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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Common-Rail-Kraftstoffeinspritzvorrichtung,
die eine Funktion zum Messen und Lernen einer gegenwärtigen
Kraftstoffabgabemenge zum Durchführen einer Kennwertkompensation
bzw. einer Charakteristikkompensation einer Hochdruckpumpe hat,
welche Kraftstoff zu einer Hochdruckkraftstoff speichernden Common
Rail pumpt, und auf ein Verfahren zum Kompensieren einer Pumpkennlinie
der Hochdruckpumpe.
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Eine
Common-Rail-Kraftstoffeinspritzvorrichtung steuert eine Abgabemenge
einer Hochdruckpumpe, um einen Leitungsdruck (Druck von Kraftstoff,
der in einer Common Rail bzw. einer gemeinsamen Druckleitung gespeichert
ist), um eine Verringerung des Leitungsdrucks aufgrund einer Kraftstoffeinspritzung
zu verhindern, oder um den Leitungsdruck in Antwort auf eine Veränderung
eines Betriebszustands zu erhöhen. Es existiert eine Hochdruckpumpe
nach Ansaugsteuerungsart, dessen Kraftstoffabgabemenge durch Abmessen
einer Strömungsmenge des Kraftstoffs, der in eine Druckbeaufschlagungskammer
der Hochdruckpumpe gesaugt wird, mit einem Saugsteuerungsventil
gesteuert wird.
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Bei
einer derartigen Art der Common-Rail-Kraftstoffeinspritzvorrichtung
wird ein Öffnungsgrad des Saugsteuerungsventils durch einen Steuerungsbefehl
eingestellt, der von einer Steuerungseinrichtung ausgegeben wird,
um die Abgabemenge der Hochdruckpumpe zu steuern, wodurch der Leitungsdruck
gesteuert wird. Daher ist es erforderlich, dass die Abgabemenge
der Hochdruckpumpe mit Bezug auf einen Steuerungswert des Saugsteuerungsventils
(ein Antriebsstromwert zum Erhalten eines vorbestimmten Öffnungsgrads
des Saugsteuerungsventils), der an das Saugsteuerungsventil ausgegeben
wird, mit einem vorbestimmten Pumpkennwert bzw. einer vorbestimmten
Pumpcharakteristik übereinstimmt.
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Es
gibt jedoch die Möglichkeit, dass die gegenwärtig
von der Hochdruckpumpe abgegebene Abgabemenge (gegenwärtige
Abgabemenge) mit Bezug auf den Steuerungswert des Saugsteuerungsventils
aufgrund von verschiedenen Faktoren variiert, wie zum Beispiel aufgrund
einer Herstellungsabweichung des Saugsteuerungsventils, aufgrund
einer Abweichung durch Alterung oder aufgrund einer Veränderung
der Viskosität des Kraftstoffs, einer Spulenanziehung oder
dergleichen infolge einer Temperaturcharakteristik. Daher gab es übliche
vorgeschlagene Technologien zum Erlernen und Kompensieren der Abweichung
der gegenwärtigen Abgabemenge der Hochdruckpumpe.
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Patentdokument
1 (
JP-A-2004-293540 )
beschreibt beispielsweise eine Technologie, die einen Abweichungsbetrag
bezüglich eines Stroms zwischen einem gegenwärtigen
Kennwert eines Saugsteuerungsventils zwischen einem aufgebrachten Strom
und einer Abgabemenge und einem vorbestimmten mittleren Kennwert
berechnet und eine Korrektur bezüglich einer Drehzahl während
einem Warmleerlauf und eine Zwangsleerlauferhöhung vor einer
Drucksteuerung einer Common Rail durchführt. Die Technologie
berechnet einen Abweichungsbetrag einer Steigung einer Kennwertlinie
zwischen dem aufgebrachten Strom und der Abgabemenge basierend auf
der Abgabemenge, die der Abweichungsmenge nach der Korrektur entspricht.
Somit führt die Technologie die Korrektur in einer Erhöhungsrichtung
durch.
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Patentdokument
2 (
JP-A-2005-139928 )
beschreibt eine Technologie, die einen Steuerwert eines Saugsteuerungsventils
allmählich erhöht, um einen Öffnungsgrad
des Saugsteuerungsventils allmählich zu vergrößern,
und die eine Regelung eines Steuerungswerts eines Druckverringerungsventils durchführt,
um einen Druck in einer Common Rail beizubehalten, damit dieser
konstant ist, wenn ein Lernzustand erreicht wird. Die Technologie
erhält den Steuerungswert des Saugsteuerungsventils zu
der Zeit, wenn ein Veränderungsbetrag des Steuerungswerts
des Druckverringerungsventils gleich zu oder weniger als ein vorbestimmter
Wert als ein Maximalabgabesteuerungswert wird. Die Technologie erhält einen
Saugstartsteuerungswert zu der Zeit, wenn eine Hochdruckpumpe in
einer Zufuhrpumpe ein Ansaugen beginnt. Die Technologie erhält
einen Pumpkennwert aus den beiden Steuerungswerten. Die Technologie
erhält einen Steuerungswert des Saugsteuerungsventils basierend
auf einem Öffnungsgrad des Saugsteuerungsventils, der in Übereinstimmung mit
einem Fahrzeugbetriebszustand berechnet wird, und auf dem erlernten
und korrigierten Pumpkennwert.
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Die
Technologie von Patentdokument 1 kann den Pumpkennwert in einem
Bereich erlernen, in dem die Maschinendrehzahl hoch ist, wie zum
Beispiel in einem Zwangsleerlauferhöhungsbereich. Die Kompensation
in einem Bereich der großen Abgabemenge kann jedoch nicht über
einen gesamten Verwendungsbereich der Maschinendrehzahl durchgeführt
werden.
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Die
Technologie von Patentdokument 2 kann das Erlernen und die Kompensation über
Bereiche von einem Bereich, in dem die Abgabemenge klein ist, bis
zu einem Bereich durchführen, in dem die Abgabemenge groß ist.
Da die Kompensation jedoch unter der Bedingung eines konstanten
Betriebs durchgeführt wird, in dem sich ein Zieldruck der
Common Rail nicht verändert, wird eine Erlernhäufigkeit herabgesetzt.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Common-Rail-Kraftstoffeinspritzvorrichtung,
die in der Lage ist, ein Erlernen über einen gesamten Bereich
einer Abgabemenge einer Hochdruckpumpe regelmäßig
durchzuführen, und ein Verfahren zum Kompensieren eines
Pumpkennwerts bzw. einer Pumpcharakteristik der Hochdruckpumpe bereitzustellen.
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Gemäß einem
Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung gibt eine Steuerungseinrichtung
einer Common-Rail-Kraftstoffeinspritzvorrichtung einen Steuerungsbefehl
an eine Hochdruckpumpe aus, um die Hochdruckpumpe dazu zu veranlassen,
Hochdruckkraftstoff mit einer vorbestimmten Menge zuzuführen,
wenn eine Drehzahl einer Maschine auf einen vorbestimmten Messgegenstandswert
bei dem Vorgang der Druckverringerung in einer Common Rail in dem
Fall sinkt, in dem ein Verzögerungsbefehl zu der Maschine
ausgegeben wird. Die Common-Rail-Kraftstoffeinspritzvorrichtung
weist eine Druckveränderungsabfühlvorrichtung
auf, die eine Leitungsdruckveränderung in der Common Rail
zu dieser Zeit mit einem Drucksensor abfühlt bzw. misst.
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Wenn
der Verzögerungsbefehl ausgegeben wird, verringert sich
der Druck in der Common Rail und zudem sinkt die Maschinendrehzahl.
Daher kann bei diesem Vorgang eine Drehzahl zum Erhalten von Daten
zur Kompensierung einer Pumpkennwerts mit einem hohen Freiheitsgrad
ausgewählt werden, und eine Auswahl bei niedriger Drehzahl
ist ebenfalls leicht. Durch Ausgeben des Steuerungsbefehls an die
Hochdruckpumpe, um die Hochdruckpumpe dazu zu veranlassen, den Hochdruckkraftstoff
mit einer vorbestimmten Menge dann abzugeben, wenn die Maschinendrehzahl
eine gewünschte Drehzahl erreicht, und durch Abfühlen
der Leitungsdruckveränderung in der Common Rail kann der
Pumpkennwert der Hochdruckpumpe basierend auf der Leitungsdruckveränderung
kompensiert werden.
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Gemäß einem
weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung weist die Common-Rail-Kraftstoffeinspritzvorrichtung
eine Abgabemengenberechnungsvorrichtung auf, die eine gegenwärtige
Abgabemenge des durch die Hochdruckpumpe abgegebenen Hochdruckkraftstoffs
basierend auf der Leitungsdruckveränderung berechnet, die
mit der Druckveränderungsabfühlvorrichtung abgefühlt
bzw. gemessen wird. Demnach kann die gegenwärtige Abgabemenge
für die Kennwertkompensation verwendet werden.
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Gemäß einem
weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung weist die Common-Rail-Kraftstoffeinspritzvorrichtung
eine Korrekturwertberechnungsvorrichtung auf, die einen Korrekturwert
der Kraftstoffabgabemenge der Hochdruckpumpe durch Vergleichen der
gegenwärtigen Abgabemenge, die durch die Abgabemengenberechnungsvorrichtung
berechnet wird, mit einem Referenzkennwert der Hochdruckpumpe berechnet.
Somit kann der Korrekturwert über einen weiten Bereich der
Drehzahl erhalten werden.
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Gemäß einem
weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung weist die Common-Rail- Kraftstoffeinspritzvorrichtung
eine Kennwertkompensiervorrichtung auf, die die Kennwertkompensation
der Kraftstoffabgabemenge der Hochdruckpumpe mit Bezug auf den Steuerungsbefehl basierend
auf dem durch die Korrekturwertberechnungsvorrichtung berechneten
Korrekturwerts durchführt. Daher kann das Erlernen und
Kompensieren des Pumpkennwerts über einen weiten Bereich
der Drehzahl durchgeführt werden.
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Gemäß einem
weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung setzt die Druckveränderungsabfühlvorrichtung
einen Messzeitpunkt der Leitungsdruckveränderung nach einer
Zeitdauer seit dem Ausgeben des Steuerungsbefehls bis zu einem Stabilisieren
des Kraftstoffpumpzustand der Hochdruckpumpe basierend auf einem
Kraftstoffabgabezeitpunkt der Hochdruckpumpe fest. Obwohl die Hochdruckpumpe
ein Saugsteuerungsventil zum Regulieren der Abgabemenge aufweist,
gibt es eine Verzögerung bei dem Saugsteuerungsventil von
dem Ausgeben des Steuerungsbefehls bis zum Stabilisieren eines Ventilöffnungszustands.
Zudem gibt es eine Verzögerung bei der Hochdruckpumpe von
dem Saugen des Kraftstoffs bis zu dem Abgeben des Kraftstoffs. Demnach
kann das Messen durch Festsetzen des Messzeitpunkts der Leitungsdruckveränderung
durch Einbeziehen der vorhergehend genannten Verzögerungen
akkurat in einem stabilen Zustand durchgeführt werden.
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Gemäß einem
noch weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung weist die
Common-Rail-Kraftstoffeinspritzvorrichtung das Saugsteuerungsventil
auf, das einen Öffnungsgrad eines Zufuhrdurchgangs zum
Zuführen des Kraftstoffs zu der Hochdruckpumpe zum Regulieren
der Abgabemenge der Hochdruckpumpe reguliert. Demnach kann die vorliegende
Erfindung auch auf eine Hochdruckpumpe nach Saugsteuerungsart angewandt werden.
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Merkmale
und Vorteile von Ausführungsbeispielen als auch Betriebsverfahren
und die Funktionen der diesbezüglichen Teile sind aus einem
Studium der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung, der
angehängten Ansprüche und der Zeichnungen erfassbar,
die alle einen Teil dieser Anmeldung bilden. In den Zeichnungen:
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1 ist
ein Schaubild, das einen Aufbau einer Common-Rail-Kraftstoffeinspritzvorrichtung
gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 ist
eine Querschnittsansicht, die eine Zufuhrpumpe gemäß dem
ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
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3 ist
ein Zeitdiagramm, das einen Betrieb zum Steuern eines Leitungsdrucks
gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
zeigt;
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4 ist
ein Flussdiagramm, das ein durch eine Steuerungseinrichtung durchgeführtes
Verarbeiten von Inhalten gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
zeigt;
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5 ist
ein Zeitdiagramm, das eine Lernverarbeitung eines Pumpkennwerts
gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
zeigt;
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6 ist
ein I-Q-Kennwertdiagramm der Zufuhrpumpe gemäß dem
ersten Ausführungsbeispiel; und
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7 ist
ein Diagramm, das einen Betrieb zum Steuern eines Leitungsdrucks
gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Nachfolgend
ist ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
mit Bezug auf 1 bis 6 erklärt.
Als erstes ist ein Aufbau einer Common-Rail-Kraftstoffeinspritzvorrichtung
gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
mit Bezug auf 1 und 2 erklärt.
Die in 1 gezeigte Common-Rail-Kraftstoffeinspritzvorrichtung
ist ein System zum Durchführen einer Kraftstoffeinspritzung
zu einer Vierzylindermaschine (beispielsweise einer (nicht gezeigten)
Dieselmaschine) und hat eine Common Rail 1, Injektoren 2,
eine Zufuhrpumpe 3, eine Steuerungseinrichtung 4 (die
als eine Druckveränderungsabfühlvorrichtung, eine
Abgabemengenberechnungsvorrichtung, eine Korrekturwertberechnungsvorrichtung
und eine Kennwertkompensiervorrichtung wirkt) und dergleichen. Die
Steuerungseinrichtung 4 weist eine ECU (Maschinensteuerungseinheit: elektronische
Steuerungseinheit) und eine EDU (eine Antriebseinheit: elektronische
Antriebseinheit) auf. 1 zeigt ein Beispiel, in dem
die ECU und die EDU im Inneren der einzelnen Steuerungseinrichtung 4 montiert
sind. Alternativ können die ECU und die EDU einzeln angebracht
sein.
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Die
Common Rail 1 ist ein Speicherbehälter zum Speichern
von Hochdruckkraftstoff, der zu den Injektoren 2 zugeführt
werden soll. Die Common Rail 1 ist mit einem Abgabeanschluss
der Zufuhrpumpe 3 verbunden, die den Hochdruckkraftstoff
durch ein Pumpenrohr 6 (Hochdruckkraftstoffdurchgang) derart
abgibt, dass ein Leitungsdruck gleichbedeutend zu einem Kraftstoffeinspritzdruck
kontinuierlich in der Common Rail 1 gespeichert bzw. angesammelt
wird. Die Common Rail 1 ist mit mehreren Injektorrohren 7 zum
Zuführen des Hochdruckkraftstoffs zu den jeweiligen Injektoren 2 verbunden.
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Ein
Druckbegrenzer 10 als ein Sicherheitsventil ist bei einem
Entlassungsrohr 9 vorgesehen, durch das der Kraftstoff
zu einem Kraftstofftank 8 von der Common Rail 1 rückgeführt
wird. Falls der Kraftstoffdruck in der Common Rail 1 einen
festgesetzten Grenzwert übersteigt, öffnet sich
der Druckbegrenzer 10, um den Kraftstoffdruck in der Common
Rail 1 genau auf oder unter den festgesetzten Grenzwert
zu steuern.
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Ein
Druckverringerungsventil 11 ist bei der Common Rail 1 zum
Regulieren eines Öffnungsgrads eines Abgabedurchgangs (eines
Durchgangs, der die Common Rail 1 und das Entlastungsrohr 9 verbindet)
angebracht, in den der in der Common Rail 1 gespeicherte
Kraftstoff überfließt. Das Druckverringerungsventil 11 wirkt,
um den Leitungsdruck durch das Entlastungsrohr 9 schnell
zu verringern. Die Steuerungseinrichtung 4 kann eine Verringerungssteuerung
des Leitungsdrucks auf einen Druck, der einem Fahrzeugbetriebszustand
entspricht, durch Regulieren eines Öffnungsgrads des Druckverringerungsventils 11 schnell
durchführen. Das Druckverringerungsventil 11 ist
ein Ventil nach Art mit variablem Öffnungsbereich, das
ein Ventil zum Verändern des Öffnungsgrads des
Abgabedurchgangs und ein Solenoid zum Einstellen eines Ventilöffnungsgrads
(ein Öffnungsbereich) des Ventils in Übereinstimmung
mit einem Steuerungswert des Druckverringerungsventils (Antriebsstromwert
des Druckverringerungsventils) aufweist, der von der Steuerungseinrichtung 4 ausgegeben
wird. Das Druckverringerungsventil 11 ist ein Ventil nach
drucklos geschlossener Art, dessen Ventilöffnungsgrad in
einen vollständig geschlossenen Zustand gebracht wird,
wenn ein Erregen des Solenoids angehalten wird.
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Die
Injektoren 2 sind an jeweiligen Zylindern der Maschine
montiert, um den Kraftstoff zu den Zylindern einzuspritzen und zuzuführen.
Jeder Injektor 2 hat eine Kraftstoffeinspritzdüse,
die mit einem stromabwärtigen Ende eines jeden von den
mehreren Injektorrohren 7, die von der Common Rail 1 abzweigen,
verbunden ist, zum Einspritzen und Zuführen des in der
Common Rail 1 gespeicherten Hochdruckkraftstoffs in jeden
Zylinder, ein elektromagnetisches Ventil zum Durchführen
einer Hubsteuerung einer Nadel, die in der Kraftstoffeinspritzdüse
aufgenommen ist, und dergleichen. Leckkraftstoff von den Injektoren 2 wird
durch das Entlastungsrohr 9 ebenfalls zu dem Kraftstofftank 8 rückgeführt.
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Als
nächstes ist ein Aufbau der Zufuhrpumpe 3 mit
Bezug auf 2 erklärt. Die Zufuhrpumpe 3 hat eine
Förderpumpe 12 (die in einem um 90° gedrehten Zustand
in 2 gezeigt ist), ein Regulierventil 13, ein
Saugsteuerungsventil 14, eine Hochdruckpumpe 15 und
dergleichen. Die Förderpumpe 12 ist eine Niederdruckzufuhrpumpe,
die den Kraftstoff von dem Kraftstofftank 8 durch einen
Kraftstofffilter 8a ansaugt und den Kraftstoff zu der Hochdruckpumpe 15 befördert.
Die Förderpumpe 12 besteht aus einer Trochoidpumpe,
die durch eine Nockenwelle 16 gedreht und angetrieben wird.
Falls die Förderpumpe 12 angetrieben wird, wird
der durch einen Kraftstoffeinlass 17 angesaugte Kraftstoff
durch das Saugsteuerungsventil 14 zu der Hochdruckpumpe 15 zugeführt.
Die Nockenwelle 16 ist eine Pumpenantriebswelle und wird
durch eine Kurbelwelle der Maschine angetrieben.
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Das
Regulierventil 13 ist bei einem Kraftstoffdurchgang 19 vorgesehen,
der eine Abgabeseite und ein Zufuhrseite der Förderpumpe 12 verbindet.
Falls ein Abgabedruck der Förderpumpe 12 auf einen
vorbestimmten Druck steigt, öffnet sich das Regulierventil 13,
um den Abgabedruck der Förderpumpe 12 derart zu
regeln, dass der Abgabedruck den vorbestimmten Druck nicht übersteigt.
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Das
Saugsteuerungsventil 14 ist bei einem Zufuhrdurchgang 21 vorgesehen,
der den Kraftstoff von der Förderpumpe 12 in die
Hochdruckpumpe 15 einbringt. Das Saugsteuerungsventil 14 verändert und
stellt den Leitungsdruck durch Regulieren einer Saugmenge des Kraftstoffs
ein, der in eine Druckbeaufschlagungskammer 22 (Kolbenkammer)
der Hochdruckpumpe 15 gesaugt wird. Das Saugsteuerungsventil 14 ist
ein Ventil nach Art mit variablem Öffnungsbereich, das
ein Ventil 23 zum Verändern eines Öffnungsgrads
des Zufuhrdurchgangs 21 und ein lineares Solenoid 24 zum
Regulieren eines Ventilöffnungsgrads (eines Öffnungsbereichs)
des Ventils 23 in Übereinstimmung mit einem Steuerungswert
des Saugsteuerungsventils aufweist, der von der Steuerungseinrichtung 4 ausgegeben
wird. Der Steuerungswert des Saugsteuerungsventils ist ein Antriebsstromwert
des Saugsteuerungsventils zum Erhalten eines in der Steuerungseinrichtung 4 berechneten Öffnungsgrads
in Übereinstimmung mit einem Betriebszustand. Das Saugsteuerungsventil 14 ist beispielsweise
ein Ventil nach drucklos geschlossener Art, dessen Öffnungsgrad
in einen vollständig geschlossenen Zustand gebracht wird,
wenn die Erregung des linearen Solenoids 24 angehalten
ist.
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Die
Hochdruckpumpe 15 ist eine Tauchkolbenpumpe, die den von
dem Saugsteuerungsventil 14 zugeführten Kraftstoff
mit Hochdruck beaufschlagt und den druckbeaufschlagten Kraftstoff
zu der Common Rail 1 zuführt. Die Hochdruckpumpe 15 hat Tauchkolben 25a, 25b,
die durch die Nockenwelle 16 hin und her bewegt werden,
ein Saugventil 26 zum Zuführen des Kraftstoffs
zu der Druckbeaufschlagungskammer 22, dessen Volumen mit
einer Hin- und Herbewegung des Tauchkolbens 25a (25b)
variiert, und ein Abgabeventil 27 zum Abgeben des in der Druckbeaufschlagungskammer 22 beaufschlagten Kraftstoffs
in Richtung der Common Rail 1.
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Der
Tauchkolben 25a (25b) wird durch eine Feder 30 gegen
einen Nockenring 29 gedrückt, der um einen exzentrischen
Nocken 28 der Nockenwelle 16 angebracht ist. Falls
sich die Nockenwelle 16 dreht, bewegen sich die zwei Tauchkolben 25a, 25b in
Antwort auf eine exzentrische Bewegung des Nockenrings 29 hin
und her. Falls der Tauchkolben 25a (25b) abwärts
sinkt und der Druck in der Druckbeaufschlagungskammer 22 sinkt,
schließt sich das Abgabeventil 27 und zudem öffnet
sich das Saugventil 26. Somit wird der durch das Saugsteuerungsventil 14 abgemessene
Kraftstoff in die Druckbeaufschlagungskammer 22 zugeführt.
Falls sich der Tauchkolben 25a (25b) nach oben
bewegt und der Druck in der Druckbeaufschlagungskammer 22 ansteigt, schließt
sich das Saugventil 26. Falls dann der Druck des in der
Druckbeaufschlagungskammer 22 druckbeaufschlagten Kraftstoffs
einen vorbestimmten Druck erreicht, öffnet sich das Abgabeventil 27 und der
in der Druckbeaufschlagungskammer 22 druckbeaufschlagte
Hochdruckkraftstoff wird durch das Pumpenrohr 6 zu der
Common Rail 1 zugeführt.
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Die
in der Steuerungseinrichtung 4 montierte ECU ist ein Computerbereich
mit einer CPU zum Durchführen einer Steuerungsverarbeitung
und einer Berechnungsverarbeitung, einer Speichervorrichtung (ein
Speicher, wie zum Beispiel ein ROM, ein Standby-RAM, ein EEPROM
oder RAM) zum Speichern verschiedener Programme und Daten, und dergleichen.
Die ECU ist gestaltet, um verschiedene Arten von Berechnungsverarbeitungen
(das heißt eine Einspritzzeitpunktsteuerung des Injektors 2, eine Öffnungsgradsteuerung
des Druckverringerungsventils 11 und eine Öffnungsgradsteuerung
des Saugsteuerungsventils 14) basierend auf Signalen durchzuführen,
die von Sensoren (das heißt Maschinenparameter: Signale,
die einem Betriebszustand eines Fahrzeugs, einem Betriebszustand
der Maschine und dergleichen entsprechen) eingegeben werden. Bei
der Berechnungsverarbeitung bestimmt beispielsweise die ECU für
jede Kraftstoffeinspritzung eine Zieleinspritzungsmenge, einen Einspritzmodus,
einen Ventilöffnungszeitpunkt des Injektors 2 und
dergleichen in jedem Zylinder basierend auf den in der ROM gespeicherten
Programmen und den Sensorsignalen (Betriebszustand des Fahrzeugs), die
der RAM eingegeben werden.
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Die
in der Steuerungseinrichtung 4 montierte EDU ist ein Antriebsschaltkreis,
der einen Ventilöffnungssteuerungswert an ein elektromagnetisches Ventil
des Injektors 2 basierend auf einem Injektorventilöffnungssignal
liefert, das von der ECU geliefert wird. Falls der Ventilöffnungssteuerungswert
an das elektromagnetische Ventil geliefert wird, wird der Hochdruckkraftstoff
in den Zylinder eingespritzt und zugeführt. Falls der Ventilöffnungsstrom
aus ist, ist die Kraftstoffeinspritzung angehalten.
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Die
ECU der Steuerungseinrichtung 4 ist mit Vorrichtungen zum
Abfühlen bzw. Messen des Betriebszustands des Fahrzeugs
verbunden, wie zum Beispiel einem Beschleunigersensor 32 zum
Wahrnehmen einer Beschleunigerposition, einem Drehzahlsensor 33 zum
Abfühlen bzw. Messen einer Maschinendrehzahl, einem Kühlmitteltemperatursensor 34 zum
Abfühlen einer Temperatur von in die Maschine eingebrachte
Einlassluft, und andere Sensoren 36 zusätzlich
zu einem Leitungsdrucksensor 31 (einem Drucksensor) zum
Abfühlen bzw. Messen des Leitungsdrucks.
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Als
nächstes ist ein Betrieb des vorliegenden Ausführungsbeispiels
mit Bezug auf 3 bis 6 erklärt. 3 ist
ein Zeitdiagramm, das einen Betrieb (von zwei Einspritzungen pro
Pumpvorgang) zu der Zeit des Steuerns des Leitungsdrucks zeigt,
so dass dieser konstant ist, in einem Fall, in dem die Maschine
eine Vierzylindermaschine und die Zufuhrpumpe 3 eine Zwei-Tauchkolben-Pumpe
ist. Wie es in 3 gezeigt ist, spritzen die
Injektoren 2 sequentiell den Kraftstoff in die vier Zylinder
#1, #2, #3 und #4 in der Reihenfolge #1, #3, #4 und #2 ein. CYL#
in 3 gibt die Zylindernummer wieder, und INJ gibt
die Einspritzung wieder. Eine Nockenposition der Zufuhrpumpe 3 (CAM
in 3) wird so versetzt, dass die zwei Tauchkolben 25a, 25b das
Pumpen abwechselnd durchführen. Schattierte Bereiche „a"
in 3 stellen Pumpenhübe des Tauchkolbens 25a dar,
und schattierte Bereiche „b" stellen Pumpenhübe
des Tauchkolbens 25b dar.
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Wie
es durch Pc in 3 gezeigt ist, wird der Leitungsdruck
Pc in der Common Rail 1 (durch eine proportionale integrale
Steuerung) geregelt, um den gegenwärtigen Druck Pc mit
einem Zielwert Pt (mit Bezug auf einen geregelten proportionalen
Term FBp und einen geregelten integralen Term FBi in 3)
in Übereinstimmung zu bringen. Wenn der gegenwärtige
Druck Pc niedriger als der Zielwert Pt ist, wird die Kraftstoffzufuhr
in einem Pumpzyklus der Zufuhrpumpe 3 durchgeführt.
Wenn der gegenwärtige Druck Pc höher als der Zielwert
Pt ist, wird die Kraftstoffzufuhr angehalten. PUMP in 3 gibt
einen Steuerungsbetrag der Zufuhrpumpe 3 wieder, und CAL
ist ein Berechnungspunkt des Pumpensteuerungswerts.
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4 ist
ein Flussdiagramm, das Inhalte einer Abgabemengenlernverarbeitung
zeigt, die durch die Steuerungseinrichtung 4 durchgeführt
wird. 5 ist ein Zeitschaubild, das Veränderungen
von jeweiligen Parametern in der Lernverarbeitung zeigt. Wenn die
Steuerungseinrichtung 4 bestimmt, dass ein Lernzustand
der Abgabemenge erreicht worden ist (Schritt 1 in 4:
JA), da die Beschleunigerposition ACCP auf 0 (AUS) gebracht worden
ist (bei Punkt (A) in 5), setzt die Steuerungseinrichtung 4 eine
Abgabebedingung der Zufuhrpumpe 3 in Schritt S2 fest. Beispielsweise
bei einer zweidimensionalen Koordinate eines I-Q-Kennwerts bzw.
einer I-Q-Kennlinie, die in 6 gezeigt
ist, sind mehrere Koordinatenpunkte zum Erhalten von Daten, die
für eine Kompensation verwendet werden, zuvor in einer Gitterform
(Gitterpunkte) festgesetzt, und eine bestimmte Drehzahl der Maschinendrehzahlen
NE entsprechend den Koordinatenpunkten ist als ein Messgegenstand
ausgewählt. In 6 stellt I den Stromwert dar,
der auf die Zufuhrpumpe 3 aufgebracht wird, und Q ist die
Abgabemenge der Zufuhrpumpe 3.
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In
Schritt S3 berechnet die Steuerungseinrichtung 4 anschließend
einen Zeitpunkt zum Durchführen einer A/D-Umwandlung eines
Ausgabewerts des Leitungsdruckssensors 31 zum Messen des
Leitungsdrucks Pc in der Common Rail 1 unter der Abgabebedingung,
die in Schritt S2 festgesetzt ist. Bei der Berechnung wird eine
Position, an der die Kraftstoffabgabe durch die Zufuhrpumpe 3 endet,
und eine Verzögerung von einem Zeitpunkt, wenn der Kraftstoff
durch das Saugsteuerungsventil 14 gesaugt wird, zu einem
Zeitpunkt, wenn der Kraftstoff abgegeben wird, mit einbezogen.
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Wie
es in 5 gezeigt ist, falls der Beschleuniger AUS ist,
nimmt die Maschinendrehzahl NE monoton ab. Falls bei der Verarbeitung
die Drehzahl NE einen vorbestimmten Wert NEL (charakteristische
Lerndrehzahl, Punkt (B) in 5) erreicht,
und die Abgabebedingung erbracht ist (Schritt S4: JA), führt
die Steuerungseinrichtung 4 eine A/D-Umwandlung des Leitungsdrucks
Pc durch, der durch den Leitungsdrucksensor 31 bei diesem
Punkt wahrgenommen bzw, gemessen wird, und liest den umgewandelten
Wert in Schritt S5 ein. Ein vorbestimmter Steuerwert des Saugsteuerungsventils
(Antriebsstrombefehl) wird dann in Schritt S6 auf das Saugsteuerungsventil 14 aufgebracht,
um die Zufuhrpumpe 3 zu veranlassen, den Kraftstoff abzugeben.
Bei diesem Punkt wird in Schritt S7 bestimmt, ob Bedingungen zum
Durchführen der A/D-Umwandlung des Leitungsdrucks Pc tatsächlich
erbracht worden sind oder nicht. Falls die Bedingungen erbracht
worden sind (Schritt S7: JA), wird in Schritt S8 eine Umwandlung
(bei Punkt (C) in 5) durchgeführt. In 5 stellt
QINJ einen Einspritzbefehlswert dar, und Pc' ist der Leitungsdruck
während einer normalen Zeitdauer.
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In
Schritt S9 wird anschließend ein Druckanstiegsbetrag ΔPc
in der Common Rail 1 basierend auf einem Unterschied zwischen
dem Leitungsdruck Pc vor und nach der Kraftstoffabgabe berechnet,
die beide in Schritt S5 und Schritt S8 jeweils die A/D-Umwandlung
durchgemacht haben. In Schritt S10 wird eine gegenwärtige
Kraftstoffabgabemenge QPUM, die durch die Zufuhrpumpe 3 abgegeben
wird, basierend auf dem Druckanstiegsbetrag ΔPc berechnet.
In Schritt S11 wird ein Ausmaß einer Variation zwischen der
Abgabemenge QPUM, die zu dieser Zeit berechnet wird, und einer Abgabemenge
QPUM, die bei derselben Maschinendrehzahl in der Vergangenheit berechnet
worden ist, berechnet, und ein Durchschnitt der vorliegenden und
vergangenen Abgabemengen QPUM wird erhalten.
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In
Schritt S12 wird basierend darauf, ob sich die Variation der Abgabemenge
QPUM innerhalb eines vorbestimmten Bereichs befindet, oder ob nicht, bestimmt,
ob eine Korrektur möglich ist, oder ob nicht. Falls es
bestimmt ist, dass die Korrektur möglich ist, wenn sich
die Variation innerhalb des vorbestimmten Bereichs befindet (Schritt
S12: JA), wird ein Korrekturwert der Abgabemenge in Schritt S13
dadurch berechnet, dass die gegenwärtige Abgabemenge QPUM
(berechnet in Schritt S10), die erhalten wird, wenn der vorbestimmte
Abgabebefehl (Strombefehl) bei der vorbestimmten Maschinendrehzahl NE
aufgebracht wird, mit einer Referenzkennwert verglichen wird, der
als eine Spezifikation der Zufuhrpumpe 3 festgelegt ist.
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In
Schritt S13 kann der Korrekturwert in Anbetracht der verschiedenen
Pumpkennwerte jeweils entsprechend den Tauchkolben 25a, 25b basierend darauf
berechnet werden, welcher der Tauchkolben 25a, 25b der
Zufuhrpumpe 3 das Pumpen durchgeführt hat, wenn
der Kraftstoff in Schritt S6 abgegeben worden ist. Alternativ kann
der Bereich des I-Q-Kennwertdiagramms, das in 6 gezeigt
ist, aufgeteilt werden, eine Gewichtung kann in Übereinstimmung mit
den aufgeteilten Bereichen durchgeführt werden, und der
Korrekturwert kann in Einbeziehung der Gewichtung entsprechend dem
Bereich berechnet werden, in dem sich das Messergebnis befindet.
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Durch
serielles Erhalten der gegenwärtigen Abgabemengen bei mehreren
vorbestimmten Messgegenstandpunkten (I-Q-Koordinatenpunkten) durch Wiederholen
der vorhergehenden Verarbeitung kann eine gegenwärtige
Pumpencharakteristik erlernt und über einem breiten Bereich
der Abgabemenge der Zufuhrpumpe 3 kompensiert werden.
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Gemäß dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel, wie es vorhergehend beschrieben
ist, versorgt die Steuerungseinrichtung 4 die Zufuhrpumpe 3 mit dem
Steuerungsbefehl zum Zuführen des Hochdruckkraftstoffs
einer vorbestimmten Menge, wenn die Maschinendrehzahl unter einen
vorbestimmten Messobjektwert in dem Vorgang des Druckverringerns
der Common Rail 1 in dem Fall sinkt, in dem ein Verzögerungsbefehl
an die Maschine erzeugt wird. Die Steuerungseinrichtung 4 nimmt
die Leitungsdruckveränderung in der Common Rail 1 zu
dieser Zeit mit dem Leitungsdrucksensor 31 wahr.
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Das
bedeutet, dass sich der Druck in der Common Rail 1 verringert
und die Maschinendrehzahl abnimmt, falls der Verzögerungsbefehl
während dem Betrieb des Fahrzeugs ausgegeben wird. Demnach
kann die Drehzahl bei dem Vorgang mit einem relativ hohen Freiheitsgrad
ausgewählt werden, und eine Auswahl in einem niedrigen
Drehzahlbereich ist einfach. Zudem wird der Verzögerungsbefehl
der Maschine andauernd während dem Betrieb des Fahrzeugs
ausgegeben. Durch Wahrnehmen bzw. Messen der Leitungsdruckveränderung
durch Veranlassen der Zufuhrpumpe 3, dem Hochdruckkraftstoff
mit einer vorbestimmten Menge abzugeben, wenn die Maschinendrehzahl
eine erwünschte Drehzahl erreicht, kann der Pumpkennwert
der Zufuhrpumpe 3 basierend auf dem Leitungsdruckveränderungsbetrag
kompensiert werden.
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Da
die Zufuhrpumpe 3 das Saugsteuerungsventil 14 aufweist,
das den Öffnungsgrad des Zufuhrdurchgangs reguliert, der
den Kraftstoff zu der Hochdruckpumpe 15 zuführt,
um die Abgabemenge zu regulieren, kann die vorliegende Erfindung
bei der Zufuhrpumpe 3 angewandt werden, die wie eine Pumpe nach
Saugsteuerungsart aufgebaut ist.
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Da
die Steuerungseinrichtung 4 die gegenwärtige Abgabemenge
des Hochdruckkraftstoffs, der durch die Zufuhrpumpe 3 abgegeben
wird, basierend auf der wahrgenommenen Leitungsdruckveränderung
berechnet, kann die gegenwärtige Abgabemenge bei der Kennwertkompensation
verwendet werden. Da die Steuerungseinrichtung 4 die berechnete gegenwärtige
Abgabemenge mit dem Referenzkennwert der Zufuhrpumpe 3 vergleicht,
um den Korrekturwert der Kraftstoffabgabemenge der Zufuhrpumpe 3 zu
berechnen, kann der Korrekturwert über einen weiten Bereich
der Drehzahl erhalten werden. Da die Steuerungseinrichtung 4 den
Kennwert der Kraftstoffabgabemenge (das heißt den Pumpkennwert) der
Zufuhrpumpe 3 mit Bezug auf den Steuerungsbefehl basierend
auf den berechneten Korrekturwert kompensiert, kann das Erlernen
zum Kompensieren des Pumpkennwerts über einen weiten Bereich
der Drehzahl andauernd durchgeführt werden.
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Als
nächstes ist ein zweites Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 7 erklärt.
Das zweite Ausführungsbeispiel stellt Einzelheiten zum
optimalen Festsetzen eines Zeitpunkts der A/D-Umwandlung des Leitungsdrucks
bereit, nachdem die Zufuhrpumpe 3 den Kraftstoff in Schritt S8
von 2 des ersten Ausführungsbeispiels abgibt.
In dem Fall, dass die Zufuhrpumpe 3 das Saugabmessverfahren
annimmt, liegt eine Verzögerung seit dem Ansaugen des Kraftstoffs
durch das Saugsteuerungsventil 14 vor, und die Hochdruckpumpe 15 gibt den
Kraftstoff zu Seiten der Common Rail 1 ab, bis sich das
Ergebnis in dem gegenwärtigen Leitungsdruck wiederspiegelt.
Aufgrund einer Antwortcharakteristik des Saugsteuerungsventils 14 als ein
elektromagnetisches Ventil liegt zudem eine Verzögerung
auch seit der Zufuhr des Pumpsteuerungswerts (Strombefehls) vor,
bis der Ventilöffnungsgrad für das Saugsteuerungsventil 14 stabilisiert
ist.
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Wie
es beispielsweise durch eine Linie I in 7 gezeigt
ist, falls ein vorbestimmter Pumpsteuerungswert I (das heißt
ein Saugsteuerungsventilstromwert) bei einem Punkt A gegeben ist,
wird der Öffnungsgrad des Saugsteuerungsventils 14 (SUC
in 7) bei einem Punkt (ii in 7) unmittelbar
vor einem Punkt C stabilisiert, der in 7 gezeigt
ist. Des Weiteren, falls eine Verzögerung zwischen dem Saugen
und dem Abgeben mit einbezogen wird, wird die Wirkung des Kraftstoffs,
der in einem Zustand, in dem der Ventilöffnungsgrad stabilisiert
ist, angesaugt wird, in den Leitungsdruck Pc bei dem Punkt E in 7 wieder
gespiegelt. Ein Bereich i in 7 stellt ein Übergangsintervall
des Ventilöffnungsgrads des Saugsteuerungsventils 14 dar,
und ein Bereich iii ist ein Intervall, in dem der Ventilöffnungsgrad
stabil ist. Bereich iv stellt ein Intervall dar, in dem die Zufuhrpumpe 3 keinen
Kraftstoff abgibt, und Bereich v ist ein Übergangsbereich
der Abgabemenge der Zufuhrpumpe 3. Bereich vi stellt ein
Intervall dar, in dem die Abgabemenge der Zufuhrpumpe stabil ist.
Des Weiteren stellt in 7 ΔPca den Druckanstiegsbetrag aufgrund
des Pumpbetriebs des Tauchkolbens 25a dar, und ΔPcb
ist der Druckanstiegsbetrag aufgrund des Pumpebetriebs des Tauchkolbens 25b.
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Das
bedeutet, dass für ein Berechnen der Abgabemenge der Zufuhrpumpe 3 für
das erste Mal in dem Fall, in dem der vorbestimmte Pumpensteuerungswert
I bei dem Punkt A gegeben ist, der A/D-Umwandlungszeitpunkt (PcAD
in 7) vor der Abgabe bei einem Punkt D festgesetzt
sein kann, und das der A/D-Umwandlungszeitpunkt nach der Abgabe
bei dem Punkt E festgesetzt sein kann. Somit kann der Leitungsdruck
Pc durch Festsetzen des Messbereichs derart, dass die A/D-Umwandlung nach
dem Punkt D durchgeführt wird, mit hoher Präzision
gemessen werden.
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Da
die Lernkorrektur gemäß der vorliegenden Erfindung
in einem Übergangsbereich durchgeführt wird, nachdem
der Beschleuniger AUS ist, verändert sich die Maschinendrehzahl
NE mit der Zeit. Alternativ, um den Abgabemengenkennwert bzw. die Abgabemengencharakteristik
in dem Fall des Durchführens des stabilen Ansaugens zu
erhalten, kann der Pumpensteuerungswert bei einem früheren
Zeitpunkt anbetrachts einer Zeit zum Stabilisieren des Öffnungsgrads
des Saugsteuerungsventils 14 durchgeführt werden.
Alternativ kann eine Korrektur in Übereinstimmung mit den
Maschinendrehzahlen bei dem Kraftstoffansaugzeitpunkt und dem Kraftstoffabgabezeitpunkt
oder einem Unterschied zwischen den Maschinendrehzahlen durchgeführt
werden.
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Gemäß dem
zweiten Ausführungsbeispiel, wie es vorhergehend beschrieben
ist, setzt die Steuerungseinrichtung 4 den Messzeitpunkt
der Leitungsdruckveränderung nach der Zeitdauer von der
Ausgabe des Steuerungsbefehls bis zum Stabilisieren des Kraftstoffpumpzustands
fest. Daher kann die Messung des Leitungsdrucks geeignet in einem
stabilen Zustand durchgeführt werden.
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In
den vorhergehenden Ausführungsbeispielen wird das Ventil
nach Art mit variablem Öffnungsbereich als das Saugsteuerungsventil 14 oder
das Druckverringerungsventil 11 verwendet. Alternativ kann
der Öffnungsgrad durch Variieren einer Öffnungszeitdauer
eingestellt werden.
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Ein
Saugsteuerungsventil einer drucklos offenen Art kann verwendet werden.
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Das
Saugsteuerungsventil 14 kann je nach Bedarf bereitgestellt
werden. Alternativ kann die vorliegende Erfindung bei einer Pumpe
nach einer Abgabeabmessart verwendet werden.
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Die
Hochdruckpumpe ist nicht auf die Pumpe nach Zwei-Tauchkolbenart
begrenzt. Alternativ kann die Hochdruckpumpe einen einzelnen Tauchkolben, drei
Tauchkolben oder mehrere Tauchkolben aufweisen.
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Die
vorliegende Erfindung sollte nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele
begrenzt sein, sondern kann auf viele andere Weisen ausgeführt werden,
ohne von dem Umfang der Erfindung abzuweichen, wie hier durch die
angehängten Ansprüche festgelegt ist.
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Eine
Steuerungseinrichtung gibt dann, wenn eine Drehzahl einer Maschine
bei dem Vorgang des Druckverringerns einer Common Rail auf einen
vorbestimmten Messgegenstandswert aufgrund eines Auftretens eines
Verzögerungsbefehls zu der Maschine sinkt, einen Steuerungsbefehl
an ein Zufuhrpumpe aus, um die Pumpe dazu zu veranlassen, einen
Hochdruckkraftstoff mit einer vorbestimmten Menge abzugeben. Die
Steuerungseinrichtung misst zu dieser Zeit eine Leitungsdruckveränderung
in der Common Rail mit einem Leitungsdrucksensor. Die Steuerungseinrichtung
berechnet eine gegenwärtige Abgabemenge des Hochdruckkraftstoffs
der Pumpe basierend auf der Leitungsdruckveränderung. Die Steuerungseinrichtung
vergleicht die gegenwärtige Abgabemenge mit einem Referenzkennwert
der Pumpe, um einen Korrekturwert der Kraftstoffabgabemenge zu berechnen.
Die Steuerungseinrichtung kompensiert den Kennwert der Kraftstoffabgabemenge
mit Bezug auf den Steuerungsbefehl basierend auf dem Korrekturwert.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 2004-293540
A [0005]
- - JP 2005-139928 A [0006]