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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Steuerungssystem für ein Common-Rail-Kraftstoffeinspritzgerät, das mit einer Kraftstoffzufuhrpumpe mit einem Saugsteuerungsventil versehen ist, und insbesondere ein Steuerungssystem, das einen Gerätefehler und/oder einen Verschlechterungsfehler korrigieren kann, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Common-Rail-Kraftstoffeinspritzgeräte werden herkömmlich als Kraftstoffeinspritzsysteme für diese Brennkraftmaschinen verwendet. In dem Common-Rail-Kraftstoffeinspritzgerät akkumuliert ein Common-Rail (gemeinsame Leitung) Hochdruckkraftstoff darin zu einem vorbestimmten Einspritzdruck, und Kraftstoffeinspritzvorgänge werden durch Antrieb von Einspritzeinrichtungen (Injektoren) entsprechend Einspritzbefehlssignalen gesteuert. Eine Kraftstoffzufuhrpumpe mit variabler Kraftstoffausstoßmenge, die mit einem Saugsteuerungsventil versehen ist, dient als Kraftstoffzufuhrpumpe, die den Kraftstoff dem Common-Rail zuführt. Ein Steuerungssystem für das Common-Rail-Kraftstoffeinspritzgerät steuert einen eingeprägten Strom (der nachstehend auch als Einprägstrom bezeichnet ist), der einem elektromagnetischen Antriebsabschnitt des Saugsteuerungsventils zuzuführen ist, um eine Kraftstoffsaugmenge des Saugsteuerungsventils zu steuern. Somit wird eine Kraftstoffausstoßmenge des Hochdruckkraftstoffs, der dem Common-Rail zugeführt wird, derart gesteuert, dass eine Regelung zur Justierung des Common-Rail-Drucks auf einen Solldruck durchgeführt wird.
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Jedoch weist die Kennlinie (Charakteristik) von eingeprägtem Strom-Kraftstoffausstoßmenge (Einprägstrom-Kraftstoffausstoßmengen-Kennlinie) des Saugsteuerungsventils Variationen in beiden Richtungen des Stroms und des Gradienten aufgrund von Gerätefehlern und zeitlichen Verschlechterungen (Alterungen) der Kraftstoffzufuhrpumpen in Hinblick auf eine mittlere Saugsteuerungscharakteristik einer mittleren Kraftstoffzufuhrpumpe auf, was ein Kriterium für den Gerätefehler ist. Diese Variationen werden durch eine Ungleichförmigkeit der Form einer Öffnung eines Ventilabschnitts, eines Federteils und dergleichen verursacht. Zur Steuerung der Kraftstoffausstoßmenge mit einer hohen Genauigkeit ist es notwendig, eine Lernkorrektur der Saugsteuerungscharakteristik des Saugsteuerungsventils durchzuführen, die in dem Steuerungssystem gespeichert wird.
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Beispielsweise offenbaren die
DE 100 44 514 A1 und deren Voranmeldung
JP 2001-082230 A (Patentdokument 1) und die
DE 10 2004 011 439-A1 und deren Voranmeldung
JP 2004-293540 A (Patentdokument 2) Verfahren zur Verringerung der Variation der Saugsteuerungscharakteristik durch Durchführung der Lernkorrektur. Die Patentdokumente konzentrieren sich darauf, dass die Variation des Gerätefehlers hauptsächlich eine Abweichung eines tatsächlichen Stromwerts bei einem Saugstartzeitverlauf (Saugstartzeitpunkt) verursachen. Die Patentdokumente 1 offenbaren ein Verfahren zur Berechnung des tatsächlichen Stromwerts beim Saugstartzeitpunkt durch allmähliches Ändern des Stroms von einer Stromgröße, bei der die Kraftstoffsaugmenge definitiv Null ist. Die Patentdokumente 2 offenbaren ein Verfahren zur Durchführung der Korrekturen der Saugsteuerungscharakteristik in die Richtung des Stroms, und in eine Richtung des Gradienten, in dem ein Korrekturwert entsprechend einer Drehzahl der Brennkraftmaschine vorbereitet wird. Die Patentdokumente 2 offenbaren weiterhin ein Verfahren zur Verringerung der Variation durch Abtasten einer Vielzahl von Abweichungsgrößen der Kraftstoffausstoßcharakteristik entsprechend dem eingeprägten Strom in Bezug auf eine mittlere Charakteristik und durch Durchführen von linearen Annäherungen der Abweichungsgrößen.
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Das Verfahren gemäß den Patentdokumenten 1 führt die Korrektur der Einprägstrom-Kraftstoffausstoßmengen-Kennlinie parallel zu einer Stromrichtung durch, da der Gerätefehler die Kennlinie (Charakteristik) hauptsächlich in Stromrichtung beeinträchtigt. Jedoch ist es durch dieses Verfahren nicht möglich, die Korrektur mit Perfektion durchzuführen, wenn die Einprägstrom-Kraftstoffausstoßmengen-Kennlinie eine Abweichung in einem Gradienten ihrer Kennlinie aufweist. Das Verfahren gemäß den Patentdokumenten 2 weist ein Problem dahingehend auf, dass es notwendig ist, die Vielzahl der Abweichungsgrößen zur Durchführung der Korrektur mit hoher Genauigkeit abzutasten.
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Die Druckschrift
DE 44 46 277 A1 offenbart ein Kraftstoffversorgungssystem für eine Brennkraftmaschine. Bei diesem System werden wesentliche Parameter mit Kraftstoffdruck und Kraftstoffdurchfluss mit Hilfe eines Beobachters aus gemessenen Größen laufend ermittelt. Diese ermittelten Größen werden dazu benutzt, eine bedarfsorientierte Kraftstoffförderung zu verwirklichen.
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Wie es vorstehend beschrieben worden ist, muss die Einprägstrom-Kraftstoffausstoßmengen-Kennlinie in deren Gradienten korrigiert werden, um die Kraftstoffausstoßmenge der Kraftstoffzufuhrpumpe mit hoher Genauigkeit zu steuern. Jedoch ist es gemäß den vorstehend beschriebenen herkömmlichen Verfahren schwierig oder kompliziert, eine genaue Korrektur der Kennlinie in ihrem Gradienten durchzuführen.
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Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die vorstehend beschriebenen Punkte gemacht und weist die Aufgabe auf, ein Steuerungssystem für ein Common-Rail-Kraftstoffeinspritzgerät anzugeben, das eine genaue Gradientenkorrektur einer Einprägstrom-Kraftstoffausstoßmengen-Kennlinie eines Saugsteuerungsventils durch ein relativ einfaches Verfahren durchführen kann, um eine Variation einer Saugsteuerungskennlinie (Saugsteuerungscharakteristik) aufgrund eines Gerätefehlers und/oder eine Verschlechterung der Kraftstoffzufuhrpumpe zu verringern, um eine Kraftstoffausstoßmenge einer Kraftstoffzufuhrpumpe mit hoher Genauigkeit zu steuern.
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Diese Aufgabe wird durch ein Steuerungssystem für ein Common-Rail-Kraftstoffeinspritzgerät gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
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Andere Aufgaben, und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung deutlich. Es zeigen:
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1 ein Flussdiagramm eines Korrekturprozesses einer Einprägstrom-Kraftstoffausstoßmengen-Kennlinie durch ein Steuerungssystem durch ein Common-Rail-Kraftstoffeinspritzgerät gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
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2(a) und 2(b) Graphen, die Einprägstrom-Kraftstoffausstoßmengen-Kennlinien einer mittleren Kraftstoffzufuhrpumpe und einer speziellen Kraftstoffzufuhrpumpe darstellen, wobei 2(a) ein Verfahren zur Berechnung einer Indexbereichsdifferenz ΔW für Einprägstromwerte der mittleren Kraftstoffzufuhrpumpe und der speziellen Kraftstoffzufuhrpumpe beschreibt, und 2(b) ein Verfahren zur Korrektur einer Kriteriumskennlinie der mittleren (durchschnittlichen) Kraftstoffzufuhrpumpe unter Verwendung eines Gradientenkorrekturwertes beschreibt,
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3 ein Flussdiagramm, das einen Common-Rail-Drucksteuerungsprozess durch das Steuerungssystem gemäß dem Ausführungsbeispiel veranschaulicht,
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4 eine schematische Darstellung eines Common-Rail-Kraftstoffeinspritzgeräts, das mit dem Steuerungssystem gemäß dem Ausführungsbeispiel versehen ist, und
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5 eine Querschnittsdarstellung einer Kraftstoffzufuhrpumpe, die durch das Steuerungssystem gemäß dem Ausführungsbeispiel gesteuert wird.
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Nachstehend ist ein Steuerungssystem für ein Common-Rail-Kraftstoffeinspritzgerät gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 1 bis 5 beschrieben. 4 zeigt schematisch den Gesamtaufbau des Common-Rail-Kraftstoffeinspritzgeräts für eine Mehrzylinder-Dieselbrennkraftmaschine. Das Common-Rail-Kraftstoffeinspritzgerät weist auf: ein Common-Rail 1, das darin Hochdruckkraftstoff akkumuliert, Kraftstoffeinspritzventile 2, die zur Einspritzung des aus dem Common-Rail 1 zugeführten Kraftstoffs in jeweilige (nicht gezeigte) Zylinder der Brennkraftmaschine dienen, und eine elektronische Steuerungseinheit (die nachstehend als ECU bezeichnet ist) 3, die einen Betrieb des Kraftstoffeinspritzventils 2 steuert und als Steuerungseinrichtung zur Steuerung einer Hochdruckkraftstoffzufuhr aus einer Kraftstoffzufuhrpumpe 4 zu dem Common-Rail 1 dient. In 4 ist zur vereinfachten Darstellung lediglich eines der Kraftstoffeinspritzventile 2 gezeigt, die jeweiligen Zylindern der Brennkraftmaschine entsprechen. Das Common-Rail-Kraftstoffeinspritzgerät ist in derselben Weise ebenfalls für die anderen Zylinder der Brennkraftmaschine aufgebaut.
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Die Kraftstoffzufuhrpumpe 4 setzt einen Niedrigdruckkraftstoff, der durch das Filter F aus dem Kraftstofftank T gezogen wird, unter hohen Druck und führt dann unter Druck den unter Druck gesetzten Kraftstoff durch den Hochdruckdurchlass 11 zu dem Common-Rail 1 zu. Ein Drucksensor S erfasst den Druck in dem Common-Rail 1. Die ECU 3 steuert die Kraftstoffausstoßmenge aus der Kraftstoffzufuhrpumpe 4, um den Druck des Common-Rail 1 auf einen vorbestimmten Einspritzdruck einzustellen. Ein Druckreduzierventil 13 verbindet das Common-Rail 1 mit einem Niedrigdruckdurchlass 12, so dass das Druckreduzierventil 13 den Druck des Common-Rail 1 wie gefordert reduzieren kann. Weiterhin verbindet ein Sicherheitsventil 14 den Hochdruckdurchlass 11 mit dem Niedrigdurchlass 12, so dass der Druck des Common-Rail 1 nicht größer als ein vorbestimmter Druck wird.
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5 zeigt einen Beispielaufbau der Kraftstoffzufuhrpumpe 4. Wie es in 5 gezeigt ist, ist ein Zylinderkopf 5 an einer oberen Oberfläche eines Pumpengehäuses 41 befestigt. Der Zylinderkopf 5 ist gleitend beweglich und stützt einen Kolben 51 darin, um diesen hin- und herzubewegen. Über den Kolben 51 ist eine Kraftstoffdruckkammer (Kraftstoffdruckbeaufschlagungskammer) 52 durch eine Endoberfläche des Kolbens 51 und der inneren Wandoberfläche des Zylinderkopfs 5 abgegrenzt. Ein Niedrigdruckkraftstoff strömt über ein Sperrventil 53 in die Kraftstoffdruckkammer 52.
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In dem Pumpengehäuse 41 ist eine Antriebswelle 42 eingesetzt, die synchron zu der Hälfte der Rotationsfrequenz (Drehzahl) der Brennkraftmaschine angetrieben wird. Ein Nocken 44 ist einstückig und exzentrisch an einem äußeren Umlauf der Antriebswelle 42 befestigt. An einem äußeren Umlauf des Nockens 44 ist verschiebbar und drehbar ein Schuh 45 gestützt, um eine Büchse 46 dazwischen anzuordnen. Der Schuh 45 weist eine allgemein rechteckige äußere umlaufende Form auf. Auf eine obere Endoberfläche des Schuhs 45 wird ein Plattenteil 54, das einstückig mit dem Kolben 51 ist, durch eine Vorspannkraft einer Feder 55 gedrückt. Somit bewegt sich der Kolben 51 aufwärts und abwärts, um den Kraftstoff in der Druckkammer 52 entsprechend der Rotationsbewegung des Nockens 44 unter Druck zu setzen. An einer unteren Seite des Nockens 44 in der Zeichnung ist eine andere (nicht gezeigte) Druckkammer (Druckbeaufschlagungskammer) vorgesehen, die im Wesentlichen denselben Aufbau wie die Druckkammer aufweist, so dass die zwei Druckkammern abwechselnd Saug- und Druckzufuhrvorgänge entsprechend der Rotationsbewegung der Antriebswelle 42 durchführen.
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Der Kraftstoff in einem Kraftstoffakkumulator (Kraftstoffspeicher, Kraftstoffsammler) 71 wird über das Saugsteuerungsventil 6 zu der Druckkammer 52 gezogen. Der Kraftstoff, der aus dem Kraftstofftank T zugeführt wird und auf einen vorbestimmten niedrigen Druck durch die Förderpumpe 7 wie in 4 gezeigt unter Druck gesetzt wird, wird durch einen Kraftstoffdurchlass 73 zu dem Kraftstoffakkumulator 71 zugeführt. Das Saugsteuerungsventil 6 weist ein Gehäuse 61, ein Ventilelement 62 und eine Spule 63 auf. Das Ventilelement 62 ist verschiebbar in dem Gehäuse 61 gestützt, um eine Verbindung (Kommunikation) zwischen dem Kraftstoffdurchlass 72, das sich zu dem Sperrventil 53 erstreckt, und dem Kraftstoffakkumulator 71 zu öffnen und zu blockieren. Die Spule 63 betätigt das Ventilelement 62. Die ECU 3 steuert den eingeprägten Strom (Einprägstrom) zu der Spule 63, um eine Anhebungshöhe des kegelförmigen Ventilelements 62 entsprechend einer Stromstärke des eingeprägten Stroms zu ändern.
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Wenn die Spule 63 nicht gespeist wird, spannt eine Feder das Ventilelement 62 des Saugsteuerungsventils 6 nach rechts zu einer Ventilöffnungsseite hin vor, um eine Verbindung (Kommunikation) des Kraftstoffdurchlasses 72 mit dem Kraftstoffakkumulator 71 herzustellen. Wenn die Spule 63 gespeist wird, bewegt sich das Ventilelement 62 nach links zu einer Ventilschließseite, um dessen Ventilöffnungsgrad entsprechend einer Stromstärke des eingeprägten Stroms zu ändern. Dementsprechend steuert die ECU 3 den eingeprägten Strom für die Spule 63, um einen Öffnungsbereich des Saugsteuerungsventils 6 und eine Kraftstoffeinströmungsrate zu justieren, um die Kraftstoffsaugmenge in die Druckkammer 52 zu steuern.
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Das Sperrventil 53 ist zwischen dem Kraftstoffdurchlass 72 und der Druckkammer 52 angeordnet, um den Kraftstoff lediglich in eine Richtung zu der Druckkammer 52 strömen zu lassen. In einer normalen Bedingung spannt eine Feder ein Ventilelement 56 des Sperrventils 53 aufwärts zu der Ventilschließseite vor. Wenn der Niedrigdruckkraftstoff aus dem Saugsteuerungsventil 6 durch den Kraftstoffdurchlass 72 strömen gelassen wird, bewegt der Kraftstoffdruck das Ventilelement 56 zum Öffnen des Sperrventils 53, um den Kraftstoff in die Druckkammer 52 zu ziehen. Während der Unterdrucksetzung in der Druckkammer 52 hält der Kraftstoffdruck das Ventilelement 56 zum Schließen des Sperrventils 53. Der unter Druck gesetzte Kraftstoff wird aus einem Ausstoßventil 57 ausgestoßen und dann durch den Hochdruckdurchlass 11 dem Common-Rail 1 zugeführt, wie es in 4 gezeigt ist.
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Der Drucksensor S und andere (nicht gezeigte) Sensoren zur Erfassung des Antriebszustands der Brennkraftmaschine wie ein Fahrpedalöffnungsgradsensor (Beschleunigeröffnungsgradsensor), ein Maschinendrehzahlsensor, ein Wassertemperatursensor usw. sind mit der ECU 3 verbunden. Die ECU 3 bestimmt einen geeigneten Kraftstoffeinspritzzeitverlauf und eine geeignete Kraftstoffeinspritzmenge entsprechend dem Antriebszustand der Brennkraftmaschine auf der Grundlage der aus diesen Sensoren gesendeten Sensorsignale, um jedes der Kraftstoffeinspritzventile 2 zu steuern. Die ECU 3 berechnet die Kraftstoffausstoßmenge aus der Kraftstoffzufuhrpumpe 4 und betätigt das Saugsteuerungsventil 6 derart, dass der von dem Drucksensor S erfasste Druck des Common-Rails 1 dem Solldruck nachfolgt, der dem Einspritzdruck entspricht, um eine Regelung des Common-Rail-Drucks durchzuführen.
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3 zeigt ein Flussdiagramm eines Common-Rail-Drucksteuerungsprozesses, der von der ECU 3 durchgeführt wird. Zunächst berechnet in Schritt S201 die ECU 3 eine Maschinendrehzahl NE und ein Fahrpedalöffnungsgrad unter Verwendung der Erfassungssignale der vorstehend beschriebenen jeweiligen Sensoren. In Schritt S202 berechnet die ECU 3 einen Soll-Common-Rail-Druck durch Verwendung der Maschinendrehzahl und des Fahrpedalöffnungsgrads, die in Schritt S201 berechnet worden sind, und der Kraftstoffeinspritzmenge usw. Dann berechnet in Schritt S203 die ECU 3 einen Ist-Common-Rail-Druck unter Verwendung des aus dem Drucksensor S gesendeten Signals.
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In Schritt S204 berechnet die ECU 3 eine erforderliche Kraftstoffausstoßmenge aus der Kraftstoffzufuhrpumpe 4. Beispielsweise berechnet die ECU 3 eine erforderliche Kraftstoffmenge, die eine Differenz zwischen dem Soll-Common-Rail-Druck und dem Ist-Common-Rail-Druck, die in Schritt S202 uns S203 berechnet worden sind, durch eine Rückkopplungsberechnung unter Verwendung eines herkömmlichen PI-Verfahrens oder PID-Verfahrens. Dann addiert die ECU 3 geschätzte Werte einer Kraftstoffleckmenge (Kraftstoffverlustmenge), der Kraftstoffeinspritzmenge usw., um die erforderliche Kraftstoffausstoßmenge zu berechnen. In Schritt S205 überträgt die ECU 3 die in Schritt S204 berechnete erforderliche Kraftstoffausstoßmenge in einen eingeprägten Stromwert I, der der Spule 3 des Saugsteuerungsventils 6 zuzuführen ist, unter Verwendung eines zweidimensionalen Kennfeldes (I-Q-Grundkennfeld) mit Parametern der Kraftstoffausstoßmenge Q und der Maschinendrehzahl NE. In dem I-Q-Grundkennfeld ist eine Einprägstrom-Kraftstoffausstoßmengen-Kennlinie (I-Q-Kennlinie bzw. I-Q-Charakteristik) einer bekannten mittleren Kraftstoffzufuhrpumpe als Kriteriumscharakteristik bzw. Kriteriumskennlinie gespeichert. Eine Speichereinrichtung, die das I-Q-Grundkennfeld speichert, entspricht der Kriteriumsspeichereinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
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Tatsächlich kann die I-Q-Kennlinie der Kraftstoffzufuhrpumpe 4 von der I-Q-Grundkennfeldkennlinie aufgrund von Gerätefehlern wie einer Ungleichheit einer Form eines Ventilabschnitts des Saugsteuerungsventils 6, einer Vorspannkraft der Feder usw., Alterung und dergleichen abweichen. Falls diese Abweichung groß wird, wird der dem Saugsteuerungsventil 6 zugeführte eingeprägte Stromwert I für die Kraftstoffeinspritzmenge Q ungenau, so dass die Drucksteuerungsgenauigkeit des Common-Rails 1 sich verringert. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel erfasst die ECU 3 die Abweichung der I-Q-Kennlinie aufgrund der Gerätefehler und/oder der Alterung der Kraftstoffzufuhrpumpe 4 und korrigiert dann die bekannte I-Q-Grundkennfeldkennlinie insbesondere in Hinblick auf eine Gradientenabweichung der Kennlinie. 1 zeigt einen Prozess zur Durchführung dieser Korrektur der Gradientenabweichung der I-Q-Grundkennfeldkennlinie.
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Der in 1 gezeigte Prozess wird regelmäßig beispielsweise jedes Mal vor oder nach dem Starten der Brennkraftmaschine durchgeführt. Es ist wünschenswert, den Prozess gemäß 1 unter einer Bedingung durchzuführen, dass die Brennkraftmaschine in einem Antriebszustand wie einem Leerlaufzustand ist, in dem die Kraftstoffausstoßmenge stabil auf einem relativ kleinen Wert ist. Die ECU 3 bestimmt, dass die Brennkraftmaschine sich im Leerlaufzustand befindet, auf der Grundlage davon, dass die Maschinendrehzahl NE der Brennkraftmaschine sich innerhalb eines vorbestimmten Bereichs befindet, dass ein Fahrpedalöffnungsgrad gleich oder kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, usw.
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Wenn der in 1 gezeigte Prozess startet, berechnet zunächst in Schritt S101 die ECU 3, die der Steuerungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung entspricht, Ist-Einprägstromwerte (tatsächliche eingeprägte Stromwerte) I1', I2', für die spezielle Kraftstoffzufuhrpumpe bei zwei Zeitpunkten (Zeitverläufen), wenn der Ist-Common-Rail-Druck gleich dem Soll-Common-Rail-Druck wird. Insbesondere wird ein spezifischer Common-Rail-Druck P1 auf den Soll-Common-Rail-Druck eingestellt, und wird der Ist-Common-Rail-Druck, der durch den Drucksensor S erfasst wird, durch eine Regelung derart gesteuert, dass der Ist-Common-Rail-Druck auf den Soll-Common-Rail-Druck justiert wird. Dann misst die ECU 3 den eingeprägten Stromwert, wenn der Ist-Common-Rail-Druck gleich dem Soll-Common-Rail-Druck wird, um den Ist-Einprägstromwert I1' zu erhalten (ermitteln). Weiterhin wird der Soll-Common-Rail-Druck zu einem anderen spezifischen Common-Rail-Druck P2 geändert, der sich von dem Common-Rail-Druck P1 unterscheidet, und der Ist-Common-Rail-Druck wird durch die Regelung in derselben Weise gesteuert. Dann misst die ECU 3 den Ist-Einprägstromwert I2', wenn der Ist-Common-Rail-Druck gleich dem Soll-Common-Rail-Druck wird.
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2(a) zeigt die I-Q-Kennlinie (I-Q-Charakteristik) der mittleren (durchschnittlichen) Kraftstoffzufuhrpumpe und eine speziellen Kraftstoffzufuhrpumpe. In der Zeichnung gibt die durchgezogene Linie eine bekannte Kriteriums-I-Q-Kennlinie f(I) der mittleren Kraftstoffzufuhrpumpe an, und gibt eine gestrichelte Linie eine nicht bekannte I-Q-Kennlinie g(I) einer speziellen Kraftstoffzufuhrpumpe an. Die nachstehende Beschreibung erfolgt unter der Bedingung, dass die I-Q-Kennlinie g(I) der speziellen Kraftstoffzufuhrpumpe im Hinblick auf den Gradienten von der Kriteriumskennlinie f(I) abweicht. Die Abweichung in der I-Q-Kennlinie g(I) verursacht Abweichungen in den eingeprägten Stromwerten zum Angleichen der spezifischen Common-Rail-Drücke P1 und P2 an den Soll-Common-Rail-Druck. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel korrigiert die ECU 3, die der Kriteriumskorrektureinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung entspricht, die I-Q-Kennlinie durch Verwendung eines Indexwerts, der auf die Abweichung in der I-Q-Kennlinie g(I) beruht, nach einem Schritt S102.
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In dem Schritt S102 berechnet die ECU 3 die Indexbereichdifferenz ΔW unter Verwendung der bekannten I-Q-Kennlinie (I-Q-Charakteristik) der mittleren Kraftstoffzufuhrpumpe, den Ist-Einprägstromwerten I1' und I2' der speziellen Kraftstoffzufuhrpumpe und den Kriteriumseinprägstromwerten I1 und I2 der mittleren Kraftstoffzufuhrpumpe entsprechend den Ist-Einprägstromwerten I1' und I2'. Wie es in 2(a) gezeigt ist, in der Q1 und Q2 jeweils Kraftstoffausstoßmengen entsprechend den vorstehend beschriebenen Common-Rail-Drücken P1 und P2 bezeichnen, kann die ECU 3, der der Kriteriumseinprägstrom-Berechnungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung entspricht, die Kriteriumseinprägstromwerte I1 und I2, die den jeweiligen Kraftstoffausstoßmengen Q1 und Q2 auf der Kriteriumskennlinie f(I) entsprechen, in Bezug auf die Ist-Einprägstromwerte I1' und I2' berechnen, die der speziellen Kraftstoffzufuhrpumpe zur Verwirklichung der Ist-Kraftstoffausstoßmengen Q1 und Q2 zuzuführen sind. In dieser Hinsicht unterscheidet sich in dem Graphen der in 2(a) gezeigten I-Q-Kennlinien ein durch die bekannte Kriteriums-I-Q-Kennlinie f(I) und den Kriteriumseinprägstromwerten I1 und I2 abgegrenzte Bereich von einem Bereich, der durch die Kriteriums-I-Q-Kennlinie f(I) und die Ist-Einprägstromwerte I1' und I2' abgegrenzt ist, durch die Bereichsdifferenz ΔW. Die ECU 3 berechnet diese Bereichsdifferenz ΔW und korrigiert dann die Abweichung der unbekannten I-Q-Kennlinie g(I) der speziellen Kraftstoffzufuhrpumpe von der Kriteriums-I-Q-Kennlinie f(I) unter Verwendung der Bereichsdifferenz ΔW als den Indexwert. 2(a) zeigt ein Beispiel, in dem der Kriteriumsstromwert I1, der der Kraftstoffeinspritzmenge Q1 entspricht, gleich dem Ist-Einprägstromwert I1' ist.
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In Schritt S103 vergleicht die ECU 3 die in Schritt S102 berechnete Bereichsdifferenz ΔW mit einer kleinen Konstanten Cm. Falls ΔW größer als Cm ist, d. h., bei einem JA in Schritt S103, geht der Prozess zu Schritt S104 über. Bei einem NEIN in Schritt S103, d. h., falls die Bereichsdifferenz ΔW klein ist, wird bestimmt, dass die Abweichung der unbekannten I-Q-Kennlinie g(I) der speziellen Kraftstoffzufuhrpumpe von der Kriteriums-I-Q-Kennlinie f(I) derart klein ist, dass es nicht notwendig ist, die Abweichung zu korrigieren, woraufhin die ECU 3 den Prozess beendet.
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In Schritt S104 berechnet die ECU 3 eine Rotationskorrekturkomponente θ, die dem Gradientenkorrekturwert gemäß der vorliegenden Erfindung entspricht, auf der Grundlage der in Schritt S102 berechneten Bereichsdifferenz ΔW. Eine Beziehung zwischen der Rotationskorrekturkomponente θ und der Bereichsdifferenz ΔW ist als die nachstehende Gleichung dargestellt: θ = K(ΔW)
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Die ECU 3 kann die Rotationskorrekturkomponente θ entsprechend dieser Gleichung berechnen. Die Berechnungsgleichung von θ = K(ΔW) wird auf der Grundlage gemessener Werte von vorab durchgeführten Tests bestimmt. Dann führt in Schritt S105 die ECU 3 eine Rotationstransformation der Kriteriums-I-Q-Kennlinie f(I) der mittleren Kraftstoffzufuhrpumpe zu einer anderen I-Q-Kennlinie f'(I) um ein bestimmtes Rotationszentrum unter Verwendung der Rotationskorrekturkomponente θ durch. Die Rotationstransformation unter Verwendung der Rotationskorrekturkomponente θ ist als die nachstehende Gleichung dargestellt: f'(I) = R(θ)f(I)
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Wie es in 2(b) gezeigt ist, ist die I-Q-Kennlinie f'(I), die in Schritt S105 berechnet wird, näher an der I-Q-Kennlinie g(I) der speziellen Kraftstoffzufuhrpumpe, als es die Kriteriums-I-Q-Kennlinie f(I) ist.
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Es ist wünschenswert, das Rotationszentrum bei der Durchführung der vorstehend beschriebenen Rotationstransformation auf einen Punkt wie einen Leitpunkt (mastering point) oder einen Justierpunkt bei der Herstellung der Kraftstoffzufuhrpumpe oder einen korrigierten Punkt, der durch eine andere Korrekturlogik korrigiert wird und dergleichen einzustellen, bei dem die Variation des Gerätefehlers relativ gering ist. Es ist möglich, die I-Q-Kennlinie mit hoher Genauigkeit durch Durchführung der Rotationstransformation um dieses zuverlässige Rotationszentrum zu korrigieren. Das Rotationszentrum kann wie erforderlich versetzt werden.
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Dann kehrt der Prozess erneut zu Schritt S102 zurück und die ECU 3 berechnet eine andere Bereichsdifferenz ΔW erneut auf der Grundlage der neuen I-Q-Kennlinie f'(I). Das heißt, dass die Kriteriumseinprägstromwerte I1 und I2 Einprägstromwerte in der neuen I-Q-Kennlinie f'(I) werden, die den Ist-Einprägstromwerten I1' und I2' entsprechen. Dann wird eine neue Bereichsdifferenz ΔW durch eine Differenz zwischen einen durch die neue I-Q-Kennlinie f'(I) und den Ist-Einprägstromwerten I1' und I2' definierten Bereich und einen durch die neue I-Q-Kennlinie f'(I) und den Einprägstromwerten I1 und I2 definierten Bereich erneut berechnet. Weiterhin werden die Schritte S103 bis S105 in derselben Weise durch Verwendung der neuen Bereichsdifferenz ΔW durchgeführt, um die I-Q-Kennlinie f'(I) weiter zu korrigieren.
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Die ECU 3 wiederholt den vorstehend beschriebenen Prozess, bis eine Beziehung ΔW > Cm in Schritt S103 erfüllt ist. Auf diese Weise ist es möglich, die Bereichsdifferenz ΔW auf ein Minimum am Ende zu verringern. Zu diesem Zeitpunkt wird die I-Q-Kennlinie f'(I) im Allgemeinen dieselbe wie die unbekannte I-Q-Kennlinie g(I) der speziellen Kraftstoffzufuhrpumpe. Dann speichert die ECU 3 die I-Q-Kennlinie f(I) zu diesem Zeitpunkt als eine neue Kriteriumskennlinie und führt die nachfolgenden Steuerungen des Saugsteuerungsventils durch.
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Wie es vorstehend beschrieben worden ist, wird entsprechend der Steuerungseinrichtung für das Common-Rail-Kraftstoffeinspritzgerät gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Indexwert durch eine Differenz zwischen dem Bereich, der durch die bekannte Kriteriums-I-Q-Kennlinie f(I) und den Ist-Einprägstromwerten I1' und I2' definiert ist, die durch Ändern des Ist-Common-Rail-Drucks von P1 auf P2 erfasst werden können, und dem Bereich bestimmt, der durch die bekannte Kriteriumskennlinie f(I) und den Einprägstromwerten I1 und I2 definiert ist. Dieser Indexwert ist äquivalent zu einer unendlichen Anzahl von Punktkorrekturen für die I-Q-Kennlinie. Dementsprechend kann durch Korrektur des Gradienten der I-Q-Kennlinie durch Durchführung der Rotationstransformation unter Verwendung der Bereichsdifferenz als den Indexwert der Gradient der I-Q-Kennlinie durch ein einfaches Verfahren genau korrigiert werden. Daher ist es möglich, die Variationen aufgrund der Gerätefehler, der zeitlichen Verschlechterung (Alterung) usw. des Saugsteuerungsventils zu verringern, um den Common-Rail-Druck mit hoher Genauigkeit zu steuern.
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Gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die Bereichsdifferenz ΔW als ein Indexwert berechnet. Alternativ dazu kann der Indexwert ein Verhältnis des Bereichs, der durch die bekannte Kriteriumskennlinie f(I) und die Kriteriumseinprägstromwerte I1 und I2 definiert ist, und dem Bereich der Kriteriumskennlinie f(I) und der Ist-Einprägstromwerte I1' und I2' sein. Weiterhin ist es anstelle der Verwendung der Bereichsdifferenz ebenfalls möglich, Differenzen zwischen den Kriteriumseinprägstromwerten I1 und I2 sowie den Ist-Einprägstromwerten I1' und I2' als den Indexwert zu verwenden, um die Korrektur durchzuführen. Beispielsweise ist es möglich, eine Differenz zwischen dem Kriteriumseinprägstromwert I1 und dem Ist-Einprägstromwert I1', eine Differenz zwischen dem Kriteriumseinprägstromwert I2 und dem Ist-Einprägstromwert I2' und/oder eine Differenz zwischen dem Einprägstromwert I2 – I1 und dem Ist-Einprägstromwert I2' – I1' usw. als den Indexwert zu verwenden. Gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die Korrektur der I-Q-Kennlinie lediglich im Hinblick auf den Gradienten durchgeführt. Es ist ebenfalls möglich, dieses Korrekturverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung mit einem herkömmlichen Korrekturverfahren zur Korrektur der I-Q-Kennlinie in Richtung des Stroms zu kombinieren, wenn die Korrektur ebenfalls in Richtung des Stroms erforderlich ist.
