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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffeinspritzdruck-Steuervorrichtung
zum Steuern eines Kraftstoffeinspritzdrucks zu dem Zeitpunkt, an
dem eine Kraftstoffeinspritzzufuhr zu einer Maschine durchgeführt
wird. Zum Beispiel bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine
Kraftstoffeinspritzdruck-Steuervorrichtung, die geeignet bei einem
Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem eines Dieselverbrennungsmotors
verwendet wird.
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Wie
dies wohl bekannt ist, zündet und verbrennt eine Brennkraftmaschine,
die als eine Kraftquelle eines Fahrzeugs oder desgleichen verwendet wird,
durch ein Kraftstoffzuführsystem zugeführten Kraftstoff,
um ein Abgabedrehmoment zu erzeugen. Das heißt, das Leistungsverhalten
(die Charakteristik) des Kraftstoffzuführsystems ist einer
von wichtigen Faktoren zum Bestimmen einer Abgabecharakteristik
der Maschine bei der Steuerung der Maschine. In jüngster
Zeit setzt der Dieselverbrennungsmotor oder desgleichen als solch
ein Kraftstoffzuführsystem ein Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem ein,
das Hochdruckkraftstoff (zum Beispiel Leichtöl bei einem
Kraftstoffdruck von annähernd 1.400 atm) in einer Common-Rail
(einer Speicherleitung) sammelt und hält, und das fortlaufend
ein Einspritzzuführen des Hochdruckkraftstoffs zu der Maschine
durchgeführt. Als ein allgemeiner Aufbau des Systems ist ein
Aufbau mit der Common-Rail, einem Common-Rail-Drucksensor zum Messen
des Drucks in der Common-Rail (das heißt dem Common-Rail-Druck),
einer Kraftstoffpumpe zum Ansaugen eines bestimmten Kraftstoffs
(zum Beispiel Leichtöl) aus einem Kraftstofftank und zum
Pumpen des Kraftstoffs zu der Common-Rail, einem Ansaugsteuerventil
(SCV) zum Verändern einer Kraftstoffansaugmenge, die zu
der Kraftstoffpumpe gesaugt wird, einer Einspritzvorrichtung (einem
Kraftstoffeinspritzventil) zum Einspritzen und Zuführen
des Motorkraftstoffs, der in der Common-Rail gespeichert ist, zu
der Maschine (im Detail einem bestimmten Zylinder der Maschine)
und desgleichen bekannt.
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Bei
solch einem Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem ist eine Steuerung
des Common-Rail-Drucks wichtig. Daher wird im Allgemeinen eine Regelung
(PID-Steuerung) zum Annähern eines Werts (eines tatsächlich
gemessenen Werts) des Common-Rail-Drucks zu seinem Zielwert basierend auf
dem vorstehenden Aufbau durchgeführt. Genauer gesagt wird
zum Beispiel ein Strombetrag, der dem Ansaugsteuerventil zugeführt
wird (entsprechend einem Antriebsbetrag des Ansaugsteuerventils)
durch Bezugnahme auf eine Steuerzuordnung (Anpassungszuordnung)
gesteuert, die vorab durch Experimente oder desgleichen vorbereitet
wurde. Somit wird eine Abgabemenge der Kraftstoffpumpe variabel
auf eine gewünschte Menge (einen Zielwert) gesteuert. Somit
wird der Common-Rail-Druck als der primäre Parameter zum
Bestimmen des Kraftstoffeinspritzdrucks auf den Zielwert gesteuert,
wodurch die Kraftstoffzufuhr (die Einspritzzufuhr) zu der Maschine
bei einem geeigneten Kraftstoffeinspritzdruck ermöglicht
wird.
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Allerdings
kann solch ein Verfahren (ein Drucksteuerverfahren) zwangsläufig
den Common-Rail-Druck und letztendlich den Kraftstoffeinspritzdruck
nicht mit hoher Genauigkeit steuern. Zum Beispiel im Falle einer
Massenproduktion eines jeden Elements des Kraftstoffzuführsystems
zum Massenverkauf entsteht üblicherweise ein gewisses Ausmaß von
individuellen Unterschieden in den Charakteristiken von zahlreichen
Steuerkomponenten wie beispielsweise der Kraftstoffpumpe, dem Ansaugsteuerventil,
einer ECU (einer elektronischen Steuereinheit) und einer Batterie
oder den Maschinen (oder Fahrzeugen). Insbesondere bei einem allgemeinen
Ansaugsteuerventil entsteht eine individuelle Differenz (eine Abweichung)
leicht in der Form einer Ventilöffnung oder bei einer Drängkraft
einer Feder zum Drängen eines Ventilkörpers des
Ansaugsteuerventils aufgrund der strukturellen Eigenschaften des
Ansaugsteuerventils. In dem Fall der Massenproduktion benötigt
eine Vorbereitung von Steuerzuordnungen oder Steuerformeln (zum
Beispiel einer Zuordnung oder eines mathematischen Ausdrucks zum
Verknüpfen des Strombetrags des Ansaugsteuerventils mit
der Abgabemenge der Kraftstoffpumpe) all dieser Produkte auch unter
Berücksichtigung der individuellen Differenzen in dem Zustand,
in dem die Produkte in dem Fahrzeug montiert sind, bei dem vorliegenden Produktionssystem
zu viel Aufwand und ist daher nicht realistisch. Daher ist es sogar
in dem Fall der Verwendung der Zuordnungen, in denen die Anpassungswerte
vorher festgehalten sind, oder der mathematischen Ausdrücke
schwierig, die Steuerung unter Berücksichtigung aller der
Einflüsse (der Varianzen) der individuellen Differenzen
durchzuführen.
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Daher
wird üblicherweise zum Beispiel eine Vorrichtung vorgeschlagen,
wie sie in dem Patentdokument 1 (
JP-A-2004-293540 ) beschrieben ist, die einen
Abweichungsbetrag zwischen einer Abgabecharakteristik der Kraftstoffpumpe,
die in der vorstehend beschriebenen Steuerzuordnung definiert ist, und
einer tatsächlichen Abgabecharakteristik von ihr erlernt
und eine Korrektur der Steuerzuordnung durchführt, um den
erlernten Abweichungsbetrag zu kompensieren, das heißt
einen Zuordnungsfehler inklusive einer Abweichung infolge der individuellen Differenz.
Die Vorrichtung ermöglicht die Korrektur der Steuerzuordnung,
nachdem das Kraftstoffzuführsystem in dem Fahrzeug montiert
ist. Das heißt, sogar dann, wenn der Fehler infolge der
individuellen Differenz in der Steuerzuordnung auftritt, kann die Steuerzuordnung
erhalten werden, in der der Fehler (Zuordnungsfehler) durch die
vorstehende Korrektur kompensiert wird.
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Somit
ermöglicht die in dem Patentdokument 1 beschriebene Vorrichtung
(Kraftstoffeinspritzdruck-Steuervorrichtung) die Erreichung der
Steuerzuordnung (oder der Steuerformel oder desgleichen), in der
der Fehler (der Zuordnungsfehler) infolge der individuellen Differenz
durch Ausführen des Lernkorrekturvorgangs kompensiert wird.
Allerdings wird sogar in dem Fall der Verwendung der Vorrichtung
der Fehler (Zuordnungsfehler) nicht kompensiert, solange das Lernen
durchgeführt wird. Dementsprechend wird, bevor das Erlernen
erfolgt, eine Steuerung des Kraftstoffeinspritzdrucks durch Verwendung
der Steuerzuordnung mit dem Fehler (dem Zuordnungsfehler) durchgeführt.
In der Praxis ist es nicht zwangsläufig leicht, den Lernkorrekturvorgang
in einer frühen Stufe eines Maschinenzusammenbaus als einem vorteilhafteren
Zeitpunkt bei einem ersten Maschinenstart sicher durchzuführen,
nachdem die Maschine, die Steuerkomponenten und desgleichen mit dem
Kraftstoffzuführsystem in dem Fahrzeug montiert sind, so
dass korrekte Lerndaten erhalten werden können.
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Im
Allgemeinen wird ein Fahrzeug oder desgleichen durch Kooperation
von vielen Teilherstellern (oder spezialisierten Abteilungen) hergestellt.
Daher ist der Hersteller (oder die spezialisierte Abteilung), die
für das Durchführen des Vorgangs des Herstellens
und Inspizierens der Steuerkomponenten inklusive der ECU (der elektronischen
Steuereinheit) zuständig ist, von dem Hersteller (oder
der spezialisierten Abteilung) verschieden, die für das
Durchführen des Vorgangs des Zusammenbaus der Maschine und
der Steuerkomponenten und dem Inspizieren von diesen in dem zusammengebauten
Zustand zuständig ist. Daher ist es nicht zwangsläufig
leicht, den zuständigen Hersteller (oder die zuständige
Spezialität der Abteilung) darüber informiert
zu halten, dass der Lernkorrekturvorgang an der frühen
Stufe des Maschinenzusammenbaus durchgeführt wird. Um die
Bearbeitungszeiten zu verkürzen, sollte die für den
Lernkorrekturvorgang verwendete Zeit vorzugsweise auf das Minimum
verkürzt werden. Das heißt, gegenwärtig
gibt es die Möglichkeit, dass die Maschine vor der Beendigung
des Lernkorrekturvorgangs gestartet wird. Zusätzlich dazu
ist es, wie dies vorstehend beschrieben ist, schwierig, solch eine
Situation sicher zu verhindern.
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Der
Erfinder hat dem Auftreten eines Maschinenabwürgens als
einem der betreffenden Probleme Aufmerksamkeit geschenkt, das durch
den Maschinenstart vor der Beendigung des Lernkorrekturvorgangs
verursacht wird. Das heißt, der Lernkorrekturvorgang wird
unter der Bedingung gestartet, dass die Maschine einen erwärmten
Zustand erreicht und sich nach dem Maschinenstart in einem Leerlaufbetriebszustand
befindet. Es benötigt ungefähr 7 bis 10 Sekunden,
um den Lernkorrekturvorgang zu vollenden. Um den Lernkorrekturvorgang
normal zu vollenden, ist es erforderlich, die Maschine zumindest
während der Zeit, in der das Lernen ausgeführt
wird, in einem stabilen Betriebszustand (zum Beispiel dem Leerlaufbetriebszustand)
zu halten.
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Allerdings
wird das Fahrzeug während des Inspektionsvorgangs in dem
Zustand, in dem die Maschine zusammengebaut ist, häufig
bewegt, und daher drückt ein Fahrer möglicherweise
ein Gaspedal sogar während der Ausführungszeitdauer
des Lernkorrekturvorgangs nieder. In diesem Fall wird, wenn eine
Gaspedalbetätigung (ein Treten des Gaspedals) zum provisorischen
und starken Niederdrücken des Gaspedals durchgeführt
wird, der Common-Rail-Druck provisorisch und stark erhöht
und verringert sich dann schnell. Somit verringert sich ein Einspritzdruck,
um dem schnellen Abfall des Common-Rail-Drucks zu folgen. Insbesondere
in dem Fall eines Durchführens einer Regelungssteuerung
eines den Common-Rail-Druck betreffenden Parameters (zum Beispiel
der Abgabemenge der Kraftstoffpumpe) durch eine PID-Steuerung wird
ein Integralverstärkungsausdruck (das heißt ein
I-Ausdruck) eines der Zuwächse (PID-Konstanten) in einem überhöhten
Integrationszustand auf eine negative Druckseite (das heißt
in einer Richtung einer Verringerung des Drucks) gebracht, wenn
sich der Druck schnell erhöht. Sogar dann, wenn der schnelle
Abfall des Common-Rail-Drucks beginnt, verringert dieser Integralausdruck
daher fortwährend den Common-Rail-Druck für eine
bestimmte Zeitdauer und der Common-Rail-Druck verringert sich während
dieser Zeitdauer schnell.
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Normalerweise
wird eine Kraftstoffeinspritzdruck-Steuervorrichtung einer Maschine
durch Voraussetzen solch einer irregulären Gaspedalbetätigung
und letztlich des Common-Rail-Druckabfalls, der die Gaspedalbetätigung
begleitet, gestaltet. Dementsprechend wird, solange der vorstehende Lernkorrekturvorgang
ausgeführt wird, die Kraftstoffeinspritzsteuerung normal
durch Absorbieren solch einer Verringerung des Common-Rail-Drucks
durchgeführt. In dem Fall, in dem das Treten des Gaspedals
vor der Vollendung des Lernkorrekturvorgangs durchgeführt
wird und der Zuordnungsfehler (die Steuerabweichung) zu dem Zeitpunkt
noch immer groß ist, kann solch eine Verringerung des Common-Rail-Drucks
allerdings nicht ausreichend absorbiert werden. Folglich gibt es
die Möglichkeit, dass der Common-Rail-Druck (entsprechend
dem Einspritzdruck) unter einen geeigneten unteren Einspritzgrenzwert
fällt (das heißt aus einem geeigneten Einspritzbereich
herausgeht), was zu einem Maschinenabwürgen infolge eines
Einspritzfehlers führt.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kraftstoffeinspritzdruck-Steuervorrichtung vorzusehen,
die in der Lage ist, ein Auftreten von Nachteilen wie beispielsweise
ein Maschinenabwürgen infolge einer schnellen Veränderung
des Kraftstoffdrucks zu verhindern, die vor der Vollendung des Lernkorrekturvorgangs,
der eine Steuerregel einer Kraftstoffeinspritzdruck-Steuervorrichtung
betrifft, auftreten kann.
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung steuert eine Kraftstoffeinspritzdruck-Steuervorrichtung
eines Kraftstoffzufuhrsystems, das Kraftstoff zu einer Zielmaschine
einspritzt und zuführt, den Kraftstoffeinspritzdruck von
der Einspritzzufuhr ab durch variables Steuern eines bestimmten
Druckparameters (zum Beispiel eines Drucks oder anderen Parameters,
der den Druck beeinflusst). Die Steuervorrichtung hat eine Lernkorrekturvorgangs-Ausführeinrichtung
zum Ausführen zahlreicher Arten von Lernkorrekturvorgängen
entsprechend zahlreichen Ausführbedingungen, die sich in
ihrer Striktheit (zum Beispiel der Anzahl von Bedingungen oder einem
Parameterbereich) für zumindest einen der Druckparameter
unterscheiden, die für die Kraftstoffeinspritzdrucksteuerung
jedes Mal verwendet werden, in einer Reihenfolge von dem Lernkorrekturvorgang,
der eine weniger strikte Ausführungsbedingung benötigt, bis
zum Korrigieren einer gewissen Steuerregel (zum Beispiel einer Steuerzuordnung
oder desgleichen, die den Druckparameter als das Lernobjekt mit
anderen Parametern verknüpft) betreffend der Kraftstoffeinspritzdrucksteuerung,
basierend auf einem Lernwert des Druckparameters als dem Lernobjekt.
Die Steuervorrichtung hat eine Korrekturbereichs-Veränderungseinrichtung
zum Einstellen eines schmäleren variablen Bereichs eines
Lernkorrekturparameters, der einen Korrekturbetrag des Lernkorrekturvorgangs
betrifft, wenn sich ein Ausmaß des Lernfortschritts von
einem Zustand vor dem Lernen zu einem Zeitpunkt, an dem alle der
zahlreichen Arten der Lernkorrekturvorgänge durch die Lernkorrekturvorgangs-Ausführeinrichtung
ausgeführt werden, erhöhen (das heißt
wenn der Lernkorrekturvorgang weiter fortschreitet).
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Mit
diesem Aufbau kann der Lernkorrekturvorgang separat in zahlreichen
Stufen mit der Lernkorrekturvorgangs-Ausführeinrichtung
ausgeführt werden. Das heißt, die Lernstufe (äquivalent
zu dem Lernfortschrittsgrad) wird von einem leichten Lernen, das
unter einer weniger strengen Bedingung ausgeführt wird
(zum Beispiel einer Bedingung, dass der Kraftstoffeinspritzdruck
stabil ist, während er sich in gewissem Maße verändert),
zu einem genaueren Lernen überführt (abgleitet),
das unter einer strikteren Bedingung als die vorhergehende Stufe
ausgeführt wird (zum Beispiel einer Bedingung, dass sich der
Kraftstoffeinspritzdruck in einem stabileren Zustand befindet).
Folglich kann eine Steuerabweichung hinsichtlich des Kraftstoffeinspritzdrucks
(das heißt ein Fehler der bestimmten Steuerregel) stufenweise
durch die zahlreichen Arten des Lernkorrekturvorgangs verringert
werden.
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Da
die Steuervorrichtung die Korrekturbereichs-Veränderungseinrichtung
hat, kann die Steuervorrichtung zudem ein Auftreten des Maschinenabwürgens
oder desgleichen verhindern, das vor der Vollendung des Lernkorrekturvorgangs
auftreten kann. Genauer gesagt muss der Kraftstoffeinspritzdruck
im bestimmten Bereich zum Ausführen des Lernkorrekturvorgangs
verändert werden. Der erforderliche Bereich (der für
das Lernen erforderliche Druckbereich) wird schmäler, wenn
sich der Lernfortschrittsgrad erhöht (das heißt
wenn die Lernstufe fortschreitet). Daher stellt die Korrekturbereichs-Veränderungseinrichtung
den variablen Bereich des Lernkorrekturparameters hinsichtlich des
Korrekturbetrags des Lernkorrekturvorgangs auf den schmäleren
Bereich ein, wenn sich der Lernfortschrittsgrad erhöht
(das heißt wenn die Lernstufe fortschreitet). Somit kann
eine übermäßige Korrektur wie beispielsweise
eine Korrektur infolge einer überhöhten Integration
des Integralverstärkungsausdrucks verhindert werden. Folglich
kann ein Auftreten von Nachteilen wie beispielsweise ein Maschinenabwürgen
infolge der schnellen Veränderung des Kraftstoffdrucks verhindert
werden.
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Als
der Aufbau zum Verhindern der Nachteile wie beispielsweise dem Motorabwürgen
kann ein Aufbau zum Außerkraftsetzen (inklusive Begrenzen oder
Verhindern) einer Gaspedalbetätigung während der
Ausführung des Lernkorrekturvorgangs verwendet werden.
Mit diesem Aufbau wird das Auftreten von Nachteilen infolge der
Gaspedalbetätigung sicher verhindert. Da die Gaspedalbetätigung
während der Ausführung des Lernkorrekturvorgangs
fortwährend unwirksam ist, gibt es allerdings die Möglichkeit, dass
die Arbeitseffizienz verschlechtert ist. Zudem kann sogar ein Aufbau
mit einer Einrichtung zum Informieren über die Vollendung
des Lernens durch Geräusche oder Licht oder eine Einrichtung
zum beständigen Anzeigen der Gegenwart/Nichtgegenwart der
Lernvollendung die Verschlechterung der Arbeitseffizienz aufgrund
einer Bereitschaftszeit, die für den Lernkorrekturvorgang
verwendet wird, nicht abwenden.
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In
dieser Hinsicht verhindert die Steuervorrichtung der vorliegenden
Erfindung das Auftreten der Nachteile, während sie die
Gaspedalbetätigung während des Lernvorgangs zulässt.
Dementsprechend kann die Steuervorrichtung eine hohe Arbeitseffizienz
beibehalten, während das Auftreten der Nachteile verhindert
wird. Somit hat die Steuervorrichtung der vorliegenden Erfindung
auch in diesem Punkt einen beträchtlichen Wert.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung steuert eine Kraftstoffeinspritzdruck-Steuervorrichtung
eines Kraftstoffzuführsystems, das Kraftstoff einer Zielmaschine
einspritzt und zuführt, den Kraftstoffeinspritzdruck von
der Einspritzzufuhr an durch variable Steuerung eines bestimmten
Druckparameters (des Drucks oder eines Parameters, der den Druck
beeinflusst). Die Steuervorrichtung hat eine Lernkorrekturvorgangs-Ausführeinrichtung
zum Ausführen zahlreicher Arten von Lernkorrekturvorgängen
entsprechend zahlreichen Ausführbedingungen, die sich in
ihrer Striktheit (wie beispielsweise der Anzahl der Bedingungen
oder einem Parameterbereich) für zumindest einen der Druckparameter
unterscheiden, die für die Kraftstoffeinspritzdrucksteuerung
verwendet werden, als einem Lernobjekt in einer Reihenfolge von
dem Lernkorrekturvorgang entsprechend der weniger strikten Ausführbedingungen
und zum Korrigieren einer bestimmten Steuerregel (zum Beispiel einer
Steuerzuordnung, die die Druckparameter als das Lernobjekt mit anderen
Parametern verknüpft) hinsichtlich der Kraftstoffeinspritzdrucksteuerung
basierend auf einem Lernwert des Druckparameters als dem Lernobjekt
für jedes Mal. Die Steuervorrichtung hat eine Begrenzungsverschärfungseinrichtung
zum weiteren Verstärken einer Begrenzung hinsichtlich einer
Veränderung des mindestens einen Druckparameters als dem
Lernobjekt, wenn sich ein Grad des Lernfortschritts von einer Stufe
vor dem Lernen zu einem Zeitpunkt, an dem alle der zahlreichen Arten
der Lernkorrekturvorgänge durch die Lernkorrekturvorgangs-Ausführeinrichtung
verarbeitet werden, erhöht (das heißt wenn das
Lernen weiter fortschreitet).
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Auch
mit dem solchen Aufbau kann die Steuerabweichung (der Fehler in
der bestimmten Steuerregel) bezüglich des Kraftstoffeinspritzdrucks
stufenweise verringert werden. Da die Steuervorrichtung die Begrenzungsverschärfungseinrichtung
hat, kann die Steuervorrichtung das Auftreten der Nachteile wie
beispielsweise das Maschinenabwürgen unterdrücken,
das vor der Vollendung des Lernkorrekturvorgangs auftreten kann.
Genauer gesagt muss, um den Lernkorrekturvorgang bezüglich
der Steuerregel der Kraftstoffeinspritzdrucksteuerung durchzuführen, der
Kraftstoffeinspritzdruck in einem bestimmten Bereich geändert
werden. Der Bereich kann verschmälert werden, wenn sich
der Lernfortschrittgrad erhöht (das heißt, wenn
das Lernen fortschreitet). Daher wird mit der Begrenzungsverschärfungseinrichtung die
Begrenzung der Veränderung des Druckparameters bezüglich
des Kraftstoffeinspritzdrucks weiter verstärkt, wenn sich
der Lernfortschrittsgrad erhöht (das heißt, wenn
das Lernen weiter fortschreitet). Somit kann der variable Bereich
oder die Änderbarkeit des Parameters (zum Beispiel der Änderungsbetrag pro
Zeiteinheit) in einer Richtung zum Verhindern der Veränderung
des Parameters verändert werden. Somit kann das Auftreten
der Nachteile wie beispielsweise das Maschinenabwürgen,
das aus der schnellen Veränderung des Kraftstoffdrucks
herrührt, verhindert werden, während Probleme
für das Lernen verringert oder beseitigt werden.
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Merkmale
und Vorteile eines Ausführungsbeispiels sowie die Betriebsweisen
und die Funktion der zugehörigen Teile sind aus der folgenden
detaillierten Beschreibung, den beigefügten Ansprüchen und
den Zeichnungen verständlich, die allesamt einen Teil dieser
Anmeldung bilden.
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1 ist
eine schematische Darstellung, die ein Maschinensteuersystem mit
einer Kraftstoffeinspritzdruck-Steuervorrichtung gemäß einem
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 ist
eine Schnittansicht, die einen detaillierten Aufbau einer Kraftstoffpumpe
gemäß dem Ausführungsbeispiel zeigt;
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3 ist
ein Flussdiagramm, das eine Vorgangsreihenfolge einer Pumpensteuerung
gemäß dem Ausführungsbeispiel zeigt;
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4 ist
eine grafische Darstellung, die ein Beispiel einer Steuerzuordnung
zeigt, die für die Pumpensteuerung gemäß dem
Ausführungsbeispiel verwendet wird;
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5 ist
eine grafische Darstellung, die ein Beispiel eines Zuwachses für
eine normale Steuerung gemäß dem Ausführungsbeispiel
zeigt;
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6 ist
ein Flussdiagramm, das eine Vorgangsreihenfolge des Verarbeitens
zur Bestimmung der Einrichtung einer Lernausführungsbedingung
gemäß dem Ausführungsbeispiel zeigt;
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7 ist
ein Flussdiagramm, das eine Vorgangsreihenfolge des Verarbeitens
bezüglich der Lernausführung gemäß dem
Ausführungsbeispiel zeigt;
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8(a) bis 8(c) sind
grafische Darstellungen, die einen Änderungsmodus eines
Zuordnungsfehlers zeigen, der einen Fortschritt des Lernens gemäß dem
Ausführungsbeispiel begleitet;
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9 ist
ein Flussdiagramm, das eine Vorgangsreihenfolge des Druckbegrenzungseinstellvorgangs
gemäß dem Ausführungsbeispiel zeigt;
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10(a) ist eine Darstellung, die einen
Einstellmodus einer Druckbegrenzung eines Vergleichsbeispiels zeigt;
und
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10(b) ist eine Darstellung, die einen
Einstellmodus einer Druckbegrenzung gemäß dem
Ausführungsbeispiel zeigt;
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11(a) ist ein Zeitablaufdiagramm, das
einen Betriebsmodus einer Vorrichtung des Vergleichsbeispiels zeigt;
und
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11(b) ist ein Zeitablaufdiagramm, das
einen Betriebsmodus der Steuervorrichtung gemäß dem
Ausführungsbeispiel zeigt.
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Im
Folgenden ist eine Kraftstoffeinspritzdruck-Steuervorrichtung gemäß einem
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme
auf die Zeichnungen beschrieben. Die Steuervorrichtung gemäß dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel ist in einem Common-Rail-Kraftstoffeinspritz-Steuersystem
(Hochdruck-Einspritz-Kraftstoffzuführsystem) zum Steuern
eines sich hin und her bewegenden Dieselverbrennungsmotors als einem Beispiel
einer Fahrzeugmaschine montiert. Wie die in dem Patentdokument 1
beschriebene Vorrichtung ist die Steuervorrichtung gemäß dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Kraftstoffeinspritzdruck-Steuervorrichtung
für einen Dieselverbrennungsmotor (eine Brennkraftmaschine)
zum Durchführen einer Regelung (PID-Steuerung), um einen
Kraftstoffeinspritzdruck mit einem Zielwert in Übereinstimmung zu
bringen, wenn ein Hochdruckkraftstoff (zum Beispiel Leichtöl
bei einem Einspritzdruck von 1.000 atm oder mehr) in eine Verbrennungskammer
eines Maschinenzylinders des Dieselverbrennungsmotors direkt eingespritzt
und zugeführt wird.
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Zuerst
wird unter Bezugnahme auf die 1 ein Überblick
des Common-Rail-Kraftstoffeinspritz-Steuersystems gemäß dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel beschrieben. Eine Mehrzylindermaschine
(zum Beispiel eine Reihen-Vierzylindermaschine) für ein
Fahrzeug wird als die Maschine des vorliegenden Ausführungsbeispiels
angenommen. Wie dies in der 1 gezeigt
ist, wird das System so aufgebaut, dass eine ECU 30 (elektronische
Steuereinheit) Sensorausgaben (Messergebnisse) aus zahlreichen Sensoren
aufnimmt und einen Antrieb einer Kraftstoffzufuhrvorrichtung basierend
auf den Sensorausgaben steuert. Die ECU 30 steuert den Antrieb
der Kraftstoffzufuhrvorrichtung und führt somit eine Regelung
(PID-Steuerung) eines in Übereinstimmung bringen des Kraftstoffeinspritzdrucks
(des Common-Rail-Drucks), der auf die Maschine aufgebracht wird,
mit einem Zielwert (Ziel-Kraftstoffdruck) durch, wodurch eine Abgabe
(Drehzahl oder Drehmoment) von zum Beispiel dem Dieselverbrennungsmotor
gesteuert wird.
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Zahlreiche
Vorrichtungen, die die Kraftstoffzufuhrvorrichtung bilden, beinhalten
einen Kraftstofftank 10, einen Kraftstofffilter 12,
eine Kraftstoffpumpe 14, eine Common-Rail 16 und
Einspritzvorrichtungen 20 (Kraftstoffeinspritzventile)
in dieser Reihenfolge von einer stromaufwärtigen Seite
der Kraftstoffströmung. Ein Kraftstoffdrucksensor 22 ist
an der Common-Rail 16 zum Messen eines Kraftstoffdrucks
in der Common-Rail 16 (eines Common-Rail-Drucks) vorgesehen,
der ein Messen und ein Management des Common-Rail-Drucks ermöglicht.
Mit dem solchen Aufbau wird der Kraftstoff in dem Kraftstofftank 10 mit
der Kraftstoffpumpe 14 durch die Kraftstofffilter 12 angesaugt
und mit Druck beaufschlagt und der Common-Rail 16 zugeführt
(das heißt gepumpt). Die Common-Rail 16 speichert
den von der Kraftstoffpumpe 14 gepumpten Kraftstoff in
einem Hochdruckzustand und führt den Kraftstoff den Einspritzvorrichtungen 20 der
entsprechenden Zylinder durch Hochdruckkraftstoffkanäle 18 zu,
die an den entsprechenden Zylindern vorgesehen sind.
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Die
Einspritzvorrichtung 20 ist ein Kraftstoffeinspritzventil
für Hochdruckkraftstoff. Bei der Einspritzvorrichtung 20 wird
eine Antriebskraft durch eine Hydraulikkammer (Befehlskammer) übertragen. Genauer
gesagt wird der Druck in der Hydraulikkammer gemäß einem
Energieversorgungszustand (energiebeaufschlagter Zustand/energiebeabschlagter Zustand)
der Einspritzvorrichtung 20 erhöht oder verringert.
Somit bewegt sich eine Nadel in einem Ventilzylinder (das heißt
in einem Gehäuse) hin und her (nach oben/nach unten), um
ein oder mehrere Einspritzlöcher zu öffnen/zu
schließen. Zu diesem Zeitpunkt wird ein Vorgang zum Erhöhen
des Drucks in der Hydraulikkammer durch eine Kraftstoffzufuhr von dem
Kraftstofftank 10 ausgeführt, die mit der Kraftstoffpumpe 14 durchgeführt
wird. Ein Vorgang zum Verringern des Drucks in der Hydraulikkammer
wird durch Rückführen des in der Hydraulikkammer
befindlichen Kraftstoffs zurück zu dem Kraftstofftank 10 durch
eine Leitung 20a ausgeführt, die die Einspritzvorrichtung 20 mit
dem Kraftstofftank 10 verbindet.
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Mit
diesem System wird der durch Antreiben der Kraftstoffpumpe 14 gepumpte
Kraftstoff direkt in die entsprechenden Zylinder der Maschine durch
die entsprechenden Einspritzvorrichtungen 20 eingespritzt
und zugeführt.
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Im
Folgenden ist ein detaillierter Aufbau der Kraftstoffpumpe 14 unter
Bezugnahme auf die 2 erklärt. Wie dies
in der 2 gezeigt ist, ist die Kraftstoffpumpe 14 im
Grunde so aufgebaut, dass der von dem Kraftstofftank 10 mit
einer Zuführpumpe 40 angesaugte Kraftstoff in
einer Hochdruckpumpe 50 mit Druck beaufschlagt und abgegeben
wird. Zu diesem Zeitpunkt wird eine Kraftstoffpumpmenge, die an
die Hochdruckpumpe 50 geschickt wird, durch ein Ansaugsteuerventil 60 (SCV)
gemessen, das an einer Kraftstoffansaugseite der Pumpe 14 (insbesondere stromaufwärtig
des Abschnitts, an den der Kraftstoff durch die Hochdruckpumpe 50 gepumpt
wird) vorgesehen ist.
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Die
Zuführpumpe 40 ist eine Trochoidenpumpe (Drehkolbenpumpe),
die eine Außenrotoraußenseite und eine Innenrotorinnenseite
hat, und die einen Raum, der durch die Rotoren definiert ist, gemäß einer
Drehung der Rotoren vergrößert/verkleinert, um
den Kraftstoff gemäß der Vergrößerung/Verkleinerung
des Raumes anzusaugen/abzugeben. Die Pumpe dient als eine Niederdruckzuführpumpe,
die den Kraftstoff in dem Kraftstofftank 10 durch einen Einlass 42 ansaugt,
und die den Kraftstoff der Hochdruckpumpe 50 zuführt.
Die Pumpe 40 wird durch Drehung einer Antriebswelle 41 angetrieben.
Die Antriebswelle 41 ist mit einer Kurbelwelle 24 verbunden (1)
und wird durch die Kraft der Maschinenleistung angetrieben. Das
heißt, die Antriebswelle 41 wird durch Drehung
der Kurbelwelle 24 angetrieben (gedreht) und dreht sich
zum Beispiel bei einem Verhältnis von 1:1 oder 1:2 zu einer
Drehung der Kurbelwelle 24.
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Der
durch die Zuführpumpe 40 angesaugte Kraftstoff
läuft durch einen Kraftstofffilter 42a und wird
dem Ansaugsteuerventil 60 zugeführt. Zu diesem
Zeitpunkt wird der Abgabedruck (der Kraftstoffdruck) der Zuführpumpe 40 durch
ein Regelventil 43 auf oder unter einen vorbestimmten Druck
begrenzt (geregelt). Das Regelventil 43 verbindet eine
Abgabeseite und eine Zuführseite der Zuführpumpe 40, wenn
der Abgabedruck der Zuführpumpe 40 gleich wie
oder höher als der vorbestimmte Druck wird. Die Temperatur
des dem Ansaugsteuerventil 60 zugeführten Kraftstoffs
wird mit einem Kraftstofftemperatursensor 43a gemessen.
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Das
Ansaugsteuerventil 60 hat ein lineares elektromagnetisches
Solenoidventil und regelt eine Kraftstoffansaugmenge der Hochdruckpumpe 50. Die
ECU 30 (1) steuert eine Energiebeaufschlagungszeitdauer
(eine Stromzuführmenge) des Ansaugsteuerventils 60,
um eine Menge des von der Zuführpumpe 40 durch
einen Kraftstoffkanal 44 zu der Hochdruckpumpe 50 angesaugten
Kraftstoffs zu regeln. Das heißt, der von der Zuführpumpe 40 geschickte
Kraftstoff wird mit dem Ansaugsteuerventil 60 auf eine
erforderliche Abgabemenge (die Ziel-Kraftstoffpumpmenge) geregelt
und tritt in die Hochdruckpumpe 50 durch ein Ansaugventil 53 ein.
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Die
Hochdruckpumpe 50 ist eine Kolbenpumpe zum Druckbeaufschlagen
des durch das Ansaugsteuerventil 60 gemessenen Kraftstoffs
und zum Abgeben des Kraftstoffs zu einer Außenseite. Die Hochdruckpumpe 50 hat
Kolben 51, die durch die Antriebswelle 41 hin
und her bewegt werden, und Druckbeaufschlagungskammern 52a,
die jeweils zwischen einer Innenwand 52b eines Gehäuses 52 und einer
oberen Fläche der Kolben 51 definiert sind. Die Druckbeaufschlagungskammer 52a (die
Kolbenkammer) hat ein Volumen (eine Kapazität), die sich
mit einer Hin- und Herbewegung des Kolbens 51 in einer axialen
Richtung verändert.
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Der
Kolben 51 wird mit einer Feder 57 gegen einen
Nockenring 56 gedrückt, der an einem Umfang einer
exzentrischen Nocke 55 angebracht ist. Genauer gesagt ist
ein säulenförmiges Schaftloch (nicht gezeigt)
in der Mitte des rechtwinkligen Nockenrings 56 zum Einbau
der Antriebswelle 41 ausgebildet. Die exzentrische Nocke 55 in
der Form einer kreisförmigen Säule entsprechend
der Form des Schaftlochs ist an der Antriebswelle 41 in
einer dezentrierten Weise angebracht. Die Antriebswelle 41 dringt
durch das Schaftloch des Nockenrings 56 und der Nockenring 56 ist
an die exzentrische Nocke 55 der Antriebswelle 51 angebaut.
Somit sind die Antriebswelle 41 und der Nockenring 56 durch
die exzentrische Nocke 55 verbunden. In der Hochdruckpumpe 50 dreht
sich, wenn sich die Antriebswelle 41 dreht, die exzentrische
Nocke 55 in einer dezentrierten Weise. Der Nockenring 56 verschiebt
sich, um der Drehung der exzentrischen Nocke 55 zu folgen,
wodurch den Kolben 51 in einer axialen Richtung zur Volumenänderung
gedrückt (oder gezogen) wird. Somit bewegt sich jeder der
zwei Kolben 51 zwischen einem oberen Pumptodpunkt und einem
unteren Pumptodpunkt hin und her.
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Wie
dies vorstehend beschrieben ist, ist das Ansaugventil 53 an
einer Ansaugseite der Hochdruckpumpe 50 zum Vorsehen oder
Unterbrechen einer Verbindung zwischen der Druckbeaufschlagungskammer 52a und
der Seite der Zuführpumpe 40 vorgesehen. Ein Abgabeventil 54 ist
an einer Abgabeseite der Hochdruckpumpe 50 zum Vorsehen oder
Unterbrechen einer Verbindung zwischen der Druckbeaufschlagungskammer 52a und
der Seite der Common-Rail 16 vorgesehen. Das heißt,
wenn sich der Kolben 51 absenkt und sich der Druck in der Druckbeaufschlagungskammer 52a verringert, schließt
das Abgabeventil 54 und das Ansaugventil 53 öffnet.
Somit wird der Kraftstoff von der Zuführpumpe 40 durch
das Ansaugsteuerventil 60 in die Druckbeaufschlagungskammer 52 zugeführt.
Wenn sich der Kolben 51 absenkt und sich der Druck in der Druckbeaufschlagungskammer 52 erhöht,
schließt das Ansaugsteuerventil 53. Wenn der Druck
in der Druckbeaufschlagungskammer 52a einen vorbestimmten
Druck erreicht, öffnet das Abgabeventil 54, um
den Hochdruckkraftstoff, der in der Druckbeaufschlagungskammer 52a mit
Druck beaufschlagt wurde, zu der Common-Rail 16 hin zuzuführen.
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Die
Kraftstoffzuführvorrichtung mit der Kraftstoffpumpe 14 ist
in dem Steuersystem gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
montiert. Zahlreiche Sensoren zur Fahrzeugsteuerung sind zudem an einem
Fahrzeug (nicht gezeigt) genauso wie die vorstehend beschriebenen
Sensoren vorgesehen. Zum Beispiel ist, wie dies in der 1 gezeigt
ist, ein Kurbelwinkelsensor 24a zur Ausgabe eines Kurbelwinkelsignals
an jedem vorbestimmten Kurbelwinkel (zum Beispiel in einem Zyklus
von 30°CA) an einer Außenumfangsseite der Kurbelwelle 24 zum
Messen einer Drehwinkelposition und einer Drehzahl (einer Maschinendrehzahl)
der Kurbelwelle 24 (der Maschinenabgabewelle) und desgleichen
vorgesehen. Zusätzlich dazu ist ein Gaspedalsensor 26 zum
Ausgeben eines elektrischen Signals gemäß einer
Position (eines Niederdrückungsbetrages) eines Gaspedals an
dem Gaspedal vorgesehen, um einen Niederdrückungsbetrag
(eine Gaspedalposition ACCP) des Gaspedals zu messen, der durch
den Fahrer erfolgt. Zudem ist ein Fahrzeugdrehzahlsensor 28 zum
Ausgeben eines Drehsignals hinsichtlich einer Fahrzeugachse an einer
Fahrzeugachse vorgesehen, die mit Antriebsrädern (Rädern)
des Fahrzeugs verbunden ist, um eine Fahrgeschwindigkeit Vc des
Fahrzeugs zu messen.
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In
diesem System funktioniert die ECU 30 als eine Kraftstoffeinspritzdruck-Steuervorrichtung
des vorliegenden Ausführungsbeispiels und auch als eine
elektronische Steuereinheit, die vorwiegend die Maschinensteuerung
durchführt. Die ECU 30 hat einen bekannten Mikrocomputer
(nicht gezeigt). Die ECU 30 erfasst einen Betriebszustand
der Zielmaschine 10 und Anforderungen des Nutzers basierend auf
den Messsignalen der zahlreichen Sensoren und steuert zahlreiche
Aktuatoren wie beispielsweise die Einspritzvorrichtung 20 im
Ansprechen auf den Maschinenbetriebszustand und die Anfragen des
Nutzers.
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Somit
führt die ECU 30 zahlreiche Arten von Steuerungen
hinsichtlich der Zielmaschine in dem optimalen Modus für
die derzeitige Situation aus. Der in der ECU 30 montierte
Mikrocomputer hat im Wesentlichen zahlreiche Berechnungsvorrichtungen, Speichervorrichtungen,
Signalverarbeitungsvorrichtungen, Kommunikationsvorrichtungen und
desgleichen wie beispielsweise eine CPU (eine zentrale Recheneinheit)
zum Durchführen zahlreicher Berechnungen, ein RAM (einen
Speicher mit wahlfreiem Zugriff) als einen Hauptspeicher zum provisorischen Speichern
von Daten im Verlauf der Berechnung oder der Berechnungsergebnisse,
ein ROM (ein nur-lese-Speicher) als einen Programmspeicher, ein
EEPROM (ein elektrisch wiederbeschreibbarer, nicht-flüchtiger
Speicher) als einen Datenspeicher, ein Backup-RAM (ein RAM, das
durch eine Backup-Energiequelle wie beispielsweise eine Fahrzeugbatterie
mit Energie beaufschlagt wird), Signalverarbeitungsvorrichtungen
wie beispielsweise einen A/D-Wandler und einen Takterzeugungsschaltkreis und
Eingabe/Ausgabe-Anschlüsse zum Eingeben/Ausgeben von Signalen
zwischen einer Innenseite und einer Außenseite. Der ROM
speichert vorab zahlreiche Programme, Steuerzuordnungen und desgleichen
bezüglich der Maschinensteuerung inklusive Programmen der
Kraftstoffeinspritzdruck-Steuervorrichtung. Der Datenspeicher (zum Beispiel
der EEPROM) speichert vorab zahlreiche Steuerdaten und desgleichen
inklusive Gestaltungsdaten der Zielmaschine.
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Wie
die in dem Patentdokument 1 beschriebene Vorrichtung erlernt die
Steuervorrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
einen Abweichungsbetrag zwischen einer Abgabecharakteristik der
Kraftstoffpumpe, die als eine Steuerregel aus der Steuerzuordnung
definiert ist, und einer tatsächlichen Abgabecharakteristik
unter einem stabilen Betriebszustand während des Leerlaufbetriebs. Die
Steuervorrichtung korrigiert die Steuerzuordnung, um den erlernten
Abweichungsbetrag zu kompensieren, das heißt einen Zuordnungsfehler,
der eine Abweichung enthält, die aus der vorstehend beschriebenen
individuellen Differenz resultiert.
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Im
Gegensatz zu der Vorrichtung, die in dem Patentdokument 1 beschrieben
ist, führt die Steuervorrichtung gemäß dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel zahlreiche Arten von Lernkorrekturvorgängen
(provisorischer Lernkorrekturvorgang und nicht provisorischer Lernkorrekturvorgang)
in der Reihenfolge von dem Lernkorrekturvorgang, der einen relativ
entspannten Ausführungszustand im Falle der Kraftstoffeinspritzdruck-Steuervorrichtung
benötigt, durch. Die Steuervorrichtung korrigiert die Steuerzuordnung
(die Steuerregel) bezüglich der Kraftstoffeinspritzdruck-Steuervorrichtung
basierend auf einem Lernwert eines Zuführstrombetrags (als
ein Druckparameter), der auf das Ansaugsteuerventil 60 (2) bei
jedem Lernkorrekturvorgang aufgebracht wird. Zudem stellt die Steuervorrichtung
einen variablen Bereich eines Parameters (eine Verstärkung
der Regelung) bezüglich eines Korrekturbetrags des Lernkorrekturvorgangs
(des provisorischen Lernkorrekturvorgangs in einer provisorischen
Lernstufe oder des nicht provisorischen Lernkorrekturvorgangs in
einer nicht provisorischen Lernstufe) zu einem schmäleren
Bereich aus, wenn sich ein Lernfortschrittsmaß des Lernkorrekturvorgangs
(ein Maß des Fortschritts von einer Stufe vor dem Lernen
zu einem Zustand, in dem alle Lernkorrekturvorgänge ausgeführt
sind) erhöht.
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Im
Folgenden ist eine Kraftstoffeinspritzdruck-Steuervorrichtung im
Detail unter Bezugnahme auf die 3 bis 11 beschrieben.
Eine Abfolge von Vorgängen der 3, 6, 7 und 9 wird
aufeinanderfolgend bei jedem vorbestimmten Kurbelwinkel oder in
einem vorbestimmten Zeitzyklus ausgeführt, wenn die ECU 30 die
in dem ROM gespeicherten Programme ausführt. Werte von zahlreichen
Parametern, die bei dem Vorgang verwendet werden, die in jeder Zeichnung
gezeigt ist, werden nacheinander in der Speichervorrichtung gespeichert,
die in der ECU 30 montiert ist, zum Beispiel dem RAM oder
dem EEPROM, und werden bei Bedarf aktualisiert.
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Die 3 ist
ein Flussdiagramm, das eine Vorgangsreihenfolge einer Pumpsteuerung
entsprechend einem Hauptabschnitt der Kraftstoffeinspritzdruck-Steuervorrichtung
zeigt. Zuerst wird unter Bezugnahme auf die 3 die Pumpsteuerung
gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
das heißt dem Vorgang bezüglich der Steuerung
der Pumpe 14 (2) erklärt.
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Wie
dies in der 3 gezeigt ist, wird in einer Abfolge
des Vorgangs zuerst bei einem Schritt S11 die Maschinendrehzahl
NE basierend auf der Ausgabe des Kurbelwinkelsensors 24a berechnet
und auch der Gaspedal-Niederdrückungsbetrag (das heißt
die Gaspedalposition ACCP) wird basieren auf der Ausgabe des Gaspedalsensors 26 berechnet.
Bei einem folgenden Schritt S12 wird ein Ziel-Common-Rail-Druck
PP basierend auf der Maschinendrehzahl NE und dem Gaspedal-Niederdrückungsbetrag
ACCP erhalten (berechnet), die bei dem Schritt S11 erhalten wurden.
Genauer gesagt wird der Ziel-Common-Rail-Druck PP durch Verwenden einer
bestimmten Zuordnung (die zum Beispiel in dem ROM oder desgleichen
gespeichert ist oder die ein mathematischer Ausdruck sein kann)
erhalten, in der zum Beispiel ein Anpassungswert (ein optimaler Wert)
des Ziel-Common-Rail-Drucks PP vorab für jede Maschinendrehzahl
NE und jeden Gaspedal-Niederdrückungsbetrag ACCP durch
Experimente oder desgleichen niedergeschrieben ist.
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Bei
einem Schritt S13 wird der Ist-Common-Rail-Druck NP basierend auf
der Ausgabe des Kraftstoffdrucksensors 22 erhalten (berechnet).
Bei einem folgenden Schritt S14 wird eine Druckabweichung DP (=
PP – NP) als eine Differenz zwischen dem Ist-Common-Rail-Druck
NP und dem Ziel-Common-Rail-Druck PP basierend auf dem Ist-Common-Rail-Druck
NP und dem Ziel-Common-Rail-Druck PP berechnet, die bei dem Schritt S12
erhalten wurden.
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Bei
einem Schritt S15 wird eine erforderliche Abgabemenge PQ der Kraftstoffpumpe 14 basierend auf
der Druckabweichung DP, die bei dem Schritt S14 erhalten wurde,
und einem Druckverlustbetrag (der zum Beispiel aus einer Zieleinspritzmenge
oder desgleichen geschätzt wird) berechnet. Bei einem folgenden
Schritt S16 wird ein erforderlicher Antriebsbetrag, das heißt
ein Antriebsstrombetrag PI des Ansaugsteuerventils 60,
berechnet, um die Pumpe 14 dazu zu bringen, den Kraftstoff
der erforderlichen Abgabemenge PQ abzugeben. Im Detail wird der
Antriebsstrombetrag PI zum Beispiel durch die Verwendung einer Steuerzuordnung
(I-Q-Zuordnung) erhalten, die durch eine durchgezogene Linie Q0
in der 4 gezeigt ist, das heißt eine bestimmte
Zuordnung (die zum Beispiel in dem ROM oder desgleichen gespeichert
ist oder die ein mathematischer Ausdruck sein kann), bei der ein
Anpassungswert (ein äquivalenter Wert) des Antriebsstrombetrags
PI vorab für jede erforderliche Abgabemenge PQ durch Experimente
oder desgleichen niedergeschrieben ist. Bei einem folgenden Schritt
S17 wird ein Strom entsprechend dem Antriebsstrombetrag PI dem Ansaugsteuerventil 60 zugeführt,
wodurch der Antriebsbetrag der Kraftstoffpumpe 14 so gesteuert
wird, dass er der erforderlichen Abgabemenge PQ genügt.
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Bei
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Abfolge der
Vorgänge der 3 wiederholt ausgeführt,
um eine Regelung (PID-Steuerung) des in Übereinstimmung
Bringens des Drucks in der Common-Rail 16 (entsprechend
einem Kraftstoffeinspritzdruck) mit einem Ziel-Common-Rail-Druck
PP wiederholt durchzuführen. Zusätzlich dazu stellt
das vorliegende Ausführungsbeispiel die Verstärkung
bezüglich der Regelung des Kraftstoffeinspritzdrucks auf
einen Wert ein, der einen Korrekturbetrag erhöht, wenn
sich die Druckabweichung DP erhöht. Somit ist die Konvergenzcharakteristik
der Steuerung verbessert. Die 5 ist eine
grafische Darstellung, die den Korrekturbetrag der Verstärkung
(das heißt den Regelungskorrekturbetrag FB) zeigt, der
für eine normale Kraftstoffeinspritzdrucksteuerung gemäß dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel verwendet wird.
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Wie
dies in der 5 gezeigt ist, werden bei dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel zahlreiche Arten von Verstärkungen
G11 bis G14 wahlweise gemäß der Situation verwendet.
Jede der Verstärkungen G11 bis G14 erhöht den
Korrekturbetrag, wenn sich die Druckabweichung DP erhöht.
Die Verstärkungen G11 bis G14 unterscheiden sich in der
Sensitivität gegenüber der Druckabweichung DP
(äquivalent zur Neigung des Graphen). Das vorliegende Ausführungsbeispiel
schaltet die verwendete Verstärkung gemäß einem
Betrag der Druckabweichung DP basierend auf der Charakteristikdifferenz
oder genauer gesagt basierend auf Schwellenwerten TH1, TH2 um, die
in der 5 gezeigt sind. Das heißt, in einem Nichtleerlaufbetriebszustand
wird zum Beispiel die Verstärkung G12 (DP > TH1) oder die Verstärkung
G13 (DP < TH2)
verwendet, die eine große Empfindlichkeit gegenüber
der Druckabweichung DP hat, wenn die Druckabweichung DP groß ist.
Die Verstärkung G14, die eine geringe Empfindlichkeit gegenüber
der Druckabweichung DP hat, wird verwendet, wenn die Druckabweichung
DP gering ist (TH2 ≤ DP ≤ TH1). Die Verstärkung
G11, die eine noch geringere Empfindlichkeit hat, ist in dem Leerlaufbetriebszustand
in Verwendung.
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Bei
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden, um den Zuordnungsfehler
zu kompensieren, der die Abweichung enthält, die sich auf
der vorstehenden individuellen Differenz ergibt, ein Lernvorgang
zum Erlernen des Zuordnungsfehlers der Steuerzuordnung (I-Q-Zuordnung,
die durchgezogene Linie Q0 in der 4) und eines
Korrekturvorgangs zum Kompensieren des erlernten Zuordnungsfehlers zum
Beispiel stufenweise in der Reihenfolge von einem provisorischen
Lernkorrekturvorgang zu einem nicht provisorischen Lernkorrekturvorgang
zusätzlich zu der Pumpensteuerung ausgeführt,
die in der 3 gezeigt ist. Zu diesem Zeitpunkt
wird eine Druckbegrenzung zum Definieren einer Grenze eines variablen
Bereichs eines Integralverstärkungsausdrucks (eines Parameters,
der den Betrag eines Integrationsvorgangs zeigt) bezüglich
der Regelung des Kraftstoffeinspritzdrucks vorgesehen, oder genauer
gesagt ein Integralverstärkungsausdruck (I-Ausdruck) bezüglich
einer variablen Steuerung eines Antriebsstrombetrags PI des Ansaugsteuerventils 60.
Eine Position der Druckbegrenzung wird verändert, so dass
der variable Bereich des Integralverstärkungsausdrucks
ein schmälerer Bereich wird, wenn sich das Lernfortschrittsmaß erhöht.
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Im
Folgenden werden die Vorgangsinhalte des Lernvorgangs, des Korrekturvorgangs
(des Lernkorrekturvorgangs) und der Vorgang zum Einstellen der Druckbegrenzung
im Detail unter Bezugnahme auf die 4 und 6 bis 11 beschrieben.
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Die 6 ist
ein Flussdiagramm, das eine Vorgangsreihenfolge (Verarbeitungsreihenfolge) zum
Bestimmen einer Einrichtung einer Lernausführbedingung
des Lernvorgangs jedes Lernkorrekturvorgangs, das heißt
jedes des provisorischen Lernvorgangs und des nicht provisorischen
Lernvorgangs, zeigt. Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 6 eine
Abfolge von Vorgängen bezüglich der Lernausführbedingungsbestimmung
erklärt. Wie dies in der 6 gezeigt
ist, wird in der Abfolge der Vorgänge zuerst bei den Schritten
S21 und S22 bestimmt, ob jede der Ausführbedingungen des
provisorischen Lernkorrekturvorgangs und des nicht provisorischen
Lernkorrekturvorgangs eingerichtet ist. Wenn sowohl die Ausführbedingung
des provisorischen Lernkorrekturvorgangs (provisorische Lernausführbedingung)
und die Ausführbedingung des nicht provisorischen Lernkorrekturvorgangs
(nicht provisorische Lernausführbedingung) eingerichtet sind,
wird eine Lernmarke F (deren Startwert = 0 ist) bei dem Schritt
S232 auf 2 eingestellt. Wenn nur die provisorische Lernausführbedingung
eingerichtet ist, wird die Lernmarke F bei dem Schritt S231 auf
1 eingestellt. Wenn keine der Lernausführbedingungen eingerichtet
ist, wird die Marke bei dem Schritt S233 auf 0 eingestellt.
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Die
provisorische Lernausführbedingung ist zum Beispiel eingerichtet,
wenn sich die Maschine in dem Leerlaufbetriebszustand befindet.
Genauer gesagt wird bestimmt, dass die Maschine sich in dem Leerlaufbetriebszustand
befindet, wenn alle (oder ein Teil der) Bedingungen inklusive einer
Bedingung, dass der Gaspedalbetätigungsbetrag ACCP (gemessen
durch den Gaspedalsensor 26) 0 ist, einer Bedingung, dass
das Fahrzeug in einem angehaltenen Zustand ist (gemessen durch den
Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 28), einer Bedingung, das
sich die Maschinendrehzahl NE (gemessen durch den Kurbelwinkelsensor 24)
in einem vorbestimmten Bereich befindet, und desgleichen erfüllt
sind.
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Die
nicht provisorische Lernausführbedingung ist eingerichtet,
wenn der Kraftstoffeinspritzdruck unter einer Vorbedingung stabil
ist, dass die provisorische Lernausführbedingung eingerichtet
ist. Genauer gesagt wird bestimmt, dass der Kraftstoffeinspritzdruck
stabil ist, wenn alle (oder ein Teil der) Bedingungen inklusive
einer Bedingung, dass sich die Maschine in einem erwärmten
Zustand befindet (was zum Beispiel basierend auf der Maschinenkühlwassertemperatur
bestimmt wird), einer Bedingung, dass sich eine Kraftstofftemperatur
(gemessen durch den Kraftstofftemperatursensor 43a) in
einem vorbestimmten Bereich befindet, einer Bedingung, dass sich
der Common-Rail-Druck (gemessen durch den Kraftstoffdrucksensor 22)
in einem vorbestimmten Bereich befindet, einer Bedingung, dass sich
eine Ziel-Kraftstoffeinspritzmenge (berechneter Wert) in einem vorbestimmten
Bereich befindet, und desgleichen erfüllt sind.
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Auf
diese Weise wird bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
die Ausführbedingung des nicht provisorischen Korrekturvorgangs
als eine striktere Bedingung (das heißt als eine schwieriger
einzurichtende Bedingung) als die Ausführbedingung des
provisorischen Korrekturvorgangs eingestellt. Das heißt, der
Lernkorrekturvorgang wird in der Reihenfolge von dem provisorischen
Lernkorrekturvorgang zu dem nicht provisorischen Lernkorrekturvorgang
ausgeführt.
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Bei
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Einrichtung
der Ausführbedingung jedes Lernkorrekturvorgangs somit
bestimmt. Zusätzlich zu der Lernausführbedingungsbestimmung,
die in der 6 gezeigt ist, wird die Abfolge
der Vorgänge, die in der 7 gezeigt
sind, auch wiederholt in einem vorbestimmten Verarbeitungsintervall
wiederholt, wodurch das Vorhandensein/Nichtvorhandensein der Ausführung
des Lernvorgangs basierend auf einem Wert der Lernmarke F gesteuert
wird.
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Im
Folgenden werden ein Ausführungsmodus und die Vorgangsinhalte
des Lernvorgangs im Detail unter Bezugnahme auf die 4 und 8 zusätzlich
zu der 7 beschrieben. Wie dies in der 7 gezeigt
ist, wird bei einer Abfolge der Vorgänge zuerst bei einem
Schritt S31 bestimmt, ob der Wert der Lernmarke F die Ausführbedingung
erfüllt oder nicht. Nur dann, wenn die Ausführbedingung
erfüllt ist, das heißt nur dann, wenn die Lernmarke
F durch den Vorgang, der in der 6 gezeigt
ist, auf 1 oder 2 eingestellt ist, wird ein entsprechender Lernvorgang
bei einem folgenden Schritt S32 durchgeführt. Wie dies
in der 7 gezeigt ist, wird bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
derselbe Vorgang in den beiden Fällen ausgeführt,
in denen die Lernmarke F1 ist, und in dem die Lernmarke F2 ist.
Alternativ dazu können verschiedene Vorgänge den
zwei Fällen entsprechend zugeordnet werden.
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Der
Lernvorgang des Schritts 32 wird zum Beispiel in einem in der 4 gezeigten
Modus ausgeführt. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird
das Lernen basierend auf der Annahme durchgeführt, dass
eine Beziehung zwischen dem Antriebsstrombetrag PI (seitliche Achse)
des Ansaugsteuerventils 60 und der erforderlichen Abgabemenge PQ
(vertikale Achse) der Kraftstoffpumpe 14 in Bezug auf einen
normalen Zuordnungsanpassungswert, der in der 4 durch
eine durchgezogene Linie Q0 gezeigt ist, parallel zu der Richtung
des Antriebsstrombetrags PI (seitliche Achse) versetzt ist, und
sich ein durch eine gestrichelte Linie Q1 oder Q2 gezeigter Fehler
als der Hauptzuordnungsfehler ergibt.
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Anlässlich
des Lernvorgangs wird eine Abweichung des Strombetrags PI zwischen
der durchgezogenen Linie Q0 und der gestrichelten Linie Q1 (oder
der gestrichelten Linie Q2) in der 4 berechnet
und als ein Lernwert definiert. Genauer gesagt wird zum Beispiel
der Strombetrag PI allmählich durch eine Regelung (PID-Steuerung)
verändert, um die tatsächliche Abgabemenge (die
zum Beispiel aus dem Common-Rail-Druck umgewandelt wird) der erforderlichen
Abgabemenge PQ anzunähern, die durch die durchgezogene
Linie Q0 gezeigt ist. Ein Änderungsbetrag des Strombetrags
PI (der zum Beispiel als ein Integralwert berechnet wird) von dem Zeitpunkt
vor der Veränderung bis zu dem Zeitpunkt, an dem die tatsächliche
Abgabemenge mit der erforderlichen Abgabemenge PQ übereinstimmt,
ist als der Lernwert definiert. Der so erhaltene Lernwert wird zum
Beispiel in dem EEPROM, dem Backup-RAM oder desgleichen in einem
nichtflüchtigen Zustand gespeichert. Somit verbleiben sogar
dann, wenn die ECU 30 einmal bei einem Anhalten der Maschine
mit Energie beaufschlagt wird und erneut gestartet wird, die gespeicherten
Daten ohne gelöscht zu werden. Zusätzlich dazu
wird anlässlich des Lernvorgangs eine Verstärkung,
die separat von einer Verstärkung vorbereitet wird, die
für eine normale Kraftstoffeinspritzdrucksteuerung verwendet
wird, als eine Verstärkung der Regelung (das heißt
der PID-Konstanten) verwendet. Genauer gesagt wird eine Verstärkung
für das Lernen (zum Beispiel eine Verstärkung, die
eine höhere Empfindlichkeit gegenüber der Druckabweichung
DP als die Verstärkung G11 in der 5 hat),
die den Korrekturbetrag weiter als die Verstärkung für
die normale Steuerung (5) erhöht, als die
Verstärkung der Regelung (PID-Konstante) verwendet.
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Danach
wird der Lernwert, der durch den Lernvorgang gespeichert wurde,
als ein Korrekturkoeffizient verwendet. Das heißt, bei
einem Schritt S16 der 3 wird die Korrektur durchgeführt,
um die Abweichung von der durchgezogenen Linie Q0 unter Verwendung
des Lernwerts als dem Korrekturkoeffizienten zu kompensieren. Zum
Beispiel dann, wenn der Strombetrag während des Leerlaufs
ein Wert I0 ist, wird ein Fehler "PQ1–PQ0" der Abgabemenge durch
den Vorgang bei dem Schritt S16 in dem Fall der durchgezogenen Linie
Q1 kompensiert, oder ein Fehler "PQ2–PQ0" der Abgabemenge
wird durch den Vorgang bei dem Schritt S16 in dem Fall der durchgezogenen
Linie Q2 kompensiert.
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Wie
dies vorstehend beschrieben ist, wird bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
der vorstehend beschriebene Lernvorgang in Beziehung zu dem provisorischen
Lernkorrekturvorgang und dem nicht provisorischen Lernkorrekturvorgang
ausgeführt. Es wird angemerkt, dass sich die Effekte der entsprechenden
Arten der Lernkorrekturvorgänge aufgrund der Differenz
in den Ausführbedingungen unterscheiden. Die 8(a) bis 8(c) sind
grafische Darstellungen, die entsprechende Zustände des
Zuordnungsfehlers zeigen, der sich verringert, wenn sich das Lernfortschrittsmaß mit
dem Fortschritt des Lernens zum Beispiel von einer Stufe vor dem
Lernen, die in der 8(a) gezeigt ist,
bis zu der provisorischen Lernstufe, die in der 8(b) gezeigt
ist, und dann zu der nicht provisorischen Lernstufe, die in der 8(c) gezeigt ist, erhöht.
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Wie
dies in den 8(a) bis 8(c) gezeigt
ist, verringert sich ein Zuordnungsfehler Dt stufenweise, wenn das
Lernen fortschreitet. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
schreitet das Lernfortschrittsmaß im Wesentlichen in einer
Richtung von der Stufe vor dem Lernen zu der nicht provisorischen
Lernstufe voran. Dementsprechend wird, wenn das Lernen zu der nicht
provisorischen Lernstufe einmal vollendet ist, das Lernen nicht
erneut durchgeführt, bis die Druckabweichung DP anormal
groß wird. In dem Fall, in dem die Druckabweichung DP anormal
groß ist, kann ein Notfallvorgang (zum Beispiel ein Erleuchten einer
Warnlampe), der ein anderer als die Wiederausführung des
Lernens ist, ausgeführt werden.
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Auf
diese Weise verringert sich eine Steuerabweichung (ein Fehlerbereich),
wenn sich das Lernvorgangsmaß erhöht (das heißt
wenn das Lernen fortschreitet). Dementsprechend verschmälert
sich auch ein Einstellbereich eines Parameterwerts (des Antriebsstrombetrags
PI des Ansaugsteuerventils 60) auch als ein Lernobjekt.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird eine Position
der Druckbegrenzung zum Definieren einer Grenze eines variablen
Bereichs einer Verstärkung (insbesondere eines Integralverstärkungsausdrucks)
bezüglich der Regelung zum Bestimmen des Korrekturbetrags
in jeder Lernstufe gemäß dem Übergang
des Fehlerbereichs und letztendlich des Betrags des Einstellbereichs
des Strombetrags PI variabel eingestellt. Die 9 ist
ein Flussdiagramm, das eine Vorgangsreihenfolge des Druckbegrenzereinstellvorgangs
zeigt.
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Wie
dies in der 9 gezeigt ist, wird bei dem
Vorgang die Druckbegrenzungsvariable derart eingestellt, dass die
Druckbegrenzung verschiedene Werte gemäß den Werten
der Lernmarke F annimmt. Genauer gesagt wird, wenn die Lernmarke
F auf 1 eingestellt ist, bei dem Schritt S41 bestimmt, dass die Lernmarke
F auf 1 eingestellt ist, und provisorische Lerngrenzwerte G2a, G2b
werden für die Druckbegrenzung bei einem folgenden Schritt
S431 eingestellt. Wenn die Lernmarke F auf 2 eingestellt ist, wird bei
dem Schritt S42 bestimmt, dass die Lernmarke F auf 2 eingestellt
ist, und nicht provisorische Lerngrenzwerte G3a, G3b werden für
die Druckbegrenzung bei einem Folgeschritt S432 eingestellt. Wenn die
Lernmarke F auf einen anderen Wert als 1 oder 2 eingestellt ist
(zum Beispiel 0), werden Vorlerngrenzwerte G1a, G1b für
die Druckbegrenzung bei einem Schritt S433 eingestellt. Die Grenzwerte
werden für den Integralverstärkungsausdruck (I-Ausdruck)
bezüglich der variablen Steuerung (Regelung) des Antriebsstrombetrags
PI des Ansaugsteuerventils 60 eingestellt. Der Schutzbereich
(der Begrenzungsbereich), der durch die Grenzwerte definiert ist,
verschmälert sich, wenn sich das Lernfortschrittsmaß erhöht
(das heißt (der Schutzbereich in der Vorlernstufe) > (der Schutzbereich
in der provisorischen Lernstufe) > (der
Schutzbereich in der nicht provisorischen Lernstufe)).
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Im
Folgenden ist ein Einstellmodus der Druckbegrenzung genauer unter
Bezugnahme auf die 10 erklärt. Eine Vorrichtung,
die durch die in dem Patentdokument 1 beschriebene Vorrichtung repräsentiert
wird, die die Steuerzuordnung (I-Q-Zuordnung) durch einmaliges Ausführen
des Lernvorgangs korrigiert, wird als ein Vergleichsbeispiel verwendet. Die 10(a) zeigt einen Einstellmodus des Vergleichsbeispiels
und die 10(b) zeigt einen Einstellmodus
des vorliegenden Ausführungsbeispiels. Die folgende Erklärung
wird durch Vergleich der beiden gegeben. Jede der 10(a) und 10(b) zeigt eine Position der Druckbegrenzung
in jeder Stufe der Vorlernstufe, der provisorischen Lernstufe und
der nicht provisorischen Lernstufe durch die Verwendung des Druckbegrenzungswertes
in dem Fall, in dem die Druckabweichung gleich ist, als einen Bezugswert G0
(Abweichungszentrum).
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Wie
dies in der 10(a) gezeigt ist, werden bei
dem Vergleichsbeispiel die Druckbegrenzungen G1a, G1b während
der Vorlernzeitdauer eingestellt und die Druckbegrenzungen G3a,
G3b werden während der nicht provisorischen Lernzeitdauer
entsprechend als oberer Grenzwert und unterer Grenzwert des variablen
Bereichs des Integralverstärkungsausdrucks bezüglich
der Regelung eingestellt. Unter den zwei Paaren von Druckbegrenzungen
werden die Druckbegrenzungen G1a, G1b zu dem Zeitpunkt t2 zu den
Druckbegrenzungen G3a, G3b, die einen schmäleren Begrenzungsbereich
haben, umgeschaltet, wenn das Lernen fortschreitet.
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Im
Gegensatz dazu stellt die Steuervorrichtung gemäß dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel die Druckbegrenzungen
G1a, G1b der Vorlernzeitdauer, die Druckbegrenzungen G2a, G2b in
der provisorischen Lernzeitdauer und die Druckbegrenzungen G3a,
G3b in der nicht provisorischen Lernzeitdauer entsprechend dem oberen
Grenzwert und dem unteren Grenzwert des variablen Bereichs des Integralverstärkungsausdrucks
bezüglich der Regelung ein. Die drei Paare der Druckbegrenzungen
werden jeweils symmetrisch in Bezug auf den Bezugswert G0 (das Ballungszentrum)
eingestellt. Insbesondere werden der Begrenzungsbereich in der Vorlernzeitdauer
und letztendlich die Druckbegrenzungen G1a, G1b basierend auf einer
Abweichung des Druckparameters eingestellt, der vorab durch Experimente
oder desgleichen abgeschätzt wird. Zum Beispiel wird der Begrenzungsbereich
in der Vorlernzeitdauer unter der Annahme eingestellt, dass sich
der Antriebsstrombetrag PI des Ansaugsteuerventils 60 in
einem Bereich von etwa 460 mA zu jeder Seite des Abweichungszentrums
verändert (450 mA ist ein exemplarischer Wert, der durch
den Erfinder durch Experimente oder desgleichen bestätigt
wurde).
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Die
drei Paare der Druckbegrenzungen schalten zu einem Zeitpunkt t1
von den Druckbegrenzungen G1a, G1b zu den Druckbegrenzungen G2a, G2b
um, die den schmäleren Begrenzungsbereich definieren, und
schalten zu einem Zeitpunkt t2 von den Druckbegrenzungen G2a, G2b
zu den Druckbegrenzungen G3a, G3b um, die den noch schmäleren Begrenzungsbereich
definieren, wenn das Lernen fortschreitet. Das heißt, bei
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der variable
Bereich des Parameters (der Integralverstärkungsausdruck)
bezüglich des Korrekturbetrags des Lernkorrekturvorgangs (des
provisorischen Lernkorrekturvorgangs in der provisorischen Lernstufe
oder des nicht provisorischen Lernkorrekturvorgangs in der nicht
provisorischen Lernstufe) auf einen schmäleren Bereich
eingestellt, oder genauer gesagt wird er so eingestellt, dass er
in einem Bereich so schmal wie möglich ist, in dem das
Lernen für jede Lernstufe möglich ist, wenn sich
das Lernfortschrittsmaß (das heißt ein Maß des
Fortschritts von der Vorlernstufe zu dem Zeitpunkt, an dem der gesamte
Lernkorrekturvorgang vollendet ist) erhöht.
-
Somit
kann ein Auftreten der Nachteile wie beispielsweise eines Maschinenabwürgens
infolge einer schnellen Veränderung des Kraftstoffdrucks, das
vor der Vollendung des Lernkorrekturvorgangs auftreten kann, verhindert werden.
Die 11 ist eine Darstellung, die einen Modus eines
Verhinderns des Auftretens eines Verbrennungsmotorabwürgens durch
Einstellen der Druckbegrenzungen G2a, G2b in einem exemplarischen
Zustand zeigt, in dem die Maschine zum ersten Mal gestartet wird
nachdem die Maschine zusammengebaut ist (das heißt nachdem die
Maschine in dem Fahrzeug montiert ist). Hier wird dasselbe Vergleichsbeispiel
wie in der 10 verwendet. Ein Betriebsmodus
des Vergleichsbeispiels ist in der 11(a) gezeigt
und ein Betriebsmodus des vorliegenden Ausführungsbeispiels
ist in der 11(b) gezeigt. Die folgende
Erklärung wird durch Vergleichen der beiden gegeben.
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Wie
dies in der 11(a) gezeigt ist, verändern
sich bei dem Vergleichsbeispiel (entsprechend der 10(a))
dann, wenn die Gaspedalbetätigung vorgenommen wird, wie
es durch eine durchgezogene Linie L0a in der 11(a-1) gezeigt
ist, das heißt dann, wenn die Gaspedalbetätigung
zum weitgehenden und provisorischen Niederdrücken des Gaspedals
(das heißt ein Treten des Gaspedals) vorgenommen wird,
die Parameter bezüglich der Kraftstoffeinspritzdrucksteuerung
und der Maschinendrehzahl NE, das heißt der Integralverstärkungsausdruck,
der Ist-Common-Rail-Druck NP, der Ziel-Common-Rail-Druck PP und
die Maschinendrehzahl NE in ihren Modi, die jeweils durch eine Strichpunktlinie L1a
mit zwei Strichen, eine durchgezogene Linie L3a, eine gestrichelte
Linie L4a mit einem Strich und eine gestrichelte Linie L2a in der 11(a-2) gezeigt sind. Das heißt,
in diesem Beispiel wird der Integralverstärkungsausdruck übermäßig
zu der negativen Druckseite hin durch das Treten des Gaspedals integriert und
die Maschinendrehzahl NE wird als ein Ergebnis der übermäßigen
Integration des Integralverstärkungsausdrucks schnell verringert,
so dass die Maschine infolge eines Einspritzfehlers zu dem Maschinenabwürgen
kommt.
-
Im
Gegensatz dazu verändern sich in dem Fall der Steuerung
gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel,
wie dies in der 11(b) gezeigt ist, dann,
wenn die Gaspedalbetätigung (das Treten des Gaspedals)
erfolgt, wie dies durch eine durchgezogene Linie L0b in der 11(b-1) gezeigt ist, die Parameter bezüglich
der Kraftstoffeinspritzdrucksteuerung und der Maschinendrehzahl
NE, das heißt der Integralverstärkungsausdruck,
der Ist-Common-Rail-Druck NP, der Ziel-Common-Rail-Druck PP und
die Maschinendrehzahl NE in ihren Modi, wie dies durch eine Strichpunktlinie
L1b mit zwei Strichen, eine durchgezogene Linie L3b, eine gestrichelte
Linie L4b mit einem Strich und eine gestrichelte Linie L2b in der 11(b-2) jeweils gezeigt ist. Das heißt,
mit der Steuervorrichtung gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel wird eine übermäßige Integration
des Integralverstärkungsausdrucks (durch die gestrichelte
Linie L1b mit zwei Strichen gezeigt) durch Einstellen der Druckbegrenzungen
G2a, G2b verhindert (begrenzt). Folglich kann eine Verringerung
der Maschinendrehzahl NE infolge einer schnellen Veränderung
(einer schnellen Verringerung) des Kraftstoffdrucks verhindert werden
und letztendlich kann ein Auftreten des Maschinenabwürgens
verhindert werden.
-
Wie
dies vorstehend erklärt ist, übt die Kraftstoffeinspritzdruck-Steuervorrichtung
gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
die folgenden Effekte aus.
- (1) Die Kraftstoffeinspritzdruck-Steuervorrichtung (die
ECU 30 zur Maschinensteuerung) in dem Kraftstoffzuführsystem
(dem Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem), das den Kraftstoff
zu der Zielmaschine einspritzt und zuführt, steuert den Kraftstoffeinspritzdruck
zu dem Zeitpunkt der Einspritzzufuhr durch variables Steuern des
bestimmten Druckparameters. Die Kraftstoffeinspritzdruck-Steuervorrichtung
hat ein Programm (eine Lernkorrekturvorgangs-Ausführungseinrichtung,
Schritt S32 der 7), das nacheinander die zahlreichen
Arten des Lernkorrekturvorgangs (den provisorischen Lernkorrekturvorgang
und den nicht provisorischen Lernkorrekturvorgang) entsprechend
den Zahlreichen Arten von Ausführungsbedingungen, die in
der Striktheit in der Reihenfolge von dem Lernkorrekturvorgang,
der die weniger strikte Ausführbedingung benötigt
(Bezug auf die 6), durchführt, wobei
der Druckparameter (der Antriebsstrombetrag PI des Ansaugsteuerventils 60)
für die Einspritzdrucksteuerung als Ziel genommen wird.
Das Programm korrigiert die bestimmte Steuerregel (I-Q-Zuordnung in
der 4) zu jedem Zeitpunkt bezüglich der Kraftstoffeinspritzdrucksteuerung
basierend auf dem Lernwert des Strombetrags PI.
Zudem hat die
Kraftstoffeinspritzdruck-Steuervorrichtung ein Programm (eine Korrekturbereichs-Veränderungseinrichtung
in der 9), das den variablen Bereich des Lernkorrekturparameters
(des Integralverstärkungsausdrucks) bezüglich
des Korrekturbetrags (des Regelungskorrekturbetrags) des Lernkorrekturvorgangs
für den Strombetrag PI als dem Objekt des Lernens verschmälert,
wenn sich das Ausmaß des Lernfortschritts von der Stufe
vor dem Lernen zu dem Zeitpunkt, an dem der gesamte Lernkorrekturvorgang
ausgeführt wird, erhöht (das heißt wenn
das Lernen weiter fortschreitet).
Genauer gesagt wird bei dem
Schritt S32 in der 7 der provisorische Lernkorrekturvorgang, der
basierend auf der Einrichtung der bestimmten provisorischen Lernbedingung
(der Bedingung, dass sich die Maschine in dem Leerlaufbetriebszustand
befindet) ausgeführt wird, die weniger strikt als die nicht
provisorische Lernbedingung ist, ausgeführt, bevor der
nicht provisorische Lernkorrekturvorgang ausgeführt wird,
der basierend auf der Einrichtung der bestimmten nicht provisorischen
Lernbedingung ausgeführt wird (der Bedingung, dass sich
die Maschine in dem Leerlaufbetriebszustand befindet und der Kraftstoffeinspritzdruck
stabil ist). Bei dem in der 9 gezeigten
Vorgang, der auf den Stromwert PI abzielt, wird der variable Bereich
des Integralverstärkungsausdrucks bezüglich des
Korrekturbetrags des provisorischen Lernkorrekturvorgangs auf den
schmäleren Bereich als in der Stufe vor dem Lernen eingestellt,
wenn sich das Lernfortschrittsmaß in der provisorischen
Lernstufe befindet, und der variable Bereich des Integralverstärkungsausdrucks
bezüglich des Korrekturbetrags des nicht provisorischen
Lernkorrekturvorgangs wird auf den schmäleren Bereich als
in der provisorischen Lernstufe eingestellt, wenn sich das Lernfortschrittsmaß in
der nicht provisorischen Lernstufe befindet (Bezugnahme auf die 10).
Auf
diese Weise kann bei dem Schritt S32 in der 7, das heißt
durch den provisorischen Lernkorrekturvorgang und den nicht provisorischen Lernkorrekturvorgang,
die Steuerabweichung (ein Fehler in der bestimmten Steuerregel)
bezüglich des Kraftstoffeinspritzdrucks stufenweise verringert
werden. Zudem stellt der Vorgang der 9 den variablen
Bereich des Integralverstärkungsausdrucks auf den schmäleren
Bereich ein, wenn sich das Lernfortschrittsmaß erhöht.
Dementsprechend kann eine übermäßige
Korrektur infolge der übermäßigen Integration
des Integralverstärkungsausdrucks unterdrückt
werden, und infolge dessen kann ein Auftreten der Nachteile wie
beispielsweise des Maschinenabwürgens infolge der schnellen
Veränderung des Kraftstoffdrucks verhindert werden.
- (2) Die Kraftstoffeinspritzdruck-Steuervorrichtung hat ein Programm
(eine Begrenzungsverschärfungseinrichtung in der 9)
zum Verschärfen der Begrenzung bezüglich der Veränderung
des Druckparameters (des Strombetrags PI) als dem Lernobjekt, wenn
sich das Lernfortschrittsmaß vergrößert.
Bei dem Vorgang der 9 wird die Druckbegrenzung zum
Definieren der Grenze des variablen Bereichs des Integralverstärkungsausdrucks
auf die obere Grenze und die untere Grenze des variablen Zielbereichs
aufgebracht oder die Position der bereits definierten Druckbegrenzung
wird verändert. Somit wird der variable Bereich des Integralverstärkungsausdrucks
auf den schmäleren Bereich eingestellt, wenn sich das Lernfortschrittsmaß erhöht.
Mit solch einem Schema kann der variable Bereich des Integralverstärkungsausdrucks
entsprechend dem Lernfortschrittsmaß geeignet eingestellt
werden.
- (3) Die Kraftstoffeinspritzdruck-Steuervorrichtung hat ein Programm
(eine Regelungseinrichtung, die in der 3 gezeigt
ist) zum Regeln des Antriebsstrombetrags PI des Ansaugsteuerventils 60 basierend
auf der Druckabweichung DP als der Abweichung zwischen dem Zielwert
(dem berechneten Wert) und dem gemessenen Wert (dem Sensormesswert)
des Kraftstoffeinspritzdrucks. Somit kann der Kraftstoffeinspritzdruck
geeignet basierend auf der Steuerregel (der I-Q-Zuordnung, die in
der 4 gezeigt ist) gesteuert werden, die mit dem Lernwert
des Strombetrags PI korrigiert wird.
- (4) Die Druckbegrenzung wird auf den variablen Bereich des Integralverstärkungsausdrucks
angewendet, der insbesondere bei der Drucksteuerung wichtig ist.
Somit wird die übermäßige Integration durch
die Druckbegrenzung verhindert und die Kraftstoffeinspritzdrucksteuerung
wird geeignet durchgeführt.
- (5) Die Verstärkung bezüglich der Regelung
des Strombetrags PI (und letztendlich des Kraftstoffeinspritzdrucks),
die den Korrekturbetrag erhöht, wenn sich die Druckabweichung
erhöht, wird verwendet (Bezugnahme auf die 5).
Somit kann die Konvergenzcharakteristik der Regelung verbessert
werden (das heißt die Zeit, die für die Konvergenz
benötigt wird, kann verkürzt werden).
- (6) Die Verstärkung bezüglich des Lernens
wird separat von der Verstärkung vorbereitet, die für die
normale Kraftstoffeinspritzdrucksteuerung verwendet wird. Somit
kann der Lernkorrekturvorgang geeignet durch die Verwendung der
Verstärkung ausgeführt werden, die von der Verstärkung für
die normale Steuerung verschieden ist, während ein Einfluss
auf die normale Kraftstoffeinspritzdrucksteuerung begrenzt wird.
- (7) Die Verstärkung (zum Beispiel die Verstärkung mit
einer hohen Sensitivität in Bezug auf die Druckabweichung),
die den Korrekturbetrag größer als den Korrekturbetrag
macht, der durch die Verstärkung vorgesehen wird, die für
die normale Kraftstoffeinspritzdrucksteuerung verwendet wird, wird
als die Verstärkung für das Lernen verwendet.
Somit ist mit dem variablen Bereich, der durch den Vorgang der 9 eingestellt
ist, die Konvergenzcharakteristik der Regelung des Strombetrags
PI (und letztendlich des Kraftstoffeinspritzdrucks) verbessert und
die Lernzeitdauer ist verkürzt, während das Auftreten
der Nachteile wie beispielsweise des Maschinenabwürgens
infolge der schnellen Veränderung des Kraftstoffdrucks
verhindert wird.
- (8) Der Gegenstand des Lernens ist der Parameter bezüglich
der Abgabemenge der Kraftstoffpumpe 14. Genauer gesagt
wird das Lernen, das auf den Parameter bezüglich des Antriebsbetrags des
Ansaugsteuerventils 60 abzielt, das heißt den Antriebsstrombetrag
PI des Ansaugsteuerventils 60, durchgeführt. Somit
kann der Kraftstoffeinspritzdruck mit einer hohen Steuerfähigkeit
gesteuert werden.
- (9) Die Ausführbedingung des provisorischen Lernkorrekturvorgangs
(provisorische Lernbedingung) beinhaltet eine Bedingung, dass sich
die Maschine in dem Leerlaufbetriebszustand befindet. Die Ausführbedingung
des nicht provisorischen Lernkorrekturvorgangs (nicht provisorische Lernbedingung)
beinhaltet eine Bedingung, dass die provisorische Lernbedingung
eingerichtet ist, und eine Bedingung bezüglich des Kraftstoffeinspritzdrucks
(Bezugnahme auf die 6). Mit solchen Ausführbedingungen
kann der Fehler bei der Steuerregel als dem Korrekturobjekt stufenweise
mit einer hohen Genauigkeit durch den provisorischen Lernkorrekturvorgang
und den nicht provisorischen Lernkorrekturvorgang verringert werden.
- (10) Die Kraftstoffeinspritzdruck-Steuervorrichtung hat ein
Programm (eine Common-Rail-Druckmesseinrichtung, Schritt S13 der 3)
zum Messen des Drucks in der Common-Rail und ein Programm (eine
Einspritzdrucksteuereinrichtung, Schritte S14 bis S17 der 3) zum
Steuern des Kraftstoffeinspritzdrucks, um den Druckmesswert (den
Ist-Common-Rail-Druck NP) dem Zielwert (dem Ziel-Common-Rail-Druck PP)
anzunähern. Mit solch einem Aufbau der Kraftstoffeinspritzdruck-Steuervorrichtung
kann das Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem den Hochdruckkraftstoff,
dessen Einspritzdruck mit hoher Genauigkeit gesteuert wird, zu der
Zielmaschine einspritzen und zuführen. Die Einspritzung des
Hochdruckkraftstoffs ist eine Technologie, die stark zu der Verbesserung
der Abgasemissionen einer Maschine für ein Fahrzeug und
desgleichen beiträgt. Solch ein Aufbau ist auch zur Realisierung
eines umweltfreundlichen, sauberen Dieselverbrennungsmotors bedeutsam.
-
Es
wird angemerkt, dass das vorstehende Ausführungsbeispiel
wie folgt zur Ausführung abgewandelt werden kann.
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Die
Art der Verstärkung als das Objekt der Druckbegrenzungseinstellung
ist nicht auf den Integralausdruck (den I-Ausdruck) beschränkt,
sondern kann ein beliebiger Ausdruck sein. Zum Beispiel kann eine
oder eine beliebige Kombination von PID-Konstanten (ein Proportionalausdruck,
ein Integralausdruck oder ein Differenzialausdruck) verwendet werden.
Unter den drei Ausdrücken ist der Proportionalausdruck
als das nächste Objekt nach dem Integralausdruck geeignet.
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Bei
dem vorstehenden Ausführungsbeispiel wird der einzelne
Parameter (der Strombetrag PI) als der Druckparameter (der Druck
oder der Parameter, der den Druck beeinflusst) als das Lernobjekt
verwendet. Alternativ dazu kann der Lernvorgang für zahlreiche
Druckparameter durchgeführt werden.
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Bei
dem vorstehenden Ausführungsbeispiel werden das Lernen
und das Korrigieren nur für die seitliche Komponente (die
Stromrichtung) der I-Q-Zuordnung durchgeführt (4).
Alternativ dazu kann das Lernen und Korrigieren auch für
eine geneigte Komponente in einem Modus ähnlich dem der
in dem Patentdokument 1 beschriebenen Vorrichtung durchgeführt
werden.
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Bei
dem vorstehenden Ausführungsbeispiel wird ein Beispiel
zum Durchführen der Kraftstoffeinspritzsteuerung basierend
auf der einzelnen Steuerzuordnung als ein einfaches Beispiel des
Aufbaus beschrieben. Alternativ dazu können zum Beispiel zahlreiche
Steuerzuordnungen, die jeweils mit dem Maschinenbetriebszustand,
der Einspritzbedingung und desgleichen verbunden sind, verwendet
werden. Das Lernen, das Korrigieren und das Einstellen der Druckbegrenzung
kann für jeden von dem Maschinenbetriebszustand (zum Beispiel der
Maschinendrehzahl), der Einspritzbedingung (zum Beispiel dem Common-Rail-Druck)
und desgleichen in Bezug auf jede Steuerzuordnung durchgeführt
werden. Somit wird ein Fehler infolge der individuellen Differenz
für jede Zuordnung kompensiert, wodurch eine Kraftstoffeinspritzsteuerung
mit einer höheren Genauigkeit ermöglicht wird.
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Der
Einstellmodus der Druckbegrenzung ist nicht auf das Verfahren des
Einstellens verschiedener Werte für eine Zuordnung gemäß dem
Lernfortschrittsmaß begrenzt, wie dies in der 9 gezeigt ist,
sondern kann beliebig sein. Zum Beispiel können zahlreiche
Zuordnungen, die mit verschiedenen Begrenzungswerten eingestellt
sind, vorab vorbereitet werden und können gemäß dem
Lernfortschrittsmaß umgeschaltet werden.
-
Bei
dem vorstehenden Ausführungsbeispiel wird ein Beispiel
eines Ausführens des Lernkorrekturvorgangs in den zwei
Stufen des nicht provisorischen Lernkorrekturvorgangs und des provisorischen
Lernkorrekturvorgangs als ein einfaches Aufbaubeispiel beschrieben.
Alternativ dazu kann der Lernkorrekturvorgang in drei oder mehr
Stufen ausgeführt werden.
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Sogar
ohne ein Einstellen der Druckbegrenzung auf den variablen Bereich
der Verstärkung kann, solange die Kraftstoffeinspritzdruck-Steuervorrichtung
ein Programm (eine Begrenzungsverschärfungseinrichtung)
zum Verschärfen der Begrenzung bezüglich der Veränderung
des Druckparameters (des Strombetrags PI) als dem Lernobjekt hat,
wenn sich das Lernfortschrittsmaß erhöht, zumindest
ein Effekt erzielt werden, der derselbe oder ähnlich dem Effekt
(1) ist.
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Genauer
gesagt kann die Druckbegrenzung in einem Modus ähnlich
dem in der 10(b) gezeigten Modus auf
den variablen Bereich des Druckparameters (zum Beispiel dem Strombetrag
PI) als dem Lernobjekt eingestellt werden und die Position der Druckbegrenzung
kann gemäß dem Lernfortschrittsmaß verändert
werden (so dass sich der variable Bereich mit dem Fortschritt verschmälert).
Somit kann die Begrenzung bezüglich der Veränderung
des Druckparameters mehr verstärkt werden, wenn sich das
Lernfortschrittsmaß vergrößert.
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Alternativ
dazu kann bei dem vorstehenden Ausführungsbeispiel eine
Verstärkung, die äquivalent zu einem Veränderungsbetrag
des Druckparameters (des Strombetrags PI) pro Zeiteinheit ist (das
heißt eine Druckänderungsrate), verringert werden
(das heißt der Druckparameter kann dazu gebracht werden,
dass er schwieriger zu ändern ist), wenn sich das Lernfortschrittsmaß vergrößert.
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Kurz
gesagt wird mit dem Aufbau, bei dem der Druckparameter als das Lernobjekt
weniger veränderbar wird oder die Bedingung oder der Bereich, der
die Veränderung des Druckparameters unmöglich
macht, sich vergrößert, wenn sich das Lernfortschrittsmaß vergrößert,
die Veränderung des Kraftstoffdrucks weiter verhindert,
wenn das Lernen weiter fortschreitet. Folglich kann ein Auftreten
der Nachteile wie beispielsweise des Maschinenabwürgens
infolge der schnellen Veränderung des Kraftstoffdrucks verhindert
werden.
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Die
Art der Maschine als das Steuerobjekt (inklusive einer Zündkerzen-Benzinmaschine
oder desgleichen) oder der Systemaufbau kann gemäß seiner
Anwendung nach Bedarf verändert werden.
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Das
vorstehende Ausführungsbeispiel oder die Abwandlungen gehen
von der Verwendung zahlreicher Arten von Software (von Programmen)
aus. Alternativ dazu können ähnliche Funktionen
mit Hardware wie beispielsweise fest verschalteten Leitungen realisiert
werden.
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele
beschränkt, sondern kann auf zahlreiche andere Arten und
Weisen umgesetzt werden, ohne den Umfang der Erfindung zu verlassen,
der durch die beigefügten Ansprüche definiert
ist.
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Eine
Kraftstoffeinspritzdruck-Steuervorrichtung zum Steuern eines Kraftstoffeinspritzdrucks
eines Common-Rail-Kraftstoffzuführsystems, das Kraftstoff
zu einer Zielmaschine einspritzt und zuführt, führt
zahlreiche Arten von Lernkorrekturvorgängen (provisorischen
Lernkorrekturvorgang und nicht provisorischen Lernkorrekturvorgang)
entsprechend zahlreichen Ausführungsbedingungen, die in
ihrer Striktheit verschieden sind, für einen Antriebsstrombetrag
eines Ansaugsteuerventils (60), das für die Kraftstoffeinspritzdrucksteuerung
verwendet wird, in einer Reihenfolge von dem Lernkorrekturvorgang
mit der weniger strikten Ausführungsbedingung aus aus und
korrigiert eine bestimmte Steuerregel jedes Mal bezüglich
der Kraftstoffeinspritzdrucksteuerung basierend auf einem Lernwert
des Antriebsstrombetrags. Die Steuervorrichtung stellt einen schmäleren variablen
Bereich eines Integralverstärkungsausdrucks bezüglich
eines Korrekturbetrags des Lernkorrekturvorgangs für den
Antriebsstrombetrag ein, wenn sich das Lernfortschrittsmaß vergrößert.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 2004-293540
A [0005]