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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Kraftstoffeinspritzsteuergerät für eine Brennkraftmaschine, das in einem Common Rail - Kraftstoffeinspritzsystem angewandt werden kann, das gestaltet ist, um die Kraftstoffmenge zu lernen, die in die Maschine eingespritzt wird, um eine Differenz zwischen einer aus einem Kraftstoffinjektor zu spritzenden Kraftstoffmenge und einer tatsächlich aus dem Kraftstoffinjektor gespritzten Kraftstoffmenge zu korrigieren oder zu kompensieren.
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Kraftstoffeinspritzsysteme sind bekannt, die gestaltet sind, um eine Veränderung der Kraftstoffmenge, die aus Kraftstoffinjektoren gespritzt wird, aufgrund deren Alterung zu lernen und um ein Steuerungssignal zu korrigieren, das zu dem Kraftstoffinjektor ausgegeben wird, um eine derartige Veränderung zu kompensieren. Zum Beispiel lehren
JP 2005-36 788 A (korrespondiert mit
US 6 907 861 B2 und
DE 60 2004 000 955 T2 ) und
JP 2007-138 750 A (korrespondiert mit
US 2007 / 112502 A1 und
DE 10 2006 035 438 A1 ) derartige Kompensationstechniken. Insbesondere sind Kraftstoffeinspritzsysteme für Dieselverbrennungsmotoren, die gestaltet sind, um die Voreinspritzung vor der Haupteinspritzung auszuführen, um NOx-Emissionen und Verbrennungsgeräusche zu reduzieren, erforderlich, um die Kraftstoffmenge zu lernen, die tatsächlich in den Verbrennungsmotor eingespritzt wird, um die Genauigkeit beim Einspritzen einer kleinen Kraftstoffmenge aus den Kraftstoffinjektoren sicherzustellen.
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Das in
JP 2005-36 788 A offenbarte Kraftstoffeinspritzsystem arbeitet, um ein Steuerungssignal zu einem Kraftstoffinjektor auszugeben, um eine Kraftstofflernmenge in den Verbrennungsmotor zu spritzen und um eine daraus resultierende Veränderung einer Drehzahl des Verbrennungsmotors zu überwachen, um die Kraftstoffmenge, die tatsächlich durch den Kraftstoffinjektor eingespritzt wurde, zum Korrigieren des Steuerungssignals zu berechnen, um eine Differenz zwischen der Lernmenge und der tatsächlichen Menge zu kompensieren.
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Das in
JP 2007-138 750 A offenbarte Kraftstoffeinspritzsystem ist gestaltet, um ein Steuerungssignal zu einem Kraftstoffinjektor auszugeben, um eine Kraftstofflernmenge in eine Brennkraftmaschine zu spritzen, um einen Rutschbetrag einer Drehung zwischen einem Antriebs- und einem angetriebenen Bauteil eines Antriebsstrangs zu berechnen, durch den ein Abtriebsdrehmoment der Maschine übertragen wird, und um die Kraftstoffmenge, die tatsächlich aus dem Kraftstoffinjektor gespritzt wird, auf der Grundlage einer Drehzahlerhöhung der Maschine und dem Rutschbetrag zu bestimmen, um das Steuerungssignal zu korrigieren, um eine Differenz zwischen der Lernmenge und der tatsächlichen Menge zu kompensieren.
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Jedoch verursacht eine direkte Zugabe einer Veränderung einer physikalischen Last zu dem Antriebsbauteil des Antriebsstrangs oder eine indirekte Zugabe zu dem angetriebenen Bauteil eine Drehzahlerhöhung des Verbrennungsmotors, die aufgrund der Einspritzung der Kraftstofflernmenge in diesen auftritt, im Vergleich dazu, wenn die Veränderung einer Last nicht auf das Antriebsbauteil oder das angetriebene Bauteil ausgeübt wird, wodurch sich ein Fehler bei der Berechnung der tatsächlichen Kraftstoffmenge, die in den Verbrennungsmotor eingespritzt wird, auf der Grundlage der Drehzahländerung des Verbrennungsmotors ergibt. Dies führt zu einem Fehler beim Bestimmen des Korrekturfaktors auf der Grundlage der Differenz zwischen der Lernmenge und der tatsächlichen Menge des Kraftstoffs, die in den Verbrennungsmotor eingespritzt wird.
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JP 2002-235 582 A zeigt ein weiteres Kraftstoffeinspritzsteuergerät für eine Brennkraftmaschine gemäß dem Stand der Technik.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Kraftstoffeinspritzsteuergerät für eine Brennkraftmaschine bereitzustellen, mit dem eine Kraftstoffeinspritzcharakteristik genau gelernt werden kann.
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Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Kraftstoffeinspritzsteuergerät für eine Brennkraftmaschine mit den Merkmalen von Anspruch 1 bzw. Anspruch 10 gelöst.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargelegt.
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Es ist ein Vorteil der Erfindung, ein Kraftstoffeinspritzsteuergerät vorzusehen, das gestaltet ist, um einen Korrekturfaktor zur Verwendung beim Kompensieren einer Differenz zwischen einer Kraftstoffsollmenge und einer tatsächlichen Kraftstoffmenge, die durch einen Kraftstoffinjektor in eine Brennkraftmaschine gespritzt wird, in Anbetracht einer Veränderung einer physikalischen Last genau zu lernen, die auf ein Antriebsbauteil eines Drehmomentübertragungsmechanismus wirkt.
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Insbesondere ergibt sich, wenn der Grad einer Veränderung einer Last, die auf das Antriebsbauteil wirkt, groß ist, eine Verringerung einer Genauigkeit des Lernens der aus dem Kraftstoffinjektor gespritzten Kraftstoffmenge. In einem derartigen Fall verhindert die Steuerungseinrichtung, dass der Kraftstoffinjektor die Kraftstofflernmenge einspritzt, wodurch die Lerngenauigkeit sichergestellt ist.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bestimmt die Steuerungseinrichtung die Drehzahlerhöhung der Brennkraftmaschine auf der Grundlage der Drehzahl der Brennkraftmaschine, die durch den Drehzahlsensor gemessen wird, und der Veränderung der Last, die auf das Antriebsbauteil wirkt.
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Die Steuerungseinrichtung kann die Veränderung der Last, die auf das Antriebsbauteil wirkt, auf der Grundlage einer Drehzahlveränderung der Brennkraftmaschine zwischen einer Zeit vor und nach dem Einspritzen der Lerneinspritzmenge des Kraftstoffs bestimmen.
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Wenn ein Lasterzeugungsobjekt, das direkt mit dem Antriebsbauteil verbunden ist, betätigt wird, bestimmt die Steuerungseinrichtung, dass die Veränderung der Last auf das Antriebsbauteil ausgeübt wird, und bestimmt auch, ob der absolute Wert der Veränderung der Last größer als der vorgegebene Wert ist oder nicht.
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Wenn ein Ausgangssignal von einem Bremssensor eine Betätigung eines Bremspedals für die Brennkraftmaschine anzeigt, kann die Steuerungseinrichtung bestimmen, dass die Veränderung der Last auf das Antriebsbauteil ausgeübt wird, und auch bestimmen, ob der absolute Wert der Veränderung der Last größer als der vorgegebene Wert ist oder nicht.
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Wenn ein Gang eines Getriebes, das in dem Drehmomentübertragungsmechanismus eingebaut ist, verändert wird, kann die Steuerungseinrichtung bestimmen, dass die Veränderung der Last auf das Antriebsbauteil ausgeübt wird, und auch bestimmen, ob der absolute Wert der Veränderung der Last größer als der vorgegebene Wert ist oder nicht.
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Die Steuerungseinrichtung kann alternativ den absoluten Wert der Veränderung der Last, die auf das Antriebsbauteil wirkt, auf der Grundlage einer Differenz der Drehzahl zwischen einer Zeit vor und nach dem Einspritzen der Lerneinspritzmenge des Kraftstoffs berechnen.
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Die Veränderung der Last, die auf das Antriebsbauteil wirkt, ist entweder eine positive Veränderung der Last, die orientiert bzw. gerichtet ist bzw. wirkt, um die Drehzahl der Brennkraftmaschine zu verringern, oder eine negative Veränderung der Last, die orientiert ist, um die Drehzahl der Brennkraftmaschine zu erhöhen. Die Steuerungseinrichtung bestimmt zumindest die positive Veränderung der Last, bei der sehr wahrscheinlich ist, dass sie an dem Antriebsbauteil während des Einspritzmengenlernmodus auftritt.
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In einem Fall, in dem ein Automatikgetriebe in dem Drehmomentübertragungsmechanismus eingebaut ist und eine Überbrückungskupplung eine direkte mechanische Verbindung zwischen dem Antriebsbauteil und dem angetriebenen Bauteil herstellt, oder in dem ein Handschaltgetriebe in dem Drehmomentübertragungsmechanismus eingebaut ist und das Antriebsbauteil und das angetriebene Bauteil mittels einer Kupplung verbunden sind, ohne dass bei einer Drehung ein Rutschen zwischen ihnen auftritt, wird das angetriebene Bauteil gemeinsam mit dem Antriebsbauteil gedreht, wodurch ein großes Torsionsausmaß oder eine Veränderung einer physikalischen Last auftritt, die auf das Antriebs- und das angetriebene Bauteil aufgebracht wird. Daraus ergibt sich eine Veränderung der Drehzahl des Verbrennungsmotors, selbst wenn die aus dem Kraftstoffinjektor eingespritzte Kraftstoffmenge konstant ist. Folglich kann die Steuerungseinrichtung bestimmen, ob das Antriebsbauteil und das angetriebene Bauteil bei einer Drehung rutschen oder nicht. Wenn es bestimmt ist, dass das Antriebsbauteil und das angetriebene Bauteil bei einer Drehung rutschen, das heißt wenn die Veränderung der Last nicht direkt von dem angetriebenen Bauteil zu dem Antriebsbauteil übertragen wird, beginnt die Steuerungseinrichtung den Einspritzmengenlernmodus, wodurch die Genauigkeit zum Bestimmen des Korrekturfaktors auf der Grundlage der Erhöhung der Drehzahl des Verbrennungsmotors sichergestellt ist.
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Insbesondere bestimmt die Steuerungseinrichtung die tatsächliche Einspritzmenge in Anbetracht der Erhöhung der Drehzahl der Maschine, wodurch die Genauigkeit des Bestimmens des Korrekturfaktors unabhängig von der Veränderung der Last, die auf das Antriebsbauteil wirkt, sichergestellt ist.
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Figurenliste
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Die vorliegende Erfindung kann am besten aus der nachstehenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung verstanden werden.
- 1 ist ein Blockdiagramm, das ein Kraftstoffeinspritzsystem gemäß der Erfindung darstellt;
- 2(a) ist ein Diagramm, das Veränderungen Δ ω einer Drehzahl einer Brennkraftmaschine zeigt, die für jeweils vier Zylinder der Maschine dargestellt sind, wenn der Fahrer des Fahrzeugs das Bremspedal plötzlich in einem Einspritzmengenlernmodus betätigt hat;
- 2(b) ist ein Diagramm, das Variationen Δ ω einer Drehzahl einer Brennkraftmaschine zeigt, die auftreten, wenn das Gaspedal des Fahrzeugs freigegeben ist, um die Maschine ohne Einspritzen des Kraftstoffs durch Kraftstoffinjektoren zu verzögern;
- 3 ist ein Diagramm, das Veränderungen Δ ω einer Drehzahl einer Brennkraftmaschine zeigt, die während einer Verzögerung der Maschine vor und nach einem Einspritzmengenlernmodus auftreten; und
- 4 ist ein Ablaufdiagramm eines Programms zum Lernen der Kraftstoffmenge, die tatsächlich aus einem Kraftstoffinjektor eingespritzt wird, und zum Berechnen eines Korrekturfaktors zum Kompensieren einer Abweichung einer Einspritzcharakteristik des Kraftstoffinjektors.
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Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
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Bezogen auf die Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen sich auf gleiche Teile in unterschiedlichen Ansichten beziehen, und insbesondere auf 1 ist ein Speicherkraftstoffeinspritzsystem 10 gemäß der Erfindung gezeigt, das zum Beispiel als ein Common Rail - Kraftstoffeinspritzsystem für Fahrzeugdieselmaschinen ausgeführt ist.
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Das Kraftstoffeinspritzsystem 10 hat eine Hochdruckpumpe 12, eine Common Rail 14, Kraftstoffinjektoren 24 und eine elektronische Steuerungseinheit (ECU) 50 und arbeitet, um die Einspritzung eines Kraftstoffs in eine Dieselmaschine 20 zu steuern, der über einen Drehmomentwandler 30 und ein Automatikgetriebe 40 mit angetriebenen Rädern eines Kraftfahrzeugs verbunden ist.
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Die Hochdruckpumpe 12 ist eine übliche bekannte Bauart, die Kolben hat, die sich gemäß einer Drehung einer Nocke einer Nockenwelle 22 der Dieselmaschine 20 hin- und herbewegen, um den Kraftstoff mit Druck zu beaufschlagen, der nacheinander in Druckkammern angesaugt wird. Die ECU 50 arbeitet, um den Strombetrag, der an ein Saugsteuerventil (nicht gezeigt) angelegt wird, das in der Hochdruckpumpe 12 eingebaut ist, zu steuern, um die in die Druckkammer der Hochdruckpumpe 12 während eines Saugtakts jedes Kolbens angesaugte Kraftstoffmenge zu regulieren.
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Die Common Rail 14 dient als ein Speicher, in dem der Kraftstoff, der von der Hochdruckpumpe 12 gefördert wird, gespeichert wird und auf einen hohen Druck gehalten wird, der auf der Grundlage eines Betriebszustands der Dieselmaschine 20 gesteuert wird. Der Druck des Kraftstoffs in der Common Rail 14 (der nachstehend als ein Common Rail-Druck bezeichnet wird) wird durch die Strömungsrate des Kraftstoffs, der von der Hochdruckpumpe 12 abgegeben wird, und ein Druckreduzierungsventil (nicht gezeigt) reguliert, das in der Hochdruckpumpe 12 eingebaut ist.
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Die Dieselmaschine 20, die nachstehend als ein Beispiel beschrieben ist, ist eine Vierzylinderbrennkraftmaschine. Die Kraftstoffinjektoren 24 sind jeweils in Zylindern der Dieselmaschine 20 eingebaut und arbeiten, um den Kraftstoff in die jeweiligen Zylinder einzuspritzen. Die ECU 50 arbeitet, um jeden Kraftstoffinjektor 24 mehrere Male zu öffnen, um Mehrfacheinspritzungen an Kraftstoff in die Maschine 20 in jedem Maschinenbetriebstakt (das heißt, in einem Viertaktbetrieb) einschließlich eines Saug- oder Ansaug-, Verdichtungs-, Arbeits- und Abgashubs auszuführen. Insbesondere arbeitet die ECU 50, um die Voreinspritzung, die Haupteinspritzung und die Nacheinspritzung in jedem Maschinenbetriebstakt auszuführen. Jeder Kraftstoffinjektor 24 ist durch ein übliches solenoidbetriebenes Ventil ausgeführt, das gestaltet ist, um den Kraftstoffdruck innerhalb einer Steuerungskammer zu regulieren, die auf eine Düsennadel in einer Ventilschließrichtung wirkt, um die aus dem Kraftstoffinjektor 24 einzuspritzende Kraftstoffmenge zu steuern.
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Der Drehmomentwandler 30 und das Automatikgetriebe 40 sind in einem Antriebsstrang (auch als ein Getriebestrang bezeichnet) eingebaut, der ein Abtriebsmoment der Dieselmaschine 20 überträgt, das von der Kurbelwelle 22 durch eine Antriebswelle 42 zu angetriebenen Rädern (nicht gezeigt) antreibt. Der Drehmomentwandler 30 hat ein Pumpenrad 32 und ein Turbinenlaufrad 34, die zueinander zugewandt angeordnet sind. Das Pumpenrad 32 ist mit der Kurbelwelle 22 der Dieselmaschine 20 verbunden. Das Turbinenlaufrad 34 ist mit der Antriebswelle 42 des Automatikgetriebes 40 verbunden.
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In einem Betrieb des Drehmomentwandlers 30 ist das Turbinenlaufrad 34 einer Massenträgheitskraft einer Strömung eines Öls ausgesetzt, die aufgrund der Drehung des Pumpenrads 32 auftritt. Ein Stator 36 ist zwischen dem Pumpenrad 32 und dem Turbinenlaufrad 34 angeordnet und arbeitet, um die Strömung des Öls von dem Turbinenlaufrad 34 zu dem Pumpenrad 32 zu ändern und rückzuführen, wodurch das Drehmoment verstärkt wird.
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Der Drehmomentwandler 30 arbeitet, um das Abtriebsdrehmoment der Dieselmaschine 20 zu dem Automatikgetriebe 40 zu übertragen, während bei einer Drehung ein Rutschen zwischen der Antriebswelle 42 und der Kurbelwelle 22 der Dieselmaschine 20 zugelassen wird.
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Eine Überbrückungskupplung 38 wird durch die ECU 50 hydraulisch gesteuert, um eine direkte Verbindung zwischen der Kurbelwelle 22 und der Antriebswelle 42 herzustellen. Der Eingriff der Überbrückungskupplung 38 wird durch einen Hydraulikdruck gesteuert, der durch ein Hydrauliksteuerungssystem für das Automatikgetriebe 40 erzeugt wird. Wenn die Überbrückungskupplung 38 die Kurbelwelle 22 und die Antriebswelle 42 direkt verbindet, ist der Schlupf (Rutschzustand) zwischen der Kurbelwelle 22 und der Antriebswelle 42 beseitigt.
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Das Automatikgetriebe 40 ist ein übliches mehrstufiges Getriebe, das mit einem Planetengetriebeantriebssatz oder einem stufenlosen Riemen- oder Trochoidgetriebe ausgestattet ist. Die Stufe des Automatikgetriebes 40 wird durch Steuern des Hydrauliksteuerungssystems, das mit Solenoidventilen ausgestattet ist, durch die ECU 50 verändert.
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Die ECU 50 dient als eine Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung und wird durch einen üblichen Mikrorechner bereitgestellt, der im Wesentlichen aus einer CPU, einem ROM, einem RAM und wiederbeschreibbaren Permanentspeichern wie zum Beispiel einem Flash-Speicher besteht. Die ECU 50 überwacht Ausgangssignale eines Kurbelwinkelsensors 60, eines Turbinendrehzahlsensors 62, eines Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 64, eines Beschleunigerpositionssensors 66, eines Öltemperatursensors 68 und eines Bremssensors 70, um einen Betriebszustand der Dieselmaschine 20 zu erfassen. Der Beschleunigerpositionssensor 66 arbeitet, um die Position des Beschleunigerpedals bzw. Gaspedals des Fahrzeugs zu messen (das heißt, den Grad einer Öffnung der Drosselklappe). Die ECU 50 überwacht ferner Betriebszustände von elektrischen Lasten wie zum Beispiel einer Klimaanlage 80 und des Generators 82.
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Die ECU 50 arbeitet ferner, um den Betriebszustand der Dieselmaschine 20 zu überwachen, und steuert die Energiebeaufschlagung der Hochdruckkraftstoffpumpe 12, der Kraftstoffinjektoren 24, der Überbrückungskupplung 38 und des Hydrauliksteuerungssystems des Automatikgetriebes 40, um die Dieselmaschine 20 in einem gewünschten Zustand zu halten.
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Die ECU 50 arbeitet ferner, um die Einspritzzeitabstimmung und die durch die Kraftstoffinjektoren 24 einzuspritzende Kraftstoffmenge (nachstehend als eine Einspritzmenge bezeichnet) auf der Grundlage des Betriebszustands der Dieselmaschine 20 zu steuern, der durch die Signalausgänge der vorstehenden Sensoren bestimmt ist. Insbesondere gibt die ECU 50 ein Einspritzsteuerungsimpulssignal zu jedem Kraftstoffinjektor 24 aus, um eine gesteuerte Kraftstoffmenge in die Dieselmaschine 20 zu einer gesteuerten Zeitabstimmung einzuspritzen. Die Vergrößerung der Breite des Einspritzsteuerungsimpulses ergibt eine verlängerte Zeitdauer, in der die Steuerungskammer jedes Kraftstoffinjektors 24 zu einer Niederdruckseite hin geöffnet ist, um die Einspritzmenge zu erhöhen. Die ECU 50 speichert in dem ROM oder dem Flash-Speicher ein Kennfeld, das Verhältnisse zwischen der Breite des Einspritzsteuerungsimpulses und der Einspritzmenge für jeden Common Rail-Druck auflistet (das heißt den aus den Kraftstoffinjektoren 24 zu spritzenden Kraftstoffdruck).
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Die ECU 50 arbeitet, um Steuerungsmaßnahmen auszuführen, die nachstehend beschrieben sind, gemäß Steuerungsprogrammen, die in dem ROM oder dem Flash-Speicher gespeichert sind.
- 1) Die ECU 50 prüft das Ausgangssignal des Kurbelwinkelsensors 60, um die Drehzahl ω der Kurbelwelle 22 (das heißt, der Dieselmaschine 20) für jeden Zylinder der Dieselmaschine 20 zu bestimmen. Die Drehzahl ω der Kurbelwelle 22 wird unmittelbar vor der Einspritzzeitabstimmung jedes Kraftstoffinjektors 24 gemessen. Die ECU 50 bestimmt eine Drehzahlveränderung Δω, die eine Differenz zwischen der Drehzahl ω der Kurbelwelle 22, die zuletzt für jeden der vier Zylinder der Dieselmaschine 20 bestimmt wurde, und der, die vor 720° KW bestimmt wurde.
- 2) Die ECU 50 gibt das Einspritzsteuerungssignal zu jedem Kraftstoffinjektor 24 aus, um die Einspritzzeitabstimmung und die Einspritzmenge zu bestimmen. Die ECU 50 beginnt ferner einen Einspritzmengenlernmodus, um den Einspritzsteuerungsimpuls, der eine Lerneinspritzmenge angibt, zu jedem der Kraftstoffinjektoren 24 auszugeben. Insbesondere weist die ECU 50 jeden Kraftstoffinjektor 24 an, um eine ausgewählte Menge (das heißt die Lerneinspritzmenge) des Kraftstoffs zum Lernen einer Kraftstoffeinspritzcharakteristik einzuspritzen.
- 3) Die ECU 50 analysiert die Drehzahlveränderung Δ ω, die in dem Einspritzmengenlernmodus geprüft wird, und eine Veränderung einer Last, die auf die Kurbelwelle 22 wirkt und die nachstehend beschrieben ist, um eine Erhöhung einer Drehzahl der Kurbelwelle 22 zu bestimmen, die aufgrund des Einspritzens des Kraftstoffs in dem Einspritzmengenlernmodus auftritt (der nachstehend als eine Lerneinspritzung bezeichnet ist).
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2(a) zeigt die Drehzahlveränderungen Δ ω an, die Veränderungen der Drehzahl der Dieselmaschine 20 (das heißt der Kurbelwelle 22) sind, die für die jeweiligen vier Zylinder geprüft wurden, wenn der Fahrer des Fahrzeugs das Bremspedal in dem Einspritzmengenlernmodus stark betätigt hat. 2(b) zeigt die Drehzahlveränderungen Δ ω an, die geprüft wurden, wenn das Gaspedal freigegeben ist, um das Fahrzeug ohne Einspritzen des Kraftstoffs durch die Kraftstoffinjektoren 24 zu verzögern.
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In dem Beispiel von 2(b) stimmt eine Veränderung der Drehzahlveränderung Δ ω, die durch „Δ“ angezeigt ist, wenn die Lerneinspritzung nicht ausgeführt wird, im Wesentlichen mit einer gestrichelten Linie 200 überein, die durch die Drehzahlveränderungen Δ ω gerade hindurchtritt, die vor und nach dem Ausführen der Lerneinspritzung geprüft wurden. Die Erhöhung der Drehzahl der Dieselmaschine 20 kann daher direkt durch Berechnen einer Differenz zwischen einer durchgezogenen Linie 210, die die Drehzahlveränderungen Δ ω darstellt, die aus dem Ausgangssignal des Kurbelwinkelsensors 60 gemessen werden, und der gestrichelten Linie 200 herausgefunden werden.
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In dem Beispiel von 2(a), in dem eine positive Veränderung der Last, die aufgrund des starken Bremsens auftritt, auf die Kurbelwelle 22 wirkt, verändern sich die Drehzahlveränderungen Δ ω, wenn die Lerneinspritzung nicht ausgeführt wird, moderat entlang einer strichpunktierten Linie 220. Eine Veränderung der Drehzahlveränderungen Δ ω, die durch die gestrichelte Linie 200 angezeigt ist, die gerade durch die Drehzahlveränderungen Δ ω hindurchtritt, die vor und nach der Ausführungen der Lerneinspritzung geprüft werden, ist kleiner als die, die durch die strichpunktierte Linie 220 angezeigt ist. Dies verursacht, dass die Erhöhung der Drehzahl der Dieselmaschine 20, die aufgrund der Lerneinspritzung auftritt, fehlerhaft bestimmt wird und größer als die tatsächliche ist, wenn sie wie in 2(b) als eine Differenz zwischen der durchgezogenen Linie 210, die die Drehzahlveränderungen Δ ω darstellt, die aus dem Ausgangssignal des Kurbelwinkelsensors 60 gemessen werden, und der gestrichelten Linie 200 berechnet wird.
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Der vorstehende Fehler kann durch Korrigieren oder Verringern der Erhöhung der Drehzahl der Dieselmaschine 20 auf der Grundlage der Größe einer schraffierten Fläche 230 beseitigt werden, der durch die strichpunktierte Linie 220 und die gestrichelte Linie 200 umschlossen ist. Je größer die Größe des schraffierten Bereiches 230 ist, der eine Funktion einer Differenz der Drehzahlveränderungen Δ ω zwischen der strichpunktierten Linie 220 und der gestrichelten Linie 200 ist, desto größer ist der Betrag, um den die Erhöhung der Drehzahl der Dieselmaschine 20 verringert werden soll.
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Alternativ kann die Erhöhung der Drehzahl der Dieselmaschine 20 von der strichpunktierten Linie 220 zu der durchgezogenen Linie 210 auch auf der Grundlage der Drehzahlveränderungen Δ ω berechnet werden, die durch die strichpunktierte Linie 220 dargestellt sind. Die strichpunktierte Linie 220 kann mathematisch mittels einer Veränderungsrate 212, wie in 3 gezeigt ist, der Drehzahl der Dieselmaschine 20 vor der Ausführung der Lerneinspritzung und einer Veränderungsrate 214 der Drehzahl der Dieselmaschine 20 nach der Ausführung der Lerneinspritzung abgeleitet werden.
- 4) Die ECU 50 ist gestaltet, um den Einspritzmengenlernmodus zu unterbrechen wenn der Grad einer Veränderung der Last auf die Kurbelwelle 20 wirkt. Das heißt, sie stoppt ein Lernen oder Korrigieren der Kraftstoffeinspritzcharakteristik jedes Kraftstoffinjektors 24, wenn der Grad der Veränderung der Last auf die Kurbelwelle 20 wirkt. Die Differenz der Drehzahlveränderung Δ ω zwischen der strichpunktierten Linie 220 und der gestrichelten Linie 200 entspricht dem Grad der Veränderung der Last.
- 5) Die ECU 50 berechnet die Kraftstoffmenge, von der angenommen wird, dass sie tatsächlich durch die Kraftstoffinjektoren 24 eingespritzt wurde (nachstehend als eine tatsächliche Einspritzmenge bezeichnet), auf der Grundlage der Erhöhung der Drehzahl der Kurbelwelle 22, die in der vorstehenden Art und Weise bestimmt wird, in Anbetracht der Veränderung der Last auf die Kurbelwelle 22.
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Die ECU
50 korrigiert ferner die tatsächliche Einspritzmenge als eine Funktion eines Schlupfprozentsatzes SR, der eine Funktion einer Differenz der Drehzahl zwischen der Kurbelwelle
22 und der Antriebswelle
42 ist. Der Schlupfprozentsatz SR ist durch die nachstehende Gleichung (1) dargestellt.
wobei NE die Drehzahl der Kurbelwelle
22 ist und NO die Drehzahl der Antriebswelle
42 ist.
- 6) Die ECU 50 berechnet eine Differenz zwischen der Lerneinspritzmenge, die, wie vorstehend beschrieben ist, eine Kraftstoffsollmenge ist, die durch jeden Kraftstoffinjektor 24 in den Einspritzmengenlernmodus einzuspritzen ist, und der tatsächlichen Einspritzmenge, um einen Korrekturfaktor zur Verwendung beim Korrigieren der Kraftstoffeinspritzcharakteristik jedes Kraftstoffinjektors 24 zu bestimmen. Die Kraftstoffeinspritzcharakteristik zeigt das Verhältnis zwischen der Breite des Einspritzsteuerungsimpulses, der zu einem entsprechenden Kraftstoffinjektor 24 auszugeben ist, und der Einspritzmenge, von der erwartet wird, dass sie aus dem entsprechenden Kraftstoffinjektor 24 gespritzt wird.
- 7) Die ECU 50 bestimmt, ob die Veränderung der Last auftritt und auf die Kurbelwelle 22 ausgeübt wird oder nicht auftritt und nicht ausgeübt wird. Die Veränderung der Last, die auf die Kurbelwelle 22 wirkt, wird in zwei Arten unterteilt: eine ist eine positive Veränderung der Last, die orientiert ist, um die Drehzahl der Kurbelwelle 22 zu verringern, und die zweite ist eine negative Veränderung der Last, die orientiert ist, um die Drehzahl der Kurbelwelle 22 zu erhöhen. Insbesondere arbeitet die ECU 50, um zu bewirken, dass die Veränderung der Last auf die Kurbelwelle 22 in den nachstehenden Fällen aufgebracht wird:
- 7a) wenn eine Differenz zwischen der Veränderungsrate 212, die in 3 gezeigt ist, der Drehzahlveränderung Δ ω vor der Ausführung der Lerneinspritzung und der Veränderungsrate 214 der Drehzahlveränderung Δ ω nach der Ausführung der Lerneinspritzung größer als ein vorgegebener Wert ist oder eine Differenz 216 zwischen den Drehzahlveränderungen Δ ω vor und nach der Ausführung der Lerneinspritzung größer als ein vorgegebener Wert ist;
- 7b) wenn das Ausgangssignal des Bremssensors 70 die Tatsache anzeigt, dass das Bremspedal betätigt oder freigegeben wurde;
- 7c) wenn die elektrische Last wie zum Beispiel der Klimaanlage 80 und/oder des Generators 82, die/der durch die Kurbelwelle 22 über eine mechanische Verbindung anzutreiben sind/ist, von dem ausgeschalteten zu dem eingeschalteten Zustand oder dem eingeschalteten zu dem ausgeschalteten Zustand umgeschaltet wurde; und
- 7d) wenn die Stufe des Automatikgetriebes 40 verändert wurde, wenn zum Beispiel das Automatikgetriebe 40 von der dritten Gangstufe zu der zweiten Gangstufe verändert wurde, so dass die positive Veränderung der Last auf die Kurbelwelle 22 wirkt, oder von der zweiten Gangstufe auf die dritte Gangstufe verändert wurde, so dass die negative Veränderung der Last auf die Kurbelwelle 22 wirkt.
- 8) Die ECU 50 arbeitet, um zu bestimmen, ob die Überbrückungskupplung 38 die Verbindung zwischen der Kurbelwelle 22 und der Antriebswelle 42 herstellt oder freigibt.
- 9) Die ECU 50 arbeitet, um zu bestimmen, dass eine Lernanforderung vorherrscht, wenn das Gaspedal freigegeben wird, um das Fahrzeug ohne Einspritzen des Kraftstoffs in die Dieselmaschine 20 zu verzögern und die Überbrückungskupplung 38 nicht in Eingriff ist, um zuzulassen, dass die Kurbelwelle 22 und die Antriebswelle 42 bei einer Drehung rutschen.
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Der Betrieb der ECU 50 in dem Einspritzmengenlernmodus ist nachstehend ausführlich in Bezug auf ein Ablaufschaubild in 4 beschrieben. Das Programm, das in 4 dargestellt ist, ist in dem ROM oder dem Flash-Speicher in der ECU 50 gespeichert und wird jedes Mal ausgeführt, wenn eine Einspritzsteuerungszeit zum Steuern der Kraftstoffeinspritzung in jeden der vier Zylinder der Dieselmaschine 20 erreicht wird.
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Nach dem Beginnen des Programms schreitet die Routine zu einem Schritt 300 voran, in dem es bestimmt wird, ob die Lernanforderung zum Lernen der Kraftstoffeinspritzcharakteristik jedes Kraftstoffinjektors 24 vorherrscht oder nicht vorherrscht. Zum Beispiel bestimmt, wenn das Gaspedal freigegeben ist, um die Dieselmaschine 20 ohne Einspritzen des Kraftstoffs durch die Kraftstoffinjektoren 24 zu verzögern, so dass die Drehzahl der Kurbelwelle 22 mit einer konstanten Rate abnimmt und die Überbrückungskupplung 38 nicht in Eingriff ist, um zuzulassen, dass die Kurbelwelle 22 und die Antriebswelle 42 bei einer Drehung rutschen, die ECU 50, dass die Lernanforderung vorherrscht. Wenn als Antwort NEIN erhalten wird, das bedeutet, dass die Lernanforderung nicht vorherrscht, dann wird die Routine beendet.
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Wenn als Antwort JA in dem Schritt 300 erhalten wird, dann schreitet die Routine zu einem Schritt 302 voran, in dem die ECU 50 den Einspritzmengenlernmodus beginnt und den Einspritzsteuerungsimpuls zu einem entsprechenden Injektor der Kraftstoffinjektoren 24 ausgibt, um eine einzelne Einspritzung von Kraftstoff einer Menge bereitzustellen, die zum Lernen der Kraftstoffeinspritzcharakteristik ausgewählt ist. Die Kraftstoffmenge, die aus dem Kraftstoffinjektor 24 in dem Einspritzmengenlernmodus eingespritzt wird, wird identisch zu der der üblichen Voreinspritzung ausgewählt. Die ECU 50 kann alternativ gestaltet sein, um eine Abfolge von Einspritzungen von Kraftstoff in einem entsprechenden Zylinder der Zylinder der Dieselmaschine 20 auszuführen. In diesem Fall teilt die ECU 50 die Kraftstoffmenge, die durch die Erhöhung der Drehzahl der Kurbelwelle 22 in einem nachfolgenden Schritt abgeleitet wird, durch die Anzahl der Abfolgen von Einspritzungen und definiert sie als die Menge des Kraftstoffs, die in einem der Einspritzvorgänge verwendet wird.
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Die Routine schreitet zu einem Schritt 304 voran, in dem es bestimmt wird, ob eine Veränderung der Last auf die Kurbelwelle 22 während des Einspritzmengenlernmodus (zum Beispiel Prüfen der Veränderung der Drehzahl der Kurbelwelle 22) ausgeübt wurde oder nicht. Insbesondere bestimmt die ECU 50, dass die Veränderung der Last auf die Kurbelwelle 22 wirkte, wenn das Bremspedal betätigt wurde. Die ECU 50 kann alternativ gestaltet sein, um eine derartige Bestimmung (wie vorstehend in dem Abschnitt 7) beschrieben ist) auf der Grundlage der Veränderung der Stufe des Automatikgetriebes 40, des Betriebszustands der Klimaanlage 80 oder des Generators 82 und/oder einer Veränderung der Drehzahlveränderung Δ ω festzustellen.
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Wenn als Antwort NEIN in dem Schritt 304 erhalten wird, das bedeutet, dass das Bremspedal nicht betätigt wird, so dass keine Veränderung der Last auf die Kurbelwelle 22 ausgeübt wird, ist es bestimmt, dass sich die Drehzahlveränderung Δ ω, wenn die Lerneinspritzung nicht ausgeführt wird, entlang der gestrichelten Linie 200 verändert, wie in 2(b) dargestellt ist. Die Routine schreitet dann zu einem Schritt 306 voran, in dem die Erhöhung der Drehzahl der Kurbelwelle 22 aus einer Differenz zwischen der Drehzahlveränderung Δ ω, die durch die durchgezogene Linie 210 gezeigt ist und die auftritt, wenn die Lerneinspritzung ausgeführt wird, und der Drehzahlveränderung Δ ω berechnet wird, die durch die gestrichelte Linie 200 gezeigt ist und die auftritt, wenn die Lerneinspritzung nicht ausgeführt wird. Die Routine schreitet dann zu einem Schritt 312 voran.
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Wenn alternativ als Antwort NEIN in dem Schritt 304 erhalten wird, das bedeutet, dass das Bremspedal betätigt wird, um die Veränderung der Last auf die Kurbelwelle 22 auszuüben, dann schreitet alternativ die Routine zu einem Schritt 308 voran, in dem es bestimmt wird, ob ein absoluter Wert der Veränderung der Last größer als ein vorgegebener Wert ist oder nicht. Der Wert der Veränderung der Last wird, wie vorstehend beschrieben ist, aus einer Differenz der Drehzahlveränderung Δ ω zwischen der strichpunktierten Linie 220 und der gestrichelten Linie 200 in 2(a) berechnet. Der Wert der Veränderung der Last kann alternativ aus einer Differenz zwischen der Veränderungsrate 212, wie in 3 gezeigt ist, der Drehzahlveränderung Δ ω vor der Ausführung der Lerneinspritzung und der Veränderungsrate 214 der Drehzahlveränderung Δ ω nach der Ausführung der Lerneinspritzung oder einer Differenz 216 zwischen den Drehzahlveränderung Δ ω vor und nach der Ausführung der Lerneinspritzung abgeleitet werden.
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Wenn als Antwort JA in dem Schritt 308 erhalten wird, das bedeutet, dass die Veränderung der Last zu groß ist, um die in die Dieselmaschine 20 einzuspritzende Kraftstoffmenge genau zu korrigieren, dann wird die Routine ohne Korrigieren der Kraftstoffeinspritzcharakteristik eines entsprechenden Injektors der Kraftstoffinjektoren 24 beendet.
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Wenn alternativ als Antwort NEIN in dem Schritt 308 erhalten wird, dann schreitet die Routine zu einem Schritt 310 voran, in dem eine Differenz der Drehzahlveränderung Δω zwischen der strichpunktierten Linie 220 und der gestrichelten Linie 200 von einer Differenz der Drehzahlveränderung Δ ω zwischen der durchgezogenen Linie 210 und der gestrichelten Linie 200 subtrahiert wird, um die Erhöhung der Drehzahlveränderung Δ ω, das heißt die Erhöhung der Drehzahl der Kurbelwelle 22, die aufgrund der Lerneinspritzung auftritt, zu bestimmen. Die Erhöhung der Drehzahl kann alternativ, wie vorstehend beschrieben ist, durch Definieren der Drehzahlveränderung Δ ω, die durch die strichpunktierte Linie 220 angezeigt ist, als eine Referenzdrehzahlveränderung und durch Berechnen einer Ableitung der Drehzahlveränderung Δ ω, die durch die durchgezogene Linie 210 angezeigt ist, von der bestimmt werden, die durch die strichpunktierte Linie 220 angezeigt ist.
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Die Routine schreitet zu einem Schritt 312 voran, in dem die tatsächliche Einspritzmenge, das heißt die Kraftstoffmenge, von der angenommen wird, dass sie tatsächlich von einem entsprechenden Injektor der Kraftstoffinjektoren 24 eingespritzt wurde, auf der Grundlage der Erhöhung der Drehzahl berechnet wird, die entweder in dem Schritt 306 oder 310 hergeleitet wurde. Die ECU 50 berechnet ferner eine Differenz zwischen der tatsächlichen Einspritzmenge und der Lerneinspritzmenge, das heißt, wie vorstehend beschrieben ist, eine Kraftstoffsolleinspritzmenge, die durch den entsprechenden Injektor der Kraftstoffinjektoren 24 in dem Einspritzmengenlernmodus einzuspritzen ist, um den Korrekturfaktor zur Verwendung beim Korrigieren der Kraftstoffeinspritzcharakteristik des entsprechenden Injektors der Kraftstoffinjektoren 24 zu bestimmen, der das Verhältnis zwischen der Breite des zu dem entsprechenden Injektor der Kraftstoffinjektoren 24 auszugebenden Einspritzsteuerungsimpulses und der von diesem zu erwartenden einzuspritzenden Einspritzmenge zeigt.
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Die ECU 50 ist, wie vorstehend beschrieben ist, gestaltet, um die Erhöhung der Drehzahl der Kurbelwelle 22 auf der Grundlage der Veränderung der Last, die auf die Kurbelwelle 22 wirkt, die ein Antriebsbauteil des Antriebsstrangs (das heißt eines Drehmomentübertragungsmechanismus) ist, genau zu korrigieren, wenn es bestimmt wird, dass die Veränderung der Last auf die Kurbelwelle 22 während des Einspritzmengenlernmodus ausgeübt wird, wodurch die Genauigkeit beim Bestimmen der tatsächlichen Einspritzmenge mittels der korrigierten Erhöhung der Drehzahl sichergestellt ist, um den Korrekturfaktor auf der Grundlage der Differenz zwischen der tatsächlichen Einspritzmenge und der Lerneinspritzmenge zum Korrigieren der aus einem der Kraftstoffinjektoren 24 einzuspritzenden Kraftstoffsollmenge herzuleiten. Dies ermöglicht, dass eine kleine Kraftstoffmenge, die zum Beispiel in der Voreinspritzung vor der Haupteinspritzung einzuspritzen ist, in den Common Rail - Kraftstoffeinspritzsystemen genau bestimmt werden kann.
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Die Erhöhung der Drehzahl der Kurbelwelle 22 ist, wie vorstehend beschrieben ist, durch die Differenz der Drehzahlveränderung Δ ω zwischen den Zeiten bestimmt, wenn die Lernkraftstoffeinspritzung ausgeführt wird und wenn sie nicht ausgeführt wird, ferner kann sie durch eine Differenz zwischen der Drehzahl ω der Kurbelwelle 22, die direkt durch den Kurbelwinkelsensor 60 gemessen wird, wenn die Lerneinspritzung ausgeführt wird, und der Drehzahl ω der Kurbelwelle 22 mit dem gleichen Kurbelwinkel bestimmt werden, wenn die Lerneinspritzung nicht ausgeführt wird. Die Drehzahl ω der Kurbelwelle 22 mit einem Kurbelwinkel, der zu einem ausgewählten Zylinder der Zylinder der Dieselmaschine 20 korrespondiert, wenn die Lerneinspritzung nicht ausgeführt wird, kann mathematisch aus einer Veränderungsrate der Drehzahl der Kurbelwelle 22 vor der Ausführung der Lerneinspritzung berechnet werden.
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In dem Programm von 4 stoppt, wenn der Grad einer Veränderung der Last, die auf die Kurbelwelle 22 ausgeübt wird, die aufgrund der Betätigung des Bremspedals aufgetreten ist, größer als der vorgegebene Wert ist, die ECU 50 das Lernen der Kraftstoffeinspritzcharakteristik, das heißt das Bestimmen des Korrekturfaktors für die Kraftstoffinjektoren 24, aber sie kann alternativ gestaltet sein, um den Betriebszustand des Bremspedals, des Automatikgetriebes 40, der Klimaanlage 80 oder des Generators 82 zu überwachen und um die Bestimmung des Korrekturfaktors zu stoppen, wenn der überwachte Zustand anzeigt, dass die Veränderung der Last auf die Kurbelwelle 22 ausgeübt wird. Zum Beispiel kann der Wert, mit dem der absolute Wert der Veränderung der Last auf die Kurbelwelle 22 in dem Schritt 308 verglichen wird, auf einen sehr kleinen Wert oder auf Null eingestellt werden, so dass, wenn als Antwort JA in dem Schritt 304 erhalten wird, die Routine durch den Schritt 308 beendet wird, ohne dass der Korrekturfaktor bestimmt wird.
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Die ECU 50 kann alternativ gestaltet sein, um die Erhöhung der Drehzahlveränderung Δ ω in dem Schritt 310 zu berechnen, ohne dass der Grad der Veränderung der Last mit dem vorgegebenen Wert in dem Schritt 308 verglichen wird, wann immer es in dem Schritt 304 bestimmt ist, dass die Veränderung der Last auf die Kurbelwelle 22 ausgeübt wird.
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Anstelle des Automatikgetriebes 40 kann ein Handschaltgetriebe verwendet werden, in dem die Antriebswelle 42 durch eine Kupplung mit der Kurbelwelle 22 verbunden ist. In diesem Fall kann die ECU 50 bestimmen, dass die Lernanforderung vorherrscht, wenn die Kupplung nicht in Eingriff ist.
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Die ECU 50 in dem vorstehenden Ausführungsbeispiel arbeitet, um die Kraftstoffmenge zu lernen, die in dem Voreinspritzmodus in dem Kraftstoffspeichereinspritzsystem 10 einzuspritzen, das den Kraftstoff, der in der Common Rail 14 gespeichert ist, in jeden der Zylinder der Dieselmaschine 20 durch einen der Kraftstoffinjektoren 24 einzuspritzen, aber sie kann alternativ gestaltet sein, um die Kraftstoffmenge zu lernen, die in dem Haupteinspritzmodus oder dem Nacheinspritzmodus nach dem Haupteinspritzmodus eingespritzt wird.
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Die Erfindung kann in einem Kraftstoffeinspritzsystem angewandt werden, das den Kraftstoff in eine Ottomaschine durch Kraftstoffinjektoren einspritzt, ohne dass die Common Rail 14 verwendet wird.
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Ein Kraftstoffeinspritzsteuergerät für eine Brennkraftmaschine ist bereitgestellt. Eine Steuerungseinrichtung weist einen Kraftstoffinjektor an, um eine Lerneinspritzmenge eines Kraftstoffs einzuspritzen, und bestimmt eine sich ergebende Erhöhung einer Drehzahl der Maschine. Das Steuerungsgerät bestimmt die Menge des Kraftstoffs, die tatsächlich von dem Kraftstoffinjektor eingespritzt wird, auf der Grundlage der Erhöhung der Drehzahl der Maschine und berechnet einen Korrekturfaktor, der eine Differenz zwischen der Lerneinspritzmenge und der tatsächlichen Einspritzmenge kompensiert. Die Steuerungseinrichtung bestimmt auch eine Veränderung einer Last, die auf ein Antriebsbauteil eines Drehmomentübertragungsmechanismus wirkt. Wenn eine derartige Veränderung unerwünscht groß ist, stoppt die Steuerungseinrichtung das Einspritzen der Lerneinspritzmenge. Die Steuerungseinrichtung kann die Erhöhung der Drehzahl der Maschine auf der Grundlage des Grads der Veränderung der Last bestimmen. Dies stellt die Genauigkeit der Berechnung des Korrekturfaktors unabhängig von der Veränderung der Last sicher.