DE102012111161A1

DE102012111161A1 - Pumpen-Controller

Info

Publication number: DE102012111161A1
Application number: DE102012111161A
Authority: DE
Inventors: Kouichi Sugiyama
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2011-11-25
Filing date: 2012-11-20
Publication date: 2013-05-29
Anticipated expiration: 2032-11-21
Also published as: DE102012111161B4; JP2013113135A; JP5617827B2

Abstract

Ein Fehler der Einspeisemenge einer Kraftstoffzuführpumpe (20) tritt aufgrund eines Winkelfehlers und eines Zeitfehlers auf. Der Winkelfehler wird aufgrund einer Veränderung einer Drehphase einer Nocke (14) erzeugt, die die Kraftstoffzuführpumpe (20) relativ zu einer Kurbelwelle antreibt. Der Zeitfehler wird aufgrund einer Veränderung einer Ventilschließreaktionsverzögerung eines Dosierventils (30) erzeugt, das eine Kraftstoffeinspeiseperiode der Kraftstoffzuführpumpe (20) steuert. Der Winkelfehler ist ohne Bezug zur Maschinendrehzahl konstant. Der Zeitfehler hängt von der Maschinendrehzahl ab. Ein Integralanteil einer Rückkopplungssteuerung stellt den Winkelfehler und den Zeitfehler dar. Ein Pumpen-Controller berechnet einen Linearausdruck, der den Integralanteil jeweils von zwei Punkten der Maschinendrehzahl und des Integralanteils anzeigt. Der Fehler der Einspeisemenge wird in den Winkelfehler und den Zeitfehler geteilt. Anschließend lernt die Pumpensteuerung eine Erregungsstartzeit des Dosierventils (30).

Description

Die vorliegende Offenbarung betrifft einen Pumpen-Controller, der auf ein Kraftstoffzuführsystem angewandt wird, in dem eine Einspeisemenge einer Kraftstoffzuführpumpe durch Steuern deren Kraftstoffeinspeiseperiode bei einem Einspeisehub mit einem Dosierventil eingestellt wird.
Bei dem Kraftstoffzuführsystem speist eine Kraftstoffzuführpumpe einen Kraftstoff aus einem Kraftstofftank zu einer Common-Rail bzw. Sammelschiene ein und deren Einspeisemenge wird durch ein Dosierventil derart eingestellt, dass ein Druck in der Common-Rail auf einen Soll-Druck gebracht wird. Die Einspeisemenge der Kraftstoffzuführpumpe wird durch Steuern einer Ansaugmenge der Kraftstoffzuführpumpe bei einem Ansaughub, wie in der JP-2009-052409 A gezeigt, eingestellt. Alternativ wird die Einspeisemenge der Kraftstoffzuführpumpe durch Steuern einer Kraftstoffeinspeiseperiode bei einem Einspeisehub mit einem Dosierventil, wie in der JP-2011-085046 A gezeigt, eingestellt.
Bei einer Konfiguration, bei der die Ansaugmenge der Kraftstoffzuführpumpe bei einem Ansaughub gesteuert wird, um die Einspeisemenge einzustellen, hängt die Ansaugmenge von einem Fluiddurchflusspassagenbereich des Dosierventils ab, der entsprechend eines Erregungsbetrags des Dossierventils variiert. Der Erregungsbetrag entspricht einem zu dem Dossierventil zugeführten elektrischen Strombetrag.
Es ist bekannt, wie in der JP-2009-052409 A gezeigt, dass der Erregungsbetrag des Dossierventils basierend auf einem Differentialdruck zwischen einem Soll-Druck und einem tatsächlichen Druck bzw. Ist-Druck in der Common-Rail rückgekoppelt gesteuert wird. Ferner wird der Erregungsbetrag des Dossierventils basierend auf einem Integralanteil der Rückkopplungssteuerung während eines Leerlaufzustands gelernt und gesteuert, wodurch die Einspeisemenge derart eingestellt wird, dass der Ist-Druck in der Common-Rail dem Soll-Druck folgt.
Selbst wenn eine Reaktionscharakteristik des Dosierventils und ein Montierwinkel der Kraftstoffzuführpumpe variiert werden, wird der Fluiddurchflusspassagenbereich des Dossierventils nicht variiert. Somit tritt bei der vorstehenden Konfiguration, die als Ansaugmengensteuerungstyp bezeichnet wird, kein Fehler bei der Einspeisemenge auf.
Mittlerweile weicht bei einer Konfiguration, bei der die Kraftstoffeinspeiseperiode bei einem Einspeisehub durch das Dosierventil gesteuert wird, das als Einspeiseperiodensteuerungstyp bezeichnet wird, wenn eine Winkelabweichung zwischen einem Nockenwinkel und einem Kurbelwellenwinkel aufgrund eines Fehlers des Montierwinkels einer Kraftstoffzuführpumpe erzeugt wird, eine Nockenhubposition, wenn der Kraftstoff in einer Druckkammer unter Druck gesetzt wird, von einer korrekten Position ab, selbst wenn das Dosierventil bei einem konstanten Kurbelwinkel erregt wird. Dadurch variiert die Kraftstoffeinspeisperiode bei einem Kompressionshub, der einen Fehler in dessen Einspeisemenge verursacht.
Wenn eine Reaktionseigenschaft eines Dosierventils aufgrund einer individuellen Differenz variiert, oder wenn die Reaktionscharakteristik aufgrund einer Altersverschlechterung variiert, variiert auch die Kraftstoffeinspeisestartzeit und ebenso variiert die Kraftstoffeinspeiseperiode, die einen Fehler bei der Einspeisemenge verursacht, selbst wenn das Dosierventil bei einem konstanten Kurbelwinkel erregt wird.
Bei der Konfiguration des Einspeiseperiodensteuertyps wird, obwohl der Fehler der Einspeisemenge aufgrund einer Abweichung zwischen dem Nockenwinkel und dem Kurbelwinkel ohne Bezug zu einer Maschinendrehzahl konstant ist, der Fehler der Einspeisemenge aufgrund einer Zeitabweichung der Reaktionscharakteristik eines Dosierventils größer als die Maschinendrehzahl höher wird.
Dadurch kann bei der Konfiguration des Einspeiseperiodensteuertyps, selbst wenn der Erregungsbetrag des Dosierventils basierend auf dem Integralanteil einer Rückkopplungssteuerung während eines Maschinenleerlaufs gelernt wird, der Erregungsbetrag basierend auf dem Lernwert, der während eines Maschinenleerlaufs gelernt wird, wenn die Maschinendrehzahl anders als die Leerlaufdrehzahl ist, nicht angemessen gesteuert werden. Somit ist es schwierig, den Druck angemessen in der Common-Rail auf den Soll-Druck zu bringen.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, einen Pumpen-Controller zu schaffen, der auf ein Kraftstoffzuführsystem angewandt wird, das eine Kraftstoffeinspeiseperiode bei einem Einspeisehub durch ein Dosierventil gesteuert wird, und der geeignet ist, einen Steuerbefehlswert eines Dosierventils entsprechend den Eigenschaften eines Rückkopplungsbetrags relativ zu einer Maschinendrehzahl zu lernen, wodurch der Druck in einer Common-Rail angemessen auf einen Soll-Druck gebracht wird.
Ein Pumpen-Controller wird auf ein Kraftstoffzuführsystem angewandt, in dem eine Common-Rail einen von einer Kraftstoffzuführpumpe gespeisten Kraftstoff sammelt, ein Kraftstoffinjektor den von der Common-Rail zu einer Verbrennungskraftmaschine zugeführten Kraftstoff einspritzt und eine Einspeisemenge der Kraftstoffzuführpumpe durch Steuern einer Kraftstoffeinspeiseperiode eines Einspeisehubs mit einem Dosierventil eingestellt wird. Der Pumpen-Controller enthält: einen Rückkopplungssteuerabschnitt, der einen Steuerbefehlswert auf das Dosierventil basierend auf einem Rückkopplungsbetrag zum Bringen bzw. Aufbringen eines Drucks in der Common-Rail auf einen Soll-Druck einzurichten, der entsprechend eines Fahrzustands der Verbrennungskraftmaschine bestimmt wird; und einen Lernabschnitt, der einen Integralanteil des Rückkopplungsbetrags in einen Winkelfehler, der eine Differentialdrehphase zwischen einer Nocke, die die Kraftstoffzuführpumpe vermutet bzw. erahnt, und einer Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine darstellt, und einen Zeitfehler teilt, der eine Abweichung bezüglich einer Zeit darstellt, wenn das Dosierventil geöffnet oder geschlossen wird. Der Lernabschnitt lernt den Steuerbefehlswert basierend auf dem Winkelfehler und dem Zeitfehler. Der Pumpen-Controller enthält ferner einen Korrekturabschnitt, der den Steuerbefehlswert basierend auf dem Lernwert korrigiert, den der Lernabschnitt lernt.
Da der Winkelfehler nicht ohne Bezug auf die Maschinendrehzahl und dem von der Maschinendrehzahl abhängigen Zeitfehler variiert, kann der Steuerbefehlswert genau entsprechend der Maschinendrehzahl gelernt werden.
Darüber hinaus folgt durch Korrigieren des Steuerbefehlswerts basierend auf dem Lernwert der Druck in der Common-Rail gut einen Soll-Druck ohne Bezug zur Maschinendrehzahl.
Da die Kraftstoffzuführpumpe den Kraftstoff einspeisen kann, dessen Menge zum Bringen des Common-Rail-Drucks auf den Soll-Druck angemessen ist, kann eine Genauigkeit der Diagnose einer Kraftstoffzuführpumpe, eines Kraftstofflecks und dergleichen verbessert werden.
Die vorstehenden und weiteren Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der nachstehenden, ausführlichen Beschreibung mit Bezug auf die begleitenden Figuren ersichtlich. In den Figuren zeigt:
1 eine schematische Ansicht, die ein Kraftstoffzuführsystem entsprechend einer Ausführungsform darstellt;
2 ein Zeitdiagramm, das eine Beziehung zwischen einem Erregungsimpuls zu einem Dosierventil und einem Nockenhub darstellt;
3A ein Zeitdiagramm, das einen Winkelfehler einer Einspeisemenge aufgrund einer Abweichung des Nockenhubs darstellt;
3B ein Zeitdiagramm, das einen Zeitfehler der Einspeisemenge aufgrund einer Ventilschließreaktionsverzögerung darstellt;
4A ein Zeitdiagramm, das ein Charakteristikdiagramm zum Erhalten einer Fehlercharakteristik zwischen einer Maschinendrehzahl und einem Durchflussratenfehler aus zwei Punkten darstellt;
4B ein Diagramm, das ein Charakteristikdiagramm zum Erhalt einer Fehlercharakteristik zwischen einer Maschinendrehzahl und einem Durchflussratenfehler aus drei Punkten oder mehr darstellt;
5 ein Flussdiagramm, das einen Lernprozess darstellt; und
6 ein Flussdiagramm, das einen Korrekturprozess darstellt.
Nachstehend wird eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beschrieben. 1 zeigt ein Kraftstoffzuführdiagramm 10.
(Kraftstoffzuführsystem 10)
Das Kraftstoffzuführsystem 10 ist zum Zuführen von Kraftstoff zu einer Vierzylinder-Dieselmaschine 2 eines Automobils. Das System 10 enthält eine Kraftstoffzuführpumpe 20, eine Sammelschiene bzw. Common-Rail 40, eine Mehrzahl von Kraftstoffinjektoren 50 und eine elektronische Steuereinheit (ECU) 60.
Die Kraftstoffzuführpumpe 20 weist eine Einspeisepumpe (nicht gezeigt) auf, die den Kraftstoff aus einem Kraftstofftank 12 pumpt. Ein Kolben 22 der Kraftstoffzuführpumpe 20 bewegt sich, wie in 2 dargestellt, entlang einer Nocke 14 hin und her, um den Kraftstoff in einer Druckkammer 100 unter Druck zu setzen und einzuspeisen.
Ein Dosierventil 30 ist bei einem Ansaugabschnitt der Kraftstoffzuführpumpe 20 angeordnet. Eine Öffnungs-/Schließsteuerzeit des Dosierventils 30 wird durch die ECU 60 gesteuert. Das Dosierventil 30 ist ein normal geöffnetes Solenoid- bzw. Magnet-Ventil. Wenn das Dosierventil 30 nicht erregt wird, ist das Dosierventil 30 immer offen. Während einer spezifischen Periode bei einem Einspeisehub wird das Dosierventil 30 erregt, um geschlossen zu sein. Das Dosierventil 30 weist eine Solenoid- bzw. Magnetspule oder ein piezoelektrisches Element als Aktuator auf.
Ein Rückschlagventil 32 ist bei einem Abgabeabschnitt der Kraftstoffzuführpumpe 20 angeordnet. Das Rückschlagventil 32 ermöglicht einen Kraftstofffluss von der Druckkammer 100 in Richtung der Common-Rail 40 und begrenzt einen Kraftstofffluss von der Common-Rail 40 in Richtung der Druckkammer 100.
Bei dem Ansaughub wird das Dosierventil 30 entregt bzw. nicht bestromt, um geöffnet zu sein. Während das Dosierventil geöffnet wird, gleitet der Kolben von dessen oberen Totpunkt zu dessen unteren Totpunkt, wodurch ein Volumen der Druckkammer 100 derart erhöht wird, dass der Kraftstoff in die Druckkammer 100 aus der Einspeisepumpe gesaugt wird.
Anschließend wird bei dem Einspeisehub, während der Kolben 22 von dem unteren Totpunkt zu dem oberen Totpunkt gleitet, das Dosierventil 30 offen gehalten. Der angesaugte Kraftstoff in der Druckkammer 100 strömt von dem Ansaugabschnitt der Kraftstoffzuführpumpe 20 in Richtung des Kraftstofftanks 12 durch das Dosierventil 30 (Vor-Hubperiode) entgegen.
Anschließend startet, wenn das Dosierventil 30 erregt wird, um geschlossen zu sein, bei einer spezifischen Winkelzeit, der Kraftstoff in der Kraftstoffkammer 100 unter Druck gesetzt zu werden. Wenn der Druck in der Druckkammer 100 einen Common-Rail-Druck übersteigt, wird der Kraftstoff in der Druckkammer 100 zur Common-Rail 40 über das Rückschlagventil 32 (Kraftstoffeinspeiseperiode) eingespeist.
Dadurch kann die Einspeisemenge des Kraftstoffs von der Kraftstoffzuführpumpe 20 zur Common-Rail 40 durch Steuern einer Erregungsstartzeit des Dosierventils 30 eingestellt werden. Das bedeutet, dass, da das Dosierventil 30 früher geschlossen wird, die Einspeisemenge deutlich erhöht wird. Da das Dosierventil 30 später geschlossen wird, wird die Einspeisemenge deutlich verringert.
Nachdem das Dosierventil 30 erregt wird, um geschlossen zu sein, und der Druck in der Druckkammer 100 erhöht wird, selbst wenn das Dosierventil 30 entregt wird, wird das Dosierventil 30 durch den Kraftstoffdruck in der Druckkammer 100 geschlossen gehalten und der Kraftstoff in der Druckkammer 100 wird unter Druck gesetzt, wodurch der Kraftstoff von der Kraftstoffzuführpumpe 20 eingespeist wird bis der Kolben 22 den oberen Totpunkt erreicht. Dadurch wird es unnötig, die Erregung des Dosierventils 30 bis der Kolben 22 den oberen Totpunkt erreicht fortzufahren.
Eine Erregungsperiode des Dosierventils 30 wird basierend auf einer Ventilschließreaktionsverzögerung des Dosierventils 30 und dessen Änderungsspielraum eingerichtet, wodurch das Dosierventil 30 entregt wird, bevor der Kolben 22 den oberen Totpunkt erreicht, sodass eine zu dem Dosierventil 30 zugeführte elektrische Leistung verringert werden kann.
Die Common-Rail 40 ist ein Sammler, der den von der Kraftstoffpumpe 20 zugeführten Kraftstoff sammelt. Die Common-Rail 40 ist mit einem Drucksensor 42, der einen Common-Rail-Druck erfasst, und einem Druckreduzierungsventil 44 vorgesehen, das den Kraftstoff in die Common-Rail 40 zu dem Kraftstofftank 12 abgibt.
Der Kraftstoffinjektor 50 ist jeweils zu jedem Zylinder der Maschine 2 vorgesehen und spritzt einen in der Common-Rail 40 gesammelten Kraftstoff in jeden Zylinder ein. Der Kraftstoffinjektor 50 ist ein bekannter elektromagnetischer Injektor. Eine Kraftstoffeinspritzmenge des Kraftstoffinjektors 50 ist entsprechend einer Impulsweite bzw. Impulsbreite eines Injektionsbefehlssignals von der ECU 60 gesteuert. Da die Impulsbreite des Injektionsbefehlssignals länger wird, erhöht sich die Kraftstoffeinspritzmenge.
Die ECU 60 ist hauptsächlich durch einen Mikrocomputer mit einer CPU, einem RAM, einem ROM und einem Flash-Speicher ausgebildet. Die ECU 60 führt Steuerprogramme, die in dem ROM oder dem Flash-Speicher gespeichert sind, basierend auf den Erfassungssignalen von dem Drucksensor 42, einer Maschinendrehzahl-Sensorerfassungsmaschinendrehzahl (NE), einem Gaspedalpositionssensor, eines Einlasslufttemperatursensors, eines Einlassluftdurchflusssensors, eines Einlassluftdrucksensors, eines Maschinenkühlwassertemperatursensors und dergleichen aus.
Insbesondere definiert die ECU 60 eine Einspeisesstartzeit der Kraftstoffzuführpumpe 20, sodass der durch den Drucksensor 42 erfasste Common-Rail-Druck mit dem Soll-Druck übereinstimmt. Die ECU 60 definiert eine Erregungsstartzeit des Dosierventils 30 basierend auf der Einspeisestartzeit.
Die ECU 60 speichert ein Charakteristik-Kennfeld, das eine Beziehung zwischen der Einspeisemenge und einem die Einspeisestartzeit darstellenden Kurbelwinkel zeigt. Die ECU 60 definiert die Erregungsstartzeit des Dosierventils 30 hinsichtlich des Charakteristik-Kennfelds, sodass die Einspeisemenge der Kraftstoffzuführpumpe 20 eingestellt wird. Die Erregungsstartzeit wird basierend auf der Einspeisestartzeit und der Ventilschließreaktionsverzögerung des Dosierventils 30 definiert.
Die ECU 60 speichert ein T-Q-Kennfeld in dem ROM oder den Flash-Speicher, das eine Beziehung zwischen der Pulsbreite (T) des Einspritzbefehlssignals und der Einspritzmenge (Q) bezüglich jedem Druckbereich des Common-Rail-Drucks darstellt.
Wenn die Kraftstoffeinspritzmenge basierend auf der Maschinendrehzahl und der Gaspedalposition bestimmt wird, berechnet die ECU 60 die Pulsbreite (T) des Einspritzbefehlssignals bezüglich dem T-Q-Kennfeld.
(Drucksteuerungsprozess)
Die ECU 60 bestimmt den Soll-Druck des Common-Rail-Drucks basierend auf dem Maschinenfahrzustand, der aus der Maschinendrehzahl (NE), der Gaspedalposition und dergleichen erhalten wird. Die ECU 60 steuert das Dosierventil 30 und das Druckreduzierungsventil 44 durch die PID-Steuerung, sodass der Common-Rail-Druck der Soll-Druck wird.
Das bedeutet, dass die ECU 60 die Einspeisemenge bestimmt, die für den Common-Rail-Druck erforderlich ist, um den Soll-Druck und eine tatsächliche Einspeisemenge, die tatsächlich von der Kraftstoffzuführpumpe 20 eingespeist wird, zu werden.
Anschließend bestimmt die ECU 60 eine Rückkopplungsmenge, die für die tatsächliche Einspeisemenge erforderlich ist, um die erforderliche Einspeisemenge entsprechend der PID-Steuerung zu werden. Die Rückkopplungsmenge wird als Rückkopplungseinspeisemenge bezeichnet. Ferner bestimmt die ECU 60 die Einspeisestartzeit und die Erregungsstartzeit, sodass die Kraftstoffzuführpumpe 20 den Kraftstoff einspeist, dessen Menge durch Hinzufügen der Rückkopplungseinspeisemenge zu der erforderlichen Einspeisemenge erhalten wird.
(Bestimmung der erforderlichen Einspeisemenge)
Die ECU 60 bestimmt die erforderliche Einspeisemenge basierend auf einer Einspritzmenge des Kraftstoffs, der aus dem Kraftstoffinjektor 50 eingespritzt werden soll, eine Leckagemenge des Kraftstoffs in den Kraftstoffinjektor 50 und eine Differentialdruckabweichung ΔP zwischen dem Soll-Common-Rail-Druck und dem durch den Drucksensor 42 erfassten tatsächlichen bzw. Ist-Common-Rail-Druck.
Die ECU 60 definiert eine Befehlseinspritzmenge des Kraftstoffinjektors 50, die der Einspritzmenge des Kraftstoffs entspricht, die aus dem Kraftstoffinjektor 50 eingespritzt werden soll.
Darüber hinaus bestimmt die ECU 60 die Kraftstoffleckagemenge basierend auf der Kraftstoffeinspritzperiode und Kennfeldern, die die Beziehungen zwischen der Kraftstofftemperatur und dem Kraftstoffdruck definieren. Die Kraftstoffleckagemenge enthält eine Kraftstoffmenge, die geringfügig aus einem Spiel zwischen einer Düsennadel und einem Körper zu einem Niederdruckabschnitt fließt, und eine Kraftstoffmenge, die von einer Steuerkammer des Kraftstoffinjektors 50 zu einem Niederdruckabschnitt hinaus fließt, wenn die Düsennadel geöffnet ist.
Wenn die erforderliche Einspeisemenge ein negativer Wert ist, wird das Dosierventil 30 bei dem Einspeisehub geschlossen gehalten und die Einspeisemenge der Kraftstoffzuführpumpe 20 ist Null. Das Druckreduzierungsventil 44 wird geöffnet, um den Common-Rail-Druck zu verringern.
(Erfassung einer tatsächlichen Durchflussrate)
Wenn der Kraftstoff zu der Common-Rail 40 zugeführt wird, steigt der Common-Rail-Druck. Wenn der Kraftstoff von der Common-Rail 40 abgegeben wird, verringert sich der Common-Rail-Druck. Die ECU 60 erfasst eine tatsächliche Durchflussrate des Kraftstoffs basierend auf der Änderung des Common-Rail-Drucks und einer Kraftstoffverbrauchsmenge des Kraftstoffinjektors 50.
Die Kraftstoffverbrauchsmenge in dem Kraftstoffinjektor 50 beinhaltet die Einspritzmenge, die durch den Kraftstoffinjektor 50 eingespritzt wird, und die Kraftstoffleckagemenge in dem Kraftstoffinjektor 50. Die ECU 60 definiert eine Befehlseinspritzmenge des Kraftstoffinjektors 50, die der Einspritzmenge des Kraftstoffs entspricht, die durch den Kraftstoffinjektor 50 eingespritzt wird.
(Fehlerfaktoren bei der Einspeisemenge)
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird die Rückkopplungsmenge basierend auf der Differenz zwischen der erforderlichen Einspeisemenge und der tatsächlichen Einspeisemenge definiert. Die Einspeisestartzeit der Kraftstoffzuführpumpe 20 wird aus den Charakteristik-Kennfeldern erhalten, sodass eine Einspeisebefehlsmenge die Rückkopplungsmenge und die erforderliche Einspeisemenge beinhaltet. Angesichts der Ventilschließreaktionsverzögerung des Dosierventils 30 wird das Dosierventil 30 früher als die Einspeisestartzeit durch die Ventilschließreaktionsverzögerung erregt.
Allerdings weist die Einspeisemenge der Kraftstoffzuführpumpe 20 aufgrund von Änderungen des Montierwinkels der Kraftstoffzuführpumpe 20 und Veränderungen der Ventilschließreaktionszeit des Dosierventils 30 Fehler auf.
Wenn der Montierwinkel der Kraftstoffzuführpumpe 20 variiert, ist es wahrscheinlich, dass die Drehphasendifferenz zwischen der Nocke 14 und der Kurbelwelle von einem normalen Wert abweichen kann. Das bedeutet, dass eine Hubposition der Nocke 14 von der Normalposition abweichen kann.
Wie in 3A gezeigt, wird, wenn die Drehphasendifferenz zwischen der Nocke 14 und der Kurbelwelle ein normaler Wert ist, ein zu dem Dosierventil 30 zugeführter Erregungsimpuls früher als die Einspeisestartzeit durch die Ventilschließreaktionsverzögerung angeschaltet, sodass die Einspeisemenge der Kraftstoffzuführpumpe 20 die Einspeisebefehlsmenge wird, die durch Hinzufügen der Kupplungsmenge zu der erforderlichen Einspeisemenge erhalten wird.
Mittlerweile wird, wenn die Kurbelwelle 14 relativ zum normalen Wert voranschreitet, die Kraftstoffeinspeiseperiode kürzer und die Einspeisemenge wird kleiner, selbst wenn der zu dem Dosierventil 30 zugeführte Erregungsimpuls bei der gleichen Zeit wie bei dem Fall eingeschaltet wird, bei dem die Drehphasendifferenz normal ist. Außerdem wird, wenn die Kurbelwelle 14 relativ zum normalen Wert verzögert wird, die Kraftstoffeinspritzperiode verlängert und die Einspritzmenge wird mehr erhöht als bei dem Fall, bei dem die Drehphasendifferenz normal ist.
Wie in 3B gezeigt, wird, wenn die Ventilschließreaktionsverzögerung des Dosierventils 30 größer als ein Normalzustand wird, die Kraftstoffeinspeiseperiode kürzer und die Einspeisemenge wird weiter verringert als bei dem Fall, bei dem die Drehphasendifferenz normal ist, selbst wenn der zu dem Dosierventil 30 zugeführte Erregungsimpuls bei der gleichen Zeit wie bei einem normalen Fall eingeschaltet wird. Zudem wird, wenn die Ventilschließreaktionsverzögerung des Dosierventils 30 kleiner als der normale Wert wird, die Kraftstoffeinspritzperiode verlängert und die Einspritzmenge wird mehr erhöht als bei dem Fall, bei dem die Drehphasendifferenz normal ist.
Wie vorstehend beschrieben, werden die Fehler der Einspeisemenge der Kraftstoffzuführpumpe 20 aufgrund des Winkelfehlers und des Zeitfehlers erzeugt. Der Winkelfehler tritt aufgrund der Änderung der Drehphasendifferenz zwischen der Nocke 14 und der Kurbelwelle auf. Der Zeitfehler tritt aufgrund der Änderung der Ventilschließreaktionszeit des Dosierventils 30 auf.
(Lernen des Fehlers)
Selbst wenn die Maschinendrehzahl variiert wird, verändert sich nicht die Drehphasendifferenz zwischen der Nocke 14 und der Kurbelwelle. Somit ist der Fehler der Einspeisemenge aufgrund des Winkelfehlers ohne Bezug auf die Maschinendrehzahl konstant.
Der Zeitfehler der Ventilschließreaktionsverzögerung kann in einen Winkelwert basierend auf der Maschinendrehzahl NE (rpm) konvertiert werden. Die folgende Formel (1) drückt den konvertierten Winkelwert aus. Wie aus der Formel (1) ersichtlich, steigt, da der konvertierte Winkelwert (CAV) linear relativ zur Maschinendrehzahl NE ansteigt, der Fehler der Einspritzmenge aufgrund des Zeitfehlers linear relativ zur Maschinendrehzahl NE an. CAV = Zeitfehler × (NE/60) × 360 = Zeitfehler × NE × 6 (1)
Es ist üblich, dass eine Streuung bei einem System durch einen Integralanteil der Rückkopplungssteuerung aufgehoben werden kann. Hinsichtlich des Integralanteils kann der Fehler der Einspeisemenge der Kraftstoffzuführpumpe 20 analysiert werden.
4A und 4B sind Graphen, die jeweils eine Beziehung zwischen einer Maschinendrehzahl NE und dem Integralanteil zeigen. Wie vorstehend erwähnt, ist der Winkelfehler ohne Bezug auf die Maschinendrehzahl NE konstant. Da der Zeitfehler linear relativ zur Maschinendrehzahl NE ansteigt, kann der Integralanteil, der durch die Nummer ”200” bei den 4A und 4B bezeichnet wird, durch einen Linearausdruck bezüglich der Maschinendrehzahl NE ausgedrückt werden. Die folgende Formel (2) ist der Linearausdruck. Integralanteil = Winkelfehler + Zeitfehler = a × NE + b (2)
Da ein Zeitfehler Null ist, wenn die Maschinendrehzahl Null ist, drückt der Achsenabstand ”b” einen Winkelfehler aus. Ein durch Subtrahieren des Winkelfehlers von dem Integralanteil erhaltener Wert drückt den Zeitfehler aus. Dadurch kann die Fehlercharakteristik der Einspeisemenge der Kraftstoffzuführpumpe 200 relativ zur Maschinendrehzahl erhalten werden. Ein spezifisches Verfahren zum Erhalten der Formel (2) wird mit Bezug auf die 4A und 4B erläutert.
In 4A werden die Maschinendrehzahl und der Integralanteil bei zwei Punkten auf einer Linie ”200” gemessen. Der erste gemessene Punkt wird durch (NE1, Integralanteil 1) bezeichnet und der zweite Messpunkt wird durch (NE2, Integralanteil 2) bezeichnet. Basierend auf den Werten von diesen Punkten werden die Neigung ”a” und der Achsenabschnitt ”b” der Formel (2) jeweils entsprechend den Formeln (3) und (4) erhalten. Der Integralanteil 1 und der Integralanteil 2 werden jeweils als ”IT1” und ”IT2” nachstehend bezeichnet. Neigung ”a” = (IT2 – IT1)/(NE2 – NE1) (3) Achsenabschnitt ”b” = IT2 – a × NE2 (4)
Bei 4B werden die Maschinendrehzahl und der Integralanteil bei drei Punkten oder mehr auf der Linie ”200” gemessen. Basierend auf den Messpunktkoordinaten (NE1, IT1), (NE2, IT2), (NE3, IT3) und (NE4, IT4) wird die Formel (2) entsprechend dem Verfahren der kleinsten Quadrate erhalten.
Die Einheit des Integralanteils der Formel (2) ist eine Durchflussrate (mm³/Hub). Somit ist es, wenn der Winkelfehler gelernt wird, notwendig, den Integralanteil in einen Winkelwert zu konvertieren. Wenn der Zeitfehler gelernt wird, ist es notwendig, den Integralanteil in einen Zeitwert zu konvertieren. Mit Bezug auf 4A wird ein Verfahren zum Konvertieren des Integralanteils nachstehend beschrieben.
Zunächst werden jeweils die IT1 und IT2 in Winkelwerten konvertiert, um die Winkelkonvertierwerte 1 und 2 zu erhalten, die als ”ACV1” und ACV2” bezeichnet werden.
Basierend auf der Einspeisebefehlsmenge (FCQ1 und FCQ2) und dem IT1 und dem IT2, werden die ACV1 und ACV2 entsprechend der folgenden Formeln (5) und (6) erhalten. Die Formeln (5) und (6) drücken Winkeländerungen aus, d. h., Winkelwerte, die von den Integralanteilen konvertiert werden. Die Konvertierung in dem Winkelwert wird basierend auf einem Charakteristik-Kennfeld, das eine Beziehung zwischen der Einspeisestartzeit (Winkel) und der Einspeisemenge zeigt, ausgeführt. ACV1 = Winkelkonvertierung (FCQ1) – Winkelkonvertierung (FCQ1-IT1) (5) ACV2 = Winkelkonvertierung (FCQ2) – Winkelkonvertierung (FCQ2-IT2) (6)
Die ACV1 und ACV2 werden für die IT1 und die IT2 bei der Formel (3) substituiert, wodurch die Neigung ”a” erhalten wird. Der ACV2 wird für die Neigung ”a” und der IT2 bei der Formel (4) substituiert, wodurch der Achsenabschnitt ”b” erhalten wird. Der Achsenabstand ”b” stellt einen Winkelfehlerlernwert dar. Ein Zeitfehlerlernwert wird durch einen durch Subtrahieren des Achsenabstands ”b” von dem Winkel, der den Integralanteil konvertiert, (ACV2 – Winkelfehlerlernwert) erhaltenen Wert ausgedrückt.
Der Zeitfehlerlernwert (ACV2 – Winkelfehlerlernwert), der durch den Winkelwert ausgedrückt wird, wird in einen Zeitwert basierend auf der Maschinendrehzahl NE entsprechend der nachfolgenden Formel (7) konvertiert. Zeitfehlerlernwert = {(ACV2-Winkelfehlerlernwert)/360} × (60/NE2) = (ACV2-Winkelfehlerlernwert)/6 × NE2) (7)
Wenn die Erregung des Dosierventils 30 basierend auf dem Winkelfehlerlernwert und dem Zeitfehlerlernwert gesteuert wird, wird die Einspeisestartzeit der Kraftstoffzuführpumpe 20 nicht variiert. Die Einspeisestartzeit ist ein theoretischer Wert, der das Charakteristik-Kennfeld definiert, sodass die Einspeisebefehlsmenge (FCQ1 und FCQ2) erhalten wird.
Die ECU 60 korrigiert die Erregungsstartzeit mit dem Winkelfehlerlernwert, sodass die Erregungsstartzeit früher als die Einspeisestartzeit durch die Ventilschließreaktionsverzögerungszeit durchgeführt wird. Darüber hinaus korrigiert die ECU 60 die Erregungsstartzeit durch Korrektur der Ventilschließreaktionsverzögerungszeit mit dem Zeitfehlerlernwert, der von der Maschinendrehzahl abhängt.
(Lernprozess)
Ein Lernprozess der Erregungsstartzeit, d. h. der Steuerbefehlswert zum Dosierventil 30, wird mit Bezug auf ein in 5 gezeigtes Flussdiagramm erläutert. Der Lernprozess wird immer durchgeführt.
In S400 bestimmt die ECU 60, ob es eine Lernzeit ist. Wenn irgendeine der nachfolgenden Bedingungen (1)–(3) eingerichtet ist, bestimmt der Computer, dass es die Lernzeit ist.

(1) Hinsichtlich der Alterungsverschlechterung der Kraftstoffzuführpumpe 20, wenn eine Fahrstrecke eine spezifische Strecke erreicht hat oder eine Antriebszeit der Kraftstoffzuführpumpe 20 die spezifische Anzahl von Malen erreicht hat.
(2) Der F/B-Integralanteil einen spezifischen Wert übersteigt und die Kraftstoffzuführpumpe 20 mit dem Alter tatsächlich verschlechtert wird.
(3) Eine Lernanforderung wird für ein Anfangslernen erzeugt.

Wenn die Antwort JA in S400 ist, schreitet der Prozess zu S402 fort, in dem die ECU 60 bestimmt, ob ein Datenerhaltzustand zum Lernen eingerichtet wird. Die ECU 60 bestimmt, dass der Datenerhaltzustand eingerichtet wird, wenn alle nachfolgenden Bedingungen eingerichtet werden.

(1) Das Lernen wird bis jetzt noch nicht durchgeführt, da das Fahrzeug abgestimmt ist.
(2) Ein Fahrzustand des Fahrzeugs ist ein Lernzustand, in dem alle nachfolgenden Zustände erfüllt sind. (a) Die Maschine wurde aufgewärmt. Maschinenkühlwassertemperatur ≥ vorgeschriebene Temperatur (b) Ein Maschinenstarten ist abgeschlossen. (c) Eine elektrische Leistungsquelle ist an. (d) Die Kraftstoffzuführpumpe 20, der Drucksensor 42 und der Maschinendrehzahlsensor weisen keine Fehlfunktion auf.
(3) Der Common-Rail-Druck folgt angemessen dem Soll-Common-Rail-Druck. |Soll-Common-Rail-Druck – Ist-Common-Rail-Druck| ≤ spezifischen Wert
(4) Die vorstehenden Datenerhaltzustände bzw. -bedingungen (1)–(3) sind mehrmals eingerichtet als die spezifische Anzahl von Malen.

Wenn die Antwort JA in S402 ist, schreitet der Prozess zu S404 fort, in dem die ECU 60 bestimmt, ob der Datenerhaltzustand bei der letzten Routine eingerichtet wurde. Wenn der Datenerhaltzustand in der aktuellen Routine eingerichtet wird und der Datenerhaltzustand nicht in dem letzten Programm bzw. Routine eingerichtet wurde, schreitet der Vorgang zu S424 fort, in dem die Daten zum Lernen wie folgt initialisiert werden. Da der Datenerhaltzustand bei der aktuellen Routine erfüllt ist, werden die aktuell erhaltenen Daten als Anfangsdaten definiert.

(1) Integrierter Wert des Common-Rail-Drucks = Common-Rail-Druck
(2) Integrierter Wert der Maschinendrehzahl = Maschinendrehzahl
(3) Integrierter Wert der Kraftstoffeinspritzmenge = Kraftstoffeinspritzmenge
(4) Integrierter Wert des F/B-Integralanteils = F/B-Integralanteil
(5) Integrierter Wert der Einspeisebefehlsmenge = Einspeisebefehlsmenge
(6) Integrationszählerstand = 1
(7) Initialisierung eines maximalen Werts und eines minimalen Werts (a) Maximaler Wert des Common-Rail-Drucks/minimaler Wert des Common-Rail-Drucks = Common-Rail-Druck (b) Maximaler Wert der Maschinendrehzahl/minimaler Wert der Maschinendrehzahl = Maschinendrehzahl (c) Maximaler Wert der Kraftstoffeinspritzmenge/minimaler Wert der Kraftstoffeinspritzmenge = Kraftstoffeinspritzmenge (d) Maximaler Wert des F/B-Integralanteils/minimaler Wert des F/B-Integralanteils = F/B Integralanteil.

Wenn die ECU 60 bestimmt, dass der Datenerhaltzustand bzw. -bedingung bei der letzten Routine in S404 eingerichtet wurde, schreitet der Prozess zu S406 fort, in dem die ECU 60 bestimmt, ob die Kraftstoffzuführpumpe 20 betrieben wird. Wenn die Antwort JA ist, schreitet der Prozess zu S408 fort, in dem die ECU 60 einen nachstehend beschriebenen Datenintegrationsprozess ausführt.

(1) Integrierter Wert des Common-Rail-Drucks = integrierter Wert des Common-Rail-Drucks + Common-Rail-Druck
(2) Integrierter Wert der Maschinendrehzahl = integrierter Wert der Maschinendrehzahl + Maschinendrehzahl
(3) Integrierter Wert der Kraftstoffeinspritzmenge = integrierter Wert der Kraftstoffeinspritzmenge + Kraftstoffeinspritzmenge
(4) Integrierter Wert des F/B-Integralanteils = integrierter Wert des F/B-Integralanteils + F/B-Integralanteil
(5) Integrierter Wert der Einspeisebefehlsmenge = integrierter Wert der Einspeisebefehlsmenge + Einspeisebefehlsmenge
(6) Integrationszähler = Integrationszähler + 1
(7) Aktualisierung der maximalen Werte (a) Maximaler Wert des Common-Rail-Drucks = MAX (Common-Rail-Druck, maximaler Wert des Common-Rail-Drucks) (b) Maximaler Wert der Maschinendrehzahl = MAX (Maschinendrehzahl, maximaler Wert der Maschinendrehzahl) (c) Maximaler Wert der Kraftstoffeinspritzmenge = MAX (Kraftstoffeinspritzmenge, maximaler Wert der Kraftstoffeinspritzmenge) (d) Maximaler Wert des F/B-Integralanteils = MAX (F/B-Integralanteil, maximaler Wert des F/B-Integralanteils)
(8) Aktualisierung der Minimalwerte (a) Minimaler Wert des Common-Rail-Drucks = MIN (Common-Rail-Druck, minimaler Wert des Common-Rail-Drucks) (b) Minimaler Wert der Maschinendrehzahl = MIN (Maschinendrehzahl, minimaler Wert der Maschinendrehzahl) (c) Minimaler Wert der Kraftstoffeinspritzmenge = MIN (Kraftstoffeinspritzmenge, minimaler Wert der Kraftstoffeinspritzmenge) (d) Minimaler Wert des F/B-Integralanteils = MIN (F/B-Integralanteil, minimaler Wert des F/B-Integralanteils)

Anschließend schreitet der Prozess zu S410 fort, in dem die ECU 60 bestimmt, ob alle nachfolgenden Zustände eingerichtet wurden und alle Daten zur Integration stabil sind.

(1) Maximaler Wert des Common-Rail-Drucks – minimaler Wert des Common-Rail-Drucks ≤ Druckstabilbestimmungswert
(2) Maximaler Wert der Maschinendrehzahl – minimaler Wert der Maschinendrehzahl ≤ Maschinendrehzahl-Stabilbestimmungswert
(3) Maximaler Wert der Kraftstoffeinspritzmenge – minimaler Wert der Kraftstoffeinspritzmenge ≤ Kraftstoffeinspritzmenge-Stabilbestimmungswert
(4) Maximaler Wert des F/B-Integralanteils – minimaler Wert des F/B-Integralanteils ≤ F/B-Integralanteil-Stabilbestimmungswert

Wenn die Antwort in S410 NEIN ist, schreitet der Prozess zu S424 fort.
Wenn die Antwort in S410 JA ist, schreitet der Prozess zu S412 fort, in dem die ECU 60 bestimmt, ob der Integrationszähler mehr als eine spezifische Anzahl von Malen ist. Wenn die Antwort in S412 JA ist, schreitet der Prozess zu Schritt S414 fort, in dem die ECU 60 Durchschnitte der Daten berechnet und speichert, die nachstehend beschrieben werden.

(1) Mittelwert des Common-Rail-Drucks [n] = integrierter Wert des Common-Rail-Drucks/Integrationszähler
(2) Mittelwert der Maschinendrehzahl [n] = integrierter Wert der Maschinendrehzahl/Integrationszähler
(3) Durchschnittswert der Kraftstoffeinspritzmenge [n] = integrierter Wert der Kraftstoffeinspritzmenge/Integrationszähler
(4) Mittlerer Wert des F/B-Integrationsanteils [n] = integrierter Wert des F/B-Integrationsanteils/Integrationszähler
(5) Durchschnittswert der Einspeisebefehlsmenge [n] = Integrationswert der Einspeisebefehlsmenge/Integrationszähler

Es soll beachtet werden, dass der Index [n] jedes Parameters einen Index einer Matrix zum Speichern der Durchschnittswerte darstellt. Die Anzahl der [n] wird durch Eins inkrementiert, wenn S414 ausgeführt wird. Wenn die Anzahl von [n] die Anzahl der Matrix übersteigt, wird die Anzahl von [n] auf Null zurückgesetzt und die gespeicherten Daten werden aktualisiert.
Anstelle der Matrix kann eine Mehrzahl von Feldern entsprechend von Maschinenantriebszuständen definiert werden, wie z. B. die Maschinendrehzahl und der Common-Rail-Druck. Die Daten, deren Mittel berechnet wird, können in dem entsprechenden Feld gespeichert werden. Selbst wenn die Daten in einem spezifischen Feld viele Male aktualisiert werden, werden die Daten in anderen Feldern nicht aktualisiert. Allerdings wird, falls die Anzahl der Maschinenantriebszustände erhöht wird, die Anzahl der Felder, in denen die Daten gespeichert werden, auch erhöht, sodass die notwendige Speicherkapazität erhöht wird.
Bei einem Fall, bei dem die Werte der gespeicherten Daten größtenteils nicht geändert werden, selbst wenn der Maschinenantriebszustand verändert wird, wird der Durchschnittswert der in jedem Feld entsprechend des Maschinenantriebszustands gespeicherten Daten größtenteils nicht verändert. Somit müssen die Daten entsprechend des vorstehenden Maschinendrehzahlzustands nicht gespeichert werden, wodurch die notwendige Speicherkapazität reduziert werden kann.
Mittlerweile ist es in einem Fall, bei dem die Werte der gespeicherten Daten relativ zu den Maschinenantriebsdrehzahlen signifikant geändert werden, notwendig, die Dateien fein zu definieren. Somit wird die notwendige Speicherkapazität erhöht.
Zudem ist es, wenn der Datenerhaltszustand häufig in S402 eingerichtet wird, wahrscheinlich, dass die Werte der in der Matrix gespeicherten Daten größtenteils nicht verändert werden. Von der Sicht der Berechnungsgenauigkeit der Formel (2), da eine Differenz zwischen mehreren Maschinendrehzahlen, die zum Berechnen der Formel (2) verwendet werden, größer wird, wird die Computergenauigkeit erhöht.
Somit ist es wünschenswert, zuvor zu bestimmen, ob Daten in der Matrix oder in den Feldern basierend auf der Einrichthäufigkeit des Datenerhaltzustands gespeichert werden.
Nachdem die Daten in der Matrix oder den Feldern in S414 gespeichert werden, lehrt die ECU 60 die Anzahl der Male, bei denen die Datenerhaltzustände (1)–(3) in S402 errichtet werden. Dadurch werden, da der Datenerhaltzustand nicht in dem nachfolgenden S402 eingerichtet wird, die Daten in S424 initialisiert.
Anschließend schreitet der Prozess zu S416 fort, in dem die ECU 60 bestimmt, ob ein Lernwertberechnungszustand erfüllt ist. Die Bestimmung wird basierend auf den nachfolgenden Bedingungen bei einem Fall durchgeführt, bei dem die Daten in der Matrix oder den Feldern gespeichert werden. Bei dem in 4A gezeigten Berechnungsverfahren bestimmt die ECU 60, wenn es zwei Teile von Daten sind, die den nachfolgenden Zustand (1) oder (2) erfüllen, dass der Lernwertberechnungszustand in S416 erfüllt ist. Bei dem in 4B gezeigten Berechnungsverfahren bestimmt, wenn es drei oder mehrere Teile von Daten gibt, die den nachfolgenden Zustand (1) oder (2) erfüllt, die ECU 60, dass der Lernwertberechnungszustand in S416 erfüllt ist.

(1) In einem Fall, bei dem die Daten in der Matrix gespeichert werden: (a) Eine Abweichung des Common-Rail-Drucks kleiner oder gleich als eine vorbestimmte Druckabweichung ist. |Mittelwert des Common-Rail-Drucks [n1] – Mittelwert des Common-Rail-Drucks [n2]| ≤ vorbestimmte Druckabweichung (b) Eine Abweichung der Maschinendrehzahl größer oder gleich einer vorbestimmten Maschinendrehzahlabweichung ist. |Mittelwert der Maschinendrehzahl [n1] – Mittelwert der Maschinendrehzahl [n2]| ≥ vorbestimmte Maschinendrehzahlabweichung (c) Eine Abweichung der Kraftstoffeinspritzmenge kleiner oder gleich einer vorbestimmten Einspritzmengenabweichung ist. |Mittelwert der Kraftstoffeinspritzmenge [n1] – Mittelwert der Kraftstoffeinspritzmenge [n2]| ≤ vorbestimmter Einspritzmengenabweichung
(2) Bei einem Fall, bei dem Daten in den Feldern gespeichert werden: Das Feld ist jeweils bezüglich der Maschinendrehzahl und des Common-Rail-Drucks definiert. (a) Eine Abweichung des Common-Rail-Drucks ist relativ klein. Wenn die Daten unter den nachfolgenden Zuständen (b) und (c) ausgewählt werden, werden die in den spezifischen Feld gespeicherten Daten angewandt. (b) Eine Abweichung der Maschinendrehzahl ist relativ groß.

Die Daten werden aus den Felder ausgewählt, in denen die Maschinendrehzahl zueinander unterschiedlich ist. Da die Abweichung des Mittelwerts der Maschinendrehzahl in angrenzenden Feldern klein ist, kann bestimmt werden, dass die Abweichung der Maschinendrehzahl groß ist, wenn irgendeine der nachfolgenden Zustände eingerichtet wird.

• Ein anderes Feld existiert zwischen den angrenzenden Feldern.
• |Mittelwert der Maschinendrehzahl [n1] – Mittelwert der Maschinendrehzahl [n2]| ≥ vorbestimmte Maschinendrehzahlabweichung.

(c) Eine Abweichung der Kraftstoffeinspritzmenge ist relativ klein. |Mittelwert der Kraftstoffeinspritzmenge [n1] – Mittelwert der Kraftstoffeinspritzmenge [n2]| ≤ vorbestimmte Einspritzmengenabweichung

Wenn die Antwort in S416 JA ist, schreitet der Prozess zu S418 fort, in dem die ECU 60 den Lernwert entsprechend der Formeln (2) bis (7) berechnet. Anschließend schreitet der Prozess zu S420 fort, in dem die ECU 60 die Erregungsstartzeit des Dosierventils 30 basierend auf dem berechneten Lernwert korrigiert. Insbesondere werden die nachfolgenden Prozesse (1) bis (3) ausgeführt.
(1) Korrektur des Integralanteils und einer Reflektionszeit des Lernwerts
Falls der Lernwert sowie der F/B-Integralanteil angewandt werden, ist es wahrscheinlich, dass die Erregungsstartzeit plötzlich aufgrund der Reflektion sowohl des F/B-Integralanteils als auch des Lernwerts verändert werden kann, sodass die Einspeisemenge plötzlich verändert werden kann. Folglich ist es wahrscheinlich, dass der Common-Rail-Druck abrupt verändert wird, dass einen mechanischen Stoß aufgrund eines abrupten Wechsels des Moments verursacht. Somit ist es notwendig die Reflektion des Lernwerts einzustellen.

(a) In einem Fall, bei dem der Lernwert unmittelbar nachdem dem Abschluss des Lernens reflektiert wird: Hinsichtlich des fehlerhaften Lernens des Lernwerts und eine rasche Veränderung der Erregungsstartzeit aufgrund einer Änderung von dem F/B-Integralanteil zu dem Lernwert wird vermieden, dass alle Steuerungen durch den F/B-Integralanteil in den Steuerungen durch das Lernen geändert werden. Somit wird ein spezifisches Verhältnis zwischen dem F/B-Integralanteil und dem Lernwert definiert, und die Steuerungen werden basierend auf dem spezifischen Verhältnis ausgeführt. Beispielsweise ist der F/B-Integralanteil 30% und der Lernwert 70%. Dadurch kann begrenzt werden, dass die Erregungsstartzeit rasch verändert wird und ein mechanischer Stoß aufgrund eines plötzlichen Wechsels des Moments erzeugt wird.
(b) Bei einem Fall, bei dem der Lernwert bei der Zeit reflektiert wird, wenn eine Fahrt eines Fahrzeugs abgeschlossen ist: Wenn eine Fahrt eines Fahrzeugs abgeschlossen ist, wird die Maschine abgeschaltet. Somit wird, selbst wenn der Lernwert reflektiert wird, ein plötzlicher Wechsel des Moments nicht erzeugt. Die Lernwerte werden in dem EEPROM oder dem SRAM (Stand-By RAM) gespeichert, und die Lernwerte werden bei einem Start der nachfolgenden Fahrt verwendet.
(c) Bei einem Fall, bei dem der Lernwert allmählich reflektiert wird: Das Verhältnis des Lernwerts relativ zu dem F/B-Integralanteil wird allmählich bis auf 100% erhöht. Somit kann eine Momentenabweichung beschränkt werden.

(2) Reflektionsteil, zu dem der Winkelfehlerlernwert reflektiert wird,
Die Erregungsstartzeit des Dosierventils 30 wird mit dem Winkelfehlerlernwert korrigiert.
(3) Reflexionsteil, zu dem der Zeitfehlerlernwert reflektiert wird.
Die Reaktionsverzögerungszeit des Dosierventils 30 wird mit dem Zeitfehlerlernwert korrigiert, um die Erregungsstartzeit zu korrigieren.
Wenn der Lernwert in S420 reflektiert wird, lehrt die ECU 60 die Information über die Lernzeit, welche in S400 bestimmt wird, und schaltet einen Lernabschluss-Flag an. Ein Lernabschluss-Flag wird verwendet, wenn der Betrieb der Kraftstoffzuführpumpe 20 diagnostiziert wird.
Der Prozess in S408 zum Erhalt des F/B-Integralanteils entspricht einem Rückkopplungssteuerabschnitt, einem erforderlichen Einspeisemengenbestimmungsabschnitt und einem tatsächlichen Einspeisemenge-Erfassungsabschnitt. Der Prozess in S410 entspricht einem Bestimmungsabschnitt. Der Prozess in S418 entspricht einem Lernabschnitt. Der Prozess in S420 entspricht einem Korrekturabschnitt.
Außerdem funktioniert die ECU 60 als Rückkopplungssteuerabschnitt, erforderlicher Einspeisemenge-Bestimmungsabschnitt, tatsächlicher Einspeisemenge-Erfassungsabschnitt, Lernabschnitt, Korrekturabschnitt und Bestimmungsabschnitt.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die Erregungsstartzeit des Dosierventils 30 gleichwertig zu dem Steuerbefehlswert des Dosierventils.
(Korrekturprozess)
6 ist ein Flussdiagramm, das insbesondere einen Korrekturprozess von S420 zeigt, in dem die Erregungsstartzeit des Dosierventils 30 hinsichtlich des Lernwerts korrigiert wird.
In S430 berechnet die ECU 60 die Einspeisebefehlsmenge basierend auf dem F/B-Integralanteil, von dem das Verhältnis in S420 bestimmt wird. In S432 erhält die ECU 60 die Kraftstoffeinspeise-Startzeit der Kraftstoffzuführpumpe 20 basierend auf der Einspeisebefehlsmenge durch Verwendung eines Kennfelds.
In S434 berechnet die ECU 60 die Ventilschließreaktionsverzögerungszeit durch Hinzufügen des Zeitfehlerlernwerts, der in S420 eingerichtet ist, zu der Standardreaktionsverzögerungszeit des Dosierventils 30. Anschließend konvertiert die ECU 60 die Ventilschließreaktionsverzögerungszeit in einen Winkelwert.
In S436 fügt die ECU 60 den vorstehend konvertierten Winkelwert zu dem in S420 eingerichteten Winkelfehlerlernwert hinzu, sodass die Erregungsstartzeit des Dosierventils 30 korrigiert wird.
Hinsichtlich einer Marge, die eine Änderung der Ventilschließreaktionsverzögerungszeit aufnimmt, berechnet die ECU 60 in S438 eine Erregungsperiode des Dosierventils 30 von, wenn das Dosierventil 30 beginnt erregt zu werden, bis, wenn das Dosierventil 30 sicher geschlossen ist. Anschließend übermittelt in S440 die ECU 60 ein Ansteuersignal zu dem Dosierventil 30 basierend auf der in S436 berechneten Erregungsstartzeit und der in S438 berechneten Erregungsperiode.
Bei dem in 6 gezeigten vorstehenden Korrekturprozess entsprechen die Prozesse S430 bis S440 dem Korrekturabschnitt.
Gemäß der vorstehenden Ausführungsform wird der durch den Integralteil ausgedrückte Fehler der Einspeismenge in den Winkelfehler, der nicht ohne Bezug auf die Maschinendrehzahl variiert, und in den Zeitfehler geteilt, der entsprechend der Maschinenzahl variiert. Anschließend wird die Erregungsstartzeit gelernt. Somit kann die Erregungsstartzeit des Dosierventils 30 mit hoher Genauigkeit gelernt werden.
Ferner wird die Erregungsstartzeit des Dosierventils 30 basierend auf dem Lernwert korrigiert, wodurch die Einspeisemenge genau eingestellt werden kann, sodass der Common-Rail-Druck gut dem Soll-Common-Rail-Druck folgt.
Zudem ist es, da der Integralanteil durch einen Linearausdruck bezüglich der Maschinendrehzahl ausgedrückt werden kann, notwendig, das Lernen in allen Feldern der Maschinendrehzahl auszuführen. Der Linearausdruck kann auf einfache Weise durch Messen der Maschinendrehzahl und des Integralanteils bei mehreren Punkten erhalten werden. Dadurch kann der Winkelfehler und der Zeitfehler, die der Integralanteil ausdrückt, auf einfache Weise erhalten werden.
Zudem kann, da die Erregungsstartzeit lernt, wenn der Integralanteil und der Maschinenbetriebszustand stabil sind, ein fehlerhaftes Lernen der Erregungsstartzeit vermieden werden und die Erregungsstartzeit kann mit hoher Genauigkeit gelernt werden.
Darüber hinaus trifft es gemäß der vorliegenden Ausführungsform, wenn die sich Druckabweichung zwischen dem Soll-Druck und dem tatsächlichen Druck erhöht, nicht ein, dass die Erregungsstartzeit des Dosierventils 30 direkt basierend auf der Druckabweichung gesteuert wird. Die erforderliche Einspeisemenge wird derart bestimmt, dass der Common-Rail-Druck der Soll-Druck wird. Die Erregungsstartzeit des Dosierventils 30 wird basierend auf der F/B-Einspeisemenge gesteuert, die basierend auf einer Differenz zwischen der erforderlichen Einspeisemenge und der tatsächlichen Einspeisemenge bestimmt wird. Somit ist es begrenzt, dass der Common-Rail-Druck über dem Soll-Druck überschwingen kann. Der Common-Rail-Druck kann dem Soll-Druck mit hoher Genauigkeit folgen.
(Andere Ausführungsform)
Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die vorstehend erwähnte Ausführungsform begrenzt und kann auf verschiedene Ausführungsformen angewandt werden.
Der Rückkopplungsbetrag zum Aufbringen des Common-Rail-Drucks auf den Soll-Druck kann als Winkelwert basierend auf der Differenz zwischen der erforderlichen Einspeisemenge und der tatsächlichen Einspeisemenge erhalten werden.
Alternativ kann der Rückkopplungsbetrag zum Aufbringen des Common-Rail-Drucks auf den Soll-Druck als eine Kraftstoffeinspeisemenge oder einem Winkelwert basierend auf dem Differentialdruck zwischen dem Soll-Druck und dem tatsächlichen Druck erhalten werden.
Bei den vorstehenden Ausführungsformen führt die ECU 60 die Steuerprogramme aus, um jede Funktion des Rückkopplungssteuerabschnitts, des Lernabschnitts, des Korrekturabschnitts, des Bestimmungsabschnitts, des erforderlichen Einspeisemengen-Bestimmungsabschnitts und des aktuellen Einspeisemengen-Erfassungsabschnitts auszuführen. Mittlerweile kann zumindest eine dieser Funktionen durch eine Schaltkreiskonfiguration anstatt eines Steuerprogramms ausgeführt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2009-052409 A [0002, 0004]
JP 2011-085046 A [0002]

Claims

Pumpensteuerung, die auf ein Kraftstoffzuführsystem (10) angewandt ist, in der eine Common-Rail (40) einen von einer Kraftstoffzuführpumpe (20) gespeisten Kraftstoff sammelt, ein Kraftstoffinjektor (50) den von der Common-Rail (40) zugeführten Kraftstoff in die Verbrennungskraftmaschine (2) einspritzt, wobei eine Einspeisemenge der Kraftstoffzuführpumpe (20) durch Steuern einer Kraftstoffeinspeisperiode bei einem Einspeisehub mit einem Dosierventil (30) eingestellt wird, wobei die Pumpensteuerung aufweist: einen Rückkopplungssteuerabschnitt (60), der einen Steuerbefehlswert auf das Dosierventil (30) basierend auf einem Rückkopplungsbetrag zum Bringen eines Drucks in der Common-Rail (40) auf einen Soll-Druck einrichtet, der entsprechend eines Fahrzustands der Verbrennungskraftmaschine (2) bestimmt wird; einen Lernabschnitt (60), der einen Integralanteil des Rückkopplungsbetrags in einen Winkelfehler, der eine Differentialdrehphase zwischen einer Nocke (14), die die Kraftstoffzuführpumpe (20) antreibt, und einer Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine (2) darstellt, und in einen Zeitfehler aufteilt, der eine Abweichung bezüglich der Zeit darstellt, wenn das Dosierventil (30) geöffnet oder geschlossen wird, wobei der Lernabschnitt (60), der den Steuerbefehlswert lernt, auf dem Winkelfehler und dem Zeitfehler basiert; und einen Korrekturabschnitt (60), der den Steuerbefehlswert basierend auf dem Lernwert, den der Lernabschnitt (60) lernt, korrigiert.
Pumpensteuerung nach Anspruch 1, wobei: der Integralanteil durch einen Linearausdruck bezüglich einer Maschinendrehzahl ausgedrückt wird, und der Lernabschnitt (60) definiert einen Schnittpunkt des Linearausdrucks als Winkelfehler und lernt einen durch Subtrahieren des Winkelfehlers von dem Linearausdruck erhaltenen Wert als Zeitfehler.
Pumpensteuerung nach Anspruch 1 oder 2, ferner aufweisend: einen Bestimmungsabschnitt (60), der bestimmt, ob der Integralanteil und die Maschinendrehzahl jeweils innerhalb eines spezifischen Bereichs liegen; wobei der Lernabschnitt (60) ein Lernen des Steuerbefehlswerts durchführt, wenn der Bestimmungsabschnitt (60) bestimmt, dass der Integralanteil und die Maschinendrehzahl jeweils innerhalb des spezifischen Bereichs liegen; und der Lernabschnitt (60) nicht das Lernen des Steuerbefehlswerts durchführt, wenn der Bestimmungsabschnitt (60) bestimmt, dass zumindest der Integralanteil und/oder die Maschinendrehzahl außerhalb des spezifischen Bereichs liegt.
Pumpensteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner aufweisend: einen Bestimmungsabschnitt (60) für eine erforderliche Einspeisemenge, der eine erforderliche Einspeisemenge bestimmt, die die Kraftstoffzuführpumpe (20) derart einspeist, dass der Druck in der Common-Rail (40) auf den Soll-Druck gebracht wird; und einen Erfassungsabschnitt (60) für eine tatsächliche Einspeisemenge, der eine tatsächliche Einspeisemenge erfasst, die die Kraftstoffzuführpumpe (20) speist; wobei: der Rückkopplungssteuerabschnitt (60) eine Rückkopplungseinspeisemenge als Rückkopplungsbetrag basierend auf einer Differenz zwischen der erforderlichen Einspeisemenge und der tatsächlichen Einspeisemenge bestimmt, so dass der Druck in der Common-Rail (40) auf den Soll-Druck gebracht wird; der Rückkopplungssteuerabschnitt (60) den Steuerbefehlswert derart einrichtet, dass die Kraftstoffzuführpumpe (20) den Kraftstoff einspeist, dessen Menge durch Hinzufügen der Rückkopplungseinspeisemenge zur erforderlichen Einspeisemenge erhalten wird; der Lernabschnitt (60) den Integralanteil der Rückkopplungseinspeisemenge in den Winkelfehler und den Zeitfehler aufteilt; der Lernabschnitt (60) den Steuerbefehlswert basierend auf dem Winkelfehler und dem Zeitfehler lernt; und der Korrekturabschnitt (60) den Steuerbefehlswert basierend auf dem Lernwert korrigiert, den der Lernabschnitt (60) von dem Integralanteil von der Rückkopplungseinspeisemenge lernt.