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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem
einschließlich
eines solchen Injektors, der einen Teil eines zu dem Injektor zugeführten Hochdruckkraftstoffs
zu einer Niederdruckseite abgibt.
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Das
Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem, das einen Teil eines zu einem
Injektor zugeführten Hochdruckkraftstoffs
zu einer Niederdruckseite abgibt, ist als eine Bauart eines Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystems
bekannt.
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Da
eine Abgabemenge zu der Niederdruckseite in dem Injektor einen Druck
des zu dem Injektor zugeführten
Hochdruckkraftstoffs beeinträchtigt,
bildet dies einen Faktor, der eine tatsächliche Einspritzmenge von
dem Injektor ändert.
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Der
Injektor ist so hergestellt, dass seine Abgabemenge in einen vorbestimmten
Bereich fällt.
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Als
ein herkömmliches
Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem ist das folgende Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem
bekannt. Eine Abgabemenge in einem Injektor wird in einer Steuervorrichtung
aus einer Drehzahl einer Zuführpumpe
(im Allgemeinen eine Drehzahl einer Kraftmaschine), einer Temperatur
eines dem Injektor zugeführten
Kraftstoff, einem Druck einer Common-Rail (des Weiteren als Common-Rail-Druck
bezeichnet) und der gleichen abgeschätzt. Eine Einspritzmenge von
dem Injektor wird auf Grundlage der abgeschätzten Abgabemenge durch die
Steuervorrichtung korrigiert (siehe beispielsweise die Japanischen
Patentoffenlegungsschriften Nr. 2000-18068 und 2000-257478).
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(Nachteile der herkömmlichen
Techniken)
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Gemäß den herkömmlichen
Techniken wird eine Abgabemenge von einem Betriebszustand (der Drehzahl
der Zuführpumpe,
der Kraftstofftemperatur, dem Common-Rail-Druck und der gleichen)
abgeschätzt,
während
eine Abgabebasismenge des Injektors an sich konstant gehalten bleibt.
Daher wurde eine durch die Änderung
des Injektors über
den Zeitverlauf, beispielsweise durch Injektorabnutzung und der
gleichen, verursachte Schwankung in der Abgabebasismenge nicht berücksichtigt.
Insbesondere haben die herkömmlichen
Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsysteme keine Einrichtung zum Erfassen
einer Schwankung in der Abgabebasismenge, die durch die Änderung
des Injektors mit dem Verlauf der Zeit verursacht wird.
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Wie
dies vorstehend beschrieben ist, haben die herkömmlichen Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsysteme
keine Einrichtung zum Erfassen einer Schwankung in der Abgabebasismenge,
die durch die Änderung
des Injektors mit dem Verlauf der Zeit hervorgerufen wird. Daher
nimmt ein auf eine Düse des
Injektors aufgebrachter Kraftstoffdruck ab, wenn die Abgabebasismenge
des Injektors an sich in Folge der Änderung des Injektors, beispielsweise
durch Abnutzung eines Gleitteils oder eines geschlossenen Teils, über den
Verlauf der Zeit zunimmt, wie dies durch eine durchgezogene Linie
A in 3 gezeigt ist.
Als ein Ergebnis nimmt eine tatsächliche
Einspritzmenge von dem Injektor selbst dann mit der Zunahme der
Abgabebasismenge ab, wenn eine durch die Steuervorrichtung vorgegebene
Einspritzmenge konstant ist, wie durch eine durchgezogene Linie
B in 3 angezeigt ist.
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Da überdies
die herkömmlichen
Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsysteme
keine Einrichtung zum Erfassen einer Schwankung der Abgabebasismenge
haben, die durch die Änderung
des Injektors über
den Verlauf der Zeit hervorgerufen wird, kann eine Abnormalität selbst
dann nicht erfasst werden, wenn die Abgabebasismenge übermäßig zunimmt.
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Andererseits
ist der Injektor so hergestellt, dass die Abgabemenge in einen vorbestimmten
Bereich fällt,
wie dies vorstehend beschrieben ist. Mit anderen Worten variiert
die Abgabemenge unter den Injektoren innerhalb eines definierten
Bereichs.
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Daher
werden zusätzlich
zu einer Abweichung in der Abgabemenge zwischen den Injektoren Abweichungen
zwischen Vorrichtungen, wie zum Beispiel einer Abweichung in anderen
Injektorelementen unter den Injektoren, einer Abweichung zwischen
Zuführpumpen
und einer Abweichung zwischen Rohren durch die Kombination der zusammengebauten
Elemente (Komponenten und der gleichen) ausgeglichen. Ferner wird
eine Abweichung zwischen der Vorrichtungen durch die Steuervorrichtung
korrigiert, um eine bestimmte Einspritzung zu erhalten.
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Wie
vorstehend beschrieben ist, werden unterschiedliche Abweichungen
zwischen Vorrichtungen durch die Kombination zusammengebauter Elemente
ausgeglichen. Ferner wird die Korrektur durchgeführt, um eine bestimmte Einspritzung
zu erhalten. Daher haben die herkömmlichen Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsysteme
nicht eine Funktion einer automatischen Korrektur der Einspritzmenge
von einer Mediandifferenz der Abgabemenge zwischen den Injektoren
(einem Entwurfssollwert) und einer Abweichung der Abgabemenge zwischen
den Injektoren.
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Die
vorliegende Erfindung wurde in der Hinsicht auf die oben genannte
Situation entwickelt und es liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem
zum Erfassen einer Abgabemenge in einem Injektor und zum Korrigieren
einer Einspritzmenge von dem Injektor in Übereinstimmung mit der Abgabemenge
zu schaffen, so dass eine tatsächliche
Einspritzmenge von dem Injektor einer Solleinspritzmenge gleichgemacht wird.
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Ein
Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden
Erfindung zeigt einen Druckabfallbetrag in einem Common-Rail-Druck
auf, der nach dem Aufstellen einer vorbestimmten Lernbedingung für jede Zeiteinheit durch
einen Common-Raildrucksensor erfasst wird, um eine Abgabemengenänderung
in dem Injektor aus dem Druckabfallbetrag zu erhalten. Dann korrigiert
das Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem eine
Einspritzmenge von dem Injektor auf Grundlage der Abgabemengenänderung
für jede
Einspritzung.
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Durch
Korrigieren der Einspritzmenge von dem Injektor auf Grundlage der
Abgabemenge auf diese Art und Weise kann die Einspritzmenge von dem
Injektor genau gehalten werden.
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Ein
Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem gemäß einem anderen Gesichtspunkt
der vorliegenden Erfindung erhält
die Abgabemenge in dem Injektor von dem Druckabfallbetrag, um die
Abgabemengenänderung
aus einer Differenz zwischen der Abgabemenge und einer Abgabebasismenge
zu erhalten.
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Die
Abgabebasismenge in dem Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem gemäß einem Gesichtspunkt
der vorliegenden Erfindung entspricht einer anfänglichen Abgabemenge, die beim
ersten Aufstellen der vorbestimmten Lernbedingung erhalten wird,
nach dem das Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem
in ein Fahrzeug eingebaut wurde.
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Die
anfängliche
Abgabemenge bei dem ersten Aufstellen der vorbestimmten Lernbedingung wird
auf diese Art und Weise als die Abgabebasismenge verwendet, sodass
die Einspritzmenge von dem Injektor in Übereinstimmung mit einer durch
die Änderung
des Injektors über
den Verlauf der Zeit hervorgerufenen Änderung in der Einspritzmenge
korrigiert werden kann. Genauer gesagt kann selbst dann, wenn die
Abgabemenge in dem Injektor über den
Verlauf der Zeit variiert, die Einspritzmenge von dem Injektor genau
gehalten werden.
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Die
Abgabebasismenge in einem Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem gemäß einem weiteren
Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung entspricht einer Mediandifferenz
zwischen Injektoren, wenn der Injektor neu ist.
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Die
Mediandifferenz zwischen Injektoren, wenn der Injektor neu ist,
wird als die Abgabebasismenge auf eine solche Art und Weise verwendet, dass
die Einspritzmenge aus einer Differenz zwischen der Mediandifferenz
der Abgabemengen zwischen Injektoren und einer Abweichung in der
Abgabemenge zwischen Injektoren automatisch korrigiert werden kann.
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Die
Abgabebasismenge in einem Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem gemäß einem weiteren
Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung entspricht einer vorhergegangenen
Abgabemenge, die bei dem vorhergegangenen Aufstellen der vorbestimmten
Lernbedingung erhalten wurde.
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Die
vorhergegangene Abgabemenge wird als die Abgabebasismenge auf eine
solche Weise verwendet, dass die Lernsteuerung zum Addierend des
gegenwärtigen
Korrekturwerts auf den vorhergehenden Korrekturwert durchgeführt werden
kann.
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Die
vorbestimmte Lernbedingung des Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystems gemäß einem Gesichtspunkt
der vorliegenden Erfindung ist ein Zustand, in dem eine Kraftmaschine,
an der das Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem
angebaut ist, in einem Betriebszustand ist, die Kraftstoffzufuhr
zu der Common-Rail
gestoppt ist und der Injektor keinen Kraftstoff einspritzt.
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Ein
Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem gemäß einem weiteren Gesichtspunkt
der vorliegenden Erfindung erhält
eine Abgabemengenänderung individuell
für jeden
von einer Vielzahl von Injektoren, die für die Kraftmaschine vorgesehen
sind, um so die Einspritzmenge von jedem der Injektoren auf Grundlage
des für
jeden der Injektoren individuell erhaltenen Abgabemengenänderung
individuell zu korrigieren.
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Als
ein Ergebnis kann die Einspritzmenge von jedem der Injektoren genau
gehalten werden.
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Ein
Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem gemäß einem weiteren Gesichtspunkt
der vorliegenden Erfindung erhält
eine dynamische Abgabemenge für
jeden der Injektoren, um eine Abgabemengenänderung aus einer Differenz
zwischen der dynamischen Abgabemenge für jeden der Injektoren und
einer anfänglichen
dynamischen Abgabemenge für
jeden der Injektoren zu erhalten, um so die Einspritzmenge von jedem
der Injektoren auf Grundlage der individuell für jeden der Injektoren erhaltenen
Abgabemengenänderung
individuell zu korrigieren.
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Die
Einspritzmenge von jedem der Injektoren wird auf der Grundlage der
Abgabemengenänderung in
dessen eigenen dynamischen Abgabe korrigiert, sodass die Einspritzmenge
von jedem der Injektoren genau gehalten werden kann.
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Ein
Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem gemäß einem weiteren Gesichtspunkt
der vorliegenden Erfindung erhält
eine dynamische Abgabemenge in einem bestimmten Injektor von den
Injektoren aus einer Differenz zwischen einer durch den Common-Raildrucksensor
ohne Leerhubbetrieb erfassten leerhubfreien Druckabfallmenge und
einer durch den Common-Raildrucksensor
während
lediglich ein bestimmter Injektor im Leerhubbetrieb läuft, erfassten Einzelzylinderadditivdruckabfallmenge.
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Ein
Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem gemäß einem weiteren Gesichtspunkt
der vorliegenden Erfindung erhält
eine dynamische Abgabemenge in einem bestimmten Injektor der Injektoren
aus einer Differenz zwischen einer durch den Common-Raildrucksensor
während
alle Injektoren im Leerhubbetrieb sind erfassten Gesamtleerhubdruckabfallmenge und
einer durch den Common-Raildrucksensor während lediglich ein bestimmter
Injektor nicht im Leerhubbetrieb ist und die anderen Injektoren
alle im Leerhubbetrieb sind erfassten Einzelzylindersubtraktivdruckabfallmenge.
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Ein
Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem gemäß noch einem weiteren Gesichtspunkt
der vorliegenden Erfindung bestimmt eine Abnormalität des Injektors,
wenn die Abgabemengenänderung
einen voreingestellten Kriteriumsgrenzwert überschreitet.
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Auf
diese Art und Weise kann eine übermäßige Zunahme
der Abgabemenge in dem Injektor infolge der Änderung über den Verlauf der Zeit erfasst werden.
Insbesondere kann eine Abgabeabnormalität in dem Injektor erfasst werden,
um so zu verhindern, dass Probleme (unzureichende Ausgabe, schlechtes
Fahrverhalten und dergleichen) infolge der Abgabeabnormalität in dem
Injektor auftreten.
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Ein
Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem gemäß einem weiteren Gesichtspunkt
der vorliegenden Erfindung erhält
einen durch den Common-Raildrucksensor pro Zeiteinheit beim Aufstellen
der vorbestimmten Lernbedingung erfassten Druckabfallbetrag in dem
Common-Raildruck, um eine Druckverringerungsratenänderung
aus dem Druckabfallbetrag zu erhalten. Dann wird die Einspritzmenge
von dem Injektor auf Grundlage der Druckverringerungsratenänderung
für jede
Einspritzung korrigiert.
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Die
Einspritzmenge von dem Injektor wird auf Grundlage der Druckverringerungsratenänderung
auf eine solche Art und Weise korrigiert, dass die Einspritzmenge
von dem Injektor genau gehalten werden kann.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind ebenso wie
Betriebsverfahren und die Funktion der zugehörigen Teile aus einem Studium
der folgenden ausführlichen
Beschreibung, den beiliegenden Ansprüchen und den Zeichnungen ersichtlich,
die alle einen Teil dieser Anmeldung bilden. In den Zeichnungen
ist
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1 ein
schematisches Schaubild eines Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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2 eine
Schnittansicht eines Injektors des Kraftstoffeinspritzsystems aus 1;
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3 ein
Graph, der eine Beziehung zwischen einer Zunahme in einer Abgabemenge
und einer Abnahme in einer Einspritzmenge des Injektors aus 2 zeigt;
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4A und 4B sind
erläuternde
Schaubilder, die getrennte Messungen einer statischen Abgabemenge
und einer dynamischen Abgabemenge gemäß der vorliegenden Erfindung
zeigen;
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5A und 5B sind
erläuternde
Schaubilder, die ein erstes Messverfahren einer dynamischen Abgabemenge
in einem Injektor zeigen, der für einen
bestimmten Zylinder des Kraftstoffeinspritzsystems der vorliegenden
Erfindung vorgesehen ist;
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6A und 6B sind
erläuternde
Schaubilder, die ein zweites Messverfahren einer dynamischen Abgabemenge
in einem Injektor zeigen, der für einen
bestimmten Zylinder des Kraftstoffeinspritzsystems der vorliegenden
Erfindung vorgesehen ist;
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7A und 7B sind
erläuternde
Schaubilder eines Grundprinzips zum Erhalten einer Abgabemengenänderung
der vorliegenden Erfindung;
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8 ist
ein erläuterndes
Schaubild zum Erhöhen
eines korrigierten Einspritzwerts in Übereinstimmung mit der Druckverringerungsrate
des Common-Raildrucks des Kraftstoffeinspritzsystems der vorliegenden
Erfindung;
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9 ist
ein Ablaufdiagramm eines Korrektursteuerungsablaufs des Kraftstoffeinspritzsystems der
vorliegenden Erfindung, das sich auf die Einspritzmenge bezieht
und auf der Änderung
der Abgabemenge basiert.
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Ein
Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem gemäß einem ersten bevorzugten
Ausführungsbeispiel
hat eine Common-Rail zum Speichern eines Hochdruckkraftstoffs, einen
Injektor zum Einspritzen des in der Common-Rail gespeicherten Kraftstoffs und
eine Steuervorrichtung zum Erhalten einer Einspritzmenge von dem
Injektor in Übereinstimmung mit
einem Betriebszustand und zum Steuern eines An-Aus-Ventils des Injektors
auf Grundlage der Einspritzmenge, wodurch ein Teil des zu dem Injektor zugeführten Hochdruckkraftstoffs
zu der Niederdruckseite abgegeben wird.
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Das
Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem hat zudem einen Common-Raildrucksensor
zum Erfassen eines Common-Raildrucks des in der Common-Rail gespeicherten
Kraftstoffs.
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Die
Steuervorrichtung erhält
einen durch den Common-Raildrucksensor
pro Zeiteinheit beim Aufstellen einer vorbestimmten Lernbedingung
erfassten Druckabfallbetrag des Common-Raildrucks, um eine Abgabemengenänderung
in dem Injektor aus dem Druckabfallbetrag zu erhalten. Dann wird
die Einspritzmenge von dem Injektor auf Grundlage der Abgabemengenänderung
für jede
Einspritzung korrigiert.
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Eine
Steuervorrichtung des Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem gemäß einem zweiten
bevorzugten Ausführungsbeispiel
erhält
eine durch den Common-Raildrucksensor
pro Zeiteinheit beim Aufstellen einer vorbestimmten Lernbedingung erfassten
Druckabfallbetrag in dem Common-Raildruck, um eine Druckverringerungsratenänderung aus
dem Druckabfallbetrag zu erhalten. Dann wird die Einspritzmenge
von dem Injektor auf Grundlage der Druckverringerungsratenänderung
für jede
Einspritzung korrigiert.
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Nun
wird unter Bezugnahme auf 1 bis 9 das
erste Ausführungsbeispiel
beschrieben, bei dem die vorliegende Erfindung auf ein Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem
angewendet wird.
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Unter
Bezugnahme auf 1 wird eine Struktur eines Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystems
beschrieben.
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Das
Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem ist ein System zum Einspritzen
eines Kraftstoffs beispielsweise in eine Dieselkraftmaschine 1 (im
weiteren Verlauf einfach als Kraftmaschine bezeichnet). Das Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem
besteht aus einer Common-Rail 2, Injektoren 3,
einer Zuführpumpe 4,
einer ECU 5 (Abkürzung
für Kraftmaschinensteuereinheit;
entspricht einer Steuervorrichtung) und dergleichen.
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Die
Kraftmaschine 1 hat eine Vielzahl von Zylindern zum kontinuierlichen
Durchführen
der Schritte Ansaugen, Verdichten, Zünden und Auslassen. Auch wenn 1 als Beispiel
eine Vierzylindrige Kraftmaschine zeigt, kann die Kraftmaschine
eine andere Zylinderanzahl aufweisen.
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Die
Common-Rail 2 ist ein Druckspeicher zum Speichern eines
zu den Injektoren 3 zugeführten Hochdruckkraftstoffs.
Die Common-Rail 2 ist an einer Auslassöffnung der Zuführpumpe 4 zur
Zwangsförderung
des Hochdruckkraftstoffs durch ein Kraftstoffrohr (Hochdruckkraftstoffdurchlass) 6 angeschlossen,
sodass ein Common-Raildruck Pc (ein Kraftstoffzuführdruck
zu den Injektoren 3), der mit Druck beaufschlagt wird,
um einen hohen Druck zu erhalten, gespeichert wird.
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Ein
von den Injektoren abgegebener Kraftstoff wird durch ein Abgaberohr
(ein Kraftstoffrückführdurchlass) 7 zu
einem Kraftstofftank 8 rückgeführt.
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An
einem Entlastungsrohr (Kraftstoffrückführdurchlass) 9 von
der Common-Rail 3 zu dem Kraftstofftank 8 ist
ein Druckbegrenzer 11 angebracht. Der Druckbegrenzer 11 ist
ein Drucksicherungsventil, das sich öffnet, wenn ein Kraftstoffdruck in
der Common-Rail 2 einen eingestellten Grenzwert überschreitet,
um den Kraftstoffdruck in der Common-Rail 2 auf oder unter
dem eingestellten Grenzdruck zu halten.
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Für jeden
der Zylinder der Kraftmaschine 1 ist ein Injektor 3 vorgesehen,
um den Kraftstoff in jeden der Zylinder einzuspritzen und zuzuführen. Die Injektoren 3 sind
an stromabwärtige
Enden einer Vielzahl von Hochdruckkraftstoffrohren 10 angeschlossen,
die von der Common-Rail 2 abzweigen, um den in der Common-Rail 2 gespeicherten
Hochdruckkraftstoff in die jeweiligen Zylinder einzuspritzen und
zuzuführen.
Die Einzelheiten des Injektors 3 sind nachstehend beschrieben.
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Die
Zuführpumpe 4 ist
eine Kraftstoffpumpe zum Zwangsfördern
des Hochdruckkraftstoffs zu der Common-Rail 2. Die Zuführpumpe 4 weist
eine Förderpumpe
zum Ansaugen des Kraftstoffs in dem Kraftstofftank 8 in
die Zuführpumpe 4 und
eine Hochdruckpumpe zum Verdichten des durch die Förderpumpe
angesaugten Kraftstoffs auf einen hohen Druck auf, um den Kraftstoff
zu der Common-Rail 2 zwangszufördern. Die Förderpumpe
und die Hochdruckpumpe sind durch eine Nockenwelle 12 angetrieben.
Die Nockenwelle 12 ist durch eine Kurbelwelle 13 der
Kraftmaschine 1 oder dergleichen drehangetrieben, wie in 1 gezeigt
ist.
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Die
Zuführpumpe 4 hat
zudem ein Pumpensteuerventil (SCV, nicht gezeigt) zum Regeln der Menge
des in die Hochdruckpumpe angesogenen Kraftstoffs. Das Pumpensteuerventil
wird durch die ECU 5 gesteuert, um den Common-Raildruck
Pc zu regeln.
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Die
ECU 5 hat einen Mikrocomputer einer bekannten Struktur.
Der Mikrocomputer hat eine CPU zum Durchführen von Steuerungsverarbeitungen
und Berechnungsverarbeitungen, eine Speichervorrichtung zum Speichern
verschiedener Programme und Daten (einen Speicher, wie zum Beispiel
einen ROM, einen Sicherungs-RAM oder einen EEPROM, oder einen RAM),
eine Eingabeschaltung, eine Ausgabeschaltung, eine Stromversorgungsschaltung,
eine Injektortreiberschaltung, eine Pumpentreiberschaltung und dergleichen.
Die ECU 5 führt
verschiedene Berechnungsverarbeitungen auf Grundlage von in die
ECU 5 eingelesenen Sensorsignalen durch (ein Kraftmaschinenparameter;
ein Signal in Übereinstimmung
mit einem Betriebszustand einer Kraftmaschine, einem Betriebszustand
der Kraftmaschine 1 und dergleichen). Die Treiberschaltungen,
wie zum Beispiel die Injektortreiberschaltung und die Pumpentreiberschaltung
können
getrennt von der ECU 5 als eine EDU (elektronische Treibereinheit)
vorgesehen sein.
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Als
die an die ECU 5 angeschlossenen Sensoren gibt es, wie
in 1 zu sehen ist, einen Beschleunigungssensor 21 zum
Erfassen des Beschleunigungsgrads, einen Drehzahlsensor 22 zum Erfassen
der Drehzahl der Kraftmaschine 1, einen Wassertemperatursensor 23 zum
Erfassen einer Temperatur eines Kühlwassers für die Kraftmaschine 1,
einen Common-Raildrucksensor 24 zum
Erfassen des Common-Raildrucks PC und weitere Sensoren 25.
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Die
ECU 5 erhält
eine erforderliche Einspritzmenge Q und eine erforderliche Einspritzzeitgebung T
des Injektors in Übereinstimmung
mit einem gegenwärtigen
Betriebszustand auf Grundlage des in der ROM gespeicherten Programms
(ein Kennfeld oder dergleichen) und den in den RAM eingelesenen Kraftmaschinenparametern.
Die ECU 5 startet die Kraftstoffeinspritzung von dem Injektor 3 zu
der erforderlichen Einspritzzeitgebung T, während sie einen Einspritzimpuls
(ein Signal zum Steuern des Antreibens eines elektromagnetischen
Ventils des Injektors, um die Öffnungs-
und Schließzeitgebung
des Ventils des Injektors zu steuern) erzeugt, um die von den Injektoren 3 einzuspritzende
erforderliche Einspritzmenge Q zu ermöglichen.
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(Beschreibung des Injektors 3)
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Nun
wird unter Bezugnahme auf 2 eine Grundstruktur
des Injektors 3 beschrieben.
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Der
Injektor 3 wird zum Einspritzen des von der Common-Rail 2 in
die Zylinder der Kraftmaschine 1 zugeführten Hochdruckkraftstoffs
verwendet. Der Injektor 3 hat eine Steuerkammer 33.
Der Common-Raildruck PC wird durch einen Einlassdurchlass 31 (einen
Kraftstoffdurchlass, in dem eine Ein-Drossel vorgesehen ist) auf
die Steuerkammer 33 aufgebracht. Zur selben Zeit wird der
Druck in der Steuerkammer 33 durch einen Auslassdurchlass 32 (einen Kraftstoffdurchlass,
in dem eine Aus-Drossel vorgesehen ist) ausgelassen. Der Injektor 3 hat
zudem eine Düse 36.
Wenn der Auslassdurchlass 32 durch das elektromagnetische
Ventil 34 (ein Beispiel eines elektrisch betätigbaren
Ventils) geöffnet
und geschlossen wird, fällt
ein Steuerkammerdruck (ein Druck in der Steuerkammer 33)
auf einen Ventilöffnungsdruck
ab. Dann kommt eine Nadel 35 hoch, sodass die Düse 36 den
Kraftstoff einspritzt.
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Ein
Gehäuse 37 (beispielsweise
ein Düsenhalter)
des Injektors 3 hat einen Zylinder 41, der einen
Befehlskolben 38 in einer Vertikalrichtung (in einer Richtung
des Öffnens
und Schließens
des Ventils durch die Nadel 35) verschieblich stützt, einen
Hochdruckkraftstoffdurchlass 42 zum Leiten des von der Common-Rail 2 zugeführten Hochdruckkraftstoffs
zu der Düse 36 und
dem Einlassdurchlass 31, einen Druckauslasskraftstoffdurchlass 43 zum
Auslassen des Hochdruckkraftstoffs zu der Niederdruckseite und dergleichen.
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Der
Befehlskoben 38 ist in den Zylinder 41 eingesetzt,
sodass er über
einen Druckstift 44 an der Nadel 35 befestigt
ist.
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Der
Druckstift 44 ist zwischen dem Befehlskolben 38 und
der Nadel 35 zwischengeordnet. Eine Feder 45 zum
Vorspannen der Nadel 35 nach unten (in einer Ventilöffnungsrichtung)
ist um den Druckstift 44 herum vorgesehen.
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Die
Steuerkammer 33 ist in einem oberen Teil des Zylinders 41 (auf
der Seite des elektromagnetischen Ventils 34) ausgebildet
und hat ein Volumen, das in Übereinstimmung
mit der Vertikalbewegung des Befehlskolbens 38 variiert.
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Der
Einlassdurchlass 31 ist eine Kraftstoffdrossel an der Einlassseite
zum Verringern des Drucks des von dem Hochdruckkraftstoffdurchlass 42 zugeführten Hochdruckkraftstoffs.
Der Hochdruckkraftstoffdurchlass 42 und die Steuerkammer 33 sind
durch den Einlassdurchlass 31 miteinander in Verbindung.
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Der
Auslassdurchlass 32 ist oberhalb der Steuerkammer 33 ausgebildet.
Der Auslassdurchlass 32 ist eine Kraftstoffdrossel an der
Auslassseite zum Verringern des von der Steuerkammer 33 zu dem
Druckauslasskraftstoffdurchlass 42 (der Niederdruckseite)
ausgelassenen Kraftstoffs. Die Steuerkammer 33 und der
Druckauslasskraftstoffdurchlass 43 sind durch den Auslassdurchlass 32 miteinander in
Verbindung.
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Das
elektromagnetische Ventil 34 hat ein Solenoid 46,
ein Ventil 47 und eine Rückstellfeder 48. Wenn
das Solenoid 46 elektrisch geladen ist (angeschaltet ist)
erzeugt es eine elektromagnetische Kraft. Das Ventil 47 wird
durch die durch das Solenoid 46 erzeugte elektromagnetische
Kraft nach oben (in der Ventilöffnungsrichtung)
angezogen. Die Rückstellfeder 48 spannt
das Ventil 47 nach unten (in einer Ventilschließrichtung)
vor.
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Wenn
sich das Solenoid 46 in einem ausgeschalteten Zustand befindet,
wird das Ventil 47 durch die Vorspannkraft der Rückstellfeder 48 runtergedrückt, sodass
das Ventil 47 (beispielsweise ein an der Spitze des Ventils 47 vorgesehenes,
nicht gezeigtes Kugelventil) den Auslassdurchlass 32 schließt. Wenn
sich das Solenoid 46 in einem angeschalteten Zustand befindet,
bewegt sich das Ventil 47 gegen die Vorspannkraft der Rückstellfeder 48 durch
die durch das Solenoid 46 erzeugte elektromagnetische Kraft,
um den Auslassdurchlass 32 zu öffnen.
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Das
Gehäuse 37 (beispielsweise
ein Düsenkörper) des
Injektors 3 hat ein Gleitloch 41 zum verschieblichen
Stützen
der Nadel 35 in der Vertikalrichtung (in der Öffnungs-
und Schließrichtung),
eine Düsenkammer 52,
die in einer Ringform um den Außenumfang
der Nadel 35 vorgesehen ist, einen konischen Ventilsitz 53,
an dem die Nadel 35 anliegt, wenn das Ventil geöffnet ist
und eine Vielzahl von Düsenlöchern 54 zum
Einspritzen des Hochdruckkraftstoffs. Die Düsenlöcher 54 sind perforiert,
sodass sie sich innerhalb einer Sitzfläche des Ventilsitzes 53 befinden,
an der die Nadel 35 und der Ventilsitz 53 miteinander
in Kontakt kommen. Wenn die Nadel 53 auf dem Ventilsitz 53 aufsitzt,
sind die Düsenlöcher 54 geschlossen.
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Die
Nadel 35 hat einen Gleitschaft 35a, der in dem
Gleitloch 51 gehalten ist, eine Druckaufnahmefläche 35b,
die an einem Boden des Gleitschafts 35a ausgebildet ist,
einen Schaft 35c mit einem kleineren Durchmesser, der sich
von der Druckaufnahmefläche 35b abwärts erstreckt,
und ein konisches Ventil 35d zum Aufsetzen auf und Verlassen
des Ventilsitzes 53, um die Düsenlöcher 54 zu öffnen und
zu schließen. Der
Gleitschaft 35b ist vorgesehen, um sich axial hin- und
her zu bewegen, während
er einen Teil zwischen der Düsenkammer 52 und
der Niederdruckseite (um den Druckstift 54 herum) dichtet.
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Nun
wird ein Betrieb des Injektors 3 beschrieben.
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Wenn
die ECU 5 einen Einspritzimpuls auf die Injektortreiberschaltung
aufbringt, startet die Injektortreiberschaltung damit, dem elektromagnetischen
Ventil 34 zu erlauben, elektrisch zu leiten. Dann zieht
das elektromagnetische Ventil 34 das Ventil 47 an,
sodass das Ventil 47 mit dem Anheben anfängt. Als
Ergebnis öffnet
sich der Auslassdurchlass 32, sodass der Druck in der Steuerkammer 33, der
in dem Einlassdurchlass 31 verringert wurde, anfängt abzufallen.
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Wenn
der Druck in der Steuerkammer 33 auf oder unter den Ventilöffnungsdruck
abfällt,
fängt die Nadel 35 damit
an, sich aufwärts
zu bewegen. Wenn die Nadel 35 den Ventilsitz 53 verlässt, werden
die Düsenkammer 52 und
die Düsenlöcher 54 miteinander
in Verbindung gebracht. Als ein Ergebnis wird der zu der Düsenkammer 52 zugeführte Hochdruckkraftstoff
von den Düsenlöchern 54 eingespritzt.
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Mit
dem Anheben der Nadel 35 wird eine Einspritzrate erhöht. Wenn
die Einspritzrate die maximale Einspritzrate erreicht, nimmt die
Einspritzrate nicht mehr zu.
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Wenn
die ECU 5 den Einspritzimpuls stoppt, der auf den Injektor 3 aufgebracht
wurde, stoppt die Einspritztreiberschaltung die elektrische Leitung
des elektromagnetischen Ventils 34. Dann hört das elektromagnetische
Ventil 34 damit auf, das Ventil 47 anzuziehen,
sodass das Ventil 47 damit anfängt, sich abwärts zu bewegen.
Wenn das Ventil 47 des elektromagnetischen Ventils 34 den
Auslassdurchlass 32 schließt, fängt der Druck in der Steuerkammer 33 damit
an, zuzunehmen. Wenn der Druck in der Steuerkammer 33 auf
den Ventilöffnungsdruck
oder höher zunimmt,
fängt die
Nadel 35 damit an, sich abwärts zu bewegen.
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Wenn
sich die Nadel 35 abwärts
bewegt, sodass sie auf dem Ventilsitz 53 zu sitzen kommt,
wird die Verbindung zwischen der Düsenkammer 52 und den
Düsenlöchern 54 getrennt,
sodass die Kraftstoffeinspritzung von den Einspritzlöchern 54 aufhört.
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Wie
vorstehend beschrieben ist, erhält
die ECU 5 die erforderliche Einspritzmenge Q und die erforderliche
Einspritzzeitgebung T in Übereinstimmung
mit dem gegenwärtigen
Betriebszustand auf Grundlage des in der ROM gespeicherten Programms
(des Kennfelds oder dergleichen) und der in den RAM für jede Kraftstoffeinspritzung
eingelesenen Kraftstoffparameter (dem durch verschiedene Sensoren
erfassten Betriebszustand des Fahrzeugs). Der Einspritzimpuls des
Injektors 3 wird so erzeugt, dass die Kraftstoffeinspritzung
von dem Injektor 3 zur erforderlichen Einspritzzeitgebung
T gestartet wird, wobei die erforderliche Einspritzmenge Q von dem
Injektor 3 eingespritzt wird.
-
Hierbei
gibt das Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem mit den vorstehend
beschriebenen Injektoren 3 einen Teil des zu den Injektoren 3 zugeführten Hochdruckkraftstoffs
zu der Niederdruckseite ab.
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In
dem Injektor 3 besteht der zu der Niederdruckseite abgegebene
Kraftstoff aus einer statischen Abgabe und einer dynamischen Abgabe.
Die statische Abgabe wird an der Niederdruckseite durch ein Gleitteil
in dem Injektor 3 (ein Teil zwischen dem Befehlskolben 38 und
dem Zylinder und ein Teil zwischen dem Gleitschaft 35a,
der Nadel 35 und dem Gleitloch 51) oder durch
einen geschlossenen Teil (ein Teil des durch das Ventil 47 geschlossenen
Auslassdurchlasses 32) erzeugt, wenn das Ventil 47 des elektromagnetischen
Ventils 34 den Auslassdurchlass 32 schließt. Die
dynamische Abgabe wird von dem Auslassdurchlass 32 zu der
Niederdruckseite erzeugt, wenn das Ventil 47 des elektromagnetischen
Ventils 34 den Auslassdurchlass 32 öffnet. Eine
zu der Niederdruckseite strömende
der statischen Abgabe entsprechende Kraftstoffabgabemenge wird als
statische Abgabemenge bezeichnet. Eine zu der Niederdruckseite strömende und
der dynamischen Abgabe entsprechende Kraftstoffabgabemenge wird
als dynamische Abgabemenge bezeichnet.
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Da
die Abgabemenge (die statische Abgabemenge und die dynamische Abgabemenge)
zu der Niederdruckseite in dem Injektor 3 den Druck des
zu dem Injektor 3 zugeführten
Hochdruckkraftstoffs beeinträchtigt,
kommt es dazu, dass ein Faktor gebildet wird, der eine von dem Injektor 3 tatsächlich eingespritzten
Einspritzmenge variiert.
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Insbesondere
dann, wenn die Abgabemenge in dem Injektor 3 durch Abnutzung
der Gleitteile in dem Injektor 3 zunimmt, wie dies durch
eine durchgezogene Linie A in 3 gezeigt
ist, nimmt der auf die Düse 36 des
Injektors 3 aufgebrachte Kraftstoffdruck ab. Als ein Ergebnis
wird selbst dann, wenn eine durch die ECU 5 vorgegebene
Einspritzmenge konstant ist, eine von dem Injektor 3 tatsächlich eingespritzte
tatsächliche
Einspritzmenge mit der Zunahme der Abgabemenge abnehmen.
-
Daher
ist die ECU 5 in diesem Ausführungsbeispiel 1 mit
einer Funktion einer Korrektureinrichtung versehen, um die Einspritzmenge
von dem Injektor 3 in Übereinstimmung
mit einer Änderung
der Abgabemenge, die durch die Änderung
des Injektors 3 über
den Verlauf der Zeit erzeugt wird, zu korrigieren.
-
Beim
Aufstellen einer vorbestimmten Lernbedingung misst die Korrektureinrichtung
einen durch den Common-Raildrucksensor 24 pro Zeiteinheit
erfassten Druckabfallbetrag (ΔPCi/Δτ) in dem Common-Raildruck,
um aus einer Differenz zwischen dem gemessenen Druckabfallbetrag
(ΔPCi/Δτ) und einem
anfänglichen
Druckabfallbetrag (ΔPCO/Δτ) eine Abgabemengenänderung Δq zu erhalten,
die durch die Änderung
(Verschlechterung) des Injektors 3 über den Verlauf der Zeit erzeugt
wird. Die Korrektureinrichtung korrigiert die Einspritzmenge des
von dem Injektor 3 eingespritzten Kraftstoffs (korrigiert die
erforderliche Einspritzmenge Q oder die Einspritzdauer) auf der
Grundlage der Abgabemengenänderung Δq, sodass
die in Übereinstimmung
mit dem gegenwärtigen
Betriebszustand berechnete erforderliche Einspritzmenge Q und die
von dem Injektor 3 tatsächlich
eingespritzte tatsächliche
Einspritzmenge gleich werden.
-
Insbesondere
wird in diesem Beispiel eine Abgabemengenänderung Δqic auf Grundlage einer dynamischen
Abgabeänderung
qic in jedem der Injektoren 3 erhalten, sodass die von
jedem der Injektoren 3 eingespritzte Einspritzmenge auf
Grundlage der Abgabenmengenänderung
qic in jedem der Injektoren 3 korrigiert wird.
-
Eine
vorbestimmte Lernbedingung in diesem Ausführungsbeispiel 1 entspricht
einem Zustand, der die folgenden Bedingungen erfüllt: eine Fahrstrecke des Fahrzeugs
erreicht eine vorbestimmte Lernstrecke (oder ein vorbestimmtes Lernstreckenintervall); ein
Betriebszustand, in dem die Kraftmaschine stabil läuft (beispielsweise
die Drehzahl der Kraftmaschine) ist gleich oder größer als
eine vorbestimmte Zahl; die Kraftstofftemperatur liegt innerhalb
eines vorbestimmten Temperaturbereichs; die Kraftstoffzufuhr zu der
Common-Rail 2 ist gestoppt (die Zwangsförderung des Kraftstoffs von
der Zuführpumpe 4 ist
gestoppt); und der Injektor 3 spritzt keinen Kraftstoff
ein (Q < 0).
-
(1)
Unter Bezugnahme auf 4A und 4B wird
ein Beispiel beschrieben, bei dem eine statische Abgabegesamtmenge
und eine dynamische Abgabegesamtmenge in allen Injektoren 3 getrennt
gemessen werden.
-
Wie
in 4A gezeigt ist, wird die Beschreibung unter der
Annahme gegeben, dass die für
einen ersten Zylinder vorgesehene dynamische Abgabemenge qic in
dem Injektor 3 (A) ist, die für einen zweiten Zylinder vorgesehene
dynamische Abgabemenge qic in dem Injektor 3 (B) ist, die
für einen
dritten Zylinder vorgesehene dynamische Abgabemenge qic in dem Injektor 3 (C)
ist, die für
einen vierten Zylinder vorgesehene dynamische Abgabemenge qic in
dem Injektor 3 (D) ist und eine statische Abgabegesamtmenge
in allen Injektoren 3 (E) ist.
-
Die
Abgabegesamtmenge in allen Injektoren 3 ist die Summe aus
einer dynamischen Abgabegesamtmenge in allen Injektoren 3 (A
+ B + C + D) und der statischen Abgabegesamtmenge (E) in allen Injektoren 3.
-
Die
statische Abgabegesamtmenge (E) in allen Injektoren 3 wird
ohne Leerhubbetrieb gemessen, das heißt, in dem Zustand, in dem
die entsprechenden elektromagnetischen Ventile 34 aller
Injektoren 3 nicht betätigt
werden. Die statische Abgabegesamtmenge (E) kann aus dem Druckabfallbetrag (ΔPC/Δτ) pro Zeiteinheit
erhalten werden, der durch den Common-Raildrucksensor 24 ohne
Leerhubbetrieb aller Injektoren 3 gemessen wird.
-
Andererseits
kann die Abgabegesamtmenge (A + B + C + D + E) aus dem Druckabfallbetrag (ΔPC/Δτ) pro Zeiteinheit
erhalten werden, der durch den Common-Raildrucksensor 24 gemessen
wird, während
alle Injektoren 3 kontinuierlich im Leerhubbetrieb sind.
-
Die
statische Abgabegesamtmenge (E) wird von der Abgabegesamtmenge (A
+ B + C + D + E) abgezogen, um die dynamische Abgabegesamtmenge (A
+ B + C + D) zu erhalten.
-
Der
Leerhubbetrieb entspricht der elektrischen Leitungssteuerung für das elektromagnetische Ventil 34 durch
die ECU 5 so, dass das Ventil 47 damit anfängt, sich
nach oben zu bewegen, um den Auslassdurchlass 32 zu öffnen, um
eine dynamische Abgabe zu erzeugen, und den Auslassdurchlass 32 schließt, bevor
der Druck in der Steuerkammer 33 auf den Ventilöffnungsdruck
abfällt
(ein Druck, bei dem die Nadel 35 damit anfängt, sich
nach oben zu bewegen).
-
Genauer
gesagt sind beim Aufstellen der vorbestimmten Lernbedingung während dem
Betrieb der Kraftmaschine 1 alle Injektoren 3 kontinuierlich
im Leerhubbetrieb wie dies in 4B gezeigt
ist, um einen Druckabfallbetrag (im Weiteren als Gesamtleerhubdruckabfallbetrag) ΔPC4 für jede vorbestimmte Zeitspanne Δt ab einer
durch den Common-Raildrucksensor 24 erfassten Änderung
in dem Common-Raildruck
PC zu messen.
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Als
nächstes
wird beim Aufstellen der vorbestimmten Lernbedingung ein Druckabfallbetrag
(im weiteren als Nichtleerlaufdruckabfallbetrag) ΔPC für jede vorbestimmte
Zeitspanne Δτ ab der Änderung
in dem durch den Common-Rail-Drucksensor 24 ohne Leerhubbetrieb
der Injektoren 3 erfassten Common-Rail-Druck PC gemessen.
Die statische Abgabegesamtmenge (E) kann von dem leerhubfreien Druckabfallbetrag ΔPC1 und einem
Kennfeld (oder einem Funktionsausdruck) abgeschätzt werden.
-
Der
leerhubfreie Druckabfallbetrag ΔPC1 wird
von dem Gesamtleerhubdruckabfallbetrag ΔPC4 abgezogen (ΔPC4 – ΔPC1). Die
dynamische Abgabegesamtmenge (A + B + C + D) kann von dem durch
die Subtraktion und das Kennfeld (oder den Funktionsausdruck) erhaltenen
Wert abgeschätzt werden.
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Obwohl
in diesem Beispiel zunächst
der Gesamtleerhubdruckabfallbetrag ΔPC4 gemessen wird, kann auch
der leerhubfreie Druckabfallbetrag ΔPC1 zuerst gemessen werden.
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(2)
Unter Bezugnahme auf 5A bis 6B werden
zwei Beispiele zum Messen der dynamischen Abgabemenge qic in dem
Injektor 3 für
einen bestimmten Zylinder beschrieben.
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In
diesem Beispiel ist die dynamische Abgabemenge qic in dem Injektor 3 für einen
bestimmten Zylinder als eine bestimmte dynamische Abgabemenge (N)
beschrieben. Genauer gesagt ist die bestimmte dynamische Abgabemenge
(N) eine von der für
den ersten Zylinder vorgesehenen dynamischen Abgabemenge (A) des
Injektors 3, der für
den zweiten Zylinder vorgesehenen dynamischen Abgabemenge (B) des
Injektors 3, der für
den dritten Zylinder vorgesehenen dynamischen Abgabemenge (C) des Injektors 3 und
der für
den vierten Zylinder vorgesehenen dynamischen Abgabemenge (D) des
Injektors 3.
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(2–1) Nun
wird ein erstes Messverfahren beschrieben.
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Ein
Messverfahren der bestimmten dynamischen Abgabemenge (N) dient dem
Messen der statischen Abgabegesamtmenge (E) ohne die jeweiligen
elektromagnetischen Ventile 34 in allen Injektoren 3 zu
betätigen
und einer Einzelzylinderadditionsabgabemenge (E + N), die durch
Addieren der statischen Abgabegesamtmenge und der dynamischen Abgabemenge
qic in einen bestimmten Zylinder erhalten wird, während lediglich
der Injektor 3 für
einen bestimmten Zylinder kontinuierlichen im Leerhubbetrieb ist,
wie dies in 5A gezeigt ist.
-
Die
bestimmte dynamische Abgabemenge (N) wird aus einer Differenz zwischen
der statischen Abgabegesamtmenge (E) und der Einzelzylinderadditivabgabemenge
(E + N) gemessen.
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Insbesondere
wenn die vorbestimmte Lernbedingung aufgestellt ist, während die
Kraftmaschine 1 in Betrieb ist, wird der Druckabfallbetrag ΔPC1 (im weiteren
als leerhubfreier Druckabfallbetrag bezeichnet) in dem Common-Rail-Druck PC für jede vorbestimmte
Zeitspanne Δt
ohne Leerhubbetrieb aller Injektoren 3 gemessen, wie in 5B gezeigt
ist.
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Als
nächstes
wird beim Aufstellen der vorbestimmten Lernbedingung lediglich der
Injektor 3 für einen
bestimmten Zylinder kontinuierlichen im Leerhubbetrieb gehalten,
um so einen Druckabfallbetrag (weiterhin als Einzelzylinderadditionsdruckabfallbetrag) ΔPC2 in dem
Common-Rail-Druck PC für
jede vorbestimmte Zeitspanne Δτ zu messen.
-
Eine
Differenz zwischen dem leerhubfreien Druckabfallbetrag ΔPC1 und dem
Einzelzylinderadditivdruckabfallbetrag ΔPC2 wird erhalten, so dass die
bestimmte dynamische Abgabemenge (N) von der erhaltenen Differenz
und dem Kennfeld (oder dem Betriebsausdruck) abgeschätzt werden
kann.
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Obwohl
der leerhubfreie Druckabfallbetrag ΔPC1 in diesem Beispiel zuerst
gemessen wird, kann der Einzelzylinderadditivdruckabfallbetrag ΔPC2 zuerst
gemessen werden.
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(2–2) Nun
wird ein zweites Messverfahren beschrieben
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In
dem zweiten Messverfahren der dynamischen Abgabemenge qic des Injektors 3 für einen
bestimmten Zylinder wird, wie in 6A gezeigt
ist, die Abgabegesamtmenge (A + B + C + D + E) gemessen, während alle
Injektoren 3 kontinuierlich im Leerhubbetrieb sind. Zum
selben Zeitpunkt ist lediglich der Injektor 3 für einen
bestimmten Zylinder nicht im Leerhubbetrieb, während die anderen Injektoren 3 kontinuierlich
im Leerhubbetrieb sind, um eine Einzelzylindersubtraktivabgabemenge
zu messen, die durch Addieren der statischen Abgabegesamtmenge zu der
dynamischen Abgabemenge qic für
die drei Zylinder erhalten wird (B + C + D + E), wenn der Injektor 3 für den ersten
Zylinder nicht betätigt
wird.
-
Dann
wird die bestimmte dynamische Abgabemenge (N) von einer Differenz
zwischen der Abgabegesamtmenge (A + B + C + D + E) und der Einzelzylindersubtraktionsabgabemenge
(B + C + D + E) gemessen, wenn lediglich der Injektor 3 für den ersten
Zylinder nicht betrieben wird.
-
Insbesondere
dann, wenn die vorbestimmte Lernbedingung aufgestellt ist, während die
Kraftmaschine 1 in Betrieb ist, wird der Druckabfallbetrag
(im weiteren als Gesamtleerlaufdruckabfallbetrag bezeichnet) ΔPC4 in dem Common-Rail-Druck
PC für jede
vorbestimmte Zeitspanne Δτ gemessen
während
alle Injektoren 3 kontinuierlich im Leerhubbetrieb sind,
wie in 6B gezeigt ist.
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Als
nächstes
wird beim Aufstellen der vorbestimmten Lernbedingung lediglich das
elektromagnetische Ventil 34 des Injektors 3 für den bestimmten Zylinder
nicht betätigt,
während
alle anderen Injektoren 3 kontinuierlich im Leerhubbetrieb
sind, um so einen Druckabfallbetrag ΔPC3 (im weiteren als Einzelzylindersubtraktionsdruckabfallbetrag)
in dem Common-Rail-Druck PC für
jede vorbestimmte Zeitspanne Δτ zu messen.
-
Eine
Differenz zwischen dem Gesamtleerhubdruckabfallbetrag ΔPC4 und dem
Einzelzylindersubtraktivdruckabfallbetrag ΔPC3 wird erhalten, so dass die
bestimmte dynamische Abgabemenge (N) aus der erhaltenen Differenz
und dem Kennfeld (oder dem Betriebsausdruck) gemessen werden kann.
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Auch
wenn in diesem Beispiel der Gesamtleerhubdruckabfallbetrag ΔPC4 zuerst
gemessen wird, kann der Einzelzylindersubtraktivdruckabfallbetrag ΔPC3 statt
dessen zuerst gemessen werden.
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(3)
Unter Bezugnahme auf 7A und 7B wird
ein grundsätzliches
Prinzip beschrieben, wie die Abgabemengenänderung Δq erhalten wird.
-
Wenn
nach der Herstellung eines Fahrzeugs eine erste Lernbedingung aufgestellt
ist, wird die Abgabemenge ΔPCi
in dem Common-Rail-Druck PC für jede
vorbestimmte Zeitspanne Δτ gemessen,
wie in 7A gezeigt ist. Die Abgabemenge
q wird von dem Abfallbetrag ΔPCi/Δτ unter Verwendung
eines Kennfelds, einer Berechnungsformel oder dergleichen erhalten.
Der erhaltene Wert wird in einem Speicher als eine anfängliche
Abgabemenge q0 gespeichert.
-
Danach
wird, wenn die vorbestimmte Lernbedingung aufgestellt ist, während die
Kraftmaschine 1 betrieben wird, ein tatsächlicher
Abfallbetrag ΔPCi in
dem Common-Rail-Druck
PC für
die vorbestimmte Zeitspanne Δτ gemessen.
Eine tatsächliche
Abgabemenge qi wird von dem tatsächlichen
Abfallbetrag ΔPCi/Δτ unter Verwendung
eines Kennfelds, einer Berechnungsformel oder dergleichen erhalten.
-
Ein
Abgabemengenänderungswert Δq wird aus
einer Differenz (qi – q0)
zwischen der gegenwärtigen
Abgabemenge qi und der anfänglichen
Abgabemenge q0 abgeschätzt.
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(4)
Die ECU 5 in diesem Beispiel misst die dynamische Abgabemenge
qic individuell für
jeden der Injektoren 3 unter Verwendung der vorstehend beschriebenen
Technik (2–1)
oder (2-2). Zur selben Zeit misst die ECU 5 die Abgabemengenänderung Δq des Injektors 3 für jeden
Zylinder unter Verwendung der vorstehend beschriebenen Technik (3). Dann
korrigiert die ECU 5 die Einspritzmenge von jedem der Injektoren 3 auf
Grundlage der erhaltenen Abgabemengenänderung Δq.
-
Wie
durch die durchgezogene Linie A in 8 angezeigt
ist, nimmt die Abgabemenge insbesondere in Folge einer Abnutzung
des Injektors 3 oder dergleichen zu, so dass eine Druckverringerungsrate
des Common-Rail-Drucks PC (Druckabfallbetrag pro Zeiteinheit) verglichen
zu ihrem anfänglichen
Wert erhöht
wird. Dann fällt
die Einspritzmenge von dem Injektor 3 ab, wie durch die
durchgezogene Linie B angezeigt ist. Daher erhöht die ECU 5 die Einspritzmenge
wenn die Druckverringerungsrate des Common-Rail-Drucks PC verglichen
mit ihrem Anfangswert zunimmt (die Abgabemengenänderung Δq nimmt zu), so dass die Korrektur
zum genauen Beibehalten der Einspritzmenge durchgeführt wird.
-
(5)
Die ECU 5 in diesem Beispiel hat eine Funktion als Bestimmungseinrichtung
zum Bestimmen der Abnormalität
des Injektors 3, der eine Abgabemengenänderung Δqic aufweist, die einen voreingestellten
Kriteriumsgrenzwert q' überschreitet,
wenn die Abgabemengenänderung Δqic in jedem
der Injektoren 3 den Kriteriumsgrenzwert q' überschreitet, um einen Fahrzeugpassagier
von dem Auftreten der Abnormalität
durch eine Anzeigevorrichtung (nicht gezeigt) oder dergleichen in
Kenntnis zu setzen.
-
Ein
Beispiel einer Steuerung durch die ECU 5 durch die vorstehend
erwähnten
Technik (2–1)
und Prinzipien (3) bis (5) wird unter Bezugnahme auf ein Ablaufdiagramm
aus 9 beschrieben.
-
In
dem Steuerungsbeispiel wird bei Schritten S1 und S2 zunächst bestimmt,
ob eine zum Messen einer Abgabemenge in dem Injektor 3 geeignete Lernbedingung
für einen
gegenwärtigen
Betriebszustand des Fahrzeugs aufgestellt ist oder nicht. Insbesondere
wird bei Schritt S1 nach dem Zusammenbau des Injektors 3 bestimmt,
ob ein anfänglicher
Wert der Abgabemenge in dem Injektor 3 nicht gemessen wurde
oder ob nach dem vorhergehenden Messen der Abgabemenge eine vorbestimmte
Strecke (beispielsweise 5000 km, 10.000 km oder dergleichen) zurückgelegt
worden ist.
-
Wenn
das Bestimmungsergebnis bei Schritt S1 Nein lautet kehrt die Verarbeitung
zum Start zurück.
Wenn das Bestimmungsergebnis bei Schritt S1 Ja lautet, schreitet
die Verarbeitung zu Schritt S2 vor, wo bestimmt wird, ob die Kraftmaschine
ohne Einspritzung von dem Injektor 3 (Q < 0) arbeitet, ob
der Common-Rail-Druck PC verringert ist wenn die Zwangsförderung
des Kraftstoffs von der Zufuhrpumpe 4 gestoppt ist, und
ob sich die Kraftmaschine 1 in einem Betriebszustand befindet
(Kraftstofftemperatur, Kraftmaschinendrehzahl und dergleichen),
der zum Messen der Abgabemenge geeignet ist.
-
Wenn
die Druckverringerung bei Schritt S2 vollendet ist, schreitet der
Ablauf zu Schritt S3 vor, bei dem zum Messen der Abgabemenge in
dem Injektor 3 geeignete Antriebsmuster (ein Zählwert c) des
Injektors 3 sequentiell von C = 0 auf C = 4 gesetzt werden.
Wenn der Zählwert
c = 0 beträgt,
ist ein Antriebsmuster so, dass keiner der Injektoren 3 im
Leerhubbetrieb ist; wenn der Zählwert
c = 1 beträgt,
ist das Antriebsmuster so, dass lediglich der Injektor 3 des
ersten Zylinders kontinuierlich im Leerhubbetrieb ist; wenn der
Zählwert
c = 2 beträgt,
ist das Antriebsmuster so, dass lediglich der Injektor 3 für den zweiten
Zylinder kontinuierlich im Leerhubbetrieb ist; wenn der Zählwert c
= 3 beträgt,
ist ein Antriebsmuster so, dass lediglich der Injektor 3 des
dritten Zylinders kontinuierlich im Leerhubbetrieb ist; und wenn der
Zählwert
c = 4 beträgt,
ist ein Antriebsmuster so, dass lediglich der Injektor 3 des
vierten Zylinders kontinuierlich im Leerhubbetrieb ist.
-
Daraufhin
wird bei Schritt S4 nach dem Starten des Messens des Common-Raildrucks
PC auf Grundlage des beim vorgenannten Schritt S3 eingestellten
Antriebsmuster bestimmt, ob eine vorbestimmte Zeitspanne Δτ (eine Zeitspanne
zum Erfassen eines Druckverringerungsbetrags) verstrichen ist oder
nicht.
-
Wenn
das Bestimmungsergebnis bei Schritt S4 Nein lautet, kehrt die Verarbeitung
zu Schritt S2 zurück.
Wenn das Bestimmungsergebnis bei Schritt S5 Ja lautet, wird die
Abgabemenge q, die dem Druckabfallbetrag ΔPC/Δτ in dem Common-Rail-Druck PC
innerhalb einer vorbestimmten Zeitspanne entspricht, bei Schritt
S5 unter Verwendung eines Korrelationskennfelds oder einer Berechnungsformel
berechnet. Bei Schritt S5 wird zudem eine Berechnung durchgeführt, um
die dynamische Abgabemenge qic in dem Injektor 3 für jeden
Zylinder aus einer Differenz zwischen der mit den Zählwerten c
= 1 bis c = 4 erhaltenen Abgabemenge q und der mit dem Zählwert c
= 0 erhaltenen Abgabemenge q zu erhalten.
-
Nun
wird bei Schritt S6 die bei Schritt S5 berechnete dynamische Abgabemenge
qic in dem Speicher gespeichert. Dann wird bei Schritt S7 der Zählwert c
um 1 erhöht,
um das Antriebsmuster umzuschalten.
-
Dann
wird bei Schritt S8 das Messen für
das Antriebsmuster mit dem Zählwert
c = 4 beendet, um zu bestimmen, ob der Zählwert c den Wert 5 erreicht hat
oder nicht.
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Wenn
das Bestimmungsergebnis bei Schritt S8 nein lautet, kehrt die Verarbeitung
zu Schritt S2 zurück.
Wenn andererseits das Bestimmungsergebnis bei Schritt S8 ja lautet,
wird bestimmt, dass das Messen für
alle Antriebsmuster beendet ist, und der Ablauf schreitet zum nächsten Schritt
S9 vor.
-
Bei
Schritt S9 wird auf den Zählwert
I, der die Anzahl der Lernvorgänge
anzeigt, der Wert 1 aufaddiert, um den Zählwert I nachzuführen.
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Nun
wird bei Schritt S10 bestimmt, ob der die Lernvorgänge anzeigende
Zählwert
I nicht 1 beträgt oder
schon. Wenn das Bestimmungsergebnis bei Schritt S10 Nein lautet
(I = 1), wird bestimmt, dass der Lernvorgang der erste Lernvorgang
ist, so dass die in dem Speicher bei Schritt S1 gespeicherte dynamische
Abgabemenge qic als die anfängliche
dynamische Abgabemenge q0c gespeichert wird (eine anfängliche
dynamische Abgabemenge in jedem des ersten bis vierten Zylinders),
wodurch die Verarbeitung beendet wird ( Ende).
-
Wenn
andererseits das Bestimmungsergebnis bei Schritt S10 Ja lautet,
wird die anfängliche
dynamische Abgabemenge q0c für
jeden des ersten bis vierten Zylinders von jeder bei Schritt S6
für jeden
Zylinder gespeicherten dynamischen Abgabemenge qic für jeden
des ersten bis vierten Zylinders abgezogen, um bei Schritt S11 die
Abgabenmengenänderung Δqic eines
jeden Injektors 3 für
den jeweiligen Zylinder (Δqic
= qic – q0c)
zu erhalten.
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Nun
wird bei Schritt S12 bestimmt, ob die Abgabemengenänderung Δqic eines
jeden der Injektoren 3 für die jeweiligen Zylinder kleiner
als der voreingestellte Kriteriumsgrenzwert q', ist oder nicht.
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Wenn
das Bestimmungsergebnis bei Schritt S12 Nein lautet, wird bei Schritt
S13 die Abnormalität des
Injektors 3 bestimmt, der eine Abgabemengenänderung Δqic aufweist,
die den Kriteriumsgrenzwert q' überschreitet.
Ein Fahrzeuginsasse wird von dem Auftreten der Abnormalität in dem
Injektor 3 durch eine nicht gezeigte Anzeigevorrichtung
in Kenntnis gesetzt, während
eine Fehlerverarbeitung ausgeführt
wird, um die Verarbeitung zu beenden (Ende).
-
Wenn
das Bestimmungsergebnis bei Schritt S12 Ja lautet, wird eine Korrektureinspritzmenge ΔQic eines
jeden der Injektoren 3 für die jeweiligen Zylinder bei
Schritt S14 berechnet, die mit der Abgabemengenänderung Δqic eines jeden der Injektoren 3 für die jeweiligen
Zylinder korreliert, in dem ein Korrelationskennfeld oder eine Berechnungsformel
verwendet wird, um die Korrektureinspritzmenge ΔQic eines jeden der Injektoren 3 für die jeweiligen
Zylinder in dem Speicher zu speichern (wahlweise kann ein Korrekturfaktor
an Stelle der Korrektureinspritzmenge Δqic berechnet werden, die in
dem Speicher zu speichern ist).
-
Nun
wird bei Schritt S15 eine Steuerung ausgeführt, um die in dem Speicher
gespeicherte Korrektureinspritzmenge ΔQic eines jeden Injektors 3 für die jeweiligen
Zylinder wiederzugeben, um einen Wert der Einspritzmenge eines jeden der
Zylinder 3 für
die jeweiligen Zylinder zu steuern, um dann die Verarbeitung zu
beenden (Ende). Der Schritt S15 wird für jede Einspritzung von dem
Injektor 3 durchgeführt.
Insbesondere wird die Korrektur in Übereinstimmung mit der Abgabemengenänderung Δqic für jede Einspritzung
durchgeführt
(dabei wird, wenn der Korrekturfaktor an Stelle der Korrektureinspritzmenge ΔQic bei Schritt
S14 gespeichert wird, die Einspritzmenge auf Grundlage des Korrekturfaktors
für jede
Einspritzung korrigiert).
-
Das
Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem in diesem Ausführungsbeispiel 1 erhält die dynamische
Abgabemenge qic in jedem der Injektoren 3 aus dem Druckabfallbetrag ΔPC/Δτ in dem durch
den Common-Rail-Drucksensor 24 pro Zeiteinheit beim Aufstellen
der vorbestimmten Lernbedingung erfassten Common-Rail-Druck PC.
Die Abgabemengenänderung Δqic für jeden
Zylinder wird aus einer Differenz zwischen der dynamischen Abgabemenge
qic für
jeden Zylinder und der anfänglichen
dynamischen Abgabemenge q0c für
jeden Zylinder erhalten. Dann wird die Korrektureinspritzmenge ΔQic für jeden
der Injektoren 3 auf Grundlage der Abgabemengenänderung Δqic erhalten,
um die Einspritzmenge von jedem der Injektoren 3 für jede Einspritzung
zu korrigieren.
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Auf
diese Weise wird die Einspritzmenge von jedem der für die jeweiligen
Zylinder der Kraftstoffmaschine 1 vorgesehene Injektoren 3 auf
Grundlage ihrer eigenen Abgabemengenänderung ΔQic korrigiert. Als ein Ergebnis
wird die gegenwärtige
Einspritzmenge von jedem der Injektoren 3 in Übereinstimmung mit
dem gegenwärtigen
Betriebszustand der erforderlichen Einspritzmenge Q gleichgemacht.
-
Da
das Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem in diesem ersten Ausführungsbeispiel
die Abnormalität
des Injektors 3, der die Abgabemengenänderung ΔQit aufweist, der den voreingestellten
Kriteriumsgrenzwert q' überschreitet,
wenn die Abgabemengenänderung Δqic den Kriteriumsgrenzwert
q' überschreitet,
bestimmt, ist es möglich,
eine Abgabeabnormalität
zu erfassen, die darin besteht, dass die Abgabemenge von dem Injektor 3 in
Folge einer Änderung über den
Verlauf der Zeit und dergleichen übermäßig zunimmt. Als ein Ergebnis
können
durch die Abgabeabnormalität
in dem Injektor 3 hervorgerufene Probleme (wie zum Beispiel
die Unfähigkeit, die
Einspritzmenge zu korrigieren) verhindert werden.
-
In
dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel wird die anfängliche
Abgabemenge q0 beim ersten Aufstellen der vorbestimmten Lernbedingung
als die Abgabebasismenge verwendet und die Einspritzmenge von dem
Injektor 3 wird in Übereinstimmung
mit einer Differenz (Abgabemengenänderung Δqic) zu der Abgabemenge qi bei
der Messung korrigiert.
-
Andererseits
wird in einem zweiten Ausführungsbeispiel
eine Mediandifferenz zwischen Injektoren q0' (ein Entwurfssollwert), wenn der Injektor 3 neu
ist, als die Abgabebasismenge verwendet.
-
Wie
vorstehend beschrieben ist, kann durch Verwendung der Mediandifferenz
zwischen den Injektoren q0',
wenn der Injektor 3 neu ist, als die Abgabebasismenge,
die Einspritzmenge automatisch aus einer Differenz (Differenzabweichung
zwischen Injektoren q0' – q0) zwischen
der Mediandifferenz zwischen den Injektoren q0' der Abgabemenge und der anfänglichen
Abgabemenge q0 beim ersten Aufstellen der vorbestimmten Lernbedingung
korrigiert werden.
-
Genauer
gesagt kann eine Variation in der Abgabemenge zwischen Vorrichtungen
automatisch korrigiert werden.
-
In
dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel wird die anfängliche
Abgabemenge q0 beim ersten Aufstellen der vorbestimmten Lernbedingung
als die Abgabebasismenge verwendet und die Einspritzmenge von dem
Injektor 3 wird in Übereinstimmung
mit einer Differenz (Abgabemengenänderung Δqic) von der Abgabemenge qi
bei der Messung korrigiert.
-
Andererseits
wird in einem dritten Ausführungsbeispiel
ein bei dem vorangehenden Aufstellen der vorbestimmten Lernbedingung
erhaltener vorheriger Wert der Abgabemenge q0'' als
die Abgabebasismenge verwendet.
-
Wie
vorstehend beschrieben ist, kann durch Verwendung des vorangegangenen
Werts der Abgabemenge q0'' als die Abgabebasismenge
die Abgabemenge von dem Injektor 3 in Übereinstimmung mit der Differenz
(der Abgabemengenänderung Δic) zwischen
dem vorangehenden Wert der Abgabemenge q0'' und
der Abgabemenge qi während
der Messung korrigiert werden. Genauer gesagt kann eine zusätzliche
Lernsteuerung zum Addieren des gegenwärtigen Korrekturwerts (einer
Korrekturmenge, eines Korrekturfaktors oder dergleichen) zu dem vorangegangenen Korrekturwert (einer
Korrekturmenge, einem Korrekturfaktor oder dergleichen) durchgeführt werden.
-
Trotz
des Beispiels bei dem die dynamische Abgabemenge qic in jedem der
Injektoren 3 durch Verwendung des unter (2–1) in den
vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen
beschriebenen Messverfahrens erhalten wird, kann die dynamische Abgabemenge
qic eines jeden der Injektoren 3 unter Verwendung des unter
(2–2)
beschriebenen Verfahrens erhalten werden.
-
Obwohl
in den vorstehend beschriebenen Beispielen die Injektoren 3 individuell
korrigiert werden, kann die Einspritzmenge auf Grundlage des gleichen
Einspritzkorrekturwerts in dem Fall korrigiert werden, in dem die
Abgabemengenänderung Δgic in Folge
der Abnutzung eines jeden der Injektoren 3 klein ist, oder
um eine Berechnungslast der ECU 5 zu verringern. In diesem
Fall kann die Abgabemengenänderung
auf Grundlage der statischen Abgabegesamtmenge, der Abgabegesamtmenge
oder der dynamischen Abgabegesamtmenge abgeschätzt werden.
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Die
Abgabemenge q wird aus dem Druckabfallbetrag ΔPC/Δτ erhalten, um die Abgabemengenänderung Δq (genauer
gesagt Δqic
der dynamischen Abgabe) aus einer Differenz zwischen der gegenwärtigen Abgabemenge
qi und der anfänglichen Abgabemenge
q0 in den vorstehenden Ausführungsbeispielen
zu erhalten. Da der Druckabfallbetrag ΔPC/Δτ und die Abgabemenge q eine
Korrelation aufweisen, kann eine Druckverringerungsratenänderung
X aus einer Differenz zwischen dem gegenwärtigen Druckabfallbetrag ΔPC/Δτ pro Zeiteinheit
und dem anfänglichen
Druckabfallbetrag ΔPC/Δτ pro Zeiteinheit
erhalten werden, um die Einspritzmenge auf Grundlage der Druckverringerungsratenänderung
X zu korrigieren. Da als ein Ergebnis eine Last zum Umwandeln der
Druckabfallmenge ΔPC/Δτ in die Abgabemenge
q verringert werden kann, wird auch eine Berechnungslast auf der
ECU 5 verringert.
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Die
Einspritzmenge von dem Injektor 3 wird in dem vorstehenden
Ausführungsbeispiel
auf Grundlage einer Erhöhung
der Abgabemenge (einer Erhöhung
der Abgabenmengenänderung Δq oder der
Druckverringerungsratenänderung
X) korrigiert, so dass sie erhöht
wird. Da jedoch die Einspritzzeitgebung dazu neigt, in Übereinstimmung
mit der Erhöhung
der Abgabenänderung
verzögert
werden, kann eine Steuerung zum Vorrücken der Zeitgebung zum Erzeugen
des Einspritzimpulses durchgeführt
werden, so dass die Einspritzzeitgebung mit der Erhöhung der
Abgabemengen nicht verzögert
wird. Da außerdem
der Common-Rail-Druck mit der Zunahme der Abgabemenge in jedem der
Injektoren 3 abnimmt, kann das SCV korrigiert werden, um
die Menge des durch die Zuführpumpe 4 zwangszugeführten (Kraftstoffs)
mit der Zunahme der Abgabemenge (der Zunahme des Druckabfallbetrags)
zu erhöhen.
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Ein
Common-Railkraftstoffeinspritzsystem hat eine Common-Rail (2),
einen Injektor (3), eine Steuervorrichtung (5)
und einen Drucksensor (24). Die Common-Rail (2)
speichert den Hochdruckkraftstoff. Der Injektor (3) spritzt
den in der Common-Rail (2) gespeicherten Kraftstoff ein.
Die Steuervorrichtung (5) erhält eine Einspritzmenge von
dem Injektor (3) in Übereinstimmung
mit einem Betriebszustand, um ein An/Aus-Ventil (34) des
Injektors (3) auf Grundlage der Einspritzmenge zu steuern.
Der Common-Rail-Drucksensor (24) erfasst einen Common-Rail-Druck
(PC) des in der Common-Rail (2) gespeicherten Kraftstoffs.
Die Steuervorrichtung (5) hat eine Korrektureinrichtung
(5) zum Erhalten eines Druckabfallbetrags (ΔPc/Δτ) des Common-Rail-Drucks (PC) nach
dem Aufstellen einer vorbestimmten Lernbedingung, zum Erhalten einer
Abgabemengenänderung
(Δq) des
Injektors (3) und zum Korrigieren der Einspritzmenge auf
Grundlage der Abgabemengenänderung
(Δq).