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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffeinspritzungs-Steuerungsvorrichtung für
eine Verbrennungsmaschine, wobei die Vorrichtung eine Einspritzungsmenge
eines Kraftstoffeinspritzungsschusses für jede Einspritzungsphase durch
Durchführen einer Mehrschusseinspritzung lernt. Die Mehrschusseinspritzung
weist beispielsweise mehrere separate Einspritzungsschüsse
auf, die durch gleiches Aufteilen einer Gesamtkraftstoff-Einspritzungsmenge,
die zu jedem Zylinder der Maschine befördert wird, vorgenommen
werden.
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In
jüngster Zeit ist es, um weiter die Emissionskontrolle
zu verbessern, erforderlich, Einspritzungsmengen, die durch ein
Kraftstoffeinspritzungsventil eingespritzt werden, genau zu steuern.
Eine Dieselmaschine mit einer gemeinsamen Druckleitung führt
beispielsweise während eines Verbrennungszyklus einen Piloteinspritzungsschuss,
der eine kleine Einspritzungsmenge hat, vor einem Haupteinspritzungsschuss,
der ein Hauptdrehmoment für die Maschine verursacht, durch.
Bei dem Betrieb der vorhergehenden Dieselmaschine mit einer gemeinsamen
Druckleitung ist es erforderlich, dass die Einspritzungsmenge jedes
Einspritzungsschusses hochgenau gesteuert wird. Eine mechanische
Verbesserung wurde somit vorgenommen, um Herstellungsfehler und
eine Altersverschlechterung des Kraftstoffeinspritzungsventils zu
lindern.
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Da
es eine Begrenzung der mechanischen Verbesserung gibt, beschreibt
jedoch die
JP-A-2003-254139 ein
Verfahren, bei dem eine kleine Einspritzungsmenge gelernt wird und
derart korrigiert wird, dass die Einspritzungsmenge des Kraftstoffeinspritzungsventils
hochgenau gesteuert wird.
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Bei
dem Einspritzungsmengen-Lernbetrieb der
JP-A-2003-254139 wird
eine Gesamteinspritzungsmenge für eine Lernsteuerung, die
basierend auf einem Betriebszustand der Maschine berechnet wird,
allgemein in n-zahlige Einspritzungsmengen aufgeteilt, und dann
wird eine Mehrschusseinspritzung mit den n-zahligen Einspritzungs schüssen
der vorhergehenden aufgeteilten Einspritzungsmenge mit mehreren
Kraftstoffdrücken ausgeführt. Eine Einspritzungsmengenkorrektur,
die die Variation von Drehungsgeschwindigkeiten zwischen den Zylinder glättet,
wird während der Ausführung der Mehrschusseinspritzung
ausgeführt. Eine andere Einspritzungsmengekorrektur zum
Beibehalten einer Durchschnitts-Maschinendrehungsgeschwindigkeit
auf einer Zieldrehungsgeschwindigkeit wird ferner ausgeführt.
Der Korrekturwert für jede Einspritzungsphase, wobei der
Wert aus dem vorhergehenden Einspritzungsmengen-Korrekturbetrag
für jeden Zylinder erhalten wird, wird als ein Lernwert
verwendet.
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Wenn
jedoch die Mehrschusseinspritzung ausgeführt wird, erzeugt
eine Einspritzung jeder Phase eine Druckpulsation. Ein Zyklus einer
Druckpulsation ändert sich ferner mit einer Kraftstofftemperatur. Als
ein Resultat variiert bei einem Fall, bei dem die Einspritzungsmenge
in mehrere Einspritzungsschüsse gleich aufgeteilt ist,
um die Lern-Mehrschusseinspritzung für den Lernbetrieb
auszuführen, wie es in der
JP-A-2003-254139 beschrieben
ist, die Einspritzungsmenge von jedem Einspritzungsschuss voneinander,
wenn sich der Zyklus der Druckpulsation, die durch die Mehrschusseinspritzung
erzeugt wird, mit einer Kraftstofftemperatur ändert. Es
kann dementsprechend nachteilhaft unmöglich sein, die Einspritzungsmenge
hochgenau zu lernen.
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Die
JP-A-2003-314337 beschreibt
ein Verfahren, das sich von der Lern-Mehrschusseinspritzung zum
Lernen der Einspritzungsmenge unterscheidet. Das Verfahren in der
JP-A-2003-314337 zeigt,
dass bei einem Fall, bei dem die Kraftstoffeinspritzung während
eines Verbrennungszyklus zweimal durchgeführt wird, ein
erster Einspritzungsschuss oder ein anfänglicher Einspritzungsschuss eine
Druckpulsation erzeugt, und die erzeugte Druckpulsation eine Einspritzungsmenge
und einen Einspritzungszeitpunkt eines zweiten Einspritzungsschusses,
der nach dem ersten Einspritzungsschuss ausgeführt wird,
schwanken lässt. Die
JP-A-2003-314337 beschreibt ferner, dass sich
eine Ausbreitungsgeschwindigkeit einer Druckpulsation, oder mit
anderen Worten, der Zyklus der Druckpulsation, ferner gemäß einer
Länge eines Kraftstoffrohrs, eines Kraftstoffdrucks (eines
Drucks einer gemeinsamen Druckleitung) und einer Kraftstofftemperatur ändert.
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In
der
JP-A-2003-314337 wird
somit der Zyklus der Druckpulsation, die durch den ersten Einspritzungsschuss
erzeugt wird, basierend auf der Länge des Kraftstoffrohrs,
dem Kraftstoffdruck und der Kraftstofftemperatur berechnet. Die
Einspritzungsmenge und der Einspritzungszeitpunkt des zweiten Einspritzungsschusses
werden dann basierend auf einem dimensionslosen Intervall derart
korrigiert, dass der zweite Einspritzungsschuss mit einer Zieleinspritzungsmenge
und einem Zielintervall (Zieleinspritzungszeitpunkt) ausgeführt
wird. Im Vorhergehenden wird das dimensionslose Intervall durch Teilen
eines Einspritzungsintervalls zwischen dem ersten und dem zweiten
Einspritzungsschuss durch den im Vorhergehenden berechneten Zyklus
einer Druckpulsation berechnet.
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Es
kann somit vorgeschlagen werden, dass, wenn der Einspritzungsmengen-Lernbetrieb
unter Verwendung einer Mehrschusseinspritzung ausgeführt
wird, der Zyklus der Druckpulsation, der sich mit der Kraftstofftemperatur ändert,
berechnet werden kann, und die Einspritzungsmenge und der Einspritzungszeitpunkt
des Einspritzungsschusses für jede Phase nach dem ersten
Einspritzungsschuss basierend auf dem Zyklus der Druckpulsation
derart korrigiert werden können, dass die Einspritzungsmenge und
der Einspritzungszeitpunkt von jedem Einspritzungsschuss eine Zieleinspritzungsmenge
und ein Zieleinspritzungszeitpunkt werden. Als ein Resultat wird
erwartet, dass der Einfluss der Druckpulsation dementsprechend begrenzt
ist, und dadurch wird ein Einspritzungsmengen-Lernbetrieb effektiv
ausgeführt.
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Wenn
jedoch bei dem im Vorhergehenden vorgeschlagenen Fall der Einspritzungszeitpunkt
für jede Phase nach dem ersten Einspritzungsschuss ein
bestimmter Zeitpunkt ist, kann eine Krafteinspritzung zu einem Einspritzungszeitpunkt
ausgeführt werden, bei dem eine Amplitude einer Druckpulsation
variiert oder, mit anderen Worten, ein Kraftstoffdruck breit variiert.
Als ein Resultat kann sich die Einspritzungsmenge dennoch von der
Zieleinspritzungsmenge selbst dann unterscheiden, wenn die Einspritzungsmenge
korrigiert wurde.
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Wenn
ferner der Einspritzungszeitpunkt und die Einspritzungsmenge des
Einspritzungsschusses für jede Phase nach dem ersten Einspritzungsschuss (Anfangsein spritzungsschuss)
basierend auf dem Zyklus der Druckpulsation korrigiert werden, der
sich mit der Kraftstofftemperatur ändert, würde
die Einspritzungsmenge durch den Zyklus der Druckpulsation und ferner
wiederum durch den Einspritzungsmengen-Lernbetrieb unter Verwendung
der Mehrschusseinspritzung korrigiert. Als ein Resultat kann es
nachteilhaft unmöglich sein, den Einspritzungsmengen-Lernbetrieb
hochgenau auszuführen.
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Die
vorliegende Erfindung ist angesichts der vorhergehenden Nachteile
gemacht, und daher besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung
darin, eine Kraftstoffeinspritzungs-Steuerungsvorrichtung zu schaffen,
die fähig ist, eine Einspritzungsmenge während
eines Lernbetriebs der Einspritzungsmenge durch eine Mehrschusseinspritzung
ungeachtet einer Änderung eines Zyklus einer Druckpulsation
mit einer Kraftstofftemperatur hochgenau zu lernen.
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Um
die Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu lösen, ist eine
Kraftstoffeinspritzungs-Steuerungsvorrichtung für eine
Verbrennungsmaschine geschaffen, bei der die Kraftstoffeinspritzungs-Steuerungsvorrichtung
einen Einspritzungsmengen-Lernbetrieb ausführt, bei dem
eine Mehrschusseinspritzung, die eine Mehrzahl von Einspritzungsschüssen
hat, vorgenommen wird, um eine Einspritzungsmenge von jedem der
Mehrzahl von Einspritzungsschüssen zu lernen, wobei jeder
der Mehrzahl von Einspritzungsschüssen eine Einspritzungsmenge
hat, die durch gleiches Aufteilen einer Gesamteinspritzungsmenge eines
Kraftstoffes, der durch ein Kraftstoffeinspritzungsventil während
eines Verbrennungszyklusses in einen Zylinder der Maschine eingespritzt
wird, erhalten wird. Die Kraftstoffeinspritzungs-Steuerungsvorrichtung
befiehlt dem Kraftstoffeinspritzungsventil, Kraftstoff einzuspritzen.
Die Kraftstoffeinspritzungs-Steuerungsvorrichtung passt einen Einspritzungszeitpunkt,
zu dem die Einspritzungsbefehlseinrichtung dem Kraftstoffeinspritzungsventil
befiehlt, jeden der Mehrzahl von Einspritzungsschüssen,
der nach einem anfänglichen der Mehrzahl von Einspritzungsschüssen
vorgenommen wird, einzuspritzen, basierend auf einer Kraftstofftemperatur
an, wenn der Einspritzungsmengen-Lernbetrieb derart ausgeführt
wird, dass der Einspritzungszeitpunkt von jedem der Mehrzahl von
Einspritzungsschüssen einem entsprechenden Bezugspunkt
einer Druckpulsation, die durch die Mehrschusseinspritzung verursacht wird, entspricht.
Eine positive oder negative Schwankung der Druckpulsation wird bei
dem entsprechenden Bezugspunkt null.
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Die
Erfindung ist zusammen mit zusätzlichen Aufgaben, Merkmalen
und Vorteilen derselben aus der folgenden Beschreibung, den beigefügten
Ansprüchen und den beigelegten Zeichnungen am besten zu
verstehen. Es zeigen:
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1 ein
Diagramm, das ein Kraftstoffeinspritzungssystem gemäß einem
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
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2 ein
Zeitdiagramm, das Änderungen eines Zyklusses einer Druckpulsation
und einer Einspritzungsmenge aufgrund einer Änderung einer Kraftstofftemperatur
darstellt;
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3 ein
Zeitdiagramm, das die Zyklen der Druckpulsation darstellt;
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4 ein
Zeitdiagramm, das eine Verzögerung der Einspritzung des
Kraftstoffeinspritzungsventils relativ zu einem elektrischen Treibstrom
darstellt;
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5 ein
Zeitdiagramm, das ein Einspritzungsintervall für jede Phase
der Einspritzung darstellt;
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6 ein
Zeitdiagramm, das eine Zusammensetzung einer Druckpulsation darstellt
und eine Variation einer Einspritzungsverzögerung des Kraftstoffeinspritzungsventils
darstellt; und
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7 ein
Flussdiagramm, das eine Lernbetriebsroutine einer kleinen Einspritzungsmenge
darstellt.
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Ein
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist unter
Bezugnahme auf die beigelegten Zeichnungen beschrieben.
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(Kraftstoffeinspritzungssystem)
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1 stellt
ein Kraftstoffeinspritzungssystem 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels
dar. Das Kraftstoffeinspritzungssystem 10 spritzt einen Kraftstoff
in jeden Zylinder von beispielsweise einer Fahrzeug-Vierzylinder-Dieselmaschine 2 (auf
die im Folgenden als ”Maschine” Bezug genommen
ist) ein. Das Kraftstoffeinspritzungssystem 10 weist eine
gemeinsame Druckleitung 20, eine Hochdruckpumpe 14,
Kraftstoffeinspritzungsventile 30 und eine elektronische
Steuerungsvorrichtung 40 (elektronische Steuerungseinheit
= Electronic Control Unit: ECU) auf. Die gemeinsame Druckleitung 20 sammelt
einen Hochdruckkraftstoff darin an, und die Hochdruckpumpe 14 führt
der gemeinsamen Druckleitung 20 Kraftstoff zu. Jedes der
Kraftstoffeinspritzungsventile 30 spritzt einen Hochdruckkraftstoff,
der von der gemeinsamen Druckleitung 20 zugeführt
wird, in eine Verbrennungskammer jedes Zylinders der Maschine 2 ein.
Die ECU 40 steuert das vorhergehende System 10.
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Die
Hochdruckpumpe 14 dient als eine Kraftstoffzufuhrpumpe
und hat eine Speisepumpeneinheit, die den Kraftstoff von einem Kraftstofftank 12 pumpt.
Die Hochdruckpumpe 14 ist eine bekannte Pumpe, die einen
Kolben und eine Druckbeaufschlagerkammer aufweist. Der Kolben bewegt
sich entsprechend einer Drehung einer Nocke einer Nockenwelle hin
und her und verdichtet einen Kraftstoff, der durch die Speisepumpeneinheit
in die Druckbeaufschlagerkammer gesaugt wird. Die Hochdruckpumpe 14 hat
die mehreren Kolben, die bei einer Position um den Nocken vorgesehen
sind.
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Ein
Bemessungsventil 16 dient als eine Bemessungsbetätigungsvorrichtung
und ist auf einer Ansaugseite der Hochdruckpumpe 14 vorgesehen. Das
Bemessungsventil 16 wird basierend auf einem elektrischen
Strom derart gesteuert, dass das Bemessungsventil 16 einen
Ansaugbetrag von Kraftstoff, der durch die Hochdruckpumpe 14 bei
einem Ansaugtakt gesaugt wird, steuert. Durch Bemessen des Kraftstoffansaugbetrags wird
ein Entladungsbetrag eines Kraftstoffes, der durch die Hochdruckpumpe 14 entladen
wird, entsprechend bemessen.
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Die
gemeinsame Druckleitung 20 ist mit einem Drucksensor 22 versehen,
der angepasst ist, um einen internen Kraftstoffdruck (Druck einer
gemeinsamen Druckleitung) innerhalb der gemeinsamen Druckleitung 20 zu
erfassen. Ein Druckbegrenzer 24 entlädt einen
Kraftstoff in der gemeinsamen Druckleitung 20, wenn der
Druck der gemeinsamen Druckleitung einen vorbestimmten oberen Grenzwert überschreitet,
derart, dass verhindert wird, dass der Druck der gemeinsamen Druckleitung
weiter den oberen Grenzwert überschreitet.
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Das
Kraftstoffeinspritzungsventil 30 ist ein bekanntes Einspritzungsventil,
das ein Heben einer Düsennadel steuert, die basierend auf
einem Druck einer Steuerungskammer beispielsweise die Einspritzungsöffnung öffnet
und schließt. Wenn Kraftstoff durch das Kraftstoffeinspritzungsventil 30 eingespritzt
wird, wird die Steuerungskammer in eine Kommunikation mit einer
Niederdruckquelle derart gebracht, dass ein Hochdruckkraftstoff,
der der Steuerungskammer von der gemeinsamen Druckleitung 20 zugeführt
wurde, aus der Steuerungskammer hin zu der Niederdruckquelle fließt.
Ein Kraftstoffdruck in der Steuerungskammer verringert sich somit,
und dadurch wird die Düsennadel gehoben. Es wird verursacht,
dass ein Kraftstoff, der aus der Steuerungskammer des Kraftstoffeinspritzungsventils 30 zu
der Niederdruckquelle fließt, zu dem Kraftstofftank 12 zurückkehrt.
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Die
Maschine 2 weist einen Drehungsgeschwindigkeitssensor 32 auf,
der eine Drehungsgeschwindigkeit der Maschine als einen Betriebszustand
der Maschine 2 erfasst. Das Kraftstoffeinspritzungssystem 10 ist
ferner mit einem Beschleunigersensor und einem Temperatursensor
versehen, um beispielsweise andere Betriebszustände der
Maschine 2 zu erfassen. Der Beschleunigersensor erfasst eine
Beschleunigerpedalposition bzw. Gaspedalposition, die einen Betriebsbetrag
eines Beschleunigerpedals angibt, und die Temperatursensoren erfassen eine
Temperatur einer Ansaugluft und eine Kraftstofftemperatur.
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Die
ECU 40 funktioniert als eine Kraftstoffeinspritzungs-Steuerungsvorrichtung
und weist einen Mikrocomputer, der eine CPU, einen ROM, einen RAM,
einen Flash-Speicher und eine I/O-Schnittstelle hat, auf. Die ECU 40 empfängt
von verschiedenen Sensoren, wie zum Beispiel dem Drucksensor 22, dem
Drehungsgeschwindigkeitssensor 32, dem Beschleunigersensor,
dem Ansaugluftsensor, dem Kraftstofftemperatursensor, Ausgangssignale
und erfasst basierend auf den vorhergehenden Ausgangssignalen den
Betriebszustand der Maschine. Die ECU 40 steuert basierend
auf dem erfassten Maschinenbetriebszustand den Maschinenbetriebszustand.
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Die
ECU 40 speichert in einer Speicherungsvorrichtung, wie
zum Beispiel dem ROM, dem Flash-Speicher, eine Entladungsbetrag-Charakteristikabbildung.
Die Entladungsbetrag-Charakteristikabbildung gibt eine Beziehung
zwischen (a) einem Tastverhältnis (oder einem Tastzyklus)
eines elektrischen Stroms, der an das Bemessungsventil 16 angelegt
ist, und (b) dem Entladungsbetrag der Hochdruckpumpe 14 an.
Die ECU 40 steuert eine Erregung des Bemessungsventils 16 rückkoppelnd,
derart, dass der Druck der gemeinsamen Druckleitung, der von dem
Drucksensor 22 erhalten wird, ein Zieldruck der gemeinsamen
Druckleitung wird.
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Die
ECU 40 steuert ferner basierend auf dem Maschinenbetriebszustand,
der durch die verschiedenen Sensoren, wie zum Beispiel den Drucksensor 22,
erhalten wird, einen Einspritzzeitpunkt und die Einspritzungsmenge
von jedem Kraftstoffeinspritzungsventil 30.
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Die
ECU 40 steuert ferner eine Mehrschusseinspritzung, die
einen Haupteinspritzungsschuss, einen Piloteinspritzungsschuss und
eine Nacheinspritzung in einem Verbrennungszyklus aufweist. Der Haupteinspritzungsschuss
erzeugt beispielsweise für die Maschine 2 ein
Hauptdrehmoment, und der Piloteinspritzungsschuss wird vor dem Haupteinspritzungsschuss
vorgenommen. Die Nacheinspritzung wird nach dem Haupteinspritzungsschuss
vorgenommen. Wenn die Mehrschusseinspritzung ausgeführt wird,
steuert die ECU 40 die Einspritzungsmenge und den Einspritzungszeitpunkt
für den Einspritzungsschuss für jede Phase der
Kraftstoffeinspritzung, wie zum Beispiel den Haupteinspritzungsschuss,
den Piloteinspritzungsschuss, die Nacheinspritzung. Die ECU 40 steuert
ferner ein Einspritzungsmuster der Mehrschusseinspritzung. Der Ausdruck ”Schuss” gibt bei
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Einspritzung
oder eine Beförderung von Kraftstoff zu der Maschine an.
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Die
ECU 40 dient durch ein Ausführen von Steuerungsprogrammen,
die in dem ROM oder in dem Flash-Speicher gespeichert sind, als
eine Einspritzungsbefehlseinrichtung, eine Einspritzungsmengen-Lerneinrichtung
und eine Einspritzungszeitpunkt-Anpassungseinrichtung.
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(Einspritzungsbefehlseinrichtung)
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Die
ECU 40 gibt ein Einspritzungspulssignal als ein Einspritzungsbefehlssignal
aus, um den Einspritzungszeitpunkt und die Einspritzungsmenge des Kraftstoffeinspritzungsventils 30 zu
steuern. Die ECU 40 speichert in der Speicherungsvorrichtung
eine Einspritzungsmengen-Charakteristikabbildung, wobei die Abbildung
die Einspritzungsmenge relativ zu der Pulsbreite des Einspritzungspulssignals
für jeden Druck einer gemeinsamen Druckleitung, der dem Einspritzungsdruck
entspricht, zeigt. Wenn die Pulsbreite des Einspritzungspulssignals
länger wird, wird die Einspritzungsmenge erhöht.
Die ECU 40 steuert ferner basierend auf dem Zeitpunkt der
Vorderflanke des Einspritzungspulssignals den Einspritzungszeitpunkt,
zu dem das Kraftstoffeinspritzungsventil 30 eine Einspritzung
startet.
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(Einspritzungsmengen-Lerneinrichtung)
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Die
ECU 40 führt einen Lernbetrieb einer kleinen Einspritzungsmenge
während eines Bereitschaftsbetriebs durch, wenn jeweils
eine Last, die an die Maschine 2 angelegt ist, eine Maschinendrehungsgeschwindigkeit
und eine Kühlmitteltemperatur vorbestimmte Bedingungen
erfüllen.
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Wenn
die Lernbedingung erfüllt ist, teilt die ECU 40 die
Gesamteinspritzungsmenge in n-zahlige Einspritzungsmengen gleich
auf, und dadurch verursacht die ECU 40, dass das Kraftstoffeinspritzungsventil 30 eine
Mehrschusseinspritzung, die während eines Verbrennungszyklus
die n-zahligen Einspritzungsschüsse hat, ausführt.
Wie im Vorhergehenden bringt die Mehrschusseinspritzung typischerweise ein
Aufteilen der Gesamtkraftstoffbeförderung zu dem Zylinder
während eines speziellen Einspritzungsereignisses (einem
Verbrennungszyklus) in mehrere separate Kraftstoffeinspritzungsschüsse
mit sich. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die
Gesamteinspritzungsmenge für einen Verbrennungszyklus durch
die Zahl n derart gleich geteilt, dass jeder Einspritzungsschuss
beispielsweise ein n-tel der Gesamteinspritzungsmenge oder eine n-aufgeteilte
Einspritzungsmenge hat. Die Zahl n gibt die Zahl von Phasen bzw.
Stadien bei der Mehrschusseinspritzung an.
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Die
ECU 40 berechnet einzeln einen ersten Korrekturwert, um
die Gesamteinspritzungsmenge des Kraftstoffeinspritzungsventils 30 für
jeden Zylinder zu korrigieren, um eine Variation von Drehungsgeschwindigkeits-Änderungsbeträgen
zwischen den Zylindern zu glätten. Die vorhergehende Korrektur wird
beispielsweise üblicherweise als eine Kraftstoffsteuerung
für einen Zylinderausgleichsbetrieb (FCCB-Betrieb) bezeichnet.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel berechnet die
ECU 40 insbesondere durch Teilen des ersten Korrekturwerts
durch die Zahl n den ersten Einspritzungsmengen-Korrekturbetrag
und verwendet den ersten Einspritzungsmengen-Korrekturbetrag, um
die Einspritzungsmenge von jedem Einspritzungsschuss der mehreren
Einspritzungsphasen für den entsprechenden Zylinder zu
korrigieren.
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Die
ECU 40 berechnet als Nächstes einen zweiten Korrekturwert,
um die Einspritzungsmengen von allen Zylindern gleichmäßig
zu korrigieren, derart, dass eine Durchschnitts-Maschinendrehungsgeschwindigkeit
aller Zylinder eine Zielmaschinendrehungsgeschwindigkeit wird. Die
ECU 40 berechnet insbesondere durch Teilen des zweiten
Korrekturwerts durch die Zahl n den zweiten Einspritzungsmengenkorrekturbetrag
und verwendet den zweiten Einspritzungsmengenkorrekturbetrag, um
die Einspritzungsmenge von jedem Einspritzungsschuss der mehreren
Einspritzungsphasen von jedem Zylinder zu korrigieren.
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Wie
im Vorhergehenden wird der erste Einspritzungsmengenkorrekturbetrag
erhalten, wenn die ECU 40 die Variation des Drehgeschwindigkeitsänderungsbetrags zwischen
den Zylindern glättet. Der zweite Einspritzungsmengenkorrekturbetrag
wird ferner erhalten, wenn die ECU 40 die Mehrschusseinspritzung
derart korrigiert, dass die Durchschnitts-Maschinendrehungsgeschwindigkeit
von jedem Zylinder die Zielmaschinendrehungsgeschwindigkeit wird.
Der erste und der zweite Einspritzungsmengenkorrekturbetrag werden
zu einem Einspritzungsmengenlernwert addiert, der bei dem vorhergehenden
Lernbetrieb unter Verwendung der Mehrschusseinspritzung gelernt
wurde, um einen Lernwert eines aktuellen Lernbetriebs einer kleinen
Einspritzungsmenge zu erhalten.
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Wenn
der Lernbetrieb einer kleinen Einspritzungsmenge mit einem bestimmten
Lernkraftstoffdruck endet, ändert die ECU 40 durch
Anpassen des Entladungsbetrags der Hochdruckpumpe 14 den Druck
der gemeinsamen Druckleitung auf einen anderen Lernkraftstoffdruck,
der sich von dem bestimmten Lernkraftstoffdruck unterscheidet. Bei
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein verwendbarer Bereich
des Drucks der gemeinsamen Druckleitung, der als der Einspritzungsdruck
verwendbar ist, in mehrere Druckbereichssegmente geteilt. Der Lernkraftstoffdruck
stellt jedes der mehreren Kraftstoffbereichssegmente des verwendbaren
Bereichs des Drucks der gemeinsamen Druckleitung dar.
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Dann
wird der Lernbetrieb einer kleine Einspritzungsmenge mit dem im
Vorhergehenden angepassten Lernkraftstoffdruck durch die Mehrschusseinspritzung,
die die n-aufgeteilten Kraftstoffeinspritzungsschüsse hat,
ausgeführt. Wenn die Lernbedingung noch erfüllt
ist, ändert die ECU 40 den Lernkraftstoffdruck
zu noch einem anderen Lernkraftstoffdruck, mit dem der Lernbetrieb
einer kleinen Einspritzungsmenge noch nicht ausgeführt
wurde, und führt den Lernbetrieb einer kleinen Einspritzungsmenge
mit dem vorhergehenden geänderten Lernkraftstoffdruck aus.
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(Einspritzungszeitpunkt-Anpassungseinrichtung)
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Wenn
der Lernbetrieb einer kleinen Einspritzungsmenge durch Verwenden
der Mehrschusseinspritzung ausgeführt wird, erzeugt der
Kraftstoffeinspritzungsdruck jeder Phase der Mehrschusseinspritzung
eine Druckpulsation in einem Kraftstoffrohr, das sich zwischen dem
Kraftstoffeinspritzungsventil 30 von jedem Zylinder und
der gemeinsamen Druckleitung 20 erstreckt. Wenn die Druckpulsation
in dem Kraftstoffrohr zwischen dem Kraftstoffeinspritzungsventil 30 und
der gemeinsamen Druckleitung 20 erzeugt wird, schwankt
ein Kraftstoffdruck, bei dem das Kraftstoffeinspritzungsventil 30 eine
Kraftstoffeinspritzung startet, und dadurch schwankt nach dem ersten
Einspritzungsschuss (oder dem anfänglichen Einspritzungsschuss)
die Einspritzungsmenge jedes Einspritzungsschusses entsprechend.
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Bei
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird, sowie sich die
Kraftstofftemperatur erhöht, der Einspritzungszeitpunkt
des Einspritzungsschusses für jede Phase nach dem ersten
Einspritzungsschuss retardiert. Wenn sich ferner die Kraftstofftemperatur erhöht,
wird die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Druckpulsation niedriger,
und dadurch wird der Zyklus einer Druckpulsation länger.
Als ein Resultat ist es, sowie der Zyklus der Druckpulsation länger
wird, da die Kraftstofftemperatur höher wird, erforderlich, dass
der Einspritzungszeitpunkt derart retardiert wird, dass die Kraftstoffeinspritzung
zu einem Zeitpunkt gestartet wird, der dem Bezugspunkt einer Druckpulsation
zugeordnet ist.
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Wie
in Gleichung (1) gezeigt ist, wird ein Zyklus fp der Druckpulsation
basierend auf (a) einer Länge des Kraftstoffrohrs zwischen
dem Kraftstoffeinspritzungsventil 30 und der gemeinsamen
Druckleitung 20 und ferner basierend auf (b) einer Ausbreitungsgeschwindigkeit
der Druckpulsation bestimmt. Wie in Gleichung (2) gezeigt ist, wird
dann basierend auf einer Kraftstoffdichte und einem räumlichen
Modul (Modul einer Volumenelastizität) eines Kraftstoffs die
Ausbreitungsgeschwindigkeit der Druckpulsation bestimmt. Zyklus fp einer Druckluftpulsation
= Länge
eines Kraftstoffrohrs/Ausbreitungsgeschwindigkeit einer Druckpulsation
Gleichung (1) Ausbreitungsgeschwindigkeit einer Druckpulsation
=
(räumlicher Modul eines Kraftstoffs/Kraftstoffdichte)1/2 Gleichung
(2)
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Der
räumliche Modul eines Kraftstoffs ist eine Funktion eines
Kraftstoffdrucks und einer Kraftstofftemperatur, und die Kraftstoffdichte
ist eine Funktion einer Kraftstofftemperatur. Die Länge
des Kraftstoffrohrs ist in dem Kraftstoffeinspritzungssystem grundsätzlich
konstant, es sei denn, das Kraftstoffrohr wird durch ein anderes
Kraftstoffrohr, das eine unterschiedliche Länge hat, ersetzt.
Der Zyklus der Druckpulsation ändert sich somit entsprechend dem
Kraftstoffdruck und der Kraftstofftemperatur.
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Wie
in 2 gezeigt ist, wird dementsprechend eine Lern-Mehrschusseinspritzung 202 für den
Lernbetrieb bei Bezugseinspritzungsintervallen (TINT), die basierend
auf einer Druckpulsation 200 bei einem bestimmten Kraftstoffdruck
und bei einer Bezugskraftstofftemperatur bestimmt werden, vorgenommen.
Wie in 2 gezeigt ist, ändert sich beispielsweise,
wenn ein Zyklus einer Druckpulsation 210 länger
als der Zyklus der Druckpulsation 200 aufgrund der Erhöhung
der Kraftstofftemperatur relativ zu der Bezugstemperatur wird, ein
Kraftstoffdruck, bei dem jeder Einspritzungsschuss nach dem ersten Einspritzungsschuss
vorgenommen wird, entsprechend. Als ein Resultat variiert die Einspritzungsmenge
jedes Einspritzungsschusses bei der Mehrschusseinspritzung 212,
die unter der Druckpulsation 210 vorgenommen wird, breiter
voneinander als die Einspritzungsmenge jedes Einspritzungsschusses der
Mehrschusseinspritzung 202, die unter der Druckpulsation 200 vorgenommen
wird. Wenn die Einspritzungsmenge jedes Einspritzungsschusses aufgrund
der Änderung einer Kraftstofftemperatur variiert, ist es
unmöglich, die kleine Einspritzungsmenge durch Verwenden
der Mehrschusseinspritzung, die n-zahlige Kraftstoffeinspritzungsschüsse,
die jeweils eine n-aufgeteilte Einspritzungsmenge haben, hat, hochgenau
zu lernen.
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Wenn
die Lern-Mehrschusseinspritzung ausgeführt wird, haben
die Erfinder der vorliegenden Anmeldung versucht, einen Einspritzungszeitpunkt
für den Einspritzungsschuss jeder Phase entsprechend der
Kraftstofftemperatur derart anzupassen, dass die Einspritzungsmenge
jedes Einspritzungsschusses hinsichtlich eines Variierens voneinander
trotz der Änderung des Zyklus der Druckpulsation begrenzt ist.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird somit ein
Einspritzungszeitpunkt für jeden Einspritzungsschuss nach
dem ersten Einspritzungsschuss, mit anderen Worten, ein Einsprit zungsintervall,
das zwischen (a) einem vorausgehenden Einspritzungsschuss und (b)
einem nächsten Einspritzungsschuss, der dem vorausgehenden
Einspritzungsschuss folgt, definiert ist, basierend auf einem Kraftstoffdruck
und ferner basierend auf dem Zyklus der Druckpulsation, die sich
entsprechend der Kraftstofftemperatur ändert, angepasst.
Als ein Resultat wird veranlasst, dass der Einspritzungszeitpunkt
jedes Einspritzungsschusses für jede Phase Bezugspunkten 222 entspricht,
bei denen die positive oder negative Schwankung der Druckpulsation 220,
die in 3 gezeigt ist, null wird. Die Amplitude der Welle
der Druckpulsation 220 wird mit andere Worten zu dem Zeitpunkt,
der den Bezugspunkten 222 entspricht, null. Der Bezugspunkt 222 entspricht
einer Hälfte (1/2) des Zyklus der Druckpulsation 220.
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Zu
einer Zeit des Bezugspunktes 222 wird der Kraftstoffdruck
der Druckpulsation 220 der Lernkraftstoffdruck, der einem
Kraftstoffdruck des Drucks der gemeinsamen Druckleitung, der für
den Einspritzungsmengen-Lernbetrieb verwendet wird, entspricht.
Wenn der erste Einspritzungsschuss gestartet wird, ist die Druckpulsation,
die durch die Mehrschusseinspritzung verursacht wird, noch nicht
aufgetreten. Ein Kraftstoffdruck zu der Zeit eines Ausführens
des ersten Einspritzungsschusses ist somit der Lernkraftstoffdruck.
Als ein Resultat ist es durch Anpassen des Einspritzungszeitpunkts
(oder der Einspritzungsintervalle) für jeden Einspritzungsschuss nach
dem ersten Einspritzungsschuss entsprechend einer Änderung
der Kraftstofftemperatur und durch Starten einer Kraftstoffeinspritzung
zu einer Zeit des Bezugspunktes 222 der Druckpulsation 220 möglich, eine
Kraftstoffeinspritzung mit dem gleichen Lernkraftstoffdruck für
jede Phase der Mehrschusseinspritzung zu starten. Wie im Vorhergehenden
wird, wenn sich der Zyklus der Druckpulsation entsprechend der Änderung
der Kraftstofftemperatur ändert, durch Anpassen des Einspritzungszeitpunkts
(jedoch nicht Anpassen der Einspritzungsmenge) bei dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel der Einspritzungszeitpunkt zu der Zeit
des Bezugspunktes 222 der Druckpulsation 220 veranlasst.
Als ein Resultat ist es, selbst wenn sich der Zyklus der Druckpulsation mit
einer Kraftstofftemperatur ändert, möglich, die Variation
der Einspritzungsmengen zwischen den Einspritzungsschüssen
während der Mehrschusseinspritzung, die mehrere Einspritzungsschüsse
einer n-aufgeteilten Einspritzungsmenge hat, zu begrenzen und dadurch
einen Kraftstoff für die Mehrschusseinspritzung gleichmäßig
einzuspritzen.
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Die
ECU 40 befiehlt dem Kraftstoffeinspritzungsventil 30,
Kraftstoff einzuspritzen. Wie in 4 gezeigt
ist, wird eine Verzögerungszeit ΔT zwischen (a)
einer Zeit, zu der dem Kraftstoffeinspritzungsventil 30 ein
elektrischer Treibstrom 230 zugeführt wird, und
(b) einer Zeit, zu der das Kraftstoffeinspritzungsventil 30 tatsächlich
eine Kraftstoffeinspritzung von jedem Einspritzungsschuss für
die Mehrschusseinspritzung 240 startet, erzeugt. Die Verzögerungszeit ΔT
wird insbesondere entsprechend den Ventilöffnungscharakteristiken,
die durch die mechanischen Charakteristiken und die elektrischen
Charakteristiken des Kraftstoffeinspritzungsventils 30 bestimmt sind,
erzeugt. Das Kraftstoffeinspritzungsventil 30 ist entworfen,
um eine minimale Intervallgrenze zu haben, die zwischen dem vorausgehenden
Einspritzungsschuss und dem nächsten Einspritzungsschuss
erforderlich ist. Die minimale Intervallgrenze weist die Verzögerungszeit ΔT
auf und wird basierend auf den Ventilöffnungscharakteristiken
des Kraftstoffeinspritzungsventils 30 bestimmt.
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In
einem Fall, bei dem im Gegensatz dazu ein Einspritzungsintervall
zwischen den Einspritzungsschüssen für die Mehrschusseinspritzung übermäßig
lang ist, wird ein Einspritzungszeitpunkt des Einspritzungsschusses
einer späteren Phase für die Mehrschusseinspritzung
verzögert. Als Resultat kann nachteilhaft ein Zündungsversagen
oder ein abnormes Verbrennungsgeräusch bei einer herkömmlichen
Technik auftreten. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
wird ein Einspritzungszeitpunkt des letzten Einspritzungsschusses
für die Mehrschusseinspritzung eingestellt, um bei einem
Verdichtungstakt einem oberen Totpunkt (TDC; TDC = Top Dead Center)
zu entsprechen. Es sei bemerkt, dass ein Einspritzungszeitpunkt
des letzten Einspritzungsschusses unter Berücksichtigung
eines Verbrennungsgeräusches und eines Abgases veränderbar eingestellt
werden kann. Das Auftrittsniveau eines Zündungsversagens
oder eines abnormen Verbrennungsgeräusches ist entsprechend
dem Druck einer gemeinsamen Druckleitung ferner veränderbar.
Eine maximale Intervallgrenze des Einspritzungsintervalls wird somit
basierend auf der Zahl von Phasen (oder den Einspritzungsschüssen)
der Mehrschusseinspritzung und dem Druck einer gemeinsamen Druckleitung
bestimmt.
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Wie
in 5 gezeigt ist, wird dann der Einspritzungszeitpunkt
für jeden Einspritzungsschuss auf den Bezugspunkt 222 innerhalb
eines entsprechenden Intervallbereichs 254, der durch die
bestimmte minimale Intervallgrenze 250 und die bestimmte
maximale Intervallgrenze 252 definiert ist, eingestellt.
Wenn mehrere Bezugspunkte 222 innerhalb des Intervallbereichs 254 existieren,
kann einer der Bezugspunkte 222 als der Einspritzungszeitpunkt ausgewählt
sein. Der Einspritzungszeitpunkt von jedem der mehreren Einspritzungsschüsse,
der nach dem ersten Einspritzungsschuss vorgenommen wird, ist beispielsweise
auf den entsprechenden der Bezugspunkte 222 eingestellt,
der einem maximalen Wert innerhalb des Intervallbereichs 254 zugeordnet ist,
der zwischen der minimalen Intervallgrenze 250 und der
maximalen Intervallgrenze 252 definiert ist, und die maximale
Intervallgrenze 252 ist zwischen dem vorausgehenden Einspritzungsschuss
und dem nächsten Einspritzungsschuss, der unmittelbar nach dem
vorausgehenden Einspritzungsschuss vorgenommen wird, definiert.
Der Bezugspunkt 222 wird beispielsweise innerhalb des Intervallbereichs 254 der
maximale Wert, wenn der Zeitpunkt, der dem Bezugspunkt 222 zugeordnet
ist, zu dem Zeitpunkt, der der maximalen Intervallgrenze 252 zugeordnet
ist, am nächsten ist (siehe in dieser Hinsicht das Zeitdiagramm
von 5).
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Die
Druckpulsation schwingt mit der Zeit allgemein aus. Basierend auf
der vorhergehenden Annahme kann, um den Einfluss der Druckpulsation,
die durch den Krafteinspritzungsschuss der vorausgehenden Phase
verursacht wird, so viel wie möglich zu begrenzen, der
nächste Einspritzungsschuss, der dem vorausgehenden Einspritzungsschuss
folgt, so viel wie möglich verzögert sein. Der
Einspritzungszeitpunkt für jeden Einspritzungsschuss nach
dem ersten Einspritzungsschuss kann somit beispielsweise auf den
Bezugspunkt 222, der am nächsten zu der maximalen
Intervallgrenze 252 innerhalb eines Bereichs zwischen der
minimalen Intervallgrenze 250 und der maximalen Intervallgrenze 252 ist,
eingestellt sein.
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Wie
im Vorhergehenden schwingt die Druckpulsation mit der Zeit aus.
Wenn sich somit der tatsächliche Einspritzungszeitpunkt
von dem Bezugspunkt unterscheidet, wird eine Abweichung der Einspritzungsmenge
des nächsten Einspritzungsschusses, wobei diese Abweichung
durch die Druckpulsation verursacht wird, kleiner, sowie das Ein spritzungsintervall
zwischen dem vorausgehenden Einspritzungsschuss und dem nächsten
Einspritzungsschuss länger wird. Bei einem Fall, bei dem
jedoch das Einspritzungsintervall zu lang ist, kann ein Verbrennungsversagen
oder ein abnormes Verbrennungsgeräusch während
der Mehrschusseinspritzung erzeugt werden. Das Einspritzungsintervall kann
daher auf den maximalen Wert innerhalb des Bereichs eingestellt
sein.
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Als
ein Resultat ist es möglich, die Mehrschusseinspritzung
auszuführen, ohne das Verbrennungsversagen zu verursachen.
Es ist ferner möglich, die Abweichung der Einspritzungsmenge,
die durch die Druckpulsation verursacht wird, selbst dann zu minimieren,
wenn der Einspritzungszeitpunkt zu dem Zeitpunkt, der dem Bezugspunkt
zugeordnet ist, unterschiedlich wird.
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Wie
im Vorhergehenden wird ein Einspritzungszeitpunkt für jede
Phase nach dem ersten Einspritzungsschuss für die Lern-Mehrschusseinspritzung
durch ein optimales Einspritzungsintervall TINTopt, das durch die
Gleichung (3) berechnet wird, bestimmt, wobei eine minimale Intervallgrenze
durch fmin angegeben ist, eine maximale Intervallgrenze durch fmax
angegeben ist, und ein Zyklus einer Druckpulsation durch fp angegeben
ist. TINTopt = max(fmin < k × fp/2 < fmax) Gleichung (3)
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In
Gleichung (3) ist k eine natürliche Zahl, die eine Beziehung
von fmin < k × fp/2 < fmax erfüllt.
Um beispielsweise den Einspritzungszeitpunkt auf den Bezugspunkt 222,
der am nächsten zu der maximalen Intervallgrenze 252 ist,
einzustellen, wird der Einspritzungszeitpunkt basierend auf TINTopt
bestimmt, das mit einem maximalen k berechnet wird, das die Beziehung
von fmin < k × fp/2 < fmax erfüllt.
Als ein Resultat wird das Einspritzungsintervall der größte Wert
innerhalb des Intervallbereichs 254.
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Bei
der Mehrschusseinspritzung ist eine Druckpulsation, die während
des aktuellen Einspritzungsschusses auftritt, eine Zusammensetzung
aus Druckpulsationen, die durch die Kraftstoffeinspritzungsschüsse
von früheren Phasen vor dem aktuellen Ein spritzungsschuss
verursacht werden. Unter der vorhergehenden Situation wird angenommen, dass
der Druck der gemeinsamen Druckleitung und die Kraftstofftemperatur
während eines einzelnen Ereignisses der Mehrschusseinspritzung
konstant sind. Wenn somit der Druck der gemeinsamen Druckleitung
und die Kraftstofftemperatur ohne eine Änderung konstant
bleiben, wird der Zyklus der Druckpulsation basierend auf den Gleichungen
(1) und (2) entsprechend als konstant berechnet. Wenn als ein Resultat
der Einspritzungsschuss für jede Phase bei den Bezugspunkten 262 der
Druckpulsation 260, die in 6 gezeigt
ist, ausgeführt wird, bleibt der Zyklus der Druckpulsation 260 nach
den Einspritzungsschüssen ähnlich zu dem Zyklus
der Druckpulsation, die durch den ersten Einspritzungsschuss verursacht wird,
obwohl die Amplitude der Druckpulsation 260 der Amplitude
der zusammengesetzten Wellenform, die durch eine Zusammensetzung
der Druckpulsationen, die durch die Einspritzungsschüsse
von allen Phasen verursacht werden, hergestellt wird, entsprechen
wird.
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Wenn
dementsprechend der Einspritzungszeitpunkt des Einspritzungsschusses
für jede Phase auf die Bezugspunkte 262 der Druckpulsation 260 eingestellt
ist, ist es möglich, den Kraftstoffeinspritzungsschuss
jeder Phase bei der Mehrschusseinspritzung auf einen der Bezugspunkte 262 der
Druckpulsation 260 einzustellen.
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Es
sei bemerkt, dass, wie im Vorhergehenden, die Verzögerungszeit ΔT
entsprechend den Ventilöffnungscharakteristiken des Kraftstoffeinspritzungsventils 30 erzeugt
wird und die Verzögerungszeit ΔT zwischen (a)
einer Zeit, zu der der elektrische Treibstrom 230 dem Kraftstoffeinspritzungsventil 30 zugeführt
wird, und (b) einer Zeit, zu der das Kraftstoffeinspritzungsventil 30 tatsächlich
ein Befördern des Einspritzungsschusses jeder Phase für
die Mehrschusseinspritzung 260 startet, definiert ist.
Die Verzögerungszeit ΔT ändert sich entsprechend
dem Lernkraftstoffdruck, der für den Einspritzungsmengen-Lernbetrieb
verwendet ist. Es ist somit notwendig, die Verzögerungszeit ΔT
zu betrachten, um den Einspritzungszeitpunkt des Einspritzungsschusses für
jede Phase nach dem ersten Einspritzungsschuss auf den Bezugspunkt 262 einzustellen.
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Selbst
wenn der Einspritzungszeitpunkt eingestellt wurde oder auf den Bezugspunkt 262 unter Betrachtung
der Verzögerungszeit ΔT anvisiert wurde, ist es
schwierig, eine Kraftstoffeinspritzung an dem Bezugspunkt 262 genau
zu starten, und dadurch kann ein tatsächlicher Einspritzungszeitpunkt zu
einem Zeitpunkt gelegt werden, der sich von dem Bezugspunkt 262 unterscheidet.
Wenn beispielsweise der tatsächliche Einspritzungszeitpunkt
zu einem Zeitpunkt, der einem Punkt, der durch eine Ziffer 272 angegeben
ist, zugeordnet ist, verlegt wird, der sich von dem Bezugspunkt 262,
wie bei einer Mehrschusseinspritzung 242 von 6 gezeigt
ist, unterscheidet, wird ein Zyklus der Druckpulsation 260 zu
einem anderen Zyklus einer Druckpulsation 270, die durch eine
gestrichelte Linie gezeigt ist, geändert. Wie im Vorhergehenden
variiert nach dem ersten Einspritzungsschuss, wenn der Einspritzungszeitpunkt
zu dem Bezugspunkt 262 unterschiedlich wird, die Einspritzungsmenge
von jedem Einspritzungsschuss.
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Wenn
ferner der Einspritzungszeitpunkt zu dem Bezugspunkt 262 unterschiedlich
wird, variiert die Amplitude der Druckpulsation abhängig
von dem Einspritzungsintervall und ferner abhängig von
dem Einspritzungszeitpunkt jedes Einspritzungsschusses bei der Mehrschusseinspritzung.
Wenn insbesondere der Einspritzungszeitpunkt zu dem Bezugspunkt 262 unterschiedlich
wird, variiert zu der Zeit eines Einspritzens des Schusses die Amplitude
der Druckpulsation abhängig davon, welcher der Bezugspunkte 262 zwischen
der minimalen Intervallgrenze und der maximalen Intervallgrenze
als der Einspritzungszeitpunkt des Einspritzungsschusses eingestellt
ist. Wenn ferner der Einspritzungszeitpunkt zu dem Bezugspunkt 262 unterschiedlich
wird, variiert beispielsweise die Amplitude zu der Zeit eines Einspritzens
des Schusses abhängig von dem Einspritzungszeitpunkt von
sowohl dem ersten Einspritzungsschuss, dem zweiten Einspritzungsschuss, dem
dritten Einspritzungsschuss als auch dem vierten Einspritzungsschuss
bei der Mehrschusseinspritzung. Als ein Resultat variiert aufgrund
der Änderung der Amplitude der Druckpulsation, wenn der
Einspritzungszeitpunkt von dem Bezugspunkt 262, wie bei der
Mehrschusseinspritzung 242 von 6 gezeigt ist,
versetzt ist, die Einspritzungsmenge von jedem Einspritzungsschuss,
und dadurch ist es unmöglich, die Einspritzungsmenge genau
zu lernen.
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Der
Einspritzungszeitpunkt des Einspritzungsschusses für jede
Phase nach dem ersten Einspritzungsschuss kann somit beispielsweise
basierend auf der Betrachtung einer Variation der Einspritzungsverzögerung,
mit der der tatsächliche Einspritzungszeitpunkt von dem
Bezugspunkt 262 versetzt ist, eingestellt sein. Ein Einspritzungsintervall
zwischen den Einspritzungsschüssen jeder Phase kann, mit
anderen Worten, basierend auf der Betrachtung der Variation der
Einspritzungsverzögerung eingestellt werden.
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Bei
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird ein Einspritzungsvariations-Korrekturbetrag
zum Korrigieren der Variation der Einspritzungsverzögerung
des Einspritzungsschusses für jede Phase nach dem ersten
Einspritzungsschuss vorbereitet. Der Einspritzungsvariations-Korrekturbetrag
wird insbesondere als eine Funktion des Drucks der gemeinsamen Druckleitung
und des Einspritzungsintervalls für jede Phase, wie zum
Beispiel den ersten Einspritzungsschuss, den zweiten Einspritzungsschuss,
berechnet. Ein so berechneter Einspritzungsvariations-Korrekturbetrag
wird dann als eine Abbildung in der Speicherungsvorrichtung, wie
zum Beispiel dem ROM oder dem Flash-Speicher, gespeichert. Für
einen Fall der Mehrschusseinspritzung, die vier Phasen der Einspritzungsschüsse
hat, ist beispielsweise ein Einspritzungsvariations-Korrekturbetrag
für die zweite Phase (für den zweiten Einspritzungsschuss) als
Tc2, ein Einspritzungsvariations-Korrekturbetrag für die
dritte Phase (für den dritten Einspritzungsschuss) als
Tc3, und ein Einspritzungsvariations-Korrekturbetrag für
die vierte Phase (den vierten Einspritzungsschuss) als Tc4 angegeben.
Ein Einspritzungsintervall zwischen der ersten Phase und der zweiten
Phase ist ferner als Tp1, ein Einspritzungsintervall zwischen der
zweiten Phase und der dritten Phase als Tp2, und ein Einspritzungsintervall
zwischen der dritten Phase und der vierten Phase als Tp3 angegeben.
Bei dem vorhergehenden Fall sind Tp1, Tp2 und Tp3 als die folgenden
Gleichungen (4), (5) und (6) ausgedrückt. Tp1 = TINTopt – Tc2 Gleichung (4) Tp2 = TINTopt + Tc2 – Tc3 Gleichung (5) Tp3 = TINTopt + Tc3 – Tc4 Gleichung (6)
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Durch
Anpassen des Einspritzungsintervalls oder des Einspritzungszeitpunkts
für die Mehrschusseinspritzung unter Berücksichtigung
der Variation der Einspritzungsverzögerung ist es wie im
Vorhergehenden möglich, ein Befördern des Einspritzungsschusses
jeder Phase nach dem ersten Einspritzungsschuss bei dem Bezugspunkt
der Druckpulsation genauer zu starten.
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(Lernbetriebsroutine einer kleinen Einspritzungsmenge)
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7 zeigt
eine Lernbetriebsroutine einer kleinen Einspritzungsmenge. Die Lernbetriebsroutine von 7 wird
während eines Bereitschaftsbetriebs ausgeführt,
wenn eine vorbestimmte Lernbedingung des Betriebszustands erfüllt
ist. Der Betriebszustand weist beispielsweise eine Last, die an
die Maschine 2 angelegt ist, eine Maschinedrehungsgeschwindigkeit oder
eine Kühlmitteltemperatur auf. In 7 stellt ”S” einen
Schritt dar. Es sei bemerkt, dass, wenn die ECU 40 die
vorliegende Routine ausführt, die ECU 40 beispielsweise
den Entladungsbetrag der Hochdruckpumpe 14 anpasst, um
den Druck der gemeinsamen Druckleitung derart anzupassen, dass der Druck
der gemeinsamen Druckleitung zu dem Lernkraftstoffdruck wird, mit
dem der Lernbetrieb einer kleinen Einspritzungsmenge nicht ausgeführt
wurde. Die vorliegende Routine ist ferner mit einem Beispiel der
Mehrschusseinspritzung, die die Vier-Phasen-Einspritzungsschüsse
hat, beschrieben.
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Bei
S300 gewinnt die ECU 40 die Länge des Kraftstoffrohrs
zwischen der gemeinsamen Druckleitung 20 und dem Kraftstoffeinspritzungsventil 30 aus der
Speicherungsvorrichtung, wie zum Beispiel dem ROM, dem Flash-Speicher,
wieder. Die ECU 40 erfasst basierend auf dem Ausgangssignal
des Drucksensors 22 als einen Kraftstoffdruck ferner den
Druck der gemeinsamen Druckleitung und erfasst basierend auf dem
Ausgangssignal des Kraftstofftemperatursensors die Kraftstofftemperatur.
Die ECU 40 berechnet dann durch Verwenden der Gleichungen
(1) und (2) basierend auf der Länge des Kraftstoffrohrs, dem
Kraftstoffdruck, der Kraftstofftemperatur den Zyklus fp der Druckpulsation.
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Bei
S302 berechnet die ECU 40 durch Verwenden der Gleichung
(3) die optimalen Einspritzungsintervalle TINTopt zwischen den Einspritzungsschüssen
jeder Phase.
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Die
Steuerung schreitet dann zu S304 fort, bei dem die ECU 40 basierend
auf dem Druck der gemeinsamen Druckleitung, der Phase des Einspritzungsschusses
und dem optimalen Einspritzungsintervall TINZopt, das bei S302 berechnet
wird, die Einspritzungsvariations-Korrekturbeträge Tc2,
Tc3, Tc4 berechnet. Die Einspritzungsvariations-Korrekturbeträge
Tc2, Tc3, Tc4 werden jeweils zum Korrigieren der Variation der Einspritzungsverzögerung
des zweiten Einspritzungsschusses, des dritten Einspritzungsschusses,
des vierten Einspritzungsschusses der Mehrschusseinspritzung verwendet.
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Die
Steuerung schreitet dann zu S306 fort, bei dem die ECU 40 durch
Verwenden der Gleichungen (4) bis (6) basierend auf dem im Vorhergehenden berechneten
optimalen Einspritzungsintervall TINTopt und den Korrekturbeträgen
Tc2, Tc3, Tc4 die Einspritzungsintervalle Tp1, Tp2, Tp3 zwischen
den Einspritzungsschüssen für jeweilige Phasen
berechnet.
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Die
Steuerung schreitet dann zu S308 fort, bei dem dann die ECU 40 basierend
auf der Maschinendrehungsgeschwindigkeit und der Beschleunigerpedalposition
eine Lerneinspritzungsmenge, die bei dem Lernbetrieb verwendet wird,
berechnet. Die ECU 40 berechnet basierend auf der Lerneinspritzungsmenge
die Einspritzungsmenge jedes Einspritzungsschusses, derart, dass
jeder Einspritzungsschuss der Vier-Phasen-Mehrschusseinspritzung
zueinander äquivalent ist. Jeder Einspritzungsschuss hat,
mit anderen Worten, eine Einspritzungsmenge, die äquivalent
zu einer Menge ist, die durch Aufteilen der Gesamteinspritzungsmenge,
die während der Ausführung der Vier-Phasen-Mehrschusseinspritzung
befördert wird, hergestellt wird. Die ECU 40 führt
dann basierend auf den Einspritzungsintervallen Tp1, Tp2, Tp3, die
bei S306 berechnet werden, und basierend auf der im Vorhergehenden
berechneten Einspritzungsmenge des Einspritzungsschusses für
jede Phase das Lernen der Mehrschusseinspritzung durch. Bei der
Lern-Mehrschusseinspritzung korrigiert die ECU 40 die Einspritzungsmenge
von jedem Einspritzungsschuss für die Lern-Mehrschusseinspritzung
für jeden Zylinder, um die Variation der Drehungsgeschwindigkeiten
zwischen den Zylindern zu glätten, und um ferner die Durchschnitts-Maschinendrehungsgeschwindigkeit
auf der Zieldrehungsgeschwindigkeit beizubehalten.
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Die
Steuerung schreitet dann zu S310 fort, bei dem die ECU 40 durch
Summieren der aktuell gelernten Einspritzungskorrekturbeträge
und der im Vorhergehenden gelernten Einspritzungskorrekturbeträge
die aktuellen Lernwerte berechnet.
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Wenn
die ECU 40 ein Berechnen des Lernwerts bei S310 beendet,
wird die vorliegende Routine mit dem anderen Lernkraftstoffdruck
wiederholt, mit dem der Lernbetrieb einer kleinen Einspritzungsmenge
nicht ausgeführt wurde. Wie im Vorhergehenden wird die
vorliegende Routine so lange wiederholt ausgeführt, bis
der Lernbetrieb einer kleinen Einspritzungsmenge mit allen Druckbereichssegmenten
innerhalb des verwendbaren Druckbereichs des Drucks der gemeinsamen
Druckleitung abgeschlossen ist.
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Bei
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird, wenn die Lern-Mehrschusseinspritzung
mit einer n-aufgeteilten Einspritzungsmenge ausgeführt wird,
der Einspritzungszeitpunkt des Einspritzungsschusses jeder Phase
nach dem ersten Einspritzungsschuss basierend auf einer Kraftstofftemperatur,
dem Druck der gemeinsamen Druckleitung und dem Kraftstoffrohr angepasst.
Der Kraftstoffeinspritzungsschuss jeder Phase nach dem ersten Einspritzungsschuss
wird ferner zu einem Zeitpunkt gestartet, der dem Bezugspunkt der
Druckpulsation zugeordnet ist. Als ein Resultat entspricht die Amplitude der
Druckpulsation, die durch den Einspritzungsschuss jeder Phase erzeugt
wird, der Amplitude einer Zusammensetzung der Druckpulsationen,
die durch die Einspritzungsschüsse von allen Phasen erzeugt werden.
Der Zyklus der Druckpulsation verbleibt jedoch ohne eine Änderung
konstant. Durch Starten des Einspritzungsschusses jeder Phase an
dem Bezugspunkt einer Druckpulsation ist es somit möglich, zu
begrenzen, dass die Druckpulsation die Variation der Einspritzungsmenge
von jedem Einspritzungsschuss selbst dann verursacht, wenn sich
der Zyklus der Druckpulsation gemäß der Kraftstofftemperatur ändert.
Es ist dementsprechend möglich, die kleine Einspritzungsmenge
durch Ausführen der Mehrschusseinspritzung zu lernen.
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Die
Variation der Einspritzungsmenge, die durch eine Änderung
des Zyklus der Druckpulsation entsprechend der Kraftstofftemperatur
verursacht wird, wird ferner durch Anpassen eines Einspritzungszeitpunkts
statt Anpassen der Einspritzungsmenge verhindert. Als ein Resultat
ist es möglich, die Korrektur der Einspritzungsmenge immer
wieder zusätzlich zu der anderen Korrektur der Einspritzungsmenge
während des Einspritzungsmengen-Lernbetriebs zu verhindern.
Die kleine Einspritzungsmenge wird somit durch Ausführen
der Mehrschusseinspritzung genau gelernt.
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[Anderes Ausführungsbeispiel]
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Bei
dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel wird, um mit der
Druckpulsation, deren Zyklus sich mit der Kraftstofftemperatur ändert,
fertig zu werden, der Einspritzungsschuss jeder Phase nach dem ersten
Einspritzungsschuss zu dem Einspritzungszeitpunkt, der bei dem entsprechenden
der Bezugspunkte der Druckpulsation eingestellt ist, ausgeführt. Als
ein Resultat verbleibt der Zyklus der Druckpulsation ohne eine Änderung
konstant, obwohl die Amplitude der Druckpulsation die Amplitude
der Zusammensetzung der Druckpulsationen, die durch die Einspritzungsschüsse
der Phasen erzeugt werden, wird. Der Zyklus der zusammengesetzten
Welle der Druckpulsationen, mit anderen Worten, die Änderung des
Bezugspunktes, kann alternativ berücksichtigt werden, da
der tatsächliche Einspritzungszeitpunkt zu dem Bezugspunkt
selbst dann unterschiedlich wird, wenn der Bezugspunkt der Druckpulsation
als der Einspritzungszeitpunkt eingestellt ist. Der Unterschied
der zusammengesetzten Welle einer Druckpulsation von dem Bezugspunkt
kann vorher durch eine Messung der Einspritzungsdaten oder durch eine
Simulation berechnet werden.
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Bei
dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel realisiert die ECU 40,
die auf eine Art und Weise, die durch Steuerungsprogramme spezifiziert
ist, funktioniert, die Funktion der Einspritzungsbefehlseinrichtung
und der Einspritzungszeitpunkt-Anpassungseinrichtung. Mindestens
ein Teil der Einspritzungsbefehlseinrichtung und der Einspritzungszeitpunkt-Anpassungseinrichtung
kann alternativ durch eine Hardware realisiert sein, die auf eine
Art und Weise, die durch eine Schaltungskonfiguration spezifiziert
ist, funktioniert.
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Wie
im Vorhergehenden ist die vorliegende Erfindung nicht auf das vorhergehende
Ausführungsbeispiel begrenzt. Die vorliegende Erfindung
ist jedoch auf verschiedene Ausführungsbeispiele anwendbar,
vorausgesetzt, dass die Ausführungsbeispiele nicht von
dem Kern der Erfindung abweichen.
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Zusätzliche
Vorteile und Modifikationen sind Fachleuten ohne Weiteres offensichtlich.
Die Erfindung ist in ihren breiteren Ausdrücken daher nicht
auf die spezifischen Details, darstellenden Vorrichtungen und darstellenden
Beispiele, die gezeigt und beschrieben sind, begrenzt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 2003-254139
A [0003, 0004, 0005]
- - JP 2003-314337 A [0006, 0006, 0006, 0007]