DE102017215963B4

DE102017215963B4 - Steuerungssystem für verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE102017215963B4
Application number: DE102017215963.4A
Authority: DE
Inventors: Tatsuo Yamanaka; Susumu Nakajima; Naoki Yokoyama; Kenji Hirose; Hidekazu Hironobu; Seiichi Hosogai
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2016-09-13
Filing date: 2017-09-11
Publication date: 2019-03-21
Anticipated expiration: 2037-09-12
Also published as: JP2018044469A; CN107816392B; DE102017215963A1; JP6356754B2; US10180113B2; CN107816392A; US20180073460A1

Abstract

Steuerungssystem für einen Verbrennungsmotor, der ein Kraftstoffeinspritzventil enthält, bei dem eine Ventilschließverzögerungszeitdauer ab dann, wenn ein Befehl zum Schließen des Kraftstoffeinspritzventils an das Kraftstoffeinspritzventil geliefert wird, bis zu dann, wenn das Kraftstoffeinspritzventil tatsächlich geschlossen wird, auftritt, wobei es aufweist:
ein anfangswertspezifisches Steuerungsmittel zur Durchführung einer anfangswertspezifischen Steuerung, worin, um zu veranlassen, dass Anfangswerterfassungsbedingungen zum Erfassen eines Anfangswerts der Ventilschließverzögerungszeitdauer erfüllt werden,
eine Ventilöffnungszeitdauer des Kraftstoffeinspritzventils gesteuert wird und eine Zündzeit des Motors zur verzögerten Seite hin gesteuert wird;
ein Anfangswerterfassungsmittel zum Erfassen des Anfangswerts der Ventilschließverzögerungszeitdauer, wenn während der Ausführung der anfangswertspezifischen Steuerung die Anfangswerterfassungsbedingungen erfüllt sind;
ein Ventilöffnungszeitdauerberechnungsmittel zum Berechnen der Ventilöffnungszeitdauer des Kraftstoffeinspritzventils unter Verwendung des Anfangswerts der Ventilschließverzögerungszeitdauer, wenn eine Normalzeitsteuerung, die anders als die anfangswertspezifische Steuerung ist, durchgeführt wird; und
ein Kraftstoffeinspritzsteuerungsmittel zum Steuern/Regeln des Kraftstoffeinspritzventils derart, dass das Kraftstoffeinspritzventil über die berechnete Ventilöffnungszeitdauer geöffnet wird, wenn die Normalzeitsteuerung durchgeführt wird.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Steuerungssystem für einen Verbrennungsmotor, der ein Kraftstoffeinspritzventil enthält, bei dem eine Ventilschließverzögerungzeitdauer auftritt.
Beschreibung der verwandten Technik
Die DE 11 2014 002 856 T5 zeigt eine Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor, welche eine relative Schwankung der Kraftstoffeinspritzmenge für jeden Zylinder unterdrücken kann. Eine Ansteuerimpulsbreite zum Ansteuern des Kraftstoffeinspritzventils zum Einspritzen des Kraftstoffs wird gemäß einem Fahrzustand des Verbrennungsmotors berechnet, eine oder beide einer Ventilöffnungs-Ansprechverzögerungszeit und einer Ventilschließungs-Ansprechverzögerungszeit bezüglich eines Ansteuerimpulssignals des Kraftstoffeinspritzventils für jeden Kraftstoffeinspritzwert werden berechnet, und die Ansteuerimpulsbreite wird korrigiert, um auf der Grundlage einer oder beider der Ventilöffnungs-Ansprechverzögerungszeit und der Ventilschließungs-Ansprechverzögerungszeit, wie für jedes Kraftstoffeinspritzventil berechnet, eine Einspritzmenge jedes Kraftstoffeinspritzventils an eine vordefinierte Einspritzmenge anzugleichen.
Die DE 10 2010 063 099 A1 zeigt ein Verfahren zum Betreiben einer Kraftstoffeinspritzanlage einer Brennkraftmaschine. Die Kraftstoffeinspritzanlage weist einen Injektor zur Zumessung von Kraftstoff in einen Brennraum der Brennkraftmaschine auf. Der Injektor weist einen Aktor, ein Schaltventil und eine Düsennadel auf. Bei dem Verfahren wird dem Aktor eine Spannung und/oder ein Strom während einer Ansteuerzeitdauer zugeführt. Das Schaltventil wird von dem Aktor in eine Hubbewegung versetzt. Durch die Hubbewegung des Schaltventils wird der Injektor mittels der Düsennadel geöffnet und geschlossen. Eine weitere Zeitdauer wird ermittelt. Die weitere Zeitdauer endet mit dem Schließzeitpunkt der Düsennadel. Eine Funktion wird ermittelt, die die Ansteuerzeitdauer mit der weiteren Zeitdauer verknüpft. Mittels der Funktion wird eine kleinste Ansteuerzeitdauer, zu der die Düsennadel öffnet und zu einer Einspritzung führt, ermittelt. Eine Öffnungsverzugszeitdauer der Düsennadel wird in Abhängigkeit von der kleinsten Zeitdauer ermittelt.
Die DE 10 2005 032 087 A1 zeigt ein Einspritzventil, das einen Steuerraum aufweist, der über eine Zulaufdrossel mit einer Fluid-Hochdruckeinheit hydraulisch gekoppelt ist, der über ein Schaltventil mit ener Niederdruckeinheit koppelbar ist. Mit einem Stellantrieb ist eine Schaltstellung des Schaltventils einstellbar. Eine Position einer Düsennadel ist abhängig von dem Druck in dem Steuerraum zwischen einer Schließposition und einer Offenposition einstellbar. In der Schließposition unterbindet die Düsennadel einen Fluidfluss durch mindestens eine Einspritzdüse und gibt ihn ansonsen frei. Eine Nadelschließzeitdauer wird ermittelt, die die Düsennadel benötigt, um von ihrer Offenposition in ihre Schließposition zu gelangen. Eine Ansteuerzeitdauer des Stellanteibs wird angepasst abhängig von der ermittelten Nadelschließzeitdauer und der Stellantrieb wird angesteuert mit der angepassten Nadelschließzeitdauer.
Herkömmlich ist ein Steuerungssystem für einen Verbrennungsmotor bekannt geworden, das in der japanischen Patentoffenlegungsschrift (Kokai) JP 2016-33343 A offenbart ist. Dieser Motor ist ein Mehrzylindermotor mit Direkteinspritzung, worin Kraftstoff direkt in eine Mehrzahl von Zylindern durch eine Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzventilen eingespritzt wird, die in den jeweiligen Zylindern vorgesehen sind. In dem Steuerungssystem wird die Anregungszeit Ti, über die die Wicklung jedes Kraftstoffeinspritzventils angeregt wird, so gesteuert, wie nachfolgend beschrieben.
Gemäß dieser Schrift setzt ein Angeforderte-Einspritzmenge-Setzabschnitt 41 eine angeforderter Einspritzmenge gemäß einem Tretbetrag eines Gaspedals, einer Last an dem Motor und der Drehzahl des Motors, und ein Anregungszeitsetzabschnitt 42 setzt die Anregungszeit Ti, über die die Wicklung jedes Kraftstoffeinspritzventils anzuregen ist, gemäß der angeforderten Einspritzmenge, durch Interpolation mittels dreier Kennfelder M1 bis M3, die in einem Kennfeldspeicherabschnitt 43 gespeichert sind und die durch Kartieren der Beziehung zwischen der Anregungszeit Ti und der angeforderten Einspritzmenge Q gebildet sind. In diesem Fall wird im Kennfeld M1 der Elastizitätskoeffizient einer Feder von jedem Kraftstoffeinspritzventil auf jenen einer Feder eines Standard-Nominalprodukts des Kraftstoffeinspritzventils gesetzt, und in den Kennfeldern M2 und M3 wird der Elastizitätskoeffizient der Feder jeweils auf einen größeren und einen kleineren als der Elastizitätskoeffizient der Feder des Nominalprodukts des Kraftstoffeinspritzventils gesetzt.
Ferner lernt ein Lernabschnitt 44 die Beziehung zwischen der Anregungszeit Ti, die aktuell an das Kraftstoffeinspritzventil ausgegeben wird, und der Messzeit Tc ab der Startzeit der Anregung der Wicklung des Kraftstoffeinspritzventils bis zur Ventilschließzeit. Ferner schätzt ein Federcharakteristik-Schätzabschnitt 45 die Federcharakteristiken von jedem Kraftstoffeinspritzventil durch den Lernabschnitt 44 durch Interpolation mittels dreier Kennfelder L1 bis L3, gemäß den Lernergebnissen der Anregungszeit Ti und der Messzeit Tc.
Dann berechnet ein Korrekturabschnitt 46 einen Korrekturbetrag durch Interpolation mittels der drei Kennfelder M1 bis M3 gemäß den Schätzergebnissen der Federcharakteristiken durch den Federcharakteristik-Schätzabschnitt 45. Die letztendliche Anregungszeit Ti wird bestimmt, indem die vom Anregungszeit-Setzabschnitt 42 gesetzte Anregungszeit Ti mit dem berechneten Korrekturbetrag korrigiert wird.
Im Falle eines Kraftstoffeinspritzventils für den Motor variiert, selbst wenn er brandneu ist, die Ventilschließverzögerungszeitdauer (d.h. eine Zeitdauer ab der Zeit der Beendigung der Anregung der Wicklung bis zur tatsächlichen Schließzeit des Kraftstoffeinspritzventils), die mit dem am Motor tatsächlich angebrachten Kraftstoffeinspritzventil auftritt, allgemein zwischen individuellen Produkten des Kraftstoffeinspritzventils aufgrund von Herstellungsfehlern der individuellen Produkte usw. Andererseits wird, gemäß dem Steuerungssystem, das in der japanischen Patentoffenlegungsschrift (Kokai) JP 2016-33343 A offenbart ist, die Anregungszeit Ti korrigiert durch Schätzung der Federcharakteristiken jedes Kraftstoffeinspritzventils mittels der Kennfelder L1 bis L3 und dann Bezugnahme auf die Kennfelder M1 bis M3 gemäß einem Ergebnis der Schätzung, aber die Kennfelder L1 bis L3 und M1 bis M3 sind lediglich basierend auf Betriebscharakteristiken des Standard-Kraftstoffeinspritzventils gebildet, was es unmöglich macht, eine Varianz in der Ventilschließverzögerungszeitdauer zwischen den individuellen Produkten, die mit den am Motor tatsächlich angebrachten Kraftstoffeinspritzventilen auftritt, auf die korrigierte Anregungszeit Ti widerzuspiegeln.
Infolgedessen wird, obwohl die Korrektur der Anregungszeit Ti durchgeführt wird, ein Fehler in der aktuellen Ventilöffnungszeitdauer in Bezug auf die Anregungszeit Ti durch die Varianz in der Ventilschließverzögerungszeitdauer zwischen den individuellen angebrachten Kraftstoffeinspritzventilen hervorgerufen. Dies kann Steuerfehler einer Kraftstoffeinspritzmenge und eines Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses und dergleichen hervorrufen, was eine Verschlechterung der Abgasemissionscharakteristiken und eine verringerte Kraftstoffausnutzung hervorruft. Ferner können, nicht nur in einem Mehrzylindermotor, sondern auch in einem Einzylindermotor, die gleichen Probleme durch die Tatsache hergerufen werden, dass die Varianz in der Ventilschließverzögerungszeitdauer, die mit den tatsächlich an dem Motor angebrachten Motoreinspritzventil auftritt, nicht auf die korrigierte Anregungszeit Ti widergespiegelt wird.
ABRISS DER ERFINDUNG
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Steuerungssystem für einen Verbrennungsmotor anzugeben, das in der Lage ist, ein Kraftstoffeinspritzventil zu steuern, während veranlasst wird, dass eine Ventilschließverzögerungszeitdauer des Kraftstoffeinspritzventils, die mit dem tatsächlich am Motor angebrachten Kraftstoffeinspritzventil auftritt, darauf widergespiegelt wird, um es hierdurch möglich zu machen, Abgasemissionscharakteristiken und Kraftstoffausnutzung zu verbessern.
Zur Lösung der obigen Aufgabe sieht die vorliegende Erfindung ein Steuerungssystem für einen Verbrennungsmotor vor, der ein Kraftstoffeinspritzventil enthält, bei dem eine Ventilschließverzögerungszeitdauer ab dann, wenn ein Befehl zum Schließen des Kraftstoffeinspritzventils an das Kraftstoffeinspritzventil geliefert wird, bis zu dann, wenn das Kraftstoffeinspritzventil tatsächlich geschlossen wird, auftritt, wobei es aufweist: ein anfangswertspezifisches Steuerungsmittel zur Durchführung einer anfangswertspezifischen Steuerung, worin, um zu veranlassen, dass Anfangswerterfassungsbedingungen zum Erfassen eines Anfangswerts der Ventilschließverzögerungszeitdauer erfüllt werden, eine Ventilöffnungszeitdauer des Kraftstoffeinspritzventils gesteuert wird und eine Zündzeit des Motors zur verzögerten Seite hin gesteuert wird; ein Anfangswerterfassungsmittel zum Erfassen des Anfangswerts der Ventilschließverzögerungszeitdauer, wenn während der Ausführung der anfangswertspezifischen Steuerung die Anfangswerterfassungsbedingungen erfüllt sind; ein Ventilöffnungszeitdauerberechnungsmittel zum Berechnen der Ventilöffnungszeitdauer des Kraftstoffeinspritzventils unter Verwendung des Anfangswerts der Ventilschließverzögerungszeitdauer, wenn eine Normalzeitsteuerung, die anders als die anfangswertspezifische Steuerung ist, durchgeführt wird; und ein Kraftstoffeinspritzsteuerungsmittel zum Steuern/Regeln des Kraftstoffeinspritzventils derart, dass das Kraftstoffeinspritzventil über die berechnete Ventilöffnungszeitdauer geöffnet wird, wenn die Normalzeitsteuerung durchgeführt wird.
Gemäß diesem Steuerungssystem für einen Verbrennungsmotor wird die anfangswertspezifische Steuerung durchgeführt, in der, um Anfangswerterfassungsbedingungen zum Erfassen des Anfangswerts der Ventilschließverzögerungszeitdauer zu erfüllen, die Ventilöffnungszeitdauer des Kraftstoffeinspritzventils gesteuert wird, und die Zündzeit des Motors zur verzögerten Seite hin gesteuert wird, und wenn die Anfangswerterfassungsbedingungen während der Ausführung der anfangswertspezifischen Steuerungen erfüllt werden, der Anfangswert der Ventilschließverzögerungszeitdauer erfasst wird. Wenn ferner die Normalzeitsteuerung, die anders als die anfangswertspezifische Steuerung ist, durchgeführt wird, wird die Ventilöffnungszeitdauer des Kraftstoffeinspritzventils unter Verwendung des Anfangswerts der Ventilschließverzögerungszeitdauer berechnet, und wird das Kraftstoffeinspritzventil so gesteuert, dass das Kraftstoffeinspritzventil über die berechnete Ventilöffnungszeitdauer hinweg geöffnet wird. Wenn, wie oben beschrieben, während der Ausführung der anfangswertspezifischen Steuerung, die Anfangswerterfassungsbedingungen erfüllt sind, wird der Anfangswert der Ventilschließverzögerungszeitdauer erfasst. Indem daher die Ausführungszeit der anfangswertspezifischen Steuerung und die Erfassungszeit des Anfangswerts zu einer Zeit gesetzt werden, zu der das Kraftstoffeinspritzventil tatsächlich an dem Motor angebracht ist, ist es, wenn danach die Normalzeitsteuerung durchgeführt wird, möglich, das Kraftstoffeinspritzventil zu steuern, während veranlasst wird, dass die Ventilschließverzögerungszeitdauer, d.h. die Betriebscharakteristiken des tatsächlich am Motor angebrachten Kraftstoffeinspritzventils, darauf widergespiegelt werden. Dies macht es möglich, die Steuergenauigkeit einer Kraftstoffeinspritzmenge und eines Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses zu verbessern, wodurch es möglich wird, die Abgasemissionscharakteristiken und die Kraftstoffausnutzung zu verbessern (übrigens soll in der gesamten Bedeutung der Begriff „Erfassen“, der in Phrasen verwendet wird wie etwa „Erfassen des Anfangswerts der Ventilschließverzögerungszeitdauer“ und „Erfassen des erlernten Werts“ nicht nur das direkte Detektieren dieser Werte bedeuten, zum Beispiel durch Sensoren, sondern auch das Berechnen oder Schätzen der Werte basierend auf anderen Parametern).
Bevorzugt enthalten Anfangswerterfassungsbedingungen, dass die Ventilöffnungszeitdauer des Kraftstoffeinspritzventils nicht kürzer als ein vorbestimmter Wert ist.
Der vorliegende Anmelder hat experimentell bestätigt, dass in einem Fall, in dem die Ventilöffnungszeitdauer des Kraftstoffeinspritzventils in einem Bereich liegt, der nicht kürzer als der vorbestimmte Wert ist, elektrischer Strom, der durch eine Wicklung eines Magnetventils des Kraftstoffeinspritzventils fließt, stabil wird, wodurch die Ventilschließverzögerungszeitdauer des Kraftstoffeinspritzventils stabil wird (siehe 8A und 8B, auf die nachfolgend Bezug genommen wird). Weil daher, mit der Konfiguration der bevorzugten Ausführung, die Anfangswerterfassungsbedingungen beinhalten, dass die Ventilöffnungszeitdauer des Kraftstoffeinspritzventils nicht kürzer als der vorbestimmte Wert ist, ist es möglich, den Anfangswert der Ventilschließverzögerungszeitdauer in einem Zustand zu erfassen, in dem die Ventilschließverzögerungszeitdauer somit stabilisiert ist, womit es möglich wird, die Erfassungsgenauigkeit des Anfangswerts zu verbessern.
Bevorzugt beinhalten die Anfangswerterfassungsbedingungen, dass eine Drehzahl des Motors in einem vorbestimmten Drehzahlbereich liegt, dass ein dem Kraftstoffeinspritzventil zugeführter Kraftstoffdruck in einem vorbestimmten Druckbereich liegt, und dass eine Kraftstofftemperatur in einem vorbestimmten Temperaturbereich liegt.
Allgemein ist es bekannt, dass die Ventilschließverzögerungszeitdauer des Kraftstoffeinspritzventils durch die Drehzahl des Motors, den dem Kraftstoffeinspritzventil zugeführten Kraftstoffdruck und die Kraftstofftemperatur beeinflusst wird. Andererseits erhalten, mit der Konfiguration der bevorzugten Ausführungen, die Anfangswerterfassungsbedingungen, dass die Drehzahl des Motors im vorbestimmten Drehzahlbereich liegt, dass der dem Kraftstoffeinspritzventil zugeführte Kraftstoffdruck im vorbestimmten Druckbereich liegt, und dass die Kraftstofftemperatur im vorbestimmten Temperaturbereich liegt. Somit wird es durch geeignetes Setzen des vorbestimmten Drehzahlbereichs, des vorbestimmten Druckbereichs und des vorbestimmten Temperaturbereichs möglich, den Anfangswert der Ventilschließverzögerungszeitdauer in dem Zustand zu erfassen, in dem die Ventilschließverzögerungszeitdauer des Kraftstoffeinspritzventils stabil ist, wodurch es möglich wird, die Erfassungsgenauigkeit vom Anfangswert der Ventilschließverzögerungszeitdauer weiter zu verbessern.
Bevorzugt umfasst das Steuerungssystem ferner ein Lernwerterfassungsmittel, um einen erlernten Wert der Ventilschließverzögerungszeitdauer zu erfassen, wenn Bedingungen zum Erlernen der Ventilschließverzögerungszeitdauer während der Ausführung der Normalzeitsteuerung erfüllt sind; und wobei das Ventilöffnungszeitdauerberechnungsmittel die Ventilöffnungszeitdauer des Kraftstoffeinspritzventils unter Verwendung einer Differenz zwischen dem erlernten Wert der Ventilschließverzögerungszeitdauer und dem Anfangswert der Ventilschließverzögerungszeitdauer berechnet.
Wenn, mit der Konfiguration der bevorzugten Ausführung, die Bedingungen zum Lernen der Ventilschließverzögerungszeitdauer während der Ausführung der Normalzeitsteuerung erfüllt werden, wird der erlernte Wert der Ventilschließverzögerungszeitdauer erfasst, und wird die Kraftstofföffnungszeitdauer des Kraftstoffeinspritzventils unter Verwendung der Differenz zwischen dem erlernten Wert der Ventilschließverzögerungszeitdauer und dem Anfangswert der Ventilschließverzögerungszeitdauer berechnet. Daher wird es möglich, die Ventilöffnungszeitdauer des Kraftstoffeinspritzventils zu steuern, während veranlasst wird, dass Änderungen in der Ventilschließverzögerungszeitdauer ab dem Zeitpunkt der Erfassung des Anfangswerts der Ventilschließverzögerungszeitdauer zum gegenwärtigen Zeitpunkt darauf widergespiegelt werden. Dies macht es möglich, die Steuergenauigkeit der Ventilöffnungszeitdauer des Kraftstoffeinspritzventils zu verbessern.
Weiter bevorzugt umfasst das Steuerungssystem ferner ein Basiswertberechnungsmittel zum Berechnen eines Basiswerts der Ventilöffnungszeitdauer gemäß einem Betriebszustand des Motors; und ein Korrekturwertberechnungsmittel zum Berechnen eines Korrekturwerts unter Verwendung eines Werts, der durch Multiplikation der Differenz zwischen dem erlernten Wert der Ventilschließverzögerungszeitdauer und dem Anfangswert der Ventilschließverzögerungszeitdauer mit einem vorbestimmten Koeffizienten erhalten wird, und wobei das Ventilöffnungszeitdauerberechnungsmittel die Ventilöffnungszeitdauer berechnet, indem es den Basiswert der Ventilöffnungszeitdauer mit dem Korrekturwert korrigiert.
Mit der Konfiguration der bevorzugten Ausführung wird der Basiswert der Ventilöffnungszeitdauer gemäß dem Betriebszustand des Motors berechnet, und wird der Korrekturwert unter Verwendung des Werts berechnet, der durch Multiplizieren der Differenz zwischen dem erlernten Wert der Ventilschließverzögerungszeitdauer und dem Anfangswert der Ventilschließverzögerungszeitdauer mit dem vorbestimmten Koeffizienten erhalten wird. Ferner wird die Ventilöffnungszeitdauer berechnet, indem der Basiswert der Ventilöffnungszeitdauer mit dem Korrekturwert korrigiert wird. Daher ist es durch richtiges Setzen dieser vorbestimmten Koeffizienten möglich, die Ventilöffnungszeitdauer des Kraftstoffeinspritzventils zu berechnen, während veranlasst wird, dass Änderungen in der Ventilschließverzögerungszeitdauer vom Zeitpunkt der Erfassung des Anfangswerts der Ventilschließverzögerungszeitdauer bis zum gegenwärtigen Zeitpunkt darauf richtig widergespiegelt werden. Dies macht es möglich, die Berechnungsgenauigkeit der Ventilöffnungszeitdauer des Kraftstoffeinspritzventils weiter zu verbessern.
Weiter bevorzugt beinhalten die Lernbedingungen, dass die Ventilöffnungszeitdauer des Kraftstoffeinspritzventils nicht kürzer als ein vorbestimmter Wert ist.
Mit der Konfiguration der bevorzugten Ausführung beinhalten die Lernbedingungen, dass die Ventilöffnungszeitdauer des Kraftstoffeinspritzventils nicht kürzer ist als der vorbestimmte Wert, und daher ist es, wie oben beschrieben, möglich, den erlernten Wert der Ventilschließverzögerungszeitdauer in dem Zustand zu erfassen, in dem die Ventilschließverzögerungszeitdauer des Kraftstoffeinspritzventils stabil ist, wodurch es möglich wird, die Erfassungsgenauigkeit des erlernten Werts der Ventilschließverzögerungszeitdauer weiter zu verbessern.
Weiter bevorzugt beinhalten die Lernbedingungen, dass die Drehzahl des Motors in einem vorbestimmten Drehzahlbereich liegt, dass der dem Kraftstoffeinspritzventil zugeführte Kraftstoffdruck in einem vorbestimmten Druckbereich liegt, und dass die Kraftstofftemperatur in einem vorbestimmten Temperaturbereich liegt.
Mit der Konfiguration der bevorzugten Ausführung beinhalten die Lernbedingungen, dass die Drehzahl des Motors in dem vorbestimmten Drehzahlbereich liegt, dass der dem Kraftstoffeinspritzventil zugeführte Kraftstoffdruck im vorbestimmten Druckbereich liegt, und dass die Kraftstofftemperatur im vorbestimmten Temperaturbereich liegt. Daher ist es aus dem oben genannten Grund, durch das geeignete Setzen des vorbestimmten Drehzahlbereichs, des vorbestimmten Druckbereichs und des vorbestimmten Temperaturbereichs, möglich, die Erfassungsgenauigkeit des erlernten Werts der Ventilschließverzögerungszeitdauer weiter zu verbessern.
Bevorzugt enthält der Motor eine Mehrzahl von Zylindern, und das Kraftstoffeinspritzventil ist in jedem der Mehrzahl von Zylindern vorgesehen, und das Anfangswerterfassungsmittel erfasst den Anfangswert der Ventilschließverzögerungszeitdauer auf Kraftstoffeinspritzventil-weiser Basis.
Mit der Konfiguration der bevorzugten Ausführung ist in dem Mehrzahlzylindermotor, der die mehreren Zylinder und die jeweils in den mehreren Zylindern vorgesehenen Kraftstoffeinspritzventile enthält, auch in einem Fall, in dem eine Varianz in Betriebscharakteristiken zwischen den mehreren Kraftstoffeinspritzventilen auftritt, möglich, jedes Kraftstoffeinspritzventil zu steuern, während veranlasst wird, dass die Ventilschließverzögerungszeitdauer, die bei dem tatsächlich am Motor angebrachten Kraftstoffeinspritzventil auftritt, darauf widergespiegelt wird. Dies macht es möglich, die Abgasemissionscharakteristiken und die Kraftstoffausnutzung auch in dem Mehrzylindermotor zu verbessern.
Die obigen und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen näher ersichtlich.
Figurenliste

1 ist ein schematisches Diagramm eines Steuerungssystems gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung und eines Verbrennungsmotors, bei dem das Steuerungssystem angewendet wird;
2A ist ein schematisches Diagramm eines Kraftstoffeinspritzventils im geschlossenen Zustand;
2B ist ein schematisches Diagramm eines Kraftstoffeinspritzventils im offenen Zustand;
3A und 3B sind Zeitdiagramme, die eine Beziehung zwischen den Hüben eines brandneuen Kraftstoffeinspritzventils und eines gealterten Kraftstoffeinspritzventils (3A) und eines Ventilöffnungsbefehlssignals (3B) zeigen;
4 ist ein Flussdiagramm eines Anfangswertlernprozesses;
5 ist ein Flussdiagramm eines Ausführungsbefehlbestimmungsprozesses;
6 ist ein Flussdiagramm eines Anfangslernbedingung-Bestimmungsprozesses;
7A bis 7E sind Zeitdiagramme, die Beziehungen zwischen Hüben der Kraftstoffeinspritzventile von ersten bis vierten Zylindern (7A bis 7D) und dem Ventilöffnungsbefehlssignal (7E) zeigen;
8A ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einer Ventilöffnungszeitdauer und einer Ventilschließverzögerungszeitdauer des brandneuen Kraftstoffeinspritzventils und jenen des gealterten Kraftstoffeinspritzventils zeigt;
8B ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einem elektrischen Strom, der durch einen Elektromagneten des Kraftstoffeinspritzventils fließt,
und Anregungszeit zeigt;
9 ist ein Flussdiagramm eines normalen Lernprozesses;
10 ist ein Flussdiagramm eines Normale-Lernbedingung-Bestimmungsprozesses;
11 ist ein Flussdiagramm eines Kraftstoffeinspritzsteuerprozesses;
12 ist ein Flussdiagramm eines Zündzeitsteuerprozesses;
13 ist ein Flussdiagram eines Einlassteuerprozesses; und
14 ist ein Zeitdiagramm, das ein Beispiel von Steuerungsergebnissen durch das Steuerungssystem zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGEN
Nachfolgend wird ein Steuerungssystem für einen Verbrennungsmotor gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung in Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Wie in 1 gezeigt, enthält, das Steuerungssystem 1 der vorliegenden Erfindung eine ECU 2, die verschiedene Steuerungsprozesse in dem Verbrennungsmotor (nachfolgend einfach als „der Motor“ bezeichnet) 3 durchführt, wie nachfolgend beschrieben.
Der Motor 3 ist ein Reihen-Vierzylinderbenzinmotor mit vier Paaren von Zylindern 3a und Kolben 3b (von denen nur ein Paar gezeigt ist), und ist an einem Fahrzeug (nicht gezeigt) angebracht. Der Motor 3 enthält Einlassventile 4, Auslassventile 5, Zündkerzen 6 und Kraftstoffeinspritzventile 10, die für die jeweiligen Zylinder 3a vorgesehen sind. Übrigens werden in der folgenden Beschreibung die vier Zylinder 3a als „erste bis vierte Zylinder 3a“ in der Reihenfolge ihrer Anordnung bezeichnet, und die Kraftstoffeinspritzventile 10, die für die ersten bis vierten Zylinder 3a vorgesehen sind, werden jeweils als „erste bis vierte Einspritzventile 10“ bezeichnet.
Jede Zündkerze 6 ist mit der ECU 2 elektrisch verbunden, und eine Zündzeit, zu der ein Gemisch durch die Zündkerze 6 gezündet wird, wird von der ECU 2 gezündet, wie nachfolgend beschrieben. Das heißt, die Zündzeitsteuerung wird von der ECU 2 ausgeführt.
Jedes Kraftstoffeinspritzventil 10 ist so vorgesehen, dass sein Vorderende zur Innenseite eines zugeordneten Zylinders 3a weist, und ist mit einem zugeordneten Versorgungsrohr (nicht gezeigt) eines Kraftstoffzuführsystems (nicht gezeigt) verbunden. Während der Motor 3 in Betrieb ist, wird Hochdruckkraftstoff von dem Kraftstoffeinspritzventil 10 zugeführt, wodurch der Kraftstoff, einhergehend mit dem Öffnen des Kraftstoffeinspritzventils 10, in den Zylinder 3a eingespritzt wird.
Wie in den 2A und 2B gezeigt, ist das Kraftstoffeinspritzventil 10 aufgebaut aus einem Gehäuse 11, einem Elektromagneten 12, einer Feder 13, einem Anker 14 und einem Ventilelement 15. Der Elektromagnet 12 ist an einer Innenoberfläche einer Deckwand des Gehäuses 11 befestigt und ist aufgebaut aus einem Joch 12a und einer Wicklung 12b, die um einen Außenumfang des Jochs 12a herumgewickelt ist. Die Wicklung 12b ist mit der ECU 2 über eine Treiberschaltung (nicht gezeigt) elektrisch verbunden, und der Elektromagnet 12 wird zwischen einem angeregten Zustand und einem nicht angeregten Zustand durch Zufuhr und Stopp eines Ventilöffnungsbefehlssignals von der ECU 2 umgeschaltet.
Ferner ist die Feder 13 zwischen dem Joch 12a des Elektromagneten 12 und dem Anker 14 angeordnet, und drückt, über den Anker 14, das Ventilelement 15 immer in Ventilschließrichtung. Wenn hierbei der Elektromagnet 12 nicht angeregt ist, wird das Ventilelement 15 in einem Zustand gehalten, der ein Einspritzloch 11a am Vorderende des Gehäuses 11 verschließt, wodurch das Kraftstoffeinspritzventil 10 im geschlossenen Zustand ist (siehe 2A).
Wenn mit der oben beschriebenen Konstruktion in dem Kraftstoffeinspritzventil 10 das Ventilöffnungsbefehlsignal von der ECU 2 der Wicklung 12b über die Treiberschaltung zugeführt wird, um hierdurch den Elektromagneten 12 anzuregen, wird der Anker 14 gegen die Spannkraft der Feder 13 zum Joch 12a hin angezogen. Einhergehend mit diesem Anziehen bewegt sich das Ventilelement 15 zu dem Joch 12a hin, um das Einspritzloch 11a zu öffnen, wodurch das Kraftstoffeinspritzventil 10 geöffnet wird (siehe 2B). Im Folgenden wird der Bewegungsbetrag des Ventilelements 15 zum Joch 12a hin als „Hub“ des Kraftstoffeinspritzventils 10 bezeichnet. Wenn, von diesem Zustand aus, die Zufuhr des Ventilöffnungsbefehlsignals gestoppt wird, wodurch der Elektromagnet 12 zum nicht angeregten Zustand geschaltet wird, wird das Kraftstoffeinspritzventil 10 durch die Spannkraft der Feder 13 geschlossen, wie oben beschrieben.
Wie zuvor beschrieben, ist in einem Fall, in dem das Kraftstoffeinspritzventil 10 durch Ventilöffnungsbefehlsignal geöffnet und geschlossen wird, ein aktueller Betriebszustand des Kraftstoffeinspritzventils 10 so, wie in den 3A und 3B gezeigt. Übrigens repräsentiert in den 3A und 3B, Ti eine Ventilöffnungszeitdauer des Kraftstoffeinspritzventils 10, die so berechnet wird, wie nachfolgend beschrieben. Wenn, wie in den 3A und 3B gezeigt, das Ventilöffnungsbefehlsignal zum Zeitpunkt Ti in das Kraftstoffeinspritzventil 10 eingegeben wird, beginnt, aufgrund einer Ansprechverzögerungscharakteristik des Kraftstoffeinspritzventils 10, die Bewegung des Ventilelements 15 zum Joch 12a zum Zeitpunkt t2, wodurch der Hub vergrößert wird.
Wenn dann die Eingabe des Ventilöffnungsbefehlsignals zu einer Zeit (Zeitpunkt t3) gestoppt wird, wenn die Ventilöffnungszeitdauer Ti nach der Eingabe des Ventilöffnungsbefehlsignals abgelaufen ist, wird danach der Hub verkleinert, wenn sich das Ventilelement 5 durch die Spannkraft der Feder 13 zur Schließposition hin bewegt, und zum Zeitpunkt t4 wird das Kraftstoffeinspritzventil 10 vollständig geschlossen, wodurch der Hub gleich 0 gemacht wird. In der folgenden Beschreibung wird eine Zeitdauer ab der Stoppzeit der Eingabe des Ventilöffnungsbefehlsignals bis zu einer Zeit, zu der der Hub tatsächlich gleich 0 wird, als „Ventilschließverzögerungszeitdauer Toff“ bezeichnet.
In diesem Fall wird die Ventilschließverzögerungszeitdauer Toff durch die Vorspannkraft der Feder 13 bestimmt, und wenn daher die Feder 13 altert, so dass sich ihr Elastizitätskoeffizient ändert, wird die Ventilschließverzögerungszeitdauer Toff länger als dann, wenn das Kraftstoffeinspritzventil 10 brandneu ist, wie in 3A mit der unterbrochenen Linie angegeben. Infolgedessen wird, auch wenn ein Ventilöffnungsbefehlssignal für die gleiche Ventilöffnungszeitdauer Ti eingegeben wird, die tatsächliche Ventilöffnungszeitdauer eines gealterten Kraftstoffeinspritzventils 10 länger als jene eines brandneuen, was in einer zusätzlichen Kraftstoffeinspritzung resultiert. Um dieses Problem zu lösen, wird in einem Kraftstoffeinspritzsteuerungsprozess der vorliegenden Ausführung die Ventilöffnungszeitdauer Ti mittels eines Korrekturverfahrens berechnet, wie nachfolgend beschrieben.
Ferner ist ein Drosselventilmechanismus 8 im Einlasskanal 7 des Motors 3 vorgesehen. Der Drosselventilmechanismus 8 enthält ein Drosselventil 8a und einen TH-Aktuator 8b zum Aktivieren des Drosselventils 8a, um dieses zu öffnen und zu schließen. Das Drosselventil 8a ist in einem zwischenliegenden Abschnitt des Einlasskanals 7 schwenkbar gelagert und ändert die dort hindurchtretende Luftmenge durch Ändern der Öffnung durch dessen Schwenkbewegung. Der TH-Aktaktuator 8b ist durch die Kombination eines Elektromotors (nicht gezeigt), der mit der ECU 2 verbunden ist, und eines Getriebemechanismus (nicht gezeigt) gebildet und wird durch ein Treibersignal von der ECU 2 gesteuert, um hierdurch die Öffnung TH des Drosselventils 8a zu ändern (nachfolgend als „Drosselventilöffnung TH“ bezeichnet).
Ferner sind ein Kurbelwinkelsensor 20, ein Motorkühlmitteltemperatursensor 21, ein Atmosphärenlufttemperatursensor 22, ein Kraftstoffdrucksensor 23, ein Strom-/Spannungssensor 24, ein Gaspedalstellungssensor 25 sowie ein Drosselventilöffnungssensor 26 mit der ECU 2 elektrisch verbunden.
Der Kurbelwinkelsensor 20 ist durch einen Magnetrotor und einen MRE-Aufnehmer gebildet, und liefert an die ECU 2 einhergehend mit der Drehung einer Kurbelwelle 13 ein CRK-Signal und ein OT-Signal, die beide Pulssignale sind. Jeder Puls des CRK-Signals wird immer dann geliefert, wenn sich die Kurbelwelle 3c um einen Kurbelwinkel von 30° dreht. Die ECU berechnet eine Drehzahl NE des Motors 3 (nachfolgend als „die Motordrehzahl NE“ bezeichnet) basierend auf dem CRK-Signal.
Zusätzlich hierzu berechnet die ECU 2 einen Kurbelwinkel CA, welcher ein Drehwinkel der Kurbelwelle 3c ist, basierend auf dem CRK-Signal und einem Detektionssignal von einem Nockenwinkelsensor (nicht gezeigt) zum Detektieren eines Drehwinkels einer Nockenwelle (nicht gezeigt). Ferner gibt das OT-Signal an, dass sich der Kolben 3b in einem der Zylinder 3 in einer vorbestimmten Kurbelwinkelposition etwas vor der OT-Position des Einlasstakts befindet, und im Falle des Vierzylindermotors der vorliegenden Ausführung, wird jeder Puls davon immer dann ausgegeben, wenn sich die Kurbelwelle um einen Kurbelwinkel von 180° dreht.
Ferner detektiert der Motorkühlmitteltemperatursensor 21 eine Motorkühlmitteltemperatur TW, welche die Temperatur von Motorkühlmittel ist, das durch einen Zylinderblock des Motors 3 zirkuliert, um an die ECU 2 ein Detektionssignal zu liefern, das die detektierte Motorkühlmitteltemperatur TW angibt. Der Atmosphärenlufttemperatursensor 22 detektiert eine Atmosphärenlufttemperatur TA und liefert an die ECU 2 ein Detektionssignal, das die detektierte Atmosphärenlufttemperatur TH angibt.
Ferner detektiert der Kraftstoffdrucksensor 23 einen Kraftstoffdruck PF, der ein Kraftstoffdruck in dem Versorgungsrohr ist, und liefert an die ECU 2 ein Detektionssignal, das den detektierten Kraftstoffdruck PF angibt. Der Strom/Spannungssensor 24 detektiert eine Spannung Vinj zwischen entgegengesetzten Enden des Elektromagneten 12 des Kraftstoffeinspritzventils 10 und den elektrischen Strom linj, der durch den Elektromagneten 12 fließt, und liefert an die ECU 2 ein Detektionssignal, das die detektierte Spannung Vinj angibt sowie ein Detektionssignal, das den detektierten elektrischen Strom Iinj angibt. Übrigens werden in der folgenden Beschreibung die Spannung Vinj und der elektrische Strom Iinj jeweils als die „Solenoidspannung Vinj“ und der „Solenoidstrom Iinj“ bezeichnet.
Ferner detektiert der Gaspedalstellungssensor 25 einen Tretbetrag AP eines Gaspedals (nicht gezeigt) des Fahrzeugs (nachfolgend als die „Gaspedalstellung AP“ bezeichnet), und liefert an die ECU 2 ein Detektionssignal, das die detektierte Gaspedalstellung AP angibt. Der Drosselventilöffnungssensor 26 detektiert die Drosselventilöffnung TH und liefert an die ECU 2 ein Detektionssignal, das die detektierte Drosselventilöffnung TH angibt.
Die ECU 2 wird durch einen Mikrocomputer implementiert, der aus einer CPU, einem RAM, einem ROM, einem E2PROM und einer I/O-Schnittstelle aufgebaut ist (von denen keines spezifisch gezeigt ist), und führt gemäß dem Detektionssignal von den vorgenannten Sensoren 21 bis 26 usw. verschiedene Steuerungsprozesse aus, wie nachfolgend beschrieben. Übrigens entspricht in der vorliegenden Ausführung die ECU dem anfangswertspezifischen Steuerungsmittel, dem Anfangswerterfassungsmittel, dem Ventilöffnungszeitdauerberechnungsmittel, dem Kraftstoffeinspritzsteuerungsmittel, dem Lernwerterfassungsmittel, dem Basiswertberechnungsmittel und dem Korrekturwertberechnungsmittel.
Nun werden die verschiedenen Steuerungsprozesse beschrieben, die von der ECU 2 durchgeführt werden. Obwohl übrigens verschiedene berechnete Werte oder gesetzte Werte, auf die nachfolgend Bezug genommen wird, in eines vom RAM und E2PROM der ECU 2 geschrieben und gespeichert sind, werden sie in das RAM geschrieben, so lange nicht anderweitig spezifiziert.
Zunächst wird ein Anfangswertlernprozess in Bezug auf 4 beschrieben. Wie nachfolgend beschrieben wird, lernt der Anfangswertlernprozess einen Anfangswert Toff_ini der Ventilschließverzögerungszeitdauer und wird von der ECU 2 mit einer vorbestimmten Steuerperiode ΔT (zum Beispiel einige 10 msec) durchgeführt.
Wie in 4 gezeigt, wird zuerst in Schritt 1 (in 4 in abgekürzter Form als S1 gezeigt; die folgenden Schritte werden auch in abgekürzter Form gezeigt) bestimmt, ob ein Anfangswertlernabschlussflag F_INI_DONE, das im E2PROM gespeichert ist, gleich 0 ist oder nicht. Wenn die Antwort auf diese Frage negativ ist (NEIN), d.h., wenn das Anfangswertlernabschlussflag F_INI_DONE = 1 gilt, was bedeutet, dass der Anfangswert Toff_ini der Ventilschließverzögerungszeitdauer gelernt ist, wird der gegenwärtige Prozess sofort beendet.
Wenn andererseits die Antwort auf die Frage von Schritt 1 positiv ist (JA), d.h. wenn der Anfangswert Toff_ini der Ventilschließverzögerungszeitdauer nicht erlernt worden ist, geht der Prozess zu Schritt 2 weiter, worin ein Ausführungsbefehlbestimmungsprozess durchgeführt wird. Der Ausführungsbefehlbestimmungsprozess bestimmt, ob ein Ausführungsbefehlssignal zum Ausführen eines anfangswertspezifischen Steuerungsprozesses eingegeben worden ist oder nicht, und wird insbesondere so durchgeführt, wie in Bezug auf 5 beschrieben.
In Bezug auf 5 wird zuerst in Schritt S10 bestimmt, ob ein anfangswertspezifisches Steuerungsflag F_INI_CTRL gleich 0 ist oder nicht. Wenn die Antwort auf diese Frage negativ ist (NEIN), d.h. wenn das Ausführungsbefehlssignal zur unmittelbar vorangehenden oder früheren Steuerungszeit eingegeben wurde, wird der vorliegende Prozess sofort beendet.
Wenn andererseits die Antwort auf die Frage von Schritt 10 positiv ist (JA), d.h. wenn das Ausführungsbefehlssignal zur unmittelbar vorangehenden oder früheren Steuerungszeit nicht eingegeben wurde, geht der Prozess zu Schritt 11 weiter, worin bestimmt wird, ob das Ausführungsbefehlssignal zum Ausführen des anfangswertspezifischen Steuerungsprozesses eingegeben worden ist oder nicht. Das Ausführungsbefehlssignal wird von einer Inspektionsvorrichtung in die ECU 2 durch manuelle Betätigung eines Inspektors eingegeben, nach dem die Inspektionsvorrichtung mit der ECU 2 elektrisch verbunden worden ist, wenn ein brandneues Fahrzeug in einer Fabrik vor der Auslieferung an einen Benutzer inspiziert werden soll, oder wenn ein fehlerhaftes Kraftstoffeinspritzventil oder die ECU 2 an einer Servicestation durch ein normales ersetzt wird.
Wenn die Antwort auf die Frage von Schritt 11 positiv ist (JA), d.h. wenn das Ausführungsbefehlssignal eingegeben worden ist, um anzuzeigen, dass der anfangswertspezifische Steuerungsprozess ausgeführt werden sollte, geht der Prozess zu Schritt 12 weiter, worin das anfangswertspezifische Steuerungsflag F_INI_CTRL auf 1 gesetzt wird, wonach der vorliegende Prozess beendet wird.
Wenn andererseits die Antwort auf die Frage von Schritt 11 negativ ist (NEIN), geht der Prozess zu Schritt 13 weiter, worin das anfangswertspezifische Steuerungsflag F_INI_CTRL auf 0 gesetzt wird, wonach der vorliegende Prozess beendet wird.
Wieder in Bezug auf 4 geht, nachdem der Ausführungsbefehlbestimmungsprozess in Schritt S2 ausgeführt ist, wie oben beschrieben, der Prozess zu Schritt 3 weiter, worin ein Anfangslernbedingungsbestimmungsprozess durchgeführt wird. Wie nachfolgend beschrieben, bestimmt der Anfangslernbedingungsbestimmungsprozess, ob Bedingungen zum Erlernen des Anfangswerts Toff_ini der Ventilschließverzögerungszeitdauer (Anfgangswerterfassungsbedingung) erfüllt sind oder nicht, und wird insbesondere so durchgeführt, wie in Bezug auf 6 beschrieben.
In Bezug auf 6 wird zuerst in Schritt 20 bestimmt, ob das oben erwähnte anfangswertspezifische Steuerungsflag F_INI_CTRL gleich 1 ist oder nicht. Wenn die Antwort auf diese Frage positiv ist (JA), d.h. wenn der anfangswertspezifische Steuerungsprozess, wie nachfolgend beschrieben, gerade durchgeführt wird, geht der Prozess zu Schritt 21 weiter, worin bestimmt wird, ob die Ventilöffnungszeitdauer Ti des Kraftstoffeinspritzventils 10 nicht kleiner als ein vorbestimmter Wert Tiref ist oder nicht.
Ein Bereich der Ventilöffnungszeitdauer Ti, die durch den oben vorbestimmten Wert Tiref definiert ist (Ti ≥ Tiref), ist auf einen Bereich gesetzt, in dem der Solenoidstrom Iinj, der durch den Elektromagneten 12 hindurchfließt, stabil wird, und die Ventilschließverzögerungszeitdauer Toff stabil wird, wie nachfolgend beschrieben. In der folgenden Beschreibung wird der Bereich von jedem der Parameter, wie etwa die Ventilöffnungszeitdauer Ti, in der die Ventilöffnungsverzögerungszeitdauer Toff stabil wird, als „Toffstabiler Bereich“ bezeichnet.
Wenn die Antwort auf die Frage von Schritt 21 positiv ist (JA), d.h. wenn die Ventilöffnungszeitdauer Ti im Toff-stabilen Bereich liegt, geht der Prozess zu Schritt 22 weiter, worin bestimm wird, ob eine Kraftstofftemperatur Tfuel eine Bedingung T1 ≤ Tfuel ≤ T2 erfüllt. Die Kraftstofftemperatur Tfuel wird durch Absuchen eines Kennfelds (nicht gezeigt) gemäß der Motorkühlmitteltemperatur TW und der Atmosphärenlufttemperatur TA berechnet. Ferner repräsentieren T1 und T2 vorbestimmte Werte der Kraftstofftemperatur Tfuel, die so gesetzt sind, dass T1 < T2 gilt. Ein Temperaturbereich, der durch die vorbestimmten Werte T1 und T2 definiert ist (T1 ≤ Tfuel ≤ T2) wird auf den Toff-stabilen Bereich gesetzt.
Wenn die Antwort auf die Frage von Schritt 22 positiv ist (JA), d.h. wenn die Kraftstofftemperatur Tfuel im Toff-stabilen Bereich liegt, geht der Prozess zu Schritt 23 weiter, worin bestimmt wird, ob die Motordrehzahl NE nicht höher als eine vorbestimmte Drehzahl NEref ist oder nicht. Ein Drehzahlbereich, der durch die vorbestimmte Drehzahl NEref definiert ist (NE ≤ NEref) wird auf den Toff-stabilen Bereich gesetzt.
Wenn die Antwort auf die Frage von Schritt 23 positiv ist (JA), d.h. wenn die Motordrehzahl NE im Toff-stabilen Bereich liegt, geht der Prozess zu Schritt 24 weiter, worin bestimmt wird, ob der Kraftstoffdruck PF eine Bedingung PF1 ≤ PF ≤ PF2 erfüllt oder nicht. In diesem Fall repräsentieren PF1 und PF2 vorbestimmte Werte des Kraftstoffdrucks PF, die so gesetzt sind, dass PF1 < PF2 gilt. Ein Druckbereich, der durch die vorbestimmten Werte Pf1 und PF2 definiert ist (PF1 ≤ PF ≤ PF2) ist auf den Toff-stabilen Bereich gesetzt.
Wenn die Antwort auf die Frage von Schritt 24 positiv ist (JA), d.h. wenn der Kraftstoffdruck PF im Toff-stabilen Bereich liegt, wird bestimmt, dass die Bedingungen zum Lernen des Anfangswerts Toff_ini der Ventilschließverzögerungszeitdauer erfüllt sind, und um die Tatsache anzuzeigen, geht der Prozess zu Schritt 25 weiter, worin ein Anfangswertlernbedingungsflag F_INI_LRN auf 1 gesetzt wird, wonach der vorliegende Prozess beendet wird.
Wenn andererseits die Antwort auf die Frage von einem der Schritte 20 bis 24 negativ ist (NEIN), wird bestimmt, dass die Bedingungen zum Lernen des Anfangswerts Toff_ini der Ventilschließverzögerungszeitdauer nicht erfüllt sind, und um die Tatsache anzuzeigen, geht der Prozess zu Schritt 26 weiter, worin das Anfangswertlernbedingungsflag F_INI_LRN auf 0 gesetzt wird, wonach der vorliegende Prozess beendet wird.
Wieder in Bezug auf 4 geht, nachdem der Anfangswertlernbedingungsprozess in Schritt 3 durchgeführt ist, wie oben beschrieben, der Prozess zu Schritt 4 weiter, worin bestimmt wird, ob das Anfangswertlernbedingungsflag F_INI_LRN gleich 1 ist oder nicht. Wenn die Antwort auf diese Frage negativ ist (NEIN), d.h. wenn die Bedingungen zum Lernen des Anfangswerts Toff_ini der Ventilschließverzögerungszeitdauer nicht erfüllt sind, wird der vorliegende Prozess sofort beendet.
Wenn andererseits die Antwort auf die Frage von Schritt 4 positiv ist (JA), d.h. wenn die Bedingungen zum Lernen des Anfangswerts Toff_ini der Ventilschließverzögerungszeitdauer erfüllt sind, geht der Prozess zu Schritt 5 weiter, worin ein Prozess zum Setzen einer Lernzylinderzahl #j durchgeführt wird.
In diesem Setzprozess wird, obwohl Details davon hier nicht dargestellt sind, eines der ersten bis vierten Einspritzventile 10 für das die Kraftstoffeinspritzung zu einer späteren Zeit als dieser Steuerungszeit durchzuführen ist, als Lernventil 10 bestimmt, von dem ein Anfangswert Toff_ini der Ventilschließverzögerungszeitdauer dieses Mal gelernt werden sollte, basierend auf dem Kurbelwinkel CA, und wird die Zahl eines Zylinders 3a, in dem das Lernventil 10 vorgesehen ist, als die Lernzylinderzahl #j gesetzt.
Zum Beispiel wird in einem Fall, in dem das Lernventil 10 im ersten Zylinder 3a vorgesehen ist, die Lernzylinderzahl #j auf #1 gesetzt, wohingegen in einem Fall, in dem das Lernventil 10 im vierten Zylinder 3a vorgesehen ist, die Lernzylinderzahl #j auf #4 gesetzt wird. Übrigens entsprechen in der folgenden Beschreibung verschiedene berechnete Werte mit dem Suffix der Lernzylinderzahl #j Werten, die für den Zylinder 3a berechnet werden, der durch die Lernzylinderzahl #j repräsentiert ist.
Im dem Schritt 5 folgenden Schritt 6 wird ein Anfangswert Toff_ini#j der Ventilschließverzögerungszeitdauer des Lernventils 10 berechnet. In diesem Rechenprozess wird, obwohl Details davon hier nicht dargestellt sind, der Anfangswert Toff_ini#j der Ventilschließverzögerungszeitdauer des Lernventils 10 durch das folgende bekannte Verfahren berechnet: Es wird der Differenzialwert erster Ordnung der Solenoidspannung Vinj des Lernventils 10 berechnet, und dessen Spitzenposition wird als aktuelle Ventilschließzeit detektiert, wonach eine Zeitdauer ab der Stoppzeit des Ventilöffnungsbefehlsignals bis zur aktuellen Ventilschließzeit als Anfangswert Toff_inj#j der Ventilschließverzögerungszeitdauer des Lernventils 10 berechnet wird.
Dann geht der Prozess zu Schritt 7 weiter, worin bestimmt wird, ob das Lernen aller Kraftstoffeinspritzventile 10 (d.h. der ersten bis vierten Einspritzventile 10) abgeschlossen worden ist oder nicht. Wenn die Antwort auf diese Frage negativ ist (NEIN), d.h. wenn das Lernen aller Kraftstoffeinspritzventile 10 noch nicht abgeschlossen worden ist, wird der gegenwärtige Prozess sofort beendet.
Wenn andererseits die Antwort auf die Frage von Schritt 7 positiv ist (JA), d.h. wenn das Lernen aller Kraftstoffeinspritzventile 10 abgeschlossen worden ist, geht, um die Tatsache anzuzeigen, der Prozess zu Schritt 8 weiter, worin das Anfangswertlernabschlussflag F_INI_DONE auf 1 gesetzt wird und das anfangswertspezifische Steuerungsflag F_INI_CTRL und das Anfangswertlernbedingungsflag F_INI_LRN beide auf 0 gesetzt werden. Dann werden die Werte F_INI_DONE, F_INI_CTRL und F_INI_LRN der drei Flags in das E2PROM geschrieben, wonach der vorliegende Prozess beendet wird.
Nun wird der Grund für das Lernen der Anfangswerte Toff_ini#j (j = 1 bis 4) der Ventilschließverzögerungszeitdauern der vier Kraftstoffeinspritzventile 10 mit dem oben beschriebenen Verfahren in Bezug auf die 7A bis 7E und die 8A und 8B beschrieben.
Die 7A bis 7E zeigen, zu Verweiszwecken, Beispiele vom Betrieb, der vom ersten bis vierten Einspritzventil 10 in brandneuen Zuständen durchgeführt wird, wenn das Ventilöffnungsbefehlssignal zum Befehlen derselben Ventilöffnungszeitdauer Ti (siehe 7E) gleichzeitig in die Einspritzventile 10 zu dem Zeitpunkt eingegeben wird, wenn die Einspritzventile 10 am Motor 3 angebracht montiert sind. In den 7A bis 7D bezeichnen #1 Hub- und #4 Hub die jeweiligen Hübe der ersten bis vierten Einspritzventile 10.
In Bezug auf die 7A bis 7E variiert, auch wenn das Ventilöffnungsbefehlssignal zum Befehlen derselben Ventilöffnungszeitdauer Ti eingegeben wird, der Anfangswert Toff_ini#j (j = 1 bis 4) der Ventilschließverzögerungszeitdauer allgemein zwischen den ersten bis vierten Einspritzventilen 10, zum Beispiel aufgrund einer Varianz in den Betriebscharakteristiken zwischen individuellen Produkten der Einspritzventile 10. Wenn daher in der vorliegenden Ausführung der Kraftstoffeinspritzsteuerungsprozess, wie nachfolgend beschrieben, durchgeführt wird, dann wird, im Hinblick darauf, den Einfluss der Variation des Anfangswerts Toff_ini#j der Ventilschließverzögerungszeitdauer zu unterdrücken und hierdurch die Steuerungsgenauigkeit der Kraftstoffeinspritzung zu verbessern, das Lernen des Anfangswerts Toff_ini#j der Ventilschließverzögerungszeitdauer mit dem oben beschriebenen Verfahren ausgeführt, wie in 4 gezeigt, bevor ein brandneues Fahrzeug einem Benutzer geliefert wird.
Ferner bezeichnet in 8A eine mit durchgehender Linie angegebene Kurve ein Messergebnis der Beziehung zwischen der Ventilöffnungszeitdauer Ti und der Ventilschließverzögerungszeitdauer Toff im Falle des brandneuen Kraftstoffeinspritzventils 10, und eine mit unterbrochener Linie angegebene Kurve bezeichnet das Messergebnis der Beziehung zwischen der Ventilöffnungszeitdauer Ti und der Ventilschließverzögerungszeitdauer Toff in dem Falle eines gealterten Kraftstoffeinspritzventils 10.
Wie aus 8A ersichtlich, versteht es sich, dass sowohl in dem Fall, in dem das Kraftstoffeinspritzventil 10 brandneu ist, als auch in dem Fall, in dem das Kraftstoffeinspritzventil 10 gealtert ist, die Ventilschließverzögerungszeitdauer Toff einen instabilen Wert in einem Bereich an, wo Ti ≤ Tiref gilt, während sie einen stabilen Wert in einem Bereich angibt, in dem Ti ≥ Tiref gilt. Dies ist so, weil, wie in 8B gezeigt, im Falle der Zufuhr von elektrischem Strom zu dem Elektromagneten 12 des Kraftstoffeinspritzventils 10, wenn der Elektromagnet 12 über eine ausreichend lange Zeitdauer angeregt worden, um einen Bereich zu erreichen, in dem die Anregungszeit Ti ≥ Tiref gilt, der Solenoidstrom Iinj stabilisiert ist. Aus dem obigen Grund wird in der vorliegenden Ausführung die Bedingung zur Erfüllung Ti ≥ Tiref als eine der Bedingungen zum Lernen des Anfangswerts Toff_ini#j der Ventilschließverzögerungszeitdauer gesetzt.
Nun wird ein normaler Lernprozess in Bezug auf 9 beschrieben. Der normale Lernprozess berechnet einen normalen Lernwert Toff_LRN (erlernten Wert) der Ventilschließverzögerungszeitdauer während des Betriebs des Motors 3 nach der Ausführung des oben beschriebenen Anfangswertlernprozesses, wie nachfolgend beschrieben, und wird von der ECU 2 mit der zuvor erwähnten vorbestimmten Steuerungsperiode ΔT durchgeführt.
In Bezug auf 9 wird zuerst in Schritt 40 ein normaler Lernbedingungsbestimmungsprozess durchgeführt. Der normale Lernbedingungsbestimmungsprozess bestimmt, ob Bedingungen zum Lernen des normalen Lernwerts Toff_LRN der Ventilschließverzögerungszeitdauer (Rechenbedingung) erfüllt sind oder nicht, wie nachfolgend beschrieben, und wird insbesondere so durchgeführt, wie in Bezug auf 10 beschrieben.
In Bezug auf 10 wird zuerst in Schritt 50, so ähnlich wie im oben beschriebenen Schritt 21, bestimmt, ob die Ventilöffnungszeitdauer Ti des Kraftstoffeinspritzventils 10 nicht kleiner als der vorbestimmte Wert Tiref ist oder nicht. Wenn die Antwort auf diese Frage positiv ist (JA), d.h. wenn die Ventilöffnungszeitdauer Ti im Toff-stabilen Bereich liegt, geht der Prozess zu Schritt 51 weiter, worin bestimmt wird, ob die Kraftstofftemperatur Tfuel die Bedingung T1 ≤ Tfuel ≤ T3 erfüllt oder nicht.
In diesem Fall repräsentiert T3 einen solchen vorbestimmten Wert der Kraftstofftemperatur Tfuel, der die Bedingung T1 < T2 < T3 erfüllen wird, und ein Temperaturbereich, der durch die zwei vorbestimmten Werte T1 und T3 definiert ist (T1 ≤ Tfuel ≤ T3) wird während des Normalbetriebs des Motors 3 auf den Toff-stabilen Bereich der Kraftstofftemperatur Tfuel gesetzt.
Wenn die Antwort auf die Frage von Schritt 51 positiv ist (JA), d.h. wenn die Kraftstofftemperatur Tfuel im Toff-stabilen Bereich liegt, geht der Prozess zu Schritt 52 weiter, worin so ähnlich wie im oben beschriebenen Schritt 23 bestimmt wird, ob die Motordrehzahl NE nicht höher als die vorbestimmte Drehzahl NEref ist oder nicht. Wenn die Antwort auf diese Frage positiv ist (JA), d.h. wenn die Motordrehzahl NE im Toff-stabilen Bereich liegt, geht der Prozess zu Schritt 53 weiter, worin bestimmt wird, ob der Kraftstoffdruck PF die Bedingung von PF3 ≤ PF ≤ PF4 erfüllt oder nicht.
In diesem Fall repräsentieren PF3 und PF4 vorbestimmte Werte des Kraftstoffdrucks PF, die so gesetzt sind, dass PF3 < PF4 gilt, und ein Druckbereich, der durch diese Werte PF3 und PF4 definiert ist (PF3 ≤ PF ≤ PF4) wird während des Normalbetriebs des Motors 3 auf den Toff-stabilen Bereich des Kraftstoffdrucks PF gesetzt.
Wenn die Antwort auf die Frage von Schritt 53 positiv ist (JA), d.h. wenn der Kraftstoffdruck PF im Toff-stabilen Bereich liegt, wird bestimmt, dass die Bedingung zum Lernen des normalen Lernwerts Toff_LRN der Ventilschließverzögerungszeitdauer erfüllt sind, und um die Tatsache anzuzeigen, geht der Prozess zu Schritt 54 weiter, worin ein Normale-Lernbedingung-Flag F_LEARN auf 1 gesetzt wird, wonach der vorliegende Prozess beendet wird.
Wenn andererseits die Antwort auf die Frage von einem der Schritte 50 bis 53 negativ ist (NEIN), wird bestimmt, dass die Bedingungen zum Lernen des normalen Lernwerts Toff_LRN der Ventilschließverzögerungszeitdauer nicht erfüllt sind, und um die Tatsache anzuzeigen, geht der Prozess zu Schritt 55 weiter, worin das Normale-Lernbedingung-Flag F_LEARN auf 0 gesetzt wird, wonach der vorliegende Prozess beendet wird.
Wieder in Bezug auf 9 geht, nachdem der normale Lernbedingungsbestimmungsprozess in Schritt 40 durchgeführt worden ist, wie oben beschrieben, der Prozess zu Schritt 41 weiter, worin bestimmt wird, ob das Normale-Lernbedingung-Flag F_LEARN gleich 1 ist oder nicht. Wenn die Antwort auf diese Frage negativ ist (NEIN), d.h. wenn die Bedingungen zum Erlernen des normalen Lernwerts Toff_LRN der Ventilschließverzögerungszeitdauer nicht erfüllt sind, wird der vorliegende Prozess sofort beendet.
Wenn andererseits die Antwort auf die Frage von Schritt 41 positiv ist (JA), d.h. wenn die Bedingungen zum Erlernen des normalen Lernwerts Toff_LRN der Ventilschließverzögerungszeitdauer erfüllt sind, geht der Prozess zu Schritt 42 weiter, worin eine Lernzylinderzahl #j durch ein ähnliches Verfahren wie das in Schritt 5 verwendeten Verfahren gesetzt wird. Wie oben beschrieben, ist die Lernzylinderzahl #j die Zahl eines Zylinders 3a, in dem das Lernventil 10 vorgesehen ist, d.h. die Zahl eines Zylinders 3a, in dem ein Kraftstoffeinspritzventil 10 vorgesehen ist, von dem der normale Lernwert Toff_LRN der Ventilschließverzögerungszeitdauer dieses Mal erlernt werden sollte.
Dann geht der Prozess zu Schritt 43 weiter, worin ein normaler Lernwert Toff_LRN#j der Ventilschließverzögerungszeitdauer des Lernventils 10 berechnet wird. Im Falle dieses Rechenprozesses wird, obwohl Details davon hier nicht dargestellt sind, der normale Lernwert Toff_LRN#j der Ventilschließverzögerungszeitdauer des Lernventils 10 durch das gleiche Rechenverfahren berechnet wie das oben beschriebene Verfahren zum Berechnen des Anfangswerts Toff_ini#j der Ventilschließverzögerungszeitdauer. Nachdem der normale Lernwert Toff_LRN#j der Ventilschließverzögerungszeitdauer des Lernventils 10 in Schritt 43 berechnet ist, wie oben beschrieben, und in das E2PROM geschrieben ist, wird der vorliegende Prozess beendet.
Nun wird der Kraftstoffeinspritzsteuerungsprozess in Bezug auf 11 beschrieben. Wie nachfolgend beschrieben, steuert der Kraftstoffeinspritzsteuerungsprozess die Ventilöffnungszeitdauern Ti der ersten bis vierten Einspritzventile 10 und dergleichen, und wird von der ECU 2 zeitsynchron mit der Erzeugung jedes Impulses des OT-Signals durchgeführt.
In Bezug auf 11 wird zuerst in Schritt 60 bestimmt, ob das oben erwähnte anfangswertspezifische Steuerungsflag F_INI_CTRL gleich 1 oder nicht. Wenn die Antwort auf diese Frage positiv ist (JA), geht der Prozess zu Schritt 61 weiter, worin ein anfangswertspezifischer Steuerungsprozess im Kraftstoffeinspritzsteuerungsprozess durchgeführt wird. Bei diesem anfangswertspezifischen Steuerungsprozess wird die Ventilöffnungszeitdauer Ti jedes Kraftstoffeinspritzventils 10 auf einen Anfangssteuerungswert Ti_ini gesetzt, der zum Lernen des Anfangswerts Toff_ini der Ventilschließverzögerungszeitdauer optimal ist. In diesem Fall wird der Anfangssteuerungswert Ti_ini auf einen vorbestimmten Wert gesetzt, der größer ist als ein normaler Leerlaufbetriebswert Ti_idl, und auch größer ist als der oben erwähnte vorbestimmte Wert Tiref (siehe 14).
Ferner wird eine Ventilöffnungszeit INJst, welche die Startzeit der Kraftstoffeinspritzung von dem Kraftstoffeinspritzventil 10 ist, auf einen Anfangslernwert INJst_ini gesetzt. Der Anfangslernwert INJst_ini ist ein Optimalwert zum Erlernen des Anfangswerts Toff_ini der Ventilschließverzögerungszeitdauer, und wird auf einen solchen Wert gesetzt, der bewirkt, dass die oben in Bezug auf 6 beschriebenen Anfangslernbedingungen erfüllt werden. Wenn immer der anfangswertspezifische Steuerungsprozess durchgeführt wird, wird ein Ventilöffnungsbefehlssignal, das den zwei Anfangssteuerungswerten Ti_ini und INJst_ini zugeordnet ist, den ersten bis vierten Einspritzventilen 10 zugeführt, in der Reihenfolge des ersten Einspritzventils 10 → des dritten Einspritzventils 10 → des vierten Einspritzventils 10 → des zweiten Einspritzventils 10 → des ersten Einspritzventils 10, usw. Nachdem der anfangswertspezifische Steuerungsprozess in Schritt 61 wie oben beschrieben durchgeführt worden ist, wird der vorliegende Prozess beendet.
Wenn andererseits die Antwort auf die Frage von Schritt 60 negativ ist (NEIN), wie nachfolgend beschrieben, wird in den Schritten 62 bis 70 ein Normalzeit-Steuerungsprozess im Kraftstoffeinspritzsteuerungsprozess durchgeführt. Zuerst wird in Schritt 62 ein Prozess zum Setzen einer Berechnungszylinderzahl #i durchgeführt.
Bei diesem Setzprozess wird, obwohl Details davon hier nicht dargestellt sind, einer der ersten bis vierten Zylinder 3a, für den die Kraftstoffeinspritzung zuerst zu einer Zeit durchgeführt werden soll, die später als diese Steuerungszeit ist, als Berechnungszylinder 3a, basierend auf dem Kurbelwinkel CA, bestimmt, und wird die Zahl des Berechnungszylinders 3a als die Berechnungszylinderzahl #i gesetzt.
Zum Beispiel wird in einem Fall, in dem der Berechnungszylinder 3a der erste Zylinder 3a ist, die Berechnungszylinderzahl #i auf #1 gesetzt, und wird in einem Fall, in dem der Berechnungszylinder 3a der vierte Zylinder 3a ist, die Berechnungszylinderzahl #i auf #4 gesetzt. Übrigens entsprechen in der folgenden Beschreibung verschiedene berechnete Werte mit dem Suffix der Berechnungszylinderzahl #i Werten, die für den Zylinder 3a berechnet werden, der durch die Berechnungszylinderzahl #i repräsentiert ist.
Im dem Schritt 62 folgenden Schritt 63 wird eine angeforderte Kraftstoffmenge Q#i des Berechnungszylinders 3a berechnet. Die angeforderte Kraftstoffmenge Q#i wird berechnet durch Berechnung eines angeforderten Drehmoments TRQ durch Absuchen eines Kennfelds (nicht gezeigt) gemäß der Gaspedalstellung AP und der Motordrehzahl NE, und dann durch Absuchen eines Kennfelds (nicht gezeigt) gemäß dem angeforderten Drehmoment TRQ und der Motordrehzahl NE.
Dann geht der Prozess zu Schritt 64 weiter, worin eine Basisventilöffnungszeitdauer Ti_bs#i des Berechnungszylinders 3a (ein Basiswert der Ventilöffnungszeitdauer) durch Absuchen eines Kennfelds (nicht gezeigt) gemäß der angeforderten Kraftstoffmenge Q#i des Berechnungszylinders 3a berechnet wird.
Dann wird in Schritt S65 der normale Lernwert Toff_LRN#i der Ventilschließverzögerungszeitdauer des Berechnungszylinders 3a, der im E2PROM gespeichert ist, ausgelesen. Im dem Schritt 65 folgenden Schritt 66 wird ein temperaturabhängiger Temperaturwert Cor_Tfuel berechnet. Der temperaturabhängige Temperaturwert Cor_Tfuel wird durch Absuchen eines Kennfelds (nicht gezeigt) gemäß der oben beschriebenen Kraftstofftemperatur Tfuel berechnet.
Dann geht der Prozess zu Schritt 67 weiter, worin ein Ventilöffnungszeitdauer-Korrekturwert Cor_Ti#i (Korrekturwert) mit der folgenden Gleichung (1) berechnet wird: $Cor_Ti#i = KG \cdot (Toff_LRN#i - Toff_ini#i - Cor_Tfuel)$
In der Gleichung (1) repräsentiert KG einen vorbestimmten Verstärkungskoeffizienten (vorbestimmten Koeffizienten), der so gesetzt ist, dass 0 < KG < 1 gilt, und in der vorliegenden Ausführung ist der Verstärkungskoeffizient KG auf einen Festwert gesetzt. Übrigens kann der Verstärkungskoeffizient KG, anstatt ihn auf den Festwert zu setzen, auch auf einen Wert gesetzt werden, der durch ein Kennfeldsuchverfahren gemäß einem Betriebszustand des Motors 3 berechnet wird.
Dann wird in Schritt 68 eine Ventilöffnungszeitdauer Ti#i des Berechnungszylinders 3a mit der folgenden Gleichung (2) berechnet: $Ti#i = Ti_bs#i - Cor_Ti#i$
Im dem Schritt 68 folgenden Schritt 69 wird eine Ventilöffnungszeit INJst#i des Berechnungszylinders 3a berechnet. Insbesondere wird eine Ventilschließzeit INJend#i des Berechnungszylinders 3a durch Absuchen eines Kennfelds (nicht gezeigt) gemäß der Ventilöffnungszeitdauer Ti#i und der Motordrehzahl NE berechnet, und wird die Ventilöffnungszeit INJst#i des Berechnungszylinders 3a durch Absuchen eines Kennfelds (nicht gezeigt) gemäß der Ventilschließzeit INJend#i und der Ventilöffnungszeitdauer Ti#i berechnet.
Dann geht der Prozess zu Schritt 70 weiter, worin ein Ventilöffnungssteuerungsprozess durchgeführt wird, wonach der vorliegende Prozess beendet wird. Bei diesem Ventilöffnungssteuerungsprozess wird, obwohl Details hier nicht dargestellt sind, ein Ventilöffnungsbefehlssignal, das der Ventilöffnungszeit INJst#i und der Ventilöffnungszeitdauer Ti des Berechnungszylinders 3a zugeordnet ist, dem Kraftstoffeinspritzventil 10 des Berechnungszylinders 3a zugeführt, wodurch die Kraftstoffeinspritzung von dem Berechnungszylinder 3a durchgeführt wird.
Nun wird ein Zündzeitsteuerungsprozess in Bezug auf 12 beschrieben. Wie nachfolgend beschrieben, steuert der Zündzeitsteuerungsprozess die Zündzeit IG, bei der ein Gemisch durch jede Zündkerze 6 gezündet wird, und wird von der ECU 2 zeitsynchron mit der Erzeugung jedes Pulses des OT-Signals durchgeführt. Übrigens wird in der vorliegenden Ausführung die Zündzeit IG auf einen größeren positiven Wert gesteuert, die weiter vorverlagert werden soll.
In Bezug auf 12 wird zuerst in Schritt 80 bestimmt, ob das oben erwähnte anfangswertspezifische Steuerungsflag F_INI_CTRL gleich 1 ist oder nicht. Wenn die Antwort auf diese Frage positiv ist (JA), geht der Prozess zu Schritt 81 weiter, worin ein anfangswertspezifischer Steuerungsprozess im Zündzeitsteuerungsprozess durchgeführt wird. Bei diesem anfangswertspezifischen Steuerungsprozess wird die Zündzeit IG auf einen Anfangslernwert IGini gesteuert, der weiter verzögert ist als ein normaler Leerlaufbetriebswert IGidl (siehe 14). Das heißt, es wird eine Verzögerungszeitsteuerung der Zündzeit IG durchgeführt. In diesem Fall ist der Anfangslernwert IGini der Optimalwert zum Lernen des Anfangswerts Toff_ini der Ventilschließverzögerungszeitdauer, und wird auf einen solchen Wert gesetzt, der veranlasst, dass die in Bezug auf 6 beschriebenen Anfangslernbedingungen erfüllt werden. Nachdem der anfangswertspezifische Steuerungsprozess in Schritt 81 durchgeführt worden ist, wie oben beschrieben, wird der vorliegende Prozess beendet.
Wenn andererseits die Antwort auf die Frage von Schritt 80 negativ ist (NEIN), geht der Prozess zu Schritt 82 weiter, worin ein Normalzeitsteuerungsprozess im Zündzeitsteuerungsprozess durchgeführt wird. Bei diesem Normalzeitsteuerungsprozess, obwohl Details davon hier nicht dargestellt sind, wird die Zündzeit IG gemäß verschiedenen Betriebszustandparametern gesteuert, wie etwa der Motorkühlmitteltemperatur TW, der Gaspedalstellung AP und der Batteriespannung. Nachdem der Normalzeitsteuerungsprozess in Schritt 82 durchgeführt worden ist, wie oben beschrieben, wird der vorliegende Prozess beendet.
Nun wird ein Einlasssteuerungsprozess in Bezug auf 13 beschrieben. Wie nachfolgend beschrieben, steuert der Einlasssteuerungsprozess die Drosselventilöffnung TH, und wird von der ECU 2 mit einer vorbestimmten Steuerungsperiode durchgeführt (z.B. einige hundert msec).
In Bezug auf 13 wird zuerst in Schritt 90 bestimmt, ob das oben erwähnte anfangswertspezifische Steuerungsflag F_INI_CTRL gleich 1 ist oder nicht. Wenn die Antwort auf diese Frage positiv ist (JA), geht der Prozess zu Schritt 91 weiter, worin ein anfangswertspezifischer Steuerungsprozess im Einlasssteuerungsprozess durchgeführt wird.
Bei diesem anfangswertspezifischen Steuerungsprozess wird die Drosselventilöffnung TH derart gesteuert, dass die Motordrehzahl NE gleich einem vorbestimmten Anfangslernwert NEini wird. Der Anfangslernwert NEini repräsentiert eine optimale Motordrehzahl NE zum Lernen des Anfangswerts Toff_ini der Ventilschließverzögerungszeitdauer, und wird auf einen Wert gesetzt, der höher ist als eine normale Leerlaufmotordrehzahl NEidl, und auch niedriger ist als der oben erwähnte vorbestimmte NEref (siehe 14). Nachdem der anfangswertspezifische Steuerungsprozess in Schritt 91 durchgeführt worden ist, wie oben beschrieben, wird der vorliegende Prozess beendet.
Wenn andererseits die Antwort auf die Frage von Schritt 90 negativ ist (NEIN), geht der Prozess zu Schritt 02 weiter, worin ein Normalzeitsteuerungsprozess im Einlassteuerungsprozess durchgeführt wird. Bei diesem Normalzeitsteuerungsprozess wird, obwohl Details davon hier nicht dargestellt sind, die Drosselventilöffnung TH gemäß verschiedenen Betriebszustandparametern gesteuert, wie etwa der Motordrehzahl NE und der Gaspedalstellung AP. Nachdem der Normalzeitsteuerungsprozess in Schritt 92 durchgeführt worden ist, wie oben beschrieben, wird der vorliegende Prozess beendet.
Nun werden Beispiele von Steuerungsergebnissen, die durch Ausführung des oben beschriebenen Anfangswertlernprozesses und der anfangswertspezifischen Steuerungsprozesse in den Schritten 61, 81 und 91 erhalten sind, in Bezug auf 14 beschrieben.
Wenn, wie in 14 gezeigt, während des Leerlaufbetriebs das oben erwähnte anfangswertspezifische Steuerungsflag F_INI_CTRL auf 1 zu einer Zeit gesetzt wird, zu der das Ausführungsbefehlssignal in die ECU 2 eingegeben wird (Zeitpunkt t10), bewirkt dies, dass die anfangswertspezifischen Steuerungsprozesse in den Schritten 61, 81 und 91 durchgeführt werden. Das heißt, die Motordrehzahl NE wird gesteuert, um sich vom Leerlaufbetriebswert NEidl zum Anfangslernwert NEini zu ändern, der höher ist als der Leerlaufbetriebswert NEidl, und wird die Zündzeit IG gesteuert, um sich von dem normalen Leerlaufbetriebswert IGidl zum Anfangslernwert IGini zu ändern, der weiter verzögert ist als der normale Leerlaufbetriebswert IGidl. Ferner wird die Ventilöffnungszeitdauer Ti gesteuert, um sich von dem normalen Leerlaufbetriebswert Ti_idl zum Anfangssteuerungswert Ti_ini zu ändern, der größer ist als der normale Leerlaufbetriebswert Ti_idl, und auch größer ist als der oben erwähnte vorbestimmte Wert Tiref.
Wenn dann zu einer Zeit (Zeitpunkt t11) alle Antworten auf die Fragen der Schritte 20 bis 24 positiv werden (JA), was bedeutet, dass die Anfangslernbedingungen erfüllt sind, wird das Anfangswertlernbedingungsflag F_INI_LRN auf 1 gesetzt, wonach das Lernen des Anfangswerts Toff_ini in der Ventilschließverzögerungszeitdauer durchgeführt wird. Wenn dann zum Zeitpunkt t12 das Lernen der Anfangswerte Toff_ini der Ventilschließverzögerungszeitdauern aller Kraftstoffeinspritzventile 10 abgeschlossen ist, wird das Anfangswertlernabschlussflag F_INI_DONE auf 1 gesetzt und werden gleichzeitig die zwei Flags F_INI_CTRL und F_INI_LRN auf 0 rückgesetzt. Einhergehend damit verschiebt sich der Motor 3 zum normalen Leerlaufbetrieb.
Wie oben beschrieben werden, gemäß dem Steuerungssystem 1 der vorliegenden Erfindung, die anfangswertspezifischen Steuerungsprozesse in den Schritten 61, 81 und 91 in dem Kraftstoffeinspritzsteuerungsprozess, dem Zündzeitsteuerungsprozess und dem Einlasssteuerungsprozess durchgeführt, bevor ein brandneues Fahrzeug an einen Benutzer ausgeliefert wird, zum Beispiel in einer Fabrik, nachdem eine Inspektionsvorrichtung mit der ECU 2 elektrisch verbunden worden ist, wenn das Ausführungsbefehlssignal von der Inspektionsvorrichtung in die ECU 2 durch manuellen Betrieb eines Inspektors eingegeben wird, um zu veranlassen, dass die Anfangslernbedingungen erfüllt werden.
Wenn dann während der Ausführung dieser anfangswertspezifischen Steuerungsprozesse alle Antworten auf die Fragen der Schritte 21 bis 24 im Anfangslernbedingungsbestimmungsprozess in 6 positiv sind (JA), d.h. wenn die Bedingungen von Ti ≥ Tiref, Tfuel1 ≤ Tfuel ≤ Tfuel2, NE ≤ NEref und PF1 ≤ PF ≤ PF2 alle erfüllt sind, und somit die Ventilschließverzögerungszeitdauer Toff von jedem Kraftstoffeinspritzventil 10 stabil wird, wird der Anfangswert Toff_ini der Ventilschließverzögerungszeitdauer auf zylinderweiser Basis erlernt. Daher wird es möglich, eine Varianz in Anfangswerten Toff_ini der Ventilschließverzögerungszeitdauer zwischen den vier Kraftstoffeinspritzventilen 10 akkurat zu erlernen.
Wenn ferner bei dem normalen Lernprozess in 9 alle Antworten auf die Fragen der Schritte 50 bis 53 positiv sind (JA), d.h. wenn die Bedingungen von Ti ≥ Tiref, Tfuel1 ≤ Tfuel ≤ Tfuel3, NE ≤ NEref und PF3 ≤ PF ≤ PF4 alle erfüllt sind, und daher die Ventilschließverzögerungszeitdauer Toff von jedem Kraftstoffeinspritzventil 10 stabil wird, wird der normale Lernwert Toff_LRN der Ventilschließverzögerungszeitdauer auf zylinderweiser Basis erlernt, und daher wird es möglich, die Lerngenauigkeit des normalen Lernwerts zu verbessern.
Ferner wird im Normalzeitsteuerungsprozess in dem Kraftstoffeinspritzsteuerungsprozess die Basisventilöffnungszeitdauer Ti_bs gemäß einem Betriebszustand des Motors 3 berechnet, und wird die Ventilöffnungszeitdauer Ti berechnet, indem die Basisventilöffnungszeitdauer Ti_bs mit dem Ventilöffnungszeitdauerkorrekturwert Cor_Ti korrigiert wird. Der Ventilöffnungszeitdauerkorrekturwert Cor_Ti wird berechnet, indem ein Wert, der durch Subtrahieren des Anfangswerts Toff_ini und des temperaturabhängigen Korrekturwerts Cor_Tfuel von dem normalen Lernwert Toff_LRN erhalten wird, mit dem vorbestimmten Verstärkungskoeffizienten KG multipliziert wird. Daher wird es möglich, die Ventilöffnungszeitdauer Ti jedes Kraftstoffeinspritzventils 10 zu berechnen, während veranlasst wird, dass eine Änderung in der Ventilschließverzögerungszeitdauer Toff des Kraftstoffeinspritzventils 10 vom Zeitpunkt des Erlernens des Anfangswerts Toff_ini der Ventilschließverzögerungszeitdauer bis zum gegenwärtigen Zeitpunkt und der Einfluss der Kraftstofftemperatur Tfuel zum gegenwärtigen Zeitpunkt (Änderung im Viskositätswiderstand des Kraftstoffs) richtig darauf widergespiegelt werden. Dies macht es möglich, die Berechnugnsgenauigkeit der Ventilöffnungszeitdauer Ti zu verbessern.
Zusätzlich hierzu wird der vorbestimmte Verstärkungskoeffizient KG so gesetzt, dass 0 < KG < 1 gilt, und daher wird auch in einem Fall, in dem Rechenfehler in dem normalen Lernwert Toff_LRN und dem temperaturabhängigen Korrekturwert Cor_Tfuel zeitweilig erhöht sind, möglich, die Ventilöffnungszeitdauer Ti zu berechnen, während der Einfluss der so erhöhten Rechenfehler unterdrückt wird, wodurch es möglich wird, die Steuerungsgenauigkeit zu verbessern.
Obwohl übrigens in der vorliegenden Ausführung das Steuerungssystem der vorliegenden Erfindung auf den Vierzylindermotor 3 angewendet wird, ist das Steuerungssystem der vorliegenden Erfindung darauf nicht beschränkt, sondern kann auf Verbrennungsmotoren mit unterschiedlichen Zylinderzahlen angewendet werden. Zum Beispiel kann das Steuerungssystem der vorliegenden Erfindung auf Verbrennungsmotoren mit einen bis drei Zylindern, oder auf Verbrennungsmotoren mit fünf oder mehr Zylindern angewendet werden.
Obwohl ferner in der vorliegenden Ausführung das Steuerungssystem der vorliegenden Erfindung beispielshalber auf den Verbrennungsmotor für ein Fahrzeug angewendet wird, ist das Steuerungssystem der vorliegenden Erfindung darauf nicht beschränkt, sondern kann auch auf Verbrennungsmotoren für Boote und andere Industriemaschinen angewendet werden.
Es versteht sich ferner für Fachkundige, dass vorstehend bevorzugte Ausführungen der Erfindung angegeben sind und dass daran verschiedene Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne von ihrer Idee und ihrem Umfang abzuweichen.
Es wird ein Steuerungssystem für einen Verbrennungsmotor angegeben, das in der Lage ist, Kraftstoffeinspritzventile zu steuern, während veranlasst wird, dass Ventilschließverzögerungszeitdauern, die mit an dem Motor tatsächlich angebrachten Ventilen auftreten, darauf widergespiegelt werden, wodurch es möglich gemacht wird, die Abgasemissionscharakteristiken und Kraftstoffausnutzung zu verbessern. Die ECU des Steuerungssystems führt eine anfangswertspezifische Steuerung bei der Kraftstoffeinspritzsteuerung und Zündzeitsteuerung durch, so dass Anfangswerterfassungsbedingungen erfüllt sind, um die Anfangswerte der Ventilschließverzögerungszeitdauern zu berechnen, wenn die Anfangswerterfassungsbedingungen erfüllt sind. Wenn eine Normalzeitsteuerung durchgeführt wird, werden die Ventilöffnungszeitdauern der Ventile unter Verwendung der Anfangswerte der Ventilöffnungszeitdauern berechnet, und werden die Ventile so gesteuert, dass sie über die Ventilöffnungszeitdauern öffnen.

Claims

Steuerungssystem für einen Verbrennungsmotor, der ein Kraftstoffeinspritzventil enthält, bei dem eine Ventilschließverzögerungszeitdauer ab dann, wenn ein Befehl zum Schließen des Kraftstoffeinspritzventils an das Kraftstoffeinspritzventil geliefert wird, bis zu dann, wenn das Kraftstoffeinspritzventil tatsächlich geschlossen wird, auftritt, wobei es aufweist: ein anfangswertspezifisches Steuerungsmittel zur Durchführung einer anfangswertspezifischen Steuerung, worin, um zu veranlassen, dass Anfangswerterfassungsbedingungen zum Erfassen eines Anfangswerts der Ventilschließverzögerungszeitdauer erfüllt werden, eine Ventilöffnungszeitdauer des Kraftstoffeinspritzventils gesteuert wird und eine Zündzeit des Motors zur verzögerten Seite hin gesteuert wird; ein Anfangswerterfassungsmittel zum Erfassen des Anfangswerts der Ventilschließverzögerungszeitdauer, wenn während der Ausführung der anfangswertspezifischen Steuerung die Anfangswerterfassungsbedingungen erfüllt sind; ein Ventilöffnungszeitdauerberechnungsmittel zum Berechnen der Ventilöffnungszeitdauer des Kraftstoffeinspritzventils unter Verwendung des Anfangswerts der Ventilschließverzögerungszeitdauer, wenn eine Normalzeitsteuerung, die anders als die anfangswertspezifische Steuerung ist, durchgeführt wird; und ein Kraftstoffeinspritzsteuerungsmittel zum Steuern/Regeln des Kraftstoffeinspritzventils derart, dass das Kraftstoffeinspritzventil über die berechnete Ventilöffnungszeitdauer geöffnet wird, wenn die Normalzeitsteuerung durchgeführt wird.
Das Steuerungssystem nach Anspruch 1, wobei die Anfangswerterfassungsbedingungen enthalten, dass die Ventilöffnungszeitdauer des Kraftstoffeinspritzventils nicht kürzer als ein vorbestimmter Wert ist.
Das Steuerungssystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Anfangswerterfassungsbedingungen enthalten, dass eine Drehzahl des Motors in einem vorbestimmten Drehzahlbereich liegt, dass ein dem Kraftstoffeinspritzventil zugeführter Kraftstoffdruck in einem vorbestimmten Druckbereich liegt, und dass eine Kraftstofftemperatur in einem vorbestimmten Temperaturbereich liegt.
Das Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, das ferner ein Lernwerterfassungsmittel aufweist, um einen erlernten Wert der Ventilschließverzögerungszeitdauer zu erfassen, wenn Bedingungen zum Erlernen der Ventilschließverzögerungszeitdauer während der Ausführung der Normalzeitsteuerung erfüllt sind; und wobei das Ventilöffnungszeitdauerberechnungsmittel die Ventilöffnungszeitdauer des Kraftstoffeinspritzventils unter Verwendung einer Differenz zwischen dem erlernten Wert der Ventilschließverzögerungszeitdauer und dem Anfangswert der Ventilschließverzögerungszeitdauer berechnet.
Das Steuerungssystem nach Anspruch 4, das ferner aufweist: ein Basiswertberechnungsmittel zum Berechnen eines Basiswerts der Ventilöffnungszeitdauer gemäß einem Betriebszustand des Motors; und ein Korrekturwertberechnungsmittel zum Berechnen eines Korrekturwerts unter Verwendung eines Werts, der durch Multiplikation der Differenz zwischen dem erlernten Wert der Ventilschließverzögerungszeitdauer und dem Anfangswert der Ventilschließverzögerungszeitdauer mit einem vorbestimmten Koeffizienten erhalten wird, und wobei das Ventilöffnungszeitdauerberechnungsmittel die Ventilöffnungszeitdauer berechnet, indem es den Basiswert der Ventilöffnungszeitdauer mit dem Korrekturwert korrigiert.
Das Steuerungssystem nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Lernbedingungen enthalten, dass die Ventilöffnungszeitdauer des Kraftstoffeinspritzventils nicht kürzer als ein vorbestimmter Wert ist.
Das Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei die Lernbedingungen enthalten, dass die Drehzahl des Motors in einem vorbestimmten Drehzahlbereich liegt, dass der dem Kraftstoffeinspritzventil zugeführte Kraftstoffdruck in einem vorbestimmten Druckbereich liegt, und dass die Kraftstofftemperatur in einem vorbestimmten Temperaturbereich liegt.
Das Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Motor eine Mehrzahl von Zylindern enthält, und das Kraftstoffeinspritzventil in jedem der Mehrzahl von Zylindern vorgesehen ist, und wobei das Anfangswerterfassungsmittel den Anfangswert der Ventilschließverzögerungszeitdauer auf Kraftstoffeinspritzventil-weiser Basis erfasst.