DE60005617T2

DE60005617T2 - Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE60005617T2
Application number: DE60005617T
Authority: DE
Inventors: Takumi Fujisawa-shi Takahashi; Hideaki Kawasaki-shi Shigyo; Toru Fujisawa-shi Mizuki
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 1999-08-03
Filing date: 2000-07-28
Publication date: 2004-08-12
Anticipated expiration: 2020-07-29
Also published as: JP2001050097A; US6390058B1; DE60005617D1; EP1074721A2; EP1074721B1; JP3721873B2; EP1074721A3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung für einen Common-Rail-Dieselmotor oder ähnlichem.
Bei Common-Rail-Dieselmotoren wird eine zweistufige Einspritzung, die Voreinspritzung und Haupteinspritzung umfasst, in erster Linie durchgeführt, um zu verhindern, dass weißer Rauch und Geräusche während des Starts und des Aufwärmens freigesetzt werden.
Herkömmlicherweise wird die Voreinspritzungsmenge gemäß der PQ-Karte wie der in 7 der beiliegenden Zeichnungen gezeigten Karte bestimmt. Bei dieser Karte ist die Wassertemperatur TW (°C) auf der horizontalen Achse und die Voreinspritzungsmenge PQ auf der vertikalen Achse dargestellt. Das Diagramm auf der Karte verändert sich stetig gemäß dem Betriebszustand des Motors, wie nachfolgend beschrieben ist. Die durchgezogene Linie (a) gibt zwar einen vorgegebenen Zeitpunkt an, die unterbrochene Linie (b) ist jedoch abhängig von dem Betriebszustand des Motors ebenfalls möglich.
Die Fläche in der Karte ist durch zwei festgelegte Wassertemperaturen LTW und HTW (LTW < HTW) in drei Bereiche unterteilt. Die Bereiche, die TW ≤ LTW, TW ≥ HTW und LTW < TW < HTW entsprechen, werden jeweils als Niedertemperaturbereich, Hochtemperaturbereich und Zwischenbereich bezeichnet. In dem Niedertemperaturbereich hängt die Voreinspritzungsmenge PQ nicht von der Wassertemperatur ab und bleibt konstant (LLPQ). Ebenso hängt auch die Voreinspritzungsmenge PQ in dem Hochtemperaturbereich nicht von der Wassertemperatur ab und bleibt konstant (HHPQ). Es ist festzustellen, dass LLPQ > HHPQ. Die Werte in dem Zwischenbereich ergeben sich aus der Zweipunktinterpolation von LLPQ und HHPQ und das Diagramm hat eine lineare Form, wie in der Zeichnung gezeigt ist.
Die Karte wird zur Berechnung der LLPQ und HHPQ Werte auf der Basis der Motordrehzahl NE und der Gesamteinspritzungsmenge Q verwendet. Dies wird durch die Verwendung der tiefgestellten Indizes _{(NE, Q)} in den Zeichnungen deutlich gemacht. Somit verändern sich LLPQ und HHPQ gemäß dem Betriebszustand des Motors und als Ergebnis verändert sich das Diagramm auf der Karte stetig.
In 8 der beiliegenden Zeichnungen ist ein Flussdiagrammm zur Berechnung der Voreinspritzungsmenge gezeigt. Die Motordrehzahl NE, die Gesamteinsprit zungsmenge Q und die Wassertemperatur TW werden zunächst in Schritt 401 erfasst oder berechnet, und LLPQ und HHPQ werden in Schritt 402 berechnet. Nachdem diese definiert worden sind, wird die PQ-Karte, wie in 7 gezeigt ist, im nachfolgenden Schritt 403 zur Berechnung der Voreinspritzungsmenge PQ auf der Basis der Wassertemperatur TW verwendet.
Bei einem Betrieb bei niedriger Umgebungstemperatur setzt ein Motor im Allgemeinen unerwünschten weißen Rauch frei. Um diesem Phänomen entgegenzuwirken wurden Verfahren vorgeschlagen, in denen durch Verwendung einer Frühzündung der Zeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung bestimmt wird; doch diese Verfahren erhöhen jedoch den Geräuschpegel. Aus diesem Grund hat sich die Voreinspritzung zu einem besonders effektiven Mittel dafür entwickelt, weißen Rauch und Geräusche bei niedriger Umgebungstemperatur innerhalb vorgeschriebener Grenzen zu halten.
Bei diesen herkömmlichen Verfahren wird jedoch die Voreinspritzungsmenge bestimmt, ohne dabei die Umgebungstemperatur in irgendeiner Weise zu berücksichtigen. Folglich können diese Verfahren zum Steuern der Voreinspritzung noch nicht als ausreichend betrachtet werden und es ist weiterhin eine schwierige Aufgabe, weißen Rauch und Geräusche innerhalb vorgeschriebener Grenzen zu halten.
Eine Motorkraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist in EP 0570987 offenbart. Aus JP 6205834 ist es bekannt, die Voreinspritzungsmenge mit abnehmender Temperatur zu erhöhen.
Die vorliegende Endung gibt eine Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung zum Durchführen einer vorgeschriebenen Voreinspritzung und Haupteinspritzung auf der Basis des Betriebszustands des Motors an, die Korrekturmittel für die Voreinspritzung zum Korrigieren der Voreinspritzungsmenge auf der Basis der Umgebungstemperatur umfasst.
Auf diese Weise kann die Voreinspritzungsmenge gemäß der Umgebungstemperatur gewählt und die Voreinspritzung optimal und angemessen gesteuert werden.
Die Korrekturmittel für die Voreinspritzung nehmen die Korrektur vor, um die Voreinspritzungsmenge zu erhöhen, wenn die Umgebungstemperatur unter einen gewissen Wert fällt.
Die Korrekturmittel für die Voreinspritzung wirken vorzugsweise dahingehend, dass keine Korrektur vorgenommen wird, wenn die Wassertemperatur höher ist als ein erster festgelegter Wert auf einer Hochtemperaturseite.
Die Korrekturmittel für die Voreinspritzung wirken vorzugsweise dahingehend, dass keine Korrektur vorgenommen wird, wenn die Wassertemperatur niedriger ist als ein zweiter festgelegter Wert auf einer Niedertemperaturseite.
1 zeigt eine Karte zum Berechnen der Voreinspritzungsmenge;
2 zeigt ein Flussdiagramm zum Bestimmen der Kraftstoffeinspritzungsmenge;
3 zeigt ein Flussdiagramm zum Bestimmen einer Korrektur für die Umgebungstemperatur;
4 ist ein Flussdiagramm zum Bestimmen der Krafftstoffeinspritzungsdauer;
5 ist ein Zeitdiagramm, in dem die Beziehung zwischen Voreinspritzung und Haupteinspritzung dargestellt ist;
6 stellt eine Common-Rail-Kraftstoffeinspritzvorrichtung grafisch dar;
7 zeigt eine herkömmliche Karte zum Berechnen der Voreinspritzungsmenge; und
8 zeigt ein herkömmliches Flussdiagramm zum Bestimmen der Voreinspritzungsmenge.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nun mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
In 6 ist eine Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung für einen Common-Rail-Dieselmotor mit Direkteinspritzung gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt. Die Zylinder des Motors sind jeweils mit einer Einspritzvorrichtung 1 versehen und Hochdruckkraftstoff, der in einer gemeinsamen Leitung bzw. Common-Rail 3 bei einem Common-Rail-Druck (von mehreren zehn Megapascal bis zu mehreren hundert Megapascal) gespeichert ist, wird permanent durch Hochdruckrohre 2 zu den Einspritzvorrichtungen 1 geleitet. In erster Linie wird eine Hochdruckpumpe 4 verwendet, um den Kraftstoff zu dem Common-Rail 3 zu pumpen. Insbesondere wird Kraftstoff unter normalem Druck durch eine Förderpumpe 7 von einem Kraftstofftank 5 durch einen Kraftstofffilter 6 angesaugt und dadurch zu der Hochdruckpumpe 4 durch ein Förderrohr 8 geleitet. Dort wird der Kraftstoff druckbeaufschlagt und durch eine Hochdruckleitung 9 zu dem Common-Rail 3 geleitet.
Es ist eine elektronische Steuereinheit (nachfolgend „ECU" genannt) 10 zum Durchführen der Steuerung der Gesamtkrafftstoffeinspritzung vorgesehen, die entsprechende Ansteuerimpulse an das elektromagnetische Solenoid 11 jeder Einspritzvorrichtung 1 aussendet und das Öffnen und Schließen dieser Einspritzvorrichtungen 1 gemäß dem Betriebszustand (Drehzahl, Last und ähnliches) des Motors steuert. Der Kraftstoff wird dann eingespritzt, wenn das entsprechende elektromagnetische Solenoid 11 angeschaltet ist und die Kraftstoffeinspritzung wird dann beendet, wenn das elektromagnetische Solenoid 11 ausgeschaltet ist. Wird die Kraftstoffeinspritzung beendet, so wird der Leckkraftstoff in der Einspritzvorrichtung 1 über eine Leckleitung 12 zu dem Kraftstofftank 5 zurückgefördert.
Die ECU 10 steuert ferner durch Rücklauf den Common-Rail-Druck gemäß dem Betriebszustand des Motors. Insbesondere ist das Common-Rail 3 mit einem Common-Rail-Drucksensor 13 versehen und die ECU 10 steuert den von der Hochdruckpumpe 4 ausgegebenen Druck auf der Basis ihres Druckwertes. In diesem Moment wird überschüssiger Kraftstoff über eine Rücklaufleitung 14 zu dem Kraftstofftank 5 zurückgefördert. Der Common-Rail-Druck wird direkt in einen Einspritzdruck umgewandelt.
Die ECU 10 liest die Motordrehzahl NE aus dem Ausgabesignal eines Motordrehzahlsensors 15, die Beschleunigungsapertur AC aus dem Ausgabesignal eines Beschleunigungsapertursensors 16, die Umgebungstemperatur TA aus dem Ausgabesignal eines Umgebungstemperatursensors 17 und die Temperatur TW des Kühlwassers des Motors aus dem Ausgabesignal eines Wassertemperatursensors 18. Zusätzlich liest die ECU 10 verschiedene Arten von Daten aus einer Vielzahl von Sensoren (nicht dargestellt) aus.
Mit dieser Vorrichtung werden die vorgeschriebene Voreinspritzung und Haupteinspritzung, d. h. eine zweistufige Einspritzung, auf der Basis des Betriebszustands des Motors durchgeführt. Auf diese Weise erfolgt die Verbrennung durch Haupteinspritzung auf der Basis der Zündung durch Voreinspritzung, wodurch es möglich ist, ein Gleichgewicht oder ähnliches zwischen weißem Rauch und Geräuschen zu schaffen.
In 5 ist eine bestimmte Art der zweistufigen Einspritzung gezeigt. Die Voreinspritzungsmenge ist als PQ und die Haupteinspritzungsmenge ist als MQ bezeichnet. Ihre Summe PQ + MQ ergibt die Gesamteinspritzungsmenge Q. Die Voreinspritzungsmenge PQ und die Haupteinspritzungsmenge MQ kann durch Einspritzdurchlasszeiten ΔPT und ΔMT ersetzt werden, so dass jede Einspritzungsmenge eigentlich durch Steuern der Durchlasszeiten gesteuert wird. Der Beginn der Voreinspritzung ist als PTI und der Beginn der Haupteinspritzung als MTI bezeichnet. Zwischen der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung gibt es eine vorgeschriebene Nichteinspritzzeit (d. h. ein Einspritzintervall). Hier ist das Einspritzintervall als das Intervall PINT zwischen dem Ende der Voreinspritzung und dem Beginn der Haupteinspritzung definiert. Die Dauer und Intervalle sind in Kurbelwinkeln (°CA) gemessen. Die ECU 10 bestimmt das Einsetzen eines Intervalls oder ähnlichem auf der Basis von Drehimpulsen (Kurbelwinkel), welche ein Motordrehzahlsensor 15 aussendet. Hierbei hat die Phasenverzögerungsrichtung (Richtung zunehmender Kurbelphase) ein positives Vorzeichen.
Die Art und Weise, wie die Kraftstoffeinspritzung (insbesondere die Voreinspritzung) durch die vorliegende Erfindung gesteuert wird, ist im Folgenden beschrieben.
Ähnlich wie in der herkömmlichen Praxis ist die Voreinspritzungsmenge gemäß der in 1 gezeigten PQ-Karte bestimmt. Die Wassertemperatur TW (°C) ist auf der horizontalen Achse und die Voreinspritzungsmenge PQ auf der vertikalen Achse auf der Karte dargestellt. Die Fläche in der Karte ist durch zwei festgelegte Wassertemperaturen LTW und HTW (LTW < HTW) in drei Bereiche unterteilt. Die Bereiche, die TW ≤ LTW, TW ≥ HTW und LTW < TW < HTW entsprechen, werden jeweils als Niedertemperaturbereich, Hochtemperaturbereich und Zwischenbereich bezeichnet.
Die vorliegende Vorrichtung funktioniert derart, dass, wenn die Umgebungstemperatur unter einen gewissen Stand sinkt; eine Korrektur vorgenommen wird, um die Voreinspritzungsmenge im Verhältnis zur Grundmenge zu erhöhen. Die durchgezogene Linie (c) auf der Karte gibt die Grundmenge (nachfolgend „die Grundmenge der Voreinspritzung" genannt) der Voreinspritzungsmenge an und die unterbrochene Linie (d) gibt die korrigierte Voreinspritzungsmenge an.
Die Grundmenge der Voreinspritzung (durchgezogene Linie (c)) hat konstante Werte LLPQ und HHPQ, die von der Wassertemperatur in den Niedertemperatur- und Hochtemperaturbereichen unabhängig sind. Bei den Werten ist LLPQ > HHPQ. Die Werte in dem Zwischenbereich erhält man durch die Zweipunktinterpolation von LLPQ und HHPQ. Das hier gezeigte Diagramm ist ein Graph der nachstehend beschriebenen Funktion PQ1 und sollte vorzugsweise eine Kurve sein, wie sie in der Zeichnung dargestellt ist.
Die LLPQ- und HHPQ-Werte werden gemäß einer speziellen Karte (nicht dargestellt) anhand der Motordrehzahl NE und der Gesamteinspritzungsmenge Q berechnet. Dies wird durch die Verwendung der tiefgestellten Indizes _{(NE, Q)} in der Zeichnung deutlich gemacht. Somit verändern sich LLPQ und HHPQ mit dem Betriebszustand des Motors und als Ergebnis verändern sich die Diagramme (c) und (d) auf der Karte konstant. Diese Merkmale entsprechen denen der herkömmlichen Praxis. Die Gesamteinspritzungsmenge Q wird gemäß einer speziellen Karte (nicht dargestellt) anhand der Motordrehzahl NE und der Beschleunigungsapertur AC vorausberechnet.
Die Funktion PQ1 kann willkürlich festgelegt werden. Hierin wird eine Funktion N-ter Ordnung verwendet (worin N eine natürliche Zahle ist), die durch die folgende Gleichung ausgedrückt ist. PQ1(TW, (NE, Q)) = CN·TWN + CN–1·TWN–1 + ... + C1·TW + C0, worin C_N, C_N–1, ... C₁ und C⁰ beliebige Konstanten sind, die derart ausgewählt sind, dass PQ1 = LLPQ, wenn TW = LTW, und PQ1 = HHPQ, wenn TW = HTW. PQ₁ hängt von der Motordrehzahl NE und der Gesamteinspritzmenge Q ab und nimmt die Form einer Gleichung N-ter Ordnung relativ zu der Wassertemperatur TW an. Dies wird durch die Verwendung der tiefgestellten Indizes _{(TW, (NE, Q))} in der Zeichnung deutlich gemacht. Es wird angenommen, dass N ≥ 2, und dass die Diagramme Kurven sind. Es ist festzustellen, dass N 1 sein kann. In diesem Fall würden die Kurven zu herkömmlichen geraden Linien werden.
In dem Niedertemperaturbereich hat die korrigierte Voreinspritzungsmenge (unterbrochene Linie (d)) einen konstanten Wert LLPQ und ist, wie auch die Grundmenge der Voreinspritzung, von der Wassertemperatur unabhängig. In dem Zwischenbereich und dem Hochtemperaturbereich ist diese Menge jedoch gegenüber der Grundmenge der Voreinspritzung verschieden.
Insbesondere sind in dem Hochtemperaturbereich zwei festgelegte Wassertemperaturen HHTW und SHTW (HTW < HHTW < SHTW) festgesetzt und die korrigierte Voreinspritzungsmenge nimmt einen konstanten Wert LHPQ (> HHPQ) an, wenn die Wassertemperatur TW derart ist, dass HTW ≤ TW ≤ HHTW. LHPQ wird ebenfalls gemäß einer speziellen Karte (nicht dargestellt) anhand der Motordrehzahl NE und der Gesamteinspritzungsmenge Q berechnet und erhält in der Zeichnung den tiefgestellten Index _(NE,
Q).
In dem Zwischenbereich erhält man die korrigierte Voreinspritzungsmenge durch die Zweipunktinterpolation von LLPQ und LHPQ. Dieser Wert wird als Funktion PQ2 N-ter Ordnung ähnlich PQ1 berechnet und das Diagramm sollte vorzugsweise eine Kurve ähnlich PQ1 sein. In der Zeichnung ist sie mit dem tiefgestellten Index _{(TW, (NE, Q))} versehen. Die durch PQ2 erzeugte korrigierte Voreinspritzungsmenge ist größer als die durch PQ1 erzeugte Grundmenge.
In dem Zwischenbereich erhöht sich mit steigender Wassertemperatur allmählich der Unterschied zwischen der korrigierten Voreinspritzungsmenge und der Grundmenge der Voreinspritzung, d. h. der Korrekturmenge, wobei ein Maximum (LHPQ – HHPQ) bei der Wassertemperatur HTW erreicht wird.
In dem Hochtemperaturbereich, dem Bereich, in dem HHTW < TW < SHTW, erhält man die korrigierte Voreinspritzungsmenge durch die Zweipunktinterpolation von LLPQ und LHPQ. Dieser Wert wird als Funktion PQ3 N-ter Ordnung ähnlich PQ1 und PQ2 berechnet und das Diagramm sollte vorzugsweise eine Kurve ähnlich PQ1 oder PQ2 sein. Ein tiefgestellter Index in der Zeichnung ist _{(TW, (NE, Q))}. Die durch PQ3 bereitgestellte korrigierte Voreinspritzungsmenge ist größer als die Grundmenge HHPQ.
In diesem Bereich verringert sich mit steigender Wassertemperatur allmählich der Unterschied zwischen der korrigierten Voreinspritzungsmenge und der Grundmenge der Voreinspritzung, d. h. die Korrekturmenge, und wird bei der Wassertemperatur SHTW Null.
In dem folgenden Bereich von SHTW ≤ TW entspricht die korrigierte Voreinspritzungsmenge der Grundmenge der Voreinspritzung HHPQ und die Korrekturmenge bleibt bei Null.
Die Korrektur beträgt daher in den Bereichen Null, in denen TW ≤ LTW und SHTW ≤ TW, und es wird keine Korrektur vorgenommen. SHTW und LTW entsprechen dem ersten spezifischen Werte auf der Hochtemperaturseite und dem zweiten spezifischen Wert auf der Niedertemperaturseite gemäß der vorliegenden Erfindung.
Somit ist der Niedertemperaturbereich ein Bereich, in dem in erster Linie ein Start bei niedriger Temperatur durchgeführt wird und der Bedingungen unterliegt, die Starteigenschaften bei niedriger Temperatur, weißen Rauch und Geräusche betreffen. LLPQ ist daher so ausgewählt, dass alle diese Bedingungen erfüllt sind. Der Hochtemperaturbereich jedoch ist ein Bereich, der nach der Aufwärmung des Motors folgt, so dass die Abgaskompatibilität Vorrang vor den Starteigenschaften und ähnlichem haben muss. Dementsprechend sind HHPQ, LHPQ und PQ3 so ausgewählt, dass diese Bedingung erfüllt ist. Der Zwischenbereich ist ein Bereich, in dem sich die Aufwärmung des Motors in einer Zwischenstufe befindet, so dass ein Gleichgewicht zwischen weißem Rauch und Geräuschen von größter Wichtigkeit ist. Dementsprechend sind PQ1 und PQ2 so gewählt, dass sie diese Bedingung erfüllen.
Es wird nun ein Verfahren beschrieben, dass beurteilt, ob Korrekturmaßnahmen für die Umgebungstemperatur ratsam sind. Das Verfahren wird durch die ECU 10 gemäß dem in 3 gezeigten Auswertungsdiagramm durchgeführt.
Zunächst liest die ECU 10 die Umgebungstemperatur in Schritt 201. In Schritt 202 wird die Umgebungstemperatur TA mit einer vorgeschriebenen Temperatur LTA verglichen.
Ist TA ≤ LTA, geht der Ablauf zu Schritt 203 über und es wird bestimmt, ob dieser Zustand länger als TPFG1 (Sek.) dauert. Ist die Antwort ja, so geht der Ablauf zu Schritt 204 über und ein die Korrektur der Umgebungstemperatur anzeigendes Flag PFG wird auf 1 gesetzt. Ist die Antwort nein, so fährt der Ablauf mit Schritt 206 fort und das die Korrektur der Umgebungstemperatur anzeigende Flag PFG wird auf Null gesetzt.
Ist in Schritt 202 TA > LTA, so geht der Ablauf zu Schritt 205 über und es wird bestimmt, ob dieser Zustand länger als TPFG2 (Sek.) dauert. Ist die Antwort ja, so geht der Ablauf zu Schritt 206 über und das die Korrektur der Umgebungstemperatur anzeigende Flag PFG wird auf Null gesetzt. Ist die Antwort nein, so geht der Ablauf zu Schritt 204 über und das die Korrektur der Umgebungstemperatur anzeigende Flag PFG wird auf 1 gesetzt.
Ist das die Korrektur der Umgebungstemperatur anzeigende Flag PFG 1, so wird der Ablauf für die Umgebungstemperatur korrigiert und ist das die Korrektur der Umgebungstemperatur anzeigende Flag PFG Null, so erfolgt keine Korrektur für die Umgebungstemperatur. Diese Prozedur hat eine sogenannte Hysterese, um zu verhindern, dass der Flag umgeschaltet wird, wenn zwar eine Flagbedingung (TA ≤ LTA oder TA > LTA) hergestellt wird, der entsprechende Zustand jedoch nicht für eine vorgegebene Zeit anhält. Dadurch erhält man eine Steuerstabilität. Der Anfangswert des Flag PFG beträgt 0.
Sobald es ratsam ist, die Korrektur für die Umgebungstemperatur vorzunehmen, werden die Voreinspritzungsmenge PQ und die Haupteinspritzungsmenge MQ gemäß der in 2 gezeigten Prozedur zum Wählen der Einspritzungsmenge ausgewählt. Diese Prozedur wird durch die ECU 10 für jeden Steuerzyklus wiederholt durchgeführt.
Zunächst liest die ECU 10 in Schritt 101 die Motordrehzahl NE, die Beschleunigungsapertur AC, die Umgebungstemperatur TA und die Wassertemperatur TW. Dann wird in Schritt 102 die Gesamteinspritzungsmenge Q gemäß einer vorgegegen Karte anhand der Motordrehzahl NE und der Beschleunigungsapertur AG berechnet. Danach werden in Schritt 103 LLPQ, LHPQ und HHPQ gemäß einer vorgegebenen Karte anhand der Motordrehzahl NE und der Gesamteinspritzungsmenge Q berechnet. In Schritt 104 werden darufhin die Funktionen PQ1, PQ2 und PQ3 anhand der Motordrehzahl NE und der Gesamteinspritzungsmenge Q bestimmt. Nachdem dann die PQ-Karte bestätigt worden ist, kann die Voreinspritzungsmenge PQ auf folgende Weise mit Hilfe dieser Karte bestimmt werden.
Genauer gesagt, geht der Ablauf zunächst zu Schritt 105 über und die Wassertemperatur TW wird mit einer festgelegten Wassertemperatur LTW verglichen. Ist TW ≤ LTW, so geht der Ablauf zu Schritt 115 über und die Bedingung PQ = LLPQ wird hergestellt. Ist TW > LTW, so geht der Ablauf zu Schritt 106 über und die Wassertemperatur TW wird mit einer festgelegten Wassertemperatur SHTW verglichen. Ist TW ≥ SHTW, so geht der Ablauf zu Schritt 114 über und die Bedingung PQ = HHPQ wird geschaffen. Ist TW < SHTW, so geht der Ablauf zu Schritt 107 über und es wird bestimmt, ob das die Korrektur der Umgebungstemperatur anzeigende Flag PFG Null beträgt.
Ist PFG = 0 (d. h. es wurde bestimmt, dass keine Korrektur für die Umgebungstemperatur nötig ist), so geht der Ablauf zu Schritt 113 über und die Voreinspritzungsmenge PQ wird anhand der Funktion PQ1 und der Wassertemperatur TW berechnet.
Ist PFG = 1 (d. h. es wurde bestimmt, dass eine Korrektur für die Umgebungstemperatur nötig ist), so geht der Ablauf zu Schritt 108 über und es wird bestimmt, ob die Wassertemperatur TW innerhalb eines Bereichs liegt, in dem LTW < TW < HTW. Liegt die Temperatur innerhalb dieses Bereichs, so geht der Ablauf zu Schritt 112 über und die Voreinspritzungsmenge PQ wird anhand der Funktion PQ2 und der Wassertemperatur TW berechnet. Liegt die Temperatur außerhalb dieses Bereichs, so geht der Ablauf zu Schritt 109 über und es wird bestimmt, ob die Wassertemperatur TW innerhalb des Bereichs liegt, in dem HHTW < TW < SHTW. Liegt die Temperatur innerhalb dieses Bereichs, so geht der Ablauf zu Schritt 111 über und die Voreinspritzungsmenge PQ wird anhand der Funktion PQ3 und der Wassertemperatur TW berechnet. Liegt die Temperatur außerhalb dieses Bereichs, so geht der Ablauf zu Schritt 110 über und die Bedingung PQ = LHPQ wird hergestellt.
Sobald die Voreinspritzungsmenge PQ auf diese Weise berechnet wurde, wird die Haupteinspritzungsmenge MQ gemäß der Gleichung MQ = Q – PQ berechnet. Dieser Vorgang ist beendet, sobald die Voreinspritzungsmenge PQ und die Haupteinspritzungsmenge MQ auf diese Weise bestimmt worden sind. Die somit bestimmte Voreinspritzungsmenge PQ und die Haupteinspritzungsmenge MQ werden umgehend durch Einspritzdurchlasszeiten ΔPT und ΔMT ersetzt.
Es folgt eine Beschreibung eines Verfahrens zum Bestimmten der Kraftstoffeinspritzungsdauer, d. h. der Voreinspritzungszeit PTI und der Haupteinspritzungszeit MIT. Die ECU 10 bestimmt diese Zeiten wiederholt für jeden Steuerzyklus gemäß der in 4 gezeigten Prozedur zum Festlegen des Einspritzzeitpunkts.
Zunächst liest die ECU 10 in Schritt 301 die Motordrehzahl NE, die Gesamteinspritzungsmenge Q und die Voreinspritzungsmenge PQ. Dann wird in Schritt 302 die Haupteinspritzungszeit MTI gemäß einer vorgegegen Karte anhand der Motordrehzahl NE und der Gesamteinspritzungsmenge Q berechnet. Danach wird in Schritt 303 das Einspritzintervall PINT gemäß einer vorgegebenen Karte anhand der Motordrehzahl NE und der Gesamteinspritzungsmenge Q berechnet.
In Schritt 304 wird darufhin das Einspritzintervall PINT gemäß der Voreinspritzungsmenge PQ korrigiert. Genauer gesagt, erhöht sich die Korrektur für das Einspritzintervall PINT mit zunehmender Voreinspritzungsmenge PQ. Der Ablauf geht dann zu Schritt 305 über und die Voreinspritzungszeit PTI wird mit Hilfe der foglenden Gleichung berechnet. PTI = MTI – PINT – ΔPT
Den Endeinspritzungszeitpunkt PTI oder MIT und die Einspritzdurchlasszeiten ΔPT und ΔMT auf diese Weise festzulegen, ermöglicht es, dass das elektromagnetische Solenoid 11 der Einspritzvorrichtung 1 während der entsprechenden Durchlasszeit eingeschaltet werden kann, so bald die Einspritzung beginnt. Auf diese Weise erhält man die gewünschte zweistufige Einspritzung gemäß dem Betriebszustand des Motors.
Somit kann die Voreinspritzungsmenge PQ durch die vorliegende Erfindung anhand der Umgebungstemperatur TA korrigiert werden, wodurch es möglich ist, eine optimale Einspirtzungsmenge gemäß der Umgebungstemperatur TA zu er halten und die Voreinspritzung optimal und angemessen zu steuern. Weißer Rauch und Geräusche können dadurch dauerhaft innerhalb vorgegebener Grenzen gehalten werden.
Insbesondere nimmt die vorliegende Erfindung Korrekturen vor, um die Voreinspritzungsmenge PQ gegenüber der Grundeinspritzungsmenge in einem bestimmten Wassertemperaturbereich (LTW < TW < SHTW) zu erhöhen, wenn die Umgebungstemperatur TA unter eine festgelegte Temperatur LTA fällt. Zündung und Verbrennung werden dadurch verbessert und sowohl die Anforderungen bezüglich des weißen Rauchs als auch der Geräusche werden erfüllt. Im Gegenteil dazu wird die erforderliche Mindestgrundmenge dann eingespritzt, wenn die Umgebungstemperatur TA eine hohe Temperatur über einer bestimmten Temperatur LTA in dem damit verbundenen Wassertemperaturbereich ist, wodurch eine verschwenderische Kraftstoffeinspritzung verhindert und die Kraftstoffersparnis verbessert wird.
Ungeachtet der Umgebungstemperatur TA wird keine Korrektur vorgenommen, wenn die Wassertemperatur TW höher als SHTW ist. Dadurch soll eine Überhitzung verhindert werden.
Ebenfalls ungeachtet der Umgebungstemperatur TA wird keine Korrektur vorgenommen, wenn die Wassertemperatur TW niedriger als LTW ist. Dies geschieht deshalb, weil eine optimale Voreinspritzungsmenge LLPQ bereits gemäß einer separaten Karte gewählt worden ist, um die Bedigungen zu erfüllten, die Starteigenschaften, weißen Rauch und Geräusche in dem Wassertemperaturbereich (Niedertemperaturbereich) betreffen, so dass eine weitere Korrektur (Erhöhung) der Menge gemäß der Umgebungstemperatur zu erhöhter Verbrennung bei der Voreinspritzung und einem höheren Geräuschpegel führen würde.
Die vorstehend beschriebenen PQ1, PQ2 und PQ3 sind vorzugsweise quadratische Funktionen oder höhere Funktionen. Dies ist deshalb der Fall, weil solche Funktionen eine genauere Einstellung die Voreinspritzungsmenge PQ bezüglich der Wassertemperatur TW als herkömmliche lineare Funktionen ermöglichen.
Bei der vorliegenden Erfindung nimmt das Voreinspritzungsintervall PINT mit zunehmender Voreinspritzungsmenge PQ zu. Dies geschieht deshalb, weil die Zündverzögerung und die Verbrennungsdauer mit zunehmender Voreinsprit zungsmenge PQ steigen, wodurch es nötig ist, die Kraftstoffeinspritzung verhältnismäßig früher zu beginnen.
Wie aus dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ersichtlich ist, bestehen die Korrekturmittel für die Voreinspritzung aus einer ECU 10.
Die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind nicht auf das vorstehend beschriebene Beispiel beschränkt und beinhalten noch weitere Optionen. Beispielsweise kann die Voreinspritzung beim Übergang für die Umgebungstemperatur durch eine Übergangsbewertung korrigiert werden. Die Korrektur kann ferner auf andere Weise als in diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben nach oben oder nach unten erfolgen und die Wassertemperatur zum Schalten der Korrektur ist nicht durch die im Bezug auf das vorliegende Ausführungsbeispiel beschriebenen LTW, HTW, HHTW oder SHTW beschränkt. In einigen Fällen ist es möglich, Korrekturen vorzunehmen, die darauf abzielen, eine Menge zu schaffen, die geringer ist als die Grundmenge. Die vorliegende Erfindung kann auch für einen anderen Motor als einen Common-Rail-Dieselmotor verwendet werden.

Claims

Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung zum Durchführen einer vorgeschriebenen Voreinspritzung und Haupteinspritzung auf der Basis eines Betriebszustands eines Motors, wobei eine Korrektureinheit für die Voreinspritzung (10) zum Korrigieren einer Voreinspritzungsmenge (PQ) auf der Basis einer Umgebungstemperatur (TA) vorgesehen ist; dadurch gekennzeichnet, dass die Korrektureinheit für die Voreinspritzung (10) keine Korrektur vornimmt, wenn die Wassertemperatur (TW) höher ist als ein erster vorbestimmter Wert (SHTW) auf einer Hochtemperaturseite, und/oder wenn die Wassertemperatur (TW) niedriger ist als ein zweiter vorbestimmter Wert (LTW) auf einer Niedertemperaturseite.
Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrektureinheit für die Voreinspritzung (10) die Korrektur vornimmt, um die Voreinspritzungsmenge (PQ) zu erhöhen, wenn die Umgebungstemperatur (TA) unter einer vorbestimmten Temperatur (LTA) liegt.
Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sensor (17) zum Erfassen der Umgebungstemperatur vorgesehen ist.
Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor ein Common-Rail-Dieselmotor ist.