DE102007000350B4

DE102007000350B4 - Verfahren zum Lernen einer Einspritzcharakteristik und Kraftstoffeinspritzsteuergerät

Info

Publication number: DE102007000350B4
Application number: DE102007000350.3A
Authority: DE
Inventors: Sumitaka Ikeda
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2006-07-03
Filing date: 2007-06-25
Publication date: 2016-09-29
Anticipated expiration: 2027-06-26
Also published as: US7451037B2; JP4682935B2; CN101109334A; JP2008014152A; CN100562658C; US20080004785A1; DE102007000350A1

Abstract

Lernverfahren zum Lernen einer Abweichung einer Einspritzcharakteristik eines Injektors einer mehrzylindrischen Brennkraftmaschine für eine Vielzahl von Betriebsbereichen das folgendes aufweist: einen Schritt zum Festlegen eines Schwellenwerts (TBk) als oberen Grenzwert für die Zeitspanne, innerhalb der ein Lernvorgang abgeschlossen sein soll; einen Berechnungsschritt (S300) zum Berechnen eines Schwankungskorrekturwerts (FCCB), mit dem eine Drehschwankung einer Abtriebswelle (8) der mehrzylindrischen Brennkraftmaschine zwischen Zylindern der Kraftmaschine unterdrückt wird, wenn die Kraftstoffeinspritzung in der Kraftmaschine mit Injektoren (16) durchgeführt wird; einen Schritt zum Betreiben der Injektoren (16) unter Berücksichtigung des Schwankungskorrekturwerts (FCCB); einen Lernschritt (S400, S400a, S600), bei dem eine Abweichung einer Einspritzcharakteristik des Injektors (16) für jeden Betriebsbereich der Kraftmaschine in Übereinstimmung mit dem Schwankungskorrekturwert gelernt wird, wobei verhindert wird, dass die Zeit, die zum Lernen der Abweichung der Einspritzcharakteristik des Injektors benötigt wird, den Schwellenwert (TBk) überschreitet, gekennzeichnet durch einen Konvergenzbestimmungsschritt (S430), bei dem bestimmt wird, ob der Schwankungskorrekturwert (TCCP) konvergiert hat; einen Schritt zum Beenden des Lernens in einem bestimmten Betriebsbereich wenn der Konvergenzbestimmungsschritt (S430) bestimmt hat, dass der Schwankungskorrekturwert in dem bestimmten Betriebsbereich vor dem Erreichen des Schwellenwerts (TBk) konvergiert hat; einen Vorlaufzeitberechnungsschritt (S480) zum Berechnen einer Vorlaufzeit (Δk) aus der Differenz zwischen der Zeit, zu der das Lernen beendet wurde, und einer durch den Schwellenwert (TBk) bestimmten Planzeit (Tsch); und einen Übernahmeschritt (S480) zum Addieren der Vorlaufzeit (Δk) auf einen Schwellenwert, der beim Lernen in einem Betriebsbereich verwendet wird, in dem das Lernen noch nicht durchgeführt wurde, falls das Beenden des Lernens der Planzeit vorangeht.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Lernen einer Abweichung einer Einspritzcharakteristik eines Injektors einer mehrzylindrischen Brennkraftmaschine für eine Vielzahl von Betriebsbereichen und auf ein Kraftstoffeinspritzsteuergerät zum Durchführen eines solchen Verfahrens.
Eine bekannte Dieselkraftmaschine führt vor einer Haupteinspritzung eine Piloteinspritzung zum Einspritzen von Kraftstoff mit einer Menge durch, die geringer als eine Kraftstoffmenge der Haupteinspritzung ist, um ein die Verbrennung begleitendes Geräusch zu unterdrücken oder eine Abgascharakteristik zu verbessern. Selbst wenn Einspritzdauerbefehlswerte, Einspritzmengenbefehlswerte (befohlene Einspritzmengen) und dergleichen der Injektoren abgeglichen werden, um eine Kraftstoffeinspritzsteuerung durchzuführen, kann bei den tatsächlich eingespritzten Kraftstoffmengen wegen der individuellen Unterschiede der Injektoren eine Variation verursacht werden. Genauer gesagt kann die Einspritzmenge der Piloteinspritzung im Vergleich zu der Einspritzmenge der Haupteinspritzung extrem klein werden. Falls zwischen der Soll-Einspritzmenge und der tatsächlichen Einspitzmenge der Piloteinspritzung ein Unterschied auftritt, wird es daher schwierig die vorstehend erwähnten Aufgaben zufriedenstellend zu lösen.
Daher führt ein vorgeschlagenes Steuergerät, wie es beispielsweise in der JP 2003-254139 A beschrieben ist, eine rückgekoppelte Regelung zum Gleichmachen einer tatsächlichen Drehzahl einer Kraftmaschine mit der Soll-Drehzahl durch, indem gleich aufgeteilte Kraftstoffeinspritzungen N-mal durchgeführt werden. Das Steuergerät lernt zu diesem Zeitpunkt einen Lernwert zum Kompensieren des Unterschieds zwischen der Befehlseinspritzmenge und der Soll-Einspritzmenge. Ferner führt das Steuergerät die rückgekoppelte Regelung so durch, dass die Drehschwankung zwischen den Zylindern kompensiert wird. Das Steuergerät kann eine Einspritzcharakteristik zum Zeitpunkt des Durchführens einer Kraftstoffeinspritzung einer kleinen Menge, etwa der Piloteinspritzung, erfassen, indem die gleich geteilten N Einspritzungen durchgeführt werden. Im Ergebnis kann ein geeigneter Lernwert ermittelt werden.
Die zum Ermitteln des Lernwerts erforderliche Zeit sollte bevorzugterweise so kurz wie möglich sein. Wenn jedoch die Verarbeitung zum Ermitteln des Lernwerts das erste Mal durchgeführt wird, beispielsweise zum Zeitpunkt der Auslieferung des Kraftstoffeinspritzsteuergeräts, neigt die Zeit lang zu werden, die zum Erreichen eines stationären Zustands der rückgekoppelten Regelung nötig ist. Falls das Lernen unter der Bedingung durchgeführt wird, dass eine für die erste Verarbeitung zum Ermitteln des Lernwerts ausreichende Zeitspanne verstreicht, dauert das Ermitteln des Lernwerts lange. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben herausgefunden, dass eine präzise Berechnung eines Schwankungskorrekturwerts zum Kompensieren der Drehschwankung zwischen den Zylindern schwierig wird, falls diese Zeit verkürzt ist.
Beim Lernen der Abweichung der Einspritzcharakteristiken zwischen den Zylindern mit einer hohen Genauigkeit, besteht eine Schwierigkeit darin, eine unnötige Verlängerung der zum Lernen erforderlichen Zeit zu vermeiden. Diese Schwierigkeit gibt es nicht nur beim Lernen während Piloteinspritzung, sondern auch bei Kraftstoffeinspritzsteuergeräten, die die Schwankung der Einspritzcharakteristiken zwischen den Zylindern kompensieren.
Außerdem sind aus der DE 10 2004 052 427 A1 ein Lernverfahren und ein Kraftstoffeinspritzsteuergerät jeweils gemäß den Oberbegriffen von Ansprüchen 1 und 9 bekannt. Ferner offenbart die DE 41 22 139 C2 ein Verfahren zur Zylindergleichstellung bezüglich der Kraftstoffeinspritzmenge bei einer Brennkraftmaschine.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Lernverfahren sowie ein zugehörigen Kraftstoffeinspritzsteuergerät bereitzustellen, die das Lernen einer Variation in Einspritzcharakteristiken zwischen Zylindern mit einer hohen Genauigkeit ermöglichen, während ein unnötiges Verlängern einer für das Lernen erforderlichen Zeitspanne vermieden wird.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem Lernverfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 sowie mit einem Kraftstoffeinspritzsteuergerät mit den Merkmalen von Anspruch 9 gelöst.
Die für die Konvergenz des Schwankungskorrekturwerts erforderliche Zeitspanne variiert zwischen den Injektoren. Fall der Schwellenwert auf Grundlage der längsten Zeit definiert ist, die als die für die Konvergenz erforderliche Zeit angenommen wird, besteht eine Möglichkeit, dass die für das Beenden des Lernens erforderliche Zeit unnötig länger wird. Das erfindungsgemäße Lernverfahren und das zugehörige Kraftstoffsteuereinspritzgerät legen den Schwellenwert der Zeitspanne vor dem Beenden des Lernens fest und bestimmen die Planzeit für das Beenden des Lernens in Übereinstimmung mit dem Schwellenwert. Eine Vorlaufzeit zwischen der Zeit, zu der das Lernen beendet wurde, und der Planzeit wird auf einen Schwellenwert, der in einem Betriebsbereich verwendet wird, in dem das Lernen noch nicht durchgeführt wurde, addiert. Somit kann, wenn das Lernen früh vollendet wurde, beim Versetzen auf den nächsten Betriebsbereich eine unnötige Verspätung des Beendens des Lernens abgewehrt werden. Außerdem kann durch Addieren der Vorlaufzeit auf den Schwellenwert, der in dem Betriebsbereich verwendet wird, in dem das Lernen noch nicht durchgeführt wurde, die ausreichende Lernzeit in dem Betriebsbereich sichergestellt werden. Im Ergebnis kann das Lernen mit hoher Genauigkeit durchgeführt werden, während ein unnötiges Verlängern der Lernzeit abgewehrt werden kann.
Merkmale und Vorteile von Ausführungsbeispielen werden ebenso wie Betriebsverfahren und die Funktion der zugehörigen Teile aus einem Studium der folgenden ausführlichen Beschreibung, den beiliegenden Ansprüchen und den Zeichnungen ersichtlich, die alle einen Teil dieser Anmeldung bilden. In den Zeichnungen ist:
1 ein schematisches Schaubild, das ein Kraftmaschinensystem gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ein Schaubild, das ein Kennfeld zeigt, das eine Beziehung zwischen einer Einspritzdauer und einer Einspritzmenge gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel definiert;
3 ein Schaubild, das eine Variation einer zum Lernen erforderlichen Zeitspanne zeigt;
4 ein Zeitdiagramm, das Konvergenzmodi verschiedener Parameter während des Lernens zeigt;
5 ein Schaubild, das eine Variation der Beziehung zwischen der Einspritzdauer und der Einspritzmenge in einem Einspritzbereich mit kleiner Menge zwischen den Injektoren zeigt;
6 ein Ablaufdiagramm, das eine Lernprozedur gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
7 ein Ablaufdiagramm, das eine Prozedur einer Zulassungsbestimmung für die Berechnung eines Lernwerts gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
8 ein Ablaufdiagramm, das eine Prozedur einer Konvergenzbestimmung eines FCCB-Korrekturwerts gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
9 ein Zeitdiagramm, das einen Berechnungsmodus einer Steigung des FCCB-Korrekturwerts gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
10 ein Schaubild, das einen Modus einer Lernverarbeitung an einer Produktionslinie gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
11 ein Ablaufdiagramm, das eine Lernprozedur gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt;
12 ein Ablaufdiagramm, das eine Prozedur der Zulassungsbestimmung für die Berechnung eines Lernwerts gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt;
13 ein Ablaufdiagramm, das ein Detail einer Übernahmeverarbeitung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt;
14 ein Ablaufdiagramm, das einen Modus der Lernverarbeitung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt;
15 ein Zeitdiagramm, das einen Modus der Lernverarbeitung einer Modifikation des zweiten Ausführungsbeispiels zeigt;
16 ein Zeitdiagramm, das einen Berechnungsmodus einer Steigung eines FCCB-Korrekturwerts einer Modifikation des ersten oder zweiten Ausführungsbeispiels zeigt;
17A ein Ablaufdiagramm, das einen Berechnungsmodus einer Steigung eines FCCB-Korrekturwerts einer anderen Modifikation des ersten oder zweiten Ausführungsbeispiels zeigt; und
17B ein Ablaufdiagramm, das einen Berechnungsmodus einer Steigung eines FCCB-Korrekturwerts einer weiteren Modifikation des ersten oder zweiten Ausführungsbeispiels zeigt.
Unter Bezugnahme auf 1 ist ein Kraftmaschinensystem gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt. Ein Kraftstoffeinspritzsteuergerät gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird auf ein Kraftstoffeinspritzsteuergerät einer Dieselkraftmaschine angewendet. Wie in 1 gezeigt ist, saugt eine Kraftstoffpumpe 6 den Kraftstoff von einem Kraftstofftank 2 durch einen Kraftstofffilter 4. Die Kraftstoffpumpe 6 empfängt eine Kraft von einer Kurbelwelle 8, die eine Abgabewelle der Dieselkraftmaschine ist, und lässt den Kraftstoff aus. Die Kraftstoffpumpe 6 hat ein Zumessventil 10. Eine Menge des durch die Kraftstoffpumpe 6 ausgelassenen Kraftstoffs wird durch Betrieb des Zumessventils 10 bestimmt. Die Kraftstoffpumpe 6 hat eine Vielzahl von Tauchkolben. Jeder Tauchkolben bewegt sich zwischen einem oberen Totpunkt und einem unteren Totpunkt hin und her, um das Ansaugen und Auslassen des Kraftstoffs durchzuführen.
Der von der Kraftstoffpumpe 6 ausgelassene Kraftstoff wird zu einer Common-Rail 12 gepumpt. Die Common-Rail 12 speichert den von der Kraftstoffpumpe 6 gepumpten Kraftstoff in einem Hochdruckzustand. Der gespeicherte Hochdruckkraftstoff wird durch Hochdruckkraftstoffdurchlässe 14 zu Injektoren 16 der Zylinder (in diesem Ausführungsbeispiel sind vier Zylinder dargestellt) zugeführt. Die Injektoren 16 sind über einen Niederdruckkraftstoffdurchlass 18 mit dem Kraftstofftank 2 verbunden.
Das Kraftmaschinensystem hat verschiedene Sensoren zum Erfassen der Betriebszustände der Dieselkraftmaschine, etwa einen Kraftstoffdrucksensor 20 zum Erfassen des Kraftstoffdrucks in der Common-Rail 12 und einen Kurbelwinkelsensor 22 zum Erfassen eines Drehwinkels der Kurbelwelle 8. Das Kraftmaschinensystem hat einen Beschleunigungseinrichtungssensor 24 zum Erfassen eines Betätigungsbetrags ACCP einer Beschleunigungseinrichtung, die in Übereinstimmung mit einer Beschleunigungsanforderung eines Anwenders betätigt wird. Das Kraftmaschinensystem hat einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 26 zum Erfassen der Fahrgeschwindigkeit Vs eines mit dem Kraftmaschinensystem ausgestatteten Fahrzeugs.
Eine elektronische Steuereinheit 30 (ECU) hat einen Mikrocomputer als eine Hauptkomponente. Die ECU 30 hat einen beständigen Datenhaltespeicher 32. Der beständige Datenhaltespeicher 32 ist eine Speichervorrichtung, die Daten ungeachtet eines Zustands eines Startschalters (Zündschalters) vorhält. Beispielsweise ist der beständige Datenhaltespeicher 32 ein nicht-flüchtiger Speicher, etwa ein EEPROM, der Daten ungeachtet des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins eines Einschaltzustands vorhält, oder ein Sicherungsspeicher, der den eingeschalteten Zustand ungeachtet des Zustands des Startschalters beibehält. Die ECU 30 liest die Erfassungsergebnisse der vorstehend erwähnten verschiedenen Sensoren ein und steuert eine Ausgabe der Dieselkraftmaschine auf Grundlage der Erfassungsergebnisse.
Die ECU 30 führt die Kraftstoffeinspritzsteuerung durch, um eine Abgabesteuerung der Dieselkraftmaschine auf geeignete Weise durchzuführen. Die Kraftstoffeinspritzsteuerung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist eine mehrstufige Einspritzsteuerung, bei der Einspritzungen aus einer Piloteinspritzung, einer Voreinspritzung, einer Haupteinspritzung, einer Nacheinspritzung und einer Posteinspritzung ausgewählt werden, und bei der die ausgewählten Einspritzungen während eines Verbrennungszyklus durchgeführt werden. Die Piloteinspritzung spritzt eine kleine Menge des Kraftstoffs ein, um das Mischen des Kraftstoffs mit der Luft unmittelbar vor der Zündung zu fördern. Die Voreinspritzung verkürzt eine Verspätung der Zündzeitgebung nach der Haupteinspritzung, um die Erzeugung von Stickoxiden (NOx) zu unterdrücken und um Verbrennungsgeräusche und Schwingungen zu reduzieren. Die Haupteinspritzung spritzt die größte Kraftstoffmenge in der mehrstufigen Einspritzung ein, um zu der Erzeugung des Abgabedrehmoments der Dieselkraftmaschine beizutragen. Die Nacheinspritzung lässt Partikel (PM) abbrennen. Die Posteinspritzung steuert die Temperatur des Abgases, um eine Nachbehandlungsvorrichtung der Dieselkraftmaschine, etwa einen Dieselpartikelfilter (DPF) zu regenerieren.
Bei der Kraftstoffeinspritzsteuerung führt die ECU 30 eine rückgekoppelte Regelung durch, bei der der Kraftstoffdruck in der Common-Rail 12 mit einem Soll-Wert (Soll-Kraftstoffdruck) gleichgemacht wird, der in Übereinstimmung mit dem Betriebszustand der Dieselkraftmaschine festgelegt ist. Um die Kraftstoffeinspritzung mit einem Befehlswert der Einspritzmenge (Befehlseinspritzmenge) des Injektors 16 durchzuführen, berechnet die ECU 30 einen Befehlswert der Einspritzdauer (Befehlseinspritzdauer) des Injektors 16 auf Grundlage des durch den Kraftstoffdrucksensor 20 erfassten Kraftstoffdrucks und der Befehlseinspritzmenge. Die ECU 30 legt die Befehlseinspritzdauer unter Verwendung eines in 2 gezeigten Kennfelds fest, welches eine Beziehung zwischen der Einspritzmenge Q, dem Kraftstoffdruck P und der Einspritzdauer TQ definiert. Wenn der Kraftstoffdruck P in dem Kennfeld aus 2 der Gleiche ist, wird die Einspritzdauer TQ mit zunehmender Einspritzmenge Q länger festgelegt. Wenn die Einspritzmenge Q die Gleiche ist, wird die Einspritzdauer TQ mit zunehmendem Kraftstoffdruck P kürzer festgelegt.
Der tatsächliche Injektor 16 hat eine Variation in einer Einspritzcharakteristik wegen eines individuellen Unterschieds, einer langfristigen Änderung und dergleichen. Selbst wenn der Kraftstoffdruck und die Einspritzdauer unveränderlich sind, stimmt die von jedem Injektor 16 eingespritzte tatsächliche Einspritzmenge nicht notwendigerweise mit der Soll-Einspritzmenge überein. Der Unterschied zwischen der tatsächlichen Einspritzmenge und der Soll-Einspritzmenge kann ein Problem insbesondere in der Kraftstoffeinspritzsteuerung der kleinen Einspritzung, etwa der Piloteinspritzung in der mehrstufigen Einspritzung aufwerfen, die in der Kraftstoffeinspritzsteuerung der Dieselkraftmaschine angewendet wird.
Aus diesem Grund ist es wünschenswert, eine Abweichung der Einspritzcharakteristik der kleinen Einspritzung, etwa der Piloteinspritzung, von einer Soll-Charakteristik zu lernen. Im Allgemeinen ist es sehr schwierig, die Abweichung der Einspritzcharakteristik der kleinen Einspritzung auf Grundlage der Erfassung der Einspritzcharakteristik der Haupteinspritzung abzuschätzen, falls die Einspritzcharakteristik des Injektors 16 eine nicht-lineare Beziehung zwischen der Einspritzdauer und der Einspritzmenge hat, wie dies in 2 gezeigt ist. Eine Wirkung der Haupteinspritzung tritt in dem Drehzustand der Dieselkraftmaschine beim Durchführen der mehrstufigen Einspritzung besonders stark hervor. Aus diesem Grund ist es schwierig, die Abweichung der Einspritzcharakteristik der kleinen Einspritzung auf Grundlage des Drehzustands zu lernen.
Um die die Piloteinspritzung betreffende Abweichung zu lernen, teilt das System gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel daher die nachgefragte Einspritzmenge in gleiche Mengen auf und führt die Kraftstoffeinspritzsteuerung durch. Jede der geteilten Einspritzmengen ist auf eine kleine Kraftstoffmenge festgelegt, die der Piloteinspritzmenge entspricht, um das Erfassen der Einspritzcharakteristik des Injektors 16, die die kleine Kraftstoffmenge betrifft, als den Drehzustand der Kurbelwelle 8 zu ermöglichen. Das System ermittelt einen ISC-Korrekturwert der Befehlseinspritzmenge, um einen Durchschnittswert der Drehzahl der Kurbelwelle 8 während des Leerlaufbetriebs der Dieselkraftmaschine mit einer Soll-Drehzahl gleich zu machen. Das System ermittelt einen FCCB-Korrekturwert der Befehlseinspritzdauer zum Kompensieren der Variation der Drehzunahmebeträge der Kurbelwelle 8 zwischen den Zylindern, die die Kraftstoffeinspritzung begleiten. Das System lernt die Abweichung der Einspritzcharakteristik des Injektors 16 eines jeden Zylinders auf Grundlage der Korrekturwerte. Um die Abweichung mit hoher Genauigkeit zu lernen, ist es wünschenswert, den ISC-Korrekturwert und den FCCB-Korrekturwert als Abweichungen, die konvergiert haben, als Werte zum Kompensieren der Variation der Einspritzcharakteristiken des Injektors 16 zu verwenden.
Als Nächstes werden Probleme erläutert, die in dem Fall auftreten, in dem das Lernen auf Grundlage der Konvergenz des ISC-Korrekturwerts und des FCCB-Korrekturwerts durchgeführt werden. 3 zeigt ein Ergebnis der Erhebung von Konvergenzzeiten (Sekunden) des ISC-Korrekturwerts oder des FCCB-Korrekturwerts in Übereinstimmung mit dem Kraftstoffdruck NPC (NPC1 < NPC2 < NPC3 < NPC4 < NPC5) in der Common-Rail 12 unter Verwendung mehrerer Dieselkraftmaschinen, die die Injektoren 16 aufweisen. Die für die Konvergenz erforderliche Zeit variiert zwischen den einzelnen Kraftmaschinen, wie dies in 3 gezeigt ist. Aus diesem Grund muss dann, wenn der ISC-Korrekturwert oder des FCCB-Korrekturwert als die Abweichung der Einspritzcharakteristik nach dem Durchführen der vorstehend erwähnten rückgekoppelten Regelung für eine vorbestimmte Zeitspanne gelernt werden, die vorbestimmte Zeitspanne länger als die längste Zeit festgelegt werden, die als die für die Konvergenz erforderliche Zeit angenommen wird. In diesem Fall kann eine Situation eintreten, dass das Lernen nicht durchgeführt wird, sondern dass damit gewartet wird, obwohl der ISC-Korrekturwert oder der FCCB-Korrekturwert tatsächlich konvergiert hat.
Wie in 4 gezeigt ist, ist die Variation der Konvergenzzeit in dem FCCB-Korrekturwert beträchtlich. In 4 zeigen durchgezogene Linien die Drehzahl NE, den Kraftstoffdruck P in der Common-Rail 12, den ISC-Korrekturwert (ISC) und den FCCB-Korrekturwert (FCCB) der Dieselkraftmaschine mit der kürzesten Konvergenzzeit unter den vielen Dieselkraftmaschinen. Alternierende lange und kurze Linien zeigen die Drehzahl NE, den Kraftstoffdruck P in der Common-Rail 12, den ISC-Korrekturwert (ISC) und den FCCB-Korrekturwert (FCCB) der Dieselkraftmaschine mit der längsten Konvergenzzeit unter den vielen Dieselkraftmaschinen. Die Variation in der Konvergenzzeit ist hinsichtlich der Drehzahl NE, des Kraftstoffdrucks P und des ISC-Korrekturwerts vernachlässigbar. Jedoch wird in der Konvergenzzeit des FCCB-Korrekturwerts ein großer Unterschied verursacht.
Einer der Gründe für die beträchtliche Variation der Konvergenzzeit des FCCB-Korrekturwerts liegt darin, dass die Änderung der Einspritzmenge Q hinsichtlich der Änderung der Einspritzdauer TQ unter den Injektoren 16 unterschiedlich ist, wie dies in 5 gezeigt ist. 5 zeigt die Einspritzcharakteristiken von vierzehn Injektoren 16 in dem Bereich einer Einspritzung einer kleinen Menge. Da die Änderung der Einspritzmenge mit Bezug auf die Änderung der Einspritzdauer unter den einzelnen Injektoren unterschiedlich ist, ist die Änderung der Einspritzmenge zu dem Zeitpunkt, zu dem sich der FCCB-Korrekturwert ändert, zwischen den Zylindern unterschiedlich. Daher ist es vergleichsweise schwierig, die Drehschwankung zwischen den Zylindern zu unterdrücken.
Es wird angenommen, dass die Zunahme eines Verstärkungsfaktors der rückgekoppelten Regelung unter Verwendung des FCCB-Korrekturwerts angewendet werden kann, um die Drehschwankung zwischen den Zylindern schnell zu unterdrücken. Jedoch gibt es eine Einschränkung bei der Zunahme des Verstärkungsfaktors der rückgekoppelten Steuerung unter Verwendung des FCCB-Korrekturwerts. Das heißt, falls der Verstärkungsfaktor der rückgekoppelten Regelung unter Verwendung des FCCB-Korrekturwerts erhöht wird, neigt die rückgekoppelte Regelung dazu, die rückgekoppelte Regelung unter Verwendung des ISC-Korrekturwerts zu stören, wodurch ein Nachhinken bzw. eine Phasenverschiebung verursacht wird. Da die Drehzahl der Kurbelwelle 8 bei der Soll-Drehzahl beibehalten werden muss, wenn die Leerlaufdrehzahlsteuerung durchgeführt wird, muss die rückgekoppelte Regelung unter Verwendung des ISC-Korrekturwerts vorzugsweise durchgeführt werden. Aus diesem Grund ist es erforderlich, den Verstärkungsfaktor der rückgekoppelten Regelung unter Verwendung des ISC-Korrekturwerts zu erhöhen. Der Verstärkungsfaktor der rückgekoppelten Regelung unter Verwendung des FCCB-Korrekturwerts muss verglichen mit dem Verstärkungsfaktor der rückgekoppelten Regelung unter Verwendung des ISC-Korrekturwerts reduziert werden.
Somit wird insbesondere die Variation der Konvergenzzeit des FCCB-Korrekturwerts während des Lernens der Abweichung der Einspritzcharakteristik größer und die Konvergenzzeit entscheidet über die zum Lernen erforderliche Zeit.
Daher wird in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel bestimmt, ob der FCCB-Korrekturwert konvergiert hat. Zu dem Zeitpunkt, zu dem bestimmt wird, dass der FCCB-Korrekturwert konvergiert ist, werden der FCCB-Korrekturwert und der ISC-Korrekturwert als die Lernwerte der Abweichung der Einspritzcharakteristik gelernt und das Lernen wird vollendet.
6 zeigt eine Prozedur der Lernverarbeitung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, Die ECU 30 führt die Verarbeitung in einem vorbestimmten Zyklus wiederholtermaßen durch. In einer Verarbeitungsablauf wird zunächst bei Schritt S100 bestimmt, ob Lernbedingungen erfüllt sind. Die Lernbedingungen beinhalten eine Bedingung, dass die Leerlaufdrehzahlsteuerung durchgeführt wird, eine Bedingung, dass der durch den Beschleunigungseinrichtungssensor 24 erfasste Niederdrückbetrag (Betätigungsbetrag ACCP) der Beschleunigungseinrichtung Null beträgt, eine Bedingung, dass die durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 26 erfasste Fahrgeschwindigkeit Vs des Fahrzeugs Null beträgt und dergleichen. Diese Lernbedingungen können beispielsweise zudem eine Bedingung aufweisen, dass ein Scheinwerfer ausgeschaltet ist und eine Bedingung, dass sich eine Klimaanlage in einem ausgeschalteten Zustand befindet.
Falls bei Schritt S100 bestimmt wird, dass die Lernbedingungen erfüllt sind, schreitet die Verarbeitung zu Schritt S200. Schritt S200 legt einen Betriebszustand für das Lernen der Abweichung der Einspritzcharakteristik fest. Zuerst wird eine Basiseinspritzmenge berechnet. Die Basiseinspritzmenge ist eine Einspritzmenge, von der angenommen wird, dass sie zum Steuern der tatsächlichen Drehzahl der Kurbelwelle 8 auf die Soll-Drehzahl während des Leerlaufbetriebs erforderlich ist. Die Basiseinspritzmenge wird unter der Voraussetzung einer Standardeinspritzcharakteristik des Injektors 16 festgelegt. Falls die Basiseinspritzmenge berechnet wird, wird die Basiseinspritzmenge in N gleiche Mengen unterteilt und die Kraftstoffeinspritzung wird durchgeführt. Die ganze Zahl N ist so festgelegt, dass jede der durch Teilen der Basiseinspritzmenge durch N bereitgestellte Einspritzmengen gleich der Piloteinspritzmenge ist. Um das Lernen der Abweichung der Einspritzcharakteristik in jedem der vielen Betriebsbereiche durchzuführen, ist der Soll-Kraftstoffdruck in der Common-Rail 12 auf verschiedene Werte festgelegt. Der Betriebsbereich ist durch den Kraftstoffdruck geteilt, da die Einspritzcharakteristik in beträchtlicher Weise von dem Kraftstoffdruck abhängig ist.
Der folgende Schritt S300 führt die rückgekoppelte Regelung mit dem ISC-Korrekturwert und dem FCCB-Korrekturwert durch. Im Detail wird der ISC-Korrekturwert zum Durchführen der rückgekoppelten Regelung zum Gleichmachen des Durchschnittswerts der tatsächlichen Drehzahl mit der Soll-Drehzahl berechnet. Der ISC-Korrekturwert wird auf die Basiseinspritzmenge addiert und die vorstehend erwähnte rückgekoppelte Regelung wird durchgeführt. Genauer gesagt, wird jede Befehlseinspritzmenge durch Dividieren der Summe des ISC-Korrekturwerts und des Basiseinspritzwerts durch N berechnet und N Injektionen werden in der Nähe eines oberen Verdichtungstotpunkts durchgeführt. Der ISC-Korrekturwert ist ein Korrekturwert zum Regeln des durch Zusammenarbeit der Kraftstoffinjektionen der Injektoren 16 aller Zylinder erzeugten Ausgabedrehmoments der Kurbelwelle 8 auf das Soll-Drehmoment. Um die Drehzunahmebeträge der Kurbelwelle 8 gleich zu machen, die die vorstehend erwähnten gleich aufgeteilten Einspritzungen in den jeweiligen Zylindern begleiten, wird zudem der FCCB-Korrekturwert der Befehlseinspritzdauer für jeden Zylinder berechnet. Die Befehlseinspritzmenge, die durch Dividieren der Summe aus der Basiseinspritzmenge und dem ISC-Korrekturwert durch N berechnet wird, wird in eine Einspritzdauer umgewandelt und die so berechnete Einspritzdauer wird mit dem FCCB-Korrekturwert korrigiert. Die Kraftstoffeinspritzung wird unter Verwendung der mit dem FCCB-Korrekturwert korrigierten Einspritzdauer als die endgültige Befehlseinspritzdauer durchgeführt.
Der folgende Schritt S400 bestimmt, ob die Berechnung des Lernwerts LV der Abweichung der Einspritzcharakteristik zulässig ist. Falls bestimmt wird, dass die Berechnung zulässig ist, wird ein Zulässigkeitsmerker XQPGTCAL eingeschaltet. Der folgende Schritt S500 bestimmt, ob der bei Schritt S400 berechnete Zulässigkeitsmerker XQPGTCAL eingeschaltet ist. Falls bestimmt wird, dass der Zulässigkeitsmerker XQPGTCAL nicht eingeschaltet ist, kehrt die Verarbeitung zu Schritt S300 zurück. Falls bestimmt wird, dass der Zulässigkeitsmerker XQPGTCAL eingeschaltet ist, schreitet die Verarbeitung zu Schritt S600 vor.
Bei Schritt S600 wird der Lernwert LV bestimmt. Das heißt, eine Menge von 1/N des ISC-Korrekturwerts zu diesem Zeitpunkt wird als die Abweichung der Einspritzcharakteristik einheitlich zwischen all den Zylindern aus der Abweichung der tatsächlichen Einspritzcharakteristik von der Soll-Einspritzcharakteristik gelernt. Dieser Lernwert (ISC) ist der Korrekturwert der Einspritzmenge einheitlich unter allen Zylindern. Die FCCB-Korrekturwerte werden als die Abweichungen der Einspritzcharakteristiken zwischen den Zylindern gelernt. Diese Lernwerte (FCCB) sind die Korrekturwerte der Einspritzdauern zum Korrigieren der Variation der Einspritzcharakteristik zwischen den Zylindern. Der folgende Schritt S700 bestimmt, ob das Lernen in allen Betriebsbereichen vollendet ist. Falls bestimmt wird, dass das Lernen nicht in allen Betriebsbereichen vollendet ist, schreitet die Verarbeitung zu Schritt S100, um die Verarbeitung der Schritte S100 bis S600 durchzuführen, während der Betriebsbereich bei Schritt S200 auf einen anderen Betriebsbereich versetzt wird, indem der Soll-Kraftstoffdruck geändert wird.
Falls bei Schritt S700 bestimmt wird, dass das Lernen in allen Betriebsbereichen vollendet ist, schreitet die Verarbeitung zu Schritt S800 vor. Schritt S800 speichert alle Lernwerte LV in dem beständigen Datenvorhaltespeicher 32 für jeden durch den Kraftstoffdruck definierten Betriebsbereich. Danach kann die Piloteinspritzung durchgeführt werden, während die Abweichung der Einspritzcharakteristik des Injektors 16 auf geeignete Weise kompensiert wird.
Falls Schritt S100 NEIN ergibt oder falls die Verarbeitung von Schritt S800 vollendet ist, wird diese Verarbeitungsablauf sobald beendet.
7 zeigt eine Prozedur der Verarbeitung von Schritt S400 (d. h., eine Lernwertberechnungszulässigkeitsbestimmungsroutine). In einem Verarbeitungsablauf bestimmt Schritt S410, ob sich der Betriebszustand der Dieselkraftmaschine stabilisiert hat. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird bestimmt, ob sich ein durch Ändern des Soll-Kraftstoffdrucks verursachtes Übergangsphänomen eingestellt hat und sich der Betriebszustand stabilisiert hat. Beispielsweise kann bestimmt werden, dass sich der Betriebszustand stabilisiert hat, wenn der Kraftstoffdruck P in der Common-Rail 12 einen stationären Zustand erreicht oder wenn die Drehschwankung der Kurbelwelle 8 gleich oder kleiner als ein vorbestimmter Wert wird.
Falls bestimmt wird, dass der Betriebszustand stabil ist, startet Schritt S420 einen Lernzeitzähler TLV und führt diesen nach. Der Lernzeitzähler TLV misst die Zeit, nachdem bei Schritt S410 bestimmt wurde, dass der Betriebszustand stabilisiert ist. Der folgende Schritt S430 bestimmt, ob der FCCB-Korrekturwert konvergiert hat. Wenn bestimmt wird, dass der FCCB-Korrekturwert konvergiert hat, wird ein Konvergenzmerker XQPGTFCCB eingeschaltet.
Der folgende Schritt S440 bestimmt, ob der Konvergenzmerker XQPGTFCCB eingeschaltet ist. Falls bestimmt wird, dass der Konvergenzmerker XQPGTFCCB nicht eingeschaltet ist, dann bestimmt Schritt S450, ob der Lernzeitzähler TLV ”gleich oder größer als” ein Schwellenwert TBk ist. Der Schwellenwert TBk ist für jeden Betriebsbereich definiert (k drückt jeden Bereich aus). Der Schwellenwert TBk legt die obere Grenzzeit fest, um das Lernen ungeachtet dessen abzubrechen, ob der FCCB-Korrekturwert konvergiert hat. Eine Aufgabe dieses Festlegens liegt darin, mit der Situation umzugehen, dass der FCCB-Korrekturwert über eine lange Zeitspanne infolge eines bestimmten Faktors nicht konvergiert hat. Der zum Bestimmen der Konvergenz verwendete Parameter in der Verarbeitung von Schritt S430 und der Schwellenwert TBk dienen zudem als Anpassungsparameter zum Anpassen der Lerngenauigkeit und der Lernhäufigkeit des FCCB-Korrekturwerts. Falls der Schwellenwert TBk klein festgelegt ist, dann neigt die Lerngenauigkeit dazu, abzunehmen, jedoch nimmt die Lernhäufigkeit durch das Vorwärtsbringen der Lernvollendung zu.
Falls bei Schritt S450 bestimmt wird, dass der Lernzeitzähler TLV kleiner als der Schwellenwert TBk ist, dann kehrt die Verarbeitung zu Schritt S410 zurück. Falls bei Schritt S440 bestimmt wird, dass der FCCB-Korrekturwert konvergiert hat, oder falls bei Schritt S450 bestimmt wird, dass der Lernzeitzähler TLV gleich oder größer als der Schwellenwert TBk ist, dann wird bei Schritt S460 der Zulässigkeitsmerker XQPGTCAL eingeschaltet. Falls bei Schritt S410 bestimmt wird, dass der Betriebszustand nicht stabil ist, dann wird der Zulässigkeitsmerker XQPGTCAL bei Schritt S470 ausgeschaltet. Die in 7 gezeigte Verarbeitung von Schritt S400 wird vollendet, falls die Verarbeitung von Schritt S460 oder S470 vollendet wird.
Eine Prozedur der Verarbeitung von Schritt S430 (FCCB-Konvergenzbestimmungsroutine) ist in 8 gezeigt. In einem Verarbeitungsablauf berechnet zunächst Schritt S431 einen Schwankungsbetrag α(i) des FCCB-Korrekturwerts. Der Schwankungsbetrag α(i) wird auf Grundlage einer Differenz d(i) zwischen dem Maximum FCCBmax(i) und dem Minimum FCCBmin(i) von Erhebungswerten der FCCB-Korrekturwerte berechnet, die n-mal erhoben werden, wie in 9 gezeigt ist. Im Detail wird durch den folgenden Ausdruck (1) auf Grundlage der Differenz d (i) zwischen dem Maximum FCCBmax(i) und dem Minimum FCCBmin(i) der erhobenen n Teile der FCCB-Korrekturwerte FCCB(i), FCCB(i – 1), ..., FCCB(i – 1 + 1) eine Steigung α(i) als der Schwankungsbetrag des FCCB-Korrekturwerts berechnet. In dem Ausdruck (1) gibt NE die Kraftmaschinendrehzahl pro Minute wieder.
Ausdruck (1):

d(i) = FCCBmax(i) – FCCBmin(i), α(i) = |d(i)| × 6 × NE / 720 × (n – 1)

Falls die Steigung α(i) als der Schwankungsbetrag des FCCB-Korrekturwerts berechnet wird, bestimmt somit Schritt S432 aus 8, ob die Steigung α(i) des FCCB-Korrekturwerts ”gleich oder kleiner als” ein bestimmter Wert B ist. Falls die Steigung α(i) gleich oder kleiner als der bestimmte Wert B ist, wird bestimmt, dass der FCCB-Korrekturwert konvergiert hat und der Konvergenzmerker XQPGTFCCB wird bei Schritt S433 eingeschaltet. Falls bestimmt wird, dass die Steigung α(i) größer als der bestimmte Wert B ist, wird bestimmt, dass der FCCB-Korrekturwert noch nicht konvergiert hat und der Konvergenzmerker XQPGTFCCB wird bei Schritt S434 ausgeschaltet.
Somit wird in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Schwankungsbetrag des FCCB-Korrekturwerts auf Grundlage der Differenz zwischen dem Maximum und dem Minimum der n-mal erhobenen Werte des FCCB-Korrekturwerts quantifiziert. Dementsprechend wird auch das Erfassen der kleinen Schwankung des FCCB-Korrekturwerts vereinfacht. Als ein Ergebnis kann das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein der Konvergenz mit hoher Genauigkeit bestimmt werden.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel zeigt die folgende Wirkung.

(1) Es wird bestimmt, dass der FCCB-Korrekturwert konvergiert hat, falls die Differenz zwischen dem Maximum und dem Minimum des FCCB-Korrekturwerts in der vorbestimmten Zeitspanne (Zeitspanne für n Erhebungen) gleich oder kleiner als der vorbestimmte Wert ist (B × 720 × (n – 1)/|d(i)| × (6 × NE)). Das Lernen in einem bestimmten Betriebsbereich wird vollendet, indem das Lernen durchgeführt wird, wenn bestimmt wird, dass der FCCB-Korrekturwert in dem bestimmten Betriebsbereich konvergiert hat. Somit wird ein unnötiges Verlängern der Lernzeit vermieden, indem das Lernen in dem bestimmten Betriebsbereich vollendet wird, wenn bestimmt wurde, dass der FCCB-Korrekturwert in dem bestimmten Betriebsbereich konvergiert hat. Da ferner der Schwankungsbetrag des FCCB-Korrekturwerts in der vorstehend beschriebenen Weise quantifiziert wird, kann die kleine Schwankung des FCCB-Korrekturwerts zudem einfach erfasst werden. Als ein Ergebnis kann die Konvergenz des FCCB-Korrekturwerts mit hoher Genauigkeit bestimmt werden.

Als Nächstes wird ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 10 erläutert. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Abweichung der Einspritzcharakteristik vor dem Ausliefern der Kraftstoffeinspritzvorrichtung gelernt. 10 zeigt schematisch eine Fahrzeugproduktionslinie, bei der das Lernen der Abweichung der Einspritzcharakteristik gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel durchgeführt wird. Wie in 10 gezeigt ist, weist ein Produktionsliniencomputer 40 (Produktionslinien-PC) die ECUs 30 in den Fahrzeugen VC sukzessive an, das Lernen der Abweichungen der Einspritzcharakteristiken durchzuführen, wenn sich die Fahrzeuge VC an der Produktionslinie bewegen. Da der obere Grenzwert der Lernzeit der Abweichung der Einspritzcharakteristik im Vorfeld bestimmt wurde, ist es wünschenswert, das Lernen mit hoher Genauigkeit innerhalb der bestimmten Zeit zu beenden. Um einer solchen Anforderung zu entsprechen, wird in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die folgende Verarbeitung durchgeführt.
11 zeigt eine Verarbeitungsprozedur zum Lernen der Abweichung der Einspritzcharakteristik (Lernverarbeitung an der Produktionslinie) gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. Das Programm in der ECU 30 führt wiederholtermaßen diese Verarbeitung auf Grundlage der Anweisung von dem Produktionslinien-PC 40 beispielsweise in einem vorbestimmten Zyklus durch.
Nachdem in einem Verarbeitungsabluaf die Verarbeitung von Schritt S100 wie in der in 6 gezeigten Verarbeitung durchgeführt wird, schreitet die Verarbeitung zu Schritt S110 vor. Schritt S110 startet einen Gesamtlernzeitzähler TTLV. Der Gesamtlernzeitzähler TTLV misst die Zeit, seitdem das Lernen des FCCB-Korrekturwerts oder des ISC-Korrekturwerts als die Abweichung der Einspritzcharakteristik gestartet wurde, bis das Lernen in den gesamten Betriebsbereichen vollendet ist. Falls die Verarbeitung von Schritt S110 vollendet ist, wird die Verarbeitung von Schritten S200 bis S800 wie die Verarbeitung aus 6 durchgeführt. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Verarbeitung von Schritt S400a anstelle der Verarbeitung von Schritt S400 aus 6 durchgeführt.
12 zeigt die Verarbeitung von Schritt S400a (Lernwertberechnungszulässigkeitsbestimmungsroutine). Wenn in einem Verarbeitungsablauf von 12 bei Schritt S440 bestimmt wird, dass der FCCB-Korrekturwert konvergiert hat, wird die Verarbeitung von Schritt S480 vor dem Übergang auf Schritt S460 durchgeführt.
13 zeigt eine Prozedur der Verarbeitung bei Schritt S480 (Übernahmeverarbeitungsroutine). In einer Reihe der in 13 gezeigten Verarbeitungen berechnet Schritt S481 zuerst eine Überschusszeit Δk als eine Vorlaufzeit des Gesamtlernzeitzählers TTLV vor einer Planzeit Tsch der Vollendung des Lernens in dem gegenwärtigen Betriebsbereich. Die Planzeit Tsch der Vollendung des Lernens wird im Vorfeld auf Grundlage des vorstehend erwähnten Schwellenwerts TBk als eine Vollendungsplanzeit für jeden Betriebsbereich definiert. Der folgende Schritt S482 bestimmt, ob die Überschusszeit Δk größer als Null ist. Das heißt, es wird bestimmt, ob die Zeit, zu der das Lernen tatsächlich vollendet wird, der Planzeit Tsch vorangeht. Falls die Überschusszeit Δk als größer als Null bestimmt wird, dann addiert Schritt S483 die Überschusszeit Δk auf den Schwellenwert des nächsten Lernbereichs. Falls Schritt S482 NEIN ergibt oder wenn die Verarbeitung von Schritt S483 vollendet ist, wird die Verarbeitung von Schritt S480 vollendet.
14 zeigt einen durch die vorstehend beschriebene Verarbeitung durchgeführten Lernmodus. Wie in 14 gezeigt ist, wird in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel das Lernen durchgeführt, während der Betriebsbereich sequenziell von einem Bereich, in dem der Kraftstoffdruck in der Common-Rail 12 niedrig ist, auf einen Bereich versetzt wird, in dem der Kraftstoffdruck in der Common-Rail 12 hoch ist. Die Vollendungsplanzeit Tsch ist für jeden Betriebsbereich definiert. Das heißt, für das Lernen beim Kraftstoffdruck P1 sind jeweils ein oberer Grenzwert TA1 einer Zeitspanne seit dem Beginn des Übergangs auf den Kraftstoffdruck P1 bis zur Stabilisierung des Betriebszustands und ein Schwellenwert TB1 des Lernzeitzählers TLV definert. Daher ist die Planzeit Tsch der Vollendung des Lernens dieses Bereichs die Summe aus den oberen Grenzwerten TA1, TA2 und den Schwellenwerten TB1, TB2.
14 zeigt ein Beispiel, in dem die zum Stabilisieren des Betriebszustands in dem Betriebsbereich des Kraftstoffdrucks P1 erforderliche Zeitspanne oder die für die Konvergenz des FCCB-Korrekturwerts erforderliche Zeitspanne kurz ist und daher die Vollendung des Lernens der Planzeit Tsch vorangeht. In diesem Fall wird die Korrektur der Erhöhung des folgenden Schwellenwerts TB2 mit der Überschusszeit Δk als Vorlaufzeit durchgeführt. Somit kann die für das Lernen des Betriebsbereichs des Kraftstoffdrucks P2 zulässige Zeit erhöht werden, während die Lernplanzeit Tsch unberührt gelassen wird.
Somit wird gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Vorlaufzeit der Vollendung des Lernens vor der Planzeit auf den Schwellenwert in dem nächsten Lernbereich addiert, sodass die Lernzeit in dem nächsten Lernbereich zufriedenstellend sichergestellt werden kann. Da das Lernen in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sequenziell von dem Bereich des niedrigen Kraftstoffdrucks zu dem Bereich des hohen Kraftstoffdrucks durchgeführt wird, wird die Verwendung der Vorlaufzeit vereinfacht. Das heißt, wie in 3 gezeigt ist, neigt die Konvergenzzeit des FCCB-Korrekturwerts dazu, mit steigendem Kraftstoffdruck länger zu werden. Durch das Durchführen des Lernens sequenziell von dem Bereich des niedrigen Kraftstoffdrucks neigt daher die Vollendung des Lernens dazu, der Planzeit in den frühen Stufen des Lernens voranzugehen. Daher kann die Überschusszeit in den Hochdruckbetriebsbereich übernommen werden, in dem das Lernen dazu neigt, eine lange Zeitspanne zu benötigen. Im Ergebnis kann die Lernzeit in dem Hochdruckbetriebsbereich zufriedenstellend sichergestellt werden.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel zeigt zusätzlich zu der Wirkung (1) des ersten Ausführungsbeispiels die folgenden Wirkungen.

(2) Wenn die Zeit der Vollendung des Lernens der Planzeit vorangeht, die durch den Schwellwert TBk (k = 1, 2, 3, ...) der für die Konvergenz des FCCB-Korrekturwerts des gegenwärtigen Betriebsbereichs erforderlichen Zeitspanne bestimmt ist, wird die Vorlaufzeit der Vollendung des Lernens vor der Planzeit auf den Schwellenwert TBk des nächsten Lernbereichs aufaddiert. Somit kann ein äußerst genaues Lernen durchgeführt werden, während das unnötige Verlängern der Lernzeit vermieden wird.
(3) Die Planzeit ist durch die Summe aus dem oberen Grenzwert (TA1, TA2, TA3, ...) der Übergangszeitspanne seit dem Beginn des Übergangs des Betriebsbereichs bis zu der Stabilisierung des Betriebszustands der Dieselkraftmaschine und dem Schwellenwert der für die Vollendung erforderlichen Zeitspanne definiert. Somit kann die Planzeit auf geeignete Weise definiert werden.
(4) Nach dem Übergang des Betriebsbereichs wird das Lernen zwangsweise ungeachtet dessen abgebrochen, ob der FCCB-Korrekturwert konvergiert hat, wenn die Zeitspanne, nach der bestimmt wurde, dass sich der Betriebszustand stabilisiert hat, den Schwellenwert TBk erreicht. Somit kann ein übermäßiges Verlängern der Lernzeit vermieden werden.
(5) Der Betriebsbereich ist in Übereinstimmung mit dem Kraftstoffdruck des zu dem Injektor 16 zugeführten Kraftstoffs unterteilt. Somit kann das Lernen ungeachtet der Änderung der Einspritzcharakteristik infolge des Kraftstoffdrucks mit hoher Genauigkeit durchgeführt werden.
(6) Das Lernen wird sequenziell von dem Betriebsbereich des niedrigen Kraftstoffdrucks durchgeführt. Somit kann der Schwellenwert TBk in dem Betriebsbereich des hohen Kraftstoffdrucks erhöht werden, in dem die für die Konvergenz des FCCB-Korrekturwerts erforderliche Zeit dazu neigt, länger zu werden, ohne dass die Gesamtlernzeit verlängert wird.
(7) Durch Durchführen der Vielzahl von Kraftstoffeinspritzungen bei in etwa den gleichen Kraftstoffmengen in einem Verbrennungszyklus kann das Lernen auf Grundlage der Drehschwankung auf geeignete Weise durchgeführt werden, während die Kraftstoffeinspritzmenge einer jeden Einspritzung bei einer kleinen Menge festgelegt ist.
(8) Die ECU 30 dient dazu, die in 11 gezeigte Verarbeitung durchzuführen. Daher kann das Lernen durch ledigliches Ausgeben der Anweisung zum Lernen der Abweichung der Einspritzcharakteristik von dem Produktionslinien-PC 40 an der Produktionslinie durchgeführt werden.

Die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele können beispielsweise folgendermaßen modifiziert werden.
In 12 wird das Zählen des Lernzeitzählers gestartet, nachdem sich der Betriebszustand stabilisiert hat. Alternativ kann das Zählen der Lernzeit unmittelbar nach dem Übergang des Betriebsbereichs gestartet werden. In diesem Fall wird die Planzeit Tsch lediglich durch einen Schwellenwert Tk (k = 1, 2, 3, ...) bestimmt, wie dies in 15 gezeigt ist. Ferner kann bei Schritt S461 aus 13 die Überschusszeit berechnet werden, indem der Lernzähler TLV von dem Schwellenwert TBk subtrahiert wird.
Das Verfahren zum Bestimmen der Konvergenz des FCCB-Korrekturwerts ist nicht auf das in 9 dargestellte Verfahren beschränkt. Beispielsweise kann, wie in 16 gezeigt ist, die Steigung α(i) durch die Methode der kleinsten Quadrate unter Verwendung von n Teilen der Erhebungswerte des FCCB-Korrekturwerts auf Grundlage des folgenden Ausdrucks (2) berechnet werden. Ausdruck (2):
Somit kann die Steigung α(i) der Linie berechnet werden, die mit der Steigung der n Teile der Erhebungswerte am meisten übereinstimmt. Im Ergebnis kann die Konvergenzbestimmung auf geeignete Weise durchgeführt werden.
Wie in 17A gezeigt ist, kann die Steigung α(i) einfach durch eine Differenz zwischen zwei benachbarten Erhebungswerten auf Grundlage des folgenden Ausdrucks (3) definiert sein. d(i) = FCCB(i) – FCCB(i – 1), α(i) = |d(i)| × 6 × NE / 720 Ausdruck (3)
Wie in 17B gezeigt ist, kann die Steigung α(i) ferner aus einer Differenz d(i) zwischen einem Durchschnitt FCCBave(i) von n Teilen der Erhebungswerte von dem Wert FCCB(i) bis zu dem Wert FCCB(i + n – 1) und eines Durchschnittts FCCBave(i – 1) von n Teilen der Erhebungswerte von dem Wert FCC(i – 1) bis zu dem Wert FCCB(i + n – 2) auf Grundlage des folgenden Ausdrucks (4) berechnet werden.
Ausdruck (4):

d(i) = FCCBave(i) – FCCBave(i – 1), α(i) = |d(i)| × 6 × NE / 720

In dem zweiten Ausführungsbeispiel dient die ECU 30 dazu, die in 11 gezeigte Verarbeitung selbst nach der Produktauslieferung durchzuführen. Die Verarbeitung von 11 wird durch die Anweisung von dem Produktionslinien-PC 40 gestartet. Alternativ kann eine der Produktionslinie gewidmete ECU lediglich zum Zeitpunkt des Lernens angebracht werden. Der Produktionslinien-PC 40 kann das Lernen durchführen, während verschiedene Stellglieder der Dieselkraftmaschine betätigt werden.
Die Mehrfacheinspritzung ist nicht auf die die Piloteinspritzung durchführende Mehrfacheinspritzung beschränkt. Das Lernen der Abweichung der Kraftstoffeinspritzcharakteristik zum Zeitpunkt der Einspritzung mit kleiner Menge auf Grundlage der gleich aufgeteilten Einspritzungen ist wirkungsvoll, solange die Mehrfacheinspritzung die Einspritzung mit kleiner Menge selbst dann durchführt, wenn die Mehrfacheinspritzung die Piloteinspritzung nicht durchführt.
Die Brennkraftmaschine ist nicht auf die Dieselkraftmaschine beschränkt, sondern kann ein Ottomotor sein. Das Durchführen des Lernens unter der Bedingung der Konvergenz des Schwankungskorrekturwerts zum Unterdrücken der Drehschwankung zwischen den Zylindern ist wirkungsvoll, wenn das Lernen zum Kompensieren der Variation in den Einspritzcharakteristiken unter den Zylindern selbst dann durchgeführt wird, wenn die Struktur nicht die Einspritzung bei kleiner Menge durchführt.
Die vorliegende Erfindung sollte nicht auf die hier offenbarten Ausführungsbeispiele beschränkt werden, sondern kann auf viele andere Arten implementiert werden, ohne von dem Bereich der in den beiliegenden Ansprüchen definierten Erfindung abzuweichen.
Ein Lernzeitzähler wird gestartet und nachgeführt, falls sich ein Betriebszustand nach dem Umschalten auf einen bestimmten Betriebsbereich stabilisiert hat. Dann wird eine Konvergenz eines FCCB-Korrekturwerts einer Variation einer Einspritzcharakteristik bestimmt. Falls der FCCB-Korrekturwert als konvergiert bestimmt wird, wird ein Zulässigkeitsmerker eingeschaltet und der FCCB-Korrekturwert wird als ein Lernwert bestimmt. Selbst wenn der FCCB-Korrekturwert nicht konvergiert, wird der Lernwert zwangsweise bestimmt, wenn der Lernzeitzähler einen Schwellenwert erreicht. Falls der FCCB-Korrekturwert frühzeitig bestimmt wird, wird eine Überschusszeit auf einen Schwellenwert des nächsten Betriebsbereichs addiert. Somit kann die Variation der Einspritzcharakteristiken zwischen den Zylindern höchst präzise gelernt werden, während ein unnötiges Verlängern einer Lernzeit abgewehrt wird.

Claims

Lernverfahren zum Lernen einer Abweichung einer Einspritzcharakteristik eines Injektors einer mehrzylindrischen Brennkraftmaschine für eine Vielzahl von Betriebsbereichen das folgendes aufweist: einen Schritt zum Festlegen eines Schwellenwerts (TBk) als oberen Grenzwert für die Zeitspanne, innerhalb der ein Lernvorgang abgeschlossen sein soll; einen Berechnungsschritt (S300) zum Berechnen eines Schwankungskorrekturwerts (FCCB), mit dem eine Drehschwankung einer Abtriebswelle (8) der mehrzylindrischen Brennkraftmaschine zwischen Zylindern der Kraftmaschine unterdrückt wird, wenn die Kraftstoffeinspritzung in der Kraftmaschine mit Injektoren (16) durchgeführt wird; einen Schritt zum Betreiben der Injektoren (16) unter Berücksichtigung des Schwankungskorrekturwerts (FCCB); einen Lernschritt (S400, S400a, S600), bei dem eine Abweichung einer Einspritzcharakteristik des Injektors (16) für jeden Betriebsbereich der Kraftmaschine in Übereinstimmung mit dem Schwankungskorrekturwert gelernt wird, wobei verhindert wird, dass die Zeit, die zum Lernen der Abweichung der Einspritzcharakteristik des Injektors benötigt wird, den Schwellenwert (TBk) überschreitet, gekennzeichnet durch einen Konvergenzbestimmungsschritt (S430), bei dem bestimmt wird, ob der Schwankungskorrekturwert (TCCP) konvergiert hat; einen Schritt zum Beenden des Lernens in einem bestimmten Betriebsbereich wenn der Konvergenzbestimmungsschritt (S430) bestimmt hat, dass der Schwankungskorrekturwert in dem bestimmten Betriebsbereich vor dem Erreichen des Schwellenwerts (TBk) konvergiert hat; einen Vorlaufzeitberechnungsschritt (S480) zum Berechnen einer Vorlaufzeit (Δk) aus der Differenz zwischen der Zeit, zu der das Lernen beendet wurde, und einer durch den Schwellenwert (TBk) bestimmten Planzeit (Tsch); und einen Übernahmeschritt (S480) zum Addieren der Vorlaufzeit (Δk) auf einen Schwellenwert, der beim Lernen in einem Betriebsbereich verwendet wird, in dem das Lernen noch nicht durchgeführt wurde, falls das Beenden des Lernens der Planzeit vorangeht.
Lernverfahren gemäß Anspruch 1, ferner mit: einem Übergangsschritt (S200), bei dem der Betriebsbereich der Kraftmaschine dazu gebracht wird, einen sequenziellen Übergang von einem Betriebsbereich auf einen anderen zu machen, um das Lernen durchzuführen, wobei die Planzeit durch Aufsummieren eines oberen Grenzwerts einer Übergangszeitspanne seit dem Start des Übergangs durch den Übergangsschritt (S200), bis sich der Betriebszustand der Kraftmaschine stabilisiert hat, und des Schwellenwerts der zur Vollendung des Lernens erforderlichen Zeitspanne bestimmt ist.
Lernverfahren gemäß Anspruch 2, ferner mit: einem Stabilisierungsbestimmungsschritt (S410), bei dem bestimmt wird, ob sich der Betriebszustand der Kraftmaschine stabilisiert hat, nachdem der Übergang durch den Übergangsschritt (S200) gestartet wurde, wobei der Lernschritt (S400, S400a, S600) das Lernen ungeachtet dessen zwangsweise beendet, ob der Konvergenzbestimmungsschritt (S430) die Bestimmung der Konvergenz bereitstellt, falls eine Zeitspanne, nachdem der Stabilisierungsbestimmungsschritt (S410) bestimmt, dass sich der Betriebszustand stabilisiert hat, den Schwellenwert erreicht.
Lernverfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Betriebsbereiche durch einen Druck des zu dem Injektor (16) zugeführten Kraftstoffs definiert sind.
Lernverfahren gemäß Anspruch 4, wobei der Lernschritt (S400, S400a, S600) das Lernen sequenziell von einem Betriebsbereich durchführt, in dem der Druck des Kraftstoffs niedrig ist.
Lernverfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Konvergenzbestimmungsschritt (S430) bestimmt, dass der Schwankungskorrekturwert konvergiert hat, falls eine Differenz zwischen einem Maximum und einem Minimum des Schwankungskorrekturwerts in einer vorbestimmten Zeitspanne gleich oder kleiner als ein vorbestimmter Wert wird.
Lernverfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Konvergenzbestimmungsschritt (S430) bestimmt, dass der Schwankungskorrekturwert konvergiert hat, falls eine durch die Methode der kleinsten Quadrate berechnete Steigung des Schwankungskorrekturwerts in einer vorbestimmten Zeitspanne gleich oder kleiner als ein bestimmter Wert wird.
Lernverfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Kraftstoffeinspritzung eine Vielzahl von Kraftstoffeinspritzungen von nahezu gleichen Kraftstoffmengen während eines Verbrennungszyklus durchführt, und der Lernschritt (S400, S400a, S600) die Abweichung der Einspritzcharakteristik des Injektors (16) hinsichtlich der Kraftstoffeinspritzung lernt, die der Einspritzmenge einer jeden der während des Verbrennungszyklus durchgeführten Kraftstoffeinspritzungen entspricht.
Kraftstoffeinspritzsteuergerät zum Durchführen eines Lernverfahrens zum Lernen einer Abweichung einer Einspritzcharakteristik eines Injektors einer mehrzylindrischen Brennkraftmaschine für eine Vielzahl von Betriebsbereichen, mit: einer Festlegungsvorrichtung zum Festlegen eines Schwellenwerts (TBk) als oberen Grenzwert für die Zeitspanne, innerhalb der ein Lernvorgang abgeschlossen sein soll; einer Berechnungsvorrichtung (S300), die einen Schwankungskorrekturwert zum Unterdrücken einer Drehschwankung einer Abtriebswelle (8) einer mehrzylindrischen Brennkraftmaschine zwischen Zylindern der Kraftmaschine berechnet, wenn die Kraftstoffeinspritzung in der Kraftmaschine mit Injektoren (16) durchgeführt wird, und einer Steuervorrichtung, die die Injektoren (16) unter Berücksichtigung des Schwankungskorrekturwerts betreibt; einer Lernvorrichtung (S400, S400a, S600), die eine Abweichung einer Einspritzcharakteristik des Injektors (16) für jeden Betriebsbereich der Kraftmaschine in Übereinstimmung mit dem Schwankungskorrekturwert lernt, wobei verhindert wird, dass die Zeit, die zum Lernen der Abweichung der Einspritzcharakteristik des Injektors (16) benötigt wird, den Schwellenwert (TBk) überschreitet; gekennzeichnet durch eine Konvergenzbestimmungsvorrichtung (S430), die bestimmt, ob der Schwankungskorrekturwert konvergiert hat; eine Beendigungsvorrichtung (S600), die das Lernen in einem bestimmten Betriebsbereich beendet, wenn die Konvergenzbestimmungsvorrichtung (S430) bestimmt, dass der Schwankungskorrekturwert in dem bestimmten Betriebsbereich vor dem Erreichen des Schwellenwerts (TBk) konvergiert hat; eine Vorlaufzeitberechnungsvorrichtung (S480) zum Berechnen einer Vorlaufzeit (Δk) aus der Differenz zwischen der Zeit, zu der das Lernen beendet wurde, und einer durch den Schwellenwert (TBk) bestimmten Planzeit (Tsch), und eine Übernahmevorrichtung (S480) zum Addieren der Vorlaufzeit (Δk) auf einen Schwellenwert, die beim Lernen in einem Betriebsbereich verwendet wird, in dem das Lernen noch nicht durchgeführt wurde, falls das Beenden des Lernens der Planzeit vorangeht.
Kraftstoffeinspritzsteuergerät gemäß Anspruch 9, ferner mit: einer Übergangsvorrichtung (S200), die den Betriebsbereich der Kraftmaschine dazu bringt, einen sequenziellen Übergang von einem Betriebsbereich auf einen anderen zu machen, um das Lernen durchzuführen, wobei die Übernahmevorrichtung (S480) die Planzeit auf Grundlage der Summe eines oberen Grenzwerts einer Übergangszeitspanne seit dem Start des Übergangs durch die Übergangsvorrichtung (S200), bis sich ein Betriebszustand der Kraftmaschine stabilisiert hat, und des Schwellenwerts der für die Vollendung des Lernens erforderlichen Zeitspanne bestimmt.
Kraftstoffeinspritzsteuergerät gemäß Anspruch 10, ferner mit: einer Stabilisierungsbestimmungsvorrichtung (S410), die bestimmt, ob sich der Betriebszustand der Kraftmaschine stabilisiert hat, nachdem der Übergang durch die Übergangsvorrichtung (S200) gestartet wurde, wobei die Lernvorrichtung (S400, S400a, S600) das Lernen mit der Vollendungsvorrichtung (S600) ungeachtet dessen zwangsweise beendet, ob die Konvergenzbestimmungsvorrichtung (S430) die Bestimmung der Konvergenz bereitstellt, falls eine Zeitspanne, nachdem die Stabilisierungsbestimmungsvorrichtung (S410) bestimmt, dass sich der Betriebszustand stabilisiert hat, den Schwellenwert erreicht.
Kraftstoffeinspritzsteuergerät gemäß einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei die Betriebsbereiche durch einen Druck des zu dem Injektor (16) zugeführten Kraftstoffs definiert sind.
Kraftstoffeinspritzsteuergerät gemäß Anspruch 12, wobei die Lernvorrichtung (S400, S400a, S600) das Lernen sequenziell von einem Betriebsbereich durchführt, in dem der Kraftstoffdruck niedrig ist.
Kraftstoffeinspritzsteuergerät gemäß einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei die Konvergenzbestimmungsvorrichtung (S430) bestimmt, dass der Schwankungskorrekturwert konvergiert hat, falls eine Differenz zwischen einem Maximum und einem Minimum des Schwankungskorrekturwerts in einer vorbestimmten Zeitspanne gleich oder kleiner als ein vorbestimmter Wert wird.
Kraftstoffeinspritzsteuergerät gemäß einem der Ansprüche 9 bis 14, wobei die Kraftstoffeinspritzung eine Vielzahl von Kraftstoffeinspritzungen bei nahezu gleichen Kraftstoffmengen während eines Verbrennungszyklus durchführt, und die Lernvorrichtung (S400, S400a, S600) die Abweichung der Einspritzcharakteristik des Injektors (16) hinsichtlich der Kraftstoffeinspritzung lernt, die der Einspritzmenge einer jeden der während des Verbrennungszyklus durchgeführten Kraftstoffeinspritzungen entspricht.
Kraftstoffeinspritzsteuergerät gemäß einem der Ansprüche 9 bis 15, wobei die Konvergenzbestimmungsvorrichtung (S430) bestimmt, dass der Schwankungskorrekturwert konvergiert hat, falls eine Differenz zwischen einem Maximum und einem Minimum des Schwankungskorrekturwerts in einer vorbestimmten Zeitspanne gleich oder kleiner als ein vorbestimmter Wert wird.
Kraftstoffeinspritzsteuergerät gemäß einem der Ansprüche 9 bis 14, wobei die Konvergenzbestimmungsvorrichtung (S430) bestimmt, ob der Schwankungskorrekturwert konvergiert hat, falls eine durch die Methode der kleinsten Quadrate berechnete Steigung des Schwankungskorrekturwerts in einer vorbestimmten Zeitspanne gleich oder kleiner als ein bestimmter Wert wird.