DE102008041714B4

DE102008041714B4 - System zum Lernen einer Diffenrenz zwischen einer tatsächlichen Einspritzmenge und einer Solleinspritzmenge

Info

Publication number: DE102008041714B4
Application number: DE102008041714.9A
Authority: DE
Inventors: Masahiro Asano; Yuuki Tarusawa
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2007-08-31
Filing date: 2008-08-29
Publication date: 2018-12-13
Anticipated expiration: 2028-08-30
Also published as: JP2009057899A; JP4760804B2; DE102008041714A1

Abstract

Kraftstoffeinspritzungssystem für eine Brennkraftmaschine, die mit einem Mehrmassenschwungrad und einem Injektor versehen ist, wobei der Injektor so arbeitet, dass er eine Menge von Kraftstoff in eine Brennkraftmaschine einsprüht, wobei das Kraftstoffeinspritzungssystem Folgendes aufweist:
eine Lernkraftstoffeinspritzungsanweisungseinheit, die so arbeitet, dass sie zu dem Injektor einen Anweisungswert ausgibt, wobei der Anweisungswert den Injektor dazu anweist, eine Kraftstoffsollmenge als eine Lernvorgangkraftstoffeinspritzung einzusprühen;
eine Drehzahlmesseinheit, die so arbeitet, dass sie einen Brennkraftmaschinendrehzahlabfragewert zu einer Vielzahl von Abfragezeitpunkten misst;
eine Drehzahlzunahmeberechnungseinheit zum Berechnen einer Drehzahlzunahme infolge der Lernvorgangkraftstoffeinspritzung;
eine Kraftstoffmengenschätzeinheit, die so arbeitet, dass sie eine Menge des von dem Injektor durch die Lernvorgangkraftstoffeinspritzung tatsächlich eingesprühten Kraftstoffs auf Grundlage der gemessenen Drehzahlzunahme abschätzt; und
eine Berechnungseinheit, die so arbeitet, dass sie eine Abweichung der Menge des von dem Injektor tatsächlich eingesprühten Kraftstoffs von der Sollmenge des von dem Injektor einzusprühenden Kraftstoffs berechnet, um dadurch einen Korrekturwert des Anweisungswerts zum Kompensieren der berechneten Abweichung zu berechnen,
wobei die Drehzahlzunahmeberechnungseinheit so arbeitet, dass sie:
einen Drehzahlzunahmebereich der Drehzahl infolge der Lernvorgangkraftstoffeinspritzung auf Grundlage der an der Vielzahl von Abfragezeitpunkten gemessenen Drehzahlabfragewerte bestimmt;
zumindest zwei Abfragezeitpunkte unter der Vielzahl von Abfragezeitpunkten auswählt, wobei die zumindest zwei ausgewählten Abfragezeitpunkte sich vor und nach dem Drehzahlzunahmebereich befinden;
eine erste Variation der Drehzahlabfragewerte, die an den zumindest zwei Abfragezeitpunkten gemessen werden, die dann ausgewählt werden, wenn keine Lernvorgangkraftstoffeinspritzung durchgeführt wird, als eine Basislinie berechnet; und
eine zweite Variation der zu einigen der Vielzahl von Abfragezeitpunkten gemessenen Drehzahlabfragewerte berechnet, wobei einige der Vielzahl von Abfragezeitpunkten innerhalb des Drehzahlzunahmebereichs liegen, und
eine Differenz zwischen der zweiten Variation und der Basislinie als die Drehzahlzunahme berechnet.

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 EP 1 491 751 A1 , die der Japanischen Patentoffenlegungsschrift JP 2005 - 36 788 A 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 dazu ausgelegt:

den Betrag der Erhöhung der Kraftmaschinendrehzahl infolge der Kraftstoffeinzeleinspritzung zu messen;
auf Grundlage des Betrags der Erhöhung der Kraftmaschinendrehzahl infolge der Kraftstoffeinzeleinspritzung eine Menge des von dem Injektor durch die Kraftstoffeinzeleinspritzung tatsächlich eingesprühten Kraftstoffs abzuschätzen;
eine Abweichung zwischen der von dem Injektor einzuspritzenden Kraftstoffsollmenge und der abgeschätzten Menge des von dem Injektor durch die Kraftstoffeinzeleinspritzung tatsächlich eingesprühten Kraftstoffs zu lernen; und
den Anweisungswert derart zu korrigieren, dass eine Menge des von dem Injektor tatsächlich eingesprühten Kraftstoffs mit der Sollmenge des von dem Injektor einzusprühenden Kraftstoffs übereinstimmt.

Ferner misst gemäß der DE 10 2004 053 347 A1 eine elektronische Steuereinheit für ein Einspritzsteuersystem einer Brennkraftmaschine eine Kraftmaschinendrehzahl in einer Zeitperiode nach einem Zeitpunkt, bei dem ein Auslassventil geöffnet wird, bis zu einem Zeitpunkt, bei dem ein oberer Totpunkt des nächsten Zylinders erfasst wird, nachdem eine einzige Einspritzung durchgeführt wurde. Die ECU berechnet eine durch die einzige Einspritzung hervorgerufene Drehzahlschwankung auf der Grundlage der Kraftmaschinendrehzahl.
Gemäß der DE 10 2007 000 005 A1 ist ein Kraftstoffmengensteuersystem für ein Durchführen einer Lernsteuerung der Kraftstoffeinspritzmenge vorgesehen. Wenn ein Umgebungsgeräusch relativ laut ist, wird beim Erfüllen von Bedingungen für ein Ausführen einer Piloteinspritzmengenlernsteuerung eine Hochdruckkraftstoffpumpe betrieben, um den Commonraildruck auf ein gewisses Lernzielraildruckniveau anzuheben, das höher ist als der tatsächliche Raildruck. Dann wird eine Single-Shot-Einspritzung für eine Lernsteuerung durchgeführt. Wenn das Umgebungsgeräusch relativ leise ist, wird eine Single-Shot-Einspritzung für eine Lernsteuerung durchgeführt, nachdem der Kraftstoffdruck auf einen gewissen Lernzielraildruck verringert worden ist, der niedriger als der tatsächliche Raildruck ist.
Gemäß der DE 10 2004 053 580 A1 bestimmt eine elektronische Steuereinheit eines Einspritzsteuersystems einer Brennkraftmaschine, dass eine Last einer Kraftstoffpumpe stabilisiert ist, wenn eine Druckförderbetriebsverzögerung verstrichen ist, seit eine zu der Kraftstoffpumpe ausgegebene Befehlsdruckfördermenge eine bestimmte zum Erhalten eines Einspritzsolldrucks erforderliche Druckfördermenge erreicht. Die ECU 6 lässt eine Einspritzung zu, wenn eine zum Messen von Drehzahlen eines jeden Zylinders erforderliche Wartezeitspanne, seitdem die Last der Kraftstoffpumpe stabilisiert ist, verstrichen ist, bevor die Einzeleinspritzung durchgeführt wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es wird der Fall betrachtet, dass die Gegenstände der Europäischen Patentanmeldung auf eine Brennkraftmaschine angewendet werden, die mit einem Mehrmassenschwungrad, etwa einem Zweimassenschwungrad (einem Doppelmassenschwungrad) ausgestattet ist.
Man beachte, dass das Zweimassenschwungrad im Wesentlichen aus zwei sich drehenden Platten (zwei Massen) besteht, die mit einer Feder und einem Dämpfungssystem verbunden sind. Die Vorderplatte des Zweimassenschwungrads ist an einem Ende einer Kurbelwelle der Kraftmaschine montiert, um die Schwankungen der Kurbelwelle zu glätten. Die hintere Platte ist an eine Kupplungsscheibe einer Kupplung geschraubt. Das Kraftmaschinendrehmoment bewegt sich von der vorderen Platte durch die Baugruppe aus Dämpfer und Feder zu der hinteren Platte, bevor sie ein Getriebe betritt. Das Zweimassenschwungrad hat eine Drehmomentbegrenzungsfunktion, die eine Beschädigung des Getriebes während Spitzendrehmomentbelastungen verhindert.
Wenn der Betrag der Erhöhung der Kraftmaschinendrehzahl infolge der Einzeleinspritzung durch einen Kraftmaschinendrehzahlsensor gemessen wird, kann ein Verhalten der durch die Kraftstoffeinzeleinspritzung hervorgerufenen Kraftmaschinendrehzahl unter dem Einfluss der Feder-, Zweimassen- und Dämpfereigenschaften des Zweimassenschwungrads schwanken bzw. oszillieren.
Dies kann einen Verlauf der Drehzahlvariationen beeinträchtigen, wenn keine Kraftstoffeinzeleinspritzung durchgeführt wird; dieser Verlauf dient als Basislinie.
Genauer gesagt wird der Erhöhungsbetrag der Kraftmaschinendrehzahl infolge der Kraftstoffeinzeleinspritzung auf Grundlage einer Differenz zwischen einer Variation der Kraftmaschinendrehzahl infolge der Kraftstoffeinzeleinspritzung und der Basislinie bestimmt.
Aus diesem Grund kann eine abgeschätzte Menge des von dem Injektor tatsächlich eingesprühten Kraftstoffs einen Fehler aufweisen, wenn die Menge des von dem Injektor durch die Kraftstoffeinzeleinspritzung tatsächlich eingesprühten Kraftstoffs auf Grundlage des Erhöhungsbetrags der Kraftmaschinendrehzahl infolge der Kraftstoffeinzeleinspritzung abgeschätzt wird. Diese Fehler können die Genauigkeit beim Lernen der Abweichung zwischen der Sollmenge des von dem Injektor einzusprühenden Kraftstoffs und der abgeschätzten Menge des von dem Injektor durch die Kraftstoffeinzeleinspritzung tatsächlich eingespritzten Kraftstoffs verringern.
Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe zumindest eines Gesichtspunkts der vorliegenden Erfindung, Systeme zum Lernen einer Abweichung einer Menge eines von einem Injektor tatsächlich eingesprühten Kraftstoffs von einer Sollmenge des davon einzusprühenden Kraftstoffs in einer Brennkraftmaschine bereitzustellen, die mit einer Mehrmassendämpfungsvorrichtung integriert ist, wobei die Systeme in der Lage sind, nachteilige Beeinträchtigungen der Genauigkeit des Lernvorgangs infolge der Mehrmassendämpfungsvorrichtung zu verringern.
Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist daher ein Kraftstoffeinspritzungssystem für eine Brennkraftmaschine bereitgestellt, die mit einem Mehrmassenschwungrad und einem Injektor versehen ist. Der Injektor dient dazu, eine Kraftstoffmenge in die Brennkraftmaschine einzuspritzen. Das Kraftstoffeinspritzungssystem hat eine Kraftstoffeinspritzungslernvorganganweisungseinheit, die dazu dient, zu dem Injektor einen Anweisungswert auszugeben, wobei der Anweisungswert den Injektor dazu anweist, eine Kraftstoffsollmenge als Lernvorgangkraftstoffeinspritzung einzusprühen. Das Kraftstoffeinspritzungssystem hat eine Drehzahlmesseinheit, die dazu dient, einen Drehzahlabfragewert der Brennkraftmaschine zu einer Vielzahl von Abfragezeitpunkten zu messen. Dieses Kraftstoffeinspritzungssystem hat eine Drehzahlzunahmesberechnungseinheit zum Berechnen einer Drehzahlzunahme der Drehzahl infolge der Lernvorgangkraftstoffeinspritzung. Das Kraftstoffeinspritzungssystem hat eine Kraftstoffmengenabschätzungseinheit, die dazu dient, eine Menge des von dem Injektor durch die Lernvorgangkraftstoffeinspritzung tatsächlich eingespritzten Kraftstoffs auf Grundlage der gemessenen Drehzahlzunahme abzuschätzen. Das Kraftstoffeinspritzungssystem hat eine Berechnungseinheit, die dazu dient, eine Abweichung zwischen der Menge des von dem Injektor tatsächlich eingesprühten Kraftstoffs und der Sollmenge des von dem Injektor einzusprühenden Kraftstoffs zu berechnen, um daraus einen Korrekturwert des Anweisungswerts zu berechnen, um die berechnete Abweichung zu kompensieren. Die Drehzahlzunahmesberechnungseinheit dient dazu, einen Drehzahlzunahmebereich der Drehzahl infolge der Lernvorgangkraftstoffeinspritzung auf Grundlage der gemessenen Werte der Drehzahl zu der Vielzahl von Abfragezeitpunkten zu bestimmen. Die Drehzahlzunahmesberechnungseinheit dient dazu, zumindest zwei Abfragezeitpunkte unter der Vielzahl von Abfragezeitpunkten auszuwählen. Die zumindest zwei ausgewählten Abfragezeitpunkte befinden sich vor und nach dem Drehzahlzunahmebereich. Die Drehzahlzunahmesberechnungseinheit dient dazu, als eine Basislinie eine erste Variation der gemessenen Werte der Drehzahl an den zumindest zwei ausgewählten Abfragezeitpunkten zu berechnen, wenn keine Lernvorgangkraftstoffeinspritzung durchgeführt wird. Die Drehzahlzunahmesberechnungseinheit dient dazu, eine zweite Variation in den gemessenen Werten der Drehzahl an einigen der Vielzahl der Abfragezeitpunkte zu messen. Einige der Vielzahl der Abfragezeitpunkte liegen innerhalb des Drehzahlzunahmebereichs. Die Drehzahlzunahmesberechnungseinheit dient dazu, als die Drehzahlzunahme eine Differenz zwischen der zweiten Variation und der Basislinie zu berechnen.
Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist ein Kraftstoffeinspritzungssystem für eine mit einem Mehrmassenschwungrad und einem Injektor versehene Brennkraftmaschine bereitzustellen. Der Injektor dient dazu, eine Kraftstoffmenge in die Brennkraftmaschine einzusprühen. Das Kraftstoffeinspritzungssystem hat eine Lernvorgangkraftstoffeinspritzungsanweisungseinheit, die dazu dient, einen Anweisungswert zu dem Injektor auszugeben, wobei der Anweisungswert den Injektor dazu anweist, eine Kraftstoffsollmenge als eine Lernvorgangkraftstoffeinspritzung einzusprühen. Das Kraftstoffeinspritzungssystem hat eine Drehzahlmesseinheit, die dazu dient, einen Wert einer Drehzahl der Brennkraftmaschine zu einer Vielzahl von Abfragezeitpunkten zu messen. Das Kraftstoffeinspritzungssystem hat eine Drehzahlzunahmesberechnungseinheit zum Berechnen einer Drehzahlzunahme der Drehzahl infolge der Lernvorgangkraftstoffeinspritzung. Das Kraftstoffeinspritzungssystem hat eine Kraftstoffmengenabschätzungseinheit, die dazu dient, die Menge des von dem Injektor durch die Lernvorgangkraftstoffeinspritzung tatsächlich eingesprühten Kraftstoffs auf Grundlage der gemessenen Drehzahlzunahme abzuschätzen. Das Kraftstoffeinspritzungssystem hat eine Berechnungseinheit, die dazu dient, eine Abweichung der Menge des von dem Injektor tatsächlich eingesprühten Kraftstoffs von der Sollmenge des von dem Injektor einzusprühenden Kraftstoffs zu berechnen, um dadurch einen Korrekturwert des Anweisungswerts zu berechnen, um die berechnete Abweichung zu kompensieren. Die Drehzahlzunahmesberechnungseinheit dient dazu, einen Drehzahlzunahmebereich der Drehzahl infolge der Lernvorgangkraftstoffeinspritzung auf Grundlage der zu der Vielzahl an Abfragezeitpunkten gemessenen Drehzahlabfragewerte zu bestimmen. Die Drehzahlzunahmesberechnungseinheit dient dazu, zumindest zwei Abfragezeitpunkte aus der Vielzahl von Abfragezeitpunkten auszuwählen. Die zumindest zwei ausgewählten Abfragezeitpunkte befinden sich vor dem Drehzahlzunahmebereich. Die Drehzahlzunahmesberechnungseinheit dient dazu, als eine Basislinie eine erste Variation der an den zumindest zwei ausgewählten Abfragezeitpunkten gemessenen Drehzahlabfragewerte zu berechnen, wenn keine Lernvorgangkraftstoffeinspritzung durchgeführt wird. Die Drehzahlzunahmesberechnungseinheit dient dazu, eine zweite Variation der an einigen der Vielzahl von Abfragezeitpunkten gemessenen Drehzahlabfragewerte zu berechnen.
Gemäß dem einen Gesichtspunkt ist die vorliegende Erfindung dazu ausgelegt, als die Basislinie die erste Variation in den Drehzahlmesswerten an den zumindest zwei ausgewählten Abfragezeitpunkten zu bestimmen, wenn keine Lernvorgangkraftstoffeinspritzung durchgeführt wird.
Somit ist es selbst dann möglich, die Basislinie, die durch die Schwankung der Drehzahl lediglich geringfügig oder überhaupt nicht beeinträchtigt ist, selbst dann auf geeignete Weise zu bestimmen, wenn ein Verhalten der Drehzahl der Brennkraftmaschine infolge einer Schwankung des Mehrfachmassenschwungrads schwankt, da sich die zumindest zwei Abfragezeitpunkte vor bzw. vor und nach dem Drehzahlzunahmebereich befinden.
Figurenliste
Weitere Aufgaben und Gesichtspunkte der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen ersichtlich, in denen:

1 eine Ansicht zeigt, die ein Beispiel des Aufbaus eines Kraftstoffeinspritzungssystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung schematisch darstellt;
2 ein Ablaufdiagramm zeigt, das eine durch eine in 1 dargestellte ECU auszuführende Lernvorgangroutine gemäß dem Ausführungsbeispiel schematisch darstellt;
3 ein Ablaufdiagramm ist, das eine Subroutine schematisch darstellt, die durch die Ausübung der durch die ECU gemäß dem Ausführungsbeispiel ausgeführten Lernvorgangroutine aufzurufen ist;
4 ein Zeitdiagramm ist, das einen Verlauf einer Kurbelwellendrehzahl einer in 1 gezeigten Dieselkraftmaschine und den Verlauf einer Variation der Drehzahl zeigt, bevor und nachdem eine Kraftstoffeinzeleinspritzung gemäß dem Ausführungsbeispiel durchgeführt wird;
5 eine Ansicht zeigt, die einen Messzeitpunkt eines Drehzahlabfragewerts gemäß dem Ausführungsbeispiel schematisch darstellt;
6 einen Graph zeigt, der 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 gemäß dem Ausführungsbeispiel schematisch darstellt;
7A ein Zeitdiagramm zeigt, das einen Verlauf der Drehzahl der mit einem Zweimassenschwungrad versehenen Dieselkraftmaschine und den Verlauf der Drehzahl der mit einem Einmassenschwungrad versehenen Dieselkraftmaschine gemäß dem Ausführungsbeispiel schematisch darstellt;
7B ein Zeitdiagramm zeigt, das einen Verlauf einer Variation der Drehzahl bevor und nachdem eine Kraftstoffeinzeleinspritzung ausgeführt wird, gemäß dem Ausführungsbeispiel schematisch darstellt;
8 ein Ablaufdiagramm zeigt, das eine durch die ECU gemäß dem Ausführungsbeispiel auszuführende Lernvorgangroutine veranschaulicht; und
9 ein Ablaufdiagramm zeigt, das eine Subroutine gemäß dem Ausführungsbeispiel schematisch veranschaulicht, die während der Ausübung der Lernvorgangroutine durch die ECU aufzurufen ist.

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 la 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, und weitere Sensoren 20; diese Sensoren 18, 19 und 20 werden dazu verwendet, Parameter zu messen, die die Betriebszustände der Dieselkraftmaschine 1 und die Fahrzustände des Kraftfahrzeugs anzeigen.
Der Kraftmaschinendrehzahlsensor 18 ist elektrisch an der ECU 6 angeschlossen und dient dazu, auf Grundlage eines Kurbelwinkels der Kurbelwelle 1c Daten zu messen, die eine Drehzahl (RPM) der Dieselkraftmaschine 1 anzeigen, und er dient dazu, die gemessenen Daten als die Kraftmaschinendrehzahl zu der ECU 6 auszugeben.
Der Beschleunigungseinrichtungssensor 19 ist mit der ECU 6 elektrisch verbunden. Der Beschleunigungseinrichtungssensor 19 dient dazu, eine gegenwärtige Stellung oder einen Weg eines durch den Fahrer betätigten Beschleunigungspedals des Kraftfahrzeugs zu messen, und den gemessenen, gegenwärtigen Weg oder die gemessene, gegenwärtige Stellung des Beschleunigungspedals als Daten auszugeben, die eine Drehmomentfahrernachfrage (Drehmomenterhöhungsanfrage oder Drehmomentverringerungsanfrage) für die Dieselkraftmaschine 1 wiedergeben.
Einige der anderen Sensoren 20 dienen dazu, einen augenblicklichen Wert eines entsprechenden Parameters zu messen, der die Betriebszustände der Dieselkraftmaschine 1 angibt, und den gemessenen Wert eines entsprechenden Parameters zu der ECU 6 auszugeben.
Die verbleibenden Sensoren 20 dienen dazu, einen augenblicklichen Wert eines entsprechenden Parameters zu messen, der die Fahrzustände des Kraftfahrzeugs angibt, und den gemessenen Wert eines entsprechenden Parameters zu der ECU 6 auszugeben.
An dem einen Ende der Kurbelwelle 1c ist ein Zweimassenschwungrad FW montiert; dieses Zweimassenschwungrad FW bildet einen Teil einer fußbetätigten Kupplung 23.
Genauer gesagt besteht das Zweimassenschwungrad FW im Wesentlichen aus zwei sich drehenden Scheiben und einem Feder- und Dämpfersystem, mittels dem die zwei sich drehenden Scheiben miteinander verbunden sind. Die vordere Scheibe des Zweimassenschwungrads ist an ein Ende der Kurbelwelle 1c montiert und dient dazu, die Schwankungen der Kurbelwelle zu glätten. Die hintere Scheibe ist an eine Kupplungsscheibe CD einer fußbetätigten Kupplung 23 geschraubt.
Die hintere Platte des Zweimassenschwungrads FW ist über die Kupplungsscheibe CD an ein manuelles Getriebe (MT) 24 des Kraftfahrzeugs gekoppelt. Das manuelle Getriebe 24 ist an eine Abtriebswelle 25 des Kraftfahrzeugs gekoppelt, an der die Antriebsräder 27 montiert sind. Das manuelle Getriebe 24 besteht aus einem Getriebezug und ist beispielsweise an einen handbetätigten Schalthebel 22 gekoppelt. In dem manuellen Getriebe 24 werden die Gänge durch den Fahrer mittels des handbetätigten Schalthebels 22 ausgewählt, sodass einer der Getriebezüge, der einer Gangstellung zwischen der Kurbelwelle 1c und der Abtriebswelle 25 entspricht, durch Schalten ausgewählt werden kann. Genauer gesagt rückt die Kupplung 23 die Kupplungsscheibe CD von dem Zweimassenschwungrad FW aus, um dadurch die Verbindung zwischen der Kurbelwelle 1c und der Abtriebswelle 25 (dem manuelle Getriebe 24) zu trennen, wenn ein Kupplungspedal 26 der Kupplung 23 durch den Fahrer 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 Getriebezug auf einen neuen Getriebezug 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.
Das Kraftmaschinendrehmoment bewegt sich von der vorderen Platte durch die Baugruppe aus dem Dämpfer und der Feder zu der hinteren Platte des Zweimassenschwungrads FW, bevor es das manuelle Drehmoment 24 betritt. Das Zweimassenschwungrad FW hat eine Drehmomentbegrenzungsfunktion, die eine Beschädigung des manuellen Getriebes 24 während Spitzendrehmomentbelastungen verhindert.
Die zwei Schwungradplatten sind so gestaltet, dass sich ihre Drehung um 360 Grad unterscheidet. Dies ermöglicht der vorderen Platte, Drehmomentspitzen zu absorbieren und diese nicht durch das manuelle Getriebe 24 passieren zu lassen.
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 Datensätze, 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 und 20 gemessenen Daten bestimmt werden, berechnet;
das Regelventil 14 so steuert, dass der Common-Rail-Druck mit dem berechneten Solldruck übereinstimmt;
einen geeigneten Kraftstoffeinspritzsollzeitpunkt, eine geeignete Kraftstoffsollmenge und/oder einen geeigneten Wert eines weiteren Betriebsparameters für jeden der Injektoren 5 auf Grundlage der bestimmten Betriebszustände der Dieselkraftmaschine 1 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(1) 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(1) und den Drehzahlabfragewerten ωn(i+1) wieder. Jeder der Werte ωn(i+1) wird berechnet, nachdem seit der Berechnung eines der entsprechenden Werte ωn(1) 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(1) 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: $δ x = δ 1 + δ 2 + δ 3 + δ 4$
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: $T=K \cdot δ x \cdot ω 0$
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 TQl 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 TQl 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 TQl ist.
Als Nächstes korrigiert die ECU 6 den Sollwert TQl der Stromimpulsweite durch den Korrekturwert ΔTQ, um einen korrigierten Sollwert TQ2 der dem Wert (TQl ± ΔTQl) 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.
In dem Ausführungsbeispiel ist die Dieselkraftmaschine 1 an einem Ende der Kurbelwelle 1c mit dem Zweimassenschwungrad FW integriert. Wenn die Kraftstoffeinzeleinspritzung durch einen Injektor 5 ausgeführt wird, kann das Zweimassenschwungrad FW ein Verhalten der momentanen Drehzahl ω hervorrufen, das nach der Kraftstoffeinzeleinspritzung schwankt. Dies liegt daran, dass dann, wenn die Drehzahl der Dieselkraftmaschine 1 durch die Kraftstoffeinzeleinspritzung zunimmt, die Feder-, Zweimassen- und Dämpfereigenschaften des Zweimassenschwungrads FW der Kurbelwelle 1c, verglichen mit einer Kurbelwelle 1c mit einem Einzelmassenschwungrad, ein höheres Massenträgheitsmoment auferlegen (siehe 7A).
Die Schwankung der Drehzahl der Dieselkraftmaschine 1 verursacht ein Verhalten der Drehzahlvariationen Δωn derart, dass sie über eine ideale Basislinie ansteigen, die dem Verlauf der Drehzahlvariationen Δωn' entspricht, wie in 4 gezeigt ist, sodass sie schwanken (siehe Abfragepunkte C, D, E und F, die den Werten Δω1, Δω, Δω3 und Δω4 in 4 entsprechen). Der Verlauf der Drehzahlvariationen Δwn' würde auftreten, falls durch die ECU 6 keine Kraftstoffeinzeleinspritzung durchgeführt würde.
Zusätzlich kann nach dem Ende der Zunahme der Drehzahlvariationen Δω ein Verhalten der Drehzahlvariationen Δωn durch die Schwankung der Drehzahl der Dieselkraftmaschine 1 beeinträchtigt werden.
Genauer gesagt werden in dem Ausführungsbeispiel die Drehzahlvariationen Δωn auf Grundlage der Differenzen zwischen den Drehzahlabfragewerten ωn(i) und den Drehzahlabfragewerten ωn(i+1) berechnet. Jeder der Werte ωn(i+1) wird berechnet, nachdem ein einem Kurbelwinkel von 720 Grad entsprechendes Zeitintervall seit der Berechnung eines entsprechenden der Werte ωn(i) verstrichen ist.
Der Grund dafür liegt darin, dass dann, wenn eine vorherige momentane Drehzahl ω(i), die erfasst wurde, bevor ein einem Kurbelwinkel von 720 Grad entsprechendes Zeitintervall seit der Abfrage einer entsprechenden, tatsächlichen, konkreten Drehzahl ω(i+1) verstrichen ist, durch die Schwankung der Drehzahl der Dieselkraftmaschine 1 beeinträchtigt wird, die Drehzahlvariation Δω, die auf Grundlage der Differenz zwischen dem Drehzahlabfragewert ω(i) und dem Drehzahlabfragewert ω(i+1) berechnet wird, als eine zu ermittelnde Basislinie von der idealen Basislinie abweichen kann (siehe Abfragepunkte G, I, J und K in 7B).
Man beachte, dass 7A auf einfache Weise ein Verhalten der momentanen Drehzahl ω zeigt, die über die Zeit schwankt, dass jedoch ein tatsächliches Verhalten der momentanen Drehzahl ω in Abhängigkeit der Feder-, Zweimassen- und Dämpfereigenschaften des Zweimassenschwungrads FW auf komplexe Weise variiert. Außerdem variiert eine Zeitspanne, während der die momentane Drehzahl schwankt, in Abhängigkeit von einem Wert der momentanen Drehzahl, wenn die Kraftstoffeinzeleinspritzung ausgeführt wird, und in Abhängigkeit von den Feder-, Zweimassen- und Dämpfereigenschaften des Zweimassenschwungrads FW. Dies führt dazu, dass ein Zeitbereich, in dem die Drehzahlvariationen Δωn seit dem Ende der Erhöhung der Drehzahlvariationen Δωn beeinträchtigt wurden, variiert.
Wie in 7B dargestellt ist, verursacht die Änderung der Drehzahlvariationen Δωn, verglichen mit deren Verlauf in dem Kraftstoffeinspritzsystem mit einem Einzelmassenschwungrad (siehe gestrichelte Linie in 7B), die folgenden Probleme:

(1) Die Genauigkeit der Drehzahlzunahme δn kann sich wegen der Schwankung der Drehzahlvariationen Δωn mit dem Anstieg über die ideale Basislinie verschlechtern.
(2) Die auf Grundlage der Drehzahlvariation Δω zu ermittelnde Basislinie weicht von der idealen Basislinie ab, da die Drehzahlvariationen Δωn durch die Schwankung der momentanen Drehzahl ω seit dem Ende der Zunahme der Drehzahlvariationen beeinträchtigt wurden.

In dem Ausführungsbeispiel berechnet die ECU 6, wie dies vorstehend in Schritt S32 von 3 beschrieben und veranschaulicht wurde, 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). Dann berechnet die ECU 6 in Schritt S32 den Durchschnittswert δx der Drehzahlzunahmen δ1, δ2, δ3 und δ4 unter Verwendung der folgenden Gleichung: $δ x = δ 1 + δ 2 + δ 3 + δ 4$
Aus diesem Grund ist es selbst dann, wenn die Drehzahlvariationen Δωn während des Anstiegs über die ideale Basislinie schwanken, möglich, die Schwankungen der Drehzahlvariationen Δωn zu beseitigen, wodurch nachteilige Auswirkungen infolge der Schwankungen der Drehzahlvariationen Δωn während des Anstiegs über die ideale Basislinie verhindert werden. Mit anderen Worten ist die ECU 6 gemäß dem Ausführungsbeispiel so konfiguriert, dass sie das erste Problem (1) löst.
Außerdem ist das Kraftstoffeinspritzsystem gemäß dem Ausführungsbeispiel, um das zweite Problem (2) zu lösen, so gestaltet, dass es die Art und Weise ändert, wie die einer Basislinie entsprechenden Drehzahlvariationen ωn' abgeschätzt werden, wenn ein Verhalten der Drehzahl der Kraftmaschine 1 infolge der Kraftstoffeinzeleinspritzung schwankt.
Genauer gesagt führt die ECU 6 in Schritt S20 aus 2 einen Lernvorgang aus, der eine Kraftstoffeinzeleinspritzung für einen vorgegebenen Injektor 5 beinhaltet, und in Schritt S30 berechnet die ECU 6 einen drehmomentproportionalen Wert, der auf Grundlage der Kraftstoffeinzeleinspritzung erzeugt wird; diese Subroutinenschritte S20 und S30 sind in 8 anstelle von 3 dargestellt.
Unter Bezugnahme auf 8 startet die ECU 6 nach der positiven Bestimmung in Schritt S10 den Lernvorgang in Schritt S20, um auf Grundlage der gemessenen Daten des Kraftmaschinendrehzahlsensors 18 die Drehzahl (ω) der Dieselkraftmaschine 1 (der Kurbelwelle 1c) vor der Kraftstoffeinzeleinspritzung in Schritt T10 jedes Mal dann zu messen, wenn der Kolben 1b die Nähe des oberen Todpunkts in einem jeden Zylinder 1a erreicht.
Wie in 7A im Vergleich zu 4 dargestellt ist, werden die Drehzahlabfragewerte ωy, ωz, ωa und ωb bei jeweiligen entsprechenden Abfragezeitpunkten Y, Z, A und B in dieser Reihenfolge berechnet, 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). Diese Drehzahlabfragewerte ωy, ωz, ωa und ωb entsprechen jeweils den Werten ω1(i), ω2(i), ω3(i) und ω4(i).
Während des Vorgangs in Schritt T10, also unmittelbar nachdem die Lernvorgangautorisierungsbedingungen erfüllt sind, wenn der Drehzahlabfragewert ωb beispielweise als die Bezugsdrehzahl (ω0) berechnet wurde, führt die ECU 6 eine Kraftstoffeinzeleinspritzung durch den Injektor 5 für einen entsprechenden Zylinder 1a in Schritt T20 durch. 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 T20 legt die ECU 6 an dem Sollinjektor 5 einen Impulsstrom mit einem Sollwert TQ1 der Stromimpulsweite an, um dadurch den Zielinjektor 5 dazu anzuweisen, eine Solleinspritzmenge Qtrg an der Bezugs-TQ-Q-Kennlinie einzusprühen.
Nach der Kraftstoffeinzeleinspritzung berechnet die ECU 6 auf Grundlage der gemessenen Daten des Kraftmaschinendrehzahlsensors 18 die Drehzahlabfragewerte ωc, ωd, ωe und ωf an jeweiligen entsprechenden Abfragezeitpunkten C, D, E und F, während der (i+1)-te Durchlauf (zwei Drehungen) der Kurbelwelle 1c um einen Kurbelwinkel von 720 Grad ausgeführt wird. Die Drehzahlabfragewerte ωc, ωd, ωe und ωf entsprechen jeweils den Werten ω1(i+1), ω2(i+1), ω3(i+1) und ω4(i+1).
Danach berechnet die ECU 6 auf Grundlage der gemessenen Daten des Kraftmaschinendrehzahlsensors 18 die Drehzahlabfragewerte ωg, ωh, ωi und ωj an den jeweiligen entsprechenden Abfragezeitpunkten G, H, I und J, während der (i+2)-te Durchlauf (zwei Drehungen) der Kurbelwelle 1c um einen Kurbelwinkel von 720 Grad ausgeführt wird. Die Drehzahlabfragewerte ωg, ωh, ωi und ωj entsprechen jeweils den Werten ω1(1+2), ω2(i+2), ω3(i+2) und ω4(i+2).
Danach berechnet die ECU 6 auf Grundlage der gemessenen Daten des Kraftmaschinendrehzahlsensors 18 die Drehzahlabfragewerte ωk, ω1, ωm und ωn an jeweiligen entsprechenden Abfragezeitpunkten K, L, M und N während der (i+3)-te Durchlauf (zwei Drehungen) der Kurbelwelle 1c um einen Kurbelwinkel von 720 Grad ausgeführt wird. Die Drehzahlabfragewerte ωk, ω1, ωm und ωn entsprechen jeweils den Werten ω1(i+3), ω2(i+3), ω3(i+3) und ω4(i+3). Die Drehzahlabfragewerte ω1, ωm und ωn sind in 7A nicht gezeigt.
Nach dem Ablauf in Schritt S30 bestimmt die ECU 6 auf Grundlage zumindest einiger der berechneten Drehzahlabfragewerte ωy, ωz, ..., ωn in Schritt T40, ob ein Verhalten der Variationen der Drehzahl ω über die Zeit schwankt.
Nachdem bestimmt wurde, dass das Verhalten der Variationen der Drehzahl ω nicht über die Zeit schwankt (NEIN in Schritt T40), schreitet die ECU 6 zu Schritt S31 aus 3 vor und führt die Vorgänge in den in 3 dargestellten Schritten S31 bis S33 aus.
Andernfalls, nachdem bestimmt wurde, dass das Verhalten der Variationen der Drehzahl ω über die Zeit schwankt (JA in Schritt T40), schreitet die ECU 6 zu Schritt T50 vor, um eine in 9 dargestellte Subroutine auszuführen.
Wenn die in Schritt T50 aufgerufene Subroutine gestartet wird, bestimmt die ECU 6 selektiv einige der berechneten Drehzahlabfragewerte ωy, ωz, ..., ωn, die zum Berechnen der Drehzahlzunahme δ in Schritt U10 aus 9 erforderlich sind.
Genauer gesagt wählt die ECU 6 deshalb, weil der Drehzahlabfragewert ωc zum Abfragezeitpunkt C zunimmt, die berechneten Drehzahlabfragewerte ωc, ωd, ωe und ωf an den jeweiligen Abfragezeitpunkten C, D, E und F als Ermittlungsdaten, die zum Bestimmen der in Schritt U10 erhöhten Drehzahl erforderlich sind.
Zusätzlich wählt die ECU 6 die berechneten Drehzahlabfragewerte ωb und ωk an den jeweiligen Abfragezeitpunkten B und K in Schritt U10 aus, die erforderlich sind, um eine Basislinie zu bestimmen.
Als Nächstes bestimmt die ECU 6 einen Drehzahlzunahmebereich und Niveaus mit erhöhter Drehzahl innerhalb dieses Bereichs in Schritt U20.
Genauer gesagt entspricht in dem Ausführungsbeispiel der Drehzahlzunahmebereich einer temporären Zeitspanne, während der die Kurbelwelle 1c seit der Kraftstoffeinzeleinspritzung um einen Kurbelwinkel von 720 Grad gedreht wurde. Aus diesem Grund bestimmt die ECU 6, dass sich die berechneten Drehzahlabfragewerte ωc, ωd, ωe und ωf innerhalb des Drehzahlzunahmebereichs befinden. Somit berechnet die ECU 6 als die Niveaus mit erhöhter Drehzahl:

eine Differenz Δωc zwischen dem Drehzahlabfragewert ωc und dem davor liegenden Drehzahlabfragewert ωy für denselben Zylinder 1a (Zylinder #1);
eine Differenz Δωd zwischen dem Drehzahlabfragewert ωd und dem davor liegenden Drehzahlabfragewert ωz für denselben Zylinder 1a (Zylinder #2);
eine Differenz Δωe zwischen dem Drehzahlabfragewert ωe und dem Drehzahlabfragewert ωa, der für denselben Zylinder 1a (Zylinder #3); und
eine Differenz Δωf zwischen dem Drehzahlabfragewert ωf und dem davor liegenden Drehzahlabfragewert ωb für denselben Zylinder 1a (Zylinder #4).

Als Nächstes bestimmt die ECU 6 in Schritt U30 eine ideale Basislinie, die einem Verlauf der Drehzahlvariationen Δω' in dem Fall entspricht, dass durch die ECU 6 keine Kraftstoffeinzeleinspritzung durchgeführt wird.
Da in dem Ausführungsbeispiel in Schritt T40 bestimmt wird, dass das Verhalten der Variationen der Drehzahl ω über die Zeit schwankt, wählt die ECU 6 den Drehzahlabfragewert ωb zum Abfragezeitpunkt B unmittelbar vor dem Drehzahlzunahmebereich aus. Außerdem wählt die ECU 6 den Drehzahlabfragewert ωk zum ersten Abfragezeitpunkt K nach dem Drehzahlzunahmebereich der Drehzahl ω aus; dieser Drehzahlabfragewert ωk hat im Wesentlichen keinen Einfluss auf das Schwanken des Verhaltens der Variationen der Drehzahl ω.
Dann bestimmt die ECU 6 in Schritt U30auf Grundlage der ausgewählten Drehzahlabfragewerte ωb und ωk die ideale Basislinie, die dem Verlauf der Drehzahlvariationen Δω' in dem Fall entspricht, in dem durch die ECU 6 keine Kraftstoffeinzeleinspritzung durchgeführt wird.
Genauer gesagt berechnet die ECU 6 in Schritt U30 eine zeitliche Variationsbreite VW der idealen Basislinie zwischen dem Drehzahlabfragewert ωb und dem Drehzahlabfragewert ωk. Somit bestimmt die ECU 6 in Schritt U30 deshalb, weil die zeitliche Variationsbreite VW der idealen Basislinie viereinhalb Umdrehungen der Kurbelwelle 1c (einem Kurbelwinkel von 1620 Grad) entspricht, die ideale Basislinie auf Grundlage einer Beziehung zwischen der zeitlichen Variationsbreite VW und den viereinhalb Drehungen der Kurbelwelle 1c.
Es wird nun eine Zeitspanne betrachtet, in der das Verhalten der Drehzahl der Dieselkraftmaschine 1 unter dem Einfluss der Feder-, Zweimassen- und Dämpfereigenschaften des Zweimassenschwungrads FW schwankt.
In dieser Zeitspanne ist eine Amplitude der Drehzahl der Dieselkraftmaschine 1 zum Start der Schwankung um so größer, je größer eine Menge des von dem Injektor 5 durch die Kraftstoffeinzeleinspritzung eingesprühten Kraftstoffs ist. In der Zeitspanne ist eine Amplitude der Drehzahl der Dieselkraftmaschine 1 zum Start der Schwankung um so größer, je niedriger die Kraftmaschinendrehzahl der Dieselkraftmaschine 1 bei der Kraftstoffeinzeleinspritzung ist.
Aus diesem Grund ist es um so wahrscheinlicher, dass die Kraftmaschinendrehzahl durch das Zweimassenschwungrad FW beeinträchtigt wird, je größer die Menge des durch die Kraftstoffeinzeleinspritzung von dem Zielinjektor 5 eingesprühten Kraftstoffs ist. Dies liegt daran, dass die Amplitude der Drehzahl der Dieselkraftmaschine 1 zu Beginn der Schwankung um so größer ist, je länger die Schwankung benötigt, bevor sie konvergiert.
Wenn die Kraftmaschinendrehzahl zu jedem Kurbelwinkel von beispielsweise 180 Grad gemessen wird, dann ist die Anzahl der durch die Feder-, Zweimassen- und Dämpfereigenschaften des Zweimassenschwungrads FW beeinträchtigen Drehzahlabfragewerte um so größer, je höher die Drehzahl der Dieselkraftmaschine l ist.
Somit ist die ECU 6 dazu programmiert, in Schritt U30 auf Grundlage der Betriebszustände der Dieselkraftmaschine 1 einen Drehzahlabfragewert auszuwählen, der durch die Schwankung des Verhaltens der Variationen der Drehzahl ω nicht oder lediglich geringfügig beeinträchtigt ist. Beispielsweise wenn eine Menge des von dem Zielinjektor 5 durch die Kraftstoffeinzeleinspritzung einzusprühenden Kraftstoffs größer als eine Menge des von dem Zielinjektor 5 durch die in 7A und 7B dargestellte Kraftstoffeinzeleinspritzung eingesprühten Kraftstoffs ist, kann die ECU 6 einen Drehzahlabfragewert bestimmen, auf den die Schwankung des Verhaltens der Variationen der Drehzahl ω keinen oder einen geringen Einfluss hat. Der Abfragezeitpunkt, der dem ausgewählten Drehzahlabfragewert entspricht, benötigt eine längere Zeitspanne als der Abfragezeitpunkt K.
Als Nächstes berechnet die ECU 6 in Schritt U40 die Drehzahlzunahmen δ. Genauer gesagt berechnet die ECU 6:

die Differenz zwischen der Drehzahlvariation Δωc zum Abfragezeitpunkt C und der dem Abfragezeitpunkt C entsprechenden idealen Basislinie als Drehzahlzunahme δc;
die Differenz zwischen der Drehzahlvariation Δωd zum Abfragezeitpunkt D und der dem Abfragezeitpunkt D entsprechenden idealen Basislinie als Drehzahlzunahme δd;
die Differenz zwischen der Drehzahlvariation Δωe zum Abfragezeitpunkt E und der dem Abfragezeitpunkt E entsprechenden idealen Basislinie als Drehzahlzunahme δe; und
die Differenz zwischen der Drehzahlvariation Δωf zum Abfragezeitpunkt F und der dem Abfragezeitpunkt F entsprechenden idealen Basislinie als Drehzahlzunahme δf.

Danach berechnet die ECU 6 in Schritt U50 den Durchschnitt δx der Drehzahlzunahmen δc, δd, δe und δf unter Verwendung der folgenden Gleichung: $δ x = δ c + δ d + δ e + δ f$
Nach Vollendung des Vorgangs in Schritt U50 beendet die ECU 6 die Subroutine und kehrt zu Schritt S33 zurück.
In Schritt S33 berechnet die ECU 6, wie dies vorstehend beschrieben ist, als einen drehmomentproportionalen Wert Tp das Produkt aus dem Durchschnittswert δx und der Bezugsdrehzahl ω0 der Dieselkraftmaschine 1, die dann berechnet wird, wenn die Kraftstoffeinzeleinspritzung in Schritt T20 durchgeführt wird.
Als Nächstes führt die ECU 6 die Vorgänge in Schritten S40, S50, S70 und S80 aus, solange die Lernvorgangautorisierungsbedingungen erfüllt sind, um dadurch:

eine durch die Kraftstoffeinzeleinspritzung in T20 hervorgerufene tatsächliche Einspritzmenge Qreal auf Grundlage des Drehmomentproportionalwerts Tp und der in dem wiederbeschreibbaren ROM gespeicherten Daten der auf das Drehmoment bezogenen Kraftstoffmenge abzuschätzen (siehe Schritt S70);
eine Differenz zwischen der für die Kraftstoffeinzeleinspritzung in Schritt T20 verwendeten Solleinspritzmenge Qtrg und der tatsächlichen Einspritzmenge Qreal zu berechnen (siehe Schritt S80); und
als einen Korrekturwert eine Differenz ΔTQ zwischen dem Sollwert TQ1 der Stromimpulsweite und einer der abgeschätzten, tatsächlichen Einspritzmenge Qreal entsprechenden Stromimpulsweite zu berechnen (siehe Schritt S80).

Daher korrigiert die ECU 6 den Sollwert TQ1 der Stromimpulsweite mittels des Korrekturwerts ΔTQ, um einen korrigierten Sollwert TQ2 der dem Wert (TQ1 ± ΔTQ1) entsprechenden Stromimpulsweite zu bestimmen (siehe Schritt S80).
Wie dies vorstehend beschrieben ist, ist das Kraftstoffeinspritzsystem gemäß dem Ausführungsbeispiel so gestaltet, dass es selbst dann, wenn ein Verhalten der Drehzahl der Dieselkraftmaschine 1 infolge der Feder-, Zweimassen- und Dämpfereigenschaften des Zweimassenschwungrads FW schwankt, auf Grundlage der Drehzahlvariationen einiger der Abfragepunkte, beispielsweise der Punkte B und K, die durch die Schwankung der Drehzahl geringfügig oder nicht beeinträchtigt werden, eine ideale Basislinie zu bestimmen.
Somit ist es möglich, die Drehzahlzunahmen δc, δd, δe und δf innerhalb des Drehzahlzunahmebereichs zwischen den entsprechenden Drehzahlermittlungswerten wc, wd, ωe und ωf und der idealen Basislinie zu berechnen.
Außerdem ist das Kraftstoffeinspritzsystem gemäß dem Ausführungsbeispiel dazu ausgelegt, als eine endgültige Drehzahlzunahme den Durchschnittswert δx der Drehzahlzunahmen δc, δd, δe und δf zu berechnen. Aus diesem Grund ist es selbst dann möglich, die Schwankungen der Drehzahlvariationen Δω zu beseitigen, wenn die Drehzahlvariationen Δω schwanken, während sie über die ideale Basislinie ansteigen, um dadurch die nachteiligen Auswirkungen infolge der Schwankung der Drehzahlvariationen Δω zu vermeiden, was zu einer Erhöhung der Berechnungsgenauigkeit der endgültigen Drehzahlzunahme führt.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt und kann, wie später beschrieben, modifiziert werden.
In dem Ausführungsbeispiel ist die ECU 6 dazu ausgelegt, die Abfragezeitpunkte B und K auszuwählen, die vor und nach dem Drehzahlzunahmebereich liegen und die durch die Schwankung der Drehzahl der Dieselkraftmaschine 1 zumindest geringfügig beeinträchtigt sind, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Konfiguration beschränkt.
Genauer gesagt kann die ECU 6 in Schritt U10 oder U30 drei oder mehrere Abfragezeitpunkte auswählen, von denen zumindest einer vor oder nach dem Drehzahlzunahmebereich liegt und durch die Schwankung der Drehzahl der Dieselkraftmaschine 1 nicht oder lediglich geringfügig beeinträchtigt ist. Beispielsweise kann die ECU 6 den Abfragezeitpunkt B, den Abfragezeitpunkt G und den Abfragezeitpunkt H auswählen. In diesem Fall berechnet die ECU 6 einen Durchschnittswert der entsprechenden Drehzahlen ωg und ωh, bestimmt dann die ideale Basislinie auf Grundlage der Drehzahl ωb und des Durchschnitts der entsprechenden Drehzahlen ωg und ωh. Dadurch kann die ideale Basislinie auf geeignete Weise bestimmt werden, die durch die Schwankung des Verhaltens der Drehzahl geringfügig beeinträchtig ist.
Beispielsweise kann die ECU 6 zumindest zwei Abfragezeitpunkte auswählen, die vor dem Drehzahlzunahmebereich liegen und die durch die Drehzahlschwankung der Dieselkraftmaschine 1 nicht oder geringfügig beeinträchtigt sind. Dadurch kann die ideale Basislinie auf geeignete Weise bestimmt werden, die durch die Drehzahlverhaltensschwankung geringfügig beeinträchtigt ist.
In dem Ausführungsbeispiel berechnet die ECU 6 die Variationen Δω der Drehzahl ω unter Verwendung jeder zweiten Drehung der Kurbelwelle 1c um einen Kurbelwinkel von 720 Grad, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf diesen Aufbau beschränkt. Genauer gesagt kann die ECU 6 die Variationen Δω in der Drehzahl ω während einer Drehung der Kurbelwelle 1c um einen Kurbelwinkel von 360 Grad, während einer halben Drehung der Kurbelwelle 1c oder während drei oder mehr Drehungen der Kurbelwelle 1c berechnen.
Wenn die Drehzahlschwankung der Dieselkraftmaschine 1 die Abfragezeitpunkte E und F annähert, kann die ECU 6 die Drehzahlzunahme δe und δf zwischen den entsprechenden Drehzahlabfragewerten ωe und ωf und der idealen Basislinie berechnen.
Die Lernroutine kann bei jedem Common-Rail-Druck 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 Funkenzündungsottomotor, etwa ein direkt einspritzender Ottomotor, verwendet werden.
In dem Ausführungsbeispiel wird als ein Mehrmassenschwungrad das Zweimassenschwungrad verwendet, aber es kann auch ein Mehrmassenschwungrad verwendet werden, das eine Vielzahl von Massen aufweist.
In einem Kraftstoffeinspritzsystem wählt eine Drehzahlzunahmeberechnungseinheit zumindest zwei Abfragezeitpunkte unter Abfragezeitpunkten aus. Die zumindest zwei ausgewählten Abfragezeitpunkte befinden sich vor und nach einem Drehzahlzunahmebereich. Die Einheit berechnet eine erste Variation der gemessenen Werte der Drehzahl an den zumindest zwei ausgewählten Abfragezeitpunkten als eine Basislinie, wenn keine Lernvorgangkraftstoffeinspritzung durchgeführt wird. Die Einheit berechnet eine zweite Variation der gemessenen Werte der Drehzahl an einigen der Vielzahl von Abfragezeitpunkten, wobei einige der Vielzahl von Abfragezeitpunkten innerhalb des Drehzahlzunahmebereichs liegen. Die Einheit berechnet eine Differenz zwischen der zweiten Variation und der Basislinie als die Drehzahlzunahme.

Claims

Kraftstoffeinspritzungssystem für eine Brennkraftmaschine, die mit einem Mehrmassenschwungrad und einem Injektor versehen ist, wobei der Injektor so arbeitet, dass er eine Menge von Kraftstoff in eine Brennkraftmaschine einsprüht, wobei das Kraftstoffeinspritzungssystem Folgendes aufweist: eine Lernkraftstoffeinspritzungsanweisungseinheit, die so arbeitet, dass sie zu dem Injektor einen Anweisungswert ausgibt, wobei der Anweisungswert den Injektor dazu anweist, eine Kraftstoffsollmenge als eine Lernvorgangkraftstoffeinspritzung einzusprühen; eine Drehzahlmesseinheit, die so arbeitet, dass sie einen Brennkraftmaschinendrehzahlabfragewert zu einer Vielzahl von Abfragezeitpunkten misst; eine Drehzahlzunahmeberechnungseinheit zum Berechnen einer Drehzahlzunahme infolge der Lernvorgangkraftstoffeinspritzung; eine Kraftstoffmengenschätzeinheit, die so arbeitet, dass sie eine Menge des von dem Injektor durch die Lernvorgangkraftstoffeinspritzung tatsächlich eingesprühten Kraftstoffs auf Grundlage der gemessenen Drehzahlzunahme abschätzt; und eine Berechnungseinheit, die so arbeitet, dass sie eine Abweichung der Menge des von dem Injektor tatsächlich eingesprühten Kraftstoffs von der Sollmenge des von dem Injektor einzusprühenden Kraftstoffs berechnet, um dadurch einen Korrekturwert des Anweisungswerts zum Kompensieren der berechneten Abweichung zu berechnen, wobei die Drehzahlzunahmeberechnungseinheit so arbeitet, dass sie: einen Drehzahlzunahmebereich der Drehzahl infolge der Lernvorgangkraftstoffeinspritzung auf Grundlage der an der Vielzahl von Abfragezeitpunkten gemessenen Drehzahlabfragewerte bestimmt; zumindest zwei Abfragezeitpunkte unter der Vielzahl von Abfragezeitpunkten auswählt, wobei die zumindest zwei ausgewählten Abfragezeitpunkte sich vor und nach dem Drehzahlzunahmebereich befinden; eine erste Variation der Drehzahlabfragewerte, die an den zumindest zwei Abfragezeitpunkten gemessen werden, die dann ausgewählt werden, wenn keine Lernvorgangkraftstoffeinspritzung durchgeführt wird, als eine Basislinie berechnet; und eine zweite Variation der zu einigen der Vielzahl von Abfragezeitpunkten gemessenen Drehzahlabfragewerte berechnet, wobei einige der Vielzahl von Abfragezeitpunkten innerhalb des Drehzahlzunahmebereichs liegen, und eine Differenz zwischen der zweiten Variation und der Basislinie als die Drehzahlzunahme berechnet.
Kraftstoffeinspritzungssystem gemäß Anspruch 1, wobei die Drehzahlzunahmeberechnungseinheit so arbeitet, dass sie einen von zumindest zwei Abfragezeitpunkten unter der Vielzahl von Abfragezeitpunkten, die sich nach dem Drehzahlzunahmebereich befinden, auswählt, wobei der ausgewählte Abfragzeitpunkt der zumindest zwei Abfragezeitpunkte einem Zeitpunkt entspricht, zu dem oder nach dem eine Schwankung der durch eine Schwankung des Mehrmassenschwungrads beeinträchtigen Drehzahl konvergiert.
Kraftstoffeinspritzungssystem gemäß Anspruch 1, wobei die Drehzahlzunahmeberechnungseinheit so arbeitet, dass sie: als die zumindest zwei Abfragepunkte einen ersten Abfragezeitpunkt unter der Vielzahl von Abfragezeitpunkten auswählt, der sich vor dem Drehzahlzunahmebereich befindet; als die zumindest zwei Abfragepunkte zumindest ein Paar von zweiten Abfragezeitpunkten unter der Vielzahl von Abfragezeitpunkten auswählt, die sich nach dem Drehzahlzunahmebereich befinden; und einen Durchschnittswert der an dem zumindest einem Paar der zweiten Erfassungspunkte gemessenen Drehzahlabfragewerte berechnet, um dadurch als die Basislinie die erste Variation der an dem ersten Abfragezeitpunkt und an dem zumindest einen Paar von zweiten Abfragezeitpunkten gemessenen Drehzahlabfragewerte zu berechnen.
Kraftstoffeinspritzungssystem für eine Brennkraftmaschine, die mit einem Mehrmassenschwungrad und einem Injektor versehen ist, wobei der Injektor so arbeitet, dass er eine Kraftstoffmenge in die Brennkraftmaschine einsprüht, wobei das Kraftstoffeinspritzungssystem Folgendes aufweist: eine Lernkraftstoffeinspritzungsanweisungseinheit, die dazu dient, einen Anweisungswert zu dem Injektor auszugeben, wobei der Anweisungswert den Injektor dazu anweist, als Lernvorgangkraftstoffeinspritzung eine Kraftstoffsollmenge einzusprühen; eine Drehzahlmesseinheit, die so arbeitet, dass sie einen Drehzahlabfragewert der Brennkraftmaschine zu einer Vielzahl von Abfragezeitpunkten misst; eine Drehzahlzunahmeberechnungseinheit zum Berechnen einer Drehzahlzunahme infolge der Lernvorgangkraftstoffeinspritzung; eine Kraftstoffmengenschätzeinheit, die so arbeitet, dass sie eine Menge des von dem Injektor durch die Lernvorgangkraftstoffeinspritzung tatsächlich eingesprühten Kraftstoffs auf Grundlage der gemessenen Drehzahlzunahme abschätzt; und eine Berechnungseinheit, die so arbeitet, dass sie eine Abweichung der Menge des von dem Injektor tatsächlich eingesprühten Kraftstoffs von der Sollmenge des von dem Injektor einzusprühenden Kraftstoffs berechnet, um dadurch einen Korrekturwert des Anweisungswerts zum Kompensieren der berechneten Abweichung zu berechnen, wobei die Drehzahlzunahmeberechnungseinheit so arbeitet, dass sie: einen Drehzahlzunahmebereich der Drehzahl infolge der Lernvorgangkraftstoffeinspritzung auf Grundlage der zu der Vielzahl von Abfragezeitpunkten gemessenen Drehzahlabfragewerte bestimmt; zumindest zwei Abfragezeitpunkte unter der Vielzahl von Abfragezeitpunkten auswählt, wobei sich die zumindest zwei ausgewählten Abfragezeitpunkte vordem Drehzahlzunahmebereich befinden; eine erste Variation der an den zumindest zwei ausgewählten Abfragezeitpunkten gemessenen Drehzahlabfragewerte als eine Basislinie berechnet, wenn keine Lernvorgangkraftstoffeinspritzung durchgeführt wird; und eine zweite Variation der an einigen der Vielzahl von Abfragezeitpunkten gemessenen Drehzahlabfragewerte berechnet, wobei einige der Vielzahl von Abfragezeitpunkten innerhalb des Drehzahlzunahmebereichs liegen, und eine Differenz zwischen der zweiten Variation und der Basislinie als die Drehzahlzunahme berechnet.
Kraftstoffeinspritzungssystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Drehzahlzunahmeberechnungseinheit dazu konfiguriert ist: einen Differenzwert zwischen einem Wert der zweiten Variation zu jedem von einigen der Vielzahl von Abfragezeitpunkten innerhalb des Drehzahlzunahmebereichs und einem Wert der Basislinie an einem entsprechenden der Abfragezeitpunkte zu berechnen; und die Drehzahlzunahme auf Grundlage der jeweils an einigen der Vielzahl von Abfragezeitpunkten innerhalb des Drehzahlzunahmebereichs berechneten Differenzwerte zu berechnen.
Kraftstoffeinspritzungssystem gemäß Anspruch 5, wobei die Drehzahlzunahmeberechnungseinheit dazu konfiguriert ist, einen Durchschnittswert der jeweils an einigen der Vielzahl von Abfragezeitpunkten innerhalb des Drehzahlzunahmebereichs berechneten Differenzwerte zu berechnen und den berechneten Durchschnittswert als die Drehzahlzunahme zu bestimmen.
Kraftstoffeinspritzungssystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Brennkraftmaschine eine direkt einspritzende Brennkraftmaschine ist.