DE102008041483A1

DE102008041483A1 - System zum Lernen einer Abweichung einer tatsächlichen Einspritzmenge von einer Solleinspritzmenge

Info

Publication number: DE102008041483A1
Application number: DE102008041483A
Authority: DE
Inventors: Yuuki Kariya-shi Tarusawa; Takayoshi Kariya-shi Inaba
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2007-08-23
Filing date: 2008-08-22
Publication date: 2009-04-02
Anticipated expiration: 2028-08-23
Also published as: JP4710888B2; DE102008041483B4; JP2009052417A

Abstract

In einem System wird ein zu einer Einspritzdauer für den Injektor zugehöriger Anweisungswert zu einem Injektor ausgegeben, nachdem bestimmt wurde, dass eine vorbestimmte Lernbedingung erfüllt ist. Der Anweisungswert weist den Injektor an, als eine Lern-Kraftstoffeinspritzung eine Kraftstoffsollmenge einzusprühen. Eine Variation in der Drehung einer Abgabwelle infolge der Lern-Kraftstoffeinspritzung wird gemessen. Eine Menge des durch die Lern-Kraftstoffeinspritzung tatsächlich von dem Injektor eingesprühten Kraftstoffs wird berechnet. Ein Lernwert, der eine Abweichung der Menge des tatsächlich von dem Injektor eingesprühten Kraftstoffs von der Kraftstoffsollmenge angibt, wird berechnet. Der berechnete Lernwert wird mit einem Verstärkungsfaktor multipliziert, um einen korrigierten Lernwert zum Korrigieren des Anweisungswerts derart zu bestimmen, dass eine von dem Injektor tatsächlich einzusprühende Kraftstoffmenge mit der Kraftstoffsollmenge übereinstimmt. Der Verstärkungsfaktor wird auf Grundlage des Ansprechverhaltens des Injektors angepasst.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verfahren und Systeme zum Steuern eines in einer Brennkraftmaschine installierten Injektors. Genauer gesagt sind solche Systeme und Verfahren dazu ausgelegt, eine Abweichung einer von einem Injektor tatsächlich eingesprühten Kraftstoffmenge von einer davon einzusprühenden Kraftstoffsollmenge zu lernen.
BESCHREIBUNG DES ZUGEHÖRIGEN STANDS DER TECHNIK
Kraftstoffeinspritzsteuersysteme werden herkömmlicherweise zum Steuern der Kraftstoffeinspritzung durch einen Injektor für jeden Zylinder einer Brennkraftmaschine verwendet. Zum Zwecke der Verringerung des Verbrennungsgeräuschs und/oder von Stickoxidemissionen (NO_x) ist eine Bauart der Kraftstoffeinspritzsteuersysteme dazu ausgelegt, einen Injektor dazu zu bringen, vor einer Haupteinspritzung von Kraftstoff eine kleine Kraftstoffmenge in die Kraftmaschine einzuspritzen. Die Haupteinspritzung des Kraftstoffs lässt die Kraftmaschine das Drehmoment erzeugen. Die Einspritzung vor der Haupteinspitzung des Kraftstoffs wird im weiteren Verlauf als „Voreinspritzung" bezeichnet. Beispielsweise ermöglicht die Voreinspritzung eine Beschleunigung des Mischvorgangs der Luft mit dem Kraftstoff, um das Verbrennungsgeräusch und/oder NOx-Emissionen zu verringern.
In der Voreinspritzung ist die Menge des von einem Injektor zuzumessenden Kraftstoffs sehr klein festgelegt. Aus diesem Grund ist eine Verbesserung der Genauigkeit beim Steuern der Menge des von einem Injektor während der Voreinspritzung einzusprühenden Kraftstoffs erforderlich, um die vorstehend erwähnten Geräusch/Emissionsverringerungswirkungen vollständig sicherzustellen.
Um eine solche Anforderung zu erfüllen, ist es erforderlich:
die Abweichung zwischen einer Sollmenge (einer kleinen Menge) eines von einem Injektor einzusprühenden Kraftstoffs und einer Menge eines von dem Injektor, der auf Grundlage der Kraftstoffsollmenge gesteuert wird, tatsächlich eingesprühten Kraftstoffs zu lernen; und
den Injektor auf Grundlage der gelernten Abweichung so zu steuern, dass die Menge des von dem Injektor tatsächlich eingesprühten Kraftstoffs, der mit der Sollmenge des von dem Injektor einzusprühenden Kraftstoffs gesteuert wird, übereinstimmt.
Man beachte, dass die „von einem Injektor tatsächlich eingesprühte Kraftstoffmenge" als „tatsächliche Einspritzmenge" bezeichnet wird und dass die „von einem Injektor einzusprühende Kraftstoffsollmenge" im weiteren Verlauf als „Solleinspritzmenge" bezeichnet wird.
Das direkte Messen einer tatsächlichen Einspritzmenge eines Injektors ist jedoch während der Fahrzeugfahrt schwierig. Daher wurden verschiedene Verfahren zum Bestimmen der Abweichung zwischen einer Solleinspritzmenge für einen Injektor und dessen tatsächlicher Einspritzmenge vorgeschlagen, die ohne direktes Messen der tatsächlichen Einspritzmenge auskommen.
Die Japanische Patentanmeldungsoffenlegungsschrift Nr. H11-294227 als ein Beispiel dieser Verfahren offenbart ein Verfahren zum Messen eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses für einen Zylinder oder eines Drucks in einem Zylinder als eine Alternative für eine tatsächliche Einspritzmenge eines entsprechenden Injektors auf Grundlage einer Solleinspritzmenge, um die Abweichung zwischen der Solleinspritzmenge und der tatsächlichen Einspritzmenge von dem entsprechenden Injektor zu bestimmen.
Als ein weiteres Beispiel dieser Verfahren offenbart die Japanische Patentanmeldungsoffenlegungsschrift Nr. 2002-295291 ein Verfahren zum Lernen der Abweichung zwischen einer Solleinspritzmenge für einen Injektor und dessen tatsächlicher Einspritzmenge auf Grundlage eines Korrekturwerts, der in einem Leerlaufdrehzahlsteuerungsmodus berechnet wird. Eine Kraftmaschinensteuereinheit arbeitet in dem Leerlaufdrehzahlsteuerungsmodus (ISC) so, dass sie den zum Korrigieren einer Menge eines von einem Injektor tatsächlich einzusprühenden Kraftstoffs erforderlichen Korrekturwert auf Grundlage der Beziehung zwischen der Kraftmaschinendrehzahl und der Menge des von einem Injektor einzusprühenden Kraftstoffs derart berechnet, dass die für den Leerlauf erforderliche Sollkraftmaschinendrehzahl beibehalten wird.
Das in der zuerst genannten Patentanmeldungsoffenlegungsschrift offenbarte Verfahren benötigt einen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor zum Messen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses für einen Zylinder oder einen in einem Zylinder vorgesehenen Innenzylinderdrucksensor zum Messen des Drucks darin; diese Sensoren sind normalerweise nicht in Kraftfahrzeugen installiert. Dies führt zu einer Kostensteigerung solcher Kraftfahrzeuge.
Andererseits ist das in der zuletzt genannten Patentoffenlegungsschrift offenbarte Verfahren dazu ausgelegt, die Beziehung zwischen der Kraftmaschinendrehzahl und der Menge des von einem Injektor einzusprühenden Kraftstoffs zu verwenden. Jedoch kann diese Beziehung in Abhängigkeit einer Variation unter Zylindern oder einer Variation der Last, etwa einer Klimaanlage, an der Kraftmaschine geändert werden. Genauer gesagt kann die Genauigkeit beim Lernen der Abweichung zwischen der Solleinspritzmenge für einen Injektor und dessen tatsächlicher Einspritzmenge durch die Variation unter den Zylindern oder die Variation der Last an der Kraftmaschine beeinträchtigt werden.
Um die Genauigkeit beim Lernen einer solchen Abweichung ohne Verwendung zusätzlicher Sensoren weiter zu verbessern, ist in der Europäischen Patentanmeldungsoffenlegungsschrift Nr. EP 1491751 A1 , die der Japanischen Patentanmeldungsoffenlegungsschrift Nr. 2005-036788 entspricht, ein Kraftstoffeinspritzsteuerungssystem offenbart.
Das in dem EP-Patent offenbarte Kraftstoffeinspritzsteuerungssystem ist in einem Kraftfahrzeug installiert, in welchem eine Dieselkraftmaschine installiert ist. Das Kraftmaschineneinspritzsteuerungssystem ist dazu ausgelegt, eine Abweichung zwischen einer Solleinspritzmenge für einen Injektor und dessen tatsächlicher Einspritzmenge zu lernen, solange die Solleinspritzmenge gleich oder größer als Null ist.
Genauer gesagt dann, wenn die Solleinspritzmenge gleich oder größer als Null ist, arbeitet das Kraftstoffeinspritzsteuerungssystem im Abweichungslernmodus.
In dem Abweichungslernmodus lässt das Kraftstoffeinspritzsteuerungssystem einen Injektor für einen entsprechenden Zylinder eine Kraftstoff-Einzel-Einspritzung auf Grundlage der Solleinspritzmenge ausführen. Mit anderen Worten befiehlt das Kraftstoffeinspritzsteuerungssystem dem Injektor, die Solleinspritzmenge einzusprühen.
In dem Abweichungslernmodus arbeitet das Kraftstoffeinspritzsteuerungssystem zudem so, dass es:
einen Betrag δx der Zunahme der Drehung der Kurbelwelle der Dieselkraftmaschine auf Grundlage der Kraftstoffeinzeleinspritzung von misst;
eine Kraftmaschinendrehzahl ω0 zum Zeitpunkt der Kraftstoffeinzeleinspritzung misst; und
als eine drehmomentproportionale Menge Tp das Produkt aus dem gemessenen Betrag δx der Zunahme der Drehung der Kurbelwelle und der gemessenen Kraftmaschinendrehzahl ω0 berechnet.
Das Kraftstoffeinspritzsteuerungssystem schätzt zudem auf Grundlage der berechneten drehmomentproportionalen Menge Tp ein durch die Einzeleinspritzung tatsächlich zu erzeugendes Drehmoment und schätzt eine tatsächliche Einspritzmenge für den entsprechenden Zylinder durch die Einzelschusseinspritzung ab.
Somit lernt das Kraftstoffeinspritzsteuerungssystem die Differenz zwischen der Solleinspritzmenge und der geschätzten tatsächlichen Einspritzmenge als die Abweichung dazwischen.
Insbesondere dann, wenn die Solleinspritzmenge gleich oder kleiner als Null ist, hat der Betrag der Zunahme der Drehung der Kurbelwelle eine enge Korrelation mit einer in der Kraftstoffeinzeleinspritzung von einem Injektor tatsächlich eingespritzten Kraftstoffmenge.
Somit bewerkstelligt das Kraftstoffeinspritzsteuerungssystem das Lernen einer Abweichung zwischen der Solleinspritzmenge für einen Injektor und dessen geschätzter tatsächlicher Einspritzmenge mit einer hohen Genauigkeit ohne Verwendung zusätzlicher Sensoren.
Ein herkömmlicher Kraftstoffinjektor ist so ausgelegt, dass er, wenn er erregt wird, Kraftstoff während der Erregungsdauer einsprüht. Genauer gesagt arbeitet das Kraftstoffeinspritzsteuerungssystem so, dass es an einem Injektor einen Impulsstrom mit einer Impulsweite (einer Impulsdauer) anlegt, die der Erregungsdauer entspricht. Mit anderen Worten kann die Steuerung der Impulsweite des an dem Injektor anzulegenden Impulsstroms die von dem Injektor einzusprühende Kraftstoffmenge auf eine Solleinspritzmenge einstellen. Die Erregungszeitspanne (die Erregungsimpulsweite) für einen Injektor wird im weiteren Verlauf als „Einspritzdauer" bezeichnet. Die Einspritzdauer für einen Injektor wird als einer von Parametern zum Steuern einer von dem Injektor einzusprühenden Kraftstoffmenge verwendet.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Das in dem EP-Patent offenbarte Lernverfahren wird auf die Korrektur einer Kraftstoffeinsprühkennlinie bzw. einer Kraftstoffeinsprühcharakteristik eines Injektors angewendet. Als die Kraftstoffeinsprühkennlinie eines Injektors wird die Kennlinie der Beziehung zwischen der Einspritzdauer (der Erregungsimpulsweite) für einen Injektor und dessen tatsächlicher Einspritzmenge auf Grundlage der Einspritzdauer verwendet.
Wie dies vorstehend beschrieben ist, bestimmt die Einspritzdauer (die Erregungsimpulsdauer) für einen Injektor dessen Solleinspritzmenge. Daher wird die Einspritzdauer für einen Injektor im weiteren Verlauf als „TQ" bezeichnet. Ferner wird eine tatsächliche Einspritzmenge eines Injektors im weiteren Verlauf als „Q" bezeichnet. Somit wird die Kennlinie der Beziehung zwischen der Einspritzdauer für einen Injektor und dessen tatsächliche Einspritzmenge auf Grundlage der Einspritzdauer im weiteren Verlauf als „TQ-Q-Kennlinie" bezeichnet.
In der Anmeldung werden die TQ-Q-Kennlinien von Injektoren gelernt, damit diese so korrigiert werden, dass sie mit einer Bezugs-TQ-Q-Kennlinie übereinstimmen, die im Vorfeld beispielsweise in einem Kennfeldformat bestimmt wurde und als die Soll-TQ-Q-Kennlinie für die Injektoren verwendet wird.
Unter Bezugnahme auf 7 geben die TQ-Q-Kennlinien von Injektoren beispielsweise eine lineare Funktion zwischen einem Wert der tatsächlichen Einspritzmenge und einem entsprechenden Wert der Einspritzdauer wieder. Das Bezugszeichen „RC" zeigt die Bezugs-TQ-Q-Kennlinie. Der Gradient einer jeden TQ-Q-Kennlinie der Injektoren gibt ein Ansprechverhalten eines entsprechenden Injektors beim Einsprühen einer Kraftstoffmenge bezüglich eines an diesem Injektor angelegten Stromimpulses mit einer Impulsweite (Einspritzdauer) wieder.
Wie dies in 7 dargestellt ist, können die Ansprechverhalten (Gradienten) von ungelernten TQ-Q-Kennlinien von Injektoren beispielsweise infolge derer individuellen Herstellungsunterschiede und/oder derer Alterungsunterschiede variieren. Das Bezugszeichen C1 bezeichnet eine ungelernte TQ-Q-Kennlinie, die ein Kraftstoffeinsprühansprechverhalten hat, das gleich zu jenem der Bezugs-TQ-Q-Kennlinie RC ist.
8A zeigt, wie eine TQ-Q-Kennlinie C10 eines gesteuerten Injektors mit einem vergleichsweise schlechten Ansprechverhalten, das beispielsweise schlechter als das Ansprechverhalten der Bezugs-TQ-Q-Kennlinie RC ist, korrigiert wird.
In einem ersten Lernschritt wird zu dem Zweck, den gesteuerten Injektor eine Solleinspritzmenge Qtrg von Kraftstoff an der Bezugs-TQ-Q-Kennlinie RC einsprühen zu lassen, ein Einspritzdauersollwert TQ1 auf Grundlage der Bezugs-TQ-Q-Kennlinie RC bestimmt. Somit wird ein Impulsstrom mit dem Einspritzdauersollwert TQ1 an dem gesteuerten Injektor angelegt, um den gesteuerten Injektor die Solleinspritzmenge Qtrg von Kraftstoff einspritzen zu lassen, die dem Einspritzdauersollwert TQ1 entspricht. Dies führt dazu, dass eine Menge Q1 des von dem gesteuerten Injektor tatsächlich eingesprühten Kraftstoffs abgeschätzt wird; diese Menge Q1 des Kraftstoffs ist größer als die Solleinspritzmenge Qtrg (siehe 8A).
In dem ersten Lernschritt wird zu dem Zweck, die Differenz ΔQ1 zwischen der Solleinspritzmenge Qtrg und der Menge Q1 des Kraftstoffs zu kompensieren, mittels Bezugnahme auf die Bezugs-TQ-Q-Kennlinie RC unter Verwendung der Menge Q1 des Kraftstoffs als Schlüssel ein Impulsstrom mit einem Wert TQ1a der Einspritzdauer bestimmt, die der Menge Q1 des Kraftstoffs an der Bezugs-TQ-Q-Kennlinie RC entspricht. Die Differenz ΔTQ1 der Einspritzdauer zwischen dem Sollwert TQ1 und dem Wert TQ1a wird als ein gelernter Wert berechnet.
Das Vorzeichen der Differenz ΔTQ1 ist negativ, da der Wert TQ1a größer als der Sollwert TQ1 ist.
In einem zweiten Lernschritt wird zu dem Zweck, den gesteuerten Injektor Kraftstoff mit dem Wert Qtrg als Solleinspritzmenge einsprühen zu lassen, der Einspritzdauersollwert TQ1 für den Impulsstrom durch den gelernten Wert ΔTQ1 korrigiert, sodass ein Sollwert TQ2 einer korrigierten TQ-Q-Kennlinie C10a bestimmt wird, die der Differenz (TQ1 – ΔTQ1) der Einspritzdauer entspricht. Dann wird an dem gesteuerten Injektor ein Impulsstrom mit dem Sollwert TQ2 der Einspritzdauer angelegt.
Dies führt dazu, dass eine von dem gesteuerten Injektor tatsächlich eingespritzte Kraftstoffmenge Q2 abgeschätzt wird; diese Kraftstoffmenge Q2 ist immer noch höher als die Solleinspritzmenge Qtrg, da das Ansprechverhalten des gesteuerten Injektors schlechter als das der Bezugs-TQ-Q-Kennlinie RC ist (siehe 8B).
In dem zweiten Lernschritt wird zu dem Zweck, die Differenz ΔQ2 zwischen der Solleinspritzmenge Qtrg und der Kraftstoffmenge Q2 zu kompensieren, unter Bezugnahme auf die Bezugs-TQ-Q-Kennlinie RC unter Verwendung der Kraftstoffmenge Q2 als Schlüssel ein Impulsstrom mit einem Wert TQ2a der Einspritzdauer bestimmt, die der Kraftstoffmenge Q2 an der Bezugs-TQ-Q-Kennlinie RC entspricht. Die Differenz ΔTQ2 der Einspritzdauer zwischen dem Sollwert TQ2 und dem Wert TQ2a wird als ein gelernter Wert berechnet. Das Vorzeichen von ΔTQ2 ist negativ, da der Wert TQ2a größer als der Sollwert TQ2 ist.
Wie dies vorstehend beschrieben ist, wird der Lernschritt wiederholt, bis eine abgeschätzte Kraftstoffmenge, die von dem gesteuerten Injektor tatsächlich einzusprühen ist, einen Wert an der Bezugs-TQ-Q-Kennlinie RC annähert.
Andererseits zeigt 9A, wie eine TQ-Q-Kennlinie C20 eines gesteuerten Injektors mit vergleichsweise gutem Ansprechverhalten korrigiert wird, das beispielsweise besser als das Ansprechverhalten der Bezugs-TQ-Q-Kennlinie RC ist.
In einem ersten Lernschritt wird zu dem Zweck, den gesteuerten Injektor eine Kraftstoffsolleinspritzmenge Qtrg einsprühen zu lassen, ein Einspritzdauersollwert TQ1, der auf Grundlage der Bezugs-TQ-Q-Kennlinie RC erhalten wird, bestimmt. Somit wird an dem gesteuerten Injektor ein Impulsstrom mit dem Einspritzdauersollwert TQ1 angelegt, um den gesteuerten Injektor die Kraftstoffsolleinspritzmenge Qtrg einspritzen zu lassen, die dem Einspritzdauersollwert TQ1 entspricht. Dies führt dazu, dass die von dem gesteuerten Injektor tatsächlich eingesprühte Kraftstoffmenge Q1 abgeschätzt wird; diese Kraftstoffmenge Q1 ist größer als die Solleinspritzmenge Qtrg (siehe 9A).
In dem ersten Lernschritt wird zu dem Zweck, die Differenz ΔQ1 zwischen der Solleinspritzmenge Qtrg und der Kraftstoffmenge Q1 zu kompensieren, durch Bezugnahme auf die Bezugs-TQ-Q-Kennlinie RC unter Verwendung der Kraftstoffmenge Q1 als Schlüssel ein Impulsstrom bestimmt, der einen Einspritzdauerwert TQ1a hat, der der Kraftstoffmenge Q1 an der Bezugs-TQ-Q-Kennlinie RC entspricht. Die Differenz ΔTQ1 der Einspritzdauer zwischen dem Sollwert TQ1 und dem Wert TQ1a wird als ein Lernwert berechnet. Das Vorzeichen der Differenz ΔTQ1 ist negativ, da der Wert TQ1a größer als der Sollwert TQ1 ist.
In dem ersten Lernschritt wird zu dem Zweck, den gesteuerten Injektor den Kraftstoff mit dem Solleinspritzmengenwert Qtrg einsprühen zu lassen, die Einspritzdauer TQ1 für den Impulsstrom durch den Lernwert ΔTQ1 korrigiert, sodass ein Sollwert TQ2 einer korrigierten TQ-Q-Kennlinie C20a bestimmt wird, der einem Wert (TQ1 – ΔTQ1) der Einspritzmenge entspricht. Dann wird ein Impulsstrom mit dem Einspritzdauersollwert TQ2 an dem gesteuerten Injektor angelegt.
Dies führt dazu, dass eine Menge Q2 des von dem gesteuerten Injektor tatsächlich eingesprühten Kraftstoffs abgeschätzt wird; diese Kraftstoffmenge Q2 ist kleiner als die Solleinspritzmenge Qtrg, da das Ansprechverhalten des gesteuerten Injektors besser als das der Bezugs-TQ-Q-Kennlinie RC ist (siehe 9B). Mit anderen Worten wird die TQ-Q-Kennlinie C20 durch den Lernwert ΔTQ1 übermäßig korrigiert, sodass die TQ-Q-Kennlinie C20a erhalten wird.
In einem zweiten Schritt wird zu dem Zweck, die Differenz ΔQ2 zwischen der Solleinspritzmenge Qtrg und der Kraftstoffmenge Q2 zu kompensieren, durch Bezugnahme auf die Bezugs-TQ-Q-Kennlinie RC unter Verwendung der Kraftstoffmenge Q2 als Schlüssel ein Impulsstrom mit einem Einspritzdauerwert TQ2a bestimmt, der der Kraftstoffmenge Q2 an der Bezugs-TQ-Q-Kennlinie RC entspricht. Die Differenz ΔTQ2 der Einspritzdauer zwischen dem Sollwert TQ2 und dem Wert TQ2a wird als ein Lernwert berechnet. Da der Wert TQ2a kleiner als der Sollwert TQ2 ist, ist das Vorzeichen der Differenz ΔTQ2 positiv.
Danach wird zu dem Zweck, den gesteuerten Injektor den Kraftstoff mit dem Solleinspritzmengenwert Qtrg einsprühen zu lassen, der Einspritzdauersollwert TQ2 des Impulsstroms durch den Lernwert ΔTQ2 so korrigiert, dass ein Sollwert TQ23 bestimmt wird, der einem Einspritzdauerwert (TQ2 + ΔTQ2) entspricht. Dann wird ein Impulsstrom mit dem Einspritzdauersollwert TQ23 an dem gesteuerten Injektor angelegt.
Solange der absolute Wert eines gegenwärtig berechneten Lernwerts (beispielsweise des Lernwerts ΔTQ2) kleiner als derjenige vor dem gegenwärtig gelernten Lernwerts berechneten Lernwerts (beispielsweise als der Lernwert ΔTQ1) ist, erlaubt das Wiederholen des Lernschritts, dass eine Kraftstoffmenge, die als die tatsächlich von dem gesteuerten Injektor eingesprühte Kraftstoffmenge abgeschätzt wird, einen Wert an der Bezugs-TQ-Q-Kennlinie RC annähert.
In dem in einem Kraftfahrzeug installierten Kraftstoffeinspritzsteuerungssystem, das dazu ausgelegt ist, die Kraftstoffeinsprühkennlinien der darin installierten Injektoren zu korrigieren, hat die Anzahl der Wiederholungen der Lernschritte zum Lernen der Differenz zwischen der Bezugs-TQ-Q-Kennlinie RC und einer gegenwärtig berechneten TQ-Q-Kennlinie einen oberen Grenzwert. Der obere Grenzwert wird normalerweise in Abhängigkeit einer annehmbaren bzw. zulässigen Lernvollendungszeit oder -strecke bestimmt. Die annehmbare Lernvollendungszeit oder -strecke wird in Abhängigkeit einer Lerngenauigkeit und Einschränkungen bestimmt, die zum Verringern von Störungen zwischen den wiederholten Lernschritten und anderen Vorgängen zum Steuern der Dieselkraftmaschine erforderlich sind.
Man beachte, dass eine Lernvollendungszeit eine gesamte Zeitspanne wiedergibt, die erforderlich ist, bis die Differenz zwischen der Bezugs-TQ-Q-Kennlinie RC und einer berechneten TQ-Q-Kennlinie in einem gegenwärtigen Lernschritt innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt. Die annehmbare bzw. zulässige Lernvollendungszeit bedeutet, dass die Lernvollendungszeit so bestimmt ist, dass sie hingenommen werden kann, solange die Lernvollendungszeit kürzer als die annehmbare bzw. zulässige Lernvollendungszeit ist.
Ferner ist anzumerken, dass die Lernvollendungsstrecke einer von dem Kraftfahrzeug gefahrenen Gesamtstrecke entspricht, bis die Differenz zwischen der Bezugs-TQ-Q-Kennlinie RC und der berechneten TQ-Q-Kennlinie in einem gegenwärtigen Lernschritt innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt. Die annehmbare Lernvollendungsstrecke gibt wieder, dass die Lernvollendungsstrecke so bestimmt ist, dass sie hinnehmbar ist, solange die Lernvollendungsstrecke kürzer als die annehmbare Lernvollendungsstrecke ist.
Unter Bezugnahme auf 10 wird dann, wenn die Anzahl „n" von Wiederholungen des Lernschritts einen oberen Grenzwert erreicht, der einem Schwellenwert der annehmbaren Lernvollendungszeit oder -strecke entspricht, die Ausübung des nächsten Lernschritts verhindert.
Unter Bezugnahme auf 7 befinden sich einige der Ansprechverhaltensvariationen der ungelernten TQ-Q-Kennlinien von Injektoren innerhalb eines vergleichsweise engen ersten Bereichs A bezüglich der ungelernten TQ-Q-Kennlinie C1 mit dem gleichen Ansprechverhalten wie die Bezugs-TQ-Q-Kennlinie RC. Die verbleibenden Ansprechverhaltensvariationen der ungelernten TQ-Q-Kennlinien der Injektoren befinden sich innerhalb zweiter Bereiche B, die bezüglich der ungelernten TQ-Q-Kennlinie C1 stärker voneinander getrennt sind als der erste Bereich A.
Es wird angenommen, dass sich das Ansprechverhalten einer ungelernten TQ-Q-Kennlinie eines Injektors innerhalb des ersten Bereichs A befindet und bezüglich jenem der Bezugs-TQ-Q-Kennlinie vergleichsweise schlecht ist (siehe 11A).
Unter dieser Annahme nähert die Verlaufskurve des gelernten Werts, der der Differenz zwischen der Bezugs-TQ-Q-Kennlinie RC und einer gegenwärtig berechneten TQ-Q-Kennlinie in jedem Lernschritt entspricht, einen vorbestimmten Bereich an, während er dort hinein konvergiert, sodass er als ein fester Lernwert in diesen fällt, bevor die Anzahl von Wiederholungen von Lernschritten den oberen Grenzwert erreicht. Dies macht es möglich, den Lernvorgang für die ungelernte TQ-Q-Kennlinie des Injektors zu vollenden, bevor die Anzahl von Wiederholungen des Lernschritts den oberen Grenzwert erreicht.
Es wird angenommen, dass sich das Ansprechverhalten einer ungelernten TQ-Q-Kennlinie eines Injektors innerhalb des ersten Bereichs A befindet und bezüglich des Ansprechverhaltens der Bezugs-TQ-Q-Kennlinie vergleichsweise gut ist (siehe 11B).
Unter dieser Annahme nähert die Verlaufskurve des Lernwerts, der der Differenz zwischen der Bezugs-TQ-Q-Kennlinie RC und einer gegenwärtig berechneten TQ-Q-Kennlinie in jedem Lernschritt entspricht, einen vorbestimmten Bereich an, während sich das Vorzeichen der Differenz alternierend ändert, sodass es innerhalb des vorbestimmten Bereichs als ein fester Lernwert konvergiert, bevor die Anzahl von Wiederholungen der Lernschritte den oberen Grenzwert erreicht. Dies macht es möglich, den Lernvorgang für die ungelernte TQ-Q-Kennlinie des Injektors zu vollenden, bevor die Anzahl von Wiederholungen der Lernschritte den oberen Grenzwert erreicht.
Im Gegensatz dazu wird angenommen, dass sich das Ansprechverhalten einer ungelernten TQ-Q-Kennlinie eines Injektors innerhalb des zweiten Bereichs B befindet und mit Bezug auf das Ansprechverhalten der Bezugs-TQ-Q-Kennlinie vergleichsweise schlecht ist (siehe 12A).
Unter dieser Annahme kann die Verlaufskurve des Lernwerts, der der Differenz zwischen der Bezugs-TQ-Q-Kennlinie RC und einer gegenwärtig berechneten TQ-Q-Kennlinie in jedem Lernschritt entspricht, innerhalb des vorbestimmten Bereichs nicht konvergieren, bevor die Anzahl von Wiederholungen des Lernschritts den oberen Grenzwert erreicht hat. Dies liegt daran, dass der in jedem Lernschritt bestimmte Lernwert eine kleine Größe hat.
Außerdem wird angenommen, dass sich das Ansprechverhalten einer ungelernten TQ-Q-Kennlinie eines Injektors innerhalb des zweiten Bereichs B befindet und mit Bezug auf jenes (Ansprechverhalten) der Bezugs-TQ-Q-Kennlinie vergleichsweise gut ist (siehe 12B).
Unter dieser Annahme kann die Verlaufskurve des Lernwerts, der der Differenz zwischen der Bezugs-TQ-Q-Kennlinie RC und einer gegenwärtig berechneten TQ-Q-Kennlinie in jedem Lernschritt entspricht, nicht in den vorbestimmten Bereich fallen, bevor die Anzahl von Wiederholungen des Lernschritts den oberen Grenzwert erreicht hat. Dies liegt daran, dass die in den jeweiligen Lernschritten bestimmten Lernwerte alternieren, während sie stark variieren.
Insbesondere wird angenommen, dass das Ansprechverhalten (der Gradient) einer ungelernten TQ-Q-Kennlinie gleich oder höher als jenes der Bezugs-TQ-Q-Kennlinie RC ist und der absolute Wert eines gegenwärtig berechneten Lernwerts gleich oder höher als jener eines vor dem gegenwärtig berechneten Lernwert berechneten Lernwerts ist. Beispielsweise ist der Absolutwert eines gegenwärtig berechneten Lernwerts ΔTQ2 gleich oder größer als jener eines Lernwerts ΔTQ1, der vor dem gegenwärtig berechneten Lernwert ΔTQ2 berechnet wurde.
Unter dieser Annahme können die in den jeweiligen Lernschritten bestimmten Lernwerte so divergieren, dass der Lernvorgang für die ungelernte TQ-Q-Kennlinie des Injektors nicht vollendet werden kann.
Wie dies vorstehend beschrieben ist, können die Variationen der Ansprechverhalten der ungelernten TQ-Q-Kennlinien von Injektoren dazu führen, dass die Lernvollendungszeit oder -strecke für jeden Injektor zunimmt, wodurch die zeitliche Effizienz beim Lernen für eine ungelernte TQ-Q-Kennlinie für jeden Injektor verringert wird.
Die Zunahme der Lernvollendungszeit oder -strecke infolge der Variationen der Ansprechverhalten der ungelernten TQ-Q-Kennlinien der Injektoren macht es zudem schwierig, dass der Lernvorgang für eine ungelernte TQ-Q-Kennlinie eines Injektors vollendet wird, bevor die Anzahl von Wiederholungen der Lernschritte den oberen Grenzwert erreicht hat.
Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe gemäß zumindest einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung, Verfahren und Systeme zum zeiteffizienten Lernen einer Abweichung einer Menge eines tatsächlich von einem Injektor eingesprühten Kraftstoffs von einer von diesem Injektor einzusprühenden Kraftstoffsollmenge unabhängig von Variationen der Ansprechverhalten der Injektoren bereitzustellen; dieses Ansprechverhalten bedeutet ein Ansprechverhalten eines Injektors beim Einsprühen von Kraftstoff auf Grundlage einer angewiesenen Einspritzdauer.
Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist ein System zum Steuern eines in einer mit einer Abgabewelle versehenen Brennkraftmaschine installierten Injektors vorgesehen, der so arbeitet, dass er zur Krafterzeugung eine Kraftstoffmenge einsprüht, wobei es beim Einsprühen ein Ansprechverhalten einer Kraftstoffmenge bezüglich einer angewiesenen Einspritzdauer gibt. Die Kraft lässt die Abgabewelle der Brennkraftmaschine drehen. Das System hat eine Bestimmungseinheit, die dazu dient, zu bestimmen, ob eine vorbestimmte Lernbedingung erfüllt ist. Das System hat eine Kraftstoffeinspritzlernanweisungseinheit, die dazu dient, zu dem Injektor einen Anweisungswert auszugeben, der einer Einspritzdauer für den Injektor zugeordnet ist, nachdem bestimmt wurde, dass die vorbestimmte Lernbedingung erfüllt ist. Der Anweisungswert weist den Injektor an, als eine Lernkraftstoffeinspritzung eine Kraftstoffsollmenge einzusprühen. Das System hat eine Variationsmesseinheit, die dazu dient, eine Variation der Drehung der Abgabewelle infolge der Lernkraftstoffeinspritzung zu messen. Das System hat eine Kraftstoffmengenberechnungseinheit, die dazu dient, eine Menge des von dem Injektor durch die Lernkraftstoffeinspritzung tatsächlich eingesprühten Kraftstoffs zu berechnen. Das System hat eine Berechnungseinheit, die dazu dient, einen Lernwert zu berechnen, der eine Abweichung der Menge des von dem Injektor tatsächlich eingespritzten Kraftstoffs von der Sollmenge des von dem Injektor einzusprühenden Kraftstoffs anzeigt, sowie den berechneten Lernwert mit einem Verstärkungsfaktor zu multiplizieren, um einen korrigierten Lernwert zu bestimmen, der dazu dient, den Anweisungswert so zu korrigieren, dass eine Menge des von dem Injektor tatsächlich eingesprühten Kraftstoffs mit der Kraftstoffsollmenge übereinstimmt. Das System hat eine Anpassungseinheit, die dazu dient, den Verstärkungsfaktor auf Grundlage der Empfindlichkeit des Injektors anzupassen.
Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Steuern eines in einer mit einer Abgabewelle versehenen Brennkraftmaschine installierten Injektors vorgesehen, der so arbeitet, dass er zur Krafterzeugung eine Kraftstoffmenge einsprüht, wobei es beim Einsprühen einer Kraftstoffmenge ein Ansprechverhalten bezüglich einer angewiesenen Einspritzdauer gibt. Die Kraft lässt die Abgabewelle der Brennkraftmaschine drehen. Das Verfahren beinhaltet die Schritte (a) Bestimmen, ob eine vorbestimmte Lernbedingung erfüllt ist, und (b) Ausgeben eines Anweisungswerts an den Injektor, der einer Einspritzdauer für den Injektor zugeordnet ist, nachdem bestimmt wurde, dass die vorbestimmte Lernbedingung erfüllt ist. Der Anweisungswert weist den Injektor derart an, dass als eine Lernkraftstoffeinspritzung eine Kraftstoffsollmenge eingesprüht wird. Das Verfahren beinhaltet (c) Messen einer Variation der Drehung der Abgabewelle durch die Lernkraftstoffeinspritzung, und (d) Berechnen einer Menge des durch die Lernkraftstoffeinspritzung von dem Injektor tatsächlich eingesprühten Kraftstoffs. Das Verfahren beinhaltet (e) Berechnen eines Lernwerts, der eine Abweichung der Menge des von dem Injektor tatsächlich eingesprühten Kraftstoffs von der Sollmenge des von dem Injektor einzusprühenden Kraftstoffs anzeigt, und Multiplizieren des berechneten Lernwerts mit einem Verstärkungsfaktor, um einen korrigierten Lernwert zum Korrigieren des Anweisungswerts zu bestimmen, sodass eine Menge des von dem Injektor tatsächlich eingesprühten Kraftstoffs mit der Kraftstoffsollmenge übereinstimmt. Das Verfahren beinhaltet (f) Anpassen des Verstärkungsfaktors auf Grundlage der Empfindlichkeit des Injektors.
Gemäß dem einen und dem anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird die Lernvollendungszeit oder -strecke für den Injektor in Abhängigkeit eines Niveaus des Ansprechverhaltens des Injektors geändert. Aus diesem Grund ermöglicht es die Anpassung des Verstärkungsfaktors in Abhängigkeit von dem Ansprechverhalten des Injektors, den Verstärkungsfaktor so zu optimieren, dass die Lernvollendungszeit oder -strecke verringert wird. Somit ist es selbst dann möglich, die Lernvollendungszeit oder -strecke für jeden der Injektoren auf geeignete Weise zu reduzieren, wenn Injektoren mit verschiedenen Ansprechverhalten vorhanden sind.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Weitere Aufgaben und Gesichtspunkte der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen ersichtlich, in denen:
1 eine Ansicht zeigt, die ein Beispiel des Aufbaus eines Kraftstoffeinspritzsystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
2 ein Ablaufdiagramm zeigt, das eine Routine schematisch veranschaulicht, die durch eine in 1 dargestellte ECU gemäß dem Ausführungsbeispiel ausgeführt wird;
3 ein Zeitdiagramm zeigt, das einen Drehzahlverlauf einer Kurbelwelle einer in 1 dargestellten Dieselkraftmaschine sowie den Verlauf einer Variation der Drehzahl schematisch veranschaulicht, und zwar bevor und nachdem eine Kraftstoffeinzeleinspritzung gemäß dem Ausführungsbeispiel ausgeführt wurde;
4 ein Ablaufdiagramm zeigt, das schematisch eine Subroutine veranschaulicht, die durch Ausführen der Routine durch die in 1 dargestellte ECU gemäß dem Ausführungsbeispiel aufgerufen wird;
5A einen Graph zeigt, der eine Verstärkungsfaktorbestimmungskurve schematisch darstellt, die einem Wert 1 eines eine „Unterkorrektur" anzeigenden Parameters gemäß dem Ausführungsbeispiel entspricht;
5B einen Graph zeigt, der eine Verstärkungsfaktorbestimmungskurve schematisch veranschaulicht, die einem Wert 2 des eine „Überkorrektur" anzeigenden Parameters gemäß dem Ausführungsbeispiel entspricht;
6A einen Graph gemäß dem Ausführungsbeispiel zeigt, der eine Verlaufskurve von Lernwerten als eine Funktion der Anzahl von Wiederholungen der Routine unter der Annahme schematisch veranschaulicht, dass sich ein Ansprechverhalten einer ungelernten TQ-Q-Kennlinie eines Injektors innerhalb eines zweiten Bereichs B (siehe 12A) befindet und vergleichsweise niedrig ist;
6B einen Graph gemäß dem Ausführungsbeispiel zeigt, der eine Verlaufskurve von gelernten Werten als eine Funktion der Anzahl von Wiederholungen der Routine unter der Annahme schematisch veranschaulicht, dass sich ein Ansprechverhalten einer ungelernten TQ-Q-Kennlinie eines Injektors innerhalb des zweiten Bereichs B befindet und vergleichsweise hoch ist;
7 einen Graph zeigt, der die TQ-Q-Kennlinien von Injektoren schematisch zeigt;
8A einen Graph zeigt, der einen ersten Lernschritt der Korrektur einer TQ-Q-Kennlinie eines gesteuerten Injektors mit einem vergleichsweise schlechten Ansprechverhalten schematisch veranschaulicht;
8B einen Graph zeigt, der einen zweiten Lernschritt zum Korrigieren der in 8A dargestellten TQ-Q-Kennlinie des gesteuerten Injektors mit dem vergleichsweise schlechten Ansprechverhalten schematisch veranschaulicht;
9A einen Graph zeigt, der einen ersten Lernschritt zum Korrigieren einer TQ-Q-Kennlinie eines gesteuerten Injektors mit einem vergleichsweise besseren Ansprechverhalten schematisch veranschaulicht;
9B einen Graph zeigt, der einen zweiten Lernschritt zum Korrigieren der in 9A gezeigten TQ-Q-Kennlinie des gesteuerten Injektors mit dem vergleichsweise besseren Ansprechverhalten schematisch veranschaulicht;
10 einen Graph zeigt, der eine Beziehung zwischen der Lernvollendungszeit oder -strecke und der Anzahl der Wiederholungen der Lernschritte schematisch veranschaulicht;
11A einen Graph zeigt, der eine Verlaufskurve von gelernten Werten als eine Funktion der Anzahl von Wiederholungen des Lernschritts unter der Annahme schematisch darstellt, dass sich ein Ansprechverhalten einer ungelernten TQ-Q-Kennlinie eines Injektors innerhalb eines ersten Bereichs befindet (siehe 7) und bezüglich des Ansprechverhaltens einer Bezugs-TQ-Q-Kennlinie relativ niedrig ist;
11B einen Graph zeigt, der eine Verlaufskurve von gelernten Werten als eine Funktion der Anzahl von Wiederholungen des Lernschritts unter der Annahme schematisch darstellt, dass sich ein Ansprechverhalten einer ungelernten TQ-Q-Kennlinie eines Injektors innerhalb des ersten Bereichs befindet (siehe 7) und bezüglich des Ansprechverhaltens der Bezugs-TQ-Q-Kennlinie relativ hoch ist;
12A einen Graph zeigt, der eine Verlaufskurve von gelernten Werten als eine Funktion der Anzahl von Wiederholungen des Lernschritts unter der Annahme schematisch darstellt, dass sich ein Ansprechverhalten einer ungelernten TQ-Q-Kennlinie eines Injektors innerhalb eines zweiten Bereichs befindet (siehe 7) und bezüglich des Ansprechverhaltens der Bezugs-TQ-Q-Kennlinie vergleichsweise niedrig ist; und
12B einen Graph zeigt, der eine Verlaufskurve von gelernten Werten als eine Funktion der Anzahl von Wiederholungen des Lernschritts unter der Annahme schematisch darstellt, dass sich ein Ansprechverhalten einer ungelernten TQ-Q-Kennlinie eines Injektors innerhalb des zweiten Bereichs befindet (siehe 7) und bezüglich des Ansprechverhaltens der Bezugs-TQ-Q-Kennlinie vergleichsweise niedrig ist.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE DER ERFINDUNG
Unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen wird im weiteren Verlauf ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Unter Bezugnahme auf 1 ist ein Gesamtaufbau eines in einem Kraftfahrzeug installierten Kraftstoffeinspritzsystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Das Kraftstoffeinspritzsystem hat eine direkt einspritzende Brennkraftmaschine, etwa eine Dieselkraftmaschine 1, die in dem Kraftfahrzeug montiert ist, und es dient dazu, Kraftstoff zu der Dieselkraftmaschine 1 zuzuführen.
Die Dieselkraftmaschine 1 ist mit einer Vielzahl, beispielsweise vier, innen hohlen Zylindern 1a ausgestattet, in denen die Verbrennung stattfindet.
Die Dieselkraftmaschine 1 ist mit einer Vielzahl, bspw. vier Kolben 1b ausgestattet, die jeweils in der Vielzahl von Zylindern 1b installiert sind. Einer dieser Zylinder 1a ist in 1 zum Zwecke der Einfachheit schematisch dargestellt. Die Zylinder 1a sind mit einander integriert, sodass sie einen Zylinderblock bilden.
Der Kolben 1b ist an einem Ende des Zylinders 1a, etwa dem Boden, geschlossen, und ist an dem anderen Ende, etwa dem Kopf, offen. Der Kolben 1b ist zwischen einem oberen Kompressionstodpunkt (TDC) und einem unteren Todpunkt (BDC) in dem Zylinder 1a hin und her bewegbar. Der Kopf des entsprechenden Kolbens 1b, die Zylinderwände und der Kopf des Zylinders 1a bilden eine Brennkammer des Zylinders 1a. Der in jeweiligen Zylindern 1a installierte Kolben 1b ist an eine Kurbelwelle 1c der Dieselkraftmaschine 1 gekoppelt.
Das Kraftstoffeinspritzsystem hat einen Druckspeicher 2, einen Kraftstofftank 3, eine Kraftstoffpumpenvorrichtung 4, eine Vielzahl von Injektoren 5, bspw. vier Stück, und eine ECU (elektronische Steuereinheit) 6.
Der Kraftstofftank 3 ist so konfiguriert, dass er mit der Kraftstoffpumpenvorrichtung 4 in Verbindung ist, und er speichert den für die Verbrennung in jedem der Zylinder 1a verwendeten Kraftstoff.
Die Kraftstoffpumpenvorrichtung 4 ist so konfiguriert, dass sie mit dem Druckspeicher 2 in Verbindung ist. Die Kraftstoffpumpenvorrichtung 4 dient dazu, den in dem Kraftstofftank 3 gespeicherten Kraftstoff hochzupumpen, um diesen mit Druck zu beaufschlagen und den druckbeaufschlagten Kraftstoff zu dem Druckspeicher 2 zuzuführen.
Genauer gesagt ist die Kraftstoffpumpenvorrichtung 4 mit einer Pumpennockenkammer 4a, einer Nockenwelle 9, einem Nockenelement 4b, einer Förderpumpe 10, einem Zylinder 11, einem Tauchkolben 12, einer Kompressionskammer 13, einer Feder 4c, einem Regelventil 14, einem Einlassventil 15 und einem Beschickungsventil 16 ausgestattet.
Zumindest ein Teil der Nockenwelle 9 ist drehbar in der Pumpennockenkammer 4a enthalten und ist dazu ausgelegt, sich durch die Drehung der Kurbelwelle 1c zu drehen. Das Nockenelement 4b ist in der Pumpennockenkammer 4a derart aufgenommen, dass es bezüglich der Nockenwelle 9 exzentrisch an der Nockenwelle 9 montiert ist. Der Tauchkolben 12 ist durch den Zylinder 11 so gestützt, dass er ein Ende des Zylinders 11, etwa den Boden, schließt, und an dem anderen Ende, etwa dessen Kopf, offen ist. Der Tauchkolben 12 ist zwischen einem oberen Kompressionstodpunkt (TDC) und einem unteren Todpunkt (BDC) in dem Zylinder 11 hin und her bewegbar. Ein Ende des Tauchkolbens 12, der dem Kopf des Zylinders 11 gegenüberliegt, die Zylinderwände und der Kopf des Zylinders 11 bilden die Kompressionskammer 13.
Der Tauchkolben 12 ist an seinem einen Ende mit einem Tauchkolbenkopf 12a versehen, der einen Durchmesser hat, der größer als der des Zylinders 11 ist. Der Zylinder 11 und der Tauchkolben 12 sind derart angeordnet, dass der Tauchkobenkopf 12a des Tauchkolbens 12 an einer Gleitfläche SS des Nockenelements 4b verschiebbar montiert ist, und dass eine Axialrichtung des Zylinders 11 senkrecht zu der Richtung der Nockenwelle 9 verläuft.
Die Förderpumpe 10 wird durch die Drehung der Nockenwelle 9, die durch die Drehung der Kurbelwelle 1c gedreht wird, drehend angetrieben, wodurch eine vorbestimmte Kraftstoffmenge von dem Kraftstofftank 3 angesogen und über das Regelventil 14 und das Einlassventil 15 zu der Kompressionskammer 13 gefördert wird. Die Feder 4c ist so mit dem Tauchkolbenkopf 12a des Tauchkolbens 12 gekoppelt, dass sie den Tauchkolbenkopf 12a gegen die Gleitfläche SS des Nockenelements 4b vorspannt, was dazu führt, dass der Tauchkolbenkopf 12a durch Andrücken an der Gleitfläche SS anliegt.
Das Regelventil 14 ist elektrisch mit der ECU 6 verbunden. Das Regelventil 14 dient dazu, die Kraftstoffmenge, die von der Förderpumpe 10 gefördert wird, um in die Kompressionskammer 13 geschickt zu werden, unter der Steuerung der ECU 6 einzustellen.
In der Kraftstoffpumpenvorrichtung 4 drückt der von der Förderpumpe 10 geförderte und durch das Regelventil 14 bezüglich der Durchflussrate eingestellte Kraftstoff das Einlassventil 15 so, dass es sich öffnet, damit er in die Kompressionskammer 13 gefördert wird, während der Tauchkolben 12 in Synchronisation mit der Drehung der Nockenwelle 9 von dem oberen Todpunkt zu dem unteren Todpunkt bewegt wird.
Während der Tauchkolben 12 in Synchronisation mit der Drehung der Nockenwelle 9 von dem unteren Todpunkt auf den oberen Todpunkt gedreht wird, wird danach der in der Kompressionskammer 13 gespeicherte Kraftstoff durch den Tauchkolben 12 mit Druck beaufschlagt, sodass der druckbeaufschlagte Kraftstoff das Beschickungsventil 16 so drückt, dass es sich öffnet, wodurch er in den Druckspeicher 2 gefördert wird.
Der Druckspeicher 2 ist beispielsweise als eine Common-Rail ausgelegt, die beispielweise aus einer Reihe von Sammelabschnitten aufgebaut ist, die durch Rohrstücke mit kleinen Bohrungen miteinander verbunden sind. Der Druckspeicher wird im Weiteren als „Common-Rail" bezeichnet.
Die Common-Rail 2 ist dazu konfiguriert, dass sie mit einem jeden der Zylinder 1a über einen Hochdruckkraftstoffdurchlass 17 und einen entsprechenden Injektor 5 in Verbindung ist, sodass sie von den Zylindern 1a gemeinsam verwendet werden kann.
Die Common-Rail 2 dient dazu, den mit hohem Druck beaufschlagten Kraftstoff unter Beibehaltung des hohen Drucks zu speichern, der von der Kraftstoffpumpenvorrichtung 4 gefördert wurde.
Genauer gesagt hat das Kraftstoffeinspritzsystem einen Drucksensor 7 und einen Druckbegrenzer 8. Der Drucksensor 7 ist teilweise in der Common-Rail 2 installiert und dazu ausgelegt, den Druck des in der Common-Rail 2 gespeicherten Kraftstoffs kontinuierlich oder wiederholt zu messen. Der Drucksensor 7 ist elektrisch mit der ECU 6 verbunden und dient dazu, einen Messwert des Drucks des in der Common-Rail 2 gespeicherten Kraftstoffs zu der ECU 6 zu senden. Der Druck des in der Common-Rail 2 gespeicherten Kraftstoffs, der durch den Drucksensor 7 gemessen wird, wird im weiteren Verlauf als „Common-Rail-Druck" bezeichnet.
Der Druckbegrenzer 8 ist teilweise in der Common-Rail 2 installiert und dient dazu, den in der Common-Rail 2 gespeicherten Kraftstoff auszulassen, um dadurch den Common-Rail-Druck derart zu reduzieren, dass der Common-Rail-Druck einen vorgegebenen oberen Grenzwert nicht überschreitet. Der von dem Druckbegrenzer 8 ausgelassene Kraftstoff wird über ein Ablassrohr RB zurück in den Kraftstofftank 3 geschickt.
Anstelle des oder zusätzlich zu dem Druckbegrenzer 8 kann ein Druckverringerungsventil zum Verringern des Common-Rail-Drucks unter der Steuerung der ECU 6 verwendet werden.
Wie dies vorstehend beschrieben ist, dient das Regelventil 14 dazu, unter der Steuerung der ECU 6 die Menge des von der Förderpumpe 10 geförderten und in die Kompressionskammer 13 zu schickenden Kraftstoffs einzustellen, um dadurch den Common-Rail-Druck derart zu steuern, dass der Common-Rail-Druck mit einem durch die ECU 6 vorgegebenen Solldruck übereinstimmt.
Die Common-Rail 2 dient zudem dazu, den mit hohem Druck beaufschlagten Kraftstoff, der in ihr gespeichert ist, über jeweilige Hochdruckkraftstoffdurchlässe 17 gleichmäßig zu den einzelnen Injektoren 5 zuzuführen.
Jeder der Injektoren 5 ist an seinem einen distalen Ende in der Brennkammer eines entsprechenden Zylinders 1a installiert, was es ermöglicht, dass der druckbeaufschlagte Kraftstoff direkt in die Brennkammer eingesprüht werden kann.
Genauer gesagt besteht jeder der Injektoren 5 im Wesentlichen aus einer Düse 5b, die mit einem in einem Gehäuse installierten Nadelventil integriert ist. Das Nadelventil ist in der Düse 5b so angeordnet, dass es in einer Gehäuseöffnung geöffnet und geschlossen werden kann. Die Öffnung eines jeden der Injektoren 5 ist mit der Brennkammer eines entsprechenden Zylinders 1a in Verbindung.
Das Nadelventil ist durch einen Kraftstoffdruck vorgespannt, der in einer in dem Gehäuse ausgebildeten Kompressionskammer gespeichert ist, sodass es auf der Öffnung aufsitzt, um diese zu schließen. Der mit hohem Druck beaufschlagte Kraftstoff liegt von der Common-Rail 2 an der Kompressionskammer an.
Jeder der Injektoren 5 besteht zudem im Wesentlichen aus einem Solenoid- oder piezoelektrischen Ventilstellglied 5a mit einem Ventilelement, das so angeordnet ist, dass es in einem in dem Gehäuse ausgebildeten und mit der Kompressionskammer in Verbindung stehenden Niederdruckdurchlass geöffnet und geschlossen werden kann. Das Ventilstellglied 5a eines jeden Injektors 5 ist elektrisch mit der ECU 6 verbunden.
Wenn es durch die ECU 6 erregt wird, dann dient das Ventilstellglied 5a eines bestimmten Injektors 5 dazu, das Ventilelement zum Öffnen des Niederdruckdurchlasses zu bewegen. Dies lässt den Druck des in der Kompressionskammer gespeicherten Kraftstoffs sinken.
Das Absenken des Drucks des in der Kompressionskammer gespeicherten Kraftstoffs lässt das Nadelventil in der Düse 5b von der Öffnungsschließstellung gegen die Vorspannung des Drucks des in der Kompressionskammer gespeicherten Kraftstoffs anheben, wodurch die Öffnung geöffnet wird. Dies führt zum Einsprühen des von der Common-Rail 2 geförderten Kraftstoffs in die Brennkammer des entsprechenden Zylinders 1a.
Wenn im Gegensatz dazu die Energiezufuhr zu dem Ventilstellglied 5 unterbrochen ist, arbeitet das Ventilstellglied 5a des vorgegebenen Injektors 5 so, dass sich das Ventilelement zum Schließen des Niederdruckdurchlasses bewegt. Dies lässt den Druck des in der Kompressionskammer gespeicherten Kraftstoffs ansteigen. Der Druckanstieg des in der Kompressionskammer gespeicherten Kraftstoffs lässt das Nadelventil in der Düse 5b durch die Vorspannkraft des Drucks des in der Kompressionskammer gespeicherten Kraftstoffs in Richtung der Düsenschließstellung fallen, wodurch die Öffnung geschlossen wird. Dies führt dazu, dass das Einsprühen des von der Common-Rail 2 geförderten Kraftstoffs in die Brennkammer des entsprechenden Zylinders 1a gestoppt wird.
Wie dies vorstehend beschrieben ist, ist der Injektor 5 so ausgelegt, dass er Kraftstoff während der Erregungsdauer einsprüht, wenn er erregt wird. Mit anderen Worten arbeitet die ECU 6 so, dass an den Injektor 5 ein Impulsstrom mit einer Impulsweite (einer Impulsdauer) angelegt wird, der der Erregungsdauer entspricht.
Daher kann die Steuerung der Impulsweite des an dem Injektor 5 anzulegenden Impulsstroms eine Menge des von dem Injektor 5 einzusprühenden Kraftstoffs auf eine Solleinspritzmenge einstellen. Die Erregungszeitspanne für den Injektor 3 wird im weiteren Verlauf auch als „Stromimpulsweite" bezeichnet. Die Stromimpulsweite für den Injektor 5 wird als ein Befehlswert verwendet, der zu dem Injektor 5 auszugeben ist, um eine Kraftstoffsollmenge einzusprühen, die dem Befehlswert entspricht.
Das Kraftstoffeinspritzsystem hat einen Kraftmaschinendrehzahlsensor 18, einen Beschleunigungseinrichtungssensor (Drosselstellungssensor) 19, und weitere Sensoren 20; diese Sensoren 18, 19 und 20 werden dazu verwendet, Parameter zu messen, die die Betriebszustände der Dieselkraftmaschine 1 und die Fahrzustände des Kraftfahrzeugs anzeigen.
Der Kraftmaschinendrehzahlsensor 18 ist elektrisch an der ECU 6 angeschlossen und dient dazu, auf Grundlage eines Kurbelwinkels der Kurbelwelle 1c Daten zu messen, die eine Drehzahl (RPM) der Dieselkraftmaschine 1 anzeigen, und er dient dazu, die gemessenen Daten als die Kraftmaschinendrehzahl zu der ECU 6 auszugeben.
Der Beschleunigungseinrichtungssensor 19 ist mit der ECU 6 elektrisch verbunden. Der Beschleunigungseinrichtungssensor 19 dient dazu, eine gegenwärtige Stellung oder einen Weg eines durch den Fahrer betätigten Beschleunigungspedals des Kraftfahrzeugs zu messen, und den gemessenen, gegenwärtigen Weg oder die gemessene, gegenwärtige Stellung des Beschleunigungspedals als Daten auszugeben, die eine Drehmomentfahrernachfrage (Drehmomenterhöhungsanfrage oder Drehmomentverringerungsanfrage) für die Dieselkraftmaschine 1 wiedergeben.
Einige der anderen Sensoren 20 dienen dazu, einen augenblicklichen Wert eines entsprechenden Parameters zu messen, der die Betriebszustände der Dieselkraftmaschine 1 angibt, und den gemessenen Wert eines entsprechenden Parameters zu der ECU 6 auszugeben.
Die verbleibenden Sensoren 20 dienen dazu, einen augenblicklichen Wert eines entsprechenden Parameters zu messen, der die Fahrzustände des Kraftfahrzeugs angibt, und den gemessenen Wert eines entsprechenden Parameters zu der ECU 6 auszugeben.
Die ECU 6 ist als ein herkömmlicher Mikrocomputer sowie dessen Peripheriegeräte gestaltet; dieser Mikrocomputer besteht aus einer CPU, einem ROM, einem RAM, einem überschreibbarem ROM, einer I/O-(Eingabe und Ausgabe)-Schnittstelle und so weiter.
Die ECU 6 dient dazu:
Teile von durch die Sensoren 7, 18, 19 und 20 gemessene und gesendete Daten zu empfangen; und
auf Grundlage der Betriebszustände der Dieselkraftmaschine 1, die durch zumindest einige der empfangenen Teile der durch die Sensoren 7, 18, 19 und 20 gemessenen Daten bestimmt werden, verschiedene Stellglieder, die in der Dieselkraftmaschine 1 enthalten sind und die Injektoren 5 sowie das Regelventil 14 aufweisen, so zu steuern, dass dadurch verschiedene gesteuerte Variablen der Dieselkraftmaschine 1 eingestellt werden.
Genauer gesagt ist die ECU 6 so programmiert, dass sie:
den Solldruck der Common-Rail auf Grundlage der Betriebszustände der Dieselkraftmaschine 1, die durch zumindest einige der empfangenen Teile der durch die Sensoren 7, 18, 19 und 20 gemessenen Daten bestimmt werden, berechnet;
das Regelventil 14 so steuert, dass der Common-Rail-Druck mit dem berechneten Solldruck übereinstimmt;
einen geeigneten Kraftstoffeinspritzsollzeitpunkt, eine geeignete Kraftstoffsollmenge und/oder einen geeigneten Wert eines weiteren Betriebsparameters für jeden der Injektoren 5 auf Grundlage der bestimmten Betriebszustände der Dieselkraftmaschine 1 berechnet; und
jeden der Injektoren 5 so anzuweist, dass er zu einer entsprechenden Einspritzsollzeitgebung eine entsprechende Einspritzsollmenge einsprüht.
In dem Ausführungsbeispiel wird im Vorfeld beispielsweise in dem wiederbeschreibbaren ROM der ECU 6 eine Bezugs-TQ-Q-Kennlinie als Beispiel einer Bezugskraftstoffeinsprühkennlinie gespeichert, die beispielsweise im Vorfeld in einem Kennfeldformat bestimmt wurde und als die Soll-TQ-Q-Kennlinie für die Injektoren 5 verwendet wird.
Außerdem ist gemäß dem Ausführungsbeispiel die ECU 6 des Kraftstoffeinspritzsystems zu dem Zweck, das Verbrennungsgeräusch und/oder die Stickoxidemissionen (NO_x-Emissionen) zu reduzieren, so programmiert, dass sie in einem regulären Kraftstoffeinspritzsteuerungsmodus mehrere Einspritzungen durchführt, die zumindest eine Haupteinspritzung und eine vor der Haupteinspritzung stattfindende Voreinspritzung beinhalten. Beispielsweise wird die zumindest eine Haupteinspritzung durch den Injektor 5 für jeden Zylinder 1a ausgeführt, um das Drehmoment für die Dieselkraftmaschine 1 zu erzeugen. Die Voreinspritzung wird durch den Injektor 5 für jeden Zylinder 1a vor der zumindest einen Haupteinspritzung ausgeführt, um die Luft in dem zugehörigen Zylinder 1a mit dem Kraftstoff zu mischen.
In der Voreinspritzung ist eine von einem jeden der Injektoren 5 zuzumessende Kraftstoffmenge sehr klein. Aus diesem Grund ist eine Verbesserung der Steuerungsgenauigkeit der von einem jeden der Injektoren 5 während der Voreinspritzung einzuspritzenden Kraftstoffmenge erforderlich, um die vorgenannten Lärm-/Emissionsverringerungswirkungen sicherzustellen.
Aus diesem Grund ist das erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzsystem so konfiguriert, dass es in einem Lernmodus so arbeitet, dass es die Abweichung der Menge eines von einem jeden der Injektoren 5 tatsächlich eingesprühten Kraftstoffs von einer Sollmenge des von einem entsprechenden der Injektoren 5 einzusprühenden Kraftstoffs lernt; diese Sollmenge des von einem jeden der Injektoren 5 einzusprühenden Kraftstoffs ist äquivalent zu einer kleinen Sollmenge des von einem entsprechenden der Injektoren 5 in der Voreinspritzung einzusprühenden Kraftstoffs.
Als Nächstes werden die Arbeitsabläufe der ECU 6 gemäß dem Ausführungsbeispiel im weiteren Verlauf beschrieben. Beispielsweise ist die ECU 6 so programmiert, dass sie eine in 2 veranschaulichte Routine zu jedem vorbestimmten Zyklus während der Ausübung des Kraftstoffeinspritzsteuerungsmodus startet und ausführt. Die Arbeitsabläufe der ECU 6 in Übereinstimmung mit der Routine sind im Wesentlichen identisch zu jenen, die in der EP-Patentanmeldungsoffenlegungsschrift Nr. EP 1491751 A1 veranschaulicht sind. Da die EP-Patentanmeldungsoffenlegungsschrift auf den gleichen Anmelder dieser Anmeldung zurückgeht, sind deren Offenbarungen hiermit unter Bezugnahme eingegliedert.
Wenn die Routine während der Ausübung des Kraftstoffeinspritzsteuerungsmodus gestartet wird, bestimmt die ECU 6 in Schritt S0, ob die folgenden Lernautorisierungsbedingungen erfüllt sind:

(A) eine durch die ECU 6 bestimmte Solleinspritzmenge Q ist gleich wie oder kleiner als Null; und
(B) die tatsächliche Beschleunigungspedalstellung oder der Weg des Beschleunigungspedals ist auf Grundlage der durch den Beschleunigungseinrichtungssensor 19 gemessenen Daten auf den Wert Null gesetzt.

Man beachte, dass die Umstände, unter denen die Solleinspritzmenge Q auf kleiner als Null gesetzt ist, später beschrieben werden.
Genauer gesagt wurde eine Impulsweite des an einem bestimmten Injektor 5 anzulegenden Impulsstroms bestimmt, die dem Wert „Null" der Solleinspritzmenge Q entspricht; diese Impulsweite wird im weiteren Verlauf als „Null-Einspritzungsimpulsweite" bezeichnet. Somit sollte dann, wenn an dem bestimmten Injektor 5 der Impulsstrom mit der Null-Einspritzimpulsweite anliegt, die Menge des von dem bestimmten Injektor 5 tatsächlich eingesprühten Kraftstoffs normalerweise Null betragen.
Jedoch kann eine Kraftstoffeinsprühkennlinie eines Injektors 5, etwa eine TQ-Q-Kennlinie, von einer entsprechenden Bezugskraftstoffeinsprühkennlinie, etwa der Bezugs-TQ-Q-Kennlinie, infolge der Herstellungsabweichung und/oder der Alterung verschieden sein bzw. abweichen. Aus diesem Grund kann es passieren, dass die Menge des von dem bestimmten Injektor 5 tatsächlich eingesprühten Kraftstoffs nicht zu Null wird, wenn der Impulsstrom mit der Null-Einspritzimpulsweite an den bestimmten Injektor 5 angelegt wird. Mit anderen Worten kann es passieren, dass der bestimmte Injektor 5 eine gewisse Menge von Kraftstoff einsprüht, obwohl die Solleinspritzmenge auf den Wert Null gesetzt ist.
Es wird angenommen, dass ein Injektor 5 eine solche Kraftstoffeinsprühkennlinie hat, bei der die Menge des davon tatsächlich eingesprühten Kraftstoffs nicht Null beträgt, nachdem die Solleinspritzmenge dafür zuvor auf den Wert Null festgelegt wurde.
Unter dieser Annahme arbeitet die ECU 6 derart, dass sie an dem Injektor 5 den Impulsstrom mit einer Impulsweite anlegt, der einem negativen Wert der Solleinspritzmenge Q entspricht, um die Menge des von dem Injektor 5 tatsächlich eingesprühten Kraftstoffs auf Null festzulegen; diese Impulsweite ist kürzer als die Null-Einspritzimpulsweite. Dies ermöglicht es, dass die Menge des tatsächlich von dem Injektor 5 eingesprühten Kraftstoffs zu Null wird.
Nachdem bestimmt wurde, dass die Lernautorisierungsbedingungen erfüllt sind (JA in Schritt S0), berechnet die ECU 6 auf Grundlage der gemessenen Daten des Kraftmaschinendrehzahlsensors 18 die Drehzahl (ω) der Dieselkraftmaschine 1 (der Kurbelwelle 1c) jedes Mal dann, wenn der Kolben 1b die Nähe des oberen Todpunkts in einem jeden der Zylinder 1a erreicht.
Mit anderen Worten berechnet die ECU 6 die Drehzahl ω der Dieselkraftmaschine 1 auf Grundlage der gemessenen Daten des Kraftmaschinendrehzahlsensors 18 einmal für jeden Zylinder 1a, während die Kurbelwelle 1c um einen Kurbelwinkel von 720 Grad (ein Arbeitszyklus) gedreht wird.
Da insbesondere die Dieselkraftmaschine 1 eine vierzylindrige, viertaktige Kraftmaschine ist, werden die Drehzahlabfragewerte ω1(i), ω2(i), ω3(i) und ω4(i) in dieser Reihenfolge berechnet (siehe (b) von 3), während der i-te Durchlauf (zwei Drehungen) der Kurbelwelle 1c um einen Kurbelwinkel von 720 Grad ausgeführt wird (i ist eine ganze Zahl, die größer als Null ist); dieser Wert ωn(i) gibt die Drehzahl ω der Dieselkraftmaschine 1 zum i-ten Durchlauf der Kurbelwelle 1c wieder, wenn der Kolben 1b die Nähe des oberen Todpunkts in dem n-ten Zylinder 1a (#n) erreicht. Wie dies in (b) von 3 dargestellt ist, werden die Drehzahlabfragewerte ω1(i), ω2(i), ω3(i) und ω4(i) in dieser Reihenfolge bei Intervallen eines Kurbelwinkels von 180 Grad individuell berechnet.
Wie dies vorstehend beschrieben ist, berechnet die ECU 6 die Drehzahlabfragewerte ωn(i) in Schritt S1, die aus den Werten ω1(i), ω2(i), ω3(i) und ω4(i) der Dieselkraftmaschine 1 (der Kurbelwelle 1c) bestehen, während der i-te Durchlauf der Kurbelwelle 1c um einen Kurbelwinkel von 720 Grad ausgeführt wird (i ist eine ganze Zahl, die größer als Null ist).
Während des Vorgangs von Schritt S1 führt die ECU 6 unmittelbar nachdem die Lernautorisierungsbedingungen erfüllt sind, beispielsweise wenn der Drehzahlabfragewert ω4(i) als die Bezugsdrehzahl ω0 berechnet wurde, in Schritt S2a eine Kraftstoffeinzeleinspritzung durch den Injektor 5 für einen entsprechenden Zylinder 1a durch. Das heißt, der Injektor 5 für den Zylinder 1a (#4) wird als ein dem Lernvorgang unterworfener Injektor 5 ausgewählt. Der dem Lernvorgang unterworfene Injektor 5 wird im weiteren Verlauf als ein „Zielinjektor 5" bezeichnet.
In Schritt S2a legt die ECU 6 einen Impulsstrom mit einem Sollwert TQ der Impulsweite (Einspritzdauer) an dem Zielinjektor 5 an, um dadurch den Zielinjektor 5 dazu anzuweisen, eine Solleinspritzmenge Qtrg an der Bezugs-TQ-Q-Kennlinie RC einzuspritzen.
In 8A, 8B, 9A und 9B ist der Sollwert TQ durch „TQ1 und TQ2" dargestellt.
Die ECU 6 bestimmt auf einfache Weise den Einspritzdauersollwert TQ1 auf Grundlage der in ihr gespeicherten Bezugs-TQ-Q-Kennlinie RC.
Die Kraftstoffeinzeleinspritzung durch den Zielinjektor 5 mildert den negativen Gradienten des Verlaufs der Drehzahl ω der Dieselkraftmaschine 1 (siehe (b) von 3).
Nach der Kraftstoffeinzeleinspritzung berechnet die ECU 6 auf Grundlage der gemessenen Daten des Kraftmaschinendrehzahlsensors 18 die Drehzahlabfragewerte ωn(i + 1), die aus ω1(i + 1), ω2(i + 1), ω3(i + 1) und ω4(i + 1) der Dieselkraftmaschine 1 bestehen, während in Schritt S2b der (i + 1)-te Durchlauf der Kurbelwelle 1c mit einem Kurbelwinkel von 720 Grad ausgeführt wird.
Genauer gesagt berechnet die ECU 6 die Variationen Δωn der Drehzahl ω, um die Änderung der negativen Steigung des Verlaufs der Drehzahl ω der Dieselkraftmaschine 1 zu quantifizieren; diese Variationen Δωn geben die Differenzen zwischen den Drehzahlabfragewerten ωn(i) und den Drehzahlabfragewerten ωn(i + 1) wieder. Jeder Wert ωn(i + 1) wird berechnet, nachdem seit der Berechnung eines entsprechenden Werts ωn(i) ein Zeitintervall verstrichen ist, das einem Kurbelwinkel von 720 Grad entspricht.
Wie dies deutlich in (c) von 3 dargestellt ist, wird dann, wenn in der ECU 6 keine Kraftstoffeinzeleinspritzung durchgeführt wird, während die Lernautorisierungsbedingungen erfüllt sind, der Verlauf der Drehzahlvariationen Δωn' zwischen den Drehzahlabfragewerten ωn(i) und den nächsten Drehzahlabfragewerten ωn(i + 1) so abgeschätzt, dass sie allmählich verringert werden (siehe die lang-kurz gestrichelte Linie in (c) von 3).
Wie dies deutlich in (c) von 3 gezeigt ist, ermöglicht jedoch die Kraftstoffeinzeleinspritzung, dass die Drehzahlvariationen Δωn zwischen den Drehzahlabfragewerten ωn(i) und den nächsten Drehzahlabfragewerten ωn(i + 1) verglichen mit den entsprechenden Drehzahlvariationen Δωn' zeitweise zunehmen.
Wie dies vorstehend beschrieben ist, werden dann, wenn in der ECU 6 keine Kraftstoffeinzeleinspritzung durchgeführt wird, während die Lernautorisierungsbedingungen erfüllt sind, die Drehzahlvariationen Δωn' zwischen den Drehzahlabfragewerten ωn(i) und den nächsten Drehzahlabfragewerten ωn(i + 1) so abgeschätzt, dass sie allmählich verringert werden (siehe lang-kurz gestrichelte Linie in (c) von 3).
Aus diesem Grund kann auf Grundlage der Drehzahlvariationen Δωn zwischen den Drehzahlabfragewerten ωn(i) und den nächsten Drehzahlabfragewerten ωn(i + 1) vor der Kraftstoffeinzeleinspritzung die Drehzahlvariationen Δωn' zwischen den Drehzahlabfragewerten ωn(i) und den nächsten Drehzahlabfragewerten ωn(i + 1), wenn keine Kraftstoffeinzeleinspritzung durchgeführt wird, in der ECU 6 abgeschätzt werden.
Genauer gesagt berechnet die ECU 6 in Schritt S3a die Variationen Δωn in der Drehzahl ω; diese Variationen Δωn geben die Differenzen zwischen den Drehzahlabfragewerten ωn(i) und den Drehzahlabfragewerten ωn(i + 1) wieder. (b) von 3 zeigt den Wert Δω3 zwischen dem Drehzahlabfragewert ω3(i) und den Drehzahlabfragewerten ω3(i + 1) als ein Beispiel der Variationen Δωn.
Als Nächstes berechnet die ECU 6 in Schritt S3b als die Drehzahlzunahmen 6n die Differenzen zwischen den Drehzahlvariationen Δωn, die dann erhalten werden, wenn die Kraftstoffeinzeleinspritzung durchgeführt wird, und den Drehzahlvariationen Δωn', die dann abgeschätzt werden, wenn keine Kraftstoffeinzeleinspritzung durchgeführt wird. Mit anderen Worten berechnet die ECU 6 die Drehzahlzunahme δ1 für den Zylinder 1a(#1), die Drehzahlzunahme δ2 für den Zylinder 1a(#2), die Drehzahlzunahme δ3 für den Zylinder 1a(#3) und die Drehzahlzunahme δ4 für den Zylinder 1a(#4).
In Schritt S3b berechnet die ECU 6 den Durchschnittswert δx der Drehzahlzunahmen δ1, δ2, δ3 und δ4 unter Verwendung der folgenden Gleichung: δx = δ1 + δ2 + δ3 + δ4
In Schritt S3c berechnet die ECU 6 als einen drehmomentproportionalen Wert Tp das Produkt aus dem Durchschnittswert δx und der Bezugsdrehzahl ω0 der Dieselkraftmaschine 1, die dann berechnet wird, wenn in Schritt S2a die Kraftstoffeinzeleinspritzung durchgeführt wird.
Man beachte, dass eine dem berechneten drehmomentproportionalen Wert Tp entsprechende abgeschätzte tatsächliche Einspritzmenge Qest als eine lineare Funktion des berechneten drehmomentproportionalen Werts Tp wiedergegeben ist. Genauer gesagt ist die abgeschätzte, tatsächliche Einspritzmenge Qest, die dem berechneten drehmomentproportionalen Wert Tp entspricht, durch die folgende Gleichung ausgedrückt: Tp = a·Qest + bwobei a und b konstante Werte wiedergeben.
Aus diesem Grund berechnet die ECU 6 die Inverse des berechneten drehmomentproportionalen Werts Tp, um dadurch die abgeschätzte, tatsächliche Einspritzmenge Qest durch die Kraftstoffeinzeleinspritzung in Schritt S3c zu berechnen. Auf Grundlage der abgeschätzten tatsächlichen Einspritzmenge Qest und der Bezugs-TQ-Q-Kennlinie berechnet die ECU 6 zudem eine abgeschätzte tatsächliche Einspritzdauer TQa (siehe 8A, 8B, 9A und 9B als „TQ1a" und „TQ2a").
Als Nächstes berechnet die ECU 6 die Abweichung ΔQ der abgeschätzten tatsächlichen Einspritzmenge Qest von der Solleinspritzmenge Qtrg in Schritt S4. In 8A, 8B, 9A und 9B ist die Abweichung ΔQ durch „ΔQ1" und „ΔQ2" dargestellt.
Daraufhin bestimmt die ECU 6 in Schritt S5, ob die berechnete Abweichung ΔQ innerhalb eines vorbestimmten Lernvollendungsbereichs R liegt. Mit anderen Worten bestimmt die ECU 6 in Schritt S5, ob die folgende Gleichung erfüllt ist: |ΔQ| ≤ R
In Schritt S5 kann die ECU 6 bestimmen, ob die Abweichung ΔQT zwischen der Solleinspritzdauer TQ und der abgeschätzten tatsächlichen Einspritzdauer TQa an der Bezugs-TQ-Q-Kennlinie RC (siehe 8A, 8B, 9A, 9B als „ΔTQ1" und „ΔTQ2") innerhalb eines vorbestimmten Lernvollendungsbereichs R' liegt. Mit anderen Worten kann die ECU 6 in Schritt S5 bestimmen, ob die folgende Gleichung erfüllt ist: |ΔTQ| ≤ R'wobei der Lernvollendungsbereich R' einen Einspritzdauerbereich wiedergibt, der dem vorbestimmten Lernvollendungsbereich R an der Bezugs-TQ-Q-Kennlinie entspricht.
Nachdem bestimmt wurde, dass die berechnete Abweichung ΔQ innerhalb des vorbestimmten Lernvollendungsbereichs R liegt oder die berechnete Abweichung ΔTQ innerhalb des vorbestimmten Lernvollendungsbereichs R' liegt (JA in Schritt S5), bestimmt die ECU 6 in Schritt S11, der die Routine beendet, dass die berechnete Abweichung ΔQ oder die berechnete Abweichung ΔTQ als ein fester Lernwert für den Zielinjektor 5 aufgestellt wird.
Andernfalls, also nachdem bestimmt wurde, dass die berechnete Abweichung ΔQ außerhalb des vorbestimmten Lernvollendungsbereichs R liegt oder dass die berechnete Abweichung ΔTQ innerhalb des vorbestimmten Lernvollendungsbereichs R' liegt (NEIN in Schritt S5), schreitet die ECU 6 zu Schritt S6 vor.
In Schritt S6 inkrementiert die ECU 6 einen Zählwert RN eines Zählers um den Wert 1; dieser Zähler kann mittels Software in der ECU 6 oder unter Verwendung einer der Register der CPU umgesetzt werden. Man beachte, dass ein Anfangswert des Zählwerts RN auf den Wert Null festgelegt ist. Der Zählwert RN des Zählers gibt die Anzahl der Wiederholungen der Routine für den Zielinjektor 5, mit anderen Worten die Anzahl der Wiederholungen der Lernvorgänge für den Zielinjektor 5, wieder.
Danach führt die ECU 6 in Schritt S7 eine Subroutine durch, um dadurch einen gelernten Wert und einen Parameter PAT zu berechnen, der ein Lernwertvariationsmuster anzeigt.
Unter Bezugnahme auf 4 schreitet die ECU 6 beim Starten der Subroutine zu Schritt S7_1 vor. In Schritt S7_1 lädt die ECU 6 einen vorherigen, endgültigen Lernwert ΔTQold in den RAM, welcher für den Zielinjektor 5 berechnet wurde, um in Schritt S10 der vorhergehenden Ausübung der Routine für den Zielinjektor 5 in dem wiederbeschreibbaren ROM gespeichert zu werden, wie in 2 gezeigt ist. Der Vorgang in Schritt S10 wird im weiteren Verlauf beschrieben.
Als Nächstes berechnet die ECU 6 auf Grundlage der berechneten Abweichung ΔQ einen gegenwärtigen Lernwert ΔTQ zwischen der Solleinspritzdauer TQ und der abgeschätzten tatsächlichen Einspritzdauer TQa an der Bezugs-TQ-Q-Kennlinie RC (siehe 8A, 8B, 9A und 9B als „ΔTQ1" und „ΔTQ2") in Schritt S7_2.
Wie dies vorstehend beschrieben ist, ist das Vorzeichen des gegenwärtigen Lernwerts ΔTQ so festgelegt, dass es dann negativ ist, wenn die abgeschätzte tatsächliche Einspritzdauer TQa länger als die Solleinspritzdauer TQ ist, und es ist andernfalls dann positiv, wenn die abgeschätzte tatsächliche Einspritzdauer TQa gleich wie oder kürzer als die Solleinspritzdauer TQ ist.
Als Nächstes bestimmt die ECU 6 in Schritt S7_3, ob das Vorzeichen des gegenwärtigen Lernwerts ΔTQ und das des vorherigen, endgültigen Lernwerts ΔTQold miteinander übereinstimmen.
Nachdem bestimmt wurde, dass das Vorzeichen des gegenwärtigen Lernwerts ΔTQ und das des vorherigen, endgültigen Lernwerts TQold miteinander übereinstimmen (JA in Schritt S7_3), legt die ECU 6 den Parameter PAT in Schritt S7_4 auf den Wert „1" fest, und kehrt dann zu Schritt S8 der Routine zurück.
Andernfalls legt die ECU 6 den Parameter PAT in Schritt S7_5 auf den Wert „2" fest und kehrt dann zu Schritt S8 der Routine zurück, nachdem bestimmt wurde, dass sich das Vorzeichen des gegenwärtigen Lernwerts ΔTQ und das des vorherigen, endgültigen Lernwerts ΔTQold voneinander unterscheiden (NEIN in Schritt S7_3).
Das heißt, das Übereinstimmen des Vorzeichens des gegenwärtigen Lernwerts ΔTQ und das des vorherigen, endgültigen Lernwerts ΔTQold zeigen eine „Unterkorrektur" infolge eines vergleichsweise schlechten Ansprechverhaltens der TQ-Q-Kennlinie des Zielinjektors 5 bezüglich des Ansprechverhaltens der Bezugs-TQ-Q-Kennlinie auf, bei der der gegenwärtige Lernwert ΔTQ den vorbestimmten Bereich R' annähert, ohne ihn zu überschreiten.
Im Gegensatz dazu zeigt eine Abweichung zwischen dem Vorzeichen des gegenwärtigen Lernwerts ΔTQ und dem des vorherigen, endgültigen Lernwerts ΔTQold eine „Überkorrektur" infolge eines vergleichsweise guten Ansprechverhaltens der TQ-Q-Kennlinie des Zielinjektors 5 bezüglich des Ansprechverhaltens der Bezugs-TQ-Q-Kennlinie auf, bei der der gegenwärtigen Lernwert ΔTQ den vorbestimmten Wert R' überschreitet.
Kehrt man nun zu 2 zurück, dann bestimmt die ECU 6 in Schritt S8 einen Verstärkungsfaktor k zum Einstellen des berechneten Lernwerts ΔTQ für den Zielinjektor 5 auf Grundlage des Anzahl der Wiederholungen der Routine, die durch den Zählwert RN des Zählwerks und den Wert des Parameters PAT wiedergegeben wird.
Genauer gesagt speichert die ECU 6 in dem wiederbeschreibbaren ROM im Vorfeld Verstärkungsfaktorbestimmungstabellen T1 und T2, die den Werten 1 und 2 des Parameters PAT entsprechen.
5A veranschaulicht schematisch die Verstärkungsfaktorbestimmungskurve T1, die dem Wert 1 des Parameters PAT entspricht, der die „Unterkorrektur" anzeigt. In 1 gibt die Verstärkungsfaktorbestimmungskurve T1 eine Variable des Verstärkungsfaktors k als Funktion der Anzahl RN der Wiederholungen des Lernvorgangs (der Lernroutine) wieder.
Unter Bezugnahme auf 5A wird der Verstärkungsfaktor k für die „Unterkorrektur" von dem Wert „1" gestartet. Wenn die Anzahl RN von Wiederholungen des Lernvorgangs (der Lernroutine) eine vorbestimmte Schwellenzahl RNth überschreitet, dann wird der Verstärkungsfaktor k bis zur oberen Grenzanzahl RNlim allmählich erhöht, um damit das vergleichsweise niedrige Ansprechverhalten einer ungelernten-TQ-Q-Kennlinie des Zielinjektors 5 zu kompensieren.
Auf ähnliche Weise veranschaulicht 5B schematisch die Verstärkungsfaktorbestimmungskurve T2, die dem Wert 2 des Parameters PAT entspricht, der die „Überkorrektur" anzeigt. In 5B gibt die Verstärkungsfaktorbestimmungskurve T2 eine Variable des Verstärkungsfaktors k als eine Funktion der Anzahl RN von Wiederholungen des Lernvorgangs (der Lernroutine) wieder.
Unter Bezugnahme auf 5B wird der Verstärkungsfaktor k für die „Überkorrektur" von dem Wert „1" gestartet. Wenn die Anzahl RN an Wiederholungen des Lernvorgangs (der Lernroutine) die vorbestimmte Schwellenanzahl RNth überschreitet, dann wird der Verstärkungsfaktor k bis zu der oberen Grenzanzahl RNlim allmählich verringert, um das vergleichsweise hohe Ansprechverhalten einer ungelernten TQ-Q-Kennlinie des Zielinjektors 5 zu kompensieren.
Genauer gesagt dann, wenn die Anzahl RN an Wiederholungen des Lernvorgangs (der Lernroutine) gleich wie oder kleiner als die vorbestimmte Schwellenanzahl RNth ist, wird der Verstärkungsfaktor k sowohl in der „Unterkorrektur" als auch der „Überkorrektur" bei dem Wert „1" beibehalten.
Wenn die Anzahl RN an Wiederholungen des Lernvorgangs (der Lernroutine) die vorbestimmte Schwellenanzahl RNth überschreitet, dann wird der Verstärkungsfaktor k für die „Unterkorrektur" allmählich erhöht oder für die „Überkorrektur" allmählich verringert.
Wenn die Anzahl RN an Wiederholungen des Lernvorgangs (der Lernroutine) gleich wie oder größer als der obere Grenzwert RNlim ist, dann wird sowohl bei der „Unterkorrektur" als auch der „Überkorrektur" der Verstärkungsfaktor k bei einem konstanten Wert von „1,7" für die „Unterkorrektur" oder bei einem konstanten Wert von 0,3 für die „Überkorrektur" beibehalten.
Man beachte dass dann, wenn die Anzahl RN an Wiederholungen des Lernvorgangs (der Lernroutine) den oberen Grenzwert RNlim erreicht, der gegenwärtige Lernwert innerhalb des vorbestimmten Lernvollendungsbereichs R' nicht konvergiert.
Aus diesem Grund bestimmt die ECU 6 in Schritt S6, nach dem Inkrementieren des Zählwerts RN um den Wert 1, wenn der inkrementierte Zählwert RN den oberen Grenzwert RNlim erreicht, dass in dem Kraftstoffeinspritzsteuerungssystem eine Fehlfunktion auftritt. Somit stoppt die ECU 6 die Ausübung der Routine und widmet sich dem Auftreten der Fehlfunktion, indem sie in Schritt S6a über die I-/O-Schnittstelle sichtbare und/oder hörbare Warninformationen ausgibt, die das Auftreten der Fehlfunktion anzeigen.
Nach der Bestimmung des Verstärkungsfaktors k multipliziert die ECU 6 in Schritt S9 den gegenwärtigen Lernwert ΔTQ mit dem Verstärkungsfaktor k, um dadurch den endgültigen Lernwert zu berechnen. In Schritt S9 speichert die ECU 6 den berechneten endgültigen Lernwert in dem wiederbeschreibbaren ROM als einen vorherigen endgültigen Lernwert ΔTQold, der in der nächsten Ausführung der Routine zu verwenden ist.
Als Nächstes wird der endgültige Lernwert beim Durchführen der Kraftstoffeinzeleinspritzung in Schritt S2 bei der nächsten Ausübung der Routine (des Lernvorgangs) in Schritt S10 durch die ECU 6 verwendet, und dann wird die Routine beendet.
Genauer gesagt weist die ECU 6 in Schritt S2 bei der nächsten Ausübung der Routine für den gesteuerten Injektor 5 den Zielinjektor 5 für den entsprechenden Zylinder 1a, in diesem Ausführungsbeispiel für den Zylinder 1a(#4), auf Grundlage des Ergebnisses des Vorgangs in Schritt S10 an, eine Kraftstoffmenge während einer Solleinspritzdauer einzuspritzen, die der Summe der Solleinspritzdauer TQ und dem endgültig gelernten Wert entspricht. Danach beendet die ECU 6 die Routine für den Zielinjektor 5.
Wie dies vorstehend beschrieben ist, wird die in 2 dargestellte Routine für jeden Injektor 5 als Zielinjektor wiederholt und dadurch kann die ungelernte TQ-Q-Kennlinie eines jeden Injektors 5 nahe an die Bezugs-TQ-Q-Kennlinie korrigiert werden.
6A und 6B zeigen schematisch eine Wirkung, die durch den Aufbau des Kraftstoffeinspritzsystems gemäß dem Ausführungsbeispiel erreicht wird.
Genauer gesagt wird angenommen, dass sich das Ansprechverhalten einer ungelernten TQ-Q-Kennlinie des Zielinjektors 5 innerhalb des zweiten Bereichs B befindet und vergleichsweise niedrig ist (siehe 12A).
Wenn unter dieser Annahme bei der Berechnung der Lernwerte kein Verstärkungsfaktor k verwendet wird, dann kann die Verlaufskurve der gelernten Werte innerhalb des vorbestimmten Bereichs R' nicht konvergieren, bevor die Anzahl RN der Wiederholungen des Lernvorgangs den oberen Grenzwert Nlim erreicht hat (siehe gestrichelte Linien in 6A). Dies liegt daran, dass der in jeder Routine gelernte Wert zu klein ist.
Im Gegensatz dazu wird in dem Ausführungsbeispiel der Verstärkungsfaktor k bei der Berechnung der Lernwerte verwendet, was dazu führt, dass der Gradient der Verlaufskurve der Lernwerte auf Grundlage der Zunahme des Verstärkungsfaktors k größer wird (siehe durchgezogene Linien in 6A). Dies macht es möglich, dass die Verlaufskurve der Lernwerte innerhalb des vorbestimmten Bereichs schnell konvergiert, bevor die Anzahl RN von Wiederholungen des Lernvorgangs (der Lernroutine) den oberen Grenzwert Nlim erreicht hat.
Auf ähnliche Weise wird angenommen, dass sich das Ansprechverhalten der ungelernten TQ-Q-Kennlinie des Zielinjektors 5 innerhalb des zweiten Bereichs B befindet und vergleichsweise hoch ist (siehe 12B).
Wenn unter dieser Annahme bei der Berechnung der Lernwerte kein Verstärkungsfaktor k verwendet wird, dann kann die Verlaufskurve der Lernwerte innerhalb des vorbestimmten Bereichs R' nicht konvergieren, bevor die Anzahl RN von Wiederholungen des Lernvorgangs den oberen Grenzwert Nlim erreicht hat (siehe gestrichelte Linien in 6B). Dies liegt daran, dass die in den jeweiligen Routinen bestimmten Lernwerte stark schwanken.
Im Gegensatz dazu wird in dem Ausführungsbeispiel der Verstärkungsfaktor k bei der Berechnung der Lernwerte verwendet, was dazu führt, dass die Amplitude der Schwankung der Lernwerte auf Grundlage der Verringerung des Verstärkungsfaktors k verringert wird (siehe durchgezogene Linien in 6B). Dies macht es möglich, dass die Verlaufskurve der Lernwerte innerhalb des vorbestimmten Bereichs konvergiert, bevor die Anzahl RN an Wiederholungen des Lernvorgangs (der Lernroutine) den oberen Grenzwert Nlim erreicht hat.
Das Kraftstoffeinspritzsystem gemäß dem Ausführungsbeispiel ist so konfiguriert, dass es auf Grundlage des Ansprechverhaltens einer ungelernten TQ-Q-Kennlinie eines Zielinjektors 5 den Verstärkungsfaktor k bestimmt, der bei jeder Ausübung der in 2 dargestellten Routine mit einem Lernwert zwischen einer Solleinspritzdauer und einer abgeschätzten tatsächlichen Einspritzdauer multipliziert wird.
Genauer gesagt wird, wie dies vorstehend beschrieben und in 10, 11A, 11B, 12A und 12B gezeigt ist, der obere Grenzwert der Anzahl RN an Wiederholungen der Routine normalerweise in Abhängigkeit einer Lernvollendungsdauer oder Lernvollendungsstrecke bestimmt. Die Lernvollendungsdauer gibt eine gesamte Zeitspanne an, die erforderlich ist, bis der tatsächliche Lernwert während der Wiederholungen der Routine innerhalb des vorbestimmten Bereichs R' liegt. Die Lernvollendungsstrecke gibt eine Gesamtstrecke wieder, die das Kraftfahrzeug fährt, bis der tatsächliche Lernwert während der Wiederholungen der Routine innerhalb des vorbestimmten Bereichs R'' liegt.
Die Lernvollendungsdauer oder die Lernvollendungsstrecke wird in Abhängigkeit des Ansprechverhaltens einer ungelernten TQ-Q-Kennlinie eines Zielinjektors 5 bestimmt. Aus diesem Grund ermöglicht es das variable Festlegen des Verstärkungsfaktors k in Abhängigkeit des Ansprechverhaltens des Zielinjektors 5, dass der Verstärkungsfaktor dahingehend optimiert wird, dass die Lernvollendungsdauer oder Lernvollendungsstrecke verringert wird. Somit ist es selbst dann, wenn die Injektoren 5 verschiedene Ansprechverhalten aufweisen, möglich, die Lernvollendungsdauer oder die Lernvollendungsstrecke für jeden Injektor 5 auf geeignete Weise zu reduzieren.
Das Kraftstoffeinspritzsystem gemäß dem Ausführungsbeispiel ist dazu konfiguriert, die Anzahl RN an Wiederholungen der Routine zu zählen, wenn bestimmt wurde, dass die berechnete Abweichung ΔQ der abgeschätzten tatsächlichen Einspritzmenge Qest von der Solleinspritzmenge Qtrg außerhalb des Lernvollendungsbereichs R liegt. Außerdem ist das Kraftstoffeinspritzsystem gemäß dem Ausführungsbeispiel dazu konfiguriert, den Verstärkungsfaktor k mit einer Erhöhung des Zählwerts RN zu erhöhen, wenn der Parameter PAT auf den Wert „1" festgelegt ist, der die „Unterkorrektur" angibt, oder den Verstärkungsfaktor k mit einer Erhöhung des Zählwerts RN zu verringern, wenn der Parameter PAT auf den Wert „2" gesetzt ist, der die „Überkorrektur" wiedergibt.
Dies beschleunigt das Konvergieren der Lernwerte innerhalb des vorbestimmten Lernvollendungsbereichs.
Das Kraftstoffeinspritzsystem ist dazu konfiguriert, das Auftreten einer Fehlfunktion in dem Kraftstoffeinspritzsystem abzuschätzen, den Verstärkungsfaktor k bei einem konstanten Wert beizubehalten, und sich dem Auftreten der Fehlfunktion zu widmen, nachdem bestimmt wurde, dass die Anzahl RN an Wiederholungen der Routine den oberen Grenzwert Nlim überschreitet. Dies macht es möglich, unmittelbar zu erfassen, dass in dem Kraftstoffeinspritzsystem eine Fehlfunktion auftritt, und den Fahrer von dem Auftreten der Fehlfunktion in dem Kraftstoffeinspritzsystem in Kenntnis zu setzen.
Das Kraftstoffeinspritzsystem ist dazu konfiguriert, den Verstärkungsfaktor k von dem Anfangswert „1" ab dem Zeitpunkt, zu dem die Anzahl RN an Wiederholungen der Routine die Schwellenanzahl RNth überschreitet, abzuändern.
Wenn das Ansprechverhalten des Zielinjektors 5 vergleichsweise hoch ist, dann ändert das Kraftstoffeinspritzsystem mit dieser Konfiguration den Verstärkungsfaktor k, um dadurch die Lernvollendungszeit oder die Lernvollendungsstrecke für den Zielinjektor 5 effizient zu verringern. Wenn das Ansprechverhalten des Zielinjektors 5 vergleichsweise hoch ist, dann kann die Verlaufskurve der Lernwerte derart schwanken, dass die Anzahl RN an Wiederholungen der Routine zunimmt. Aus diesem Grund ist das Kraftstoffeinspritzsystem dazu konfiguriert, den Zeitpunkt auf geeignete Weise zu bestimmen, zu dem der Verstärkungsfaktor k von dem Anfangswert „1" in Abhängigkeit der Anzahl RN an Wiederholungen des Lernvorgangs abzuändern ist.
Das Kraftstoffeinspritzsystem ist dazu konfiguriert, das Vorzeichen des vorherigen, endgültigen Lernwerts mit jenem des gegenwärtig Lernwerts bei jeder Ausübung der Routine zu vergleichen und die Erhöhung oder Verringerung des Verstärkungsfaktors k auf Grundlage dessen zu bestimmen, ob die Vorzeichen miteinander übereinstimmen oder nicht. Dies optimiert den bei jeder Solleinspritzdauer anzuwendenden Lernwert bei jeder Ausübung der Routine, was es möglich macht, die Lernvollendungsdauer oder die Lernvollendungsstrecke für jeden Injektor 5 weiter zu verringern.
In dem Ausführungsbeispiel kann der Verstärkungsfaktor k von einem Zustand geändert werden, in dem die Anzahl RN an Wiederholungen der Routine klein ist, sodass er den oberen Grenzwert Nlim nicht überschreitet. Der obere Grenzwert und der untere Grenzwert des Verstärkungsfaktors k können nach Bedarf angepasst oder eingestellt werden.
Der obere Grenzwert Nlim für die Anzahl RN an Wiederholungen der Routine kann nach Bedarf festgelegt werden.
Der Vorgang des Vergleichens des Vorzeichens des vorherigen, endgültigen Lernwerts mit jenem des gegenwärtig Lerntwerts in jeder Ausübung der Routine und des Bestimmens der Erhöhung oder Verringerung des Verstärkungsfaktors k auf Grundlage dessen, ob die Vorzeichen miteinander übereinstimmen oder nicht, kann nach Bedarf ausgeführt werden.
Der Verstärkungsfaktor k kann in Computerberechnungen unter Verwendung von Funktionen bestimmt werden, die den Kurven T1 und T2 entsprechen.
Die Routine (der Lernvorgang) kann bei jedem Common-Rail-Druck innerhalb eines vorbestimmten zulässigen Druckbereichs ausgeführt werden.
In dem Ausführungsbeispiel wird als die Brennkraftmaschine eine Dieselkraftmaschine 1 verwendet, aber die vorliegende Erfindung ist nicht auf diesen Aufbau beschränkt. Genauer gesagt kann ein Ottomotor, etwa ein direkt einspritzender Ottomotor, als die Brennkraftmaschine verwendet werden.
Obwohl beschrieben wurde, was gegenwärtig als Ausführungsbeispiel und dessen Modifikationen der vorliegenden Erfindung betrachtet wird, ist dies so zu verstehen, dass verschieden Modifikationen, die noch nicht beschrieben wurden, ausgeführt werden können, und es ist beabsichtigt, mit den beiliegenden Ansprüchen alle diese Modifikationen abzudecken, die dem wahren Wesen und dem Umfang der Erfindung entsprechen.
In einem System wird ein zu einer Einspritzdauer für den Injektor zugehöriger Anweisungswert zu einem Injektor ausgegeben, nachdem bestimmt wurde, dass eine vorbestimmte Lernbedingung erfüllt ist. Der Anweisungswert weist den Injektor an, als eine Lern-Kraftstoffeinspritzung eine Kraftstoffsollmenge einzusprühen. Eine Variation in der Drehung einer Abgabewelle infolge der Lern-Kraftstoffeinspritzung wird gemessen. Eine Menge des durch die Lern-Kraftstoffeinspritzung tatsächlich von dem Injektor eingesprühten Kraftstoffs wird berechnet. Ein Lernwert, der eine Abweichung der Menge des tatsächlich von dem Injektor eingesprühten Kraftstoffs von der Kraftstoffsollmenge angibt, wird berechnet. Der berechnete Lernwert wird mit einem Verstärkungsfaktor multipliziert, um einen korrigierten Lernwert zum Korrigieren des Anweisungswerts derart zu bestimmen, dass eine von dem Injektor tatsächlich einzusprühende Kraftstoffmenge mit der Kraftstoffsollmenge übereinstimmt. Der Verstärkungsfaktor wird auf Grundlage des Ansprechverhaltens des Injektors angepasst.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- JP 11-294227 [0007]
- JP 2002-295291 [0008]
- EP 149175 A1 [0011]
- JP 2005-036788 [0011]
- EP 1491751 A1 [0126]

Claims

System zum Steuern eines Injektors, der in einer Brennkraftmaschine mit einer Abgabewelle installiert ist, und der so arbeitet, dass eine Kraftstoffmenge mit einem Ansprechverhalten beim Einsprühen einer Kraftstoffmenge bezüglich einer angewiesenen Einspritzdauer eingesprüht wird, um eine Kraft zu erzeugen, wobei die Kraft die Abgabewelle der Brennkraftmaschine dreht, wobei das System Folgendes aufweist: eine Bestimmungseinheit, die so arbeitet, dass sie bestimmt, ob eine vorbestimmte Lernbedingung erfüllt ist; eine Lernkraftstoffeinspritzungsanweisungseinheit, die so arbeitet, dass sie zu dem Injektor einen Anweisungswert ausgibt, der einer Einspritzdauer für den Injektor zugeordnet ist, nachdem bestimmt wurde, dass die vorbestimmte Lernbedingung erfüllt ist, wobei der Anweisungswert den Injektor dazu anweist, eine Kraftstoffsollmenge als Lernkraftstoffeinspritzung einzusprühen; eine Variationsmesseinheit, die so arbeitet, dass sie eine Variation der Drehung der Abgabewelle infolge der Lernkraftstoffeinspritzung misst; eine Kraftstoffmengenberechnungseinheit, die so arbeitet, dass sie eine Menge des von dem Injektor durch die Lernkraftstoffeinspritzung tatsächlich eingesprühten Kraftstoffs berechnet; eine Berechnungseinheit, die so arbeitet, dass sie einen Lernwert berechnet, der eine Abweichung der Menge des von dem Injektor tatsächlich eingesprühten Kraftstoffs von der von dem Injektor einzusprühenden Kraftstoffsollmenge anzeigt, und den Lernwert mit einem Verstärkungsfaktor multipliziert, um einen korrigierten Lernwert zum Korrigieren des Anweisungswerts so zu bestimmen, dass eine Menge des von dem Injektor tatsächlich eingesprühten Kraftstoffs mit der Kraftstoffsollmenge übereinstimmt; und eine Anpassungseinheit, die so arbeitet, dass sie den Verstärkungsfaktor auf Grundlage des Ansprechverhaltens des Injektors anpasst.
System gemäß Anspruch 1, ferner mit: einer Lernvorgangwiederholungseinheit, die mit der Bestimmungseinheit, der Lernvorgangkraftstoffeinspritzungsanweisungseinheit, der Variationsmesseinheit, der Kraftstoffmengenberechnungseinheit und der Abweichungsberechnungseinheit wirkverbunden ist, wobei die Lernvorgangwiederholungseinheit so arbeitet, dass sie bestimmt, ob der durch die Abweichungsberechnungseinheit berechnete Lernwert innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt; und den Bestimmungsvorgang durch die Bestimmungseinheit, den Messvorgang durch die Messeinheit, den Berechnungsvorgang durch die Kraftstoffmengenberechnungseinheit und den Berechnungsvorgang und den Multiplikationsvorgang durch die Berechnungseinheit wiederholt, bis der durch die Abweichungsberechnungseinheit berechnete Lernwert innerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt, wobei die Anpassungseinheit so arbeitet, dass sie: eine Anzahl der Wiederholungen durch die Lernvorgangwiederholungseinheit zählt; den Verstärkungsfaktor mit einer Erhöhung der Zählzahl erhöht, nachdem das Ansprechverhalten des Injektors schlechter als ein vorbestimmtes Bezugsansprechverhalten war; und den Verstärkungsfaktor mit einer Erhöhung der Zählzahl verringert, nachdem das Ansprechverhalten des Injektors besser als das vorbestimmte Bezugsansprechverhalten war.
System gemäß Anspruch 2, wobei die Anpassungseinheit so arbeitet, dass sie den Verstärkungsfaktor bei einem vorgegebenen konstanten Wert beibehält, nachdem die Zählzahl einen vorbestimmten oberen Grenzwert überschritten hat.
System gemäß Anspruch 2, wobei die Anpassungseinheit so arbeitet, dass sie die Anpassung des Verstärkungsfaktors auf Grundlage des Ansprechverhaltens des Injektors startet, nachdem die Zählzahl einen vorbestimmten Schwellenwert überschritten hat.
System gemäß Anspruch 2, wobei die Anpassungseinheit so arbeitet, dass sie: in jeder der Wiederholungen bestimmt, ob ein Vorzeichen des korrigierten Lernwerts, der in einem vorangegangenen Durchlauf der Wiederholungen bestimmt wurde, mit dem Vorzeichen des Lernwerts übereinstimmt, der durch die Berechnungseinheit berechnet wird; und eine Erhöhung und/oder eine Verringerung des Verstärkungsfaktors auf Grundlage dessen bestimmt, ob das Vorzeichen des korrigierten Lernwerts, der in einem vorangegangenen Durchlauf der Wiederholungen bestimmt wurde, mit dem Vorzeichen des durch die Berechnungseinheit berechneten Lernwerts übereinstimmt.
System gemäß Anspruch 1, wobei die Bestimmungseinheit Folgendes aufweist: einen Sensor, der dazu dient, einen Wert eines Parameters zu messen, der eine Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine angibt; und eine Lernbedingungsbestimmungseinrichtung, die so arbeitet, dass sie auf Grundlage des gemessenen Werts des Parameters, der den Betriebszustand der Brennkraftmaschine angibt, bestimmt, ob die vorbestimmte Lernbedingung erfüllt ist.
Verfahren zum Steuern eines Injektors, der in einer Brennkraftmaschine mit einer Abgabewelle installiert ist, und der so arbeitet, dass eine Kraftstoffmenge mit einem Ansprechverhalten beim Einsprühen einer Kraftstoffmenge bezüglich einer angewiesenen Einspritzdauer eingesprüht wird, um eine Kraft zu erzeugen, wobei die Kraft die Abgabewelle der Brennkraftmaschine dreht, wobei das Verfahren Folgende Schritte aufweist: (a) Bestimmen, ob eine vorbestimmte Lernbedingung erfüllt ist; (b) Ausgeben eines einer Einspritzdauer für den Injektor zugeordneten Anweisungswerts zu dem Injektor, nachdem bestimmt wurde, dass die vorbestimmte Lernbedingung erfüllt ist, wobei der Anweisungswert den Injektor dazu anweist, eine Kraftstoffsollmenge als Lernkraftstoffeinspritzung einzusprühen; (c) Messen einer Variation der Drehung der Abgabewelle infolge der Lernkraftstoffeinspritzung; (d) Berechnen einer Menge des von dem Injektor durch die Lernkraftstoffeinspritzung tatsächlich eingesprühten Kraftstoffs; (e) Berechnen eines Lernwert, der eine Abweichung der Menge des von dem Injektor tatsächlich eingesprühten Kraftstoffs von der von dem Injektor einzusprühenden Kraftstoffsollmenge anzeigt, und Multiplizieren des Lernwerts mit einem Verstärkungsfaktor, um einen korrigierten Lernwert zum Korrigieren des Anweisungswerts so zu bestimmen, dass eine Menge des von dem Injektor tatsächlich eingesprühten Kraftstoffs mit der Kraftstoffsollmenge übereinstimmt; und (f) Anpassen des Verstärkungsfaktors auf Grundlage des Ansprechverhaltens des Injektors.
Verfahren gemäß Anspruch 7, ferner mit folgenden Schritten: Bestimmen, ob der durch die Abweichungsberechnungseinheit berechnete Lernwert innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt; und Wiederholen der Schritte (a) bis (c), bis der durch die Abweichungsberechnungseinheit berechnete Lernwert innerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt, wobei der Anpassungsschitt folgende Schritte aufweist: Zählen einer Anzahl der Wiederholungen durch den Wiederholungsschritt; Erhöhen des Verstärkungsfaktors mit einer Erhöhung der Zählzahl, nachdem das Ansprechverhalten des Injektors schlechter als ein vorbestimmtes Bezugsansprechverhalten war; und Verringern des Verstärkungsfaktors mit einer Erhöhung der Zählzahl, nachdem das Ansprechverhalten des Injektors besser als das vorbestimmte Bezugsansprechverhalten war.
Verfahren gemäß Anspruch 8, wobei der Anpassungsschritt den Schritt aufweist, in dem der Verstärkungsfaktor bei einem vorgegebenen konstanten Wert beibehalten wird, nachdem die Zählzahl einen vorbestimmten oberen Grenzwert überschritten hat.
Verfahren gemäß Anspruch 8, wobei der Anpassungsschritt den Schritt aufweist, in dem die Anpassung des Verstärkungsfaktors auf Grundlage des Ansprechverhaltens des Injektors gestartet wird, nachdem die Zählzahl einen vorbestimmten Schwellenwert überschritten hat.
Verfahren gemäß Anspruch 8, wobei der Anpassungsschritt den Schritt aufweist: Bestimmen in jeder der Wiederholungen der Schritte (a) bis (e), ob ein Vorzeichen des korrigierten Lernwerts, der in einem vorangegangenen Durchlauf der Wiederholungen der Schritte (a) bis (e) bestimmt wurde, mit dem Vorzeichen des Lernwerts übereinstimmt, der durch den Berechnungsschritt berechnet wird; und Bestimmen einer Erhöhung und/oder einer Verringerung des Verstärkungsfaktors auf Grundlage dessen, ob das Vorzeichen des korrigierten Lernwerts, der in einem vorangegangenen Durchlauf der Wiederholungen der Schritte (a) bis (e) bestimmt wurde, mit dem Vorzeichen des durch die Berechnungseinheit berechneten Lernwerts übereinstimmt.
Verfahren gemäß Anspruch 7, wobei der Bestimmungsschritt Folgendes aufweist: Messen eines Werts eines Parameters, der eine Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine angibt; und Bestimmen auf Grundlage des gemessenen Werts des Parameters, der den Betriebszustand der Brennkraftmaschine angibt, ob die vorbestimmte Lernbedingung erfüllt ist.