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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftstoffeinspritzsteuergerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Es gibt bekannte Dieselmotoren, die eine Pilot- bzw. Voreinspritzung vor einer Haupteinspritzung durchführen, um ein Geräusch zu verringern, das eine Verbrennung begleitet, oder um eine Abgascharakteristik zu verbessern, wobei die Pilot- bzw. Voreinspritzung eine kleinere Einspritzmenge einspritzt als die Haupteinspritzung.
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Selbst wenn ein Befehlswert einer Einspritzzeitspanne oder ein Befehlswert einer Einspritzmenge (Befehlseinspritzmenge) eines Kraftstoffeinspritzventils gleich gemacht wird, um die Kraftstoffeinspritzung zu steuern, gibt es eine Möglichkeit, dass die tatsächlich eingespritzte Kraftstoffmenge aufgrund eines individuellen Unterschieds des Kraftstoffeinspritzventils abweicht bzw. variiert. Im speziellen spritzt die Pilot- bzw. Voreinspritzung eine äußerst geringe Menge des Kraftstoffs im Vergleich zu der Haupteinspritzung ein. Deshalb, falls die tatsächliche Einspritzmenge von einer gewünschten Einspritzmenge abweicht, wird es schwierig, dass die zuvor beschriebenen Aufgaben befriedigend erreicht werden.
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Deshalb führt ein vorgeschlagenes Regelsystem eine Berechnung durch, in der eine vorbestimmte Einspritzmenge Q durch eine vorbestimmte Variable N geteilt wird. Diese Menge von Kraftstoff Q/N wird N-Mal eingespritzt, und eine tatsächliche Drehzahl des Verbrennungsmotors wird überwacht. Jede Einspritzmenge Q/N wird gesteuert, um die tatsächliche Drehzahl an die Zieldrehzahl durch Regelung auf Grund des Ergebnisses der Überwachung der Kraftstoffeinspritzmenge Q/N anzupassen. Falls die tatsächliche Drehzahl annähernd der Zieldrehzahl gleicht, dann wird ein Lernwert durch das System ermittelt. In anderen Worten gesagt, wird der Lernwert für ein Kompensieren des Unterschieds zwischen der Befehlseinspritzmenge und der gewünschten Einspritzmenge verwendet. Diese Art von Steuersystem ist z. B. in der
JP-A-2003-254139 A offenbart. Darüber hinaus führt das Steuer- bzw. Regelsystem die Regelung durch, um eine Drehzahlschwankung unter den Zylindern zu kompensieren. Da das Steuersystem N-geteilte Kraftstoffeinspritzungen durchführt, kann das Steuersystem die Kraftstoffeinspritzcharakteristik auf Grund des Durchführens der Kraftstoffeinspritzung der sehr kleinen Menge (z. B. Pilot- bzw. Voreinspritzung) lernen. Als eine Folge kann das Steuersystem einen geeigneten Lernwert erhalten.
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Die Zeit, die für ein Erhalten des Lernwerts notwendig ist, sollte vorzugsweise so kurz wie möglich sein. Wenn jedoch der Prozess für ein Erhalten des Lernwerts das erste Mal ausgeführt wird, z. B. wenn das Kraftstoffeinspritzsteuerelement als ein Produkt ausgeliefert wird, neigt die Zeit, die notwendig ist, damit die tatsächliche Drehzahl sich an die Zieldrehzahl durch die Regelung angleicht, dazu, lang zu sein. Demzufolge nimmt das Erhalten des Lernwerts eine lange Zeit in Anspruch, wenn das Lernen derart durchgeführt wird, dass die Anpass- bzw. Angleichszeit in ausreichender Weise verstreicht, wenn der Prozess für ein Erhalten des Lernwerts das erste Mal ausgeführt wird. Die Erfinder haben auch herausgefunden, dass eine genaue Berechnung des Schwankungskorrekturwerts für ein Kompensieren der Drehzahlschwankung unter den Zylindern schwierig wird, wenn die Zeit für ein Erhalten des Lernwerts verkürzt ist.
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Zusätzlich zu dem Lernen der Voreinspritzung haben alle Kraftstoffeinspritzsteuergeräte, die die Abweichung der Einspritzcharakteristik für die Zylinder kompensieren, eine Schwierigkeit beim gleichzeitigen Verfolgen des genauen Lernens der Abweichung der Einspritzcharakteristik für die Zylinder und des Lernens in einer kurzen Zeitspanne.
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Die
DE 10 2004 052 427 A1 offenbart ein gattungsbildendes Kraftstoffeinspritzsteuergerät mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
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Weitere Kraftstoffeinspritzsteuergeräte sind aus der
JP 07063104 A und der
DE 41 22 139 C2 bekannt.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kraftstoffeinspritzsteuergerät vorzusehen, das ein Lernen einer Abweichung von Einspritzcharakteristiken von Kraftstoffeinspritzventilen von jeweiligen Zylindern präzise und in einer kurzen Zeitspanne durchführen kann.
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Die Aufgabe der Erfindung wird mit einem Kraftstoffeinspritzsteuergerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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In den Zeichnungen ist:
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1, ein schematisches Diagramm, das ein Verbrennungsmotorsystem gemäß einer Beispielsausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 ein Kennfeld zum Einstellen einer Einspritzzeitspanne von einer Einspritzmenge und einem Kraftstoffdruck gemäß der Ausführungsform von 1;
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3 ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen der Anzahl der Angleichungen und einer Angleichszeit eines Korrekturwerts gemäß der Ausführungsform von 1 zeigt;
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4 ein Diagramm, das einen Angleichmodus des Korrekturwerts gemäß der Ausführungsform von 1 zeigt; und
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5 ein Flussdiagramm, das Schritte eines Lernprozesses eines Lernwerts gemäß der Ausführungsform von 1 zeigt.
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Mit Bezug auf 1 ist ein Verbrennungsmotorsystem gemäß einer Beispielsausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Wie in 1 gezeigt ist, zieht eine Kraftstoffpumpe 6 Kraftstoff von einem Kraftstoffbehälter 2 durch einen Kraftstofffilter 4 hindurch an. Die Kraftstoffpumpe 6 wird mit Energie von einer Kurbelwelle 8 als eine Ausgabewelle des Dieselmotors beaufschlagt und gibt den Kraftstoff ab. Die Kraftstoffpumpe 6 hat ein Ansaugdosierventil bzw. Ansaugmessventil 10. Das Ansaugmessventil 10 reguliert eine Kraftstoffmenge, die von der Kraftstoffpumpe 6 abgegeben wird, durch Regulieren einer angesaugten Kraftstoffmenge. Die Kraftstoffmenge, die zu einer Außenseite abgegeben wird, wird durch Betätigung des Ansaugmessventils 10 bestimmt. Die Kraftstoffpumpe 6 hat mehrere Kolben. Jeder Kolben bewegt sich zwischen einem oberen Totpunkt und einem unteren Totpunkt hin und her, um den Kraftstoff anzusaugen bzw. abzugeben.
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Der von der Kraftstoffpumpe 6 abgegebene Kraftstoff wird zu einer Common Rail 12 druckgeliefert. Die Common Rail 12 akkumuliert den Kraftstoff, der von der Kraftstoffpumpe 6 druckgeliefert wird, bei einem Hochdruckzustand. Die Common Rail 12 führt den Hochdruckkraftstoff zu Kraftstoffeinspritzventilen 16 von jeweiligen Zylindern (vier Zylinder in der vorliegenden Ausführungsform) durch Hochdruckkraftstoffpassagen 14 hindurch zu. Die Kraftstoffeinspritzventile 16 sind mit dem Kraftstoffbehälter 2 durch eine Niederdruckkraftstoffpassage 18 verbunden.
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Das Verbrennungsmotorsystem hat mehrere Arten von Sensoren zum Erfassen von Betriebszuständen des Dieselmotors, wie einen Kraftstoffdrucksensor 20 zum Erfassen des Kraftstoffdrucks in der Common Rail 12 und einen Kurbelwinkelsensor 22 zum Erfassen eines Drehwinkels einer Kurbelwelle 8. Das Verbrennungsmotorsystem hat einen Beschleunigungselementsensor 24 zum Erfassen eines Betätigungsbetrags ACCP eines Gaspedals, das gemäß einer Beschleunigungsanforderung eines Benutzers betätigt wird. Das Verbrennungsmotorsystem hat des weiteren einen Fahrzeugsgeschwindigkeitssensor 26 zum Erfassen einer Betriebsgeschwindigkeit Vc des Fahrzeugs, in dem das Verbrennungsmotorsystem montiert ist.
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Eine elektronische Steuereinheit 30 (ECU) ist hauptsächlich durch einen Mikrocomputer aufgebaut. Die ECU 30 hat einen Speicher 32, der seinen Speicherinhalt konstant behält. Der Speicher 32, der seinen Speicherinhalt konstant behält, ist eine Speichervorrichtung für ein Speichern von Daten ungeachtet eines Zustands eines Startschalters (Zündschalter) des Verbrennungsmotors. Zum Beispiel ist der Speicher 32, der seinen Speicherinhalt konstant behält, ein nicht flüchtiger Speicher wie ein EPROM, der Daten ungeachtet der Anwesenheit oder Abwesenheit einer Energieversorgung behält, oder ein Backup- bzw. Sicherungsspeicher, dessen Energiezustand ungeachtet des Zustands des Startschalters aufrecht erhalten wird. Die ECU 30 liest Erfassungsergebnisse der zuvor beschriebenen Sensoren aus, und steuert die Ausgabe des Verbrennungsmotors auf Basis der Erfassungsergebnisse.
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Die ECU 30 führt eine Kraftstoffeinspritzsteuerung durch, um die Ausgabesteuerung des Dieselmotors in geeigneter Weise durchzuführen. Z. B. ist die Kraftstoffeinspritzsteuerung eine Mehrschritteinspritzsteuerung für ein selektives Durchführen von gewissen Einspritzungen von einer Piloteinspritzung, einer Voreinspritzung, einer Haupteinspritzung, einer Nacheinspritzung und einer Schlusseinspritzung während eines Verbrennungszyklus. Die Piloteinspritzung spritzt eine sehr kleine Menge des Kraftstoffs ein, um ein Vermischen des Kraftstoffs und der Luft unmittelbar vor einer Zündung zu verstärken. Die Voreinspritzung verkürzt eine Verzögerung einer Zündzeitabstimmung nach der Haupteinspritzung. Somit wird eine Erzeugung von Stickoxiden gehemmt und ein Verbrennungsgeräusch und eine Verbrennungsvibration werden verringert. Die Haupteinspritzung spritzt die größte Einspritzmenge in der Mehrschritteinspritzung ein und trägt zu einer Erzeugung des Ausgabemoments des Verbrennungsmotors bei. Die Nacheinspritzung verbrennt wieder Abgaspartikel (PM). Die Schlusseinspritzung steuert die Temperatur des Abgases, um eine Nachbehandlungsvorrichtung des Verbrennungsmotors, wie einen Dieselpartikelfilter (DPF), zu regenerieren.
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In der Kraftstoffeinspritzsteuerung wird der Kraftstoffdruck in der Common Rail 12 durch eine Regelung auf einen Zielwert (Zielkraftstoffdruck) geregelt, der gemäß einem Betriebszustand des Verbrennungsmotors eingestellt ist. Um die Kraftstoffeinspritzung des Befehlwerts der Einspritzmenge (Befehlseinspritzmenge) durchzuführen, die zu dem Kraftstoffeinspritzventil 16 ausgegeben wird, wird ein Befehlswert der Einspritzzeitspanne (Befehlseinspritzzeitspanne) des Kraftstoffeinspritzventils 16 auf Basis des Kraftstoffdrucks, der durch den Kraftstoffdruckssensor 20 erfasst wird, und der Befehlseinspritzmenge berechnet. Z. B. wird die Befehlseinspritzzeitspanne durch Verwenden eines Kennfelds eingestellt, das in 2 gezeigt ist und das die Beziehung zwischen der Einspritzmenge Q, dem Kraftstoffdruck Pc und der Einspritzzeitspanne TQ bestimmt. In 2 ist die Einspritzzeitspanne TQ länger eingestellt, wenn die Einspritzmenge Q ansteigt, falls der Kraftstoffdruck Pc derselbe ist. Die Einspritzzeitspanne TQ ist kürzer eingestellt, wenn der Kraftstoffdruck Pc ansteigt, falls die Einspritzmenge Q die selbe ist.
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Das tatsächliche Einspritzventil 16 hat eine Abweichung einer Einspritzcharakteristik aufgrund individueller Unterschiede, einer Änderung über der Zeit (Altern) und dergleichen. Deshalb stimmt die Einspritzmenge, die tatsächlich von jedem Kraftstoffeinspritzventil 16 eingespritzt wird, nicht notwendigerweise mit der gewünschten Einspritzmenge überein, selbst wenn der Kraftstoffdruck und die Einspritzzeitspanne fest bzw. auf feste Werte eingestellt sind. Im Speziellen, hinsichtlich einer Einspritzung einer sehr kleinen Menge, wie bei der Piloteinspritzung von der Mehrschritteinspritzung, die in der Kraftstoffeinspritzsteuerung des Dieselmotors verwendet wird, kann der Unterschied zwischen der tatsächlichen Einspritzmenge und der gewünschten Einspritzmenge ein Problem für die Kraftstoffeinspritzsteuerung werden.
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Deshalb sollte vorzugsweise ein Abweichungsbetrag von der gewünschten Einspritzcharakteristik bei einem Durchführen der Einspritzung einer sehr kleinen Menge (Piloteinspritzung) erlernt werden. Es ist schwierig, das Lernen durch Erfassen der Einspritzcharakteristik der Haupteinspritzung durchzuführen, insbesondere wenn die Einspritzcharakteristik des Kraftstoffeinspritzventils 16 eine nicht lineare Beziehung zwischen der Einspritzzeitspanne TQ und der Einspritzmenge Q hat, wie in 2 gezeigt ist. Der Drehzahlzustand des Dieselmotors bei der Mehrschritteinspritzung, die die Haupteinspritzung einschließt, wird durch die Haupteinspritzung beträchtlich beeinflusst. Deshalb ist es schwierig, den Abweichungsbetrag der Einspritzcharakteristik der Einspritzung einer sehr kleinen Menge auf der Basis des Drehzahlzustands bei einer solchen Mehrschritteinspritzung zu erlernen.
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Deshalb wird in der vorliegenden Ausführungsform die Kraftstoffeinspritzsteuerung durch Teilen der erforderten Einspritzmenge in gleiche Einspritzmengen durchgeführt, um den Abweichungsbetrag zu lernen, der sich auf die Piloteinspritzung bezieht. Jede geteilte Kraftstoffmenge ist auf die sehr kleine Kraftstoffmenge festgelegt bzw. eingestellt, die der Piloteinspritzung entspricht. Somit kann die Einspritzcharakteristik des Kraftstoffeinspritzventils 16, die sich auf die sehr kleine Kraftstoffmenge bezieht, als der Rotationszustand der Kurbelwelle 8 erfasst werden. Ein Korrekturwert ISC für ein Angleichen eines Durchschnittswerts der Drehzahl der Kurbelwelle 8 während eines Leerlaufbetriebs des Verbrennungsmotors an eine Zieldrehzahl wird berechnet, und ein Korrekturwert FCCB zum Kompensteren einer Zwischenzylinderabweichung (Abweichung zwischen Zylindern) bei einer Erhöhung der Drehzahl der Kurbelwelle 8, die die Kraftstoffeinspritzungen begleitet, wird berechnet. Der Abweichungsbetrag der Einspritzcharakteristik des Kraftstoffeinspritzventils 16 von jedem Zylinder wird gemäß den Korrekturwerten ISC, FCCB erlernt. Um den Abweichungsbetrag mit einer hohen Genauigkeit zu erlernen, sollten vorzugsweise die Korrekturwerte ISC, FCCB verwendet werden, die an Werte zum Kompensieren der Abweichung der Einspritzcharakteristik des Kraftstoffeinspritzventils 16 angeglichen worden sind.
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3 zeigt eine Angleicheigenschaft des Korrekturwerts FCCB des Kraftstoffeinspritzventils 16. In 3 stellt die Abszisse eine Lernzeitspanne TL dar, und die Ordinate stellt die Angleichanzahl NFCCB des Korrekturwerts FCCB dar. Wie in 3 gezeigt ist, konvergiert der Korrekturwert FCCB, selbst wenn die Lernzeitspanne TL relativ kurz ist, in einem gewissen Kraftstoffeinspritzventil 16, aber in einem anderen Kraftstoffeinspritzventil 16 nimmt die Angleichung bzw. Konvergenz des Korrekturwerts FCCB eine lange Zeit in Anspruch. Deshalb wird in dem Fall, in dem der Lernwert auf Basis des Korrekturwerts FCCB bei der Zeit berechnet wird, wenn eine bestimmte Zeitspanne verstrichen ist, nachdem sich die Drehzahl der Kurbelwelle 8 auf die Zieldrehzahl angeglichen hat, die bestimmte Zeit gemäß dem Kraftstoffeinspritzventil 16 eingestellt, das eine lange Zeit für den Angleich bzw. die Konvergenz braucht. Als eine Folge gibt es eine Möglichkeit, dass die Lernzeitspanne unnötig lang ist. Im Speziellen wird in dem Fall, in dem das Lernen nach einer Massenproduktion der Kraftstoffeinspritzventile 16 und vor dem Ausliefern der Kraftstoffeinspritzventils 16 als Produkte durchgeführt wird, die Zeitskala der Abszisse In 3 größer als in dem Fall des Lernens, das wieder nach dem Lernen durchgeführt wird. Deshalb neigt die Lernzeitspanne TL dazu, sich unnötig zu verlängern, wenn die bestimmte Zeit auf eine ausreichende lange Zeit eingestellt ist, wenn das Lernen das erste Mal nach der Massenproduktion durchgeführt wird.
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Die Lernzeitspanne TL kann durch Lernen des Lernwerts dann, wenn eine Änderung des Korrekturwerts FCCB geringer oder gleich zu einem vorbestimmten Schwellenwert ist, verkürzt werden. In diesem Fall, wie in 4 gezeigt ist, gibt es eine Möglichkeit, dass die Änderung des Korrekturwerts FCCB geringer als oder gleich zu dem Schwellenwert in einer Zeitspanne zwischen einer Zeit t1 und einer Zeit t2 und das Lernen durchgeführt wird. Die Lerngenauigkeit ist verschlechtert, falls der Korrekturwert FCCB nach dem Lernen schwankt, wie in 4 gezeigt ist.
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Deshalb wird in der vorliegenden Ausführungsform bestimmt, ob der Korrekturwert FCCB stabilisiert ist, auf Basis eines Durchschnittswerts der Änderung (d. h. einer Durchschnittsänderung) des Korrekturwerts FCCB. Der Abweichungsbetrag wird unter einer Bedingung erlernt, dass bestimmt ist, dass der Korrekturwert FCCB stabilisiert ist.
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5 zeigt Schritte eines Lernprozesses gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Die ECU 30 führt den Prozess bspw. in einem vorbestimmten Zyklus aus. In einem Ablauf des Prozesses bestimmt Schritt S10, ob eine Lernbedingung erfüllt ist. Die Lernbedingung umfasst z. B. eine Bedingung, dass eine Leerlaufstabilisierungssteuerung durchgeführt wird, eine Bedingung, dass ein Drückbetrag des Gaspedals, der durch den Gaspedalsensor erfasst wird, Null ist, und eine Bedingung, dass die Fahrgeschwindigkeit Vc des Fahrzeugs, die durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 26 erfasst wird, null ist. Die Lernbedingung kann eine Bedingung umfassen, dass eine Fahrzeuglampe bzw. -innenlampe aus ist, oder eine Bedingung, dass eine Fahrzeugklimaanlage aus ist.
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Falls Schritt S10 bejaht wird (JA), geht der Prozess weiter zu Schritt S12. Schritt S12 berechnet eine Basiseinspritzmenge Qb. Die Basiseinspritzmenge Qb ist eine Einspritzmenge, die für ein Steuern der tatsächlichen Drehzahl der Kurbelwelle 8 auf die Zieldrehzahl während des Leerlaufs für notwendig erachtet wird. Falls die Basiseinspritzmenge Qb berechnet ist, wird die Basiseinspritzmenge Qb durch N geteilt, und eine Kraftstoffeinspritzung der Menge Qb/N wird N-Mal durchgeführt. Die Ganzzahl N ist so festgelegt, dass die Menge Qb/N der Piloteinspritzmenge entspricht.
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Dann führt Schritt S14 eine Regelung aus, in der der Korrekturwert ISC für ein Abstimmen bzw. Angleichen des Durchschnittswerts der tatsächlichen Drehzahl mit bzw. an die Zieldrehzahl berechnet wird und zu der Basiseinspritzmenge Qb hinzugefügt wird, um die Abstimmung bzw. Angleichung erreichen. Genauer gesagt wird die Summe des Korrekturwerts ISC und der Basiseinspritzmenge Qb durch N dividiert, um die Befehlseinspritzmenge zu berechnen. Die Kraftstoffeinspritzung der Befehlseinspritzmenge wird N-Mal nahe einem Kompressionstotpunkt durchgeführt. Der Korrekturwert ISC ist für ein Steuern des Ausgabemoments der Kurbelwelle 8, das durch die Zusammenarbeit der Kraftstoffeinspritzungen der Kraftstoffeinspritzventile 16 von allen Zylindern erzeugt wird, auf ein gewünschtes Drehmoment.
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Dann bestimmt Schritt S16, ob die Korrektur der Durchschnittsdrehzahl beendet ist. Schritt S16 bestimmt, dass die Korrektur der Durchschnittsdrehzahl beendet ist, wenn die Änderung des Korrekturwerts ISC geringer als oder gleich zu einem vorbestimmten Wert ist.
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Dann führt Schritt S18 eine Korrektur einer Drehzahlschwankung unter den Zylindern durch. In der vorliegenden Ausführungsform berechnet Schritt S18 die Korrekturwerte FCCB der Befehlseinspritzzeitspannen der jeweiligen Zylinder zum Gleichmachen der Drehzahlerhöhungsbeträge der Kurbelwelle 8, die die Einspritzungen der geteilten Einspritzmengen in die jeweilige Zylinder begleiten. Die Summe der Basiseinspritzmenge Qb und des Korrekturwerts ISC wird durch N geteilt, um die Befehlseinspritzmenge zu berechnen, und die Befehlseinspritzmenge wird in die Einspritzzeitspanne umgewandelt. Die Einspritzzeitspanne wird mit jedem Korrekturwert FCCB korrigiert, um die Kraftstoffeinspritzung durchzuführen.
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Dann bestimmt Schritt S20, ob der Betriebszustand des Dieselmotors stabilisiert ist, Hier wird z. B. bestimmt, ob der Schwankungsbetrag der Drehzahl der Kurbelwelle 8 von dem Start in Schritt S18 bis zu der vorliegenden Zeit gleich zu oder geringer als ein bestimmter Schwankungsbetrag ist. Die Bedingung des stabilisierten Betriebszustands kann eine Bedingung umfassen, dass der Schwankungsbetrag der Last, die auf die Kurbelwelle 8 aufgebracht wird, gleich zu oder geringer als ein bestimmter Betrag ist. Der Schwankungsbetrag der Last, die auf die Kurbelwelle 8 aufgebracht wird, übersteigt den vorbestimmten Betrag, wenn z. B. die Lampe angeschaltet oder die Fahrzeugklimaanlage aktiviert ist.
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Dann berechnet Schritt S22 die Änderung ΔFCCB des Korrekturwerts FCCB. Hier wird ein Absolutwert einer Differenz zwischen dem vorhergehenden Korrekturwert FCCB (n – 1) und dem vorliegenden bzw. aktuellen Korrekturwert FCCB (n) als die vorliegende bzw. aktuelle Änderung ΔFCCB (n – 1) berechnet.
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Dann berechnet Schritt S24 einen Durchschnittswert ΔAVE einer M-Anzahl von Änderungen ΔFCCB (M ≥ 2) des Korrekturwerts FCCB. Der Durchschnittswert ΔAVE ist eine Durchschnittsänderung des Korrekturwerts FCCB pro Zeiteinheit.
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Schritt S26 bestimmt, ob der Durchschnittswert ΔAVE gleich zu oder geringer als ein vorbestimmter Schwellenwert α ist. Der Schwellenwert α ist zum Bestimmen, ob der Korrekturwert FCCB stabilisiert ist. Die Anzahl N ist zum Verhindern, dass der Zustand, in dem der Korrekturwert FCCB schwankt, wie in 4 gezeigt ist, fehlerhaft bzw. irrtümlich als der Zustand bestimmt wird, in dem der Korrekturwert FCCB stabilisiert ist. Schritte S22 und S24 berechnen die Korrekturwerte FCCB für die jeweiligen Zylinder. Deshalb ist die Bestimmung bei Schritt S26 eine Bestimmung, ob die Verknüpfung der Bedingungen, dass die Durchschnittswerte ΔAVE gleich zu oder geringer als der Schwellenwert α in den jeweiligen Zylindern sind, hergestellt ist.
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Während Schritt S26 NEIN ist, werden die Prozesse von Schritt S18 bis S24 wiederholt. Alternativ können die Prozesse bei den Schritten S14 bis S24 wiederholt werden. Falls Schritt S26 JA ist, legt Schritt S28 den Lernwert fest. Der Betrag, der durch Teilen des vorliegenden Korrekturwerts ISC durch N vorgesehen wird, wird für alle Zylinder als der Korrekturwert der Einspritzmenge verwendet, die den Zylindern gemeinsam ist. Der Korrekturwert ISC/N ist für ein Anpassen bzw. Angleichen der Einspritzmenge an die gewünschte Einspritzmenge aus der Abweichung der Einspritzcharakteristik. Die Korrekturwerte FCCB werden als Korrekturwerte der Einspritzzeitspannen zum Korrigieren der Abweichung der Einspritzcharakteristik von den Zylindern aus der Abweichung der Einspritzcharakteristik festgelegt. Die festgelegten Werte ISC/N, FFCB werden in dem Speicher 32, der seinen Speicherinhalt konstant behält, gespeichert. Somit kann die Piloteinspritzung durchgeführt werden, während in geeigneter Weise die Kompensation der Abweichung der Einspritzcharakteristik des Kraftstoffeinspritzventils 16 durchgeführt wird.
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Die Korrekturwerte ISC/N, FCCB werden für jeden Kraftstoffdruck in der Common Rail 12 bestimmt. Deshalb werden die Lernwerte durch Durchführen des Prozesses der Schritte S14 bis S28 für jeden Kraftstoffdruck erlernt. Falls das Lernen einmal auf Basis der Prozesse durchgeführt wird, wie in 5 gezeigt wird, berechnet Schritt S12 die Befehlseinspritzmenge durch Teilen einer Summe des vorhererlernten Korrekturwerts ISC und der Basiseinspritzmenge Qb durch N. Nachdem die Einspritzzeitspanne von der Befehlseinspritzmenge berechnet worden ist, wird die Einspritzzeitspanne mit dem vorher erlernten Korrekturwert FCCB korrigiert, um die endgültige Befehlseinspritzzeitspanne zu bestimmen. Somit ist, wenn das Lernen einmal durchgeführt worden ist, der Abweichungsbetrag der Einspritzcharakteristik des Kraftstoffeinspritzventils 16 schon vor dem folgenden Lernprozess kompensiert. Demzufolge ist, selbst wenn eine neue Abweichung bewirkt wird, die neue Abweichung sehr klein. Als eine Folge wird die Konvergenzzeit bzw. die Ahngleichungszeit des Korrekturwerts FCCB verkürzt, und die Zeit wird verkürzt, die für das Lernen notwendig ist.
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Falls Schritt S10 oder S20 NEIN ist, oder falls der Prozess bei Schritt S28 beendet ist, wird die Reihe der Prozesse einmal beendet.
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Die vorliegende Erfindung übt bspw. die folgenden Effekte aus.
- (1) Es wird bestimmt, ob der Korrekturwert FCCB stabilisiert ist, auf Basis des Durchschnittswerts ΔAVE der Änderung des Korrekturwerts FCCB. Der Korrekturwert FCCB wird erlernt, wenn die Stabilisierung bestimmt ist. Somit kann das Lernen des Korrekturwerts FCCB vermieden werden, wenn es eine Möglichkeit gibt, dass der Korrekturwert FCCB schwankt. Darüber hinaus, da der Korrekturwert FCCB unmittelbar dann erlernt wird, wenn der Korrekturwert FCCB stabilisiert ist, ist die Lernzeitspanne deshalb nicht unnötig verlängert.
- (2) Die Basiseinspritzmenge Qb wird durch N geteilt und die Kraftstoffeinspritzung der Menge, die der Piloteinspritzmenge entspricht, wird N-Mal durchgeführt. Deshalb kann der Lernwert der Piloteinspritzung in geeigneter Weise erlernt werden.
- (3) Der allen Zylinder gemeinsame Korrekturwert ISC zum Anpassen bzw. Angleichen der Durchschnittsdrehzahl der Kurbelwelle 8 des Dieselmotors an die gewünschte Drehzahl wird erlernt. Somit kann die Kraftstoffeinspritzsteuerung durchgeführt werden, die in geeigneter Weise die Abweichung von der Standardeinspritzcharakteristik zusätzlich zu der relativen Abweichung der Einspritzcharakteristik unter den Zylindern kompensiert.
- (4) Der Korrekturwert FCCB wird berechnet, nachdem die Korrektur mit dem Korrekturwert ISC beendet ist. Somit kann die Konvergenzeigenschaft bzw. Angleichungseigenschaft des Korrekturwerts FCCB verbessert werden im Vergleich zu dem Fall, in dem der Korrekturwert FCCB berechnet wird, bevor die Korrektur mit dem Korrekturwert ISC beendet ist.
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Die zuvor beschriebene Ausführungsform kann bspw. wie folgt modifiziert werden.
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In der zuvor beschriebenen Ausführungsform wird der Korrekturwert FCCB unter einer Bedingung korrigiert, dass die Korrektur mit dem Korrekturwert ISC beendet ist. Die Berechnung des Korrekturwerts ISC kann begonnen werden, falls die Änderung des Korrekturwerts FCCB gleich zu oder geringer als ein vorbestimmter Wert wird. Auch in diesem Fall kann das Lernen mit hoher Genauigkeit durch Durchführen des Lernens durchgeführt werden, wenn der Durchschnittswert ΔAVE der Änderung des Korrekturwerts FCCB gleich zu oder geringer als der Schwellenwert α wird.
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Der Korrekturwert ISC kann ein Korrekturwert einer Einspritzzeitspanne anstatt des Korrekturwerts der Kraftstoffeinspritzmenge sein.
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Das Lernverfahren des Abweichungsbetrags der Einspritzcharakteristik des Kraftstoffeinspritzventils
16 ist nicht auf das Verfahren des separaten Erhaltens und separaten Speicherns der Korrekturwerte ISC, FCCB begrenzt. Z. B. können, wie in
JP-A-2003-254139 beschrieben ist, die Korrekturwerte ISC, FCCB als die Korrekturwerte der Einspritzmenge berechnet werden, und der Lernwert kann durch Addieren des Korrekturwerts ISC geteilt durch N zu dem Korrekturwert FCCB geteilt durch N berechnet werden (ISC/N+ FCCB/N).
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Das Kraftstoffeinspritzventil
16 ist nicht auf das Kraftstoffeinspritzventil begrenzt, das die Einspritzmenge einzig auf Basis des Kraftstoffdrucks und der Befehlseinspritzzeitspanne bestimmt. Die Einspritzmenge kann nicht einzig durch die Einspritzzeitspanne und den Kraftstoffdruck bestimmt sein, falls das Kraftstoffeinspritzventil
16 fortlaufend einen Hubbetrag einer Düsennadel gemäß einer Verschiebung eines Betätigungselements einstellen kann, wie es z. B. in dem
US-Patent Nr. 6520423 beschrieben ist. In diesem Fall wird der Betriebsbetrag des Kraftstoffeinspritzventils z. B. durch eine Energiemenge, die auf das Betätigungselement aufgebracht wird, und eine Zeitspanne für ein Aufbringen der Energie (d. h. Einspritzzeitspanne) bestimmt. Die Einspritzmenge wird durch den Kraftstoffdruck, die Energiemenge und die Einspritzzeitspanne bestimmt. In diesem Fall sollte der Lernwert vorzugsweise von wenigstens einem von der Energiemenge und der Einspritzzeitspanne erlernt werden.
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Die Mehrschritteinspritzung ist nicht auf die Mehrschritteinspritzung begrenzt, die die Piloteinspritzung hat. Auch in dem Fall einer Multi- bzw. Mehrfacheinspritzung, die eine Einspritzung einer sehr kleinen Menge durchführt, die anders ist als die Piloteinspritzung, ist das Lernen des Abweichungsbetrags der Kraftstoffeinspritzcharakteristik bei der Einspritzung einer sehr kleinen Menge auf Basis der Einspritzungen der gleichförmig geteilten Mengen wirksam.
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Der Verbrennungsmotor ist nicht auf den Dieselmotor begrenzt. Z. B. kann ein Benzinmotor verwendet werden. Selbst in dem Fall, in dem der Verbrennungsmotor verwendet wird und der Verbrennungsmotor nicht die Einspritzung einer sehr kleinen Menge durchführt, ist es wirksam, das Lernen unter einer Bedingung durchzuführen, dass der Schwankungskorrekturwert für ein Korrigieren der Drehzahlschwankung unter den Zylindern stabilisiert ist, wenn das Lernen zum Kompensieren der Abweichung der Einspritzcharakteristik unter den Zylindern durchgeführt wird.
