist zwischen den Injektoren 20 der entsprechenden Zylinder unterschiedlich. Zum Beispiel bezüglich den Zylindern #1 und #2, da L1 > L2 wird die Erfassung des Druckanstiegs durch den Sensor 20a, der an dem Injektor 20 des ersten Zylinders (#1) angepasst ist, später als die Erfassung durch den Drucksensor 20a, der an den Injektor 20 des zweiten Zylinders (#2) angepasst ist, durchgeführt.
Dementsprechend wird in dieser Ausführungsform, wenn der Kraftstoffdruck bei dem Kraftstoffpumpen berechnet wird, die Ausgabe von jedem Drucksensor 20a durch ein Inbetrachtziehen der Unterschiede in den Kraftstoffbahnlängen (L1 bis L4) von der Kraftstoffpumpe zu den Injektoren der entsprechenden Zylinder synchronisiert, sodass eine Druck-Zeitdifferenz in jedem Zylinder aufgrund der Kraftstoffbahnlänge aufgehoben werden kann. Genauer gesagt, genügt es, die Kraftstoffdruckdaten, die der Reihe nach erlangt werden, auf der Zeitachse vor und zurück zu verschieben. Zum Beispiel, mit Hinblick auf den ersten Zylinder (#1) und den zweiten Zylinder (#2) wird die Erfassung der Kraftstoffdruckdaten des zweiten Zylinders (#2) um die Differenz (L1 – L2) in der Kraftstoffbahnlänge zwischen diesen Zylindern verzögert. Alternativ wird die Erfassung der Kraftstoffdruckdaten des ersten Zylinders (#1) um die Differenz (L1 – L2) in der Kraftstoffbahnlänge vorgezogen. Dadurch kann der Kraftstoffdruck (erfasster Druck) von jedem Zylinder auf der Zeitachse genau synchronisiert werden.
Außerdem, wenn der Kraftstoffdruck an einem Zeitpunkt des Druckverringerns durch das Druckverringerungsventil 15 berechnet wird, werden die Ausgaben eines jeden Drucksensors 20a durch ein Inbetrachtziehen der Differenzen bzw. Unterschiede in den Kraftstoffbahnlängen (L1 bis L4) von der Kraftstoffpumpe zu den Injektoren der entsprechenden Zylinder synchronisiert, sodass eine Druck-Zeitdifferenz in jedem Zylinder aufgrund der Kraftstoffbahnlänge aufgehoben werden kann.
Gemäß dieser vorangehend beschriebenen Ausführungsform kann der folgende Vorteil erhalten werden.
Wenn der Kraftstoff durch die Kolben 51a und 51b gepumpt wird, wird die Veränderung in dem Kraftstoffdruck der Reihe nach durch die Drucksensoren 20a erfasst. Somit kann eine vorübergehende Veränderung in einen Druck mit Hinblick auf jeden Kolben erfasst werden. Außerdem wird die Pumpeigenschaft bzw. Pumpcharakteristik mit Hinblick auf jeden Kolben berechnet. Demnach, selbst wenn ein individueller Unterschied zwischen jedem Kolben existiert, kann der individuelle Unterschied bzw. individuelle Differenz genau erhalten werden. Folglich wird die Pumpeigenschaft der Kraftstoffpumpe 11 (Hochdruckpumpe 11b) verbessert, sodass die Emission ebenfalls verbessert wird.
Basierend auf der Pumpeigenschaft (die Kraftstoffpumpmengen Q1 und Q2) für jeden Kolben wird die Kraftstoffpumpmenge für jeden Kolben korrigiert. Selbst wenn die individuelle Differenz (Veränderung der Pumpeigenschaft) für jeden Kolben aufgetreten ist, ist es möglich, die individuelle Differenz aufzuheben und die genaue Kraftstoffdruckzuführung durchzuführen. Der Fehler des Kraftstoffdrucks, der zu dem Injektor 20 zugeführt wird, kann aufgehoben werden. Speziell die Pumpmengenkorrektur wird derart durchgeführt, dass die Kraftstoffpumpmenge in jedem Kolben 51a, 51b unter der gleichen Pumpbedingung die gleiche wird. Dementsprechend kann jeder Kolben 51a, 51b ein einheitliches Kraftstoffpumpen durchführen, sodass der Druck des Kraftstoffs, der zu dem Injektor 20 zugeführt wird, stabiler wird.
Falls die Injektoren den Kraftstoff in einer Situation einspritzen, in der ein Unterschied in dem Kraftstoffdruck aufgrund der individuellen Differenz für jeden Kolben vorhanden ist, ist die Kraftstoffeinspritzrate aufgrund der Differenz in dem Kraftstoffdruck gestreut. Gemäß dieser Ausführungsform ist die individuelle Differenz eines jeden Kolbens aufgehoben, sodass das Streuen der Kraftstoffeinspritzrate beschränkt wird. Deshalb kann die Emission verbessert werden.
Der Lernwert für jeden Kolben wird basierend auf der Pumpcharakteristik bzw. der Pumpeigenschaft (die Kraftstoffpumpmenge Q1, Q2) für jeden Kolben berechnet und der Lernwert wird in dem Backup-Speicher (dem EEPROM 32) gespeichert. Wenn die individuelle Differenz (Veränderung der Pumpeigenschaft) regelmäßig für jeden Kolben aufgetreten ist, kann die individuelle Differenz genau erhalten werden und kann für die Kraftstoffpumpensteuerung geeignet widergespiegelt werden.
Wenn der Kraftstoff durch das Kraftstoffverringerungsventil 15 abgegeben wird, wird die Veränderung in dem Kraftstoffdruck durch die Drucksensoren 20a der Reihe nach erfasst. Daher kann eine vorübergehende Veränderung im Druck aufgrund der Druckverringerung erfasst werden. Darüber hinaus wird die Druckverringerungseigenschaft basierend auf der vorübergehenden Veränderung im Druck berechnet. Demnach, falls die Druckverringerungseigenschaft verschlechtert ist, kann ihre Veränderung genau erfasst werden. Folglich kann die Druckverringerungseigenschaft des Druckverringerungsventils 15 verbessert werden und die Emission kann verbessert werden.
Basierend auf der Druckverringerungseigenschaft (Druckverringerungsmenge Q3) des Druckverringerungsventils 15 wird ein Steuerbefehlswert des Druckverringerungsventils 15 korrigiert, sodass die Veränderung der Druckverringerungseigenschaft genau aufgehoben werden kann, um eine genaue Druckverringerung durchzuführen. Der Fehler des Kraftstoffdrucks, der zu dem Injektor 20 zugeführt wird, kann aufgehoben bzw. neutralisiert werden.
Der Lernwert wird basierend auf der Druckverringerungseigenschaft (Druckverringerungsmenge Q3) berechnet und der Lernwert wird in dem Backup-Speicher (der EEPROM 32) gespeichert. Wenn die Veränderung der Druckverringerungseigenschaft regelmäßig aufgetreten ist, kann die Veränderung der Eigenschaft bzw. der Charakteristik genau erhalten werden und kann für die Druckverringerungssteuerung geeignet widergespiegelt werden.
Der Kraftstoffdruck wird auf der Basis der Ausgabe des Drucksensors 20a erfasst, der einstückig an den Injektor 20 angepasst ist. Daher kann der Kraftstoffdruck an einer Position nahe der Einspritzöffnungen 21c des Injektors 20 erfasst werden. Das heißt, der Druck des Kraftstoffs, der tatsächlich eingespritzt wird, kann der Reihe nach erfasst werden. Deshalb kann der Kraftstoffdruck, der aufgrund des Kraftstoffpumpens oder des Druckverringerns verändert wird, korrekt erfasst werden und die genaue Kraftstoffeinspritzung kann durchgeführt werden.
Die Ausgabe des Drucksensors 20a wird in kleinen Intervallen (in Intervallen von 20 μsek in der Ausführungsform) sukzessive erlangt. Das heißt, die Ausgabe des Drucksensors 20 wird in solch einer Art und Weise erlangt, dass die Aufzeichnung der Druckübergangswellenform durch den gemessenen Druck gezeichnet werden kann. Daher kann die transitive Druckveränderung, die durch das Kraftstoffpumpen oder Druckverringern verursacht wird, geeignet erfasst werden.
Wenn der Kraftstoffdruck zu der Zeit eines Kraftstoffpumpens oder Druckverringerns erfasst wird, werden die Unterschiede in den Kraftstoffbahnlängen (L1 bis L4) von der Kraftstoffpumpe 11 oder dem Druckverringerungsventil 15 zu den Injektoren 20 der entsprechenden Zylinder berücksichtigt. Dementsprechend kann die Erfassungsgenauigkeit des Kraftstoffdrucks basierend auf den Ausgaben einer Vielzahl von Drucksensoren 20a verbessert bzw. aufgewertet werden.
Da der Kraftstoffdruck basierend auf dem Durchschnittswert der Ausgaben einer Vielzahl von Drucksensoren bestimmt wird, kann die Erfassungsgenauigkeit verbessert werden.
[Andere Ausführungsform]
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorangehend beschriebenen Ausführungsformen begrenzt, sondern kann zum Beispiel in der folgenden Art und Weise durchgeführt werden.

• In der vorangehenden Ausführungsform werden die Integralwerte (Q1, Q2) der Druckveränderungsmenge ΔP1 mit Hinblick auf jeden Kolben als die Pumpeigenschaft berechnet. Dies kann in der folgenden Art und Weise geändert werden: Zum Beispiel wird der Ableitungswert (dP/dt in 4) des Kraftstoffdrucks nachdem das Pumpen gestartet ist, als eine Pumpeigenschaft bzw. Pumpcharakteristik berechnet. Alternativ kann die erforderliche Zeit (ΔT in 4) von einem Start einer Veränderung eines Kraftstoffdrucks bis zu einer Beendigung einer Veränderung als die Pumpeigenschaft berechnet werden. Alternativ kann die Kraftstoffdruckanstiegsmenge (ΔPu in 4) mit Hinblick auf jeden Kolben als die Pumpeigenschaft berechnet werden.
• In der vorangehenden Ausführungsform wird der Integralwert (Q3) der Druckveränderungsmenge ΔP2 als die Druckverringerungseigenschaft berechnet. Dies kann wie folgt geändert werden: Zum Beispiel wird der Ableitungswert (dP/dt in 5) des Kraftstoffdrucks nach dem Druckverringerungsstart als eine Druckverringerungseigenschaft berechnet. Alternativ kann die erforderliche Zeit (ΔT in 5) von dem Start eines Druckverringerns bis zu der Beendigung der Druckverringerung als die Druckverringerungseigenschaft berechnet werden. Alternativ kann die Kraftstoffdruckabnahmemenge (ΔPd in 5) als die Pumpeigenschaft berechnet werden.
• In der vorangehend erwähnten Ausführungsform werden
(1) die Berechnungsverarbeitung der Pumpeigenschaft und die Berechnungsverarbeitung der Pumpenmengenkorrektur mit Hinblick auf jeden Kolben 51a, 51b und
(2) die Berechnungsverarbeitung der Druckverringerungseigenschaft und die Berechnungsverarbeitung einer Druckverringerungsmengenkorrektur durchgeführt. Alternativ kann nur eine der Verarbeitungen (1) und (2) durchgeführt werden.
• Eine Diagnose der Kraftstoffpumpe 11 kann basierend auf der Pumpeigenschaft durchgeführt werden, die mit Hinblick auf jeden Kolben 51a, 51b berechnet wird. Falls eine Veränderung der Pumpeigenschaft eines jeden Kolbens 51a, 51b größer als ein spezifizierter Schwellenwert ist, bestimmt der Computer, dass die Kraftstoffpumpe 11 fehlerhaft ist. Alternativ, falls die Pumpeigenschaft eines jeden Kolbens 51a, 51b um einen spezifizierten Bestimmungswert oder mehr von einem Referenzwert abweicht, bestimmt der Computer, dass die Kraftstoffpumpe 11 fehlerhaft ist. Darüber hinaus, basierend auf der Druckerverringerungseigenschaft des Druckverringerungsventils 15 kann eine Diagnose des Druckverringerungsventils 15 durchgeführt werden.
• In der vorangehenden Ausführungsform schließt die Kraftstoffpumpe 11 die Niederdruckpumpe 11a und die Hochdruckpumpe 11b einstückig ein. Alternativ können die Niederdruckpumpe 11a und die Hochdruckpumpe 11b separat aufgebaut sein.

Außerdem hat in der vorangehenden Ausführungsform die Hochdruckpumpe 11b zwei Kolben 51a, 51b bzw. zwei Druckkammern 54a, 54b. Alternativ kann die Hochdruckpumpe 11b einen einzelnen Kolben und zwei Druckkammern haben, welche an beiden Enden des Kolbens ausgebildet sind.
Die Hochdruckpumpe 11b hat eine Vielzahl von Nocken, welche eine Vielzahl von Kolben bei individuellen Zeitpunkten hin- und herbewegt.

• In den vorangehend erwähnten Ausführungsformen ist der Drucksensor 20a an den Kraftstoffansauganschluss des Injektors 20 angepasst, aber zusätzlich zu dieser Konstruktion können die folgenden Konstruktionen angewendet werden. Kurz gesagt, es genügt für den Drucksensor 20a, stromabwärts des Kraftstoffauslasses der Common-Rail 12 in der Richtung einer Kraftstoffströmung in dem Kraftstoffdurchgang von der Common-Rail 12 zum dem Einspritzanschluss des Injektors 20 angepasst zu sein. Zum Beispiel ist der Drucksensor 20a in der Mitte der Leitung 14 zum Verbinden der Common-Rail 12 und dem Injektor 20 angeordnet. Alternativ ist der Drucksensor 20a in dem Verbindungsteil 12a der Common-Rail 12 und der Leitung 14 angeordnet. In diesem Fall ist es wünschenswert, dass der Drucksensor 20a in der Richtung der Kraftstoffströmung stromabwärts einer Kraftstoffpulsationsverringerungseinrichtung (Öffnung oder dergleichen) angeordnet ist, welche in dem Verbindungsteil 12a angeordnet ist. Alternativ ist der Drucksensor 20a in dem Kraftstoffdurchgang angeordnet, der in dem Injektor 20 angeordnet ist (zum Beispiel nahe den Einspritzöffnungen 21c in 2).
• Die Anzahl der Kraftstoffdrucksensoren kann willkürlich bestimmt sein und zum Beispiel können für den Kraftstoffdurchgang eines Zylinders zwei oder mehrere Kraftstoffdrucksensoren angeordnet sein. In den vorangehend erwähnten Ausführungsformen ist der Drucksensor 20a für jeden Zylinder angeordnet. Jedoch ist der Drucksensor nur für einen Teil der Zylinder (zum Beispiel einen Zylinder) angeordnet und der geschätzte Wert basierend auf der Ausgabe des Sensors kann für die anderen Zylinder verwendet werden.
• Ein Leitungsdrucksensor (Rail-Sensor) zum Messen eines Drucks in der Common-Rail bzw. Sammelleitung 12 kann vorgesehen sein und die Druckveränderung aufgrund des Pumpens durch die Kraftstoffpumpe 11 und des Druckreduzierens bzw. Druckverringerns durch das Druckverringerungsventil 15 kann auf der Basis der Ausgabe des Leitungsdrucksensors erfasst werden. Mit anderen Worten kann die Druckveränderung durch den Common-Rail-Drucksensor erfasst werden, der in dem gewöhnlichen Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem eingesetzt ist.
• Ein piezoelektrisch angetriebener Injektor kann anstelle des elektromagnetisch angetriebenen Injektors, der in 3 gezeigt ist, verwendet werden. Ein Kraftstoffinjektor, der keinen Druckverlust verursacht, zum Beispiel ein direkt agierender Injektor, der keine Steuerbefehlskammer CD verwendet, um so eine Antriebskraft zu übertragen (zum Beispiel ein direkt agierender piezoelektrischer Injektor, der in jüngsten Jahren entwickelt wurde) kann ebenfalls verwendet werden. Wenn der direkt agierende Injektor verwendet wird, kann die Einspritzrate leicht gesteuert werden.
• Ein Kraftstoffinjektor kann ein Ventil sein, dessen Einspritzöffnung durch eine Nadel geöffnet oder geschlossen wird oder kann ein extern zu öffnendes Ventil sein.
• Während die Konfiguration, in der die Sensorausgabe des Drucksensors 20a in einer Aufeinanderfolge von Intervallen von "20 μsek" erlangt wird, in den vorangehenden Ausführungsformen beschrieben wurde, kann das Intervall eines Erlangens der Sensorausgabe geändert werden, wie es zweckmäßig ist, innerhalb eines Bereichs, der in der Lage ist, die Tendenz der vorangehend erwähnten Druckveränderung zu erfassen. Jedoch ist gemäß dem durch den Erfinder gemachten Experiment ein Intervall kürzer als "50 μsek" effektiv.
• Die Art der zu steuernden Maschine und die Konstruktion des Systems kann gemäß der Verwendung oder dergleichen geändert werden, je nach Zweckmäßigkeit. Die vorliegende Erfindung kann zum Beispiel auch auf eine Benzinmaschine einer Funkenzündungsart (insbesondere Direkteinspritzmaschine) in der gleichen Art und Weise angewendet werden. Das Kraftstoffeinspritzsystem einer Benzindirekteinspritzmaschine ist mit einer Zuführleitung zum Speichern von Kraftstoff (Benzin) in einem Hochdruckzustand versehen. Der Kraftstoff wird unter Druck von der Kraftstoffpumpe zu dieser Zufuhrleitung zugeführt, und der Hochdruckkraftstoff in der Zufuhrleitung wird eingespritzt und zu der Brennkammer der Maschine zugeführt. In diesem System entspricht die Zufuhrleitung einem Druckspeicherbehälter.

Das Gerät und das System gemäß der vorliegenden Erfindung kann für das Steuern des Kraftstoffeinspritzdruckes nicht nur des Kraftstoffinjektors zum direkten Einspritzen des Kraftstoffs in den Zylinder, sondern auch des Kraftstoffinjektors zum Einspritzen des Kraftstoffs in den Einlassdurchgang oder einen Auslassdurchgang der Maschine verwendet werden. Ein Kraftstoffinjektor ist nicht auf den Injektor begrenzt, der als ein Beispiel in 3 gezeigt ist. Eine beliebige Art eines Injektors kann verwendet werden. Wenn die Konstruktion in dieser Art und Weise in den vorangehend erwähnten Ausführungsformen geändert wird, ist es wünschenswert, dass die Details der vorangehend erwähnten verschiedenen Verarbeitungsarten (Programme) in einer angemessenen, optimalen Betriebsart gemäß der tatsächlichen Konstruktion geändert werden.

• In den vorangehen erwähnten Ausführungsformen und deren Modifikationen ist es gedacht, dass verschiedene Softwarearten (Programme) verwendet werden. Jedoch kann die gleiche Funktion durch eine Hardware, wie zum Beispiel einen Einzelschaltkreis, realisiert werden.

Ein Common-Rail-Kraftstoffeinspritzystem ist mit einer Common-Rail 12 einer Kraftstoffpumpe 11 und einem Injektor 20 ausgerüstet. Die Kraftstoffpumpe 11 hat eine Vielzahl von Kraftstoffpumpsystemen. Ein Drucksensor 20a ist an einem Kraftstoffeinlass des Injektors 20 vorgesehen. Wenn die Kraftstoffpumpe 11 Kraftstoff zu jedem der Kraftstoffpumpsysteme zuführt, erfasst eine ECU 30 eine Veränderung in einem Kraftstoffdruck in einem Kraftstoffdurchgang zwischen der Kraftstoffpumpe 11 und dem Injektor 20. Basierend auf der erfassten Kraftstoffdruckveränderung berechnet die ECU 30 eine Pumpeigenschaft bzw. Pumpcharakteristik mit Hinblick auf jedes der Kraftstoffpumpsysteme.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- JP 10-220272 A [0002]
- US 6142121 [0002]

Claims

Steuergerät für ein Druckspeicherkraftstoffeinspritzsystem, das mit einer Kraftstoffpumpe (11) versehen ist, die eine Vielzahl von Kraftstoffpumpsystemen hat, in denen zusammen mit einer Drehung einer Maschinenausgangswelle (41) ein Ansaugen und ein Abgeben eines Kraftstoffs an individuellen Zeitpunkten wiederholt durchgeführt wird, wobei das Druckspeicherkraftstoffeinspritzsystem mit einem Druckspeicher (12) versehen ist, in dem der von der Kraftstoffpumpe zugeführte Kraftstoff gespeichert wird, wobei das Druckspeicherkraftstoffeinspritzsystem mit einem Kraftstoffinjektor (20) versehen ist, der den Kraftstoff in dem Druckspeicher einspritzt, wobei das Steuergerät Folgendes aufweist: eine Pumpendruckerfassungseinrichtung (30, S42 bis S45) zum sukzessiven Erfassen einer Veränderung eines Kraftstoffdrucks in einem Kraftstoffdurchgang zwischen der Kraftstoffpumpe und dem Kraftstoffinjektor an einem entsprechenden Zeitpunkt eines Kraftstoffpumpens in den Kraftstoffpumpsystemen; und eine Pumpeigenschaftsberechnungseinrichtung (30, S42 bis S45) zum Berechnen einer Pumpcharakteristik mit Hinblick auf jedes Kraftstoffpumpsystem basierend auf der Veränderung in dem Kraftstoffdruck, der durch die Pumpendruckerfassungseinrichtung erfasst ist.
Steuergerät nach Anspruch 1, ferner mit: einer Pumpmengenkorrektureinrichtung (30) zum Korrigieren einer Steuerbefehlspumpmenge zu der Zeit eines Kraftstoffpumpens mit Hinblick auf jedes der Kraftstoffpumpsysteme basierend auf der Pumpeigenschaft (Q1, Q2) von jedem Kraftstoffpumpsystem, die durch die Pumpeigenschaftsberechnungseinrichtung berechnet ist.
Steuergerät nach Anspruch 2, wobei die Pumpmengenkorrektureinrichtung die Steuerbefehlspumpmenge derart korrigiert, dass die Kraftstoffpumpmenge in den Kraftstoffpumpsystemen unter einer identischen Pumpbedingung gleich zueinander wird.
Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner mit einer Individualdifferenzlerneinrichtung (30, S47) zum Berechnen eines Lernwerts, der einen individuellen Unterschied von jedem der Kraftstoffpumpsysteme basierend auf der Pumpeigenschaft von jedem Kraftstoffpumpsystem anzeigt, die durch die Pumpeigenschaftsberechnungseinrichtung berechnet wird, und zum Speichern des Lernwerts.
Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Druckspeicherkraftstoffeinspritzsystem einen Kraftstoffdrucksensor (20a) aufweist, der stromabwärtig von einem Kraftstoffauslass des Druckspeichers in einem Kraftstoffdurchgang von dem Druckspeicher zu einem Einspritzanschluss (21c) des Kraftstoffinjektors angeordnet ist, und die Pumpendruckerfassungseinrichtung die Veränderung in dem Kraftstoffdruck auf der Basis einer Ausgabe des Kraftstoffdrucksensors erfasst.
Steuergerät nach Anspruch 5, wobei der Kraftstoffinjektor für jeden Zylinder einer Mehrzylindermaschine vorgesehen ist, wobei der Kraftstoffinjektor eine Kraftstoffeinspritzung in einer festgelegten Reihenfolge von diesen durchführt, wobei der Kraftstoffdrucksensor an jedem Zylinder vorgesehen ist, und die Pumpendruckerfassungseinrichtung die Veränderung in dem Kraftstoffdruck basierend auf einer Ausgabe des Kraftstoffdrucksensors erfasst, der an dem Zylinder vorgesehen ist, in dem gegenwärtig keine Kraftstoffeinspritzung durchgeführt wird.
Steuergerät nach Anspruch 6, wobei die Pumpendruckerfassungseinrichtung die Veränderung in dem Kraftstoffdruck unter Berücksichtigung der Unterschiede der Kraftstoffbahnlängen (L1 bis L4) von der Kraftstoffpumpe zu einem Druckmesspunkt von dem Kraftstoffdrucksensor erfasst.
Steuergerät nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei die Pumpendruckerfassungseinrichtung die Veränderung in dem Kraftstoffdruck basierend auf einem Mittelwert der Ausgaben einer Vielzahl von Kraftstoffdrucksensoren erfasst.
Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Pumpeigenschaftsberechnungseinrichtung einen Integralwert einer Druckveränderungsmenge berechnet, die einen Unterschied zwischen dem Kraftstoffdruck vor einem Kraftstoffpumpen und dem Kraftstoffdruck während des Kraftstoffpumpens mit Hinblick auf jedes Kraftstoffpumpsystem anzeigt, und die Pumpeigenschaftsberechnungseinrichtung die Pumpeigenschaft mit Hinblick auf jedes Kraftstoffpumpsystem basierend auf dem Integralwert berechnet.
Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Pumpeigenschaftsberechnungseinrichtung eine Veränderungsrate des Kraftstoffdrucks mit Hinblick auf jedes Kraftstoffpumpsystem berechnet, nachdem das Kraftstoffpumpen gestartet ist, und die Pumpeigenschaftsberechnungseinrichtung die Pumpeigenschaft eines jeden Kraftstoffpumpsystems basierend auf der Veränderungsrate des Kraftstoffdrucks berechnet.
Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Pumpeigenschaftsberechnungseinrichtung eine erforderliche Zeit von einem Druckanstieg durch einen Kraftstoffpumpstart bis zu einer Druckkonvergenz durch eine Kraftstoffpumpbeendigung mit Hinblick auf jedes Kraftstoffpumpsystem berechnet, und die Pumpeigenschaftsberechnungseinrichtung die Pumpeigenschaft eines jeden Kraftstoffpumpsystems basierend auf der erforderlichen Zeit berechnet.
Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das Druckspeicherkraftstoffeinspritzsystem ein Druckverringerungsventil 15 zum Abgeben des Kraftstoffs in dem Druckspeicher aufweist, um den Kraftstoffdruck darin zu verringern, wobei das Steuergerät ferner Folgendes aufweist: eine Druckverringerungsdruckerfassungseinrichtung (30, S53, S54) zum sukzessiven Erfassen einer Veränderung in einem Kraftstoffdruck in einem Kraftstoffdurchgang zwischen dem Druckspeicher und dem Kraftstoffinjektor zu einer Zeit eines Druckverringerns durch das Druckverringerungsventil; eine Druckverringerungseigenschaftsberechnungseinrichtung (30, S53, S54) zum Berechnen einer Druckverringerungseigenschaft (Q3) des Druckverringerungsventils basierend auf der Veränderung in dem Kraftstoffdruck, der von der Druckverringerungsdruckerfassungseinrichtung erfasst wird.
Steuergerät für ein Druckspeicherkraftstoffeinspritzsystem, das mit einem Druckspeicher (12), in dem ein von einer Kraftstoffpumpe (11) zugeführter Kraftstoff gespeichert ist, einem Kraftstoffinjektor (20), der den Kraftstoff in dem Druckspeicher einspritzt, und einem Druckverringerungsventil (15) zum Abgeben des Kraftstoffs in dem Druckspeicher versehen ist, um den Kraftstoffdruck darin zu verringern, wobei das Steuergerät Folgendes aufweist: eine Druckverringerungsdruckerfassungseinrichtung (30, S53, S54) zum sukzessiven Erfassen einer Veränderung in einem Kraftstoffdruck in einem Kraftstoffdurchgang zwischen dem Druckspeicher und dem Kraftstoffinjektor zu einer Zeit eines Druckverringerns durch das Druckverringerungsventil; und eine Druckverringerungseigenschaftsberechnungseinrichtung (30, S53, S54) zum Berechnen einer Druckverringerungseigenschaft des Druckverringerungsventils basierend auf der Veränderung in dem Kraftstoffdruck, die durch die Druckverringerungsdruckerfassungseinrichtung erfasst wird.
Steuergerät nach Anspruch 12 oder 13, ferner mit: einer Druckverringerungsmengenkorrektureinrichtung (30) zum Korrigieren einer Steuerbefehlsdruckverringerungsmenge zu einer Zeit eines Druckverringerns basierend auf der Druckverringerungseigenschaft, die durch die Druckverringerungseigenschaftsberechnungseinrichtung berechnet ist.
Steuergerät nach einem der Ansprüche 12 bis 14, ferner mit: einer Druckverringerungseigenschaftslerneinrichtung (30, S55) zum Berechnen eines Lernwerts, der eine Veränderung der Druckverringerungseigenschaft anzeigt, basierend auf der Druckverringerungseigenschaft, die von der Druckverringerungseigenschaftsberechnungseinrichtung berechnet wird, und zum Speichern des Lernwerts.
Steuergerät nach einem der Ansprüche 12 bis 15, wobei das Druckspeicherkraftstoffeinspritzsystem einen Kraftstoffdrucksensor (20a) aufweist, der stromabwärtig von einem Kraftstoffauslass des Druckspeichers in einem Kraftstoffdurchgang von dem Druckspeicher zu einem Einspritzanschluss (21c) des Kraftstoffinjektors angeordnet ist, und die Druckverringerungsdruckerfassungseinrichtung die Veränderung in dem Kraftstoffdruck zu einer Zeit eines Abgebens des Kraftstoffs durch das Druckverringerungsventil auf der Basis einer Ausgabe des Kraftstoffdrucksensors erfasst.
Steuergerät nach Anspruch 16, wobei der Kraftstoffinjektor für jeden Zylinder einer Mehrzylindermaschine vorgesehen ist, der Kraftstoffinjektor eine Kraftstoffeinspritzung in einer festgelegten Reihenfolge von diesen durchführt, wobei der Kraftstoffdrucksensor für jeden Zylinder vorgesehen ist, und die Druckverringerungsdruckerfassungseinrichtung die Veränderung in dem Kraftstoffdruck unter Berücksichtigung von Unterschieden der Kraftstoffbahnlängen (L1 bis L4) von dem Druckverringerungsventil zu dem Kraftstoffdrucksensor mit Hinblick auf jeden Kraftstoffsensor erfasst, der an jedem Zylinder angeordnet ist.
Steuergerät nach einem der Ansprüche 12 bis 17, wobei die Druckverringerungsdruckerfassungseinrichtung die Veränderung in dem Kraftstoffdruck basierend auf einem Mittelwert der Ausgaben einer Vielzahl von Kraftstoffdrucksensoren erfasst.
Steuergerät nach einem der Ansprüche 12 bis 18, wobei die Druckverringerungseigenschaftsberechnungseinrichtung einen Integralwert einer DruckVeränderungsmenge berechnet, der eine Differenz zwischen dem Kraftstoffdruck vor einem Druckverringern und dem Kraftstoffdruck während des Druckverringerns anzeigt, und die Druckverringerungseigenschaftsberechnungseinrichtung die Druckverringerungseigenschaft basierend auf dem Integralwert berechnet.
Steuergerät nach einem der Ansprüche 12 bis 18, wobei die Druckverringerungseigenschaftsberechnungseinrichtung eine Veränderungsrate des Kraftstoffdrucks berechnet, nachdem das Druckverringern gestartet ist, und die Druckverringerungseigenschaftsberechnungseinrichtung die Druckverringerungseigenschaft basierend auf der Veränderungsrate des Kraftstoffdrucks berechnet.
Steuergerät nach einem der Ansprüche 12 bis 18, wobei die Druckverringerungseigenschaftsberechnungseinrichtung eine erforderliche Zeit von einem Druckabfall durch einen Druckverringerungsstart bis zu einer Druckkonvergenz durch eine Druckverringerungsbeendigung berechnet, und die Druckverringerungseigenschaftsberechnungseinrichtung die Druckverringerungseigenschaft basierend auf der erforderlichen Zeit berechnet.