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Technisches
Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Kraftstoffeinspritzsteuergerät, dass
auf eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung eines Verbrennungsmotors angewendet
ist, der eine Druckakkumulationskammer hat, die Kraftstoff in einem
Hochdruckzustand akkumuliert, und die den Kraftstoff zu Einspritzelementen
zuführt,
eine Kraftstoffpumpe, die den Kraftstoff zu der Druckakkumulationskammer
durch eine Hin- und Herbewegung von mehreren Kolben druckliefert,
und einen Sensor hat, der den Kraftstoffdruck in der Druckakkumulationskammer
erfasst, wobei das Kraftstoffeinspritzsteuergerät eine Steuervorrichtung hat,
die den erfassten Kraftstoffdruck auf einen Zielkraftstoffdruck
durch Betreiben der Kraftstoffpumpe regelt.
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Stand der Technik
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Eine
bekannte Kraftstoffeinspritzvorrichtung dieser Art hat eine gemeinsame
Druckakkumulationskammer (Common Rail) für ein Zuführen von Hochdruckkraftstoff
zu Einspritzelementen von jeweiligen Zylindern eines Dieselmotors,
wie zum Beispiel in JP-A-S62-258160 beschrieben ist. Der Common Rail-Dieselmotor
kann einen Zielwert des Kraftstoffdrucks (Zielkraftstoffdruck bzw.
Sollkraftstoffdruck) in der Common Rail gemäß einem Betriebszustand des Verbrennungsmotors
frei einstellen, und kann den Kraftstoffdruck frei steuern, der
zu den Einspritzelementen zugeführt
wird.
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Ein
Kraftstoffeinspritzsteuergerät
führt eine Steuerung
bzw. eine offene Steuerung des Bestimmens eines Betätigungsumfangs
einer Kraftstoffpumpe auf Basis des Betriebszustands des Verbrennungsmotors
durch, oder führt
eine Regelung des Bestimmens des Betätigungsumfangs der Kraftstoffpumpe
auf Basis eines Unterschieds zwischen dem Kraftstoffdruck in der
Common Rail, der durch einen Kraftstoffdrucksensor erfasst wird,
und dem Zielkraftstoffdruck durch, um den Kraftstoffdruck in der
Common Rail an den Zielkraftstoffdruck anzupassen.
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Jedoch
ist eine Steuerbarkeit des Kraftstoffdrucks verschlechtert, falls
eine Abnormalität
in einem von mehreren Druckliefersystemen verursacht wird, die jeweils
den Kraftstoff zu der Common Rail mit mehreren Kolben der Kraftstoffpumpe
druckliefern. Das Kraftstoffeinspritzsteuergerät, das nur die Steuerung bzw.
die offene Steuerung durchführt, stellt
den Betätigungsumfang
der Kraftstoffpumpe auf Basis einer Annahme ein, dass alle Druckliefersysteme
normal sind. Demzufolge verringert sich eine Kraftstoffmenge, die
zu der Common Rail druckgeliefert wird, und der Kraftstoffdruck
nimmt ab, wenn die Abnormalität
verursacht wird. Im Hinblick auf das Kraftstoffeinspritzsteuergerät, das die
Regelung durchführt,
ist die Steuerbarkeit des Kraftstoffdrucks aufgrund einer Antwortverzögerung der
Regelung, unmittelbar nachdem die Abnormalität bewirkt worden ist, verschlechtert.
Im Hinblick auf das Kraftstoffeinspritzsteuergerät, das sowohl die Steuerung
bzw. offene Steuerung als auch die Regelung durchführt, um
das folgende Verhalten des Kraftstoffdrucks zu verbessern, um dem
Zielkraftstoffdruck zu folgen und die Steuerstabilität während einer Übergangszeitspanne
zu verbessern, kann die Steuerung bzw. offene Steuerung für ein Verbessern
des folgenden Verhaltens während
der Übergangszeitspanne
aufgrund der Abnormalität
in dem Druckliefersystem nicht normal funktionieren. Als eine Folge
ist die Steuerbarkeit verschlechtert.
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Darstellung der Erfindung
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Technische Aufgabe
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kraftstoffeinspritzsteuergerät einer
Kraftstoffeinspritzvorrichtung vorzusehen, die eine Kraftstoffpumpe
hat, die mehrere Kolben hat, die mehrere jeweilige Druckliefersysteme
bilden, wobei das Kraftstoffeinspritzsteuergerät eine hohe Steuerbarkeit des Kraftstoffdrucks
aufrechterhalten kann, selbst wenn eine Abnormalität in einem
Teil des Druckliefersystems verursacht wird.
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Technische Lösung
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung hat ein Kraftstoffeinspritzsteuergerät eine Steuervorrichtung
und eine Erhöhungsvorrichtung. Die
Steuervorrichtung steuert einen erfassten Kraftstoffdruck auf einen
Zielkraftstoffdruck durch Betreiben einer Kraftstoffpumpe. Die Erhöhungsvorrichtung
erhöht
eine Druckliefermenge von einem Teil von Druckliefersystemen, der
nicht zur einer Abnormalität
gehört
bzw. dieser unterworfen ist, durch zwangsweises Ändern einer Betriebsmenge der Kraftstoffpumpe,
die durch Steuervorrichtung bestimmt wird, auf Basis einer Abnormalitätsinformation über den
anderen Teil der Druckliefersysteme.
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Die
vorstehende beschriebene Struktur ändert zwangweise die Betriebsmenge
der Kraftstoffpumpe auf Basis der Abnormalitätsinformationen. Demzufolge,
selbst in dem Fall, wo die Steuervorrichtung nicht die Funktion
des Durchführens
einer Regelung hat, kann der erfasste Kraftstoffdruck auf den Zielkraftstoffdruck
angepasst werden, ungeachtet der Abnormalität in dem Druckliefersystem.
In dem Fall, wo die Steuervorrichtung die Regelungsfunktion hat,
kann das folgende Verhalten des Kraftstoffdrucks, um dem Zielkraftstoffdruck
zu folgen, im Vergleich zu der Regelung verbessert werden, die eine Abweichung
des erfassten Kraftstoffdrucks von dem Zielkraftstoffdruck kompensiert.
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Kurze Beschreibung der
Abbildungen der Zeichnungen
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Merkmale
und Vorteile von Ausführungsformen
werden verständlich,
genauso wie Betriebsverfahren und die Funktion der zugehörigen Teile,
von einem Studium der folgenden detaillierten Beschreibung, der
angehängten
Ansprüche
und der Zeichnungen, die alle einen Teil dieser Anmeldung bilden. In
den Zeichnungen ist:
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1 ein
Diagramm, das ein Verbrennungsmotorsystem gemäß einer ersten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 ein
Diagramm, das eine ECU und Komponenten, die elektrisch mit der ECU
verbunden sind, gemäß der ersten
Ausführungsform
zeigt;
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3 ein
Flussdiagramm, das Prozessschritte einer Kraftstoffdrucksteuerung
gemäß der ersten
Ausführungsform
zeigt;
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4A ein
Diagramm, das ein Kennfeld für ein
Entscheiden eines Drucklieferstartwinkels gemäß der ersten Ausführungsform
zeigt;
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4B ein
Diagramm, das ein weiteres Kennfeld für ein Entscheiden des Drucklieferstartwinkels
gemäß der ersten
Ausführungsform
zeigt;
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5 ein
Zeitablaufdiagramm, das einen Steuerungsmodus während einer normalen Zeitspanne
gemäß der ersten
Ausführungsform
zeigt;
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6 ein
Zeitablaufdiagramm, das einen Steuerungsmodus während einer abnormalen Zeitspanne
gemäß der ersten
Ausführungsform
zeigt;
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7 ein
Zeitablaufdiagramm, das ein Problem der Steuerung gemäß der ersten
Ausführungsform
zeigt;
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8 ein
Flussdiagramm, das Prozessschritte einer Kraftstoffdrucksteuerung
gemäß einer zweiten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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9 ein
Flussdiagramm, das Prozessschritte einer Kraftstoffdrucksteuerung
gemäß einer dritten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt; und 10 ist
ein Zeitablaufdiagramm, das einen Betrieb eines modifizierten Beispiels
der ersten oder zweiten Ausführungsform
zeigt.
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Weg(e) zur Ausführung der
Erfindung
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Mit
Bezug auf 1 ist ein Verbrennungsmotorsystem
gemäß einer
ersten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung dargestellt. In der vorliegenden Ausführungsform
ist ein Kraftstoffeinspritzsteuergerät gemäß der vorliegenden Erfindung
auf ein Kraftstoffeinspritzsteuergerät eines Common Rail Dieselmotors
als ein Verbrennungsmotor angewendet. Eine Kraftstoffpumpe 4 saugt
Kraftstoff an, der in einem Kraftstoffbehälter 2 gespeichert
ist. Die Kraftstoffpumpe 4 hat einen ersten und einen zweiten
Kolben (nicht dargestellt) und hat ein erstes Dosierventil 6 und
ein zweites Dosierventil 8, die zu dem ersten und zweiten
Kolben korrespondieren. Das erste und zweite Dosierventil 6, 8 sind
Abgabemengendosierventile für
ein Regulieren einer Menge von abgegebenen Kraftstoff von dem Kraftstoff,
der von dem Kraftstoffbehälter 2 angesaugt
worden ist. Um den Kraftstoff von der Kraftstoffpumpe 4 abzugeben,
sind das erste Dosierventil 6 oder das zweite Dosierventil 8 während einer
Zeitspanne geschlossen, in der sich der erste Kolben oder der zweite
Kolben von einem unteren Totpunkt zu einem oberen Totpunkt bewegt, während der
erste Kolben oder der zweite Kolben sich zwischen dem oberen Totpunkt
und dem unteren Totpunkt hin- und herbewegt. Der Kraftstoff, der
von der Kraftstoffpumpe 4 abgegeben wird, wird zu einer Common
Rail 10 druckgeliefert, die den Kraftstoff zu Einspritzelementen 12 von
jeweiligen Zylindern zuführt
(sechs Zylinder in der vorliegenden Ausführungsform). Eine elektronische
Steuereinheit 20 (ECU) steuert eine Ausgabe des Verbrennungsmotors
durch Betreiben von Betätigungselementen
des Verbrennungsmotors, wie das erste Dosierventil 6, das
zweite Dosierventil 8 und die Einspritzelemente 12. 2 zeigt
den Aufbau der ECU 20 und Komponenten, die in elektrischer
Verbindung mit der ECU 20 sind. Wie in 2 gezeigt
ist hat die ECU 20 im Wesentlichen einen Mikrocomputer 21.
Energie kann zu der ECU 20 von einer Batterie B durch einen Zündschalter
IG zugeführt
werden. Die Energie kann zu der ECU 20 auch durch ein Hauptrelais 22 zugeführt werden.
Das Hauptrelais 22 ist für ein Aufrechterhalten der
Energieversorgung von der Batterie B, während bspw. ein Nachverarbeiten
bzw. ein Nachprozess, das/der ausgeführt werden soll, nachdem der
Zündschalter
IG auf AUS ist, in der ECU 20 durchgeführt wird, während der Zündschalter IG auf AUS ist.
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Die
Energie der Batterie B wird auf einen von Anschlüssen des ersten Dosierventils 6 und
auf einen von Anschlüssen
des zweiten Dosierventils 8 durch ein Relais 23 aufgebracht.
Der andere Anschluss des ersten Dosierventils 6 und der
andere Anschluss des zweiten Dosierventils 8 sind jeweils durch
Kollektoren und Emitter von Transistoren T1, T2 geerdet. Ein Antriebsstrom
wird von dem Mikrocomputer 21 zu den Basen der Transistoren
T1, T2 ausgegeben. Somit werden das Dosierventil 6 und das
zweite Dosierventil 8 angetrieben.
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Die
ECU 20 hat Antriebsquellenschaltkreise 24, 25,
von denen jeder einen Spannungsverstärkerschaltkreis für ein Verstärken der
Spannung der Batterie B und einen Konstantstromschaltkreis für ein Bewirken
hat, dass ein Konstantstrom strömt.
Der Antriebsquellenschaltkreis 24 führt die Energie zu den Einspritzelementen 12 der
ersten bis dritten Zylinder #1– #3
zu. Der Antriebsschaltkreis 25 führt die Energie zu den Einspritzelementen 12 der
vierten bis sechsten Zylinder #4–#6 zu. Die ECU 20 hat
Schaltelemente SW1–SW6
für ein
Vorsehen und Unterbrechen der Leitung zwischen den Einspritzelementen 12 und
der Erdung. Der Antriebsquellenschaltkreis 24, die Einspritzelemente 12 und
die Schaltelemente SW1–SW3
sehen eine Energiezuführroute
der Einspritzelemente 12 der ersten bis dritten Zylinder #1–#3 vor.
Der Antriebsquellenschaltkreis 25, die Einspritzelemente 12 und
die Schaltelemente SW4–SW6
sehen eine Energiezuführroute
der Einspritzelemente 12 der vierten bis sechsten Zylinder #4–#6 vor.
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Die
ECU 20 liest die Erfassungswerte von Sensoren für ein Erfassen
von Betriebszuständen des
Verbrennungsmotors aus, wie von einem Kraftstoffdrucksensor 32 für ein Erfassen
des Kraftstoffdrucks P in der Common Rail 10 und wie von
einem Kurbelwinkelsensor 34 für ein Erfassen eines Rotationswinkels
CA einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors. Die ECU 20 erfasst
einen Erfassungswert eines Gaspedalsensors 36 für ein Erfassen
eines Betätigungsbetrags
ACCP des Gaspedals. Die ECU 20 steuert die Ausgabe des
Verbrennungsmotors auf Basis der Erfassungswerte der Sensoren. Die
ECU 20 führt
eine Regelung des Anpassens des Kraftstoffdrucks P in der Common
Rail 10 auf einen Zielwert (Zielkraftstoffdruck Pt) durch,
um die Ausgabesteuerung des Verbrennungsmotors in geeigneter Weise durchzuführen. 3 zeigt
Prozessschritte der Regelung des Kraftstoffdrucks P. Die ECU 20 führt wiederholt
den Prozess aus, der in 3 gezeigt ist, beispielsweise
in einem vorbestimmten Zyklus.
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In
einem Ablauf des Prozesses, der in 3 dargestellt
ist, berechnet zuerst Schritt S10 einen Befehlswert einer Einspritzmenge
(Befehlseinspritzmenge Q) des Einspritzelements 12 auf
Basis des Betätigungsbetrags
ACCP des Gaspedals, der durch den Gaspedalssensor 36 erfasst
wird, und der Drehzahl der Kurbelwelle auf Basis des Erfassungswerts des
Kurbelwellensensors 34. Der folgende Schritt ist S12 berechnet
den Zielkraftstoffdruck Pt auf Basis der Befehlseinspritzmenge Q
und der Drehzahl.
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Schritt
S14 bestimmt, ob es eine Abnormalität in dem ersten Dosierventil
oder dem zweiten Dosierventil 8 gibt. Die Bestimmung wird
auf Basis davon durchgeführt,
ob der Strom durch den Kollektor und den Emitter von jedem der Transistoren
T1, T2 fließt.
Falls der Strom durch den Kollektor und den Emitter des Transistors
T1 oder des Transistors T2 fließt,
kann bestimmt werden, dass der Strom durch das erste Dosierventil 6 oder
das zweite Dosierventil 8 fließt, und es kann bestimmt werden,
dass das erste Dosierventil 6 oder das zweite Dosierventil 8 normal
arbeitet.
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Falls
Schritt S14 bestimmt, dass es keine Abnormalität in dem ersten und dem zweiten
Dosierventil 6, 8 gibt (Schritt S14: NEIN), geht
der Prozess weiter zu Schritt S16. Schritt S16 führt eine Kennfeldberechnung
eines Basiswerts AB (Basiswinkel) eines Kraftstoffdrucklieferstartwinkels,
das heißt
eines Kurbelwinkels CA für
ein Starten der Kraftstoffabgabe mit der Kraftstoffpumpe 4,
auf Basis eines Kennfelds (Kennfeld für eine normale Zeitspanne,
Basiskennfeld) durch, das in 4A gezeigt
ist. Das Kennfeld, das in 4A gezeigt
ist, ist für
ein Bestimmen des geeigneten Drucklieferstartkurbelwinkels für ein Anpassen
des Kraftstoffdrucks P auf den Zielkraftstoffdruck Pt auf Basis
der Annahme, dass die Kraftstoffpumpe 4, die Common Rail 10,
die Einspritzelemente 12 und dergleichen Standardcharakteristiken
haben. Die Standardcharakteristiken sollten vorzugsweise mittlere
Charakteristiken sein, das heißt
Durchschnittscharakteristiken, die vorgesehen sind, wenn eine Massenproduktion
der Common Rail 10, der Kraftstoffpumpe 4 und
der Einspritzelement 12 umgesetzt ist.
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Das
Kennfeld, das in 4A gezeigt ist, bestimmt die
Beziehung zwischen der Befehlseinspritzmenge Q, dem Zielkraftstoffdruck
Pt und dem Drucklieferstartwinkel. Wie in 4A gezeigt
ist, eilt der Drucklieferstartwinkel voraus, wenn sich die Befehlseinspritzmenge
Q erhöht.
Dies entspricht der Tatsache, dass sich die erforderte Abgabemenge
der Kraftstoffpumpe 4 erhöht, wenn sich die Befehlseinspritzmenge
Q erhöht.
Der Drucklieferstartwinkel eilt voraus, wenn sich der Kraftstoffdruck
P erhöht.
Dies ist so, weil beispielsweise die Kraftstoffmenge, die von der
Common Rail 10 in den Kraftstoffbehälter 2 durch die Einspritzelemente 12 entweicht,
ohne durch die Einspritzelemente 12 eingespritzt zu werden,
sich erhöht,
wenn sich der Kraftstoffdruck P erhöht. Der Einfachheit halber
ist in 1 keine Entweichpassage gezeigt.
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Falls
der Basiswinkel AB berechnet worden ist, berechnet Schritt S18 einen
Regelkorrekturwert FB durch eine PID-Steuerung auf Basis des Differenzialdrucks
zwischen dem Kraftstoffdruck P in der Common Rail 10, der
durch den Kraftstoffdrucksensor 32 erfasst wird, und dem
Zielkraftstoffdruck Pt. Der folgende Schritt S20 führt einen Öffnungsbetrieb des
ersten Dosierventils 6 oder des zweiten Dosierventils 8 bei
dem Drucklieferstartwinkel durch, der durch Addieren des Basiswinkels
AB und des Korrekturwerts FB berechnet worden ist.
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5 zeigt
einen Steuerungsmodus des Kraftstoffdrucks P, der durch den vorstehend
beschriebenen Prozessablauf erreicht wird. In 5 stellt
INJ eine Kraftstoffeinspritzperiode dar, P ist ein Verhalten des
Kraftstoffdrucks P in der Common Rail 10, SAMPLE ist eine
Abfragezeitabstimmung, die in der Berechnung in der Regelung verwendet
wird, und zwar eine Abfragezeitabstimmung der Ausgabe des Kraftstoffdrucksensors 32,
PL1 ist ein Übergang
eines Hub- bzw. Verschiebungsmodus des ersten Kolbens, PL2 ist ein Übergang
eines Hub- bzw. Verschiebungsmodus des zweiten Kolbens, V1 ist ein Übergang
eines Betriebsmodus des ersten Dosierventils 6, und V2
ist ein Übergang
des Betriebsmodus des zweiten Dosierventils 8. In 5 kennzeichnen #1TDC–#6TDC jeweils
obere Totpunkte des ersten bis sechsten Zylinders #1–#6. Jeder
schraffierte Bereich in 5 stellt einen Abgabebetrieb
des ersten oder zweiten Kolbens dar. Wie in 5 gezeigt
ist, ist das System gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
ein synchrones System, das eine Eins-zu-Eins-Beziehung zwischen der Kraftstoffeinspritzung
und dem Druckliefern vorsieht. Das Dosierventil 6 führt das
Druckliefern unmittelbar vor der Kraftstoffeinspritzung durch, die
durch das Einspritzelement 12 der ersten Gruppe durchgeführt wird,
und das zweite Dosierventil 8 führt das Druckliefern unmittelbar
vor der Kraftstoffeinspritzung durch, die durch das Einspritzelement 12 der
zweiten Gruppe durchgeführt
wird.
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In 5 entspricht
die Menge des Kraftstoffs, der zwischen den Kraftstoffeinspritzungen druckgeliefert
wird, der Kraftstoffeinspritzmenge der einzelnen Kraftstoffeinspritzung.
Somit sind der Kraftstoff, der aus der Common Rail 10 aufgrund
der Kraftstoffeinspritzung und dergleichen ausströmt, und
der Kraftstoff, der zu der Common Rail 10 druckgeliefert wird,
in einem stationären
Gleichgewichtszustand. Demzufolge kann der Kraftstoffdruck P für eine Kraftstoffeinspritzung
auf einen gewünschten
Kraftstoffdruck eingestellt werden. Wenn der stationäre Gleichgewichtszustand
realisiert ist, wie in 5 gezeigt ist, stimmt der erfasste
Kraftstoffdruck P mit dem Zielkraftstoffdruck Pt bei der Abfragezeit überein.
In dem stationären
Zustand wird der Drucklieferstartwinkel durch das Kennfeld bestimmt,
das in 4A gezeigt ist, und der Regelkorrekturwert
FB ist null, falls die Kraftstoffpumpe 4, die Common Rail 10 und
die Einspritzelemente 12 die Standardcharakteristiken haben.
Falls die tatsächlichen
Charakteristiken von den Standardcharakteristiken abweichen, wird
die Abweichung der Charakteristiken durch einen Integralterm in
dem stationären
Zustand kompensiert.
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Falls
Schritt S14, der in 3 dargestellt ist, bestimmt,
dass es eine Abnormalität
in einem von dem ersten Dosierventil 6 und dem zweiten
Dosierventil 8 gibt, geht der Prozess zu Schritt S22. Schritt S22
berechnet den Basiswinkel AB des Drucklieferstartwinkels durch Verwenden
eines Kennfelds für die
abnormale Zeitspanne, das in 4B gezeigt
ist. Das Kennfeld für
die abnormale Zeitspanne, das in 4B gezeigt
ist, ist für
ein Einstellen des Drucklieferstartwinkels, von dem angenommen wird,
dass er den Kraftstoffdruck P in der Common Rail 10 auf
den Zielkraftstoffdruck Pt durch Druckliefern des Kraftstoffs zu
der Common Rail 10 mit nur einem von dem ersten Dosierventil 6 und
dem zweiten Dosierventil 8 anpassen kann. Das Kennfeld,
das in 4B gezeigt ist, bestimmt auch
die Beziehung zwischen der Befehlseinspritzmenge Q, dem Kraftstoffdruck
P und dem Drucklieferstartwinkel auf Basis einer Annahme, dass die
Kraftstoffpumpe 4, die Common Rail 10 und die
Einspritzelemente 12 die Standardcharakteristiken haben,
in gleicher Weise wie bei dem Kennfeld für die normale Zeitspanne, das
in 4A gezeigt. Das Kennfeld für die abnormale Zeitspanne,
das in 4B gezeigt ist, stellt den Drucklieferstartwinkel im
Vergleich zu dem Kennfeld, das in 4A ist,
für dieselbe
Befehlseinspritzmenge Q und denselben Kraftstoffdruck P zu der vorauseilenden
Seite ein. Falls das Abarbeiten von Schritt S22 abgeschlossen ist,
geht der Prozess weiter zu Schritt S18, der in 3 gezeigt
ist.
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6 zeigt
einen Steuerungsmodus des Kraftstoffdrucks P in dem Fall, wo die
Abnormalität
in dem zweiten Dosierventil 8 erzeugt wird und der Basiswinkel
AB des Drucklieferstartwinkels bei Schritt S22 eingestellt worden
ist. In diesem Fall wird der Kraftstoff zu der Common Rail 10 nur
durch Verwenden des ersten Dosierventils 6 und des ersten
Kolbens druckgeliefert, wie in 6 gezeigt
ist. Deshalb ist der Drucklieferstartwinkel des ersten Dosierventils 6 zu
der vorauseilenden Seite im Vergleich zu dem Fall geändert, der
in 5 gezeigt ist, so dass sich die Kraftstoffmenge
erhöht,
die durch das erste Dosierventil 6 dosiert wird. Der Verbrauch
des Kraftstoffs in der Common Rail 10 durch zwei Kraftstoffeinspritzungen
wird durch ein Kraftstoffdruckliefern kompensiert.
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Somit
kann der Zustand durch Korrigieren des Basiswinkels AB mit dem Regelkorrekturwert
FB, der bei Schritt 18 berechnet wird, selbst in dem Fall realisiert
werden, wo Schritt S16, der in 3 gezeigt ist,
den Basiswinkel AB berechnet. In diesem Fall braucht die Realisierung
des stationären
Zustands des Gleichgewichtszustands zwischen dem Kraftstoff, der
aus der Common Rail 10 strömt, und dem Kraftstoff, der
in Common Rail 10 strömt,
während der
abnormalen Zeitspanne jedoch eine lange Zeit. Darüber hinaus
wird der Basiswinkel AB, der bei Schritt S16 berechnet wird, auch
nicht während
einer Übergangszeitspanne
der geeignete Wert, in der der Zielkraftstoffdruck Pt geändert wird.
Deshalb braucht die Realisierung des stationären Zustands durch Kompensation
der Differenz zwischen dem Basiswinkel AB, der bei Schritt S16 berechnet
wird, und dem erforderten Winkel mit dem Integralterm der Regelung
eine lange Zeit.
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Im
Gegensatz dazu verwendet das Steuergerät gemäß der vorliegenden Ausführungsform
das Kennfeld für
die abnormale Zeitspanne bei Schritt S22. Demzufolge kann die geeignete
Steuerung bzw. Feedforward-Steuerung
bzw. Optimalwertsteuerung auch während
der abnormalen Zeitspanne durchgeführt werden. Als eine Folge
kann der stationäre
Zustand selbst während
der Übergangszeitspanne schnell
realisiert werden. In diesem Fall ist der Regelkorrekturwert FB
ein Betrag für
ein Kompensieren der Abweichung von den Standardcharakteristiken
und ändert
sich selbst während
der Übergangszeitspanne
kaum.
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Die
vorliegende Ausführungsform übt die folgenden
Effekte aus.
- (1) Der Drucklieferstartwinkel
der Kraftstoffpumpe 4, der gemäß dem Prozessablauf bei Schritt
S16 bestimmt wird, wird zwangsweise geändert, wenn bestimmt ist, dass
es eine Abnormalität
in einem von den Kraftstoffdruckliefersystemen gibt, die die zwei
Kolben haben. Somit wird der Drucklieferbetrag des Druckliefersystems
erhöht,
das nicht zu der Abnormalität
gehört
bzw. in dem keine Abnormalität
festgestellt worden ist. Somit kann das folgende Verhalten des Kraftstoffdrucks,
um dem Zielkraftstoffdruck zu folgen, im Vergleich zu der Regelung
verbessert werden, die die Abweichung des erfassten Kraftstoffdrucks
von dem Zielkraftstoffdruck kompensiert.
- (2) das Steuergerät
hat das Basiskennfeld, das in 4A gezeigt
ist, für
ein Bestimmen der Beziehung zwischen dem Betriebsumfang bzw. der
Betriebsmenge der Kraftstoffpumpe 4 und dem Betriebszustand
des Verbrennungsmotors bei der Zeit, wenn die Druckliefersysteme
normal sind. Die Kraftstoffpumpe 4 wird gemäß dem Basiswinkel
AB des Drucklieferstarts betrieben, der auf Basis des Basiskennfelds
bestimmt wird. Durch die Feedforward-Steuerung, die das Basiskennfeld verwendet,
kann das folgende Verhalten des Kraftstoffdrucks während der Übergangszeitspanne
in dem Fall verbessert werden, wo die Drucksysteme normal sind.
- (3) Das Steuergerät
hat das Kennfeld für
eine abnormale Zeitspanne, das in 4B gezeigt
ist, für ein
Bestimmen der Beziehung zwischen dem Drucklieferstartwinkel, der
erfordert ist, um den Kraftstoffdruck auf den Zielkraftstoffdruck
mit nur einem von den Druckliefersystemen zu steuern, und dem Betriebszustand
des Verbrennungsmotors. Somit kann selbst in dem Fall, wo die Abnormalität in einem
der Druckliefersysteme verursacht wird, die geeignete Feedforward-Steuerung durchgeführt werden.
Als eine Folge kann das folgende Verhalten des Kraftstoffdrucks
während der Übergangszeitspanne
verbessert werden.
- (4) Die Anwesenheit oder Nicht-Anwesenheit der Abnormalität in dem
Druckliefersystem kann in geeigneter Weise auf Basis eines Fehlers
in einer elektrischen Leitung des ersten Dosierventils 6 oder
des zweiten Dosierventils 8 diagnostiziert werden.
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Als
nächstes
wird ein Kraftstoffeinspritzsteuergerät gemäß einer zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung erklärt.
Das Steuergerät
gemäß der ersten
Ausführungsform
schaltet zu dem Kennfeld für
eine abnormale Zeitspanne, das in 4B gezeigt
ist, falls die Abnormalität
in dem ersten Dosierventil 6 oder dem zweiten Dosierventil 8 verursacht
wird. In diesem Fall gibt es jedoch eine Möglichkeit, dass der Kraftstoffdrucklieferbetrag übermäßig wird,
weil die Summe aus dem Feedforward-Term auf Basis des Kennfelds
für die
abnormale Zeitspanne und dem Regelkorrekturwert FB zu der übermäßig vorauseilenden
Seite geändert
wird, unmittelbar nachdem die Abnormalität auftritt, in Abhängigkeit
der Einstellung der Steuerung. 7 zeigt solch
eine Situation.
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7 zeigt
die Situation, dass der Drucklieferstartwinkel des ersten Dosierventils 6 nicht
auf Basis des Kennfelds für
die abnormale Zeitspanne eingestellt ist, sondern auf Basis des
Basiskennfelds eingestellt ist, unmittelbar nachdem die Abnormalität in dem
zweiten Dosierventil bei einer Zeit „a" auftritt. In diesem Fall ist die Kraftstoffdruckliefermenge,
die durch das erste Dosierventil 6 vorgesehen wird, unmittelbar
nachdem die Abnormalität
in dem zweiten Dosierventil 8 auftritt, nicht so verschieden
von der Druckliefermenge, die vorgesehen wird, bevor die Abnormalität auftritt.
Der Differenzialdruck wird zwischen dem erfassten Kraftstoffdruck
P und dem Zielkraftstoffdruck Pt bei der Abfragezeit bewirkt, weil das
zweite Dosierventil 8 das Druckliefern nicht durchführt, so
dass sich der Regelkorrekturwert FB ändert. Deshalb erhöht sich
die Druckliefermenge um den Änderungsbetrag
des Korrekturwerts FB im Vergleich zu der Druckliefermenge, die
vorgesehen wird, bevor die Abnormalität auftritt.
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Deshalb
verringert sich die Druckliefermenge selbst mit dem ersten Druckliefern,
das durch das erste Druckventil 6 durchgeführt wird,
unmittelbar nachdem die Abnormalität aufgetreten ist. Danach nimmt
das zweite Dosierventil 8 das Druckliefern nicht wieder
auf. Als eine Folge ändert
sich der Regelkorrekturwert FB im großen Umfang. Falls das Kennfeld
bei einer Zeit „b" geändert wird
und der Drucklieferstartwinkel des ersten Dosierventils 6 auf Basis
des Kennfelds für
die abnormale Zeitspanne bei solch einer Situation bestimmt wird,
wird die Erhöhung
aufgrund der Änderung
des Regelkorrekturwerts FB hinzugefügt, und zwar zusätzlich zu
der Erhöhung
der Druckliefermenge aufgrund des Schaltens zu dem Kennfeld für die abnormale
Zeitspanne. Als eine Folge schwingt der Kraftstoffdruck P über bzw.
wird übermäßig, wie
in 7 gezeigt ist.
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Deshalb
führt das
Steuerelement gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
einen Prozess für
ein Glätten
der Änderung
des Basiswinkels AB des Drucklieferstartwinkels durch, der durch
das Kennfeld bewirkt wird, wenn bestimmt ist, dass eine Abnormalität in einem
von dem ersten Dosierventil 6 und dem zweiten Dosierventil 8 verursacht
ist und das Kennfeld umgeschaltet ist. 8 zeigt
Prozessschritte der Regelung des Kraftstoffdrucks gemäß der vorliegenden
Ausführungsform.
Die ECU 20 führt den
Prozess, der in 8 gezeigt ist, wiederholt aus, beispielsweise
in einem vorbestimmten Zyklus.
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Als
nächstes
wird der Prozess erklärt,
der in 8 gezeigt ist, mit Konzentration auf einen Unterschied
zwischen dem Prozess, der in 8 gezeigt ist,
und dem Prozess, der in 3 gezeigt. In einer Abfolge
des Prozesses, falls Schritt S22 den Basiswinkel AB auf Basis des
Kennfelds für
die abnormale Zeitspanne berechnet, geht der Prozess weiter zu Schritt
S24. Schritt S24 bestimmt, ob die vorliegende Zeit unmittelbar nach
dem Zeitpunkt ist, bei dem bestimmt worden ist, dass es eine Abnormalität gibt. Zum
Beispiel kann bestimmt werden, dass die vorliegende Zeit unmittelbar
nach der Bestimmung des Vorhandenseins der Abnormalität ist, falls
die Zeitanzahl des Durchführens
des Prozesses, der in 8 gezeigt ist, nach der Bestimmung
der Anwesenheit der Abnormalität
gleich zu oder geringer als eine vorbestimmte Anzahl ist. Falls
Schritt S24 JA ist, geht der Prozess weiter zu Schritt S26.
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Schritt
S26 führt
den Prozess für
ein Glätten der Änderung
des Basiswinkels AB durch. Zum Beispiel kann die Änderung
des Basiswinkels AB durch einen Prozess eines gewichteten Durchschnitts durch
Multiplizieren des derzeitigen bzw. vorliegenden Basiswinkels AB(n),
der durch die derzeitige bzw. vorliegende Kennfeldberechnung berechnet wird,
und des vorherigen Basiswinkels AB(n – 1), der durch die vorherige
Kennfeldberechnung berechnet worden, mit jeweiligen Gewichtungen α, β (α + β = 1), und
durch Addieren der Produkte (AB = αAB(n) + βAB(n – 1)) geglättet werden. Falls Schritt
S24 NEIN ist oder das Abarbeiten bei Schritt S26 beendet ist, geht
der Prozess weiter zu Schritt S18.
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Die
vorliegende Ausführungsform
kann einen folgenden Effekt zusätzlich
zu den Effekten (1) bis (4) der ersten Ausführung ausüben.
- (5)
Der Ablauf für
ein Glätten
der Änderung
des Basiswinkels, der durch die Kennfeldberechnung berechnet worden
ist, wird durchgeführt,
wenn das Kennfeld zu dem Kennfeld für die abnormale Zeitspanne
umgeschaltet wird. Somit, wenn bestimmt ist, dass die Abnormalität auftritt
und das Kennfeld zu dem Kennfeld für die abnormale Zeitspanne
geändert
ist, kann die übermäßige Erhöhung der
Druckliefermenge unterbunden werden.
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Als
nächstes
wird ein Kraftstoffeinspritzsteuergerät gemäß einer dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung erklärt.
Das Steuergerät
gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
korrigiert den Basiswinkel, der von dem Basiskennfeld der normalen
Zeitspanne (Kennfeld für
eine normale Zeitspanne) berechnet wird, anstelle des Bereitstellens des
separaten Kennfelds für
eine abnormale Zeitspanne. 9 zeigt
Ablaufschritte der Regelung des Kraftstoffdrucks P gemäß der vorliegenden
Ausführungsform.
Die ECU 20 führt
wiederholt den Ablauf aus, der in 9 gezeigt
ist, beispielsweise in einem vorbestimmten Zyklus.
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Als
nächstes
wird der Ablauf, der in 9 gezeigt ist, erklärt, mit
Konzentration auf einen Unterschied zwischen dem Ablauf, der in 9 gezeigt
ist, und dem Ablauf der in 3 gezeigt
ist. Wie in 9 gezeigt ist, falls der Ablauf
von Schritt S12 beendet ist, führt
Schritt S15a den Ablauf von Schritt S16 durch, der in 3 gezeigt
ist. Das heißt
Schritt S15a berechnet einen Basiswinkel AB durch das Kennfeld, das
in 4A gezeigt ist, ungeachtet davon, ob das erste
Dosierventil 6 oder zweite Dosierventil 8 normal oder
abnormal ist.
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Falls
der Ablauf von Schritt S15a beendet ist, führt Schritt S15b den Ablauf
von Schritt S14 durch, der in 3 gezeigt
ist. Falls Schritt S15b bestimmt, dass es eine Abnormalität in einem
von dem ersten und dem zweiten Dosierventil 6, 8 gibt,
korrigiert Schritt S15c den Basiswinkel AB zu der vorauseilenden
Seite. Zum Beispiel kann Schritt S15c den Basiswinkel AB mit einem
Korrekturkoeffizienten K multiplizieren. Somit korrigiert Schritt
S15c den Basiswinkel AB zu einem Drucklieferstartwinkel, von dem
angenommen wird, dass er den Kraftstoffdruck P auf den Zielkraftstoffdruck
Pt mit nur einem von dem ersten Dosierventil 6 und dem
zweiten Dosierventil 8 anpassen kann. Falls der Ablauf
von Schritt S15c beendet ist oder Schritt S15b NEIN ist, geht der
Prozess weiter zu Schritt S18.
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Die
vorliegende Ausführungsform
kann den folgenden Effekt zusätzlich
zu den Effekten (1) bis (4) der ersten Ausführungsform ausüben.
- (6) Der Basiswinkel AB, der durch das Basiskennfeld
bestimmt wird, dass in 4A gezeigt ist, wird korrigiert,
wenn bestimmt ist, dass es eine Abnormalität in einem von dem ersten Dosierventil 6 und
dem zweiten Dosierventil 8 gibt. Demzufolge kann die Speicherkapazität der ECU 20 im Vergleich
zu dem Fall verringert sein, wo das separate Kennfeld bereitgestellt
ist.
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Die
zuvor beschriebenen Ausführungsformen
können
wie folgt modifiziert werden.
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Das
Steuergerät
gemäß der zweiten
Ausführungsform
führt den
Ablauf für
ein Glätten
der Änderung
des Basiswinkels AB durch. Alternativ kann ein Ablauf für ein Glätten der Änderung
des Drucklieferstartwinkels (AB + FB) durchgeführt werden.
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Der
Ablauf für
ein Glätten
des Basiswinkels AB oder des Drucklieferstartwinkels (AB + FB) ist nicht
auf den zuvor beschriebenen Ablauf beschränkt. Alternativ kann ein Filterprozess,
wie ein Prozess eines gleitenden Durchschnitts verwendet werden.
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Die
Anzahl der Kolben der Kraftstoffpumpe 4 ist nicht auf zwei
begrenzt, solange die Kraftstoffpumpe 4 mehrere Kolben
hat. Falls beispielsweise das Steuergerät gemäß der ersten Ausführungsform
derart modifiziert ist, dass die Kraftstoffpumpe 4 drei
Kolben hat, können
ein Kennfeld für
den Fall, wo eines der drei Druckliefersysteme abnormal ist, und
ein Kennfeld für
den Fall bereitgestellt sein, wo zwei der drei Druckliefersystem
abnormal sind.
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Die
Anzahl der Kolben der Kraftstoffpumpe 4 kann ungleich zu
der Anzahl der Dosierventile sein. Zum Beispiel kann eine Situation,
die gleich zu der Situation ist, die auftritt, wenn die Abnormalität in einem
von den Dosierventilen gemäß den zuvor
beschriebenen Ausführungsformen
verursacht wird, auch auftreten, wenn zwei Kolben, die gemeinsam ein
einzelnes Dosierventil verwenden, verwendet werden und einer der
beiden Kolben an einer Innenwand der Kraftstoffpumpe 4 stecken
bleibt etc., um eine Abnormalität
zu bewirken, um die Hin- und Herbewegung des Kolbens zu stoppen.
Selbst in diesem Fall ist ein Bestimmen des Drucklieferstartwinkels wirksam,
von dem angenommen wird, dass er den Kraftstoffdruck auf den Zielkraftstoffdruck
mit den einzelnen Kolben durch die Feedforward-Steuerung anpassen
kann.
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Das
Dosierventil ist nicht auf das Abgabedosierventil begrenzt. Alternativ
kann ein Ansaugdosierventil für
ein Regulieren der Abgabemenge der Kraftstoffpumpe durch Regulieren
einer Kraftstoffmenge, die in die Kraftstoffpumpe angesaugt wird, verwendet
werden. Falls das Ansaugdosierventil die Kraftstoffmenge mit einer
binären
Bewegung einer Öffnungsoperation
und einer Schließoperation
(bzw. eine Auf-Zu- Bewegung)
reguliert, kann eine Endzeitabstimmung des Ansaugens (Ansaugendwinkel)
geändert
werden. Das Abgabedosierventil oder das Ansaugdosierventil ist nicht
auf das Ventil begrenzt, dass die Kraftstoffmenge durch die binäre Bewegung der Öffnungsoperation
und der Schließoperation
reguliert. Alternativ kann ein Ventil verwendet werden, das einen Öffnungsgrad
eines Ventilelements kontinuierlich ändern kann.
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Der
Steuerungsmodus des Kraftstoffdrucks ist nicht auf den Modus gemäß den vorstehend
beschriebenen Ausführungsformen
begrenzt, die die Öffnungs-/Schließzeitabstimmung
des Ventilelements des Dosierventils als das direkte Änderungsobjekt
verwenden. Zum Beispiel kann ein Steuerungsmodus für ein Einstellen
der Befehlsabgabemenge, die auf die Kraftstoffpumpe 4 durch
die Feedforward-Steuerung oder die Regelung aufgebracht wird, und
für ein
Umwandeln der Befehlsabgabemenge in eine Zeitabstimmung für ein Aufbringen
des Betätigungssignals
auf die Kraftstoffpumpe 4 oder in eine Größe des Signals
verwendet werden.
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In
den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ist die vorliegende
Erfindung auf das synchrone System angewendet, das die Eins-zu-Eins-Korrespondenz zwischen
der Kraftstoffeinspritzung und dem Kraftstoffdruckliefern vorsieht. Alternativ
kann die vorliegende Erfindung auf ein asynchrones System angewendet
werden, dass die Eins-zu-Eins-Korrespondenz
zwischen der Kraftstoffeinspritzung und dem Druckliefern nicht vorsieht. 10 zeigt
ein Beispiel des asynchronen Systems des Vierzylinderdieselmotors,
der den Einspritzzyklus von 180°CA
(Kurbelwinkel) und den Auslass- bzw. Abgabezyklus von 108°CA hat. In 10 bezeichnet
PUMP die Rotation der Kraftstoffpumpe 4 und PLUNGER zeigt
einen Betrieb des ersten und zweiten Kolbens. In diesem Fall tritt
dieselbe Beziehung zwischen der Einspritzzeitabstimmung von jedem
Zylinder und der Drucklieferzeitabstimmung bei immer 540°CA auf. Deshalb
können
die Effekte, die gleich zu denjenigen der ersten Ausführung sind, durch
Bereitstellen eines Kennfelds für
eine normale Zeitspanne und eines Kennfelds für eine abnormale Zeitspanne
für ein
Bestimmen der Beziehung zwischen dem Betätigungsumfang der Kraftstoffpumpe und
dem Betriebszustand des Dieselmotors für jeden der fünf Kraftstofflieferbetriebe
in dem Zyklus von 540°CA
ausgeübt
werden. Der Verbrennungsmotor ist nicht auf den Dieselmotor beschränkt, sondern kann
beispielsweise ein Direkteinspritzbenzinmotor sein.
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Die
vorliegende Erfindung sollte nicht auf die offenbarten Ausführungsformen
begrenzt werden, sondern kann auf viele andere Arten umgesetzt werden,
ohne von dem Umfang der Erfindung abzuweichen, der in den angehängten Ansprüchen definiert ist.
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Ein
Kraftstoffeinspritzsteuergerät
berechnet einen Kraftstoffdrucklieferstartwinkel einer Kraftstoffpumpe
(4) als einen Ventilöffnungsstartwinkel
eines Dosierventils (6, 8), das eine Abgabemenge
regelt, durch Addieren eines Basiswinkels und eines Regelkorrekturwerts.
Der Basiswinkel wird gemäß einer Befehlseinspritzmenge
und eines Zielkraftstoffdrucks auf Basis eines Basiskennfelds berechnet.
Der Regelkorrekturwert wird auf Basis eines Differenzialdrucks zwischen
einem erfassten Kraftstoffdruck und dem Zielkraftstoffdruck berechnet.
Falls eine Abnormalität
in einem von zwei Dosierventilen bewirkt wird, wird der Basiswinkel
auf Basis eines Kennfelds für eine
abnormale Zeitspanne anstelle auf Basis des Basiskennfelds berechnet.
Somit wird eine Steuerbarkeit des Kraftstoffdrucks der Kraftstoffpumpe
auf hohem Niveau aufrechterhalten, selbst wenn die Abnormalität in einem
Teil von mehreren Druckliefersystemen bewirkt wird, die mehrere
Kolben haben.