DE102006035310A1

DE102006035310A1 - Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102006035310A1
Application number: DE102006035310A
Authority: DE
Inventors: Kouichi Kariya Sugiyama; Koji Kariya Ishizuka
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2005-12-26
Filing date: 2006-12-22
Publication date: 2007-08-30
Anticipated expiration: 2026-12-23
Also published as: US20070144492A1; JP2007170339A; DE102006035310B4; US7343240B2; JP4492532B2; CN1991150A; CN100535420C

Abstract

In einem Fall, in dem tatsächliche Werte einer Kraftstoffeinspritzmenge und eines Kraftstoffdrucks mit einem repräsentativen Punkt nicht übereinstimmen, wird ein Interpolierprozess durch Verwendung eines Lernwerts einer Vielzahl von repräsentativen Punkten durchgeführt. Während des Interpolierprozesses bestimmt ein Computer (30), ob die Anzahl des Lernens eine vorbestimmte Anzahl N überschreitet. Wenn die Anzahl des Lernens niedriger als die Anzahl N ist, wird der Lernwert an dem repräsentativen Punkt durch den Lernwert an einem repräsentativen Punkt der tatsächlichen Werte ersetzt.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung, die eine Abweichungsgröße in Bezug auf eine Referenzgröße einer Betriebscharakteristik eines Betätigungsglieds (Aktuators) speichert, das für eine Kraftstoffeinspritzsteuerung verwendet wird. Die Abweichungsgröße wird in Bezug auf eine Vielzahl von Bereichen berechnet, die mit zur Berechnung der Kraftstoffeinspritzsteuerung verwendeten Parameter unterteilt sind.

Hintergrund der Erfindung

In einer Mehrzylinderbrennkraftmaschine weist jedes Kraftstofffeinspritzventil eine Steuerung in Bezug auf deren Kraftstoffeinspritzcharakteristik auf, was eine instabile Rotation einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine verursachen kann. Eine Abweichungsgröße zwischen der Kraftstoffeinspritzcharakteristik jedes Kraftstoffeinspritzventils und einer Referenzkraftstoffeinspritzcharakteristik wird gelernt, um die Drehzahl der Kurbelwelle gleichförmig zu machen, die durch jede Kraftstoffeinspritzung in jeden Zylinder erhalten wird. Die DE 195 27 218 B4 zeigt ein derartiges Steuerungssystem.

Die Abweichungsgröße wird entsprechend dem dem Kraftstoffeinspritzventil zugeführten Kraftstoffdruck variiert. Die JP-2003-254139 A zeigt, dass die Abweichungsgröße in Bezug auf eine Vielzahl von Bereichen gelernt wird, die durch den Kraftstoffdruck definiert sind. Die Abweichungsgröße wird entsprechend dem Kraftstoffdruck gelernt, so dass das Kraftstoffeinspritzventil in geeigneter Weise betrieben wird, um die Abweichungsgröße zu kompensieren. wenn das Kraftstoffeinspritzventil mit der Abweichungsgröße betrieben bzw. betätigt wird, wird üblicherweise ein Interpolierprozess verwendet. In dem Interpolierprozess wird ein repräsentativer Punkt in Bezug auf jeden Bereich definiert. In dem Fall, dass der repräsentative Punkt nicht mit dem tatsächlichen Kraftstoffdruck übereinstimmt, wird eine Abweichungsgröße entsprechend dem tatsächlichen Kraftstoffdruck durch einen Interpolierprozess durch Verwendung einer Abweichungsgröße an einer Vielzahl von Abweichungspunkten benachbart zu dem tatsächlichen Kraftstoffdruck berechnet. Dadurch wird das Kraftstoffeinspritzventil korrekt derart betrieben, dass die tatsächliche Abweichung kompensiert wird.

Jedoch kann in dem Fall, dass ein repräsentativer Punkt existiert, bei dem die Abweichungsgröße nicht gelernt worden ist, der Interpolierprozess nicht korrekt durchgeführt werden. Weiterhin kann, selbst falls das Lernen durchgeführt wird, die geeignete Abweichungsgröße durch lediglich einmaliges Durchführen des Interpolierprozesses nicht gelernt werden. Ein derartiges Problem kann bei einem Steuerungssystem auftreten, bei dem eine Abweichungsgröße der Betriebscharakteristik des Betätigungsglieds, das für die Kraftstoffeinspritzsteuerung verwendet wird, relativ zu der Referenzgröße in Bezug auf jeden repräsentativen Punkt gelernt wird, der durch die Parameter definiert ist, die für die Kraftstoffeinspritzsteuerungsberechnung verwendet werden.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die vorstehend beschriebenen Probleme gemacht, wobei eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin besteht, eine Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung anzugeben, die eine Abweichungsgröße einer Betriebscharakteristik eines Betätigungsglieds in Bezug auf eine Referenzgröße lernt und die tatsächliche Abweichung in geeigneter Weise kompensieren kann, selbst wenn der Lernprozess der Abweichungsgröße an dem repräsentativen Punkt nicht abgeschlossen ist.

Erfindungsgemäß weist eine Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung auf:
eine Lerneinrichtung zum Lernen und Speichern einer Abweichungsgröße in Bezug auf eine Referenz einer Betriebscharakteristik eines Betätigungsglieds, eine Betriebseinrichtung zum Betreiben des Betätigungsglieds derart, dass die Abweichungsgröße kompensiert wird, die durch eine Interpolierprozess in einem Fall erhalten wird, in dem die tatsächlichen Parameterwerte nicht mit einem repräsentativen Punkt übereinstimmen, eine Bestimmungseinrichtung zum Bestimmen, ob die Abweichungsgröße an dem repräsentativen Punkt, der für den Interpolierprozess verwendet wird, konvergiert und sich in einem Bereich befindet, in dem der tatsächliche Parameterwert nicht vorhanden ist, und eine Ersetzeinrichtung zum Ersetzen der Abweichungsgröße, die nicht konvergiert hat, mit der Abweichungsgröße an dem repräsentativen Punkt in einem Bereich, in dem die tatsächlichen Parameterwerte existieren.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung deutlich, in denen gleiche Abschnitte durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet sind. Es zeigen:
1 eine schematische Strukturdarstellung eines Brennkraftmaschinensystems gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
2A und 2B Zeitverläufe, die einen Übergang einer Drehzahl jedes Zylinders veranschaulichen,
3 ein Blockschaltbild, das einen Steuerungsblock zur Berechnung einer Arbeitslast jedes Zylinders darstellt,
4 Zeitverläufe, die eine Drehzahl, einen Wert entsprechend einem gegenwärtigen Drehmoment und eine Arbeitslast jedes Zylinders veranschaulichen,
5 ein Flussdiagramm eines Berechnungsprozesses eines Lernwerts für jeden Zylinder,
6 eine Darstellung eines Verfahrens zum Speichern des Lernwerts,
7 eine Darstellung zur Beschreibung eines Interpolierprozesses zur Verwendung des Lernwerts,
8A bis 8C Darstellungen zur Beschreibung von Problemen bei dem Interpolierprozess, und
9 eine Flussdiagramm, das Prozesse einer Kraftstoffeinspritzsteuerung veranschaulicht.
Ausführliche Beschreibung
Erstes Ausführungsbeispiel
Nachstehend ist ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Eine Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung ist derart aufgebaut, dass sie bei einer Dieselbrennkraftmaschine angewandt wird.
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Maschinensteuerungssystems. Eine Kraftstoffpumpe 6, die durch eine Kurbelwelle 8 angetrieben wird, pumpt Kraftstoff in einen Kraftstofftank 2 durch einen Kraftstofffilter 4. Die Kraftstoffpumpe 6 ist mit einem Saugsteuerungsventil 10 versehen, das eine Kraftstoffmenge justiert, die aus der Kraftstoffpumpe 6 ausgestoßen wird. Die Kraftstoffpumpe 6 ist mit zwei (nicht gezeigten) Kolben versehen, die sich hin und herbewegen, um den Kraftstoff anzusaugen und auszustoßen.
Der aus der Kraftstoffpumpe 6 ausgestoßene Kraftstoff wird einem Common-Rail (gemeinsame Schiene) 12 zugeführt. Das Common-Rail 12 akkumuliert den Kraftstoff mit hohem Druck darin. Der Kraftstoff wird jeweils Kraftstoffeinspritzvorrichtungen (Kraftstoffinjektoren) 16 durch Hochdruckkraftstoffkanäle 14 verteilt. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 16 kommunizieren mit dem Kraftstofftank 2 über Niedrigdruckkraftstoffkanäle 18.
Das Maschinensteuerungssystem ist mit einem Kraftstoffdrucksensor 20, der den Kraftstoffdruck in dem Common-Rail 12 erfasst, einem Kurbelwellensensor 22, der einen Rotationswinkel der Kurbelwelle 8 erfasst, und verschiedenen Sensoren versehen, die die Antriebsbedingung (den Antriebszustand) der Dieselbrennkraftmaschine erfassen. Weiterhin ist das Maschinensteuerungssystem mit einem Fahrpedalpositionssensor 24 versehen, der ein Betätigungsausmaß des Fahrpedals erfasst.
Eine elektronische Steuerungseinheit (ECU) 30 weist einen Mikrocomputer auf, der eine Kraftstoffeinspritzsteuerung zum Erhalt einer gewünschten Drehzahl der Kurbelwelle 8 ausführt.
Die Drehzahl der Kurbelwelle 8 wird in einer sehr kleinen Zeitdauer analysiert, wobei eine Erhöhung und eine Verringerung der Drehzahl sich synchron zu jedem Takt des Verbrennungszyklus wiederholen. 2A zeigt einen Graphen, der das Verhalten einer Kurbelwellendrehzahl ausführlich zeigt. in dem Fall einer Vier-Zylinder-Brennkraftmaschine wird die Verbrennung in einem ersten Zylinder (#1), einem dritten Zylinder (#3), einem vierten Zylinder (#4) und einem zweiten Zylinder (#2) in dieser Reihenfolge durchgeführt. Die Kraftstoffeinspritzung wird alle 180° Kurbelwellenwinkel (KW bzw. CA (crank angle)) durchgeführt. Eine Erhöhung und eine Verringerung der Drehzahl werden in jedem Takt wiederholt. Die Verbrennung in jedem Zylinder erhöht die Drehzahl, wobei dann eine der Kurbelwelle beaufschlagte Last die Drehzahl verringert. Daraus geht hervor, dass eine Arbeitslast (Arbeitsbelastung) in Bezug auf jeden Zylinder auf der Grundlage des Drehzahlverhaltens geschätzt werden kann.
Die Arbeitslast des betreffenden Zylinders kann auf der Grundlage der Drehzahl zu dem Zeitpunkt berechnet werden, wenn die Verbrennungszeitdauer des Zylinders beendet ist. Wie es in 2B gezeigt ist, wird die Arbeitslast des ersten Zylinders zu einem Zeitpunkt t1 berechnet, zu dem die Verbrennungszeitdauer (Verbrennungsperiode) beendet wird. Die Arbeitslast des dritten Zylinders wird zu dem Zeitpunkt t2 berechnet. Jedoch weisen die Erfassungssignale (NE-Impulse), die durch den Kurbelwellenwinkelsensor 22 erfasst werden und die Drehzahl angeben, Störungen und Erfassungsfehler auf. Somit weicht die durch eine durchgezogene Linie angegebene erfasste Drehzahl von der tatsächlichen Drehzahl ab, die durch eine gestrichelte Linie angegeben ist. Die genaue Arbeitslast kann zu den Zeitpunkten t1 und t2 nicht berechnet werden.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird, wie es in 3 gezeigt ist, die Drehzahl Ne einem Filter M1 zur Berechnung eines Werts entsprechend einem gegenwärtigen Drehmoment zugeführt. Dieser Wert entsprechend dem gegenwärtigen Drehmoment wird als ein dem gegenwärtigen Drehmoment entsprechenden Wert Neflt bezeichnet. Der Filter M1 berechnet den dem gegenwärtigen Drehmoment entsprechenden Wert Neflt durch Extrahieren von Komponenten der Drehzahlvariation. Die Drehzahl Ne wird in der Ausgangsperiode (Ausgangszeitdauer) des NE-Impulses (30° Kurbelwellenwinkel (CA)) erfasst. Das Filter M1 weist ein Bandpassfilter (BPF) zum Beseitigen von Hochfrequenzkomponenten und Niedrigfrequenzkomponenten auf. Der dem gegenwärtigen Drehmoment entsprechende Wert Neflt wird durch die nachstehende Gleichung (1) ausgedrückt. Neflt(i) = k1 × Ne(i) + k2 × Ne(i – 2) + k3 × Neflt(i – 1) + k4 × Neflt(i – 2) (1)
Dabei stellt Ne(i) einen gegenwärtigen Abtastwert der Drehzahl dar, stellt Ne(i – 2) einen Abtastwert der Drehzahl zu einem Zeitpunkt vor einem vorhergehenden Zeitpunkt dar, stellt Neflt(i – 1) einen vorhergehenden dem gegenwärtigen Drehmoment entsprechenden Wert dar, stellt Neflt(i – 2) einen einem gegenwärtigen Drehmoment entsprechenden Wert zu einem Zeitpunkt vor einem vorhergehenden Zeitpunkt dar, und sind k1 bis k4 Konstanten. Jedes Mal, wenn die Drehzahl Ne dem Filter M1 zugeführt wird, wird der dem gegenwärtigen Drehmoment entsprechende Wert Neflt(i) berechnet.
Die vorstehende Gleichung (1) ist eine diskrete Gleichung einer Übertragungsfunktion G(s), die durch die nachstehende Gleichung (2) ausgedrückt ist.
Dabei stellt einen Dämpfungskoeffizienten dar, und ist w eine Antwortfrequenz.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die Antwortfrequenz w durch eine Verbrennungsfrequenz der diese Brennkraftmaschine definiert, und sind die Konstanten k1 bis k4 auf der Grundlage der Antwortfrequenz w bestimmt. Die Verbrennungsfrequenz ist eine Winkelfrequenz, die die Verbrennungsanzahl für jeweils einen Einheitswinkel angibt. In dem Fall einer Vier-Zylinder-Brennkraftmaschine beträgt die Verbrennungsperiode bzw. Verbrennungszeitdauer (Verbrennungswinkelperiode) 180° Kurbelwellenwinkel (CA), und ist die Verbrennungsfrequenz die Umkehrung (Inverse) der Verbrennungsperiode.
Eine in 3 gezeigte Integrationseinheit M2 integriert den dem gegenwärtigen Drehmoment entsprechenden Wert Neflt in einem konstanten Bereich für jede Verbrennungsperiode jedes Zylinders, um jeweils Zylinderarbeitsbelastungen Sneflt#1 bis Sneflt#4 zu erhalten. Dabei werden die alle 30° Kurbelwellenwinkel (CA) ausgegebenen NE-Impulse mit NE-Impuls-Nummern 0 bis 23 nummeriert. Die NE-Impuls-Nummern 0 bis 5 werden der Verbrennungsperiode des ersten Zylinders zugeordnet, die NE-Impuls-Nummern 6 bis 11 werden der Verbrennungsperiode des dritten Zylinders zugeordnet, die NE-Impuls-Nummern 12 bis 17 werden dem vierten Zylinder zugeordnet, und die NE-Impuls-Nummern 18 bis 23 werden dem zweiten Zylinder zugeordnet. Die Zylinderarbeitsbelastungen Sneflt#1 bis Sneftl#4 der ersten bis vierten Zylinder werden jeweils auf der Grundlage der nachstehenden Gleichung (3) berechnet.
Die Zylinderzahl bzw. Zylindernummer ist nachstehend durch #i bezeichnet, und die Zylinderarbeitsbelastungen Sneflt#1 bis Sneflt#4 sind jeweils durch Sneflt#i ausgedrückt.
4 zeigt Zeitverläufe der Drehzahl Ne, des dem gegenwärtigen Drehmoment entsprechenden Werts Neflt und der Zylinderarbeitsbelastungen Sneflt#i. Der dem gegenwärtigen Drehmoment entsprechende Wert Neflt steigt periodisc+h an und verringert sich periodisch in Bezug auf einen Referenzpegel Ref. Die Zylinderarbeitsbelastung Sneflt#i wird durch Integrieren des dem gegenwärtigen Drehmoment entsprechenden Wert Neflt in der Verbrennungsperiode jedes Zylinders erhalten. Der integrierte Wert des positiven dem gegenwärtigen Drehmoment entsprechenden Wert Neflt entspricht dem Verbrennungsdrehmoment, und der integrierte Wert des negativen dem gegenwärtigen Drehmoment entsprechenden Werts Neflt entsprich dem Lastdrehmoment. Der Referenzpegel Ref wird auf der Grundlage einer durchschnittlichen Drehzahl unter den Zylindern bestimmt.
Theoretisch sind das Verbrennungsdrehmoment und das Lastdrehmoment zueinander gleich, so dass die Zylinderarbeitsbelastung Sneflt#i in der Verbrennungsperiode jedes Zylinders Null wird (Verbrennungsdrehmoment – Lastdrehmoment = 0). Jedoch verschlechtern sich praktisch eine Verbrennungscharakteristik und eine Reibungscharakteristik der Einspritzeinrichtung (Injektor) 16 mit Alterung zwischen den Zylindern. Somit weist die Zylinderarbeitsbelastung Sneflt#i einige Variationen auf. Beispielsweise ist in dem ersten Zylinder #1 die Arbeitsbelastung Sneflt#1 größer als Null, und ist in dem zweiten Zylinder #2 die Zylinderarbeitsbelastung Sneflt#2 kleiner als Null.
Die Zylinderarbeitsbelastung Sneflt#i zeigt Differenzen der Arbeitsbelastungen zwischen den Zylindern in Bezug auf den theoretischen Wert und eine Streuung der Arbeitsbelastungen.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden Abweichungswerte der Kraftstoffeinspritzcharakteristik zwischen den Krattstoffeinspritzventilen 16 als Abweichungsgrößen der Zylinderarbeitsbelastung Sneflt#i gelernt. 5 zeigt ein Flussdiagramm, das einen Prozess zur Berechnung der Abweichungsgrößen zeigt. Dieser Prozess wird durch die ECU 30 jedesmal ausgeführt, wenn der NE-Impuls ansteigt.
In Schritt S10 wird ein Zeitintervall des NE-Impulses auf der Grundlage des gegenwärtigen NE-Impulszeitverlaufs und des vorhergehenden NE-Impulszeitverlaufs berechnet, um eine gegenwärtige Drehzahl Ne (gegenwärtige Drehzahl) zu berechnen. In Schritt S12 wird der dem gegenwärtigen Drehmoment entsprechende Wert Neflt(i) auf der Grundlage der vorstehend beschriebenen Gleichung (1) berechnet.
In Schritt S14 wird die gegenwärtige NE-Impuls-Nummer (NE-Impulszahl) bestimmt. In den Schritten S16 bis S22 wird die Zylinderarbeitsbelastung Sneflt#i in Bezug auf jeden Zylinder #1 bis #4 entsprechend der vorstehend beschriebenen Gleichung (3) berechnet. Das heißt, dass, wenn die NE-Impuls-Nummer 0 bis 5 ist, die Zylinderarbeitsbelastung Sneflt#1 des ersten Zylinders #1 in Schritt S16 berechnet wird. Wenn die NE-Impuls-Nummer 6 bis 11 ist, wird die Zylinderarbeitsbelastung Sneflt#3 des dritten Zylinders #3 in Schritt S18 berechnet. Wenn die NE-Impuls-Nummer 12 bis 17 beträgt, wird die Zylinderarbeitsbelastung Sneflt#4 des vierten Zylinders #4 in Schritt S20 berechnet. Wenn die NE-Impuls-Nummer 18 bis 23 beträgt, wird die Zylinderarbeitsbelastung Sneflt#2 des zweiten Zylinders #2 in Schritt S22 berechnet.
In Schritt S24 wird bestimmt, ob eine Lernbedingung der Zylinderarbeitsbelastung erfüllt ist. Die Lernbedingung ist erfüllt, wenn die Zylinderarbeitsbelastungen aller Zylinder berechnet worden sind, ein Leistungsübertragungsgerät eines Fahrzeugs sich in einer vorbestimmten Bedingung befindet (eine Kupplung ist vollständig eingerückt) und eine Umgebungsbedingung eine vorbestimmte Situation ist (die Temperatur des Maschinenkühlmittels ist höher als eine vorbestimmte Temperatur).
Wenn die Antwort in Schritt S24 NEIN ist, endet die Verarbeitung. Wenn in Schritt S24 die Antwort JA ist, geht die Verarbeitung zu Schritt S26 über. In Schritt S26 wird die Integrationsanzahl nitgr um Eins erhöht, und wird ein Arbeitsbelastungslernwert Qlp#i auf der Grundlage der nachstehenden Gleichung (4) berechnet. Die Zylinderarbeitsbelastung Sneflt#i wird zu Null gemacht. Qlp#i = Qlp#i + Ka × Sneflt#i (4)
In Schritt S28 wird bestimmt, ob die Integrationsanzahl nitgr eine vorbestimmte Anzahl kitgr erreicht hat. Wenn die Anzahl nitgr größer oder gleich der Anzahl kitgr ist, geht die Verarbeitung zu Schritt S30 über. In Schritt S30 wird der Einspritzcharakteristikwert Qlrn#i jedes Zylinders auf der Grundlage der nachstehenden Gleichung (5) berechnet. Der integrierte Wert Qlp#i wird zu Null gemacht, und die Integrationsanzahl nitgr wird zu Null gemacht. Qlrn#i = Qlrn#i + Kb × Qlp#i/kitgr (5)
Es wird eine Mittelung des integrierten Werts Qlp#i bei jeder Integration durchgeführt, um den Einspritzcharakteristikwert Qlrn#i zu aktualisieren. Durch die Mittelung des integrierten Werts Qlp#i kann ein Fehler jeder Zylinderarbeitsbelastung Sneflt#i aufgehoben werden. In der Gleichung (5) gilt 0 < Kb ≤ 1.
In Schritt S32 wird ein Lernwert ΔQlrn#i auf der Grundlage der nachstehenden Gleichung (6) berechnet. ΔQlrn#i = Qlrn#i – 14 ΣQlrn#i (6)
Entsprechend der Gleichung (6) wird eine Streuung des Einspritzcharakteristikwerts Qlrn#i in Bezug auf den Durchschnitt bzw. Mittelwert (ΣQlrn#i/4) des Einspritzcharakteristikwerts Qlrn#i berechnet.
In Schritt S34 wird der Lernwert ΔQlrn#i in einer Speichereinrichtung gespeichert. Die Speichereinrichtung weist einen nichtflüchtigen Speicher wie ein EEPROM oder einen Sicherungsspeicher (Backup-Speicher) auf.
Wie es in 6 gezeigt ist, weist die Speichereinrichtung eine Vielzahl von Speicherbereichen auf, in denen die Daten gespeichert sind. Diese Speicherbereiche sind entsprechend dem Kraftstoffdruck in dem Common-Rail 12 und der Kraftstoffeinspritzmenge unterteilt. 6 zeigt neun Bereiche A11 bis A33, die auf der Grundlage des Kraftstoffdrucks und der Kraftstoffeinspritzmenge definiert sind. Der Lernwert ΔQlrn#i wird in einem dieser Bereiche gespeichert.
Da der Lernwert ΔQlrn#i entsprechend der Kraftstoffeinspritzmenge und dem Kraftstoffdruck variiert, wird jeder Lernwert ΔQlrn#i in dem jeweiligen Bereich gespeichert. Durch Lernen des Lernwerts ΔQlrn#i in Bezug auf jeden Bereich kann das Kraftstoffeinspritzventil 16 auf der Grundlage des Lernwerts ΔQlrn#i betrieben werden, der für die Kraftstoffeinspritzmenge und den Kraftstoffdruck geeignet ist.
Der Betrieb des Kraftstoffeinspritzventils 16 wird auf der Grundlage des Lernwerts ΔQlrn#i durchgeführt. Zur korrekten Verwendung des Lernwerts ΔQlrn#i ist ein repräsentativer Punkt Aij in jedem Bereich Aij(i = 1, 2, 3, ..., j = 1, 2, 3, ...) definiert, wie es in 6 gezeigt ist. Der Lernwert ΔQlrn#i wird als Wert in dem repräsentativen Punkt aij verwendet. Das heißt, dass während der Kraftstoffeinspritzsteuerung, wenn der Kraftstoffdruck und die Kraftstoffeinspritzmenge durch den repräsentativen Punkt A11 ausgedrückt sind, der Betrieb des Kraftstoffeinspritzventils 16 durch Verwendung des Lernwerts ΔQlrn#i an dem repräsentativen Punkt A11 durchgeführt wird. Der repräsentative Punkt Aij wird als der geeignetste Wert eingestellt, der den Lernwert ΔQlrn#i als einen wahren Wert macht.
Wenn der Kraftstoffdruck und die Kraftstoffeinspritzmenge mit keinem repräsentativen Punkt übereinstimmen, wird der Lernwert ΔQlrn#i durch einen Interpolierprozess berechnet, um zu dem gegenwärtigen Kraftstoffdruck und der gegenwärtigen Kraftstoffeinspritzmenge zu passen. Unter Bezugnahme auf 7 ist nachstehend der Interpolierprozess beschrieben.
In 7 sind benachbarte vier Bereiche Aij durch die Bereiche A bis D ausgedrückt und sind die repräsentativen Punkte durch die Punkte a bis d ausgedrückt. In den repräsentativen Punkten a bis d betragen der Kraftstoffdruck und die Kraftstoffeinspritzmenge jeweils (30, 20), (50, 20), (50, 40) und (30, 40). In dem Bereich D stellt der Punkt p dar, dass der Kraftstoffdruck "45" beträgt, und die Kraftstoffeinspritzmenge "35" beträgt. Der Punkt P stimmt nicht mit den repräsentativen Punkt c überein. Wenn die gegenwärtige Kraftstoffeinspritzmenge und der gegenwärtige Kraftstoffdruck durch den Punkt P ausgedrückt sind, wird der Interpolierprozess durch Verwendung des Lernwerts ΔQlrn#i an den jeweiligen Punkten a bis d durchgeführt. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind die Lernwerte ΔQlrn#i an den jeweiligen Punkten a bis d jeweils als "2", "4", "6" und "4" definiert.
Der Lernwert ΔQlrn#i an einem projizierten Punkt des Punkts P, der auf einer Linie projiziert wird, die den repräsentativen Punkt a und den repräsentativen Punkt b verbindet, wird durch die Verwendung des Interpolierprozesses wie nachstehend beschrieben berechnet. (45 – 30) / (50 – 30) × (4 – 2) + 2 = 3.5
Der Lernwert ΔQlrn#i an einem projizierten Punkt des Punkts P, der auf eine Linie projiziert wird, der den repräsentativen Punkt c und den repräsentativen Punkt d verbindet, wird durch Verwendung des Interpolierprozesses wie nachstehend beschrieben berechnet. (45 – 30) / (50 – 30) × (6 – 4) + 4 = 5.5
Der Lernwert ΔQlrn#i an dem Punkt P wird durch Verwendung des Interpolierprozesses wie nachstehend beschrieben. (35 – 20) / (40 – 20) × (5.5 – 3.5) + 3.5 = 5
In einem Fall, dass der Lernwert ΔQlrn#i an dem repräsentativen Punkt nicht entsprechend dem in 5 gezeigten Prozess berechnet wird, kann es sein, dass der Lernwert ΔQlrn#i, der durch den Interpolierprozess auf der Grundlage des repräsentativen Punkts erhalten wird, nicht der geeignete Wert ist. Selbst falls der Lernwert ΔQlrn#i gelernt wird, ist lediglich ein einzelnes Lernen unzureichend. Das Lernen muss wiederholt werden, so dass der Lernwert ΔQlrn#i auf einen geeigneten Wert konvergiert. Insbesondere muss in einem Fall, in dem der Wert des Koeffizienten Kb kleiner als 1 ist, das Lernen vielfach wiederholt werden. Der geeignete Lernwert ΔQlrn#i wird kaum durch den Interpolierprozess auf der Grundlage der repräsentativen Punkte erhalten, deren Lernwert ΔQlrn#i noch nicht konvergiert sind.
In einem Fall, dass der Lernwert ΔQlrn#i, der durch den Interpolierprozess erhalten wird, nicht ein geeigneter Wert ist, kann die Berechnungsgenauigkeit des in 5 gezeigten Prozesses verschlechtert werden. Dies ist nachstehend unter Bezugnahme auf 8a, 8b und 8c ausführlicher beschrieben.
In 8a ist der Punkt P auf einer Linie, die den repräsentativen Punkt a des Bereiches A und den repräsentativen Punkt b des Bereichs B verbindet und in dem Bereich A. Die wahren Lernwerte ΔQlrn#i an den repräsentativen Punkten a, b und P sind in 8b durch "X" bezeichnet.
In einem Fall, in dem der Lernwert ΔQlrn#i an den repräsentativen Punkten a und b nicht gelernt ist, ist der Lernwert ΔQlrn#i an dem Punkt P, der durch den Interpolierprozess berechnet wird, Null. Während der Punkt P über 720 mal n° Kurbelwellenwinkel (CA) zum Durchführen des in 5 gezeigten Lernprozesses beibehalten wird, wird der Lernwert ΔQlrn#i der wahre Lernwert an dem Punkt P (dabei ist der Koeffizient Kb auf 1 eingestellt). Dadurch wird der Lernwert ΔQlrn#i um Δ1 erhöht und ist durch eine Dreieckform bezeichnet, wie es in 8b gezeigt ist. Der Lernwert ΔQlrn#i an dem Punkt P ist durch ein Quadrat bezeichnet, der durch den Interpolierprozess erhalten wird. Dieser Lernwert ΔQlrn#i, der durch das Quadrat bezeichnet ist, ist um Δ2 kleiner als der wahre Lernwert. Wenn die Kraftstoffeinspritzsteuerung auf der Grundlage des in 8b durch das Quadrat bezeichneten Wert für eine vorbestimmte Zeitdauer durchgeführt wird, wird der Lernwert ΔQlrn#i in dem Bereich A als "Δ1 + Δ2" gelernt. Dadurch wird nach einem zweiten Lernprozess der Lernwert ΔQlrn#i an dem repräsentativen Punkt a zu demjenigen, der durch einen Kreis in 8b bezeichnet ist.
Durch den Interpolierprozess durch Verwendung des repräsentativen Punkts b in dem Fall, in dem der Lernwert an dem repräsentativen Punkt b noch nicht gelernt worden ist, wird der Lernwert ΔQlrn#i an dem repräsentativen Punkt a als der Wert gelernt, der größer als der wahre Wert ist. Während der Lernprozess an dem repräsentativen Punkt b nicht durchgeführt wird, wurde der Lernwert an dem repräsentativen Punkt a fehlerhaft zu einem Punkt W gelernt, der sich auf einer Linie befindet, der den Punkt b und den wahren Wert an dem Punkt P verbindet.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird in einem Fall, dass der Lernwert ΔQlrn#i an dem repräsentativen Punkt nicht konvergiert ist, der für den Interpolierprozess verwendet wird, und sich nicht in dem Bereich befindet, in dem die gegenwärtige Kraftstoffeinspritzmenge und der gegenwärtige Kraftstoffdruck vorhanden sind, der Lernwert ΔQlrn#i in dem Bereich, in dem die gegenwärtige Kraftstoffeinspritzmenge und der Kraftstoffdruck vorhanden sind, als der Lernwert ΔQlrn#i verwendet, der noch nicht konvergiert ist.
Beispielsweise wird in einem Fall, in dem der Lernwert ΔQlrn#i an den repräsentativen Punkten a und b noch nicht gelernt worden ist, wenn die Antwort in Schritt S28 gemäß 5 JA ist, der Lernwert ΔQlrn#i an dem repräsentativen Punkt a durch eine Aktualisierungsgröße in Schritt S32 aktualisiert. Dadurch wird, wie es in 8c gezeigt ist, der Lernwert ΔQlrn#i an dem repräsentativen Punkt a der wahre Lernwert an dem Punkt P. Dann wird von den darauf folgenden Prozessen, wenn die Kraftstoffeinspritzmenge und der Kraftstoffdruck durch den Punkt P dargestellt werden, der Lernwert ΔQlrn#i an dem repräsentativen Punkt a als der Lernwert ΔQlrn#i an dem repräsentativen Punkt b verwendet. Durch den Interpolierprozess wird der Wert an dem Punkt P als der wahre Wert berechnet. Da die Kraftstoffeinspritzsteuerung auf der Grundlage des wahren Werts an dem Punkt P durchgeführt wird, wird der Lernwert Δ Qlrn#i an dem repräsentativen Punkt a nicht fehlerhaft gelernt.
9 zeigt ein Flussdiagramm der Kraftstoffeinspritzsteuerung. In Schritt S40 erfasst der Kraftstoffdrucksensor 20 den gegenwärtigen Kraftstoffdruck und die gegenwärtige Kraftstoffeinspritzmenge. In Schritt S42 bestimmt der Computer, ob der Interpolierprozess notwendig ist. Das heißt, dass der Computer bestimmt, ob die gegenwärtigen Werte in Übereinstimmung mit dem repräsentativen Punkt sind.
Wenn die Antwort S42 JA ist, geht die Verarbeitung zu Schritt S44 über, in dem der repräsentative Punkt ausgewählt wird, der für den Interpolierprozess verwendet wird. Beispielsweise werden, wenn der durch den gegenwärtigen Kraftstoffdruck und die gegenwärtige Kraftstoffmenge definierte Punkt der Punkt P ist, die repräsentativen Punkte a bis d ausgewählt.
In Schritt S46 bestimmt der Computer, ob die Lernanzahl in dem Bereich, in dem der wahre Wert nicht vorhanden ist, eine vorbestimmte Anzahl N überschreitet. Diese Anzahl N dient zur Bestimmung, ob der Lernwert Δ Qlrn#i konvergiert hat.
Wenn die Antwort in Schritt S46 NEIN ist, geht die Verarbeitung zu Schritt S48 über, in dem der Lernwert ΔQlrn#i in einem Bereich, in dem die Lernanzahl niedriger als die vorbestimmte Zahl N ist, durch den Lernwert ΔQlrn#i in dem Bereich ersetzt wird, in dem der gegenwärtige Kraftstoffdruck und die gegenwärtige Kraftstoffeinspritzmenge vorhanden sind.
Wenn die Antwort in Schritt S46 JA ist und wenn der Prozess in Schritt S48 abgeschlossen ist, geht der Prozess zu Schritt S50 über, in dem der Lernwert ΔQlrn#i des gegenwärtigen Kraftstoffdrucks und der Kraftstoffeinspritzmenge durch Verwendung des Lernwerts an dem in Schritt S44 ausgewählten repräsentativen Punkt berechnet wird. In dem Fall, dass die Antwort in Schritt S46 NEIN ist, wird der ersetzte Wert, der in Schritt S48 erhalten wird, in die ausgewählten repräsentativen Punkte eingeschlossen.
In Schritt S52 wird das Kraftstoffeinspritzventil 16 auf der Grundlage eines Befehlswerts betrieben, von dem der Lernwert subtrahiert ist. In dem Fall, dass die Antwort in Schritt S42 NEIN ist, wird das Kraftstoffeinspritzventil 16 durch Verwendung des Lernwerts ΔQlrn#i an dem repräsentativen Punkt betrieben, der mit dem gegenwärtigen Wert übereinstimmt. In dem Fall, dass der Interpolierprozess in Schritt S50 ausgeführt wird, wird das Kraftstoffeinspritzventil 16 auf der Grundlage eines Befehlswerts betrieben, von dem ein durch den Interpolierprozess berechneter Wert subtrahiert wird.
Wie es vorstehend beschrieben worden ist, wird die Kraftstoffeinspritzsteuerung in geeigneter Weise bzw. korrekt durch Verwendung des Interpolierprozesses durchgeführt, selbst wenn der Lernwert ΔQlrn#i den repräsentativen Punkt aufweist, der noch nicht konvergiert ist.
Beispielsweise wird gemäß 7 in einem Fall, dass der Lernwert ΔQlrn#i an dem repräsentativen Punkt b auf "4" konvergiert und die Lernwerte ΔQlrn#i an den repräsentativen Punkten a, c und d Null sind, der Lernwert ΔQlrn#i an den Punkt P durch den Interpolierprozess als "0,75" berechnet. Da der wahre Wert an den Punkt P "5" ist, wird der Lernwert ΔQlrn#i an dem repräsentativen Punkt c auf "4,25" entsprechend dem in 5 gezeigten Prozess aktualisiert.
Bei der nachfolgenden Kraftstoffeinspritzsteuerung gemäß dem in 9 gezeigten Prozess wird der Wert "4,25" für den Lernwert ΔQlrn#i an den repräsentativen Punkten a und d eingesetzt. Dadurch wird der Lernwert P als "4,140625" durch den Interpolierprozess berechnet. Die Kraftstoffeinspritzsteuerung wird unter Verwendung dieses Wertes durchgeführt, wodurch der Lernwert ΔQlrn#i an dem repräsentativen Punkt c auf "5,109375" aktualisiert wird. Nach der nachfolgenden Kraftstoffeinspritzsteuerung wird der Wert "5,109375" für die Lernwerte Δ Qlrn#i an den repräsentativen Punkten a und d eingesetzt.
Durch Wiederholen des vorstehend beschriebenen Prozesses konvergiert der Einsetzwert für den Lernwert ΔQlrn#i an den repräsentativen Punkten a, c und d auf "5,23077", so dass der Lernwert ΔQlrn#i an den Punkt P schließlich "5" wird.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden die nachstehend beschriebenen Vorteile erzielt.

(1) In einem Fall, dass der Lernwert ΔQlrn#i an dem repräsentativen Punkt in dem Bereich, in dem der wahre Wert noch nicht existiert, noch nicht konvergiert hat, wird dieser Lernwert ΔQlrn#i mit dem Lernwert ΔQlrn#i in dem Bereich ersetzt, in dem der wahre Wert vorhanden ist. Dadurch kann der Abweichungswert, der durch den Interpolierprozess berechnet wird, korrekter gemacht werden.
(2) In einem Fall, in dem die Anzahl des Lernens des Lernwerts ΔQlrn#i an dem repräsentativen Punkt die vorbestimmte Anzahl N überschreitet, wird bestimmt, dass der Lernwert ΔQlrn#i konvergiert hat. Dadurch wird leicht und korrekt bestimmt, dass der Lernwert ΔQlrn#i konvergiert hat.
(3) Das Filter M1 berechnet den dem gegenwärtigen Drehmoment entsprechenden Wert. Auf der Grundlage dieses entsprechenden Wertes wird die Kraftstoffeinspritzcharakteristik des Kraftstoffeinspritzventils 16 geschätzt. Dadurch wird die Kraftstoffeinspritzcharakteristik korrekt geschätzt.
(4) Der Referenzpunkt des Lernwerts ΔQlrn#i wird auf eine Durchschnittskraftstoffeinspritzcharakteristik zwischen den Zylindern eingestellt, wodurch die Drehzahl gleichförmig gemacht werden kann.
(5) Der Bereich, in dem der Lernwert ΔQlrn#i gelernt wird, wird auf der Grundlage des Kraftstoffdrucks in dem Common-Rail 12 und dem Befehlswert der Kraftstoffeinspritzmenge definiert. Dadurch können korrekte Abweichungsgrößen in jedem Bereich gelernt werden.

Andere Ausführungsbeispiele
Der Bereich, in dem der Lernwert ΔQlrn#i gelernt wird, kann auf der Grundlage zumindest der Drehzahl der Kurbelwelle 8, des Kraftstoffdrucks und/oder des Kraftstoffeinspritzbefehlswerts definiert werden.
Die Referenzkraftstoffeinspritzcharakteristik kann eine Durchschnittskraftstoffeinspritzcharakteristik sein, die eine mittlere Charakteristik (zentrale Charakteristik) des Kraftstoffeinspritzventils 16 ist.
Ein Korrekturwert der Kraftstoffeinspritzperiode (Kraftstoffeinspritzzeitdauer) kann als die Abweichungsgröße gespeichert werden.
Der dem gegenwärtigen Drehmoment entsprechende Wert Neflt wird in einem spezifischen Bereich integriert, in dem die Drehzahl ansteigt oder in einem spezifischen Bereich integriert, in dem die Drehzahl sich verringert, um die Arbeitsbelastung zu erhalten. Die Abweichungsgröße in Bezug auf den Referenzwert auf der Grundlage der vorstehend beschriebenen Arbeitsbelastung berechnet werden. Alternativ dazu kann die Abweichungsgröße auf der Grundlage des dem gegenwärtigen Drehmoment entsprechenden Werts Neflt berechnet werden. Die Abweichungsgröße kann auf der Grundlage eines anderen Werts als des dem gegenwärtigen Drehmoment entsprechenden Werts berechnet werden.
Der Interpolierprozess kann durch Verwendung einer quadratischen Kurve durchgeführt werden.
Die Brennkraftmaschine kann eine Direkteinspritzungsbrennkraftmaschine aufweisen.
In einem Fall, in dem tatsächliche Werte einer Kraftstoffeinspritzmenge und eines Kraftstoffdrucks mit einem repräsentativen Punkt nicht übereinstimmen, wird ein Interpolierprozess durch Verwendung eines Lernwerts einer Vielzahl von repräsentativen Punkten durchgeführt. während des Interpolierprozesses bestimmt ein Computer (30), ob die Anzahl des Lernens eine vorbestimmte Anzahl N überschreitet. Wenn die Anzahl des Lernens niedriger als die Anzahl N ist, wird der Lernwert an dem repräsentativen Punkt durch den Lernwert an einem repräsentativen Punkt der tatsächlichen Werte ersetzt.

Claims

Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung mit einer Lerneinrichtung (30) zum Lernen und Speichern einer Abweichungsgröße in Bezug auf eine Referenz einer Betriebscharakteristik eines Betätigungsglieds (16), das für eine Kraftstoffeinspritzsteuerung für eine Brennkraftmaschine verwendet wird, als eine Abweichungsgröße an einem repräsentativen Punkt in Bezug auf jeweils Bereiche, die anhand für die Kraftstoffeinspritzsteuerung verwendeten Parametern unterteilt sind, einer Betriebseinrichtung (30) zum Betrieb des Betätigungsglieds (16) derart, dass die Abweichungsgröße, die durch den Interpolierprozess erhalten wird, durch Verwendung der gespeicherten Abweichungsgröße in einem Fall kompensiert wird, dass der tatsächliche Wert der Parameter mit keinem repräsentativen Punkt übereinstimmen, einer Bestimmungseinrichtung (30) zum Bestimmen, ob die Abweichungsgröße an dem repräsentativen Punkt, der für den Interpolierprozess verwendet wird, konvergiert und sich in einem Bereich befindet, in dem der tatsächliche Wert der Parameter nicht vorhanden ist, einer Ersetzeinrichtung (30) zum Ersetzen der Abweichungsgröße, die noch nicht konvergiert ist, mit der Abweichungsgröße an dem repräsentativen Punkt in einem Bereich, in dem der tatsächliche Parameterwert existiert, fall die Bestimmungseinrichtung bestimmt, dass die Abweichungsgröße nicht konvergiert ist.
Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Bestimmungseinrichtung (30) bestimmt, dass die Abweichungsgröße konvergiert ist, wenn eine Häufigkeit des Lernens der Abweichungsgröße an dem repräsentativen Punkt eine vorbestimmte Anzahl überschreitet.
Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Betätigungsglied (16) ein Kraftstoffeinspritzventil (16) aufweist, und die Lerneinrichtung (30) aufweist: eine Filtereinrichtung (M1) zum Filtern der Drehzahl mit einer Frequenz, die auf der Grundlage einer Verbrennungsfrequenz der Brennkraftmaschine definiert ist, um einen Wert entsprechend einem gegenwärtigen Drehmoment zu erhalten, und eine Schätzeinrichtung (M2) zum Schätzen einer Charakteristik jedes Kraftstoffeinspritzventils auf der Grundlage des Werts entsprechend dem gegenwärtigen Drehmoment.
Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Brennkraftmaschine eine Mehrzylinderbrennkraftmaschine aufweist, und eine Referenz einer Betriebscharakteristik des Kraftstoffeinspritzventils (16) als eine Durchschniftskraftstoffeinspritzcharakteristik zwischen den Zylindern eingestellt wird.
Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Parameter einen dem Kraftstoffeinspritzventil zugeführten Kraftstoffdruck und einen Befehlswert aufweisen, der eine Kraftstoffeinspritzmenge für das Kraftstoffeinspritzventil angibt.