DE102008041710A1

DE102008041710A1 - System zum Lernen einer Differenz zwischen einer tatsächlichen Einspritzmenge und einer Solleinspritzmenge

Info

Publication number: DE102008041710A1
Application number: DE102008041710A
Authority: DE
Inventors: Masahiro Kariya Asano; Yuuki Kariya Tarusawa
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2007-08-31
Filing date: 2008-08-29
Publication date: 2009-04-23
Anticipated expiration: 2028-08-30
Also published as: JP2009057898A; JP4840296B2; DE102008041710B4

Abstract

In einem Kraftstoffeinspritzungssystem berechnet eine Berechnungseinheit einen Korrekturwert, der eine Differenz zwischen einer Menge eines von einem Injektor für jede von Lernvorgangkraftstoffeinspritzungen tatsächlich eingespritzten Kraftstoffs und einer Sollmenge des von dem Injektor einzusprühenden Kraftstoffs anzeigt. Jedes Mal dann, wenn durch die Berechnungseinheit ein Korrekturwert berechnet wird, berechnet eine Durchschnittsberechnungseinheit einen Durchschnitt der Korrekturwerte, die durch die Berechnungseinheit berechnet wurden. Eine Bestimmungseinheit vergleicht den für jeden der berechneten Korrekturwerte berechneten Durchschnitt mit einem Schwellenwert, um so zu bestimmen, ob der Anweisungswert auf Grundlage eines Ergebnisses des Vergleichs geändert werden soll. Der Schwellenwert ist so gestaltet, dass er mit dem Konvergieren der berechneten Durchschnittswerte konvergiert. Die berechneten Durchschnittswerte konvergieren mit einer Erhöhung der Anzahl der berechneten Durchschnittswerte.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft Systeme zum Steuern eines in einer Brennkraftmaschine installierten Injektors. Genauer gesagt sind solche Systeme dazu ausgelegt, eine Abweichung einer Menge eines von einem Injektor tatsächlich eingesprühten Kraftstoffs von einer von dem Injektor einzusprühenden Kraftstoffsollmenge zu lernen.
BESCHREIBUNG DES ZUGEHÖRIGEN STANDS DER TECHNIK
Kraftstoffeinsspritzsysteme sind dafür bekannt, dass sie die Kraftstoffeinspritzung eines Injektors für einen jeden Zylinder einer Brennkraftmaschine steuern. Um das Verbrennungsgeräusch und/oder Stickoxidemissionen (NO_x-Emissionen) zu verringern, ist eine Art der Kraftstoffeinspritzsysteme dazu ausgelegt, einen Injektor dazu zu bringen, vor einer Kraftstoffhaupteinspritzung eine kleine Menge von Kraftstoff in die Kraftmaschine einzusprühen. Die Haupteinspritzung lässt die Kraftmaschine das Drehmoment erzeugen. Die Einspritzung vor der Kraftstoffhaupteinspritzung wird im weiteren Verlauf als „Voreinspritzung" bezeichnet. Beispielsweise ermöglicht die Voreinspritzung eine Beschleunigung des Mischvorgangs der Luft mit dem Kraftstoff, um dadurch das Verbrennungsgeräusch und/oder die NO_x-Emissionen zu verringern.
In der Voreinspritzung ist die Menge des von einem Injektor zuzumessenden Kraftstoffs sehr klein eingestellt. 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 einer solchen Nachfrage nachzukommen, ist in der Europäischen Patentanmeldungsoffenlegungsschrift Nr. EP 1491751 A1 , die der Japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2005-036788 entspricht, ein Kraftstoffeinspritzungssystem offenbart; diese Patentanmeldungen wurden von dem gleichen Anmelder wie dem dieser Anmeldung eingereicht.
Das in der Europäischen Patentoffenlegungsschrift offenbarte Kraftstoffeinspritzungssystem ist in einem Kraftfahrzeug installiert, in dem eine Dieselkraftmaschine installiert ist.
Das Kraftstoffeinspritzungssystem ist dazu ausgelegt, während der Verlangsamung des Kraftfahrzeugs (während eine Menge des von einem Injektor einzusprühenden Kraftstoffs verringert ist) zu einem Injektor einen Anweisungswert auszugeben, der zu einer von dem Injektor einzusprühenden Kraftstoffsollmenge zugehörig ist; dieser Anweisungswert weist den Injektor für einen entsprechenden Zylinder an, eine Einzelschusseinspritzung einer kleinen Kraftstoffmenge auf Grundlage einer davon einzusprühenden Kraftstoffsollmenge durchzuführen.
Das Kraftstoffeinspritzungssystem ist zudem derart gestaltet, dass es:
eine Änderung zumindest einer der Betriebsbedingungen der Dieselkraftmaschine auf Grundlage der Einzeleinspritzung, etwa des Kraftmaschinendrehzahlzunahmebetrags, misst;
auf Grundlage der Änderung der zumindest einen Betriebsbedingung der Dieselkraftmaschine eine Abweichung zwischen der Sollmenge des von dem Injektor einzusprühenden Kraftstoffs und einer Menge des davon durch die Kraftstoffeinzeleinspritzung tatsächlich eingesprühten Kraftstoffs zu lernen; und
den Anweisungswert so zu korrigieren, dass eine Menge des von dem Injektor tatsächlich eingesprühten Kraftstoffs mit der Sollmenge des davon einzusprühenden Kraftstoffs übereinstimmt.
Genauer gesagt hat der Kraftmaschinendrehzahlzunahmebetrag eine enge Korrelation mit der Menge des von einem Injektor durch die Kraftstoffeinzeleinspritzung tatsächlich eingesprühten Kraftstoffs, während das Kraftfahrzeug verlangsamt wird.
Somit erreicht das Kraftstoffeinspritzungssystem das Lernen einer Abweichung zwischen einer Sollmenge eines von einem Injektor einzusprühenden Kraftstoffs und einer Menge eines davon tatsächlich eingesprühten Kraftstoffs mit hoher Genauigkeit. Man beachte, dass die „Sollmenge des von einem Injektor einzusprühenden Kraftstoffs" im weiteren Verlauf als „Solleinspritzmenge" bezeichnet wird.
Ein herkömmlicher Kraftstoffinjektor ist dazu entworfen, während seiner Erregungsdauer Kraftstoff einzusprühen, wenn er erregt wird. Genauer gesagt arbeitet das Kraftstoffeinspritzsystem so, dass es an einem Injektor einen Impulsstrom mit einer Impulsweite (Impulsdauer) anlegt, die der Erregungsdauer entspricht. Mit anderen Worten kann durch Steuerung der Impulsweite des an dem Injektor anzulegenden Impulsstroms die Menge des von dem Injektor einzusprühenden Kraftstoffs auf eine Solleinspritzmenge eingestellt werden. Die Erregungsdauer für einen Injektor wird zudem im weiteren Verlauf als „Stromimpulsweite" bezeichnet. Die Stromimpulsweite für einen Injektor wird als der Anweisungswert verwendet.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Der Gegenstand des EP-Patents wird auf die Korrektur einer Kraftstoffeinsprühkennlinie eines Injektors angewendet. Als die Kraftstoffeinsprühkennlinie eines Injektors wird die Kennlinie der Beziehung zwischen der Stromimpulsweite für einen Injektor und einer Menge eines davon tatsächlich eingesprühten Kraftstoffs auf Grundlage der Stromimpulsweite verwendet.
Wie dies vorstehend beschrieben ist, bestimmt die Stromimpulsweite für einen Injektor dessen Solleinspritzmenge. Daher wird die Stromimpulsweite für einen Injektor im Weiteren als „TQ" bezeichnet. Eine Menge des von einem Injektor tatsächlich eingesprühten Kraftstoffs wird im weiteren Verlauf ferner als „Q" bezeichnet. Somit wird die Kennlinie der Beziehung zwischen der Stromimpulsweite für einen Injektor und einer Menge eines auf Grundlage der Stromimpulsweite davon tatsächlich eingesprühten Kraftstoffs im weiteren Verlauf als „TQ-Q-Kennlinie" bezeichnet.
In der Anmeldung werden die TQ-Q-Kennlinien von Injektoren gelernt, sodass sie so korrigiert werden, dass sie mit einer Bezugs-TQ-Q-Kennlinie übereinstimmen, die im Vorfeld beispielsweise im Format eines Kennfelds bestimmt wurde und als die Soll-TQ-Q-Kennlinie für die Injektoren verwendet wird.
Um einen gesteuerten Injektor dazu zu bringen, eine Kraftstoffeinspritzsollmenge Qtrg an der Bezugs-TQ-Q-Kennlinie einzusprühen, wird auf Grundlage der Bezugs-TQ-Q-Kennlinie ein Sollwert TQ1 der Stromimpulsweite bestimmt. Somit wird an dem gesteuerten Injektor ein Impulsstrom mit dem Sollwert TQ1 der Stromimpulsweite angelegt, um dadurch den gesteuerten Injektor derart anzuweisen, dass die Kraftstoffeinspritzsollmenge Qtrg als Lernkraftstoffeinspritzung eingesprüht wird; diese Solleinspritzmenge entspricht dem Sollwert TQ1 der Stromimpulsweite.
Auf Grundlage der Einspritzung der Kraftstoffeinspritzsollmenge Qtrg durch den gesteuerten Injektor wird eine Änderung zumindest einer der Betriebsbedingungen der Dieselkraftmaschine gemessen, um eine Menge Qreal des von dem gesteuerten Injektor tatsächlich eingesprühten Kraftstoffs zu messen.
Wenn die geschätzte Menge Qreal des von dem gesteuerten Injektor tatsächlich eingesprühten Kraftstoffs nicht mit der Einspritzsollmenge Qtrg übereinstimmt, dann wird eine Differenz zwischen der Einspritzsollmenge Qtrg und der geschätzten Menge Qreal des von dem gesteuerten Injektor tatsächlich eingesprühten Kraftstoffs berechnet. Die „Menge Qreal des von dem gesteuerten Injektor tatsächlich eingesprühten Kraftstoffs" wird im Weiteren als „tatsächliche Einspritzmenge Qreal von dem gesteuerten Injektor" bezeichnet.
Somit wird zum Zwecke der Kompensation der Differenz zwischen der Solleinspritzmenge Qtrg und der geschätzten tatsächlichen Einspritzmenge Qreal von dem gesteuerten Injektor eine Differenz ΔTQ zwischen dem Sollwert TQ1 der Stromimpulsweite und einer der abgeschätzten tatsächlichen Einspritzmenge Qreal von dem gesteuerten Injektor entsprechenden Stromimpulsweite als ein Korrekturwert berechnet. Das Vorzeichen des Korrekturwerts ΔTQ ist dann positiv, wenn die der abgeschätzten tatsächlichen Einspritzmenge Qreal von dem gesteuerten Injektor entsprechende Stromimpulsweite niedriger als der Sollwert TQ1 ist, und es ist negativ, wenn die der abgeschätzten tatsächlichen Einspritzmenge Qreal von dem gesteuerten Injektor entsprechende Stromimpulsweite gleich oder größer als der Sollwert TQ1 ist.
Somit wird der Sollwert TQ1 der Stromimpulsweite durch den Korrekturwert ΔTQ1 korrigiert, sodass ein korrigierter Sollwert TQ2, der dem Wert (TQ1 ± ΔTQ1) der Stromimpulsweite entspricht, bestimmt wird, um den gesteuerten Injektor dazu zu bringen, die Solleinspritzmenge Qtrg einzusprühen.
Dann wird an dem gesteuerten Injektor ein Impulsstrom mit dem korrigierten Sollwert TQ2 der Stromimpulsweite angelegt, um dem gesteuerten Injektor zu ermöglichen, die Solleinspritzmenge Qtrg einzusprühen.
Ein Injektor zeigt für gewöhnlich Variationen der tatsächlichen Einspritzmengen Qreal auf, die durch Wiederholungen der Kraftstoffeinspritzung durch den Injektor erhalten werden. Um die Beeinträchtigung der Variationen zu verringern, wird der Lernschritt, der die Lernkraftstoffeinspritzung und die Bestimmung einer Differenz zwischen der Solleinspritzmenge und einer tatsächlichen Einspritzmenge auf Grundlage der Lernkraftstoffeinspritzung aufweist, mehrere Male, beispielsweise zehn Mal wiederholt. Nach der Ausübung des letzten Lernschritts wird ein Durchschnittswert der tatsächlichen Einspritzmengen Qreal, die durch die zehnmaligen Wiederholungen des Lernschritts berechnet werden, als eine tatsächliche Einspritzmenge Qreal bestimmt.
Außerdem sind ungelernte TQ-Q-Kennlinien von Injektoren normalerweise nicht-linear und variieren untereinander. Als ein Ergebnis der Berücksichtigung solcher Beeinträchtigungen durch solche Merkmale der nicht gelernten TQ-Q-Kennlinien wird daher eine durch die zehnmaligen Wiederholungen des Lernschritts bestimmte tatsächliche Einspritzmenge Qreal bevorzugt so bestimmt, dass sie nahe an die Solleinspritzmenge Qtrg angrenzt. Somit kann ein Korrekturwert ΔTQ mit hoher Präzision erhalten werden.
Um eine tatsächliche Einspritzmenge Qreal nahe an die Solleinspritzmenge Qtrg annähern zu lassen, werden die zehnmaligen Wiederholungen des Lernschritts wiederholt, während der Stromimpuls von einem ersten Sollwert TQ1 für die ersten zehnmaligen Wiederholungen des Lernschritts auf einen endgültigen Sollwert TQn für die n-ten zehnmaligen Wiederholungen des Lernschritts sequentiell korrigiert; dieses Bezugszeichen „n" gibt die Anzahl an Korrekturen des Sollwerts der Stromimpulsweite wieder.
Beispielsweise wird, wie dies vorstehend beschrieben ist, der erste Lernschritt auf Grundlage des ersten Sollwerts TQ1 der Stromimpulsweite zehn Mal wiederholt, sodass ein Durchschnitt der tatsächlichen Einspritzmengen Qreal, der durch die zehnmaligen Wiederholungen des ersten Lernschritts berechnet wird, als eine tatsächliche Einspritzmenge Qreal bestimmt wird. Somit werden eine erste Differenz zwischen der Solleinspritzmenge Qtrg und der tatsächlichen Einspritzmenge Qreal und ein zweiter Korrekturwert ATQ1, der der ersten Differenz entspricht, bestimmt .
Danach wird bestimmt, ob ein Absolutwert der ersten Differenz zwischen der Solleinspritzmenge Qtrg und der auf Grundlage der zehnmaligen Wiederholungen des ersten Lernschritts abgeschätzten tatsächlichen Einspritzmenge Qreal gleich oder kleiner als ein vorbestimmter Wert α ist, was durch die folgende Gleichung ausgedrückt wird: |(Qtrg – Qreal)| ≤ α
Der vorbestimmte Wert „α" gibt einen Sollbereich von Variationen zwischen einer für eine Lernkraftstoffeinspritzung abgeschätzten tatsächlichen Einspritzmenge Qreal und der Solleinspritzmenge Qtrg wieder. Beispielsweise ist der Sollbereich α auf 0,5 mm³/st festgelegt; diese Einheit „mm³/st" gibt eine Kraftstoffmenge (mm³) wieder, die von einem Injektor pro Hub dessen Nadelventils einzusprühen ist.
Wenn bestimmt wird, dass der Absolutwert der ersten Differenz zwischen der Solleinspritzmenge Qtrg und der auf Grundlage der zehnmaligen Wiederholungen des ersten Lernschritts abgeschätzten tatsächlichen Einspritzmenge Qreal größer als der Sollbereich α ist, dann wird bestimmt, dass eine Korrektur des ersten Sollwerts TQ1 der Stromimpulsweite erforderlich ist.
Somit wird ein zweiter Sollwert TQ2 bestimmt, der dem Wert (TQ1 ± ΔTQ1) entspricht. Danach wird der zweite Lernschritt zehn Mal auf Grundlage des zweiten Sollwerts TQ2 der Stromimpulsweite wiederholt, sodass ein Durchschnittswert der durch die zehnmaligen Wiederholungen der zweiten Lernschritte berechneten tatsächlichen Einspritzmengen Qreal als eine tatsächliche Einspritzmenge Qreal bestimmt wird. Somit werden eine zweite Differenz zwischen der Solleinspritzmenge Qtrg und der tatsächlichen Einspritzmenge Qreal sowie ein der zweiten Differenz entsprechender zweiter Korrekturwert ΔTQ2 bestimmt.
Danach wird bestimmt, ob ein Absolutwert der zweiten Differenz zwischen der Solleinspritzmenge Qtrg und der auf Grundlage der zehnmaligen Wiederholungen des zweiten Lernschritts abgeschätzten tatsächlichen Einspritzmenge Qreal gleich oder kleiner als der Sollbereich α ist.
Wenn bestimmt wurde, dass der Absolutwert der zweiten Differenz zwischen der Solleinspritzmenge Qtrg und der auf Grundlage der zehnmaligen Wiederholungen des zweiten Lernschritts abgeschätzten tatsächlichen Einspritzmenge Qreal größer als der Sollbereich α ist, dann wird bestimmt, dass eine Korrektur des zweiten Sollwerts TQ2 der Stromimpulsweite erforderlich ist.
Wie dies vorstehend beschrieben ist, werden in dem Lernverfahren die zehnmaligen Wiederholungen des Lernschritts wiederholt ausgeführt, bis ein Absolutwert einer Differenz zwischen der Solleinspritzmenge Qtrg und der auf Grundlage der zehnmaligen Wiederholungen des zweiten Lernschritts abgeschätzten tatsächlichen Einspritzmenge Qreal gleich oder kleiner als der Sollbereich α ist.
Somit kann das vorstehend dargelegte Lernverfahren mehrere zehnmalige Wiederholungen des Lernschritts benötigen, bis ein Absolutwert der Differenz zwischen der Solleinspritzmenge Qtrg und der auf Grundlage der letztendlich ausgeführten zehnmaligen Wiederholungen des Lernschritts abgeschätzten tatsächlichen Einspritzmenge Qreal gleich oder niedriger als der Sollbereich α ist.
Dies kann dazu führen, dass die Anzahl der Wiederholungen des Lernschritts, die zum Vollenden der Korrektur der TQ-Q-Kennlinie des gesteuerten Injektors erforderlich ist, zunimmt, wodurch die zum Vollenden dessen Korrektur erforderliche Zeitspanne zunimmt.
Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe zumindest eines Gesichtspunkts der vorliegenden Erfindung, Systeme zum Wiederholen einer Lernkraftstoffeinspritzung bereitzustellen, um eine Abweichung einer Menge eines von einem Injektor tatsächlich eingesprühten Kraftstoffs von einer Sollmenge eines davon einzusprühenden Kraftstoffs zu lernen, die in der Lage sind, die Anzahl an Wiederholungen der Lernkraftstoffeinspritzungen zu reduzieren, die erforderlich sind, bevor der Lernvorgang abgeschlossen ist.
Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist ein Kraftstoffeinspritzsystem für eine Brennkraftmaschine mit einem Injektor zum Einsprühen einer Kraftstoffmenge in die Brennkraftmaschine vorgesehen. Das Kraftstoffeinspritzungssystem hat eine Lernkraftstoffeinspritzungsanweisungseinheit, die so arbeitet, dass sie einen Anweisungswert wiederholt zu dem Injektor ausgibt. Jeder der Anweisungswerte weist den Injektor dazu an, eine Kraftstoffsollmenge als Lernkraftstoffeinspritzung einzuspritzen. Das System hat eine Messeinheit, die so arbeitet, dass sie eine Variation in einer Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine infolge jeder der Lernkraftstoffeinspritzungen misst. Das System hat eine Kraftstoffmengenabschätzeinheit, die so arbeitet, dass sie eine Menge eines von dem Injektor durch jede der Lernkraftstoffeinspritzungen eingesprühten Kraftstoffs auf Grundlage der Variation für eine entsprechende Variation der durch die Messeinheit gemessenen Variationen abschätzt.
Das System hat eine Berechnungseinheit, die so arbeitet, dass sie einen Korrekturwert berechnet, der eine Differenz zwischen der Menge des von dem Injektor für jede der Lernkraftstoffeinspritzungen eingesprühten Kraftstoffs und der Sollmenge des von dem Injektor einzusprühenden Kraftstoffs anzeigt. Das System hat eine Durchschnittsberechnungseinheit, die so arbeitet, dass sie jedes Mal dann, wenn durch die Berechnungseinheit ein Korrekturwert berechnet wird, einen Durchschnittswert der Korrekturwerte berechnet, die durch die Berechnungseinheit berechnet wurden. Das System hat eine Bestimmungseinheit, die so arbeitet, dass sie den für jeden der berechneten Korrekturwerte berechneten Durchschnitt mit einem Schwellenwert vergleicht, um so zu bestimmen, ob auf Grundlage eines Ergebnisses des Vergleichs der Anweisungswert geändert werden soll, wobei der Schwellenwert so gestaltet ist, dass er mit dem Konvergieren der berechneten Durchschnittswerte konvergiert, wobei die berechneten Durchschnittswerte mit einer Zunahme einer Anzahl der berechneten Durchschnittswerte konvergieren.
Gemäß dem einen Gesichtspunkt beruht die vorliegende Erfindung auf der Tatsache, dass die berechneten Korrekturwerte normalerweise einer Normalverteilung folgen. Somit konvergieren die berechneten Durchschnittswerte an einer Mitte der Normalverteilung mit einer Zunahme der Anzahl der berechneten Durchschnittswerte, wenn ein Durchschnittswert der Korrekturwerte, die durch die Berechnungseinheit berechnet wurden, jedes Mal dann berechnet wird, wenn ein Korrekturwert durch die Berechnungseinheit berechnet wird.
Außerdem ist gemäß dem einen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung der Schwellenwert so gestaltet, dass er mit dem Konvergieren der berechneten Durchschnittswerte konvergiert.
Aus diesem Grund kann aus einem Vergleich des für jeden der wiederholt berechneten Korrekturwerte berechnete Durchschnittswerts mit dem Schwellenwert auf einfache Weise bestimmt werden, dass die Variation der berechneten Durchschnittswerte nicht konvergiert, wenn eine Variation der berechneten Durchschnittswerte nicht konvergiert. Dies macht es möglich, unmittelbar zu bestimmen, dass die Variation der berechneten Durchschnittswerte nicht konvergiert, wodurch unmittelbar bestimmt wird, dass der für die Lernkraftstoffeinspritzungen verwendete Anweisungswert zu ändern ist, ohne dass die Anzahl an Lernkraftstoffeinspritzungen ausgeführt wird.
Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist ein Kraftstoffeinspritzsystem für eine Brennkraftmaschine mit einem Injektor zum Einsprühen einer Kraftstoffmenge in die Brennkraftmaschine vorgesehen. Das Kraftstoffeinspritzungssystem hat eine Lernkraftstoffeinspritzungsanweisungseinheit, die so arbeitet, dass sie wiederholt einen Anweisungswert zu dem Injektor ausgibt. Jeder der Anweisungswerte weist den Injektor dazu an, Kraftstoff mit einer Sollmenge als eine Lernkraftstoffeinspritzung einzusprühen. Das Kraftstoffeinspritzungssystem hat eine Messeinheit, die so arbeitet, dass sie eine Variation einer Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine infolge einer jeder der Lernkraftstoffeinspritzungen misst. Das Kraftstoffeinspritzungssystem hat eine Kraftstoffmengenschätzeinheit, die so arbeitet, dass sie eine Menge eines von dem Injektor durch eine jede der Lernkraftstoffeinspritzungen tatsächlich eingespritzten Kraftstoffs auf Grundlage der Variation einer entsprechenden Variation der durch die Messeinheit gemessenen Variationen abschätzt. Das Kraftstoffeinspritzungssystem hat eine Berechnungseinheit, die so arbeitet, dass sie einen Korrekturwert berechnet, der eine Differenz zwischen der Menge des von dem Injektor bei jeder der Lernkraftstoffeinspritzungen tatsächlich eingespritzten Kraftstoffs und der Sollmenge des von dem Injektor einzusprühenden Kraftstoffs anzeigt. Das Kraftstoffeinspritzungssystem hat eine Bestimmungseinheit, die so arbeitet, dass sie jedes Mal dann, wenn ein Korrekturwert durch die Berechnungseinheit berechnet wird, den berechneten Korrekturwert mit einem Schwellenwert vergleicht, um so auf Grundlage eines Ergebnisses des Vergleichs zu bestimmen, ob der Anweisungswert zu ändern ist. Der Schwellenwert ist so gestaltet, dass er mit dem Konvergieren einer Verteilung der Korrekturwerte, die durch die Berechnungseinheit berechnet wurden, konvergiert.
Ein weiterer Gesichtspunkt der vorstehend dargelegten vorliegenden Erfindung beruht auf der Tatsache, dass die berechneten Korrekturwerte normalerweise einer Normalverteilung folgen. Somit konvergiert eine Verteilung der Korrekturwerte, die durch die Berechnungseinheit berechnet wurden, an einer Mitte der Normalverteilung mit einer Zunahme der Anzahl der berechneten Werte.
Außerdem ist gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der vorstehend dargelegten vorliegenden Erfindung der Schwellenwert so gestaltet, dass er mit dem Konvergieren in der Verteilung der Korrekturwerte, die durch die Berechnungseinheit berechnet wurden, konvergiert.
Aus diesem Grund kann, wenn eine Variation der berechneten Korrekturwerte nicht konvergiert, jedes Mal dann, wenn ein Korrekturwert durch die Berechnungseinheit berechnet wird, durch einen Vergleich des Korrekturwerts mit dem Schwellenwert auf einfache Weise bestimmt werden, dass der Korrekturwert nicht konvergiert. Dies macht es möglich, unmittelbar zu bestimmen, dass die Variation in den berechneten Korrekturwerten nicht konvergiert, wodurch unmittelbar bestimmt wird, dass der für die Lernkraftstoffeinspritzung verwendete Anweisungswert zu ändern ist, ohne dass die Anzahl der Lernkraftstoffeinspritzungen ausgeführt wird.
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 ist, die ein Beispiel des Aufbaus eines Kraftstoffeinspritzungssystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung schematisch darstellt;
2 ein Ablaufdiagramm gemäß dem Ausführungsbeispiel zeigt, das eine durch eine in 1 dargestellte ECU auszuführende Lernroutine veranschaulicht;
3 ein Ablaufdiagramm gemäß dem Ausführungsbeispiel ist, das eine Subroutine veranschaulicht, die durch die Ausführung der Lernroutine durch die ECU aufzurufen ist;
4 ein Zeitdiagramm gemäß dem Ausführungsbeispiel zeigt, das einen Verlauf einer Drehzahl einer Kurbelwelle einer in 1 dargestellten Dieselkraftmaschine und einen Verlauf einer Variation der Drehzahl veranschaulicht, bevor und nachdem eine Kraftstoffeinzeleinspritzung ausgeführt wurde;
5 eine Ansicht gemäß dem Ausführungsbeispiel zeigt, das einen Messzeitpunkt eines Drehzahlerfassungswerts schematisch veranschaulicht;
6 einen Graph gemäß dem Ausführungsbeispiel zeigt, das eine Beziehung zwischen einer Variablen eines in der Dieselkraftmaschine zu erzeugenden Drehmoments und einer Variablen einer Menge eines von einem Injektor der Dieselkraftmaschine tatsächlich eingesprühten Kraftstoffs schematisch veranschaulicht;
7 einen Graph gemäß dem Ausführungsbeispiel zeigt, das positive und negative Verlaufskurven eines Schwellenwerts bezüglich einer Änderung der Anzahl von Einspritzmengendifferenzdatenteile, die dann durch die ECU berechnet werden, wenn ein Durchschnittswert der Einspritzmengendifferenzdatenteile innerhalb eines vorbestimmten Sollbereichs konvergiert, schematisch darstellt;
8 einen Graph zeigt, der die positiven und negativen Verlaufskurven des Schwellenwerts bezüglich einer Änderung der Anzahl von durch die ECU berechneten Einspritzmengendifferenzdatenteile schematisch veranschaulicht, wenn ein Durchschnitt der Einspritzmengendifferenzdatenteile innerhalb des vorbestimmten Sollbereichs nicht konvergiert;
9 ein Ablaufdiagramm gemäß dem Ausführungsbeispiel zeigt, das eine durch die ECU auszuführende Lernroutine veranschaulicht; und
10 ein Ablaufdiagramm gemäß einer Modifikation des Ausführungsbeispiels zeigt, das einen Teil der durch die ECU auszuführenden Lernroutine schematisch darstellt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE DER ERFINDUNG
Im weiteren Verlauf wird unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Unter Bezugnahme auf 1 ist der Gesamtaufbau eines Kraftstoffeinspritzungssystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt, das in einem Kraftfahrzeug montiert ist. Das Kraftstoffeinspritzungssystem hat eine direkt einspritzende Kraftmaschine, etwa eine Dieselkraftmaschine 1, die in dem Kraftfahrzeug installiert ist, und dient dazu, Kraftstoff zu der Dieselkraftmaschine 1 zuzuführen.
Die Dieselkraftmaschine 1 ist mit einer Vielzahl von, beispielsweise mit vier Stück, innen hohlen Zylindern 1a ausgestattet, in denen die Verbrennung stattfindet.
Die Dieselkraftmaschine 1 ist mit einer Vielzahl von, etwa vier Stück, Kolben 1b ausgestattet, die jeweils in der Vielzahl von Zylindern 1a installiert sind. Zum Zwecke der Vereinfachung ist in 1 einer dieser Zylinder 1a schematisch dargestellt. Die Zylinder 1a sind miteinander integriert, sodass sie einen Zylinderblock bilden.
Der Kolben 1b ist an einem Ende, etwa an dem Boden des Zylinders 1a, geschlossen, und ist an dem anderen Ende, etwa an 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 im jeweiligen Zylinder 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 hoch zu pumpen, 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, einen Kupplungssensor und weitere Sensoren 21; diese Sensoren 18 bis 21 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 21 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 21 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 Kurbelwelle 1c ist über ein manuelles Getriebe (MT) 24 des Kraftfahrzeugs an eine Abtriebswelle 25 des Kraftfahrzeugs gekoppelt, an der Antriebsräder 27 montiert sind. Das manuelle Getriebe 24 besteht aus einem Getriebezug und koppelt beispielsweise einen handbetätigten Schalthebel 22 und eine fußbetätigte Kupplung 23. In dem manuellen Getriebe 24 werden die Gänge bzw. Zahnräder durch den Fahrer mittels des handbetätigten Schalthebels 22 und der fußbetätigten Kupplung 23 derart ausgewählt, dass wahlweise einer von Getriebezügen ausgewählt wird, der einer Gangstellung zwischen der Kurbelwelle 1c und der Abtriebswelle 25 entspricht. Genauer gesagt trennt die Kupplung 23 die Kurbelwelle 1c und die Abtriebswelle 25 dann, wenn durch den Fahrer ein Kupplungspedal 26 niedergedrückt wird.
Die Trennung der Verbindung zwischen der Kurbelwelle 1c und der Abtriebswelle 25 ermöglicht dem Fahrer, den Gang des manuellen Getriebes 24 mittels des Schalthebels 22 zu wechseln, um einen vorherigen Gang auf einen neuen Gang zum Übertragen des Drehmoments von der Kurbelwelle 1c auf die Abtriebswelle 25 zu ändern.
Mit anderen Worten dient das manuelle Getriebe 24 dazu, das durch die Dieselkraftmaschine 1 erzeugte Drehmoment in ein auf die Antriebsräder 27 aufzubringendes Drehmoment umzuwandeln.
Der Kupplungssensor 20 ist elektronisch an der ECU 6 angeschlossen. Der Kupplungssensor 20 dient dazu, einen tatsächlichen Weg oder eine tatsächliche Stellung des durch den Fahrer niedergedrückten Kupplungspedals 26 zu messen und den gemessenen tatsächlichen Weg oder die gemessene tatsächliche Stellung des Kupplungspedals 26 zu der ECU 6 auszugeben.
Die ECU 6 ist als ein herkömmlicher Mikrocomputer und dessen Peripheriegeräte gestaltet; dieser Mikrocomputer besteht aus einer CPU, einem ROM, einem RAM, einem wiederbeschreibbaren ROM, einer I/O(Eingabe und Ausgabe)-Schnittstelle usw.
Die ECU 6 dient dazu:
durch die Sensoren 7, 18, 19, 20 und 21 gemessene und gesendete Datenteile zu empfangen; und
auf Grundlage der Betriebszustände der Dieselkraftmaschine 1, die durch zumindest einige der empfangenen Datenteile, die durch die Sensoren 7, 18, 19, 20 und 21 gemessen werden, verschiedene in der Dieselkraftmaschine 1 installierte und die Injektoren 5 und das Regelventil 14 aufweisende Stellglieder zu steuern, um dadurch verschiedene gesteuerte Variablen der Dieselkraftmaschine 1 anzupassen.
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, 20 und 21 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 berechet; und
jeden der Injektoren 5 so anweist, 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 eines von einem entsprechenden der Injektoren 5 einzusprühenden Kraftstoffs lernt; diese Sollmenge eines von einem jeden der Injektoren 5 einzusprühenden Kraftstoffs ist äquivalent zu einer kleinen Sollmenge 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 Kraftstoffeinspritzungssteuerungsmodus gestartet wird, bestimmt die ECU 6 auf Grundlage der empfangenen Datenteile, die durch die Sensoren 7, 18, 19, 20 und 21 gemessen und geschickt wurden, in Schritt S10, ob die folgenden Lernvorgangautorisierungsbedingungen erfüllt sind:

(A) Eine durch die ECU 6 bestimmte Einspritzsollmenge ist gleich oder kleiner als null, sodass sich die Dieselkraftmaschine in einem einspritzungsfreien Zustand befindet;
(B) Die Gangstellung des manuellen Getriebes 24 ist auf eine neutrale Stellung eingestellt, in der die Dieselkraftmaschine 1 nicht in der Lage ist, die Abtriebswelle 25 (die Antriebsräder 27) anzutreiben; und
(C) ein vorbestimmter Wert des Common-Rail-Drucks wird beibehalten.

Falls in der Dieselkraftmaschine 1 ein Abgasrückführungssystem (EGR-System), ein Dieseldrosselventil, ein variabler Turbolader und dergleichen installiert sind, werden eine Öffnungsstellung eines EGR-Ventils des EGR-Systems, eine Öffnungsstellung des Dieseldrosselventils und eine Öffnungsstellung einer variablen Düse des variablen Turboladers durch entsprechende Sensoren, die in den anderen Sensoren 21 enthalten sind, gemessen und zu der ECU 6 geschickt.
Somit kann die ECU 6 zusätzlich zu den drei Lernvorgangautorisierungsbedingungen (A), (B) und (C) auf Grundlage der empfangenen Datensätze, die durch die Sensoren 7, 18, 19, 20 und 21 gemessen und geschickt wurden, in Schritt S10 bestimmen, ob folgende Lernvorgangautorisierungsbedingungen erfüllt sind:

(D) Die Öffnungsstellung des EGR-Ventils des EGR-Systems befindet sich an einer vorbestimmten Stellung oder innerhalb eines vorbestimmten Bereichs;
(E) Die Öffnungsstellung des Dieseldrosselventils befindet sich an einer vorbestimmten Stellung oder innerhalb eines vorbestimmten Bereichs; und
(F) Die Öffnungsstellung der variablen Düse des variablen Turboladers befindet sich an einer vorbestimmten Stellung oder innerhalb eines vorbestimmten Bereichs.

Man beachte, dass die EGR-Vorrichtung dazu dient, einen Teil des Abgases von einem Abgaskrümmer der Dieselkraftmaschine 1 in deren Brennkammern rückzuführen, um dadurch die Emissionen in dem Abgas zu verringern. Das Dieseldrosselventil befindet sich in einem Einlassrohr der Dieselkraftmaschine 1 und dient dazu, eine Menge der durch das Einlassrohr in die Brennkammern der Dieselkraftmaschine 1 einzutretenden Luft zu steuern.
Der variable Turbolader besteht beispielsweise aus einem Verdichter, einer Turbine, einer Welle, einer variablen Düse und einem Stellglied. Der Verdichter ist in dem Einlassrohr angeordnet. Die Turbine ist in einem Abgasdurchlass der Dieselkraftmaschine 1 angeordnet. Die Turbine hat einen an die Welle gekoppelten Rotor und der Verdichter ist drehbar an der Welle gestützt.
Wenn das Abgas in dem Abgasdurchlass durch die Turbine strömt, dann ist der Rotor der Turbine so konfiguriert, dass er sich dreht. Die Drehung des Rotors der Turbine ermöglicht es, dass sich der Verdichter über die Welle dreht. Die Drehung des Verdichters ermöglicht es, dass die durch den Einlassdurchlass hindurchströmende Einlassluft dadurch verdichtet wird.
Die variable Düse ist mit dem Stellglied verbunden. Das Stellglied dient dazu, den Öffnungsgrad der variablen Düse einzustellen.
Je kleiner der Öffnungsgrad der variablen Düse durch das Stellglied gemacht wird, desto höher wird die Geschwindigkeit des auf die Turbine geblasenen Abgases. Dies lässt die Drehzahl des Verdichters und der Turbine ansteigen.
Im Gegensatz dazu wird die Geschwindigkeit des auf die Turbine geblasenen Abgases um so niedriger, je größer die Öffnung der variablen Düse durch das Stellglied eingestellt wird. Dies lässt die Drehzahl des Verdichters und der Turbine sinken.
Im weiteren Verlauf werden die Umstände beschrieben, unter denen die Solleinspritzmenge kleiner als null einzustellen ist.
Genauer gesagt wurde eine Impulsweite des an einem bestimmten Injektor 5 anzulegenden Impulsstroms bestimmt, welche 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 bestimmte wurde, dass die Lernvorgangautorisierungsbedingungen erfüllt sind (JA in Schritt S10), schreitet die ECU 6 zu Schritt S20 vor und andernfalls (NEIN in Schritt S10) wird die Routine beendet.
Man beachte, dass es zum Zwecke des Einstellens der Getriebestellung des manuellen Getriebes 24 auf die neutrale Stellung möglich ist:
eine Stellung des Schalthebels 29 auf eine neutrale Stellung einzustellen, oder
die Kupplung 23 so einzustellen, dass sie die Kurbelwelle 1c und die Abtriebswelle 25 in Antwort darauf trennt, dass durch den Kupplungssensor 20 erfasst wurde, dass das Kupplungspedal 26 unabhängig von der gegenwärtigen Stellung des Schalthebels 22 niedergedrückt wurde.
In Schritt S20 führt die ECU 6 einen Lernvorgangablauf aus, der eine Kraftstoffeinzeleinspritzung für einen vorgegebenen Injektor 5 aufweist, und in Schritt S30 berechnet die ECU 6 einen drehmomentproportionalen Wert, der auf Grundlage der Kraftstoffeinzeleinspritzung erzeugt wurde.
Unter Bezugnahme auf 3, nachdem in Schritt S10 eine positive Bestimmung gemacht wurde, startet die ECU 6 den Lernvorgangablauf in Schritt S20, um auf Grundlage der gemessenen Daten des Kraftmaschinendrehzahlsensors 18, die Drehzahl (ω) der Dieselkraftmaschine 1 (der Kurbelwelle 1c) in Schritt S21 jedes Mal dann zu berechnen, wenn der Kolben 1b die Nähe des oberen Todpunkts im jeweiligen Zylinder 1a erreicht.
Mit anderen Worten berechnet die ECU 6 in Schritt S21 die Drehzahl ω der Dieselkraftmaschine 1 einmal für jeden Zylinder 1a, während die Kurbelwelle 1c um einen Kurbelwinkel von 720 Grad (einen Arbeitszyklus) gedreht wird, auf Grundlage der gemessenen Daten des Kraftmaschinendrehzahlsensors 18.
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 4), 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 beim 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 4 dargestellt ist, werden die Drehzahlabfragewerte ω1(i) , ω2(i), ω3(i) und ω4(i) individuell in dieser Reihenfolge bei Intervallen eines Kurbelwinkels von 180 Grad berechnet.
Der Grund, warum die Drehzahlabfragewerte während eines jeden Durchlaufs der Kurbelwelle 1c um einen Kurbelwinkel von 720 Grad berechnet werden, liegt darin, Fehler zwischen den in einem Durchlauf der Kurbelwelle 1c um einen Kurbelwinkel von 720 Grad berechneten Drehzahlabfragewerten und den in einem anderen Durchlauf der Kurbelwelle 1c um einen Kurbelwinkel von 720 Grad berechneten Drehzahlabfragewerten zu verringern.
Genauer gesagt wird in der vierzylindrigen, viertaktigen Dieselkraftmaschine 1 ein Drehzahlabfragewert bei dem gleichen Kurbelwinkel während eines jeden Durchlaufs der Kurbelwelle 1c um einen Kurbelwinkel von 720 Grad berechnet. Außerdem sind in der vierzylindrigen, viertaktigen Dieselkraftmaschine 1 die Bedingungen in der Brennkammer in einem Zylinder 1a bei jedem Durchlauf der Kurbelwelle 1c um einen Kurbelwinkel von 720 Grad im Wesentlichen identisch.
Aus diesem Grund ist die ECU 6 so gestaltet, dass sie die Drehzahlabfragewerte während eines jeden Durchlaufs der Kurbelwelle 1c um einen Kurbelwinkel von 720 Grad berechnet.
Unter Bezugnahme auf 5 wird der Messzeitpunkt des Drehzahlabfragewerts, zu dem der Kolben 1b die Nähe des oberen Todpunkts (TDC) in einem vorgegebenen Zylinder 1a erreicht, unmittelbar vor einem Einspritzzeitpunkt (siehe Zeitspanne „a" in 5) für den dem vorgegebenen Zylinder 1a entsprechenden Injektor 5 bestimmt. Genauer gesagt wird eine Zeitspanne „d", während der ein Drehzahlabfragewert abgefragt werden kann, bestimmt, nachdem die Summe einer Zündverzögerungszeitspanne „b" und einer Verbrennungszeitspanne „c" nach dem oberen Todpunkt (TDC) eines entsprechenden Zylinders 1a für jeden Durchlauf der Kurbelwelle 1c um einen Kurbelwinkel von 720 Grad verstrichen ist. Die Zündverzögerungszeitspanne „b" wird benötigt, bevor der von dem Injektor 5 tatsächlich eingesprühte Kraftstoff gezündet wird, und die Verbrennungszeitspanne „c" ist eine Zeitspanne, in der der von einem Injektor 5 tatsächlich eingesprühte Kraftstoff verbrannt wird.
Dadurch kann eine Variation der Drehzahl der Dieselkraftmaschine auf Grundlage einer durch einen Injektor 5 zu der Einspritzzeitgebung „a" für einen entsprechenden Zylinder 1a ausgeführten Kraftstoffeinzeleinspritzung erfasst werden.
Wie dies vorstehend beschrieben ist, berechnet die ECU 6 Drehzahlabfragewerte ωn(i), 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), in Schritt S21.
Während des Vorgangs in Schritt S21, also unmittelbar nachdem die Lernvorgangautorisierungsbedingungen erfüllt sind, wenn der Drehzahlabfragewert ω4(i) beispielsweise als die Bezugsdrehzahl ω0 berechnet wurde, führt die ECU 6 eine Kraftstoffeinzeleinspritzung durch den Injektor 5 für einen entsprechenden Zylinder 1a in Schritt S22 aus. Das heißt, der Injektor 5 für den Zylinder 1a(#4) wird als ein dem Lernvorgang zu unterwerfender Injektor 5 ausgewählt. Der dem Lernvorgang zu unterwerfende Injektor 5 wird im weiteren Verlauf als „Zielinjektor 5" bezeichnet.
In Schritt S22 legt die ECU 6 einen Impulsstrom mit einem Sollwert TQ1 der Stromimpulsweite an den Zielinjektor 5 an, um dadurch den Zielinjektor 5 dazu anzuweisen, eine Solleinspritzmenge Qtrg an der Bezugs-TQ-Q-Kennlinie einzusprühen.
Die ECU 6 bestimmt auf einfache Weise den Sollwert TQ1 der Stromimpulsweite auf Grundlage der darin gespeicherten Bezugs-TQ-Q-Kennlinie.
Die Kraftstoffeinzeleinspritzung durch den Zielinjektor 5 glättet den negativen Gradienten des Verlaufs der Drehzahl ω der Dieselkraftmaschine 1 (siehe (b) von 4).
Nach der Kraftstoffeinzeleinspritzung berechnet die ECU 6 in Schritt S23 auf Grundlage der gemessenen Daten des Kraftmaschinendrehzahlsensors 18 die Drehzahlabfragewerte ωn(i + 1), die aus den Werten ω1(i + 1), ω2(i + 1), ω3(i + 1) und ω4(i + 1) der Dieselkraftmaschine 1 bestehen, während der (i + 1)-te Durchlauf (zwei Drehungen) der Kurbelwelle 1c um einen Kurbelwinkel von 720 Grad ausgeführt wird.
Genauer gesagt berechnet die ECU 6 zum Zwecke des Quantifizierens der Änderung der negativen Steigung des Verlaufs der Drehzahl ω der Dieselkraftmaschine 1 die Variationen Δωn der Drehzahl ω; diese Variationen Δωn geben Differenzen zwischen den Drehzahlabfragewerten ωn(i) und den Drehzahlabfragewerten ωn(i + 1) wieder. Jeder der Werte ωn(i + 1) wird berechnet, nachdem seit der Berechnung eines der entsprechenden Werte ωn(i) ein Zeitintervall verstrichen ist, das einem Kurbelwinkel von 720 Grad entspricht.
Wie dies deutlich in 4(c) dargestellt ist, werden dann, wenn durch die ECU 6 keine Kraftstoffeinzeleinspritzung durchgeführt wird, während die Lernvorgangautorisierungsbedingungen 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 lang-kurz-gestrichelte Linie in 4(c)).
Wie dies deutlich in 4(c) gezeigt ist, ermöglicht die Kraftstoffeinzeleinspritzung jedoch, dass die Drehzahlvariationen Δωn zwischen den Drehzahlabfragewerten ωn(i) und den nächsten Drehzahlabfragewerten ωn(i + 1), verglichen mit den entsprechenden Drehzahlvariationen Δωn', temporär zunehmen.
Wie dies vorstehend beschrieben ist, werden dann, wenn durch die ECU 6 keine Kraftstoffeinzeleinspritzung durchgeführt wird, während die Lernvorgangautorisierungsbedingungen erfüllt sind, die Drehzahlvariationen Δωn' zwischen den Drehzahlabfragewerten ωn(i) und den nächsten Drehzahlabfragewerten ωn(i + 1) so abgeschätzt, dass sie allmählich abnehmen (siehe lang-kurz-gestrichelte Linie in 4(c)).
Aus diesem Grund können 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 durch die ECU 6 durchgeführt wird, abgeschätzt werden.
Genauer gesagt startet die ECU 6 nach der Vollendung des Vorgangs in Schritt S23 den Vorgang in Schritt S30, um die Variationen Δωn der Drehzahl ω zu berechnen; diese Variationen Δωn geben die Differenzen zwischen den Drehzahlabfragewerten ωn(i) und den Drehzahlabfragewerten ωn(i + 1) wieder. 4(b) zeigt den Wert Δω3 zwischen dem Drehzahlabfragewert ω3(i) und den Drehzahlabfragewerten ω3(i + 1) als Beispiel der Variationen Δωn.
Als Nächstes berechnet die ECU 6 in Schritt S32 als die Drehzahlzunahme δn 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 S32 berechnet die ECU 6 einen Durchschnittswert δx der Drehzahlzunahmen δ1, δ2, δ3 und δ4 unter Verwendung der folgenden Gleichung: δx = δ1 + δ2 + δ3 + δ4
In Schritt S33 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 wurde, wenn die Kraftstoffeinzeleinspritzung in Schritt S22 durchgeführt wurde.
Der Grund, warum der Durchschnittswert δx der Drehzahlzunahmen δ1, δ2, δ3 und δ4 dazu verwendet wird, den drehmomentproportionalen Wert Tp zu berechnen, liegt darin, die Variationen der Drehzahlzunahmen δ1, δ2, δ3 und δ4 zu verringern, um dadurch die Genauigkeit beim Berechnen des drehmomentproportionalen Werts Tp zu erhöhen. Somit ist es möglich, einen der Drehzahlzunahmewerte δ1, δ2, δ3 und δ4 zu verwenden, um den drehmomentproportionalen Wert Tp zu berechnen.
Der berechnete drehmomentproportionale Wert Tp ist proportional zu einem Drehmoment T, das auf Grundlage der Kraftstoffeinzeleinspritzung tatsächlich durch die Dieselkraftmaschine 1 erzeugt werden soll.
Das heißt, das durch die Dieselkraftmaschine 1 auf Grundlage der Kraftstoffeinzeleinspritzung tatsächlich zu erzeugende Drehmoment T wird durch die folgende Gleichung [1] wiedergegeben: T = K·δx·ω0 [1]wobei K eine proportionale Konstante ist.
Somit ist der berechnete drehmomentproportionale Wert Tp, der das Produkt des Durchschnittswerts δx und der Bezugsdrehzahl ω0 der Dieselkraftmaschine 1 wiedergibt, proportional zu dem Drehmoment T.
Während die Vorgänge in Schritten S20 und S30 ausgeführt werden, überwacht die ECU 6 die empfangenen Datenteile, die von den Sensoren 7, 18, 19, 20 und 21 gemessen und gesendet werden.
Daher kehrt die ECU 6 nach der Berechnung des drehmomentproportionalen Werts Tp zu Schritt S40 zurück und bestimmt auf Grundlage des Überwachungsergebnisses, ob die Lernvorgangautorisierungsbedingungen (A) bis (C) während der Ausübung der Vorgänge in Schritten S20 und S30 kontinuierlich erfüllt sind (Schritt S40).
Nachdem bestimmt wurde, dass die Lernvorgangautorisierungsbedingungen (A) bis (C) während der Ausübung der Vorgänge in Schritten S20 und S30 kontinuierlich erfüllt sind (JA in Schritt S40), schreitet die ECU 6 zu Schritt S50 vor.
Andernfalls, beispielsweise dann, wenn die durch die ECU 6 bestimmte Solleinspritzmenge größer als null ist, sodass die Dieselkraftmaschine von dem einspritzungsfreien Zustand zurückkehrt, oder wenn der Common-Rail-Druck von dem vorbestimmten Wert abgeändert wird, bestimmt die ECU 6, dass die Lernvorgangautorisierungsbedingungen (A) bis (C) während der Ausübung der Vorgänge in Schritten S20 und S30 nicht kontinuierlich erfüllt sind (NEIN in Schritt S40). Dann schreitet die ECU 6 zu Schritt S60 vor.
In Schritt S60 verwirft die ECU 6 den im Vorgang von Schritt S30 berechneten Drehmomentproportionalwert Tp und beendet die Routine.
Andererseits speichert die ECU 6 in Schritt S50 den berechneten Drehmomentproportionalwert Tp beispielsweise in dem wiederbeschreibbaren ROM.
Man beachte, dass in der Dieselkraftmaschine 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel ein Bereich der für einen Injektor 5 zu lernenden Solleinspritzmenge im Vorfeld bestimmt wurde.
Wie in 6 veranschaulicht ist, wird eine Variable eines in der Dieselkraftmaschine 1 zu erzeugenden Drehmoments als eine im Wesentlichen lineare Funktion einer Variablen einer von einem Injektor 5 tatsächlich eingespritzten Kraftstoffmenge Qreal wiedergegeben, wenn ein Wert der Solleinspritzmenge Qtrg für den Injektor 5 innerhalb des Bereichs der dafür zu lernenden Solleinspritzmenge bestimmt ist.
In dem Ausführungsbeispiel werden Daten, die die Beziehung zwischen der Variablen eines in der Dieselkraftmaschine 1 zu erzeugenden Drehmoments und der Variablen einer von einem Injektor 5 tatsächlich eingesprühten Kraftstoffmenge Qreal anzeigen, im Vorfeld beispielsweise als ein Kennfeld oder als eine Funktionsformel bestimmt. Die Daten, die auch als „Drehmoment zu Kraftstoffmenge Daten" bezeichnet werden, werden beispielweise in dem wiederbeschreibbaren ROM der ECU 6 gespeichert.
Somit schätzt die ECU 6 eine tatsächliche Einspritzmenge Qreal durch die Kraftstoffeinzeleinspritzung in Schritt S22 auf Grundlage des in dem wiederbeschreibbaren ROM gespeicherten drehmomentproportionalen Werts Tp und der darin gespeicherten Drehmoment-zu-Kraftstoffmenge-Daten in Schritt S70.
In Schritt S80 berechnet die ECU 6 auf Grundlage der abgeschätzten tatsächlichen Einspritzmenge Qreal eine Differenz zwischen der für die Kraftstoffeinzeleinspritzung in Schritt S22 verwendeten Solleinspritzmenge Qtrg und der tatsächlichen Einspritzmenge Qreal ab.
Um die Differenz zwischen der Solleinspritzmenge Qtrg und der abgeschätzten, tatsächlichen Einspritzmenge Qreal zu kompensieren, berechnet die ECU 6 in Schritt S80 als einen Korrekturwert eine Differenz ΔTQ zwischen dem Sollwert TQ1 der Stromimpulsweite und einer Stromimpulsweite, die der abgeschätzten, tatsächlichen Einspritzmenge Qreal entspricht.
Das Vorzeichen des Korrekturwerts ΔTQ ist positiv, wenn die der abgeschätzten, tatsächlichen Einspritzmenge Qreal von dem gesteuerten Injektor entsprechende Stromimpulsweite kleiner als der Sollwert TQ1 ist, und das Vorzeichen ist negativ, wenn die dem abgeschätzten, tatsächlichen Einspritzwert Qreal von dem gesteuerten Injektor entsprechende Stromimpulsweite gleich wie oder größer als der Sollwert TQ1 ist.
Als Nächstes korrigiert die ECU 6 den Sollwert TQ1 der Stromimpulsweite durch den Korrekturwert ΔTQ, um einen korrigierten Sollwert TQ2 der dem Wert (TQ1 ± ΔTQ1) entsprechenden Stromimpulsweite in Schritt S80 zu bestimmen, wodurch die Routine beendet wird.
Wie dies vorstehend beschrieben ist, ist das Kraftstoffeinspritzsystem gemäß dem Ausführungsbeispiel dazu gestaltet, ein durch die Kraftstoffeinzeleinspritzung durch einen Injektor 5 zu erzeugendes Drehmoment der Dieselkraftmaschine 1 auf Grundlage einer Solleinspritzmenge Qtrg unabhängig von den Lastvariationen, etwa einer Klimaanlage oder einer Lichtmaschine der Dieselkraftmaschine 1, abzuschätzen.
Genauer gesagt sind die Variationen der Drehzahl ω, die dem Betrag δn der Zunahme der Drehzahl der Kurbelwelle 1c entsprechen, die in Schritt S32 berechnet werden, die auf Grundlage der zu einem Zeitpunkt ausgeführten Kraftstoffeinzeleinspritzung zunehmen, im Wesentlichen identisch zu jenen Variationen der Drehzahl ω, die auf Grundlage der zu einem anderen Zeitpunkt ausgeführten Kraftstoffeinzeleinspritzung zunehmen, solange die Kraftmaschinendrehzahl ω0 zu dem einen Zeitpunkt gleich wie zu dem anderen Zeitpunkt ist.
Aus diesem Grund schätzt das Kraftstoffeinspritzsystem eine tatsächliche Einspritzmenge Qreal auf Grundlage des abgeschätzten Drehmoments mit hoher Genauigkeit ab und berechnet die Differenz zwischen der abgeschätzten, tatsächlichen Einspritzmenge Qreal und der Solleinspritzmenge Qtrg. Somit ist es möglich, eine Abweichung der tatsächlichen Einspritzmenge Qreal von der Solleinspritzmenge Qtrg mit hoher Genauigkeit zu lernen, ohne zusätzliche Sensoren zum Messen eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses für jeden Zylinder 1a und einen in jedem Zylinder zum Messen des Drucks darin vorgesehenen Innenzylinderdrucksensor verwenden zu müssen.
Wie dies vorstehend beschrieben ist, zeigt ein Injektor 5 für gewöhnlich Variationen der tatsächlichen Einspritzmengen Qreal, die durch Wiederholungen der Kraftstoffeinspritzung erhalten werden.
Daher werden zum Zwecke der Verringerung der Auswirkungen der Variationen zehnmalige Wiederholungen eines Teils der die Schritte S10, S20, S30, S40, S50 und S70 enthaltenden Lernroutine wiederholt ausgeführt, bis ein Absolutwert der Differenz zwischen der Solleinspritzmenge Qtrg und der auf Grundlage der zehnmaligen Wiederholungen des gegenwärtigen Teils der die Schritte S10, S20, S30, S40, S50 und S70 aufweisenden Lernroutine abgeschätzten tatsächlichen Einspritzmenge Qreal gleich oder kleiner als der Sollbereich α ist. Der die Schritte S10, S20, S30, S40, S50 und S70 aufweisende Teil der Lernroutine wird im weiteren Verlauf als „Differenzbestimmungsroutine" bezeichnet. Die Differenz zwischen der Solleinspritzmenge Qtrg und der auf Grundlage der zehnmaligen Wiederholungen der einen Differenzbestimmungsroutine abgeschätzten tatsächlichen Einspritzmenge Qreal wird im weiteren Verlauf als „Einspritzmengendifferenzdaten" bezeichnet.
Wenn beispielsweise bestimmt wird, dass der Absolutwert eines k-ten Teils der Einspritzmengendifferenzdaten, die auf Grundlage der zehnmaligen Wiederholungen einer k-ten Differenzbestimmungsroutine abgeschätzt wurde, höher als der Sollbereich α ist, wird bestimmt, dass die Korrektur eines k-ten Sollwerts TQk der Stromimpulsweite erforderlich ist. Dann wird ein korrigierter (k + 1)-ter Sollwert TQk + 1 der Stromimpulsweite derart bestimmt, dass eine (k + 1)-te Differenzbestimmungsroutine auf Grundlage des (k + 1)-ten Sollwerts TQk + 1 der Stromimpulsweite zehn Mal wiederholt wird. Somit wird ein Durchschnittswert der durch die zehnmaligen Wiederholungen der (k + 1)-ten Differenzbestimmungsroutine berechneten tatsächlichen Einspritzmengen Qreal als eine tatsächliche Einspritzmenge Qreal bestimmt.
Wie dies vorstehend beschrieben ist, benötigt das Lernverfahren, das wiederholte Ausübungen der zehnmaligen Wiederholungen der Differenzbestimmungsroutine benötigt, mehrere zehnmalige Wiederholungen der Differenzbestimmungsroutine, bis ein Absolutwert eines Teils der Einspritzmengendifferenzdaten, die auf Grundlage der endgültig ausgeführten zehnmaligen Wiederholungen der Qreal-Bestimmungsroutine abgeschätzt werden, gleich oder kleiner als der Sollbereich α ist.
Dies kann zu einer Zunahme der Anzahl der Wiederholungen der Differenzbestimmungsroutinen führen, die dazu erforderlich sind, den Lernvorgang eines endgültigen Korrekturwerts der Stromimpulsweite zum Zwecke des Kompensierens der Differenz zwischen der Solleinspritmenge Qtrg und der endgültig bestimmten tatsächlichen Einspritzmenge Qreal zu vollenden. Die Erhöhung der Anzahl an Wiederholungen der Differenzbestimmungsroutine kann die Zeitspanne verlängern, die dazu erforderlich ist, den Lernvorgang eines endgültigen Korrekturwerts der Stromimpulsweite zum Zwecke der Kompensation der Differenz zwischen der Solleinspritzmenge Qtrg und der endgültig bestimmten tatsächlichen Einspritzmenge Qreal zu vollenden.
Somit ist das Kraftstoffeinspritzsystem gemäß dem Ausführungsbeispiel zum Zwecke der Lösung eines solchen Problems so gestaltet, dass es:
wiederholt die Differenzbestimmungsroutine n-mal ausführt (n ist ein ganzzahliger Wert, der gleich oder größer als 2 ist); und
jedes Mal dann, wenn ein Teil der Einspritzmengendifferenzdaten berechnet wird, den Durchschnitt aus dem ersten bis zu dem n-ten Teil der Einspritzmengendifferenzdaten zu berechnen, die bereits berechnet wurden.
Zusätzlich ist das Kraftstoffeinspritzsystem so gestaltet, dass es den Fokus auf die Tatsache richtet, dass der Durchschnitt aus dem ersten bis zu dem n-ten Teil der Einspritzmengendifferenzdaten mit einer Erhöhung der Anzahl n konvergiert, das heißt, mit der Anzahl der Wiederholungen der Differenzbestimmungsroutine.
Genauer gesagt ist das Kraftstoffeinspritzsystem gemäß dem Ausführungsbeispiel so gestaltet, dass es als eine Funktion der Variation des Durchschnitts der Einspritzmengendifferenzdaten in Abhängigkeit der Erhöhung der Anzahl der Wiederholungen der Differenzbestimmungsroutine einen Schwellenwert TH festlegt. Der Schwellenwert TH dient als ein Kriterium, um zu bestimmen, ob:
die Ausübung der Differenzbestimmungsroutine vollendet ist oder nicht; und
der Sollwert der Stromimpulsweite korrigiert ist oder nicht.
Beispielsweise ist das Kraftstoffeinspritzsystem gemäß dem Ausführungsbeispiel so gestaltet, dass es den Schwellenwert TH derart festlegt, dass ein Absolutwert des Schwellenwerts TH mit zunehmender Anzahl an Wiederholungen der Differenzbestimmungsroutine verringert wird.
7 zeigt schematisch eine positive Verlaufskurve C1 des Schwellenwerts TH bezüglich einer Änderung der Anzahl an Teilen der Einspritzmengendifferenzdaten, die durch die ECU 6 zu berechnen sind; diese Kurve C1 wird dann verwendet, wenn die Solleinspritzmenge Qtrg größer als eine tatsächliche Einspritzmenge Qreal ist.
7 zeigt zudem schematisch eine negative Verlaufskurve C2 des Schwellenwerts TH bezüglich einer Änderung der Anzahl an Teilen der Einspritzmengendifferenzdaten, die durch die ECU 6 berechnet werden; diese Kurve C2 wird dann verwendet, wenn die Solleinspritzmenge Qtrg niedriger als eine tatsächliche Einspritzmenge Qreal ist.
Die Daten, die die positiven und negativen Verlaufskurven C1 und C2 des Schwellenwerts TH bezüglich der Änderung der Anzahl an Teilen der durch die ECU 6 berechneten Einspritzmengendifferenzdaten anzeigen, werden im Vorfeld beispielsweise in dem wiederbeschreibbaren ROM beispielsweise als Kennfeld oder als Funktionsgleichung gespeichert.
Genauer gesagt wird in dem Ausführungsbeispiel ein oberer Grenzwert der Anzahl an Wiederholungen der Qreal-Bestimmungsroutine, mit anderen Worten der Anzahl an Teilen der durch die ECU 6 berechneten Einspritzmengendifferenzdaten, als „10" bestimmt (siehe 7).
Die positiven und negativen Verlaufskurven C1 und C2 des Schwellenwerts TH sind bezüglich einer Linie, die angibt, dass die Einspritzmengendifferenzdaten den Wert null haben, symmetrisch zueinander.
Sowohl die positive Verlaufskurve C1 als auch die negative Verlaufskurve C2 des Schwellenwerts TH sind derart bestimmt, dass ein Absolutwert des Schwellenwerts TH verringert wird, damit er in einem vorbestimmten Sollbereich α konvergiert, je mehr die Anzahl an Einspritzmengendifferenzdatenteilen zunimmt. Der Sollbereich α ist ein Sollbereich von Variationen zwischen einer tatsächlichen Einspritzmenge Qreal und der Solleinspritzmenge Qtrg. Beispielsweise ist der Sollbereich α auf den Wert 0,5 mm³/st festgelegt.
Wie dies in 7 veranschaulicht ist, gibt ein Bereich Z1, der durch die positiven und negativen Verlaufskurven C1 und C2 aufgeteilt ist, einen Bereich an, in dem keine Korrektur des Sollwerts der Stromimpulsweite erforderlich ist. Im Gegensatz dazu gibt ein Bereich Z2, ausgeschlossen des Bereichs Z1, einen Bereich wieder, in dem die Korrektur des Sollwerts der Stromimpulsweite erforderlich ist. Der Bereich Z1 wird als „impulsweitenkorrekturfreier Bereich" bezeichnet und der Bereich Z2 wird als „Impulsweitenkorrekturbereich" bezeichnet.
Der Grund dafür, warum der Schwellenwert TH derart bestimmt ist, dass ein Absolutwert des Schwellenwerts TH um so mehr verringert wird, damit er in dem Sollbereich α konvergiert, je mehr die Anzahl an Einspritzmengendifferenzdatenteilen zunimmt, ist folgender:
die Teile der Einspritzmengendifferenzdaten folgen normalerweise einer Normalverteilung, sodass mit stärkerer Zunahme der Anzahl an Einspritzmengendifferenzdatenteilen die Verteilungsbreite des Durchschnitts der Einspritzmengendifferenzdatenteile um so mehr abnimmt;
dieser Durchschnitt wird jedes Mal dann berechnet, wenn ein Einspritzmengendifferenzdatenteil berechnet wird.
Man beachte, dass der Durchschnitt aus den ersten bis zehnten Einspritzmengendifferenzdatenteilen, der dann berechnet wird, wenn die Anzahl an Wiederholungen der Differenzbestimmungsroutine in dem Ausführungsbeispiel den Wert Zehn erreicht, gleich wie der Durchschnitt aus den ersten bis zehnten Einspritzmengendifferenzdatenteilen ist, der durch die zehnmalige Wiederholung der Differenzbestimmungsroutine berechnet wird.
9 zeigt schematisch eine durch die ECU 6 auszuführende Lernroutine gemäß dem Ausführungsbeispiel. Beispielsweise wird die Lernroutine im Vorfeld in dem wiederbeschreibbaren ROM gespeichert und bei der Ausführung in den RAM geladen.
Genauer gesagt ist die ECU 6 so programmiert, dass sie die Lernroutine zu jedem vorbestimmten Zyklus während der Ausübung des Kraftstoffeinspritzsteuerungsmodus startet und ausführt.
Wie die in 2 dargestellte Lernroutine führt die ECU 6 die den Abläufen in Schritten S10, S20, S30, S40, S50 und S70 entsprechende Differenzbestimmungsroutine aus, um dadurch eine tatsächliche Einspritzmenge Qreal infolge der Kraftstoffeinzeleinspritzung in Schritt S22 auf Grundlage des in dem wiederbeschreibbaren ROM gespeicherten drehmomentproportionalen Werts Tp und der darin gespeicherten Drehmoment-zu-Kraftstoffmengen-Daten abzuschätzen.
Dann berechnet die ECU 6 als ein Einspritzmengendifferenzdatenteil die Differenz zwischen der Solleinspritzmenge Qtrg und der abgeschätzten tatsächlichen Einspritzmenge Qreal in Schritt T10.
Als Nächstes berechnet die ECU 6 in Schritt T20 einen Absolutwert eines Durchschnitts der in Schritt T10 berechneten Einspritzmengendifferenzdatenteile. Da zu diesem Zeitpunkt die Anzahl an Einspritzmengendifferenzdatenteilen den Wert eins hat, gibt die ECU 6 den Absolutwert der Einspritzmengendifferenzdatenteile als Durchschnittswert der Einspritzmengendifferenzdatenteile in Schritt T10 aus.
Als Nächstes bestimmt die ECU 6 in Schritt T30, ob der in Schritt T20 berechnete Absolutwert des Durchschnitts der Einspritzmengendifferenzdatenteile niedriger als die positive Verlaufskurve C1 ist.
Mit anderen Worten bestimmt die ECU 6 in Schritt T30, ob sich der in Schritt T20 berechnete Absolutwert des Durchschnitts der Einspritzmengendifferenzdatenteile innerhalb des impulsweitenkorrekturfreien Bereichs Z1 befindet.
Unter Bezugnahme auf 7 gibt
den Durchschnittswert der Einspritzmengendifferenzdatenteile bezüglich jeder Anzahl an Einspritzmengendifferenzdatenteilen wieder.
Wie dies vorstehend beschrieben ist, ist die positive Verlaufskurve C1 des Schwellenwerts TH derart bestimmt, dass ein Absolutwert des Schwellenwerts TH zum Konvergieren in dem vorbestimmten Sollbereich α verringert wird, je mehr die Anzahl an Einspritzmengendifferenzdatenteilen zunimmt. Aus diesem Grund ist der in Schritt T20 berechnete Absolutwert des Durchschnitts der Einspritzmengendifferenzdatenteile niedriger als die positive Verlaufskurve C1, wenn die Anzahl der Einspritzmengendifferenzdatenteile den Wert 1 hat.
Genauer gesagt schreitet die ECU 6 zu Schritt T40 vor, nachdem bestimmt wurde, dass der in Schritt T20 berechnete Absolutwert des Durchschnitts der Einspritzmengendifferenzdatenteile niedriger als die positive Verlaufskurve C1 ist, das heißt, sich innerhalb des impulsweitenkorrekturfreien Bereichs Z1 befindet (JA in Schritt T30).
In Schritt T40 bestimmt die ECU 6, ob die in Schritt T10 berechnete Anzahl an Einspritzmengendifferenzdatenteilen den oberen Grenzwert von 10 erreicht.
Nachdem bestimmt wurde, dass die in Schritt T10 berechnete Anzahl an Einspritzmengendifferenzdatenteilen nicht den oberen Grenzwert von 10 erreicht hat (NEIN in Schritt T40), beendet die ECU 6 die Lernroutine.
Danach wiederholt die ECU 6, wie dies vorstehend beschrieben ist, die Ausführung der in 6 dargestellten Lernroutine zu jedem vorbestimmten Zyklus während der Ausübung des Kraftstoffeinspritzsteuerungsmodus. Wenn die Lernvorgangautorisierungsbedingungen während der Ausübung der Lernroutine erfüllt sind (JA in Schritt S10), führt die ECU 6 die den Vorgängen in Schritten S10, S20, S30, S40, S50 und S70 entsprechende Differenzbestimmungsroutine wiederholt aus, um dadurch eine tatsächliche Einspritzmenge Qreal durch die Kraftstoffeinzeleinspritzung in Schritt S22 abzuschätzen (siehe Schritt S70).
Somit berechnet die ECU 6 in jeder Differenzbestimmungsroutine als ein Einspritzmengendifferenzdatenteil die Differenz zwischen der Solleinspritzmenge Qtrg und der abgeschätzten tatsächlichen Einspritzmenge Qreal (siehe Schritt T10).
In jeder Differenzbestimmungsroutine berechnet die ECU 6 einen Absolutwert eines Durchschnitts der in Schritt T10 berechneten Einspritzmengendifferenzdatenteile (siehe Schritt T20).
In jeder Differenzbestimmungsroutine bestimmt die ECU 6, ob der in Schritt T20 berechnete Absolutwert des Durchschnitts der Einspritzmengendifferenzdatenteile sich innerhalb des impulsweitenkorrekturfreien Bereichs Z1 befindet (siehe Schritt T30).
Falls der Zielinjektor 5 kleine Variationen der tatsächlichen Einspritzmengen Qreal hat, die durch die Wiederholungen der Kraftstoffeinspritzung durch den Zielinjektor 5 erhalten werden, wird der Absolutwert des Durchschnitts der Einspritzmengendifferenzdatenteile innerhalb des impulsweitenkorrekturfreien Bereichs Z1 gehalten, während er mit einer Erhöhung der Anzahl an Einspritzmengendifferenzdatenteilen innerhalb des Sollbereichs α konvergiert (siehe 7).
Wenn die Anzahl an Wiederholungen der Differenzbestimmungsroutine den oberen Grenzwert von 10 erreicht, mit anderen Worten, wenn die Anzahl der in Schritt T10 berechneten Einspritzmengendifferenzdatenteilen den oberen Grenzwert von 10 erreicht (JA in Schritt T40), schreitet die ECU 6 zu Schritt T50 vor.
In Schritt T50 bestimmt die ECU 6 den Durchschnitt der Einspritzmengendifferenzdatenteile als eine endgültige Differenz zwischen der Solleinspritzmenge Qtrg und der abgeschätzten tatsächlichen Menge Qreal.
In Schritt T60 berechnet die ECU 6 zum Zwecke der Kompensation der endgültigen Differenz zwischen der Solleinspritzmenge Qtrg und der abgeschätzten tatsächlichen Einspritzmenge Qreal als einen Korrekturwert eine Differenz ΔTQ zwischen dem Sollwert TQ1 der Stromimpulsweite und einer Stromimpulsweite, die der abgeschätzten tatsächlichen Einspritzmenge Qreal entspricht. Danach beendet die ECU 6 die Lernroutine.
Falls im Gegensatz dazu der Zielinjektor 5 große Variationen der durch die Wiederholungen der Kraftstoffeinspritzung durch den Zielinjektor 5 erhaltenen tatsächlichen Einspritzmenge Qreal aufweist, dann kann der Absolutwert des Durchschnitts der Einspritzmengendifferenzdatenteile aus dem impulsweitenkorrekturfreien Bereich Z1 herauskommen, sodass er den Impulsweitenkorrekturbereich Z2 betritt.
Wie in 8 dargestellt ist, wird beispielsweise Folgendes angenommen:
ein Einspritzmengendifferenzdatenteil wird in Schritt T10 bei der fünften Wiederholung der Differenzbestimmungsroutine berechnet; und
der Absolutwert des Durchschnitts der Einspritzmengendifferenzdatenteile bei der fünften Wiederholung der Differenzbestimmungsroutine befindet sich nicht in dem impulsweitenkorrekturfreien Bereich Z1 (NEIN in Schritt T30).
Unter dieser Annahme schreitet die ECU 6 zu Schritt T70 vor. In Schritt T70 korrigiert die ECU 6 den Sollwert TQ1 der Stromimpulsweite mit einem Korrekturwert ΔTQ, der die Differenz zwischen der Solleinspritzmenge Qtrg und der in Schritt T10 bei der fünften Wiederholung der Differenzbestimmungsroutine berechneten tatsächlichen Einspritzmenge Qreal kompensiert. Dann bestimmt die ECU 6 einen korrigierten Sollwert TQ2 der Stromimpulsweite, der dem Wert (TQ1 ± ΔTQ1) entspricht, in Schritt T70. Dies ermöglicht der ECU 6, die in 9 dargestellte Lernroutine auf Grundlage des korrigierten Sollwerts TQ2 der Stromimpulsweite auszuführen, um so die Differenzbestimmungsroutine ab einem ersten Zeitpunkt zu wiederholen.
Genauer gesagt ist es dann möglich, den Sollwert TQ1 der Stromimpulsweite ohne Ausführen der verbleibenden sechsten bis zur zehnten Wiederholung der Differenzbestimmungsroutine zu korrigieren, wenn sich der Absolutwert des Durchschnitts der Einspritzmengendifferenzdatenteile bei der fünften Wiederholung der Differenzbestimmungsroutine nicht innerhalb des impulsweitenkorrekturfreien Bereichs Z1 befindet.
Mit anderen Worten korrigiert das Kraftstoffeinspritzsystem den Sollwert TQ1 der Stromimpulsweite sofort, ohne Einspritzmengendifferenzdatenteile bei der sechsten bis zur zehnten Wiederholung der Differenzbestimmungsroutine zu berechnen (siehe gestrichelte Kreise in 8), wenn sich der Absolutwert des Durchschnitts der Einspritzmengendifferenzdatenteile bei der fünften Wiederholung der Differenzbestimmungsroutine nicht innerhalb des korrekturfreien Impulsweitenbereichs Z1 befindet.
Wie dies vorstehend beschrieben ist, ist das Kraftstoffeinspritzsystem gemäß dem Ausführungsbeispiel derart konfiguriert, dass es:
die Differenzbestimmungsroutine wiederholt n Male ausführt (n ist eine ganze Zahl die gleich oder größer als zwei ist);
jedes Mal dann, wenn ein
Einspritzmengendifferenzdatenteil berechnet wird, den Durchschnitt aus dem ersten bis zum n-ten Einspritzmengendifferenzdatenteil, die bereits berechnet wurden, berechnet; und
den berechneten Durchschnitt für jede Wiederholung der Differenzbestimmungsroutine mit dem Schwellenwert TH vergleicht, dessen Absolutwert mit einer Erhöhung der Anzahl an Wiederholungen der Differenzbestimmungsroutine verringert wird.
Die Konfiguration ermöglicht der ECU 6, zu bestimmen, ob der Zielinjektor 5 große Variationen der tatsächlichen Einspritzmengen Qreal aufweist, indem bestimmt wird, ob ein Absolutwert des berechneten Durchschnitts für jede Wiederholung der Differenzbestimmungsroutine den Schwellenwert TH überschreitet.
Insbesondere dann, wenn ein Absolutwert des berechneten Durchschnitts für eine Wiederholung niedriger Ordnung der Differenzbestimmungsroutine den Schwellenwert TH überschreitet, bestimmt die ECU 6, dass es vermutlich schwierig ist, dass die Differenz zwischen der Solleinspritzmenge Qtrg und der gegenwärtig abgeschätzten tatsächlichen Einspritzmenge Qreal nach der nächsten Wiederholung der Differenzbestimmungsroutine den Sollbereich α annähert.
Somit ändert die ECU 6 bei der Vollendung der Wiederholung niedriger Ordnung der Differenzbestimmungsroutine den Sollwert der Stromimpulsweite auf einen neuen Sollwert, der für die nächste Lernvorgangkraftstoffeinspritzung verwendet werden soll.
Verglichen mit dem Lernverfahren, das zum Zwecke des Vergleichs eines Durchschnitts der durch die zehnmaligen Wiederholungen der Differenzbestimmungsroutine erhaltenen Einspritzmengendifferenzdatenteile mit der Solleinspritzmenge zehnmalige Wiederholungen der Differenzbestimmungsroutine benötigt, erzielt das Einspritzkraftstoffsystem gemäß dem Ausführungsbeispiel die folgende Wirkung:
auf Grundlage weniger Einspritzmengendifferenzdatenteile wird unmittelbar bestimmt, ob die Änderung des Sollwerts der Stromimpulsweite erforderlich ist. Dies macht es möglich, die Anzahl an Wiederholungen der Lernvorgangkraftstoffeinspritzung und die Zeitspanne zu verringern, die erforderlich ist, bevor der Lernvorgang für den Zielinjektor 5 abgeschlossen ist.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt und kann modifiziert werden, wie dies im weiteren Verlauf beschrieben ist.
In dem Ausführungsbeispiel kann der obere Grenzwert für die Anzahl der Einspritzmengendifferenzdatenteile, mit anderen Worten für die Anzahl an Wiederholungen der Differenzbestimmungsroutine, auf einen anderen Wert als auf 10 festgelegt sein.
In dem Ausführungsbeispiel ist das Kraftstoffeinspritzsystem gemäß dem Ausführungsbeispiel so konfiguriert, dass es jedes Mal dann, wenn ein Einspritzmengendifferenzdatenteil berechnet wird, den Durchschnitt aus dem ersten bis zu dem n-ten Teil der Einspritzmengendifferenzdaten berechnet, die bereits berechnet wurden; und
den berechneten Durchschnitt für jede Wiederholung der Differenzbestimmungsroutine mit dem Schwellenwert TH vergleicht, dessen absoluter Wert mit einer Erhöhung der Anzahl an Wiederholungen der Differenzbestimmungsroutine verringert wird.
Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diesen Aufbau beschränkt.
Genauer gesagt kann die ECU 6 gemäß einer Modifikation des Ausführungsbeispiels so konfiguriert sein, dass sie jedes Mal dann, wenn ein Einspritzmengendifferenzdatenteil berechnet wird, das berechnete Einspritzmengendifferenzdatenteil mit dem Schwellenwert TH vergleicht, dessen Absolutwert mit einer Erhöhung der Anzahl an Wiederholungen der Differenzbestimmungsroutine in Schritt T20a aus 10 anstelle des Schritts T20 verringert wird.
Als Nächstes bestimmt die ECU 6 in Schritt T30a anstelle des Schritts T30, ob ein Absolutwert des berechneten einen Teils der Einspritzmengendifferenzdaten kleiner als die positive Kurve C1 ist.
Wie dies vorstehend beschrieben ist, folgt genauer gesagt eine Verteilung der Einspritzmengendifferenzdatenteile normalerweise einer Normalverteilung, sodass die Verteilungsbreite des Durchschnitts der Einspritzmengendifferenzdatenteile um so mehr abnimmt, je mehr die Anzahl an Einspritzmengendifferenzdatenteilen zunimmt.
Somit bestimmt die ECU 6 dann, wenn ein Absolutwert des berechneten Einspritzmengendifferenzdatenteils den Schwellenwert TH überschreitet, dass es wahrscheinlich schwierig wird, dass die Differenz zwischen der Solleinspritzmenge Qtrg und einer gegenwärtig abgeschätzten tatsächlichen Einspritzmenge Qreal nach der nächsten Wiederholung der Differenzbestimmungsroutine den Sollbereich α annähert.
Somit ändert die ECU 6 bei der Vollendung der Wiederholung niedriger Ordnung der Differenzbestimmungsroutine den Sollwert der Stromimpulsweite auf einen neuen Sollwert dafür, der bei der nächsten Lernvorgangkraftstoffeinspritzung verwendet werden soll.
Verglichen mit einem Lernverfahren, das zehnmalige Wiederholungen der Differenzbestimmungsroutine erfordert, um einen Durchschnitt der durch die zehnmaligen Wiederholungen der Differenzbestimmungsroutine erhaltenen Einspritzmengendifferenzdatenteile mit der Solleinspritzmenge zu vergleichen, erreicht das Kraftstoffeinspritzsystem gemäß dem Ausführungsbeispiel folgende Wirkung:
auf Grundlage einiger weniger Teile der Einspritzmengendifferenzdaten wird unmittelbar bestimmt, ob die Änderung des Sollwerts der Stromimpulsweite erforderlich ist. Dies macht es möglich, die Anzahl an Wiederholungen der Lernvorgangkraftstoffeinspritzung zu verringern und die Zeitspanne zu verkürzen, die erforderlich ist, bevor der Lernvorgang für den Zielinjektor 5 vollendet ist.
Wenn die Änderung des Sollwert der Stromimpulsweite sequentiell öfter ausgeführt wird als eine vorbestimmte Anzahl von Malen, dann kann die ECU 6 hörbar und/oder sichtbar eine Information ausgeben, die das Auftreten einer sich auf den Zielinjektor 5 beziehenden Anormalität anzeigt.
Die Lernroutine kann bei jedem Commonraildruck innerhalb eines vorbestimmten zulässigen Druckbereichs ausgeführt werden.
In dem Ausführungsbeispiel wird als die Brennkraftmaschine die Dieselkraftmaschine 1 verwendet, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf diesen Aufbau beschränkt. Genauer gesagt kann als die Brennkraftmaschine ein Ottomotor, etwa ein direkt einspritzender Ottomotor, verwendet werden.
Während beschrieben wurde, was gegenwärtig als Ausführungsbeispiel und dessen Modifikationen der vorliegenden Erfindung erachtet wird, ist dies so zu verstehen, dass verschiedene, noch nicht beschriebene, Modifikationen trotzdem durchgeführt werden können, und dass es beabsichtigt ist, mit den beiliegenden Ansprüchen alle diese Modifikationen abzudecken, die in das wahre Wesen und den Umfang der Erfindung fallen.
In einem Kraftstoffeinspritzungssystem berechnet eine Berechnungseinheit einen Korrekturwert, der eine Differenz zwischen einer Menge eines von einem Injektor für jede von Lernvorgangkraftstoffeinspritzungen tatsächlich eingespritzten Kraftstoffs und einer Sollmenge des von dem Injektor einzusprühenden Kraftstoffs anzeigt. Jedes Mal dann, wenn durch die Berechnungseinheit ein Korrekturwert berechnet wird, berechnet eine Durchschnittsberechnungseinheit einen Durchschnitt der Korrekturwerte, die durch die Berechnungseinheit berechnet wurden. Eine Bestimmungseinheit vergleicht den für jeden der berechneten Korrekturwerte berechneten Durchschnitt mit einem Schwellenwert, um so zu bestimmen, ob der Anweisungswert auf Grundlage eines Ergebnisses des Vergleichs geändert werden soll. Der Schwellenwert ist so gestaltet, dass er mit dem Konvergieren der berechneten Durchschnittswerte konvergiert. Die berechneten Durchschnittswerte konvergieren mit einer Erhöhung der Anzahl der berechneten Durchschnittswerte.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- EP 1491751 A1 [0004, 0103]
- JP 2005-036788 [0004]

Claims

Kraftstoffeinspritzungssystem für eine Brennkraftmaschine mit einem Injektor zum Einsprühen einer Menge von Kraftstoff in eine Brennkraftmaschine, wobei das Kraftstoffeinspritzungssystem Folgendes aufweist: eine Lernkraftstoffeinspritzungsanweisungseinheit, die so arbeitet, dass sie wiederholt einen Anweisungswert zu dem Injektor ausgibt, wobei jeder der Anweisungswerte den Injektor dazu anweist, eine Kraftstoffsollmenge als Lernkraftstoffeinspritzung einzusprühen; eine Messeinheit, die so arbeitet, dass sie eine Variation einer Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine durch jede der Lernvorgangkraftstoffeinspritzungen misst; eine Kraftstoffmengenschätzeinheit, die so arbeitet, dass sie eine Menge des von dem Injektor durch jede der Lernvorgangkraftstoffeinspritzungen tatsächlich eingesprühten Kraftstoffs auf Grundlage der Variation einer entsprechenden der durch die Messeinheit gemessenen Variationen abschätzt; eine Berechnungseinheit, die so arbeitet, dass sie einen Korrekturwert berechnet, der eine Differenz zwischen der Menge des von dem Injektor für jede der Lernvorgangkraftstoffeinspritzungen tatsächlich eingesprühten Kraftstoffs und der Sollmenge des von dem Injektor einzusprühenden Kraftstoffs anzeigt; eine Durchschnittswertberechnungseinheit, die so arbeitet, dass sie jedes Mal dann, wenn durch die Berechnungseinheit ein Korrekturwert berechnet wird, einen Durchschnittswert der durch die Berechnungseinheit berechneten Korrekturwerte berechnet; und eine Bestimmungseinheit, die so arbeitet, dass sie den für jeden der berechneten Korrekturwerte berechneten Durchschnittswert mit einem Schwellenwert vergleicht, um zu bestimmen, ob der Anweisungswert auf Grundlage eines Ergebnisses des Vergleichs geändert werden soll, wobei der Schwellenwert so gestaltet ist, dass er mit einem Konvergieren der berechneten Durchschnittswerte konvergiert, wobei die berechneten Durchschnittswerte mit einer Zunahme der Anzahl der berechneten Durchschnittswerte konvergieren.
Kraftstoffeinspritzungssystem gemäß Anspruch 1, ferner mit: einer Vollendungsbestimmungseinheit, die so arbeitet, dass sie auf Grundlage der Anzahl der berechneten Durchschnittswerte bestimmt, ob ein Lernvorgang der Differenz vollendet ist, wenn bestimmt wurde, dass der Anweisungswert auf Grundlage eines Ergebnisses des Vergleichs nicht zu ändern ist.
Kraftstoffeinspritzungssystem gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der Schwellenwert so gestaltet ist, dass ein Absolutwert des Schwellenwerts mit der Zunahme der Anzahl der berechneten Durchschnittswerte abnimmt.
Kraftstoffeinspritzungssystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Schwellenwert so gestaltet ist, dass er konstant ist, wenn die Anzahl der berechneten Durchschnittswerte gleich oder größer als ein vorgegebener oberer Grenzwert ist.
Kraftstoffeinspritzungssystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Brennkraftmaschine eine Dieselkraftmaschine ist.
Kraftstoffeinspritzungssystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Brennkraftmaschine eine Abgabewelle hat, die so gestaltet ist, dass sie durch Kraft gedreht wird, wobei die Kraft durch die Menge des von dem Injektor durch die Lernvorgangkraftstoffeinspritzung tatsächlich eingespritzten Kraftstoffs erzeugt wird, und die Messeinheit so arbeitet, dass sie als die Variation der Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine eine Variation der Drehung der Abgabewelle der Brennkraftmaschine durch jede der Lernvorgangkraftstoffeinspritzungen misst.
Kraftstoffeinspritzungssystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Bestimmungseinheit so arbeitet, dass sie bestimmt, den Anweisungswert nicht zu ändern, wenn sich ein Absolutwert des für einen der berechneten Korrekturwerte berechneten Durchschnitts innerhalb eines vorbestimmten Bereichs befindet, und der Schwellenwert derart gestaltet ist, dass der Schwellenwert den vorbestimmten Bereich stärker annähert, je stärker die Anzahl der berechneten Durchschnittswerte zunimmt.
Kraftstoffeinspritzungssystem für eine Brennkraftmaschine mit einem Injektor zum Einsprühen einer Menge von Kraftstoff in die Brennkraftmaschine, wobei das Kraftstoffeinspritzungssystem Folgendes aufweist: eine Lernkraftstoffeinspritzungsanweisungseinheit, die so arbeitet, dass sie wiederholt einen Anweisungswert zu dem Injektor ausgibt, wobei jeder der Anweisungswerte den Injektor dazu anweist, eine Kraftstoffsollmenge als eine Lernvorgangkraftstoffeinspritzung einzusprühen; eine Messeinheit, die so arbeitet, dass sie eine Variation einer Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine durch jede der Lernvorgangkraftstoffeinspritzungen misst; eine Kraftstoffmengenschätzeinheit, die so arbeitet, dass sie eine Menge des von dem Injektor durch jede der Lernvorgangkraftstoffeinspritzungen tatsächlich eingesprühten Kraftstoffs auf Grundlage der Variation für eine entsprechende der durch die Messeinheit gemessenen Variationen abschätzt; eine Berechnungseinheit, die so arbeitet, dass sie einen Korrekturwert berechnet, der eine Differenz zwischen der Menge des von dem Injektor für jede der Lernvorgangkraftstoffeinspritzungen tatsächlich eingesprühten Kraftstoffs und der Sollmenge des von dem Injektor einzusprühenden Kraftstoffs anzeigt; und eine Bestimmungseinheit, die so arbeitet, dass sie jedes Mal dann, wenn ein Korrekturwert durch die Berechnungseinheit berechnet wird, den berechneten Korrekturwert mit einem Schwellenwert vergleicht, um so zu bestimmen, ob der Anweisungswert auf Grundlage des Ergebnisses des Vergleichs zu ändern ist, wobei der Schwellenwert so gestaltet ist, dass er mit dem Konvergieren einer Verteilung der Korrekturwerte, die durch die Berechnungseinheit berechnet wurden, konvergiert.