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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kraftstoffpumpenkennlinien-Lernvorrichtung, die eine Pumpenkennlinie von einer Kraftstoffpumpe, die einen unter hohem Druck stehenden Kraftstoff einer Common-Rail bzw. gemeinsamen Druckspeicherleitung zuführt, lernt.
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HINTERGRUND
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Es ist hinreichend bekannt, dass ein Common-Rail-System eine Common-Rail bzw. eine gemeinsame Druckspeicherleitung, in der ein unter hohem Druck stehender Kraftstoff gesammelt bzw. akkumuliert wird, zum Einspritzen des unter hohem Druck stehenden Kraftstoffs in einen Motor durch eine Kraftstoffinjektor aufweist.
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In dem Common-Rail-System wird eine Kraftstoffabführmenge von einer Kraftstoffzuführpumpe durch ein in einer Kraftstoffzuführpumpe angeordnetes Saugsteuerventil angepasst. Ein Steuersystem für die Kraftstoffzuführpumpe ist auf einer Pumpenkennlinie basierend konzipiert, die eine Beziehung zwischen der Kraftstoffabführmenge der Kraftstoffzuführpumpe und einer Steuermenge des Saugsteuerventils zeigt.
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Die Pumpenkennlinie der Kraftstoffzuführpumpe verändert sich jedoch im Laufe der Zeit. Somit wird in einem tatsächlichen Common-Rail-System eine Veränderung der Pumpenkennlinien von den ursprünglichen Kennlinien detektiert, und die Parameter des Steuersystems werden korrigiert, wie in der
JP-2013-160110 A und der
JP-2010-223130 A gezeigt ist.
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In einer Lernsteuerung bzw. dem Erlernen des Regelns, die in der
JP-2013-160110 A gezeigt ist, wird die Kraftstoffabführmenge der Kraftstoffzuführpumpe mittels eines Saugsteuerventils graduell bzw. allmählich erhöht, und der Kraftstoffdruck in einer Common-Rail bzw. gemeinsamen Druckspeicherleitung wird an einen Soll-Common-Rail-Druck mittels eines Druckreduktionsventils, das in der Common-Rail angeordnet ist, angepasst. Wenn die Kraftstoffabführmenge der Kraftstoffzuführpumpe dann gesättigt bzw. erreicht ist, wird eine Steuermenge des Saugsteuerventils als eine maximale Steuermenge erhalten bzw. erfasst.
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Wenn zudem die Kraftstoffzuführpumpe beginnt, den Kraftstoff anzusaugen, wird die Steuermenge des Saugsteuerventils als eine Saugstart-Steuermenge erhalten bzw. erfasst. Basierend auf der maximalen Steuermenge und der minimalen Steuermenge wird die Pumpenkennlinie korrigiert, so dass die Steuermenge des Saugsteuerventils festgelegt ist.
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Wenn der Common-Rail-Druck sich bei einem spezifizierten Solldruck befindet, wird in der in der
JP-2010-223130 A gezeigten Lernsteuerung die Steuermenge des Saugsteuerventils so angepasst, dass die Kraftstoffabführmenge der Kraftstoffzuführpumpe erhöht wird.
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Außerdem wird der Common-Rail-Druck mittels eines Druckreduktionsventils, das in der Common-Rail angeordnet ist, an einen Solldruck angepasst. Eine Erhöhung der Kraftstoffabführmenge wird basierend auf der Kraftstoffmenge berechnet, die durch das Druckreduktionsventils strömt.
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Dann wird basierend auf der Erhöhung der Kraftstoffabführmenge und der Steuermenge des Saugsteuerventils eine Pumpenkennlinie erlernt.
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In den vorstehend erwähnten Lernsteuerungen werden die Pumpenkennlinien basierend auf zwei Steuermengen des Saugsteuerventils erlernt. Man nimmt dabei an, dass die Pumpenkennlinien von einer Kraftstoffzuführpumpe linear angenähert werden können.
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In der Kraftstoffzuführpumpe wird jedoch das Saugsteuerventil im Laufe der Zeit nichtlinear verändert.
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In den vorstehend erwähnten Steuerungen wird die Steuermenge des Saugsteuerventils schwerlich bzw. kaum mit hoher Genauigkeit korrigiert.
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Die Kraftstoffabführmenge der Kraftstoffzuführpumpe kann nicht mit hoher Genauigkeit erfasst werden. Eine hochgenaue Steuerung der Kraftstoffeinspritzmenge der Kraftstoffzuführpumpe zu einem Motor ist nicht möglich.
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KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Kraftstoffpumpenkennlinien-Lernvorrichtung zu schaffen, die eine Pumpenkennlinie der Kraftstoffzuführpumpe über eine gesamte Öffnungszeitspanne eines Saugsteuerventils lernen kann.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Kraftstoffpumpenkennlinien-Lernvorrichtung mit einer Sucheinrichtung, einer Abführmengen-Steuereinrichtung, einer Druckreduktionsstartpunkt-Sucheinrichtung, einer Steuermengen-Speichereinrichtung, einer Sättigungspunkt-Sucheinrichtung und einer Pumpenkennlinien-Identifikationseinrichtung versehen.
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Die Sucheinrichtung sucht einen Veränderungspunkt einer Steuermenge eines Dosierventils, indem das Druckreduktionsventil graduell geöffnet wird, während der Kraftstoffdruck in der Common-Rail auf einem Soll-Common-Rail-Druck gehalten wird. Die Sucheinrichtung speichert die Steuermenge des Dosierventils an dem Veränderungspunkt als eine Druckreduktion-Startmenge.
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Die Abführmengen-Steuereinrichtung erhöht die in Richtung auf die Common-Rail strömende Kraftstoffabführmenge der Kraftstoffzuführpumpe und führt den Kraftstoff in der Common-Rail ab, so dass der Kraftstoffdruck in der Common-Rail mit dem Soll-Common-Rail-Druck übereinstimmt.
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Die Steuermengen-Speichereinrichtung speichert eine Steuermenge des Dosierventils und eine Steuermenge des Druckreduktionsventils, was notwendig ist, um den Kraftstoffdruck an einen Soll-Kraftstoffdruck anzupassen.
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Die Sättigungspunkt-Sucheinrichtung sucht einen Sättigungspunkt, an dem eine Kraftstoffabführmenge des Dosierventils erreicht ist bzw. gesättigt wird. Die Sättigungspunkt-Sucheinrichtung speichert die Steuermenge des Dosierventils und die Steuermenge des Druckreduktionsventils an dem Sättigungspunkt als eine Vollabführungs-Steuermenge und eine endgültige Steuermenge.
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Die Pumpenkennlinien-Identifikationseinrichtung identifiziert die Pumpenkennlinien basierend auf der Druckreduktions-Startmenge, der Steuermenge des Dosierventils und der Steuermenge des Druckreduktionsventils.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
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Vorstehende und weitere Aspekte, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden anhand der nachstehenden ausführlichen Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung eingehender erläutert. Es zeigen:
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1 ein schematisches Diagramm, das eine Konfiguration eines Common-Rail-Systems gemäß einer Ausführungsform zeigt;
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2 ein Diagramm zur Erläuterung einer I-Q-Kennlinie eines Saugsteuerventils und einer TQ-Qp-Kennlinie eines Druckreduktionsventils;
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3 ein Flussdiagramm, das einen Suchverarbeitung zeigt, die durch eine ECU ausgeführt wird;
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4 ein Flussdiagramm, das eine Pumpenkennlinien-Lernverarbeitung zeigt, die durch die ECU ausgeführt wird;
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5 ein Flussdiagramm, das eine SCV-Diagnose zeigt, die in 4 gezeigt ist; und
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6 ein Flussdiagramm, das eine Pumpenkennlinien-Identifikationsverarbeitung zeigt, die in 4 gezeigt ist.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Nachstehend erfolgt eine Beschreibung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Wie in 1 gezeigt ist, weist ein Common-Rail-System 2 eine Common-Rail 10 auf, in der ein unter hohem Druck stehender Kraftstoff gesammelt wird. Der unter hohem Druck stehende Kraftstoff wird einem Vierzylinder-Dieselmotor 4 zugeführt.
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Eine Kraftstoffzuführpumpe 20 pumpt den Kraftstoff aus einem Kraftstofftank 12 und führt den Kraftstoff der Common-Rail 10 zu. Der gesammelte, unter hohem Druck stehende Kraftstoff in der Common-Rail 10 wird in eine Brennkammer eines jeweiligen Zylinders durch einen Kraftstoffinjektor 30 eingespritzt.
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Die Kraftstoffzuführpumpe 20 ist mit einer Speisepumpe 22 und einem Kraftstoffzuführbereich 24 versehen. Die Speisepumpe 22 pumpt den Kraftstoff aus dem Kraftstofftank 12 herauf. Der Kraftstoffzuführbereich 24 setzt den Kraftstoff unter Druck und führt den unter hohem Druck stehenden Kraftstoff an die Common-Rail 10 ab.
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Ein Saugsteuerventil (SCV) 26 ist in einer Kraftstoffleitung zwischen der Speisepumpe 22 und dem Kraftstoffzuführbereich 24 angeordnet. Das SCV 26 passt eine Kraftstoffsaugmenge des Kraftstoffzuführbereichs 24 an.
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Der Kraftstoffzuführbereich 24 ist eine durch der Motor 4 angetriebene Plunger-Pumpe. Ein Plunger des Kraftstoffzuführbereichs 24 bewegt sich hin und her, so dass der Kraftstoff dadurch unter Druck gesetzt wird. Der unter Druck gesetzte Kraftstoff wird in Richtung auf die Common-Rail 10 abgeführt.
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Die Common-Rail 10 ist mit einem Drucksensor 14 versehen, der den Kraftstoffdruck in der Common-Rail 10 detektiert. Der detektierte Kraftstoffdruck wird nachstehend als ein Common-Rail-Druck bezeichnet. Ferner ist die Common-Rail 10 mit einem Druckreduktionsventil (PRV) 16 versehen, das den Kraftstoff in der Common-Rail 10 abführt, so dass der Common-Rail-Druck verringert wird.
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Wenn das PRV 16 erregt bzw. aktiviert wird, wird das PRV 16 geöffnet, um den Kraftstoff in der Common-Rail 10 in Richtung auf den Kraftstofftank 12 abzuführen. Wie in 2 gezeigt ist, ist die Kraftstoffmenge Qp, die durch das Druckreduktionsventil 16 strömt, proportional zu einer Erregungszeitspanne TQ des Druckreduktionsventils 16.
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Der Motor 4 ist mit einem Drehzahlsensor 32, der eine Motordrehzahl NE detektiert, einem Fußpedalsensor 34, der einen Verstellweg des Fußpedals (Fußpedalposition ACC) durch einen Fahrzeuglenker detektiert, einem Kühlmitteltemperatursensor 36, der eine Motorkühlmitteltemperatur (Kühlmitteltemperatur THW) detektiert, und einem Einlasstemperatursensor 38 versehen, der eine Ansauglufttemperatur (Einlasstemperatur TA) detektiert.
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Die Detektionssignale von jedem Sensor werden an eine elektronische Steuereinheit (ECU) 40 gesendet, bei der es sich um einen Microcomputer mit einer CPU, einem ROM, einem RAM und dergleichen handelt.
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Die ECU 40 empfängt die Detektionssignale von dem Drucksensor 14 und anderen Sensoren 32, 34, 36, 38. Basierend auf diesen Detektionssignalen steuert die ECU 40 den Common-Rail-Druck und den Kraftstoffinjektor 30.
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In einer Common-Rail-Druck-Steuerung berechnet die ECU 40 einen Soll-Common-Rail-Druck basierend auf einem Fahrzustand des Motors 4. Dann steuert die ECU 40 das SCV 26 und das PRV 16, so dass der durch den Drucksensor 14 detektierte Common-Rail-Druck mit dem Soll-Common-Rail-Druck übereinstimmt.
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In einer Kraftstoffeinspritzsteuerung berechnet die ECU 40 eine Kraftstoffeinspritzmenge und eine Kraftstoffeinspritzzeitsteuerung basierend auf dem Fahrzustand des Motors 4. Gemäß den berechneten Ergebnissen erregt bzw. aktiviert die ECU 40 den Kraftstoffinjektor 30.
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Dann lernt die ECU 40 eine Pumpenkennlinie der Kraftstoffzuführpumpe 20. Basierend auf dem Lernergebnis berechnet die ECU 40 einen Lernwert zum Korrigieren einer Steuermenge des SCV 26. Die Steuermenge des SCV 26 entspricht einem Erregungsstrom „I” des SCV 26. Die Steuermenge der SCV 26 wird nachstehend als ein SCV-Befehlswert bezeichnet.
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Der Lernwert dient zum Korrigieren des SCV-Befehlswerts, so dass die Kraftstoffabführmenge mit der Soll-Kraftstoffabführmenge übereinstimmt. Der Lernwert wird für eine vorbestimmte Kraftstoffabführmenge festgelegt. Insbesondere wird der Lernwert für ein vorbestimmtes Abführverhältnis δ% relativ zu einer Gesamtkraftstoffabführmenge festgelegt.
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Wenn die ECU 40 bestimmt, dass eine Lernbedingung erfüllt ist, führt die ECU 40 eine Suchverarbeitung, die in 3 gezeigt ist, und eine Pumpenkennlinien-Lernverarbeitung aus, die in 4 bis 6 gezeigt ist. Die ECU 40 lernt die gegenwärtige Pumpenkennlinie und aktualisiert den Lernwert, so dass dieser der gegenwärtigen Pumpenkennlinie entspricht. Somit funktioniert die ECU 40 als eine Kraftstoffpumpenkennlinien-Lernvorrichtung.
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In der Suchverarbeitung detektiert die ECU 40 eine minimale Erregungszeitspanne TQ des PRV 16, die notwendig ist, um eine Druckreduktion des Common-Rail-Drucks zu starten. Die minimale Erregungszeitspanne TQ wird als ein Druckreduktionstart TQ bezeichnet.
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In Schritt S110 von 3 bestimmt die ECU 40, ob der Motor 4 sich für eine spezifizierte Zeitspanne in einem Leerlaufzustand befunden hat, so dass die Motordrehzahl NE sich stabilisiert.
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Der Vorgang in Schritt S110 wird solange immer wieder ausgeführt, bis die Motordrehzahl NE sich stabilisiert. Wenn die Antwort in Schritt S110 JA lautet, wird das Verfahren bei Schritt S120 fortgesetzt.
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In Schritt S120 ändert die ECU 40 ihren Steuermodus. Das heißt, dass der Steuermodus von einem normalen Steuermodus in einen Druckreduktion-Suchmodus geändert wird. In dem normalen Steuermodus werden eine Common-Rail-Druck-Steuerung und eine Kraftstoffeinspritzsteuerung ausgeführt. In Schritt S130 wird der gegenwärtige SCV-Befehlswert in einem Speicher (RAM etc.) als ein voreingestellter Wert gespeichert.
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In Schritt S140 wird die Erregungszeitspanne TQ des PRV 16 aktualisiert, indem ein spezifizierter Wert T1 (positiver Wert) für die Druckreduktionssuche hinzugefügt wird.
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In der Common-Rail-Druck-Steuerung wird der Common-Rail-Druck auf einen Soll-Druck gesteuert, indem eine Öffnung des SCV 26 bei geschlossenem PRV 16 angepasst wird. Somit beträgt der ursprüngliche Wert der Erregungszeitspanne TQ „0”.
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In Schritt S150 bestimmt die ECU 40, ob der SCV-Befehlswert in eine Richtung geändert wird, in der die abgeführte Menge von der Kraftstoffzuführpumpe 20 erhöht wird.
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Das heißt, wenn die Erregungszeitspanne TQ in einer positiven Richtung aktualisiert wird, wird das PRV 16 in einer Ventilöffnungsrichtung angetrieben. Wenn das PRV 16 tatsächlich geöffnet ist, unterschreitet der Common-Rail-Druck den Soll-Common-Rail-Druck, und der SCV-Befehlswert wird so verändert, dass die Kraftstoffabführmenge der Kraftstoffzuführmenge 20 erhöht wird.
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Ob das PRV 16 geöffnet wird, wird in Schritt S150 durch die ECU 40 abhängig davon bestimmt, ob eine Differenz zwischen dem letzten SCV-Befehlswert und dem voreingestellten Wert, der in Schritt S130 gespeichert worden ist, einen spezifizierten Wert überschreitet.
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Wie in 2 gezeigt ist, vergrößert sich der Öffnungsgrad des SCV 26, wenn der Erregungsstrom „I” abnimmt, so dass die Kraftstoffabführmenge Qs der Kraftstoffzuführpumpe 20 zunimmt. Ob das PRV 16 geöffnet wird, wird somit durch die ECU 40 in Schritt S150 abhängig davon bestimmt, ob ein absoluter Wert, der durch Subtrahieren des voreingestellten Werts von dem SCV-Befehlswert erhalten wird, den spezifizierten Wert überschreitet.
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Wenn die Antwort in Schritt S150 NEIN lautet, kehrt das Verfahren zurück zu Schritt S140.
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Wenn die Antwort in Schritt S150 JA lautet, wird das Verfahren bei Schritt S160 fortgesetzt, wo das PRV 16 in einer Ventilschließrichtung angetrieben wird, indem ein spezifizierter Wert T2 von der Erregungszeitspanne TQ subtrahiert wird.
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Der spezifizierte Wert T2 ist ein positiver Wert, der kleiner ist als der spezifizierte Wert T1. Wenn somit die Antwort in Schritt S150 JA lautet, wird das PRV 16 in der Ventilschließrichtung um einen spezifizierten Wert angetrieben, der kleiner ist als in dem Fall, in dem das PRV 16 in der Ventilöffnungsrichtung angetrieben wird.
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Nachdem die Erregungszeitspanne TQ in Schritt S160 aktualisiert worden ist, wird das Verfahren bei Schritt S170 fortgesetzt, wo die ECU 40 abhängig davon, ob das PRV 16 geschlossen ist, bestimmt, ob die Differenz zwischen dem SCV-Befehlswert und dem voreingestellten Wert kleiner als der spezifizierte Wert ist.
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Wenn die Antwort in Schritt S170 NEIN lautet, kehrt das Verfahren zurück zu Schritt S160. Wenn die Antwort in Schritt S170 JA lautet, wird das Verfahren bei Schritt S180 fortgesetzt, wo eine bisherige Erregungszeitspanne TQ in dem Speicher als der Druckreduktionsstart TQ gespeichert wird.
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In Schritt S190 ändert die ECU 40 den Steuermodus vom Druckreduktions-Suchmodus in den normalen Steuermodus. Dann wird die Suchverarbeitung beendet. In der Suchverarbeitung, wie sie in 2 gezeigt ist, wird die Erregungszeitspanne TQ um den spezifizierten Wert T1 von dem ursprünglichen Wert „0” graduell erhöht, wodurch das PRV 16 graduell in einer Ventilschließrichtung angetrieben wird.
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Wenn der Erregungsstrom „I” des SCV26 verringert wird, wird detektiert, dass das PRV 16 geöffnet ist. Dann wird die Erregungszeitspanne TQ um den spezifizierten Wert T2 graduell verringert. Wenn der Erregungsstrom „I” des SCV 26 erhöht wird, wird detektiert, dass das PRV 16 geschlossen ist.
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Dann wird der bisherige Wert der Erregungszeitspanne TQ in dem Speicher als der Druckreduktionsstart TQ gespeichert.
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Nachdem die Lernbedingung erfüllt worden ist und der Druckreduktionsstart TQ durch die Suchverarbeitung gespeichert worden ist, führt die ECU 40 die Pumpenkennlinien-Lernverarbeitung aus. In Schritt S210 von 4 bestimmt die ECU 40, ob der Motor 4 sich für eine spezifizierte Zeitspanne in einem Leerlaufzustand befunden hat, so dass die Motordrehzahl NE sich stabilisiert.
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Der Vorgang in Schritt S210 wird solange immer wieder ausgeführt, bis die Motordrehzahl NE sich stabilisiert hat. Wenn die Antwort in Schritt S210 JA lautet, wird das Verfahren bei Schritt S220 fortgesetzt.
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In Schritt S220 ändert die ECU 40 den Steuermodus vom normalen Steuermodus in einen Lernmodus. Dann wird das Verfahren bei Schritt S230 fortgesetzt, wo der gegenwärtige SCV-Befehlswert im Speicher gespeichert wird.
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In Schritt S240 liest die ECU 40 einen Standard-SCV-Befehlswert für einen Leerlaufzustand. Dann berechnet die ECU 40 einen Abweichungswert zwischen dem Standard-SCV-Befehlswert und dem gegenwärtigen SCV-Befehlswert. Der Abweichungswert wird im Speicher als ein Lernwert gespeichert, ab dem die Abführmenge gering ist.
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In Schritt S250 berechnet die ECU 40 eine Änderung des vorstehenden Lernwerts von einem ursprünglichen Lernwert bei dessen Versendung. Die Änderung wird im Speicher gespeichert. Zu beachten ist, dass der ursprüngliche Lernwert ein vorbestimmter Wert zum Korrigieren eines Steuerfehlers aufgrund einer Änderung im Common-Rail-System ist. Der ursprüngliche Lernwert wird im Speicher (ROM) zusammen mit einer Referenzkennlinie gespeichert.
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In Schritt S260 werden ein Lernzähler und ein aufgezeichneter Wert der Erregungszeitspanne TQ des PRV 16 auf einen ursprünglichen Wert „0” eingestellt. Der aufgezeichnete Wert der Erregungszeitspanne TQ wird nachstehend als eine aufgezeichnete-TQ bezeichnet. In Schritt S270 wird dem SCV-Befehlswert ein spezifizierter Aktualisierungswert α (negativer Wert) hinzuaddiert, wodurch das SCV 26 um einen spezifizierten Betrag geöffnet wird. Die Kraftstoffabführmenge von der Kraftstoffspeisepumpe 20 zur Common-Rail 10 wird erhöht. Das heißt, dass der Common-Rail-Druck erhöht wird.
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Das Verfahren wird bei Schritt 280 fortgesetzt, wo das PRV 16 so angetrieben wird, dass der Common-Rail-Druck mit dem Soll-Common-Rail-Druck übereinstimmt.
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In Schritt S290 bestimmt die ECU 40, ob der Common-Rail-Druck auf dem Soll-Common-Rail-Druck beibehalten worden ist, indem die Common-Rail-Druck-Steuerung ausgeführt wird. Wenn die Antwort in Schritt S290 NEIN lautet, wird das Verfahren bei Schritt S310 fortgesetzt, wo die ECU 40 bestimmt, ob der Lernzähler dem ursprünglichen Wert „0” entspricht.
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Wenn die Antwort in Schritt S310 NEIN lautet, wird das Verfahren bei Schritt S320 fortgesetzt, wo der Lernzähler, der Kraftstoffdichtemessungs-Zähler und der aufgezeichnete Wert der aufgezeichnete-TQ auf den ursprünglichen Wert „0” zurückgesetzt werden. Dann wird das Verfahren bei Schritt S330 fortgesetzt. Wenn die Antwort in Schritt S310 JA lautet, wird das Verfahren bei Schritt S330 fortgesetzt.
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In Schritt S330 aktualisiert die ECU 40 den Soll-Common-Rail-Druck durch Hinzuaddieren eines spezifizierten Werts β (positiver Wert) zu dem gegenwärtigen Soll-Common-Rail-Druck. Der aktualisierte Soll-Common-Rail-Druck wird größer als der bisherige Common-Rail-Druck.
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In Schritt S340 bestimmt die ECU 40, ob der Ist-Common-Rail-Druck, der durch den Drucksensor 14 detektiert wird, kleiner ist als ein spezifizierter Wert, der dem Soll-Common-Rail-Druck entspricht.
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Wenn die ECU 40 bestimmt, dass der Ist-Common-Rail-Druck größer oder gleich dem spezifizierten Wert in Schritt S340 ist, wird bestimmt, dass der Kraftstoff in der Common-Rail 10 durch das PRV 16 nicht ausreichend abgeführt wird. Die ECU 40 bestimmt, dass im PRV 16 eine Störung vorliegt. Dann wird das Verfahren bei Schritt S350 fortgesetzt.
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In Schritt S350 speichert die ECU 40 im nichtflüchtigen Speicher die Informationen, die anzeigen, dass im PRV 16 eine Störung vorliegt. Dann wird die Pumpenkennlinien-Lernverarbeitung beendet. Die Vorgänge von Schritt S290 bis S350 fungieren als eine zweite Diagnoseeinrichtung.
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Wenn die Antwort in Schritt S340 JA lautet, kehrt das Verfahren zu Schritt S260 zurück.
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Wenn die Antwort in Schritt S290 JA lautet, wird das Verfahren bei Schritt S400 fortgesetzt, wo die gegenwärtige Erregungszeitspanne TQ in dem Speicher als die aufgezeichnete-TQ gespeichert wird.
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In Schritt S410 wird der Lernzähler um „1” inkrementiert. In Schritt S420 bestimmt die ECU 40, ob eine Differenz zwischen der aktuellen TQ und der bisherigen TQ einen Schwellwert zum Bestimmen einer Sättigung des Common-Rail-Drucks überschritten hat.
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Wenn die Antwort in Schritt S420 JA lautet, kehrt das Verfahren zu Schritt S270 zurück. Wenn die Antwort in Schritt S420 NEIN lautet, wird das Verfahren bei Schritt S430 fortgesetzt.
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Auch wenn der Erregungsstrom „I” des SCV 26 weiter verringert wird, wird die Kraftstoffabführmenge Qs an einem Sättigungspunkt gesättigt. In Schritt S430 wird zum Detektieren des Sättigungspunkts der SCV-Befehlswert in einer Richtung entgegengesetzt zur Richtung in Schritt S270 aktualisiert.
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Das heißt, dass in Schritt S430 ein Aktualisierungswert γ vom SCV-Befehlswert subtrahiert wird. Der absolute Wert des Aktualisierungswerts γ ist kleiner als der des Aktualisierungswerts α. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Aktualisierungswert γ ein positiver Wert.
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Wie vorstehend beschrieben, wird das SCV 26 in einer Schließrichtung angetrieben, wenn der SCV-Befehlswert aktualisiert wird, so dass die Abführmenge der Kraftstoffzuführpumpe 20 verringert wird. Das Verfahren wird bei Schritt S440 fortgesetzt, wo die Erregungszeitspanne TQ des PRV 16, die notwendig ist, um den Common-Rail-Druck auf dem Soll-Druck zu halten, in dem nichtflüchtigen Speicher als die aufgezeichnete-TQ gespeichert wird.
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In Schritt S450 bestimmt die ECU 40, ob ein absoluter Wert der Differenz zwischen der aktuellen TQ und der bisherigen TQ einen Schwellwert zum Bestimmen der Sättigung des Common-Rail-Drucks überschritten hat. Die ECU 40 bestimmt, ob der Erregungsstrom „I” des SCV 26 auf einen Bereich verändert wird, in dem die Kraftstoffabführmenge Qs durch den Sättigungspunkt angepasst werden kann.
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Wenn die Antwort in S450 NEIN lautet, kehrt das Verfahren zu Schritt S430 zurück. Wenn die Antwort in Schritt S450 JA lautet, wird das Verfahren bei Schritt S460 fortgesetzt.
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Die bisherige TQ ist ein Wert, der notwendig ist, um den Common-Rail-Druck im Leerlaufzustand an den Soll-Common-Rail-Druck anzupassen, wenn die Kraftstoffabführmenge Qs der Kraftstoffzuführpumpe 20 den maximalen Wert erreicht hat. Somit wird in Schritt S460 die bisherige TQ im Speicher als eine Vollabführungs-TQ gespeichert.
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In Schritt S470 wird der bisherige SCV-Befehlswert im Speicher als ein endgültiger Wert des SCV-Befehlswerts an dem Sättigungspunkt gespeichert, wo die Kraftstoffabführmenge Qs dem maximalen Wert entspricht.
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In Schritt S480 liest die ECU 40 einen Referenz-Endwert des SCV-Befehlswerts von den Referenz-Kennlinien, der einen ursprünglichen SCV-Befehlswert darstellt. Dann wird ein Abweichungsbetrag des Endwerts des SCV-Befehlswerts von dem Referenz-Endwert des SCV-Befehlswerts im Speicher als der Lernwert gespeichert.
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In Schritt S490 berechnet die ECU 40 eine Änderung des vorstehenden Lernwerts von einem ursprünglichen Lernwert bei dessen Versendung. Die Änderung wird im Speicher gespeichert.
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Wie vorstehend beschrieben, wird von Schritt S260 bis Schritt S470 der SCV-Befehlswert verringert, wenn der Motor 4 sich im Leerlaufzustand befindet, so dass die Kraftstoffabführmenge Qs der Kraftstoffzuführpumpe 20 graduell erhöht wird.
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Zusammen mit der Kraftstoffströmungsrate SCVQ wird der Common-Rail-Druck ebenfalls erhöht. Um den Common-Rail-Druck auf dem Soll-Common-Rail-Druck während eines Leerlaufzustands zu halten, wird das PRV 16 für eine spezifizierte Zeitspanne TQ erregt bzw. aktiviert. Die Kraftstoffabführmenge Qs und die Kraftstoffmenge Qp gleichen sich einander an, wenn das PRV 16 für spezifizierte Zeitspannen TQ1, TQ2, TQ3, TQ4 und TQ5 erregt bzw. aktiviert wird.
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Diese Zeitspannen TQ1, TQ2, TQ3, TQ4, TQ5 und die entsprechenden SCV-Befehlswerte werden im Speicher gespeichert.
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In den Schritten S430 bis S450 detektiert die ECU den Sättigungspunkt der Kraftstoffabführmenge Qs.
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Dann wird der SCV-Befehlswert am Sättigungspunkt im Speicher als der endgültige Wert gespeichert. Die Zeitspanne TQ am Sättigungspunkt wird im Speicher als die Vollabführungs-TQ gespeichert.
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Außerdem wird von Schritt S230 bis Schritt S250 der SCV-Befehlswert im Leerlaufzustand im Speicher gespeichert. Ein Abweichungsbetrag des SCV-Befehlswerts von der Referenzkennlinie wird im Speicher als der Lernwert für eine geringe Abführmenge gespeichert. Weiterhin wird ein Änderungsbetrag des Lernwerts von dem ursprünglichen Lernwert ebenfalls im Speicher für eine geringe Abführmenge gespeichert.
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Außerdem wird in Schritt S480 und Schritt S490 der Abweichungsbetrag des SCV-Befehlswerts von der Referenz-Kennlinie im Speicher als der Lernwert für eine hohe Abführmenge gespeichert. Zudem wird ein Änderungsbetrag des Lernwerts von dem ursprünglichen Lernwert ebenfalls im Speicher für eine hohe Abführmenge gespeichert.
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In Schritt S500 führt die ECU 40 eine SCV-Diagnoseverarbeitung basierend auf den Lernwerten für eine geringe Abführmenge und eine hohe Abführmenge sowie den Änderungsbeträgen aus. In der SCV-Diagnoseverarbeitung bestimmt die ECU 40, ob im SCV 26 eine Störung vorliegt.
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In Schritt S600 führt die ECU 40 eine Pumpenkennlinien-Identifikationsverarbeitung basierend auf der Druckreduktionsstart-TQ, dem SCV-Befehlswert und der Zeitspanne TQ, die in Schritt S270 und S400 gespeichert worden sind, der Vollabführungs-TQ und dem endgültigen Wert des SCV-Befehlswerts aus, die in Schritt S460 und S470 erhalten worden sind. In der Pumpenkennlinien-Identifikationsverarbeitung identifiziert die ECU 40 die Pumpenkennlinie der Kraftstoffzuführpumpe 20.
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Nachdem die Pumpenkennlinien-Identifikationsverarbeitung ausgeführt worden ist, ändert die ECU 40 den Steuermodus vom Lernmodus in den normalen Steuermodus, so dass die Pumpenkennlinien-Lernverarbeitung beendet wird.
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Es wird darauf hingewiesen, dass die SCV-Diagnoseverarbeitung einer ersten Diagnoseeinrichtung entspricht und dass die Pumpenkennlinien-Identifikationsverarbeitung einer Pumpenkennlinien-Identifikationseinrichtung entspricht.
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Anschließend werden nachstehend die SCV-Diagnoseverarbeitung, die in Schritt S500 ausgeführt wird, und die Pumpenkennlinien-Identifikationsverarbeitung, die in Schritt S600 ausgeführt wird, erläutert. 5 ist ein Flussdiagramm, das die SCV-Diagnoseverarbeitung zeigt. In Schritt S510 bestimmt die ECU 40, ob der Änderungsbetrag des Lernwerts für eine niedrige Abführmenge und der Änderungsbetrag des Lernwerts für eine hohe Abführmenge relativ zu dem ursprünglichen Lernwert größer sind als ein vorbestimmter Schwellwert.
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Wenn die beiden vorstehenden Änderungsbeträge größer als der Schwellwert sind, bestimmt die ECU, dass in dem SCV 26 eine Störung vorliegt. Das Verfahren wird bei Schritt S570 fortgesetzt, wo das Diagnoseergebnis im Speicher gespeichert wird. Dann wird die Pumpenkennlinien-Lernverarbeitung beendet.
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Wenn zudem die Antwort in Schritt S510 NEIN lautet, wird das Verfahren bei Schritt S520 fortgesetzt, wo die ECU 40 bestimmt, ob der Lernwert für eine hohe Abführung und der Lernwert für eine geringe Abführung größer als ein vorbestimmter Schwellwert sind.
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Wenn die beiden vorstehenden Lernwerte den Schwellwert überschreiten, bestimmt die ECU, dass in dem SCV 26 eine Störung vorliegt. Das Verfahren wird bei Schritt S570 fortgesetzt, wo das Diagnoseergebnis im Speicher gespeichert wird. Dann wird die Pumpenkennlinien-Lernverarbeitung beendet.
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Wenn die Antwort in Schritt S520 NEIN lautet, wird das Verfahren bei Schritt S530 fortgesetzt, wo die ECU 40 bestimmt, ob ein Änderungsbetrag des Lernwerts für eine hohe Abfürung relativ zu dem ursprünglichen Lernwert größer als ein vorbestimmter Schwellwert ist.
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Wenn der Änderungsbetrag des Lernwerts für eine hohe Abführung größer als der Schwellwert ist, bestimmt die ECU, dass im SCV 26 eine Störung vorliegt. Das Verfahren wird bei Schritt S570 fortgesetzt, wo das Diagnoseergebnis im Speicher gespeichert wird. Dann wird die Pumpenkennlinien-Lernverarbeitung beendet.
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Wenn die Antwort in Schritt S530 NEIN lautet, wird das Verfahren bei Schritt S540 fortgesetzt, wo die ECU 40 bestimmt, ob ein Änderungsbetrag des Lernwerts für eine geringe Abführung relativ zu dem ursprünglichen Lernwert größer als ein vorbestimmter Lernwert ist. Wenn der Änderungsbetrag des Lernwerts für eine geringe Abführung größer als der Schwellwert ist, bestimmt die ECU 40, dass im SCV 26 eine Störung vorliegt. Das Verfahren wird bei Schritt S570 fortgesetzt, wo das Diagnoseergebnis im Speicher gespeichert wird. Dann wird die Pumpenkennlinien-Lemverarbeitung beendet.
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Wenn die Antwort in Schritt S540 NEIN lautet, wird das Verfahren bei Schritt S550 fortgesetzt, wo die ECU 40 bestimmt, ob ein Änderungsbetrag des Lernwerts für eine hohe Abführung relativ zu dem ursprünglichen Lernwert größer als ein vorbestimmter Schwellwert ist. Wenn der Lernwert für eine hohe Abführung größer als der Schwellwert ist, bestimmt die ECU 40, dass im SCV 26 eine Störung vorliegt. Das Verfahren wird bei Schritt S570 fortgesetzt, wo das Diagnoseergebnis im Speicher gespeichert wird. Darm wird die Pumpenkennlinien-Lernverarbeitung beendet.
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Wenn die Antwort in Schritt S550 NEIN lautet, wird das Verfahren bei Schritt S560 fortgesetzt, wo die ECU 40 bestimmt, ob der Lernwert für eine geringe Abführung größer als ein vorbestimmter Schwellwert ist. Wenn der Lernwert für eine geringe Abführung größer als der Schwellwert ist, bestimmt die ECU 40 dass im SCV 26 eine Störung vorliegt. Das Verfahren wird bei Schritt S570 fortgesetzt, wo das Diagnoseergebnis im Speicher gespeichert wird. Dann wird die Pumpenkennlinien-Lernverarbeitung beendet.
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Wenn die Antwort in Schritt S560 JA lautet, bestimmt die ECU 40, dass im SCV 26 keine Störung vorliegt. Das Verfahren wird bei Schritt S600 fortgesetzt, wo die Pumpenkennlinien-Identifikationsverarbeitung ausgeführt wird. Wie vorstehend erwähnt, führt die ECU 40 in der Pumpenkennlinien-Identifikationsverarbeitung eine SCV-Diagnoseverarbeitung basierend auf dem Lernwert für eine geringe Abführung, dem Lernwert für eine hohe Abführung und deren Änderungsbeträgen aus. Wenn die Störung im SCV 26 detektiert wird, wird die Pumpenkennlinien-Lernverarbeitung beendet.
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Außerdem wird in Schritt S570, wenn die Störung im SCV 26 detektiert wird, jeder der Lernwerte gespeichert. Dementsprechend kann die ECU 40 bestimmen, inwiefern das SCV 26 beeinträchtigt ist.
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6 ist ein Flussdiagramm, das eine Pumpenkennlinien-Identifikationsverarbeitung zeigt. In Schritt S610 berechnet die ECU 40 die Pumpenkennlinien der Kraftstoffzuführpumpe 20 basierend auf der Druckreduktions-Start TQ, der Vollabführung-TQ, dem letzten Wert des SCV-Befehlswerts und eines jeden SCV-Befehlswerts. Die berechnete Pumpenkennlinie der Kraftstoffzuführpumpe 20 wird im Speicher gespeichert.
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Das heißt, wie in 2 gezeigt ist, dass die TQ-Qp-Kennlinien des PRV 16 linear sind. Die Kraftstoffmenge Qp ist proportional zur Zeitspanne TQ von der Druckreduktions-Start-TQ zur Vollabführungs-TQ.
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Die Kraftstoffmenge Qp bei der Vollabführungs-TQ kann erhalten werden, indem eine Kraftstoffmenge für einen Leerlauf von der Kraftstoffabführmenge Qs ab dem Zeitpunkt, wenn das SCV 26 mit dem letzten Wert des SCV-Befehlswerts angetrieben wird, subtrahiert wird.
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Somit entspricht die Kraftstoffmenge Qp, die von der TQ-Qp-Kennlinie erhalten wird, der Kraftstoffabführmenge Qs. In einem Zwischenbereich von dem Druckreduktionsstartpunkt bis zum Sättigungspunkt werden eine Vielzahl von Kombinationen des SCV-Befehlswerts und der Zeitspanne TQ im Speicher gespeichert.
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Dann berechnet im Schritt S610 die ECU 40 eine Pumpenkennlinie, die eine Beziehung zwischen dem SCV-Befehlswert und der Kraftstoffabführmenge Qs zeigt, die in 2 als eine I-Qs-Kennlinie gezeigt ist.
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In Schritt S620 berechnet die ECU 40 den SCV-Befehlswert an einem vorbestimmten Lernpunkt eines spezifizierten Verhältnisses (δ%) relativ zu der Gesamtabführmenge mittels der I-Qs-Kennlinie, die in Schritt S610 erhalten wird.
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In Schritt S630 speichert die ECU 40 den Änderungsbetrag des SCV-Befehlswerts von der Referenzkennlinie im Speicher als den Lernwert bei der Kraftstoffabführmenge von δ%.
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In Schritt S640 bestimmt die ECU 40, ob die Lernwerte von den vorbestimmten Lernpunkten überhaupt berechnet worden sind. Wenn die Antwort in Schritt S640 NEIN lautet, wird das Verfahren bei Schritt S650 fortgesetzt, wo das Verhältnis (δ%) der Lernpunkte aktualisiert wird. Dann kehrt das Verfahren zurück zu Schritt S620.
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Wenn die Antwort in Schritt S640 JA lautet, wird die Pumpenkennlinien-Identifikationsverarbeitung beendet. Das Verfahren wird bei Schritt S700 fortgesetzt, wo der Steuermodus in den normalen Steuermodus geändert wird.
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Wie vorstehend erwähnt, funktioniert die ECU 40 gemäß der vorliegenden Ausführungsform als die Kraftstoffpumpenkennlinien-Lernvorrichtung. Wenn der Motor 4 sich in einem Leerlaufzustand befindet, erlernt die ECU 40 die Pumpenkennlinien und aktualisiert den Lernwert zum Korrigieren des SCV-Befehlswerts.
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Das Lernen (Detektieren) der Pumpenkennlinien wird nicht nur an zwei Punkten (einem maximalen Punkt und einem minimalen Punkt) der Kraftstoffabführmenge der Kraftstoffzuführpumpe 20 ausgeführt, sondern auch an Zwischenpunkten zwischen dem maximalen Punkt und dem minimalen Punkt. Die ECU 40 erhält bzw. erfasst die Pumpenkennlinien (I-Qs-Kennlinien), die die Beziehung zwischen dem SCV-Befehlswert und der Kraftstoffabführmenge Qs im gesamten Kraftstoffabführbereich der Kraftstoffzuführpumpe 20 ausdrücken.
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Daher kann die ECU 40 den Lernwert für ein ordnungsgemäßes Korrigieren des SCV-Befehlswerts selbst dann festlegen, wenn die Pumpenkennlinie aufgrund einer alterungsbedingten Verschlechterung verändert wird. Die Kraftstoffeinspritzkennlinie des Common-Rail-Systems 2 erreicht stets einen optimalen Wert.
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Zudem wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform, wenn die Kraftstoffmenge, die von der Kraftstoffzuführpumpe 20 an die Common-Rail 10 über das SCV 26 augeführt wird, eine Diagnose des PRV 16 entsprechend dem Common-Rail-Druck ausgeführt.
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Wenn der Common-Rail-Druck selbst dann nicht verändert wird, wenn der Soll-Common-Rail-Druck verändert wird, bestimmt die ECU 40, dass im PRV 16 eine Störung vorliegt.
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Da die Diagnose des PRV 16 ausgeführt werden kann, kann daher gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Betriebssicherheit des Common-Rail-Systems verbessert werden.
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Außerdem führt die ECU 40 gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Diagnose des SCV 26 aus, nachdem der Lernwert für eine geringe Abführung und der Lernwert für eine hohe Abführung berechnet worden ist.
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Wenn außerdem die Störung im SCV 26 detektiert worden ist, wird jeder der Lernwerte gespeichert. Somit kann die ECU 40 bestimmen, inwiefern das SCV 26 beeinträchtigt ist. Daher kann in der vorliegenden Ausführungsform die Betriebssicherheit eines Common-Rail-Systems weiter verbessert werden.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehende Ausführungsform beschränkt, sondern kann auf andere Arten und Weisen implementiert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen.
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In der Pumpenkennlinien-Identifikationsverarbeitung wird z. B. nur die Pumpenkennlinie erhalten bzw. erfasst. Der Lernwert (Korrekturwert des SCV-Befehlswerts) kann indes berechnet werden.
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Außerdem wird die Kraftstoffabführmenge der Kraftstoffzuführpumpe 20 durch ordnungsgemäßes Korrigieren des SCV-Befehlswerts gesteuert.
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Somit ist es nicht immer notwendig, die Pumpenkennlinien in der Pumpenkennlinien-Identifikationsverarbeitung zu berechnen. Der Lernwert kann durch Erhalten bzw. Erfassen des SCV-Befehlswerts bei der Kraftstoffabführrate δ% mittels der TQ-Qp-Kennlinien aktualisiert werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2013-160110 A [0004, 0005]
- JP 2010-223130 A [0004, 0007]
