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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sammlerkraftstoffeinspritzvorrichtung, die eine Common-Rail zum Sammeln von druckbeaufschlagtem Kraftstoff aufweist, wobei die Einspritzvorrichtung Kraftstoff in einen Zylinder einer Brennkraftmaschine durch die Common-Rail einspritzt.
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Herkömmlicherweise wird eine Sammlerkraftstoffeinspritzvorrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Zylinder einer Brennkraftmaschine, wie zum Beispiel eines Dieselverbrennungsmotors verwendet. Die Sammlerkraftstoffeinspritzvorrichtung weist eine Common-Rail (gemeinsame Leitung), eine Zufuhrpumpe, einen Injektor und eine ECU (elektronische Steuervorrichtung) auf.
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Die Common-Rail sammelt Hochdruckkraftstoff. Die Kraftstoffzufuhrpumpe komprimiert Kraftstoff auf einen Hochdruckzustand und führt den komprimierten Kraftstoff in die Common-Rail zu. Der Injektor ist jeweils an einem Zylinder zum Einspritzen des Hochdruckkraftstoffs, der in der Common-Rail gesammelt wird, in den Zylinder vorgesehen. Die ECU steuert die Kraftstoffzufuhrpumpe, den Injektor und dergleichen.
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Die Sammlerkraftstoffeinspritzvorrichtung steuert eine Zufuhrmenge Q des Kraftstoffs, der in die Common-Rail unter Verwendung der Kraftstoffzufuhrpumpe zugeführt wird, um einen Druck (Common-Rail-Druck) des Kraftstoffs in der Common-Rail gemäß einem Betriebszustand, wie zum Beispiel einer Drehzahl des Verbrennungsmotors zu steuern.
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Wie in 6 gezeigt ist, wird die Zufuhrmenge Q unter Verwendung eines Einlasssteuerventils 100 gesteuert, das eine Menge von in eine Kompressionskammer der Kraftstoffzufuhrpumpe gesaugten Kraftstoffs steuert. Das Einlasssteuerventil 100 ist nämlich eine Steuereinrichtung, die die Zufuhrmenge des in die Common-Rail zugeführten Kraftstoffs steuert. Wie in 6(b) gezeigt ist, weist das Einlasssteuerventil 100 einen Solenoid 101, einen Ventilstopfen 102, eine Feder 103 und einen Ventilkörper 104 auf. Der Solenoid 101 wird erregt, so dass der Solenoid 101 eine Anziehungskraft erzeugt. Der Ventilstopfen 102 wird magnetisch angezogen, so dass der Ventilstopfen 102 die Öffnungsfläche eines Kraftstoffdurchgangs steuert, der in dem Einlasssteuerventil 100 ausgebildet wird. Die Feder 103 spannt den Ventilstopfen 102 entgegengesetzt zu der Richtung, in die die magnetische Anziehungskraft wirkt. Der Ventilkörper 104 stützt den Ventilstopfen 102.
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Die ECU berechnet die Zufuhrmenge Q, die zum Steuern des Drucks in der Common-Rail benötigt wird, und berechnet einen Betrag (Antriebsstrom Iscv) einer Elektrizität, der den Solenoid 101 zugeführt wird. Der Antriebsstrom Iscv dient als Anweisungswert mit Bezug auf das Einlasssteuerventil 100. Dadurch wird der Antriebsstrom Iscv dem Solenoid 101 zugeführt, so dass die Öffnungsfläche des Kraftstoffdurchgangs entsprechend der Zufuhrmenge Q gesteuert wird. Daher haben der Antriebsstrom Iscv, der unter Verwendung der ECU berechnet wird, und die Zufuhrmenge Q eine vorbestimmte Beziehung relativ zueinander.
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Jedoch kann sich die Beziehung zwischen dem Antriebsstrom Iscv und der Zufuhrmenge Q aufgrund einer Veränderung der Nachgiebigkeit der Feder 103, die durch ihre Alterung verursacht wird, und durch eine Veränderung der magnetischen Anziehungskraft des Solenoids 101 verändern, die durch seine Alterung verursacht wird.
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Hier wird gemäß einem allgemein bekannten Verfahren eine Anweisungscharakteristik, die die Beziehung zwischen dem Antriebsstrom Iscv und der Zufuhrmenge Q darstellt, unter Verwendung eines Antriebsstroms Iscv (Leerlaufantriebsstrom Iscvi) in einem Leerlaufbetrieb korrigiert. Bei diesem Verfahren wird ein Antriebsstrom Iscv (Zufuhranfangsantriebsstrom Iscv0) unter Verwendung des Leerlaufantriebsstroms Iscvi gelernt. Der Zufuhranfangsantriebsstrom Iscv0 wird dem Solenoid 101 zugeführt, wenn das Einlassventil 100 tatsächlich beginnt Kraftstoff anzusaugen, wenn nämlich die Kraftstoffzufuhr in die Common-Rail tatsächlich gestartet wird. Nachfolgend wird die Anweisungscharakteristik unter Verwendung des Lernwerts des Zufuhranfangsantriebsstroms Iscv0 korrigiert.
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Beispielsweise wird, wie in 6(a) gezeigt ist, der Zufuhranfangsantriebsstrom Iscv0 für das Einlasssteuerventil 100 auf der Grundlage des Leerlaufantriebsstroms Iscvi, der Drehzahl (Leerlaufdrehzahl) des Verbrennungsmotors in einem Leerlaufbetrieb, einer Einspritzmenge (Leerlaufeinspritzmenge qi) in dem Leerlaufbetrieb und einer Austrittsmenge (Leerlaufaustrittsmenge Li) des Kraftstoffs, der aus einem Injektor in dem Leerlaufbetrieb austritt, berechnet. Das Einlasssteuerventil 100 hat einen normalerweise offenen Aufbau.
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Insbesondere ist die Zufuhrmenge Q in dem Leerlaufbetrieb eine Summe der Leerlaufeinspritzmenge qi und der Leerlaufaustrittsmenge Li. Eine Korrelationslinie, die eine Steigung hat, die äquivalent zu der Leerlaufdrehzahl ist, wird so gezogen, dass die Korrelationslinie durch Iscvi und qi + Li tritt, die Koordinaten des in 6(a) gezeigten Punkts sind.
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Die Korrelationslinie und die horizontale Achse, die den Antriebsstrom Iscv darstellt, haben einen Schnittpunkt. Der Antriebsstrom Iscv an dem Schnittpunkt zwischen der Korrelationslinie und der horizontalen Achse ist auf den Lernwert des Zufuhranfangsantriebsstroms Iscv0 eingerichtet. Korrelationslinien relativ zu verschiedenartigen Verbrennungsmotordrehzahlen ebenso wie der Leerlaufdrehzahl werden gemäß dem Lernwert des Zufuhranfangsantriebsstroms Iscv0 bereinigt und die Korrektur der Anweisungscharakteristik endet.
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Der Antriebsstrom Iscv wird allmählich von einer Bedingung, bei der die Menge des in das Einlasssteuerventil
100 geförderten Kraftstoffs auf im Wesentlichen Null sichergestellt ist, geändert. Der Antriebsstrom Iscv ändert sich nämlich allmählich von einer Bedingung, in der die Zufuhrmenge Q bei im Wesentlichen Null sichergestellt ist. Gemäß
DE 100 44 514 A1 wird der Zufuhranfangsantriebsstrom Iscv0 unter Verwendung einer Veränderung des Drucks in der Common-Rail, der Leerlaufeinspritzmenge qi und der Leerlaufaustrittsmenge Li in der Bedingung gelernt, in der die Zufuhrmenge Q auf im Wesentlichen Null sichergestellt wird.
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Jedoch verändern sich die Leerlaufeinspritzmenge qi und die Leerlaufaustrittsmenge Li aufgrund einer Veränderung der Viskosität des Kraftstoffs und einer Verschlechterung des Injektors. Demgemäß ist es schwierig, gegenwärtige Werte der Leerlaufeinspritzmenge qi und der Leerlaufaustrittsmenge Li zu messen. Daher werden die Leerlaufeinspritzmenge qi und die Leerlaufaustrittsmenge Li gemäß herkömmlicher Daten oder ähnlichem geschätzt und werden zum Lernen des Zufuhranfangsantriebsstroms Iscv0 verwendet. Jedoch ergibt sich ein Fehler zwischen dem Lernwert des Zufuhranfangsantriebsstroms Iscv0 und einem wahren Wert des Zufuhranfangsantriebsstroms Iscv0. Demgemäß wird die Anweisungscharakteristik nicht notwendigerweise richtig korrigiert.
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Die
DE 103 12 976 A1 offenbart ein elektronisches Trimmen für eine Pumpe mit veränderlicher Förderleistung in einem hydraulischen System für einen Motor. Hierbei wird die Pumpe bei wenigstens einer Betriebsbedingung getestet, wird das Resultat des Pumpentests aufgezeichnet, und werden Informationen zum Programmieren eines elektronischen Steuermoduls bereitgestellt, um ein Pumpensteuersignal auf der Basis des Resultats des Pumpentests einzustellen.
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Die
DE 10 2004 053 124 A1 offenbart ein Ventilöffnungsgradsteuerungssystem mit einer Fluidantriebseinrichtung zum Ansaugen oder Pumpen von Fluid; einem Ventil, das einen Öffnungsgrad eines Fluiddurchgangs einstellt, der das durch die Fluidantriebseinrichtung angesaugte oder gepumpte Fluid leitet, wobei eine Maximaleinstellleistungsfähigkeit des Ventils größer als eine Maximalleistungsfähigkeit der Fluidantriebseinrichtung ist; einer Steuerungsvorrichtung, die einen Öffnungsgrad des Ventils steuert; und einer Durchflussratenänderungsmesseinrichtung zum Messen eines Änderungsbetrags der Durchflussrate des Fluids, das durch den Fluiddurchgang geleitet wird, wobei die Steuerungsvorrichtung eine Lerneinrichtung aufweist; wobei die Lerneinrichtung einen Ventilsteuerungswert steuert, der dem Ventil zum Steuern des Öffnungsgrads des Ventils zugeführt wird.
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Die
DE 10 2004 006 694 A1 offenbart ein Steuergerät und ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit einem Einspritzsystem, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, bei dem Kraftstoff von einer Zumesseinheit und einer Hochdruckpumpe in einen Kraftstoffspeicher gefördert wird, und bei dem der Druck in dem Kraftstoffspeicher erfasst und durch Ansteuerung der Zumesseinheit geregelt wird; bei dem während des Betriebs der Brennkraftmaschine eine individuelle Kennlinie, welche das reale Verhalten der Zumesseinheit repräsentiert, für die Ansteuerung der Zumesseinheit ermittelt wird.
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Im Hinblick auf die vorstehend angegebenen und andere Probleme ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Sammlerkraftstoffeinspritzvorrichtung zu schaffen, bei der eine Anweisungscharakteristik richtig korrigiert wird, wobei die Anweisungscharakteristik eine Beziehung zwischen einer Menge des Kraftstoffs, der in eine Common-Rail zugeführt wird, und einem Anweisungswert darstellt, der zu einer Steuereinrichtung gemäß der Menge des Kraftstoffs übertragen wird, wobei die Steuereinrichtung die Menge des Kraftstoffs steuert.
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Diese Aufgabe ist durch eine Sammlerkraftstoffeinspritzvorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Eine alternative Sammlerkraftstoffeinspritzvorrichtung ist Gegenstand von Anspruch 2. Eine Weiterentwicklung ist in Anspruch 3 angegeben.
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Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung hat eine Sammlerkraftstoffeinspritzvorrichtung eine Common-Rail, eine Kraftstoffzufuhreinrichtung, eine Steuereinrichtung, einen Injektor, eine Druckerfassungseinrichtung, eine Zufuhrsteuereinrichtung und eine Anfangswertlerneinrichtung. Die Common-Rail sammelt Kraftstoff. Die Kraftstoffzufuhreinrichtung führt den Kraftstoff in die Common-Rail zu. Die Steuereinrichtung steuert eine Menge des in die Common-Rail zugeführten Kraftstoffs. Der Injektor spritzt Kraftstoff, der in der Common-Rail gesammelt wird, in einen Zylinder einer Brennkraftmaschine ein. Die Druckerfassungseinrichtung gibt ein Leitungsdruckerfassungssignal gemäß einem Druck des Kraftstoffs in der Common-Rail ab. Die Zufuhrsteuereinrichtung steuert die Menge des Kraftstoffs, der in die Common-Rail zugeführt wird, durch Ändern eines Anweisungswerts, der zu der Steuereinrichtung übertragen wird. Die Anfangswertlerneinrichtung lernt einen Zufuhranfangswert, der der Anweisungswert ist, wenn das Zuführen des Kraftstoffs in die Common-Rail gestartet wird. Die Anfangswertlerneinrichtung weist eine Einstelleinrichtung und eine erste Berechnungseinrichtung auf. Die Einstelleinrichtung ändert den Anweisungswert von einem Wert, der sicherstellt, dass die Menge des in die Common-Rail zugeführten Kraftstoffs im Wesentlichen Null ist, wenn der Injektor das Einspritzen des Kraftstoffs anhält. Die erste Berechnungseinrichtung bestimmt den Zufuhranfangsantriebswert gemäß einem Änderungsmaß des Drucks des Kraftstoffs in der Common-Rail, wenn die Einstelleinrichtung betrieben wird. Das Änderungsmaß des Drucks des Kraftstoffs in der Common-Rail wird auf der Grundlage des Leitungsdruckerfassungssignals berechnet.
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Alternativ hat eine Sammlerkraftstoffeinspritzvorrichtung die Common-Rail, die Kraftstoffzufuhreinrichtung, die Steuereinrichtung, den Injektor, die Druckerfassungseinrichtung, die Zufuhrsteuereinrichtung und eine Anfangswertlerneinrichtung. Die Anfangswertlerneinrichtung lernt den Zufuhranfangswert, der der Anweisungswert ist, wenn das Zuführen des Kraftstoffs in die Common-Rail gestartet wird. Die Anfangswertlerneinrichtung weist die Einstelleinrichtung und eine zweite Berechnungseinrichtung auf. Die zweite Berechnungseinrichtung bestimmt den Zufuhranfangsantriebswert gemäß einer Differenz zwischen einem Erfassungswert eines Drucks des Kraftstoffs in der Common-Rail und einem angenommenen Druck, wenn die Einstelleinrichtung betrieben wird. Der Erfassungswert des Drucks des Kraftstoffs in der Common-Rail wird auf der Grundlage des Leitungsdruckerfassungssignals berechnet. Der angenommene Druck ist ein angenommener Wert des Drucks in der Common-Rail, wenn angenommen wird, dass die Menge des in die Common-Rail zugeführten Kraftstoffs fortgesetzt im Wesentlichen Null ist.
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Dadurch kann eine Anweisungscharakteristik, die eine Beziehung zwischen der Menge des in die Common-Rail zugeführten Kraftstoffs und dem Anweisungswert, der zu der Steuereinrichtung abgegeben wird, wie zum Beispiel einem Steuerventil gemäß der Menge des Kraftstoffs darstellt, richtig korrigiert werden, während sie einem geringeren Einfluss ausgesetzt wird, der durch Altern und ähnlichem verursacht wird, was sich bei internen Bauteilen der Sammlerkraftstoffeinspritzvorrichtung ergibt.
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Die Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden genauen Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erkennbar. In den Zeichnungen sind:
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1 eine schematische Ansicht, die eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit einer Common-Rail gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 eine Querschnittsseitenansicht, die eine Kraftstoffzufuhrpumpe gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
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3(a) eine Graphik, die eine Beziehung zwischen einer Menge des in die Common-Rail zugeführten Kraftstoffs und einem Antriebsstrom, der zu einem Einlasssteuerventil zugeführt wird, zeigt, und ist 3(b) eine schematische Ansicht, die das Einlasssteuerventil gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
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4(a) ein Zeitdiagramm, das einen Übergang eines Drucks in der Common-Rail zeigt, 4(b) ein Zeitdiagramm, das einen Übergang des Änderungsmaßes des Drucks in der Common-Rail zeigt, und 4(c) ein Zeitdiagramm, das einen Übergang des Antriebsstroms gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
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5 eine Graphik, die eine Beziehung zwischen der Menge des in die Common-Rail zugeführten Kraftstoffs und dem Antriebsstrom, der zu dem Einlasssteuerventil zugeführt wird, gemäß einem abgewandelten Ausführungsbeispiel zeigt; und
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6(a) eine Graphik, die eine Beziehung zwischen der Menge des in die Common-Rail zugeführten Kraftstoffs und einem Antriebsstrom zeigt, der zu einem Einlasssteuerventil zugeführt wird, und 6(b) eine schematische Ansicht, die das Einlasssteuerventil gemäß dem Stand der Technik zeigt.
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[Erstes Ausführungsbeispiel]
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Wie in den 1 bis 3 gezeigt ist, spritzt eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1 Kraftstoff in jeweilige Zylinder einer Brennkraftmaschine, wie zum Beispiel eines Vierzylinderdieselverbrennungsmotors ein. Wie in 1 gezeigt ist, weist die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1 eine Common-Rail 2, eine Kraftstoffzufuhrpumpe 4, Injektoren 5, ein Common-Rail-Drucksensor 6 und eine ECU (elektronische Steuereinheit) 7 auf. Die Common-Rail 2 sammelt Hochdruckkraftstoff. Die Kraftstoffzufuhrpumpe 4 pumpt Kraftstoff aus einem Kraftstofftank 3 zu der Common-Rail 2 nach dem Komprimieren des Kraftstoffs auf einen Hochdruckzustand und Steuern der Menge des komprimierten Hochdruckkraftstoffs. Jeder Injektor 5 ist an jedem Zylinder zum Einspritzen von Kraftstoff, der in der Common-Rail gesammelt wird, in den Zylinder vorgesehen. Der Common-Rail-Drucksensor 6 erfasst einen Druck (Common-Rail-Druck) des Kraftstoffs in der Common-Rail 2. Die ECU 2 steuert Bauteile, wie zum Beispiel die Kraftstoffzufuhrpumpe 4 und den Injektor 5.
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Die Common-Rail 2 ist ein Sammelbehälter, der Hochdruckkraftstoff sammelt, der den Injektoren 5 zuzuführen ist. Die Common-Rail 2 ist mit einem Ausstoßanschluss der Kraftstoffzufuhrpumpe 4 durch eine Pumpenberohrung 11 verwunden, so dass Hochdruckkraftstoff von der Kraftstoffzufuhrpumpe 4 zu der Common-Rail 2 zugeführt wird. Die Common-Rail 2 ist mit den Injektoren 5 durch mehrere Injektorrohre 12 verbunden, so dass Hochdruckkraftstoff jeweils zu den Injektoren 5 zugeführt wird. Die Common-Rail 2 ist mit einem Druckbegrenzer 13, einem Druckregulierventil 14 und dergleichen versehen. Der Druckbegrenzer 13 reguliert den Common-Rail-Druck auf weniger als einen voreingestellten Druck. Das Druckregulierventil 14 verringert den Common-Rail-Druck rasch auf einen Solldruck. Kraftstoff tritt aus dem Druckbegrenzer 13 und dem Druckregulierventil 14 aus und der austretende Kraftstoff kehrt in den Kraftstofftank 3 durch ein Ablassrohr 15 zurück.
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Wie in 2 gezeigt ist, ist die Kraftstoffzufuhrpumpe 4 aus einer Förderpumpe 18, einem Regulatorventil 19, einem Einlasssteuerventil 20, einer Hochdruckpumpe 21 und dergleichen aufgebaut. Die Förderpumpe 18 pumpt Kraftstoff aus dem Kraftstofftank 3. Hier ist die Förderpumpe 18 in 2 um 90° gedreht. Das Regulatorventil 19 steuert den Druck des von der Förderpumpe 18 zugeführten Kraftstoffs. Das Einlasssteuerventil 20 saugt den von der Förderpumpe 18 zuzuführenden Kraftstoff an und steuert die Menge des von der Förderpumpe 18 angesaugten Kraftstoffs. Die Hochdruckpumpe 21 komprimiert den von dem Einlasssteuerventil 20 strömenden Kraftstoff auf einen Hochdruckzustand und führt den Hochdruckkraftstoff in die Common-Rail 2 zu.
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Die Förderpumpe 18 ist eine Trochoidalpumpe, die durch eine Nockenwelle 25 gedreht wird. Wenn die Förderpumpe 18 gedreht wird, wird Kraftstoff aus dem Kraftstofftank 3 durch einen Kraftstofffilter 26 gesaugt. Der Kraftstoff wird in die Förderpumpe 18 durch einen Kraftstoffansauganschluss 27 eingeführt und der Kraftstoff wird von der Förderpumpe 18 in das Einlasssteuerventil 20 zugeführt.
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Das Regulatorventil 19 ist in einem Kraftstoffdurchgang angeordnet, der eine Ansaugseite der Förderpumpe 18 mit einer Ausstoßseite der Förderpumpe 18 verbindet. Das Regulatorventil 19 öffnet sich, wenn der Zufuhrdruck der Förderpumpe 18 sich auf einen vorbestimmten Druck erhöht, so dass das Regulatorventil 19 den Zufuhrdruck der Förderpumpe 18 so steuert, dass er den vorbestimmten Druck nicht übersteigt.
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Das Einlasssteuerventil 20 dient als eine Steuereinrichtung, die die Menge des zu der Common-Rail 2 zugeführten Kraftstoffs steuert. Das Einlasssteuerventil 20 ist in einen Zufuhrdurchgang 29 zwischen gesetzt, durch den Kraftstoff von der Förderpumpe 18 zu der Hochdruckpumpe 21 eingeführt wird. Das Einlasssteuerventil 20 steuert die Menge des zu der Hochdruckpumpe 21 zugeführten Kraftstoffs, so dass die Menge des zu der Common-Rail 2 zugeführten Kraftstoffs gesteuert wird. Das Einlasssteuerventil 20 weist einen Solenoid 32, einen Ventilstopfen 33, eine Feder 34 und einen Ventilkörper 35 auf.
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Die ECU 7 steuert einen Betrag eines Stroms, der zu dem Solenoid 32 zugeführt wird, so dass der Solenoid 32 eine Anziehungskraft gemäß dem Betrag des Stroms erzeugt. Der Ventilstopfen 33 wird magnetisch durch den Solenoid 32 angezogen, um die Öffnungsfläche des Zufuhrdurchgangs 29 zu steuern. Die Feder 34 spannt den Ventilstopfen 33 in eine Richtung vor, die entgegengesetzt zu der Richtung ist, in die die magnetische Anziehungskraft wirkt. Der Ventilkörper 35 stützt den Ventilstopfen 33. Das Einlasssteuerventil 20 hat einen normalerweise offenen Aufbau, bei dem die Öffnungsfläche des Zufuhrdurchgangs 29 eine maximale Fläche wird, wenn in diesem Ausführungsbeispiel der Solenoid 32 entregt wird.
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Die Hochdruckpumpe 21 dient als eine Kraftstoffzufuhreinrichtung. Die Hochdruckpumpe 21 komprimiert Kraftstoff, der von dem Einlasssteuerventil 20 zugeführt wird, und führt den komprimierten Hochdruckkraftstoff in die Common-Rail 2 zu. Die Hochdruckpumpe 21 weist einen Tauchkolben 38, ein Ansaugventil 40 und ein Ausstoßventil 41 auf. Der Tauchkolben 38 wird unter Verwendung der Nockenwelle 25 hin und her bewegt. Kraftstoff strömt von dem Ansaugventil 40 in eine Kompressionskammer 39, die ein Volumen hat, das durch Hin- und Herbewegen des Tauchkolbens 38 verändert wird. Kraftstoff wird in der Kompressionskammer 39 komprimiert und der Kraftstoff strömt aus dem Ausstoßventil 41 in die Common-Rail 2.
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Der Tauchkolben 38 wird gegen einen Nockenring 43 unter Verwendung einer Feder 44 vorgespannt. Der Nockenring 43 ist um den Umfang eines exzentrischen Nockens 43 der Nockenwelle 25 vorgesehen. Wenn die Nockenwelle 25 sich dreht, dreht sich der exzentrische Nocken 43 exzentrisch, so dass der Tauchkolben 38 hin und her bewegt wird. Wenn der Tauchkolben 38, der an der oberen Seite in 2 liegt, sich nach unten bewegt, verringert sich der Druck des Kraftstoffs in der Kompressionskammer 39. In dieser Situation schließt sich das Ausstoßventil 41 und öffnet sich das Ansaugventil 40. Dadurch wird Kraftstoff, dessen Menge gesteuert wird, in die Kompressionskammer 39 durch das Ansaugventil 40 angesaugt. Wenn dagegen der Tauchkolben 38 sich nach oben bewegt und der Druck des Kraftstoffs in der Kompressionskammer 39 ansteigt, schließt sich das Ansaugventil 40. Wenn der Druck des Kraftstoffs in der Kompressionskammer 39 sich bis auf einen vorbestimmten Druck erhöht, öffnet sich das Ausstoßventil 41. Dadurch wird der Hochdruckkraftstoff, der in der Kompressionskammer 39 komprimiert wird, in die Common-Rail 2 durch die Pumpenberohrung 11 (1) zugeführt.
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Unter Bezugnahme auf 1 ist jeder Injektor 5 aus einer Kraftstoffeinspritzdüse, einem Solenoidventil und dergleichen aufgebaut. Ein Hochdruckkraftstoff wird von der Common-Rail 2 in den Injektor 5 zugeführt und wird in den Zylinder des Verbrennungsmotors durch die Kraftstoffeinspritzdüse des Injektors 5 eingespritzt. Das Solenoidventil betätigt eine Nadel, die in der Kraftstoffeinspritzdüse aufgenommen ist, gemäß einem Anweisungssignal, das von der ECU 7 übertragen wird. Die Injektoren 5 sind jeweils mit den stromabwärtigen Enden der mehreren Injektorrohre 12 verbunden, die jeweils von der Common-Rail 2 abzweigen, so dass Hochdruckkraftstoff in den Injektor 5 durch die Common-Rail 2 zugeführt wird. Kraftstoff, der aus dem Injektor 5 austritt, kehrt zu dem Kraftstofftank 3 durch das Ablassrohr 15 zurück.
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Der Common-Rail-Drucksensor 6 dient als Common-Rail-Druckerfassungseinrichtung (Druckerfassungseinrichtung). Der Common-Rail-Drucksensor 6 erfasst den Common-Rail-Druck und gibt den Common-Rail-Druck als Common-Rail-Druckerfassungssignal ab.
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Die ECU 7 ist ein Mikrocomputer, der eine Speichervorrichtung, eine Eingabevorrichtung und eine Ausgabevorrichtung aufweist. Die Speichervorrichtung, insbesondere ein Speicher, weist einen ROM, einen Sicherungs-RAM, einen EEPROM, einen RAM und dergleichen auf, um verschiedenartige Programme und Daten zu speichern. Die ECU 7 führt verschiedenartige Prozesse gemäß den Erfassungssignalen durch, die von verschiedenartigen Sensoren, wie zum Beispiel dem Common-Rail-Drucksensor 6 und verschiedenartige Sensoren 48 eingegeben werden, so dass die ECU 7 verschiedenartige Betriebssignale erzeugt, die zum Betreiben der verschiedenartigen Bauteile, wie zum Beispiel der Kraftstoffzufuhrpumpe 4 und des Injektors 5 übertragen werden.
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Die ECU 7 steuert eine Zufuhrmenge Q des Kraftstoffs, der zu der Common-Rail 2 unter Verwendung der Kraftstoffzufuhrpumpe 4 zugeführt wird, zum Einstellen des Common-Rail-Drucks gemäß einer Verbrennungsmotorbetriebsbedingung, wie zum Beispiel einer Drehzahl des Verbrennungsmotors. Insbesondere berechnet die ECU 7 einen Solldruck des Common-Rail-Drucks gemäß verschiedenartiger Erfassungssignale und berechnet die Zufuhrmenge Q des Kraftstoffs, die zum Aufrechterhalten des Common-Rail-Drucks auf dem Solldruck benötigt wird. Die ECU 7 berechnet einen Betrag eines Stroms (Antriebsstrom Iscv), der dem Solenoid 32 zugeführt wird, gemäß der Zufuhrmenge Q, die der berechnete Wert ist. Der Antriebsstrom Iscv dient als ein Anweisungswert, der zu dem Einlasssteuerventil 20 übertragen wird. Zusätzlich verarbeitet die ECU 7 ein Anweisungssignal entsprechend dem Antriebsstrom Iscv. Dadurch wird ein Betrag eines Stroms, der äquivalent zu dem Antriebsstrom Iscv ist, zu dem Solenoid 32 zugeführt, so dass die Öffnungsfläche des Zufuhrdurchgangs 29 auf eine Öffnungsfläche entsprechend der Zufuhrmenge Q des Kraftstoffs gesteuert wird.
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Somit dient die ECU 7 als eine Zufuhrmengensteuereinrichtung (Zufuhrsteuereinrichtung), die die Zufuhrmenge Q des Kraftstoffs, der in die Common-Rail 2 zugeführt wird, durch Ändern des Anweisungswerts, insbesondere des Antriebsstroms Iscv steuert, der zu dem Einlasssteuerventil 20 übertragen wird, das als Steuereinrichtung dient.
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Unter Bezugnahme auf die 3 und 4 dient die ECU 7 als eine Zufuhranfangswertlerneinrichtung (Anfangswertlerneinrichtung), die einen Zufuhranfangswert (Zufuhranfangsantriebsstrom Iscv0) in diesem Ausführungsbeispiel lernt. Der Zufuhranfangsantriebsstrom Iscv0 ist ein Anweisungswert (Antriebsstrom Iscv), wenn das Zuführen des Kraftstoffs in die Common-Rail 2 gestartet wird.
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Die Anfangswertlerneinrichtung weist eine Anweisungswerteinstelleinrichtung (Einstelleinrichtung) und eine erste Zufuhranfangswertberechnungseinrichtung (erste Berechnungseinrichtung) auf. Die Einstelleinrichtung vergrößert und verkleinert, insbesondere ändert den Antriebsstrom Iscv von einem Wert, der sicherstellt, dass die Zufuhrmenge Q im Wesentlichen Null ist, wenn der Injektor 5 das Einspritzen des Kraftstoffs anhält. Die erste Berechnungseinrichtung bestimmt den Zufuhranfangsantriebsstrom Iscv0 gemäß einem Änderungsmaß ∆P des Common-Rail-Drucks, wenn die Einstelleinrichtung betrieben wird. Das Änderungsmaß ∆P des Common-Rail-Drucks wird auf der Grundlage des Leitungsdruckerfassungssignals berechnet.
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Die Einstelleinrichtung wird betrieben, wenn die ECU 7 bestimmt, dass der Injektor 5 das Einspritzen des Kraftstoffs anhält. Das Einlasssteuerventil 20 hat den normalerweise offenen Aufbau in diesem Ausführungsbeispiel. Daher verringert die Einstelleinrichtung allmählich den Antriebsstrom Iscv von einem Wert, der sicherstellt, dass die Zufuhrmenge Q im Wesentlichen Null ist. Der Wert, der sicherstellt, dass die Zufuhrmenge Q im Wesentlichen Null ist, ist ein Nullzufuhrsicherungswert Iscv0’, wie beispielsweise in 3(a) gezeigt ist.
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Die erste Berechnungseinrichtung wird betrieben, wenn die Einstelleinrichtung den Antriebsstrom Iscv allmählich verringert. Die erste Berechnungseinrichtung berechnet das Änderungsmaß ∆P des Common-Rail-Drucks. Das Änderungsmaß ∆P entspricht einem Differenzialwert eines Erfassungswerts P des Common-Rail-Drucks. Das Änderungsmaß ∆P wird bei jeder Erfassungsdauer des Common-Rail-Drucks berechnet. Insbesondere stellt das Änderungsmaß ∆P eine Differenz zwischen Probedaten von zwei nachfolgenden Erfassungswerten P des Common-Rail-Drucks beispielsweise dar.
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Wie in 4(a) gezeigt ist, wird beispielsweise der Zufuhrdurchgang 24 geöffnet und wird Kraftstoff in die Common-Rail 2 zu dem Zeitpunkt to zugeführt. In dieser Situation hält der Erfassungswert P des Common-Rail-Drucks die Verringerung entsprechend nur der Menge des Kraftstoffs an, der aus dem Injektor 5 austritt. Wie in 4(b) gezeigt ist, steigt das Änderungsmaß ∆P des Common-Rail-Drucks rasch im Vergleich mit der Tendenz des Änderungsmaßes ∆P vor dem Zeitpunkt to an. Der Erfassungswert P und das Änderungsmaß ∆P des Common-Rail-Drucks ändern offensichtlich ihre Tendenzen zu dem Zeitpunkt to. Der Antriebsstrom Iscv zu dem Zeitpunkt to wird als Zufuhranfangsantriebsstrom Iscv0 gelernt. Hier wird das Änderungsmaß ∆P des Common-Rail-Drucks ein negativer Wert, wenn der Erfassungswert P des Common-Rail-Drucks sich verringert, und wird das Änderungsmaß ∆P ein positiver Wert, wenn der Erfassungswert P ansteigt.
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Unter Bezugnahme auf 3(a) wird der Zufuhranfangsantriebsstrom Iscv, der gegenwärtig gelernt wird, als Punkt an der horizontalen Achse (der Achse des Antriebsstroms Iscv) dargestellt, und werden die Koordinaten des Punkts, der den Zufuhranfangsantriebsstrom Iscv0 darstellt, definiert. Nachfolgend werden Korrelationslinien, die jeweils Steigungen haben, die äquivalent zu verschiedenartigen Drehzahlwerten sind, so gezogen, dass die Korrelationslinien jeweils durch Iscv0 und 0 treten, die Koordinaten des Punkts an der horizontalen Achse sind. Dadurch wird eine Anweisungscharakteristik, die eine Beziehung zwischen der Zufuhrmenge Q des in die Common-Rail 2 zugeführten Kraftstoffs und dem Anweisungswert (Anweisungsstrom Iscv) darstellt, korrigiert.
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Bei der Kraftstoffeinspritzvorrichtung in diesem Ausführungsbeispiel verringert die ECU 7 dann, wenn der Injektor 5 das Einspritzen des Kraftstoffs anhält, den Antriebsstrom Iscv von dem Nullzufuhrsicherungswert Iscv0’. Die ECU 7 bestimmt den Zufuhranfangsantriebsstrom Iscv0 gemäß dem Änderungsmaß ∆P des Common-Rail-Drucks, wenn die ECU 7 den Antriebsstrom Iscv verringert.
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Wenn die Zufuhrmenge Q des in die Common-Rail 2 zugeführten Kraftstoffs auf Null eingerichtet wird, verringert sich der Common-Rail-Druck entsprechend lediglich der Menge des Kraftstoffs, der aus dem Injektor 5 austritt. Wie durch einen angenommenen Druck P’ in 4(a) gezeigt ist, wird dann, wenn die Menge des aus dem Injektor 5 austretenden Kraftstoffs sich auf im Wesentlichen Null verringert, der Common-Rail-Druck auf einen vorbestimmten Druck stabil. In diesem Zustand, in dem der Injektor 5 das Einspritzen des Kraftstoffs anhält, wird der Antriebsstrom Iscv auf den Nullzufuhrsicherungswert Iscv’ geändert und verringert nachfolgend die ECU 7 den Antriebsstrom Iscv. Dadurch ändert sich, wie in 4 gezeigt ist, wenn das Zuführen des Kraftstoffs in die Common-Rail 2 gestartet wird, die Tendenz des Common-Rail-Drucks offensichtlich von derjenigen des Zustands, in dem der Common-Rail-Druck sich entsprechend lediglich der Menge des Kraftstoffs verringert, der aus dem Injektor 5 austritt. Daher kann der Zufuhranfangsantriebsstrom Iscv0 richtig unter Verwendung des Änderungsmaßes ∆P berechnet werden, die die Tendenz des Common-Rail-Drucks darstellt. Somit kann die Anweisungscharakteristik genau korrigiert werden.
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(Zweites Ausführungsbeispiel)
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In dem zweiten Ausführungsbeispiel weist unter Bezugnahme auf 4 eine Zufuhranfangswertlerneinrichtung (Anfangswertlerneinrichtung) die Anweisungswerteinstelleinrichtung (Einstelleinrichtung) und eine zweite Zufuhranfangswertberechnungseinrichtung (zweite Berechnungseinrichtung) auf. Die Einstelleinrichtung vergrößert und verkleinert den Antriebsstrom Iscv von dem Wert (insbesondere dem Nullzufuhrsicherungswert Iscv0’), der sicherstellt, dass die Zufuhrmenge Q im Wesentlichen Null ist, wenn der Injektor 5 das Einspritzen des Kraftstoffs anhält.
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Die zweite Berechnungseinrichtung bestimmt den Zufuhranfangsantriebsstrom Iscv0 gemäß einer Differenz zwischen dem Erfassungswert P und dem angenommenen Druck P, wenn die Einstelleinrichtung betrieben wird. Der Erfassungswert P des Common-Rail-Drucks wird auf der Grundlage des Leitungsdruckerfassungssignals berechnet.
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Der angenommene Druck P’ ist ein angenommener Wert des Common-Rail-Drucks, wenn angenommen wird, dass die Zufuhrmenge Q des in die Common-Rail 2 zugeführten Kraftstoffs fortgesetzt im Wesentlichen Null ist.
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Die zweite Berechnungseinrichtung wird betrieben, wenn die Einstelleinrichtung den Antriebsstrom Iscv allmählich verringert. Die zweite Berechnungseinrichtung berechnet den angenommenen Druck P’ und berechnet die Differenz zwischen dem Erfassungswert P des Common-Rail-Drucks und dem angenommenen Druck P’. Die Differenz zwischen dem Erfassungswert P und dem angenommenen Druck P’ wird in jeder Erfassungsdauer des Common-Rail-Drucks berechnet.
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Unter Bezugnahme auf 4(a) wird beispielsweise der Zufuhrdurchgang 29 geöffnet und wird Kraftstoff in die Common-Rail 2 zu einem Zeitpunkt to zugeführt. In dieser Situation hält der Erfassungswert P des Common-Rail-Drucks an, sich entsprechend nur der Menge des Kraftstoffs zu verringern, der aus dem Injektor 5 austritt. Wenn die Zeit verläuft, unterscheidet sich der Erfassungswert P von dem angenommenen Druck P’, so dass die Differenz zwischen dem Erfassungswert P und dem angenommenen Druck P’ sich vergrößert. Die Differenz zwischen dem Erfassungswert P und dem angenommenen Druck P’ vergrößert sich offensichtlich nach der Zeit to. Der Antriebsstrom Iscv wird zu dem Zeitpunkt to als Zufuhranfangsantriebsstrom Iscv0 gelernt. Hier ist die Differenz zwischen dem Erfassungswert P und dem angenommenen Druck P’ im Wesentlichen Null vor dem Zeitpunkt to.
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Bei der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1 in diesem Ausführungsbeispiel verringert die ECU 7 dann, wenn der Injektor 5 das Einspritzen von Kraftstoff anhält, den Antriebsstrom Iscv von dem Nullzufuhrsicherungswert Iscv0’. Die ECU 7 bestimmt den Zufuhranfangsantriebsstrom Iscv0 gemäß der Tendenz der Differenz zwischen dem Erfassungswert P und dem angenommenen Druck P’, während der Antriebsstrom Iscv sich verringert.
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Wenn der Antriebsstrom Iscv sich verringert und das Zuführen des Kraftstoffs in die Common-Rail 2 gestartet wird, unterscheidet sich der Erfassungswert P allmählich von dem angenommenen Druck P’. Daher kann der Zufuhranfangsantriebsstrom Iscv0 richtig auf der Grundlage der Differenz zwischen dem Erfassungswert P und dem angenommenen Wert P’ berechnet werden. Somit kann die Anweisungscharakteristik genau korrigiert werden.
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(Abgewandeltes Ausführungsbeispiel)
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Die Anweisungscharakteristik ist nicht auf diejenige beschränkt, die auf der Grundlage des Lernwerts des Zufuhranfangsantriebsstroms Iscv0 korrigiert wird, der der Zufuhranfangswert ist. Jedoch kann die Anweisungscharakteristik auf der Grundlage eines Lernwerts des Antriebsstroms Iscv korrigiert werden, wenn die Zufuhrmenge Q eine spezifische Menge ist, die nicht Null beträgt, anstelle des Lernwerts des Zufuhranfangswerts.
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In diesem Fall hat die ECU 7 eine spezifische Wertlerneinrichtung, die den Anweisungswert (Antriebsstrom Iscv) als spezifischen Wert lernt, wenn die Zufuhrmenge Q eine spezifische Menge ist. Die spezifische Wertlerneinrichtung lernt nämlich den Anweisungswert (Antriebsstrom Iscv) als den spezifischen Wert, wenn die Zufuhrmenge Q des in die Common-Rail 2 zugeführten Kraftstoffs nicht im Wesentlichen Null ist.
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Die Anweisungscharakteristik wird auf der Grundlage des spezifischen Werts, der unter Verwendung der spezifischen Wertlerneinrichtung gelernt wird, und des Zufuhranfangswerts (Zufuhranfangsantriebsstrom Iscv0) korrigiert, der unter Verwendung der Anfangswertlerneinrichtung gelernt wird.
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Wenn sich das Fahrzeug in dem Leerlaufbetrieb befindet, wird eine Summe der Leerlaufeinspritzmenge qi und der Leerlaufaustrittsmenge Li die Zufuhrmenge Q. Die Zufuhrmenge Q in dem Leerlaufbetrieb kann als spezifischer Wert verwendet werden. In diesem Fall ist der spezifische Wert der Antriebsstrom Iscv (Leerlaufantriebsstrom Iscvi) in dem Leerlaufbetrieb.
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Die Anfangswertlerneinrichtung lernt den Zufuhranfangsantriebsstrom Iscv0 und korrigiert von dem vorhergehenden Wert des Leerlaufantriebsstroms Iscv zu dem vorliegenden Lernwert. Korrelationslinien, die die Anweisungscharakteristik darstellen, umfassen eine Leerlaufkorrelationslinie mit einer Steigung, die äquivalent zu einer Leerlaufdrehzahl ist. Dadurch wird die Leerlaufkorrelationslinie korrigiert, wie in 5 gezeigt ist.
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Korrelationslinien, die jeweils Steigungen haben, die äquivalent zu anderen Verbrennungsmotordrehzahlen sind, werden ebenso gemäß der Korrektur der Leerlaufkorrelationslinie korrigiert. Als Folge kann eine Anweisungscharakteristik in einem Hochlastbetrieb, in dem die Zufuhrmenge Q groß wird, ferner richtig korrigiert werden.
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In diesem Ausführungsbeispiel lernt die spezifische Wertlerneinrichtung den Antriebsstrom Iscv als den spezifischen Wert, wenn die Zufuhrmenge Q des in die Common-Rail 2 zugeführten Kraftstoffs nicht Null ist oder nicht im Wesentlichen Null ist. Die Zufuhrmengensteuereinrichtung berechnet den Antriebsstrom Iscv gemäß der Anweisungscharakteristik, die die Beziehung zwischen der Zufuhrmenge Q des in die Common-Rail 2 zugeführten Kraftstoffs und dem Antriebsstrom Iscv darstellt. Die Zufuhrmengensteuereinrichtung steuert die Zufuhrmenge Q des in die Common-Rail 2 zugeführten Kraftstoffs durch Übertragen des berechneten Antriebsstroms Iscv auf das Steuerventil 20. Die Zufuhrmengensteuereinrichtung korrigiert die Anweisungscharakteristik auf der Grundlage des spezifischen Werts, der durch die spezifische Wertlerneinrichtung gelernt wird, und des Zufuhranfangsantriebsstroms Iscv0, der durch die Anfangswertlerneinrichtung gelernt wird.
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Dadurch kann die Zufuhrmengensteuereinrichtung die Anweisungscharakteristik auf der Grundlage des spezifischen Werts korrigieren, wenn die Zufuhrmenge Q des in die Common-Rail 2 zugeführten Kraftstoffs eine spezifische Menge ist, und den Zufuhranfangsantriebsstrom Iscv0, wenn das Zuführen des Kraftstoffs in die Common-Rail 2 gestartet wird. Als Folge kann die Anweisungscharakteristik richtig in einem Hochlastbetrieb korrigiert werden, indem die Zufuhrmenge Q des in die Common-Rail 2 zugeführten Kraftstoffs groß ist.
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In den vorstehend angegebenen Ausführungsbeispielen hat das Einlasssteuerventil 20 den normalerweise offenen Aufbau. Jedoch kann das Einlasssteuerventil 20 einen normalerweise geschlossenen Aufbau haben. Wenn insbesondere der Solenoid 32 entregt wird, wenn insbesondere der zu dem Solenoid 32 zugeführte Strom angehalten wird, wird der Zufuhrdurchgang 29 bei dem normalerweise geschlossenen Aufbau geschlossen. Auch in diesem Fall kann eine Wirkung, die die gleiche wie die vorstehend beschriebene Wirkung ist, erzeugt werden.
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Somit weist die Sammlerkraftstoffeinspritzvorrichtung die Common-Rail 2, die Pumpe 21, die Kraftstoff in die Common-Rail 2 zuführt, das Steuerventil 20, das die Menge Q des in die Common-Rail 2 zugeführten Kraftstoffs steuert, den Injektor 5, der Kraftstoff in der Common-Rail 2 in den Verbrennungsmotor einspritzt, und den Drucksensor 6 auf, der den Druck in der Common-Rail 2 erfasst. Die Zufuhrsteuereinrichtung 7 steuert die Menge Q durch Ändern des Anweisungswerts Iscv für das Steuerventil 20. Die Anfangswertlerneinrichtung 7 lernt den Zufuhranfangswert Iscv0, der der Anweisungswert Iscv ist, wenn das Zuführen des Kraftstoffs gestartet wird. Eine Einstelleinrichtung 7 ändert den Anweisungswert Iscv von dem Wert, der sicherstellt, dass die Menge Q im Wesentlichen Null ist, wenn der Injektor 5 das Einspritzen des Kraftstoffs anhält. Die erste Berechnungseinrichtung 7 bestimmt den Zufuhranfangsantriebswert Iscv0 gemäß einem Änderungsmaß ∆P des Drucks in der Common-Rail 2, wenn die Einstelleinrichtung 7 betrieben wird.
