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1. Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Kraftstoffeinspritzmengensteuersystem,
das an einem Verbrennungsmotor installiert ist, wie einem Dieselmotor,
und bezieht sich auch auf einen Verbrennungsmotor, der das Steuersystem
hat. Insbesondere befasst sich die Erfindung mit einer verbesserten
Lernsteuerung, die für
ein Verbessern der Genauigkeit der Kraftstoffeinspritzmenge durchgeführt wird.
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2.
Stand der Technik
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In
einem bekannten Verbrennungsmotor, wie einem Dieselmotor für ein Automobil,
wird eine Piloteinspritzung für
ein Einspritzen einer extrem geringen Menge von Kraftstoff in jeden
von den Zylindern vor einer Haupteinspritzung durchgeführt, um
ein Verbrennungsgeräusch
zu verringern und die Menge von NOx-Emissionen
einzuschränken,
wie zum Beispiel in der JP-A-2003-56389 offenbart ist.
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Im
Hinblick auf den Verbrennungsmotor, der angeordnet ist, um wie vorstehend
beschrieben eine Piloteinspritzung auszuführen, variiert der optimale Wert
der Piloteinspritzmenge (d.h. der Menge des Kraftstoffs, die für eine Piloteinspritzung
eingespritzt wird) in Abhängigkeit
der Betriebszustände
des Verbrennungsmotors. Im Allgemeinen beträgt die Piloteinspritzmenge
mehrere Kubikmillimeter, obwohl dies von der Zylinderkapazität abhängt. Im
Betrieb wird eine Piloteinspritzung ausgeführt, um eine Zielpiloteinspritzmenge
zu erreichen, die auf Basis der Verbrennungsmotordrehzahl und/oder
anderen Verbrennungsmotorzuständen
bestimmt wird. Genauer gesagt wird ein Kraftstoffeinspritzventil
(oder Kraftstoffeinspritzelement), das für jeden Zylinder vorgesehen
ist, in einer kontrollierten Weise geöffnet bzw. geschlossen, in
anderen Worten gesagt, wird die Länge der Zeit gesteuert, für die das
Kraftstoffeinspritzventil geöffnet
ist, gemäß dem Kraftstoffeinspritzdruck
oder dem Druck des Kraftstoffs, der von dem Kraftstoffeinspritzventil
eingespritzt wird.
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Ein
bekanntes Problem bei der vorstehenden Art von Verbrennungsmotor
ist, dass die Steuerung der Piloteinspritzmenge durch Variationen
der Einspritzmenge aufgrund von Unterschieden zwischen individuellen
Kraftstoffeinspritzsystemen und Änderungen
der Einspritzmenge mit der Zeit beeinflusst werden kann. Genauer
gesagt weicht die tatsächliche
Piloteinspritzmenge, d.h. die Menge des Kraftstoffs, die tatsächlich von
einem Einspritzelement eingespritzt wird, von einer Zielpiloteinspritzmenge,
die durch einen Mikrocomputer oder dergleichen erhalten wird, aufgrund
von Unterschieden zwischen einzelnen Einspritzelementen, die in
Kraftstoffeinspritzsystemen verwendet werden (die Abweichungen der
Einspritzmenge verursachen), Unterschieden zwischen einzelnen Sensoren
von jedem Typ (die Abweichungen der Sensorausgaben verursachen),
und Änderungen
verschiedener Charakteristiken mit der Zeit ab. Bei Auftreten der
Abweichung kann eine geeignete Piloteinspritzmenge nicht vorgesehen
werden. Falls die tatsächliche
Piloteinspritzmenge um ein hohes Maß von der Zielpiloteinspritzmenge
abweicht, kann die Piloteinspritzmenge die gewünschten oder beabsichtigten
Effekte nicht vorsehen, und ein Verbrennungsgeräusch und die Menge von PM-Emissionen
(Partikelemissionen) können unerwünscht erhöht sein.
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Angesichts
des vorstehend beschriebenen Hintergrunds wurde vorgeschlagen, eine
Lernsteuerung der Piloteinspritzmenge durchzuführen, wie zum Beispiel in JP-A-2005-36788 offenbart
ist. Diese Veröffentlichung
offenbart eine Lernsteuerung der Piloteinspritzmenge in einem Dieselmotor
einer Commonrailart. Wie vorstehend beschrieben ist, wird die Länge der
Zeit, für
die das Einspritzelement (Kraftstoffeinspritzventil) geöffnet ist,
gemäß dem Kraftstoffeinspritzdruck
eingestellt, um eine Zielpiloteinspritzmenge vorzusehen, auf deren
Basis eine Piloteinspritzung ausgeführt wird. Für ein Einstellen der Einspritzelementventilöffnungszeitdauer,
speichert ein Steuersystem für
den Verbrennungsmotor ein Kennfeld, das die Beziehung zwischen der
Piloteinspritzmenge und der Länge
der Zeit, für
die das Einspritzelement erregt ist (d.h. die Einspritzelementventilöffnungszeitdauer),
mit Bezug auf jedes von einer Vielzahl von Niveaus (sechs Niveaus
in dem Beispiel von 5)
des Common Rail-Drucks (in 5 „a" bis „f", wobei zum Beispiel „a" = 32 MPa, „b" = 48 MPa, „c" = 64 MPa, „d" = 80 MPa, „e" = 96 MPa und „f" = 112 MPa) definiert,
wie in 5 beispielhaft
gezeigt ist. Um die Zielpiloteinspritzmenge vorzusehen, die auf
Basis der Verbrennungsmotordrehzahl und/oder anderen Verbrennungsmotorbetriebszuständen bestimmt
wird, bestimmt das Steuersystem die Länge der Zeit für eine Erregung
des Einspritzelements gemäß dem Common
Rail-Druck mit Bezug auf das Kennfeld für ein Einstellen der Einspritzelementventilöffnungszeitdauer.
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In
der Lernsteuerung der Piloteinspritzmenge wird das Kennfeld für ein Einstellen
der Einspritzelementventilöffnungszeitdauer
korrigiert, wie es notwendig ist, so dass das Kraftstoffeinspritzsystem
einen Piloteinspritzvorgang mit einer geeigneten Piloteinspritzmenge
durchführen
kann, selbst bei Vorhandensein von Variationen der individuellen
Kraftstoffeinspritzsysteme und Änderungen
der Einspritzmenge mit der Zeit. Für die Lernsteuerung wird ein Kraftstoffeinspritzbetrieb
(der „Single-Shot-Einspritzung" genannt wird) durchgeführt, in
dem eine extrem geringe Menge von Kraftstoff, die gleich zu der Piloteinspritzmenge
ist, in einen bestimmten Zylinder (in dem der Kolben in der Nähe des oberen
Totpunkts ist) während
einer Nichteinspritzzeitspanne eingespritzt wird, in der eine Befehlseinspritzmenge
als eine Menge von Kraftstoff, die jedes Einspritzelement auf Befehl
einspritzen soll, gleich zu oder geringer als Null ist (beispielsweise
wenn der Betätigungsbetrag oder
Hub des Gaspedals „0" während des
Fahrens des Fahrzeugs ist). Das Steuersystem erkennt dann einen Änderungsbetrag
oder Änderungsbeträge der Verbrennungsmotordrehzahl
und/oder eines anderen Verbrennungsmotorbetriebzustands beziehungsweise
anderer Verbrennungsmotorbetriebszustände, die von der Single-Shot-Einspritzung resultieren.
Dann vergleicht das Steuersystem Daten, die eine Änderung
des Verbrennungsmotorzustands in dem Fall anzeigen, wo eine Single-Shot-Einspritzung
mit einer bestimmten Menge von Kraftstoff genau durchgeführt wird,
mit einer Änderung
des Verbrennungsmotorbetriebszustands in dem Fall, wo eine Single-Shot-Einspritzung
derselben Menge von Kraftstoff tatsächlich durchgeführt wird,
und korrigiert das Kennfeld für
das Einstellen der Einspritzelementventilöffnungszeitdauer gemäß der Abweichung
der tatsächlichen Änderung
von den Daten, die die Referenzänderung
anzeigen. Dieser Betrieb wird sequentiell für jeden Zylinder und jeden
der Commonraildrücke „a" bis „f" (die „Lernzielraildrücke" genannt werden)
des Kennfelds durchgeführt,
so dass ein Piloteinspritzbetrieb mit einer geeigneten Piloteinspritzmenge
bezüglich
allen Zylindern ohne Berücksichtigung
des Commonraildrucks ausgeführt
werden kann.
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Falls
jedoch der Commonraildruck relativ hoch ist, wenn eine Single-Shot-Einspritzung
in der vorstehend erwähnten
Lernsteuerung ausgeführt wird,
wird die bestimmte Menge von Kraftstoff in einer kurzen Zeit in
den Zylinder eingespritzt; deshalb findet eine Verbrennung des resultierenden
Luft-Kraftstoffgemischs schnell statt, und ein relativ lautes Verbrennungsgeräusch kann
erzeugt werden. Da die Lernsteuerung der Piloteinspritzmenge oft
während einer
Nichteinspritzzeitspanne durchgeführt wird, in der der Betätigungsbetrag
des Gaspedals gleich Null ist, wie vorstehend beschrieben ist, kann
sich ein Fahrzeuginsasse, beispielsweise der Fahrer, unwohl fühlen oder
durch das laute Verbrennungsgeräusch gestört fühlen, das
in dieser Situation produziert wird.
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Um
zu verhindern, dass das Verbrennungsgeräusch während der Lernsteuerung auftritt,
kann vorgeschlagen werden, die Lernsteuerung nur dann auszuführen, wenn
der Commonraildruck niedrig ist. In diesem Fall können jedoch
keine Lernwerte für
den Fall erhalten werden, wo der Kraftstoffdruck hoch ist, und geeignete
Piloteinspritzmengen können
nicht während
beispielsweise eines Hochdrehzahlbetriebs des Fahrzeugs vorgesehen
werden, in dem der Kraftstoffdruck dazu neigt, relativ hoch zu sein.
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Es
ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung ein Kraftstoffeinspritzmengensteuersystem
vorzusehen, das eine Lernsteuerung der Kraftstoffeinspritzmenge
durchführt,
wobei das System geeignete Lernwerte für einen weiten Bereich von
Kraftstoffeinspritzdrücken
erhalten kann, insbesondere für
hohe Kraftstoffeinspritzdrücke,
ohne zu bewirken, dass sich der Insasse unbehaglich fühlt oder
aufgrund eines Verbrennungsgeräuschs
gestört
wird, das während
der Lernsteuerung produziert wird. Es ist eine weitere Aufgabe einen
Verbrennungsmotor vorzusehen, der solch ein Steuersystem hat.
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Das
Prinzip der Erfindung für
ein Erreichen der vorstehenden Aufgaben ist, dass eine Single-Shot-Einspritzung für eine Lernsteuerung
der Kraftstoffeinspritzmenge bei einem Kraftstoffeinspritzdruck
durchgeführt
wird, der auf ein hohes Niveau eingestellt ist, wenn ein Umgebungsgeräusch (das
heißt,
Geräusche
wie ein Verbrennungsmotorgeräusch
und ein Fahrbahngeräusch,
die in die Fahrzeugkabine übertragen
werden) relativ groß ist.
Und zwar wird eine Lernsteuerung bezüglich relativ hohen Kraftstoffeinspritzdrücken unter
einem Zustand ausgeführt,
wo ein Verbrennungsgeräusch,
das möglicherweise
von einer Single-Shot-Einspritzung herrührt, durch das Umgebungsgeräusch eliminiert
oder unterdrückt
ist, so dass das Steuersystem Lernwerte für hohe Kraftstoffeinspritzdrücke vorsehen
kann, ohne zu bewirken, dass der Fahrer sich unbehaglich fühlt oder
gestört
wird.
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Die
Erfindung ist auf ein Kraftstoffeinspritzmengensteuersystem angewendet,
das angeordnet ist, um eine Kraftstoffeinspritzmengenlernsteuerung durchzuführen, und
zwar durch Einspritzen von Kraftstoff von einem Kraftstoffeinspritzventil
in einem bestimmten Zylinder (einen Zylinder, für den eine Lernsteuerung durchgeführt werden
soll) eines Verbrennungsmotors eines Fahrzeugs, Erhalten einer Abweichung
einer tatsächlichen
Kraftstoffeinspritzmenge von einer Zielkraftstoffeinspritzmenge
auf Basis einer Änderung
eines Betriebszustands des Verbrennungsmotors, die von der Kraftstoffeinspritzung
herrührt,
und Korrigieren der tatsächlichen
Kraftstoffeinspritzmenge auf Basis der Abweichung. Gemäß einem
ersten Aspekt der Erfindung ist das Kraftstoffeinspritzmengensteuersystem
mit einer Lernbedingungsbestimmungseinrichtung, einer Umgebungsgeräuscherfassungseinrichtung,
einer Kraftstoffdruckreguliereinrichtung und einer Lernsteuerungsausführungseinrichtung
versehen. Die Lernbedingungsbestimmungseinrichtung bestimmt, ob
eine oder mehrere Bedingungen für
ein Ausführen
der Kraftstoffeinspritzmengenlernsteuerung erfüllt sind. Die Umgebungsgeräuscherfassungseinrichtung
bestimmt oder erkennt das Niveau eines Umgebungsgeräuschs, das
in wenigstens einem von dem Fahrzeug und dem Verbrennungsmotor erzeugt
wird. Die Kraftstoffdruckreguliereinrichtung kann einen Kraftstoffeinspritzdruck
als einen Druck des Kraftstoffs regulieren, der von dem Kraftstoffeinspritzventil
eingespritzt wird. Die Lernsteuerungsausführungseinrichtung ist in Erwiderung
auf Ausgaben der Lernbedingungsbestimmungseinrichtung und der Umgebungsgeräuscherfassungseinrichtung
betreibbar, und führt die
Kraftstoffeinspritzmengenlernsteuerung durch Bewirken, dass die
Kraftstoffdruckreguliereinrichtung den Kraftstoffeinspritzdruck
auf ein erstes ausgewähltes
Lernzielkraftstoffdruckniveau anhebt, und anschließendes Einspritzen
des Kraftstoffs von dem Kraftstoffeinspritzventil bei dem ersten
ausgewählten Lernzielkraftstoffdruck,
in dem Fall durch, wo das Niveau des Umgebungsgeräusch größer als
ein bestimmtes Geräuschniveau
zu der Zeit ist, wenn die Bedingungen für ein Ausführen der Kraftstoffeinspritzmengenlernsteuerung
erfüllt
sind.
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In
einer Ausführungsform
des ersten Aspekts der Erfindung, in dem Fall, wo das Niveau des Umgebungsgeräusches gleich
zu oder geringer als das bestimmte Geräuschniveau bei der Zeit ist,
wenn die Bedingungen für
ein Ausführen
der Kraftstoffeinspritzmengenlernsteuerung erfüllt sind, führt die Lernsteuerungsausführungseinrichtung
die Kraftstoffeinspritzmengenlernsteuerung durch Einspritzen des
Kraftstoffs von dem Kraftstoffeinspritzventil bei dem Zeitpunkt
durch, bei dem der Kraftstoffeinspritzdruck zu einem zweiten ausgewählten Lernzielkraftstoffdruckniveau
verringert ist.
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Gemäß dem ersten
Aspekt der Erfindung, falls der Zustand/die Zustände für ein Ausführen der Kraftstoffeinspritzmengenlernsteuerung
erfüllt ist/sind (beispielsweise
wenn der Betätigungsbetrag des
Gaspedals gleich null ist), wird das Niveau des Umgebungsgeräuschs zu
diesem Zeitpunkt auf Basis eines Signals von der Umgebungsgeräuscherfassungseinrichtung
geschätzt
oder erkannt. Falls das Umgebungsgeräusch relativ laut ist (beispielsweise, falls
das Umgebungsgeräusch
ein bestimmtes Geräuschniveau übersteigt),
wird eine Lernsteuerung bei einem hohen Kraftstoffdruck unter der
Annahme ausgeführt,
dass, selbst wenn ein Verbrennungsgeräusch relativ laut ist, das
von einer Kraftstoffeinspritzung (Single-Shot-Einspritzung) für die Kraftstoffeinspritzmengenlernsteuerung
herrührt,
das Verbrennungsgeräusch
durch das Umgebungsgeräusch
unterdrückt
oder eliminiert wird, und somit unwahrscheinlich zu den Insassen übertragen
wird. Genauer gesagt bewirkt das Steuersystem, dass die Kraftstoffdruckreguliereinrichtung
den Kraftstoffdruck auf ein gewisses Lernzielkraftstoffdruckniveau
anhebt (das erste ausgewählte
Lernzielkraftstoffdruckniveau), und führt dann eine Kraftstoffeinspritzung
(die vorstehend erwähnte
Single-Shot-Einspritzung) von dem Kraftstoffeinspritzventil bei
dem erhöhten
Kraftstoffeinspritzdruck durch, um die Kraftstoffeinspritzmengenlernsteuerung
auszuführen.
Mit der Kraftstoffeinspritzmengenlernsteuerung können Lernwerte bezüglich hoher
Kraftstoffeinspritzdrücke
erhalten werden, ohne zu bewirken, dass sich der Insasse aufgrund
des Verbrennungsgeräuschs,
das von der Single-Shot-Einspritzung resultiert, unbehaglich fühlt oder
gestört
wird. Somit können
die Lernwerte bei hohen Kraftstoffeinspritzdrücken, die herkömmlich schwierig
zu erhalten waren, mit erhöhter
Häufigkeit bzw.
Frequenz erhalten werden, und geeignete Lernwerte können bezüglich eines
weiten Bereichs eines Kraftstoffeinspritzdrucks erhalten werden.
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Falls
das Umgebungsgeräusch
bei dem Zeitpunkt relativ leise ist (zum Beispiel, falls das Umgebungsgeräusch gleich zu
oder geringer als das bestimmte Geräuschniveau ist), wenn die Bedingungen für ein Ausführen der
Kraftstoffeinspritzmengenlernsteuerung erfüllt sind, wird eine Lernsteuerung
bei einem niedrigen Kraftstoffeinspritzdruck ausgeführt, da ein
Verbrennungsgeräusch,
das möglicherweise
von einer Single-Shot-Einspritzung
resultiert, bewirken kann, dass sich der Insasse unbehaglich oder
gestört fühlt. Genauer
gesagt, nachdem die Bedingungen für ein Ausführen der Kraftstoffeinspritzmengenlernsteuerungen
erfüllt
worden sind, wartet die Lernsteuerungsausführungseinrichtung bis der Kraftstoffeinspritzdruck
zu einem gewissen Lernzielkraftstoffniveau von niedrigerem Niveau
(das zuvor bezeichnete zweite Lernzielkraftstoffdruckniveau) verringert
ist, und führt
eine Kraftstoffeinspritzung von dem Kraftstoffeinspritzventil bei
dem Zeitpunkt durch, wenn der Kraftstoffeinspritzdruck gleich zu
diesem Lernzielkraftstoffdruckniveau wird, um eine Kraftstoffeinspritzmengenlernsteuerung
auszuführen.
In diesem Fall tritt im Wesentlichen kein Verbrennungsgeräusch infolge
der Single-Shot-Einspritzung aufgrund des niedrigen Niveaus des
Kraftstoffeinspritzdrucks auf, und die Lernsteuerung kann erreicht
werden, ohne dass bewirkt wird, dass sich der Insasse gestört oder unbehaglich
fühlt.
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Die
vorstehenden und/oder andere Aufgaben können auch gemäß einem
zweiten Aspekt der Erfindung erreicht werden, der auf ein Kraftstoffeinspritzmengensteuersystem
angewendet ist, das angeordnet ist, um eine Kraftstoffeinspritzmengenlernsteuerung
durchzuführen,
und zwar durch Einspritzen von Kraftstoff von einem Kraftstoffeinspritzventil in
einen bestimmten Zylinder eines Verbrennungsmotors eines Fahrzeugs,
Erhalten einer Abweichung einer tatsächlichen Kraftstoffeinspritzmenge
von einer Zielkraftstoffeinspritzmenge auf Basis einer Änderung
eines Betriebszustands des Verbrennungsmotors, der von der Kraftstoffeinspritzung
resultiert, und Korrigieren der tatsächlichen Kraftstoffeinspritzmenge
auf Basis der Abweichung. Gemäß dem zweiten
Aspekt der Erfindung ist das Kraftstoffeinspritzmengensteuersystem
mit einer Lernbedingungsbestimmungseinrichtung, einer Umgebungsgeräuscherfassungseinrichtung,
einer Kraftstoffdruckerfassungseinrichtung, einer Kraftstoffdruckreguliereinrichtung
und einer Lernsteuerungsausführungseinrichtung
versehen. Die Lernbedingungsbestimmungseinrichtung bestimmt, ob
eine oder mehrere Bedingungen für
ein Ausführen
der Kraftstoffeinspritzmengenlernsteuerung erfüllt sind. Die Umgebungsgeräuscherfassungseinrichtung
schätzt oder
erkennt das Niveau eines Umgebungsgeräusches, das in wenigstens einem
von dem Fahrzeug und dem Verbrennungsmotor erzeugt wird. Die Kraftstoffdruckerfassungseinrichtung
erfasst einen Kraftstoffdruck in einem Kraftstoffzuführsystem,
durch welches der Kraftstoff zu dem Kraftstoffeinspritzventil zugeführt wird.
Die Kraftstoffdruckreguliereinrichtung kann einen Kraftstoffeinspritzdruck
als einen Druck des Kraftstoffs regulieren, der von dem Kraftstoffeinspritzventil
eingespritzt wird. Die Lernsteuerungsausführungseinrichtung ist in Erwiderung
auf Ausgaben der Lernzustandsbestimmungseinrichtung, der Umgebungsgeräuscherfassungseinrichtung
und der Kraftstoffdruckerfassungseinrichtung betreibbar, und führt die
Kraftstoffeinspritzmengenlernsteuerung durch Bewirken, dass die
Kraftstoffdruckreguliereinrichtung den Kraftstoffeinspritzdruck
auf ein ausgewähltes
Niveau von einer Vielzahl von Lernzielkraftstoffdruckniveaus erhöht, das
höher als
der tatsächliche
Kraftstoffeinspritzdruck ist, und anschließendes Einspritzen des Kraftstoffs
von dem Kraftstoffeinspritzventil bei dem ausgewählten Lernzielkraftstoffdruck,
in dem Fall durch, wo das Niveau des Umgebungsgeräusches größer als
ein bestimmtes Geräuschniveau
ist, wenn der Kraftstoffdruck, der bei Erfüllung der Bedingungen für ein Ausführen der Kraftstoffeinspritzmengenlernsteuerung
erfasst wird, zwischen zwei der Lernzielkraftstoffdruckniveaus ist. Die
Lernsteuerungsausführungseinrichtung
führt auch
die Kraftstoffeinspritzmengenlernsteuerung durch Einspritzen des
Kraftstoffs von dem Kraftstoffeinspritzventil bei einem Zeitpunkt,
bei dem der Kraftstoffeinspritzdruck zu einem ausgewählten Niveau der
Lernzielkraftstoffdruckniveaus verringert ist, das niedriger als
der tatsächliche
Kraftstoffeinspritzdruck ist, in dem Fall durch, wo das Niveau des
Umgebungsgeräuschs
gleich zu oder geringer als das bestimmte Geräuschniveau ist.
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Gemäß dem zweiten
Aspekt der Erfindung wird bestimmt, ob einen Lernsteuerung bei einem Lernzielkraftstoffdruck,
der höher
als der tatsächliche Kraftstoffeinspritzdruck
ist, oder bei einem Lernzielkraftstoffdruck ausgeführt wird,
der niedriger als der tatsächliche
Kraftstoffeinspritzdruck ist, und zwar in Abhängigkeit des Niveaus des Umgebungsgeräuschs bestimmt,
ob eine Lernsteuerung ausgeführt wird.
Auf diese Weise kann das Steuersystem eine Lernsteuerung bei hohen
Kraftstoffeinspritzdrücken ausführen, ohne
zu bewirken, dass sich der Insasse aufgrund eines Verbrennungsgeräuschs, das
von Single-Shot-Einspritzungen für
ein Lernen resultiert, unbehaglich oder gestört fühlt. Somit kann das Steuersystem
geeignete Lernwerte bezüglich
eines weiten Bereichs des Kraftstoffeinspritzdrucks vorsehen.
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Die
Kraftstoffeinspritzmengenlernsteuerung, die vorstehend beschrieben
ist, kann ausgeführt
werden, um eine Piloteinspritzmenge als eine Menge von Kraftstoff
zu korrigieren, die für
eine Piloteinspritzung eingespritzt wird. Genauer gesagt, wenn die
Bedingungen für
ein Ausführen
der Kraftstoffeinspritzmengenlernsteuerung erfüllt sind, führt die Lernsteuerungsausführungseinrichtung
eine Einspritzung einer extrem geringen Menge von Kraftstoff von
dem Kraftstoffeinspritzventil in den bestimmten Zylinder durch, erhält eine
Abweichung der tatsächlichen
Kraftstoffeinspritzmenge von der Zielkraftstoffeinspritzmenge auf
Basis einer Änderung
des Betriebszustands des Verbrennungsmotors, die von der Kraftstoffeinspritzung
resultiert, und korrigiert die tatsächliche Piloteinspritzmenge
auf Basis der Abweichung. In diesem Zusammenhang war es herkömmlich schwierig, eine
geeignete Einspritzmenge für
eine Piloteinspritzung vorzusehen, in der eine extrem geringe Menge von
Kraftstoff eingespritzt wird. Nichts desto trotz macht es das Steuersystem
gemäß dem ersten
oder zweiten Aspekt der Erfindung möglich, geeignete Piloteinspritzmengen
mit hoher Genauigkeit über
einen weiten Bereich des Kraftstoffeinspritzdrucks zu erlernen,
wodurch die beabsichtigten oder gewünschten Effekte der Piloteinspritzung
sicher vorgesehen werden können,
die beispielsweise eine Verringerung eines Verbrennungsgeräuschs in
einem Expansionshub des Verbrennungsmotors und eine Verringerung der
Menge der NOx-Emissionen beinhalten.
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Das
Kraftstoffeinspritzmengensteuersystem gemäß dem ersten oder zweiten Aspekt
der Erfindung kann das Niveau des Umgebungsgeräuschs in der folgenden Weise
bestimmen. Anfangs ist die Umgebungsgeräuscherfassungseinrichtung angeordnet,
um die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs und die Drehzahl des Verbrennungsmotors
zu erfassen. Dann bestimmt die Lernsteuerungsausführungseinrichtung,
dass das Niveau des Umgebungsgeräuschs
größer als
das bestimmte Geräuschniveau
ist, wenn die Lernsteuerungsausführungseinrichtung
wenigstens einen von einem Zustand, in dem die Fahrgeschwindigkeit
des Fahrzeugs einen bestimmten Fahrgeschwindigkeitswert übersteigt, und
einem Zustand erkennt, in dem die Drehzahl des Verbrennungsmotors
einen bestimmten Verbrennungsmotordrehzahlwert übersteigt. Mit dieser Anordnung
kann das Umgebungsgeräusch
durch Verwendung des herkömmlichen
Fahrgeschwindigkeitssensors und Verbrennungsmotordrehzahlsensors
erkannt werden. Somit kann das Steuersystem die vorteilhaften Effekte,
wie sie vorstehend beschrieben sind, bereitstellen, ohne dass spezielle
Einrichtungen für
ein Erfassen des Umgebungsgeräuschs
notwendig sind.
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Das
Kraftstoffeinspritzmengensteuersystem kann in der folgenden Weise
arbeiten, um eine Kraftstoffeinspritzmengenlernsteuerung durchzuführen, wenn
das Niveau des Umgebungsgeräuschs gleich
zu oder niedriger als das bestimmte Geräuschniveau ist. Genauer gesagt,
ist ein Kraftstoffzuführsystem,
durch das der Kraftstoff zu dem Kraftstoffeinspritzventil zugeführt wird,
mit einem Akkumulator versehen, in dem der Kraftstoff unter Druck
gespeichert wird, und, wenn das Niveau des Umgebungsgeräusch, das
bei Erfüllung
der Bedingungen für
ein Ausführen
der Kraftstoffeinspritzmengenlernsteuerung erfasst wird, gleich
zu oder geringer als das bestimmte Geräuschniveau für ein lautes
Geräusch
ist, wird ein Teil des Kraftstoffs, der in dem Akkumulator gespeichert
ist, zwangsweise in einen Kraftstoffbehälter abgegeben, so dass der
Kraftstoffdruck in dem Akkumulator zu dem ausgewählten Lernzielkraftstoffdruckniveau
verringert wird. Mit dieser Anordnung kann der Kraftstoffdruck in
dem Akkumulator schnell zu dem Lernzielkraftstoffdruckniveau abgesenkt
werden, und eine Lernsteuerung kann in einer kurzen Zeit abgeschlossen
werden, nachdem die Bedingungen für eine Ausführung der Lernsteuerung erfüllt worden
sind. Somit, falls die Bedingungen für ein Ausführen der Lernsteuerung für einen
extrem kurzen Zeitraum erfüllt
sind (zum Beispiel wenn das Gaspedal sofort freigegeben wird, um
dessen Betätigungsbetrag
für einen
Moment zu Null zu machen), kann die Lernsteuerung günstigerweise
beendet werden, und geeignete Lernwerte können erhalten werden.
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Gemäß einem
dritten Aspekt der Erfindung ist ein Verbrennungsmotor vorgesehen,
der das Kraftstoffeinspritzmengensteuersystem gemäß dem ersten
oder zweiten Aspekt der Erfindung hat. Der Verbrennungsmotor ist
angeordnet, um Kraftstoff von jedem der Kraftstoffeinspritzventile
in den entsprechenden Zylinder gemäß der Kraftstoffeinspritzmenge
einzuspritzen, die durch die Kraftstoffeinspritzmengenlernsteuerung
korrigiert ist, die durch das Kraftstoffeinspritzmengensteuersystem
ausgeführt wird,
das vorstehend beschrieben ist.
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Gemäß der Erfindung
wird bei Ausführung einer
Lernsteuerung der Kraftstoffeinspritzmenge eine Single-Shot-Einspritzung
für eine
Lernsteuerung nach einem Betrieb, um den Kraftstoffeinspritzdruck zu
einem höheren
Niveau anzuheben, in dem Fall durchgeführt, wo ein Umgebungsgeräusch, wie
das Geräusch
des Verbrennungsmotors und das Fahrbahngeräusch, relativ laut ist. Somit
kann in einer Situation, wo ein mögliches Verbrennungsgeräusch, das
von einer Single-Shot-Einspritzung resultiert, durch das Umgebungsgeräusch eliminiert
oder unterdrückt
ist, eine Lernsteuerung bezüglich
relativ hohen Kraftstoffeinspritzdrücken ausgeführt werden, und Lernwerte können bei
hohen Kraftstoffeinspritzdrücken
erhalten werden, ohne zu Bewirken, dass sich der Insasse aufgrund
des Verbrennungsgeräuschs
unbehaglich oder gestört
fühlt.
Demzufolge kann das Steuersystem geeignete Lernwerte bezüglich eines
weiten Bereichs des Kraftstoffeinspritzdrucks vorsehen, wodurch
eine hohe Genauigkeit der Kraftstoffeinspritzmenge sichergestellt
ist.
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Das
vorangegangene und/oder weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile
der Erfindung werden offensichtlicher von der folgenden Beschreibung
einer beispielhaften Ausführungsform
mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen
verwendet werden, um gleiche Elemente darzustellen, und wobei:
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1 eine
Ansicht ist, die den Gesamtaufbau eines Kraftstoffeinspritzsystems
eines Dieselmotors zeigt, das ein Kraftstoffeinspritzmengensteuersystem
gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung verwendet;
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2 ein
Flussdiagramm ist, das eine Routine einer Piloteinspritzmengenlernsteuerung
darstellt, die durch das Steuersystem der Ausführungsform von 1 durchgeführt wird;
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3 eine
Ansicht ist, die ein Raildruckkennfeld für ein Niedrigraildrucklernen
darstellt;
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4 eine
Ansicht ist, die ein Raildruckkennfeld für ein Hochraildrucklernen darstellt;
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5 eine
Ansicht ist, die ein Kennfeld darstellt, das für ein Einstellen der Piloteinspritzmenge verwendet
wird; und
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6 eine
Ansicht ist, die ein Raildruckkennfeld für ein Niedrigraildrucklernen
gemäß einem
modifizierten Beispiel der Ausführungsform
von 1 darstellt.
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Eine
beispielhafte Ausführungsform
der Erfindung wird im Detail mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
Diese Ausführungsform
ist in der Form eines Kraftstoffeinspritzmengensteuersystems, das an
einem Dieselmotor (Verbrennungsmotor) einer Commonrail-Art für ein Durchführen einer
Lernsteuerung der Piloteinspritzmenge oder der Menge des Kraftstoffs,
die für
eine Piloteinspritzung eingespritzt wird, installiert ist.
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Beschreibung
des Kraftstoffeinspritzsystems
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1 zeigt
schematisch ein Kraftstoffeinspritzsystem für einen Dieselmotor 1,
das gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
der Erfindung aufgebaut ist. Das Kraftstoffeinspritzsystem, das
in 1 gezeigt ist, wird beispielsweise auf einen Vierzylinderdieselmotor 1 angewendet.
Das Kraftstoffeinspritzsystem hat eine Common Rail 2, die
als ein Akkumulator dient, in dem ein Hochdruckkraftstoff gespeichert
wird, eine Hochdruckkraftstoffpumpe 4, die als eine Kraftstoffdruckreguliereinrichtung
dient, Einspritzelemente (oder Kraftstoffeinspritzventile) 5 und eine
elektronische Steuereinheit 6 (die „ECU" genannt wird) für ein elektronisches Steuern
des Kraftstoffeinspritzsystems. Die Hochdruckkraftstoffpumpe 4 druckbeaufschlagt
Kraftstoff, der von einem Kraftstoffbehälter 3 durch eine
Speisepumpe 10 angesaugt worden ist, und führt den
Hochdruckkraftstoff der Common Rail 2 zu. Die Einspritzelemente 5 sind geeignet,
um den Hochdruckkraftstoff, der von der Common Rail 2 zugeführt wird,
in entsprechende Zylinder (Verbrennungskammern 1a) des
Verbrennungsmotors 1 einzuspritzen. In 1 ist
nur eines der Einspritzelemente 5 dargestellt, das für einen
der Zylinder vorgesehen ist.
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Die
ECU 6 stellt einen Zieldruck des Kraftstoffs in der Common
Rail 2 ein, und der Hochdruckkraftstoff, der von der Hochdruckkraftstoffpumpe 4 zugeführt wird,
wird in der Common Rail 2 bei dem Zielkraftstoffdruck gespeichert.
Ein Drucksensor 7, der als eine Kraftstoffdruckerfassungseinrichtung dient,
und ein Druckbegrenzungselement 8 sind an der Common Rail 2 montiert.
Der Drucksensor 7 misst den Druck des Kraftstoffs, der
in der Common Rail 2 gespeichert ist (dieser Druck wird „Raildruck" genannt), und erzeugt
ein Signal, das den Raildruck anzeigt, für die ECU 6. Das Druckbegrenzungselement 8 begrenzt
den Raildruck auf einen vorbestimmten oberen Grenzwert, so dass
der Raildruck den oberen Grenzwert nicht übersteigt. Genauer gesagt öffnet das
Druckbegrenzungselement 8, wenn der Raildruck den oberen
Grenzwert übersteigt,
um einen überschüssigen Druck
zu dem Kraftstoffbehälter 3 freizusetzen.
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Die
Hochdruckkraftstoffpumpe 4 hat eine Nockenwelle 9,
die unter einer Antriebskraft dreht, die von der Kurbelwelle des
Verbrennungsmotors 1 aufgenommen wird, einen Kolben 12,
der sich in einem Zylinder 11 in Synchronisation mit einer
Rotation der Nockenwelle 9 hin- und herbewegt, und ein elektromagnetisches
Strömungsregelventil 14,
das die Menge des Kraftstoffs regelt, der von der Speisepumpe 10 in
eine Druckbeaufschlagungskammer 13 befördert wird, die in dem Zylinder 11 ausgebildet
ist. In der Hochdruckkraftstoffpumpe 4, wenn sich der Kolben 12 von
dem oberen Totpunkt zu dem unteren Totpunkt in dem Zylinder 11 bewegt,
wird der Kraftstoff von der Speisepumpe 10 zu einem Einlassventil 15 mittels
des elektromagnetischen Strömungsregelventils 14 geliefert,
das die Menge des Kraftstoffs regelt, der durch es hindurchgeht,
und der Kraftstoff, der durch das Strömungsregelventil 14 hindurchgegangen
ist, drückt
gegen und öffnet
das Einlassventil 15 und strömt in die Druckbeaufschlagungskammer 13.
Wenn sich der Kolben 12 dann von dem unteren Totpunkt zu
dem oberen Totpunkt in dem Zylinder 11 bewegt, bringt der
Kolben 12 einen gewissen Druck auf den Kraftstoff in der
Druckbeaufschlagungskammer 13 auf, und der druckbeaufschlagte
Kraftstoff drückt
gegen und öffnet
ein Auslassventil 16 und wird unter Druck zu der Common
Rail 2 geliefert. Ein Steuersignal wird von der ECU 6 zu
dem elektromagnetischen Strömungsregelventil 14 so übertragen, dass
die Querschnittsfläche
einer Kraftstoffzuführpassage,
die in dem Ventil 14 ausgebildet ist, gemäß dem Steuersignal
variieren kann. Durch Ändern
der Querschnittsfläche
der Kraftstoffzuführpassage
reguliert das Kraftstoffeinspritzsystem die Menge des Kraftstoffs,
der in die Druckbeaufschlagungskammer 13 geliefert bzw.
angesaugt wird, wodurch der Druck des Kraftstoffs gesteuert wird,
der von der Hochdruckkraftstoffpumpe 4 abgegeben wird,
und letztlich der Raildruck gesteuert wird. Genauer gesagt ist das elektromagnetische
Strömungsregelventil 14 vollständig geschlossen,
wenn kein Kraftstoff eingespritzt werden soll, beispielsweise während einer Kraftstoffabsperrsteuerung,
oder in dem Fall, wo der Betätigungsbetrag
oder der Hub des Gaspedals gleich „0" wird. Wenn der Raildruck erhöht werden soll,
wird die Öffnung
des elektromagnetischen Strömungsregelventils 14 andererseits
auf einen hohen Grad eingestellt, so dass das Ventil 14 weit
geöffnet ist.
-
Die
Einspritzelemente 5 sind für jeweilige Zylinder des Verbrennungsmotors 1 vorgesehen,
und jedes der Einspritzelemente 5 ist mit der Common Rail 2 mittels
eines Hochdruckrohrs 17 verbunden. Jedes Einspritzelement 5 hat
ein solenoidbetätigtes Ventil 5a,
das in Erwiderung auf einen Befehl der ECU 6 arbeitet,
und eine Düse 5b,
durch die der Kraftstoff eingespritzt wird, wenn das solenoidbetätigte Ventil 5a erregt
ist. Das solenoidbetätigte
Ventil 5a ist geeignet, um eine Niederdruckpassage zu öffnen und
zu schließen,
die sich von einer Druckkammer, die den Hochdruckkraftstoff von
der Common Rail 2 aufnimmt, zu der Niederdruckseite erstreckt. Im
Betrieb öffnet
das solenoidbetätigte
Ventil 5a die Niederdruckpassage 5a, wenn es erregt
ist, und verschließt
die Niederdruckpassage, wenn die Erregung gestoppt wird oder das
Ventil 5a nicht erregt ist.
-
Die
Düse 5b nimmt
eine Nadel auf, die ein Einspritzloch öffnet und schließt, und
der Druck des Kraftstoffs in der Druckkammer bewirkt, dass die Nadel
in eine Ventilschließrichtung
gedrängt
wird (d.h. eine Richtung, in der die Nadel das Einspritzloch schließt). Mit
dieser Anordnung, wenn das solenoidbetätigte Ventil 5a erregt
ist, um die Niederdruckpassage zu öffnen und den Kraftstoffdruck
in der Druckkammer zu verringern, wird die Nadel in der Düse 5b angehoben
und öffnet
das Einspritzloch, so dass der Hochdruckkraftstoff, der von der
Common Rail 2 zugeführt
wird, in den entsprechenden Zylinder durch das Einspritzloch hindurch
eingespritzt wird. Wenn das solenoidbetätigte Ventil 5a nicht
erregt ist (oder die Erregung des solenoidbetätigten Ventils 5a gestoppt
wird), um die Niederdruckpassage zu verschließen bzw. abzusperren und den
Kraftstoffdruck in der Druckkammer zu erhöhen, bewegt sich die Nadel
andererseits in der Düse 5b nach
unten, um das Einspritzloch zu schließen, so dass die Einspritzung beendet
ist.
-
Die
ECU 6 ist mit einem Verbrennungsmotordrehzahlsensor 18,
der die Drehzahl des Verbrennungsmotors (die nachstehend „Motordrehzahl" genannt wird) auf
Basis einer Impulsfolge oder Impulswelle misst, die gemäß einer
Drehung der Kurbelwelle erzeugt wird, einem Gaspedalpositionssensor 19, der
einen Betätigungsbetrag
oder einen Hub des Gaspedals misst (die die Verbrennungsmotorlast
anzeigen), dem zuvor erwähnten
Drucksensor 7, der den Raildruck misst, usw. verbunden.
Die ECU 6 berechnet einen Zielraildruck der Common Rail 2 und die
Einspritzzeitabstimmung und Einspritzmenge, die für die Betriebszustände des
Verbrennungsmotors 1 geeignet sind, auf Basis der Sensorinformation,
die von diesen Sensoren 18, 19, 7 übertragen
wird, und steuert elektronisch das elektromagnetische Strömungsregelventil 14 der
Hochdruckkraftstoffpumpe 4 und das solenoidbetätigte Ventil 5a des
Einspritzelements 5 für
jeden Zylinder gemäß den Ergebnissen der
Berechnungen. Desweiteren empfängt
die ECU 6 Signale von einem Neutralschalter 20,
der ein Neutralsignal erzeugt, wenn der Schalthebel für ein Ändern des Übersetzungsverhältnisses
des Getriebes in der N-Position
(Neutral- bzw. Ruheposition) platziert ist, einem Kupplung-AUS-Sensor 21,
der ein Kupplung-AUS-Signal erzeugt, wenn der Fahrer ein Kupplungspedal
niederdrückt,
einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 22, der die Fahrgeschwindigkeit
des Fahrzeugs misst (die nachstehend „Fahrzeuggeschwindigkeit" genannt wird), und
einem Wassertemperatursensor 23, der die Temperatur eines
Kühlmittels
misst, das in einem Kühlwassermantel
bzw. Kühlwasserkanal
eines Zylinderblocks des Verbrennungsmotors strömt.
-
In
der Kraftstoffeinspritzsteuerung, die durch die ECU 6 durchgeführt wird,
wird eine Piloteinspritzung für
ein Einspritzen einer extrem geringen Menge von Kraftstoff vor einer
Haupteinspritzung durchgeführt,
die bei dem Beginn eines Expansionshubs durchgeführt wird. In dieser Ausführungsform
führt die
ECU 6 eine Piloteinspritzungsmengenlernsteuerung für ein Vorsehen
einer geeigneten Menge von Kraftstoff durch, die für eine Piloteinspritzung
eingespritzt wird. Diese Lernsteuerung wird später im Detail beschrieben.
Wie vorstehend beschrieben ist, wird eine Piloteinspritzung für ein Einspritzen
einer extrem geringen Menge von Kraftstoff vor einer Haupteinspritzung
ausgeführt,
um die Temperatur in der Verbrennungskammer 1a abzusenken
und verteilten Kraftstoff bei der Haupteinspritzung zu aktivieren,
um dadurch die Zeit (Verzögerung
der Zündung) zu
verringern, die es von der Einspritzung des Kraftstoffs bis zu dessen
Zündung
braucht, und demzufolge ein Verbrennungsgeräusch und die Menge von NOx-Emissionen zu verringern.
-
Lernsteuerung einer Piloteinspritzmenge
-
Als
nächstes
wird eine Routine der Piloteinspritzmengenlernsteuerung, die gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
durchgeführt
wird, mit Bezug auf das Flussdiagramm von 2 erklärt.
-
Am
Anfang wird in Schritt ST1 während
des Betriebs des Verbrennungsmotors 1 bestimmt, ob die Lernbedingungen
für ein
Ausführen
der Piloteinspritzmengenlernsteuerung erfüllt sind. Im Speziellen wird
bestimmt, dass die Lernbedingungen erfüllt sind, wenn all die folgenden
Bedingungen (1) bis (3) erfüllt sind.
- (1) Der Betätigungsbetrag
oder Hub des Gaspedals ist gleich Null.
- (2) Der Schalthebel für
ein Auswählen
des Übersetzungsverhältnisses
des Getriebes ist in der N-Position (Neutral- bzw. Ruheposition)
platziert, oder die Kupplung ist ausgerückt oder in der AUS-Position.
- (3) Die Kühlmitteltemperatur
ist gleich zu oder höher
als eine vorbestimmte Temperatur und ein Aufwärmbetrieb für ein Aufwärmen des Verbrennungsmotors
ist beendet.
-
Die
vorstehend beschriebenen Bedingungen werden auf Basis der Ausgaben
des Gaspedalpositionssensors 19, des Neutralschalters 20,
des Kupplung-AUS-Sensors 21 und des Wassertemperatursensors 23 geprüft. Es ist
zu verstehen, dass die Bedingungen für ein Ausführen der Piloteinspritzmengenlernsteuerung
nicht auf die vorstehend aufgezeigten Bedingungen beschränkt sind,
sondern dass diese auch anderweitig eingestellt sein können, wie es
notwendig ist.
-
Falls
die Lernbedingungen nicht erfüllt
sind, und zwar falls eine negative Entscheidung (NEIN) in Schritt
ST1 erhalten wird, wird die Steuerroutine von 2 beendet.
Falls die Lernbedingungen erfüllt sind,
und zwar falls eine bekräftigende
Entscheidung (JA) in Schritt ST1 erhalten wird, geht die ECU 6 weiter
zu Schritt ST2, um zu bestimmen, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit
eine vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit übersteigt (beispielsweise 80
km/h, die einem „Fahrzeughochgeschwindigkeitswert" gemäß der Erfindung
entspricht) und ob die Motordrehzahl eine vorbestimmte Drehzahl
(zum Beispiel 5000 Umdrehungen pro Minute, die einem „Motorhochdrehzahlwert" gemäß der Erfindung
entspricht) übersteigt,
auf Basis eines Fahrzeuggeschwindigkeitssignals von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 22 und
eines Motordrehzahlsignals von dem Verbrennungsmotordrehzahlsensor 18.
Falls sowohl die Fahrzeuggeschwindigkeit und die Motordrehzahl die jeweilige
vorbestimmte Geschwindigkeit bzw. Drehzahl nicht übersteigen,
wird beurteilt, dass ein Umgebungsgeräusch (eingeschlossen beispielsweise
ein Fahrbahngeräusch,
ein Windgeräusch
und ein Motorgeräusch)
leise ist, und eine negative Entscheidung (NEIN) wird in Schritt
ST2 erhalten. In diesem Fall geht die ECU 6 weiter zu Schritt
ST3. Falls wenigstens eines von der Fahrzeuggeschwindigkeit und der
Motordrehzahl die vorbestimmte Geschwindigkeit bzw. Drehzahl übersteigt,
wird beurteilt, dass ein Umgebungsgeräusch laut ist (d.h. ein bestimmtes „Niveau
für ein
lautes Geräusch" übersteigt) und eine bekräftigende
Entscheidung (JA) wird in Schritt ST2 erhalten. In diesem Fall geht
die ECU 6 weiter zu Schritt ST4. Es ist zu verstehen, dass
die Werte der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Motordrehzahl, die für die Beurteilungen
in Schritt ST2 verwendet werden, nicht auf diejenigen beschränkt sind,
die vorstehend aufgezeigt sind, sondern anderweitig eingestellt sein
können,
wie es notwendig ist.
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In
Schritt ST3 wird ein Raildruck (Lernzielraildruck), bei dem eine
Kraftstoffeinspritzung für
eine Lernsteuerung durchgeführt
werden soll, unter Verwendung eines Raildruckkennfelds für ein Niedrigraildrucklernen,
wie in 3 gezeigt ist, für ein Umsetzen einer Niedrigraildrucklernsteuerung
eingestellt, die später
beschrieben ist. In Schritt ST4 wird andererseits ein Raildruck
(Lernzielraildruck), bei dem eine Kraftstoffeinspritzung für eine Lernsteuerung
durchgeführt
werden soll, unter Verwendung eines Raildruckkennfelds für ein Hochraildrucklernen, wie
in 4 gezeigt ist, für ein Umsetzen einer Hochlerndrucklernsteuerung
eingestellt, die später
beschrieben ist. Jedes der Raildruckkennfelder für ein Lernen wird nachstehend
erklärt.
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Raildruckkennfeld für ein Niedrigraildrucklernen
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In
dem Raildruckkennfeld für
ein Niedrigraildrucklernen, wie in 3 gezeigt
ist, wird ein Raildruck (Lernzielraildruck), bei dem die gegenwärtige Lernoperation
durchgeführt
werden soll, gemäß einem
von einer Vielzahl von Lernzielraildrücken eingestellt, dessen Wert
gleich zu oder niedriger als ein Raildruck ist, der durch den Drucksensor 7 bei
der Zeit gemessen wird, wenn die Lernbedingungen erfüllt sind.
Genauer gesagt, wird in dem Fall, wo sechs Niveaus von Raildrücken („a" bis „f") als „Lernzielraildrücke" festgelegt sind,
wie beispielsweise in 3 gezeigt ist, der Lernzielraildruck
auf „a" (beispielsweise
32 MPa) eingestellt, falls der tatsächliche Raildruck gleich zu
oder höher
als „a" (32 MPa) und niedriger
als „b" (beispielsweise
48 MPa) ist, und der Lernzielraildruck wird auf „b" (zum Beispiel 48 MPa) eingestellt,
falls der tatsächliche
Raildruck gleich zu oder höher
als „b" und niedriger als „c" (beispielsweise
64 MPa) ist. Somit wird der Lernzielraildruck auf eines der sechs
Druckniveaus eingestellt, das gleich zu oder niedriger als der tatsächliche
Raildruck ist, der bei der Zeit gemessen wird, wenn die Lernbedingungen
erfüllt
sind, und die Piloteinspritzmengenlernsteuerung (Niedrigraildrucklernsteuerung)
wird bezüglich
dem auf diese Weise eingestellten Raildruck durchgeführt.
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Raildruckkennfeld
für ein
Hochraildrucklernen
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In
dem Raildruckkennfeld für
ein Hochraildrucklernen, wie in 4 gezeigt
ist, wird ein Raildruck (Lernzielraildruck), bei dem die gegenwärtige Lernoperation
durchgeführt
werden soll, auf einen von einer Vielzahl von Lernzielraildrücken eingestellt, dessen
Wert einen Raildruck übersteigt,
der durch den Drucksensor 7 bei der Zeit gemessen wird,
wenn die Lernbedingungen erfüllt
sind. Genauer gesagt wird in einem Fall, wo beispielsweise sechs
Niveaus von Raildrücken
(„a" bis „f") als „Lernzielraildrücke" wie in dem vorstehenden
Fall eingestellt sind, der Lernzielraildruck auf „b" (beispielsweise
48 MPa) eingestellt, falls der tatsächliche Raildruck, wie in 4 gesehen
werden kann, höher
als „A" (beispielsweise 32
MPa) und gleich zu oder niedriger als „B" (beispielsweise 41 MPa) ist, und der
Lernzielraildruck wird auf „c" (beispielsweise
64 MPa) eingestellt, falls der tatsächliche Raildruck höher als „B" und gleich zu oder
niedriger als „C" (beispielsweise
52 MPa) ist. Somit wird der Lernzielraildruck auf eines der sechs Druckniveaus
eingestellt, das höher
als der tatsächliche
Raildruck ist, der zu der Zeit gemessen wird, wenn die Lernbedingungen
erfüllt
sind, und die Piloteinspritzmengenlernsteuerung (Hochraildrucklernsteuerung)
wird bezüglich
dem auf diese Weise eingestellten Raildruck durchgeführt. In
dem Raildruckkennfeld für
Hochraildrucklernen ist der Bereich oder der Intervall des tatsächlichen
Raildrucks, für
den der Lernzielraildruck auf jedes der sechs Niveaus von Raildrücken eingestellt
ist, größer, wenn
der tatsächliche
Raildruck höher
ist. Genauer gesagt, wie mit Bezug auf 4 beschrieben
ist, ist der Bereich „B" bis „C" des tatsächlichen
Raildrucks, für
den der Lernzielraildruck auf „c" eingestellt ist,
breiter als der Bereich „A" bis „B" des tatsächlichen
Raildrucks, für den
der Lernzielraildruck auf „b" eingestellt ist,
und der Bereich „C" bis „D" des tatsächlichen
Raildrucks, für
den der Lernzielraildruck auf „d" eingestellt ist,
ist breiter als der Bereich „B" bis „C" des tatsächlichen Raildrucks,
für den
der Lernzielraildruck auf „c" eingestellt ist.
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Somit,
wenn das Raildruckkennfeld für
ein Hochraildrucklernen für
ein Einstellen des Lernzielraildrucks verwendet wird, wird eine
Lernsteuerung bezüglich
des Lernzielraildrucks durchgeführt,
der höher
als der tatsächliche
Raildruck ist, und zwar um einen Grad, der sich erhöht, wenn
sich der tatsächliche
Raildruck erhöht.
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Nachdem
das Raildruckkennfeld für
ein Lernen in Abhängigkeit
des Niveaus des Umgebungsgeräusches
ausgewählt
worden ist, und der Lernzielraildruck auf Basis des ausgewählten Raildruckkennfelds
für ein
Lernen in der vorstehend beschriebenen Weise eingestellt worden
ist, wird in Schritt ST5 bestimmt, ob der tatsächliche Raildruck im Wesentlichen
gleich zu dem Lernzielraildruck wird. Genauer gesagt, wo der Lernzielraildruck
unter Verwendung des Raildruckkennfelds für ein Niedrigraildrucklernen eingestellt
ist, wird eine Kraftstoffabsperroperation, um das elektromagnetische
Strömungsregelventil 14 vollständig zu
schließen,
im Anschluss an eine Erfüllung
der Lernbedingungen durchgeführt,
so dass der tatsächliche
Raildruck allmählich
verringert wird. Die ECU 6 überwacht den tatsächlichen
Raildruck, während
er abnimmt, und geht zu dem Zeitpunkt weiter zu Schritt ST6, wenn
der tatsächliche
Raildruck gleich zu dem Lernzielraildruck wird. Wo der Lernzielraildruck
unter Verwendung des Raildruckkennfelds für ein Hochraildrucklernen eingestellt
ist, wird andererseits die Öffnung
des elektromagnetischen Strömungsregelventils 14 erhöht, um den
Druck des Kraftstoffs zu erhöhen,
der von der Hochdruckkraftstoffpumpe 4 abgegeben wird,
um somit den tatsächlichen
Raildruck anzuheben, und die ECU 6 geht zu dem Zeitpunkt
weiter zu Schritt ST6, wenn der tatsächliche Raildruck bis zu dem
Lernzielraildruck erhöht
worden ist. Bezüglich
der Zeitabstimmung einer Bestimmung, ob der tatsächliche Raildruck gleich zu dem
Lernzielraildruck wird, misst der Drucksensor 7 den Druck
(tatsächlicher
Raildruck) in der Common Rail 2 zu dem Zeitpunkt, wenn
der Kolben des Zylinders, für
den das Lernen durchgeführt
wird, eine Position erreicht, bei der der Kurbelwinkel 60° vor dem oberen
Totpunkt ist, und dann misst der Drucksensor 7 den Druck
in der Common Rail 2 zu der Zeit, wenn der Kolben des Zylinders,
der einem Lernen unterzogen wird, eine Position unmittelbar vor
dem oberen Totpunkt erreicht. Wenn beide Messwerte des Drucksensors 7 im
Wesentlichen gleich zu dem Lernzielraildruck sind, wird eine bekräftigende
Entscheidung (JA) in Schritt ST5 erhalten, und die ECU6 geht weiter
zu Schritt ST6.
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In
Schritt ST6 wird ein Single-Shot bzw. ein einzelner Stoß von einer
extrem geringen Menge von Kraftstoff, die ungefähr gleich zu der Piloteinspritzmenge
ist, in einen bestimmten Zylinder eingespritzt (z.B. in einen Zylinder,
in dem der Kolben in der Nähe des
oberen Totpunkts ist), und eine Änderung
der Motordrehzahl, die von der Single-Shot-Einspritzung resultiert, wird in
Schritt ST7 erfasst. Die Änderung der
Motordrehzahl wird auf Basis eines Ausgabesignals erfasst, das von
dem Verbrennungsmotordrehzahlsensor 18 übertragen wird.
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Anschließend geht
die ECU 6 weiter zu Schritt ST8, in dem die Änderung
der Motordrehzahl, die in Schritt ST7 erhalten wird, und zwar die
Motordrehzahländerung,
die erhalten wird, wenn die Single-Shot-Einspritzung tatsächlich in
der gegenwärtigen
Lernsteueroperation durchgeführt
wird, mit einer Änderung
der Motordrehzahl (in der Form von Daten, die im Voraus in der ECU 6 gespeichert
sind) verglichen wird, die von dem Fall herrührt, wo ein Single-Shot von
einer vorbestimmten Menge von Kraftstoff genau bzw. exakt eingespritzt
wird. Dann wird ein Lernwert auf Basis einer Abweichung der tatsächlichen
Motordrehzahländerung
von den gespeicherten Daten berechnet, und ein Kennfeld für eine Verwendung
beim Einstellen der Piloteinspritzmenge (wie in 5 gezeigt
ist) wird gemäß dem Lernwert korrigiert.
Auf diese Weise wird eine Befehlseinspritzmenge für eine Piloteinspritzung,
und zwar eine Menge von Kraftstoff, die das Einspritzelement 5 auf
Befehl bei dem Lernzielraildruck einzuspritzen soll, bei dem die
gegenwärtige
Lernsteuerung durchgeführt wird,
bestimmt, um eine geeignete Piloteinspritzmenge bei dem Lernzielraildruck
vorzusehen.
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Die
vorstehend beschriebene Lernoperation wird für jeden der vier Zylinder bezüglich jedem
der Lernzielraildrücke
ausgeführt
(in dieser Ausführungsform
die sechs Niveaus "a" bis "f" von Raildrücken). Genauer gesagt werden
zehn Lernsteuerzyklen für jede
der Kombinationen (in dieser Ausführungsform insgesamt 24 Kombinationen)
der Lernzielraildrücke und
der Zylinder ausgeführt
(jede Kombination besteht aus einem Lernzielraildruck und einem
Zylinder), um Lernwerte zu erhalten, und der Durchschnitt der Lernwerte
wird durch das Kennfeld für
ein Einstellen der Piloteinspritzmenge widergespiegelt. Auf diese
Weise wird eine Lernsteuerung sequenziell ausgeführt, um zu ermöglichen,
dass das Kraftstoffeinspritzsystem eine Piloteinspritzoperation
mit einer geeigneten Piloteinspritzmenge bezüglich allen Zylindern durchführt, ungeachtet
des Raildrucks, bei dem die Piloteinspritzung stattfindet.
-
Wie
vorstehend erklärt
ist, in dem Fall, wo ein Umgebungsgeräusch relativ laut ist, wird
in dieser Ausführungsform
beurteilt, dass ein Verbrennungsgeräusch, das von einer Single-Shot-Einspritzung
für eine
Kraftstoffmengenlernsteuerung herrührt, durch das Umgebungsgeräusch eliminiert
oder unterdrückt ist,
und esunwahrscheinlich zu den Insassen übertragen wird, selbst wenn
das Verbrennungsgeräusch
relativ laut ist. In diesem Fall wird eine Lernsteuerung deshalb
bei hohen Raildrücken
(hohen Kraftstoffeinspritzdrücken)
durchgeführt.
In dem Fall, wo ein Umgebungsgeräusch
relativ leise ist, kann sich andererseits der Insasse in einer Situation
unwohl oder gestört
fühlen,
wo ein Verbrennungsgeräusch
aufgrund einer Single-Shot-Einspritzung für eine Lernsteuerung auftritt,
und deshalb wird eine Lernsteuerung bei niedrigen Raildrücken (niedrige
Kraftstoffeinspritzdrücke)
durchgeführt.
Somit macht es das Steuersystem dieser Ausführungsform möglich, Lernwerte
bei hohen Kraftstoffeinspritzdrücken
zu erhalten, ohne zu bewirken, dass sich der Insasse durch ein Verbrennungsgeräusch gestört fühlt, das
von Single-Shot-Einspritzungen herrührt. Dies macht es auch möglich, die
Häufigkeit
des Erhaltens von Lernwerten zu erhöhen, die in dem herkömmlichen
Steuersystem schwierig zu erhalten waren, und geeignete Lernwerte
bezüglich
eines weiten Bereichs von Kraftstoffeinspritzdrücken vorzusehen.
-
Modifiziertes Beispiel
1
-
Als
nächstes
wird ein modifiziertes Beispiel des Raildruckkennfelds für ein Hochraildrucklernen, wie
vorstehend beschrieben ist, beschrieben. In dem Raildruckkennfeld
für ein
Hochraildrucklernen, das in der dargestellten Ausführungsform
verwendet wird, wird der Raildruck, bei dem die gegenwärtige Lernoperation
durchgeführt
wird, auf eines der sechs Niveaus von Lernzielraildrücken eingestellt,
das immer höher
als der Raildruck ist, der tatsächlich
zu der Zeit gemessen wird, wenn die Lernbedingungen erfüllt sind.
In einem Raildruckkennfeld für
ein Hochraildrucklernen gemäß diesem
modifizierten Beispiel, wie in 6 gezeigt
ist, wird der Lernzielraildruck auf einen Wert eingestellt, der
gleich zu oder höher
als der tatsächliche
Raildruck ist, der zu der Zeit gemessen wird, wenn die Lernbedingungen
erfüllt
sind. Wenn der tatsächliche
Raildruck mit einem der Lernzielraildrücke übereinstimmt, wird dieser Lernzielraildruck
als der Lernzielraildruck für
die gegenwärtige Lernoperation
eingestellt. Genauer gesagt, wie mit Bezug auf 6 beschrieben
ist, falls beispielsweise der tatsächliche Raildruck höher als "a" (z.B. 32 MPa) und gleich zu oder niedriger
als "b" (beispielsweise 48
MPa ist), wird der Lernzielraildruck auf "b" (z.B.
48 MPa) eingestellt. Falls der tatsächliche Raildruck höher als "b" und gleich zu oder niedriger als "c" (beispielsweise 64 MPa) ist, wird der
Lernzielraildruck auf "c" (beispielsweise
64 MPa) eingestellt. In diesem modifizierten Beispiel wird das Raildruckkennfeld
für ein
Lernen, wie es vorstehend beschrieben ist, für ein Durchführen der
Piloteinspritzmengenlernsteuerung verwendet.
-
Modifiziertes Beispiel
2
-
Als
nächstes
wird ein modifiziertes Beispiel beschrieben, das mit einer Niedrigraildrucklernsteuerung
verknüpft
ist. In dem Kraftstoffeinspritzsystem gemäß der dargestellten Ausführungsform
ist die Common Rail 2 mit dem Druckbegrenzungselement 8 versehen,
und das Druckbegrenzungselement 8 wird nur dann geöffnet, wenn
der Raildruck den oberen Grenzwert übersteigt, um einen überschüssigen Druck
zu dem Kraftstoffbehälter 3 freizusetzen.
-
In
diesem modifiziertem Beispiel ist das Druckbegrenzungselement 8 durch
ein Schaltventil ersetzt, das selektiv in die offene oder geschlossene Position
versetzt wird. Im Betrieb wird das Schaltventil, um den Raildruck
zwangsweise zu verringern, nicht nur dann geöffnet, wenn der Raildruck den
oberen Grenzwert übersteigt,
sondern auch dann, wenn die Niedrigraildrucklernsteuerung durchgeführt wird. Und
zwar wird, wie in dem Flussdiagramm in 2 dargestellt
ist, das Schaltventil bei der selben Zeit geöffnet, bei der eine negative
Entscheidung (NEIN) in Schritt ST2 erhalten wird, und die ECU 6 geht
weiter zu Schritt ST3, um einen Teil des Kraftstoffs in der Common
Rail 2 in den Kraftstoffbehälter 3 abzugeben,
um somit den tatsächlichen
Raildruck zwangsweise zu verringern.
-
Mit
dem vorstehenden Aufbau kann der tatsächliche Raildruck schnell auf
den Lernzielraildruck verringert werden, und eine Lernsteuerung
kann in einer kurzen Zeit beendet werden, nachdem die Bedingungen
für ein
Ausführen
einer Lernstörung
erfüllt worden
sind. Somit, selbst wenn die Bedingungen für ein Ausführen einer Lernstörung für eine extrem
kurze Zeit erfüllt
sind, (beispielsweise wenn das Gaspedal für einen Moment freigegeben
wird, sodass dessen Betätigungsbetrag
gleich Null wird), kann eine Lernstörung in günstiger Weise beendet werden,
und geeignete Lernwerte können
erhalten werden.
-
Andere Ausführungsformen
-
Während die
Einspritzmengenlernsteuerung für
eine Piloteinspritzung in der dargestellten Ausführungsform und den modifizierten
Beispielen erklärt worden
ist, ist das technische Konzept, nämlich dass der Lernzielraildruck
gemäß einem
Umgebungsgeräusch
eingestellt wird, nicht auf eine Anwendung auf eine Piloteinspritzung
begrenzt, sondern kann auch auf eine Einspritzmengenlernsteuerung
für eine Haupteinspritzung
und eine "Nacheinspritzung" angewendet werden,
die nach einer Haupteinspritzung durchgeführt wird.
-
Während der
Lernwert auf Basis einer Änderung
der Motordrehzahl, die von einer Single-Shot-Kraftstoffeinspritzung resultiert, in
der dargestellten Ausführungsform
erhalten wird, kann der Lernwert auch auf Basis einer Änderung
des Ausgabemoments des Verbrennungsmotors erhalten werden, die von
einer Single-Shot-Kraftstoffeinspritzung resultiert.
-
Während das
Niveau eines Umgebungsgeräusches
von der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Motordrehzahl in der dargestellten
Ausführungsform geschätzt wird,
kann ein Geräuschsensor
in der Fahrzeugkabine vorgesehen sein, und die Einspritzmengenlernsteuerung
kann zwischen einer Niedrigraildrucklernsteuerung (d.h. einer Steuerung,
die durchgeführt
wird, wenn das Geräusch
in der Fahrzeugkabine relativ leise ist) und einer Hochraildrucklernsteuerung
(d.h. einer Steuerung, die durchgeführt wird, wenn das Geräusch in
der Fahrzeugkabine relativ laut ist) auf Basis des Niveaus des Geräusches in
der Fahrzeugkabine umgeschaltet werden, das durch den Geräuschsensor
erfasst wird.
-
In
der dargestellten Ausführungsform
und den modifizierten Beispielen wird eine Differenz zwischen der
tatsächlichen
Einspritzmenge, d.h. der Menge des Kraftstoffes, die tatsächlich durch
das Einspritzelement 5 in einer Single-Shot-Einspritzung eingespritzt
wird, und der Befehlseinspritzmenge, d.h. der Menge des Kraftstoffs,
die das Einspritzelement 5 für eine Single-Shot-Einspritzung auf
Befehl einspritzen soll, als ein Einspritzkorrekturbetrag erhalten,
und die Befehlseinspritzmenge wird auf Basis des Einspritzkorrekturbetrages
korrigiert. Das Einspritzmengenlernen kann jedoch beispielsweise durch
Verwenden von Einspritzimpulsen oder anderen Parametern durchgeführt werden,
die mit der Einspritzmenge verknüpft
sind oder mit dieser zusammenhängen,
anstelle des Vergleichens mit der tatsächlichen Einspritzmenge mit
der Befehlseinspritzmenge.
-
Die
Erfindung kann auf Kraftstoffeinspritzsysteme anderer Art als das
Kraftstoffeinspritzsystem der Akkumulatorart (Commonrailart) angewendet werden,
das vorstehend beschrieben ist. Z.B. kann die Erfindung auf ein
Kraftstoffeinspritzsystem angewendet werden, das mit einer Verteilerkraftstoffeinspritzpumpe
versehen ist, die ein elektromagnetisches Überströmventil hat. Es ist auch zu
verstehen, dass die Anwendung der Erfindung nicht nur auf den Vierzylinderverbrennungsmotor
der dargestellten Ausführungsform
begrenzt ist, sondern auch auf andere Arten von Verbrennungsmotoren
angewendet werden kann, z.B. auf solche, die mehr oder weniger als
vier Zylinder haben.
-
In
der dargestellten Ausführungsform,
wenn ein Umgebungsgeräusch
relativ laut ist und das Raildruckkennfeld für ein Hochraildrucklernen für ein Einstellen
des Lernzielraildrucks ausgewählt
ist, wird der Lernzielraildruck immer auf einen von den vorbestimmten
Lernzielraildrücken
eingestellt, der höher als
der tatsächliche
Raildruck ist. Und zwar wird die Lernsteuerung immer ausgeführt, nachdem
der Raildruck auf den Lernzielraildruck durch die Hochdruckkraftstoffpumpe 4 angehoben
worden ist. Jedoch ist die Erfindung nicht auf diesen Aufbau bzw.
diese Anordnung begrenzt. Falls beispielsweise der tatsächliche
Raildruck den Bereich des Lernzielraildrucks übersteigt (der den maximalen
Wert von beispielsweise 112 MPa hat), kann die ECU warten bis der
tatsächliche
Raildruck abnimmt, um innerhalb des Bereichs des Lernzielraildrucks
zu sein, und kann eine Lernsteuerung zu der Zeit ausführen, wenn
der tatsächliche
Raildruck gleich zu dem Lernzielraildruck wird, der den maximalen
Wert hat.
-
Die
bestimmten Werte "a" bis "f" der Lernzielraildrücke sind nicht auf die zuvor
gezeigten Werte beschränkt,
sondern können
wie gewünscht
eingestellt sein. Die Anzahl von Niveaus der Lernzielraildrucks
(sechs Niveaus in der dargestellten Ausführungsform) kann auch wie gewünscht geändert sein.
-
In
der Niedrigraildrucklernsteuerung der dargestellten Ausführungsform
wird der Lernzielraildruck für
die gegenwärtige
Lernoperation auf einen von den vorbestimmten Lernzielraildrücken eingestellt,
die niedriger als der tatsächliche
Raildruck und am nächsten
zu diesem ist, und zwar auf den Lernzielraildruck, der um weniger
als ein Niveau niedriger ist als der tatsächliche Raildruck. Jedoch kann
der Lernzielraildruck für
die gegenwärtige
Lernoperation auf andere Niveaus der Lernzielraildrücke eingestellt sein,
die um mehr als ein Niveau niedriger oder zwei oder mehr Niveaus
niedriger als der tatsächliche Raildruck
sind. In gleicher Weise ist in der Hochraildrucklernsteuerung der
dargestellten Ausführungsform
der Lernzielraildruck für
die gegenwärtige
Lernoperation auf einen von den vorbestimmten Lernzielraildrücken eingestellt,
der höher
als der tatsächliche Raildruck
und am nächsten
zu diesem ist, und zwar auf den Lernzielraildruck, der um mehr oder
weniger als ein Niveau höher
als der tatsächliche
Raildruck ist. Jedoch kann der Lernzielraildruck für die gegenwärtige Lernoperation
auf andere Niveaus der Lernzielraildrücke eingestellt sein, die um
zwei oder mehr Niveaus höher
als der tatsächliche
Raildruck sind.
-
Ein
Kraftstoffeinspritzmengensteuersystem für ein Durchführen einer
Lernsteuerung der Kraftstoffeinspritzmenge ist vorgesehen. Wenn
ein Umgebungsgeräusch
relativ laut ist, wird beim Erfüllen
von Bedingungen für
ein Ausführen
einer Piloteinspritzmengenlernsteuerung eine Hochdruckkraftstoffpumpe
(4) betrieben, um den Commonraildruck auf ein gewisses
Lernzielrailddruckniveau anzuheben, das höher als der tatsächliche
Raildruck ist, und dann wird eine Single-Shot-Einspritzung für eine Lernsteuerung
durchgeführt.
Wenn das Umgebungsgeräusch relativ
leise ist, wird eine Single-Shot-Einspritzung für eine Lernsteuerung durchgeführt, nachdem
der Raildruck auf einen gewissen Lernzielraildruck abgesenkt worden
ist, der niedriger als der tatsächliche Raildruck
ist.