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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzcharakteristik-Lernvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine, welche eine Betriebscharakteristik bzw. Kennkurve eines Kraftstoffeinspritzventils auf Basis eines Kraftstoffdrucks in einem Kraftstoffzufuhrsystem lernt.
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2. Beschreibung des Standes der Technik
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Eine Verbrennungskraftmaschine hat ein Kraftstoffzufuhrsystem, das durch eine Zufuhrleitung gebildet wird, welcher unter Druck gesetzter Kraftstoff zugeführt wird, ein Kraftstoffeinspritzventil, das mit der Zufuhrleitung verbunden ist, und dergleichen. In den letzten Jahren wurden Vorrichtungen vorgeschlagen, welche jeweils mit einem Drucksensor zum Erfassen eines Kraftstoffdrucks in einem derartigen Kraftstoffzufuhrsystem ausgebildet sind, und eine Betriebscharakteristik bzw. Kennkurve eines Kraftstoffeinspritzventils auf Basis des Kraftstoffdrucks, der vom Kraftstoffdrucksensor erfasst wird, lernen (siehe beispielsweise die japanische Offenlegungsschrift
JP 2009-57928 A ). Bei der Kraftstoffeinspritzung schwankt der Kraftstoffdruck im Kraftstoffzufuhrsystem, das bedeutet, der Kraftstoffdruck fällt, wenn das Kraftstoffeinspritzventil sich zu öffnen beginnt, und steigt an, wenn das Kraftstoffeinspritzventil geschlossen wird. Bei der in der
JP 2009-57928 A beschriebenen Vorrichtung wird die Kennkurve des Kraftstoffeinspritzventils auf Basis einer Art und Weise derartiger Schwankungen im Kraftstoffdruck im Kraftstoffzufuhrsystem geschätzt und gelernt.
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Wenn die Kennkurve des Kraftstoffeinspritzventils auf Basis des durch den Kraftstoffdrucksensor erfassten Kraftstoffdrucks gelernt wird, wird dabei das Intervall der Erfassung eines Kraftstoffdrucks verringert, um es möglich zu machen, die Art der Schwankungen im Kraftstoffdruck fein zu ermitteln. Die Kennkurve des Kraftstoffeinspritzventils kann somit genau gelernt werden. In einem solchen Fall wird jedoch durch das Ausführen eines Prozesses zum Lernen der Kennkurve des Kraftstoffeinspritzventils eine große arithmetische Belastung bzw. Rechenlast auf eine Rechen- bzw. Verarbeitungseinheit aufgebracht.
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Daneben wird, wenn die Kennkurve des Kraftstoffeinspritzventils einfach auf Basis der Art und Weise der Schwankungen im Kraftstoffdruck abgeschätzt wird, die Genauigkeit des Lernens dieser Kennkurve extrem niedrig, wenn die Verbrennungskraftmaschine sich in einem bestimmten Betriebszustand befindet, beispielsweise, wenn sich der Kraftstoffdruck als Ergebnis einer Änderung des Verbrennungskraftmaschinenbetriebszustands abrupt ändert. Um eine solche Verschlechterung der Lerngenauigkeit zu unterdrücken, ist es wünschenswert, auf Basis eines Verbrennungskraftmaschinenparameters, welcher durch die Verarbeitungseinheit erfasst wird, zu bestimmen, ob das Lernen der vorgenannten Kennkurve ausgeführt werden kann. Obgleich bei dieser Vorrichtung eine Verschlechterung der Lerngenauigkeit der vorstehend genannten Kennkurve verhindert werden kann, wird die Verarbeitungseinheit mit einer zusätzlich Konzentration an Rechenlast beaufschlagt. Eine derartige Konzentration an Rechenlast führt zu einer Abnahme des Freiheitsgrades (Flexibilität) beim Einstellen der mathematischen Prozesse und ist daher nicht gewünscht.
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KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die Erfindung schafft eine Kraftstoffeinspritzcharakteristik-Lernvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine, die sowohl die Konzentration der Rechenlast auf die Verarbeitungseinheit wie auch die Abnahme der Lerngenauigkeit der Kennkurve eines Einspritzventils unterdrückt.
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Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ist gerichtet auf eine Kraftstoffeinspritzcharakteristik-Lernvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine, wobei die Kraftstoffeinspritzcharakteristik-Lernvorrichtung einen Drucksensor aufweist, der einen Kraftstoffdruck in einem Kraftstoffzufuhrsystem erfasst, das ein Kraftstoffeinspritzventil umfasst. Die die Kraftstoffeinspritzcharakteristik-Lernvorrichtung führt einen Lernprozess zum Lernen einer Kennkurve des Kraftstoffeinspritzventils auf Basis des vom Drucksensor erfassten Kraftstoffdrucks aus. Die Kraftstoffeinspritzcharakteristik-Lernvorrichtung weist ferner auf: eine erste Verarbeitungseinheit, die auf Basis eines Verbrennungskraftmaschinenparameters einen Bestimmungsprozess ausführt, um zu bestimmen, ob der Lernprozess ausgeführt werden kann oder nicht; und eine zweite Verarbeitungseinheit, die ein Bestimmungsergebnis des Bestimmungsprozesses von der ersten Verarbeitungseinheit erhält und den Lernprozess auf Basis des erhaltenen Bestimmungsergebnisses ausführt.
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Wenn bei der vorstehend beschriebenen Vorrichtung das Lernen der Kennkurve des Kraftstoffeinspritzventils ausgeführt wird, werden der Bestimmungsprozess und der Lernprozess von verschiedenen Verarbeitungseinheiten ausgeführt. Daher wird die Konzentration einer Rechenlast auf eine bestimmte Verarbeitungseinheit unterbunden. Wenn zudem in dem Bestimmungsprozess, der durch die erste Verarbeitungseinheit ausgeführt wird, auf Basis des Verbrennungskraftmaschinenparameters bestimmt wird, dass der Lernprozess nicht ausgeführt werden kann, wird der Lernprozess durch die zweite Verarbeitungseinheit nicht ausgeführt. Wenn in dem Bestimmungsprozess bestimmt wird, dass der Lernprozess ausgeführt werden kann, wird der Lernprozess durch die zweite Verarbeitungseinheit ausgeführt. Wenn die Verbrennungskraftmaschine somit in einem Verbrennungskraftmaschinenbetriebszustand ist, in welchen die Lerngenauigkeit des Lernprozesses so niedrig werden kann, dass dies zu einem Problem führt, wird das Ausführen des Lernprozesses verhindert. Als Ergebnis kann eine Abnahme der Genauigkeit des Lernens der Kennkurve des Kraftstoffeinspritzventils verhindert werden.
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Bei der Kraftstoffeinspritzcharakteristik-Lernvorrichtung gemäß dem vorstehend beschriebenen Prozess kann die zweite Verarbeitungseinheit als Lernprozess einen Prozess zum Abbilden eines Schwankungsverlaufs des Kraftstoffdrucks ausführen, der durch den Drucksensor erfasst wird, wenn das Kraftstoffventil geöffnet wird und eine Lernkorrekturgröße auf Basis einer Beziehung zwischen dem Schwankungsverlauf und einer vorgegebenen Grundschwingung lernen.
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Bei der Vorrichtung mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau wird der Prozess zum Abbilden des Schwankungsverlaufs des Kraftstoffdrucks auf Basis des durch den Drucksensor erfassten Kraftstoffdrucks ausgeführt. Wenn somit der Lernprozess ausgeführt wird, ist es wahrscheinlich, dass die auf die Verarbeitungseinheit aufgebrachte Rechenlast groß wird, im Vergleich zu einem Fall, in welchem der Lernprozess nur auf Basis eines der Erfassungswerte des Drucksensors ausgeführt wird. Bei der vorstehend genannten Vorrichtung wird eine Konzentration der Rechenlast auf eine bestimmte Verarbeitungseinheit verhindert. Es ist somit möglich, eine Abnahme des Freiheitsgrades (der Flexibilität) zum Einstellen der Rechenlast hinsichtlich des Lernprozesses oder Bestimmungsprozesses zu verhindern.
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Bei der Kraftstoffeinspritzcharakteristik-Lernvorrichtung gemäß dem vorstehend beschriebenen Aspekt kann die Verbrennungskraftmaschine eine Mehrzahl von Zylindern umfassen, wobei Kraftstoffeinspritzventile für die jeweiligen Zylinder der Verbrennungskraftmaschine vorgesehen sind, und die zweite Verarbeitungseinheit kann den Lernprozess separat für jedes der Kraftstoffeinspritzventile ausführen, die für die jeweiligen Zylinder der Verbrennungskraftmaschine vorgesehen sind.
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Bei der Vorrichtung mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau wird der Lernprozess für jedes der Mehrzahl von Einspritzventile ausgeführt. Daher wird bei der Vorrichtung, bei welcher die auf die Verarbeitungseinheiten aufgebrachte Rechenlast wahrscheinlich groß wird, wenn der Lernprozess ausgeführt wird, die Rechenlast nicht auf eine bestimmte der Verarbeitungseinheiten konzentriert.
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Bei der Kraftstoffeinspritzcharakteristik-Lernvorrichtung gemäß dem vorstehend beschriebenen Aspekt kann der Drucksensor integral mit jedem der Kraftstoffeinspritzventile, die für die jeweiligen Zylinder vorgesehen sind, ausgebildet sein.
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Bei der Vorrichtung mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau kann ein Kraftstoffdruck in einem Bereich nahe an einer Einspritzöffnung des Kraftstoffeinspritzventils erfasst werden, im Vergleich zu einer Vorrichtung, in welcher ein Kraftstoffdruck durch einen Drucksensor an einer Stelle entfernt vom Kraftstoffeinspritzventil erfasst wird. Da zudem ein Kraftstoffdruck an einer Stelle entfernt vom Kraftstoffeinspritzventil eines anderen Zylinders erfasst werden kann, ist der Einfluss der Druckschwankungen, der vom Öffnen/Schließen des Kraftstoffeinspritzventils des anderen Zylinders resultiert, gering. Folglich können Änderungen im Kraftstoffdruck im Kraftstoffeinspritzventil aufgrund des Öffnens/Schließens des Kraftstoffeinspritzventils mit hoher Genauigkeit durch den Drucksensor erfasst werden, der integral am Kraftstoffeinspritzventil angebracht ist. Die Kennkurve des Kraftstoffeinspritzventils kann mit hoher Genauigkeit auf Basis des Drucks gelernt werden.
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Im Lernprozess wird, wenn die Größe der Schwankungen des Kraftstoffdrucks, die von einem anderen Faktor als dem Öffnen/Schließen des Kraftstoffeinspritzventils resultiert (d. h. von einer Störung resultiert) groß ist, die Genauigkeit des Lernens der Kennkurve des Kraftstoffeinspritzventils durch den Lernprozess wahrscheinlich abnehmen.
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In der Vorrichtung gemäß dem vorstehend beschriebenen Aspekt kann der Verbrennungskraftmaschinenparameter den Kraftstoffdruck umfassen. In dieser Vorrichtung wird der Bestimmungsprozess auf Basis des Kraftstoffdrucks ausgeführt. Es ist damit möglich, im Bestimmungsprozess auf Basis der Größe der Schwankungen im Kraftstoffdruck, die aufgrund der Störung verursacht wird, in geeigneter Weise zu bestimmen, ob der Lernprozess ausgeführt werden kann oder nicht.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
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Die Merkmale und Vorteile sowie die technische und wirtschaftliche Bedeutung einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung werden nachfolgend bezugnehmend auf die beigefügte Zeichnung beschrieben, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen, und wobei:
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1 eine schematische Darstellung zeigt, die den Gesamtaufbau einer Kraftstoffeinspritzcharakteristik-Lernvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine gemäß der Ausführungsform der Erfindung zeigt;
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2 eine Schnittansicht zeigt, die einen Schnittaufbau eines jeden Kraftstoffeinspritzventils darstellt;
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3 ein Zeitschaubild zeigt, dass ein Beispiel der Grundschwingung bzw. des Grundschwingungsverlaufs zeigt;
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4 eine schematische Darstellung zeigt, die veranschaulicht, wie eine elektronische Steuereinheit mit den Kraftstoffeinspritzventilen verbunden ist;
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5 ein Flussschaubild zeigt, das einen Ablauf der Ausführung des Bestimmungsprozesses zeigt;
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6 ein Flussschaubild zeigt, das einen Ablauf der Ausführung eines Kennkurvenlernsteuerprozesses zeigt; und
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7 ein Zeitschaubild zeigt, das ein Beispiel einer Abwandlung der Ausführung des Bestimmungsprozesses darstellt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORM
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Eine Kraftstoffeinspritzcharakteristik-Lernvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend beschrieben. Wie in 1 dargestellt ist, ist eine Ansaugleitung 12 mit Zylindern 11 einer Verbrennungskraftmaschine 10 verbunden. Luft wird durch die Ansaugleitung 12 in die Zylinder 11 der Verbrennungskraftmaschine 10 gesaugt. Ein Dieselmotor mit einer Mehrzahl von Zylindern 11 (vier Zylinder ((#1, #2, #3 und #4) bei dieser Ausführungsform der Erfindung) wird als die Verbrennungskraftmaschine 10 verwendet. Kraftstoffdirekteinspritzventile 20 sind für die jeweiligen Zylinder 11 (#1 bis #4) der Verbrennungskraftmaschine 10 vorgesehen. Die Kraftstoffeinspritzventile 20 spritzen Kraftstoff jeweils direkt in die Zylinder 11 ein. Kraftstoff, der durch die Öffnung eines jeden dieser Ventile 20 eingespritzt wurde, gelangt mit der Ansaugluft, welche verdichtet und erhitzt wurde, in einem entsprechenden Zylinder 11 der Verbrennungskraftmaschine 10 in Kontakt, entzündet sich und verbrennt. Bei der Verbrennungskraftmaschine 10 wird dann jeder von Kolben 13 aufgrund der Energie, welche erzeugt wird, wenn der Kraftstoff in einem entsprechenden Zylinder 11 verbrennt, nach unten gedrückt, und eine Kurbelwelle 14 als Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle wird in Zwangsrotation versetzt. Das Verbrennungsgas, das in den Zylindern 11 der Verbrennungskraftmaschine 10 verbrannt ist, wird als Abgas an eine Auslassleitung bzw. Abgasleitung 15 der Verbrennungskraftmaschine 10 ausgegeben.
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Jedes der Kraftstoffeinspritzventile 20 ist separat mit einer Common-Rail 34 über eine entsprechende Zweigleitung 31a verbunden. Die Common-Rail 34 ist mit einem Kraftstofftank 32 über eine Zufuhrleitung 31b verbunden. Diese Zufuhrleitung 31b ist mit einer Kraftstoffpumpe 33 ausgestattet, welche den Kraftstoff zwangseinspeist. In dieser Ausführungsform der Erfindung wird Kraftstoff, der durch die Zwangseinspeisung vermittels der Kraftstoffpumpe 33 unter Druck gesetzt wurde in der Common-Rail 34 gesammelt und den jeweiligen Kraftstoffeinspritzventilen 20 zugeführt. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung fungieren die Kraftstoffeinspritzventile 20, die Zweigleitungen 31a, die Zufuhrleitung 31b, die Kraftstoffpumpe 33 und die Common-Rail 34 als Kraftstoffzufuhrsystem.
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Daneben sind Rückführleitungen 35 mit den Kraftstoffeinspritzventilen 20 verbunden. Eine jede Rückführleitung 35 ist mit dem Kraftstofftank 32 verbunden. Ein Teil des Kraftstoffs in den Kraftstoffeinspritzventilen 20 wird jeweils über diese Rückführleitungen 35 zum Kraftstofftank 32 zurückgeführt.
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Der interne Aufbau eines jeden Kraftstoffeinspritzventils 20 wird nachfolgend beschrieben. Wie in 2 gezeigt ist, ist eine Ventilnadel 22 in einem Gehäuse 21 des Kraftstoffeinspritzventils 20 angeordnet. Diese Ventilnadel 22 ist im Gehäuse 21 hin und her beweglich (vertikal in 2 beweglich) aufgenommen. Eine Feder 24, welche die vorstehend genannte Ventilnadel 22 konstant gegen Einspritzöffnungen 23 (nach unten in 2) drückt, ist im Gehäuse 21 angeordnet. Daneben ist eine Düsenkammer 25 im Gehäuse 21 an einer Stelle ausgebildet, die auf einer Seite (einer unteren Seite in 2) bezüglich der vorstehend genannten Ventilnadel 22 liegt, und eine Druckkammer 26 ist im Gehäuse 21 an einer Stelle ausgebildet, die auf der anderen Seite (einer oberen Seite in 2) bezüglich der Ventilnadel 22 liegt.
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Die Einspritzöffnungen 23, die eine Verbindung zwischen dem Inneren der Düsenkammer 25 und dem Äußeren des Gehäuses 21 herstellen, sind durch die Düsenkammer 25 hindurch ausgebildet. Kraftstoff wird der Düsenkammer 25 durch eine entsprechende Zweigleitung 31a (der Common-Rail 34) über eine Zufuhr- bzw. Einbringungsleitung 27 zugeführt. Die vorstehend genannte Düsenkammer 25 und die vorstehend genannte Zweigleitung 31a (die Common-Rail 34) sind mit der Druckkammer 26 über einen Verbindungskanal 28 verbunden. Daneben ist die Druckkammer 26 mit einer entsprechenden Rückführleitung 35 (dem Kraftstofftank 32) über einen Auslasskanal 30 verbunden.
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Ein elektrisch betätigtes Ventil wird als das vorstehend genannte Kraftstoffeinspritzventil 20 verwendet. Genauer gesagt ist ein piezoelektrischer Aktuator 29, der durch Stapeln piezoelektrischer Elemente (z. B. Piezoelemente), welche sich ausdehnen und zusammenziehen, wenn ein Steuersignal auf diese aufgebracht wird, im Gehäuse 21 des Kraftstoffeinspritzventils 20 angeordnet. Dieser piezoelektrische Aktuator 29 ist mit einem Ventilkörper 29a ausgebildet. Dieser Ventilkörper 29a ist in der Druckkammer 26 angeordnet. Wenn sich der Ventilkörper 29a durch die Betätigung des piezoelektrischen Aktuators 29 bewegt, wird wahlweise der Verbindungskanal 28 (die Düsenkammer 25) oder der Auslasskanal 30 (die Rückführleitung 35) mit der Druckkammer 26 in Verbindung gebracht.
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Wenn bei diesem Kraftstoffeinspritzventil 20 ein Ventil-Schließen Signal an den piezoelektrischen Aktuator 29 angelegt wird, zieht sich der piezoelektrische Aktuator 29 zusammen, um den Ventilkörper 29a zu bewegen, wodurch der Verbindungskanal 28 und die Druckkammer 26 miteinander in Verbindung gebracht werden, und die Verbindung zwischen der Rückführleitung 35 und der Druckkammer 26 unterbrochen wird. Somit wird das Ausfließen von Kraftstoff aus der Druckkammer 26 zur Rückführleitung 35 (dem Kraftstofftank 32) unterbunden, und die Düsenkammer 25 und die Druckkammer 26 werden miteinander in Verbindung gebracht. Als Ergebnis nimmt die Druckdifferenz zwischen der Düsenkammer 25 und der Druckkammer 26 spürbar ab, und die Ventilnadel 22 bewegt sich aufgrund der Druckkraft der Feder 24 an eine Stelle, an welcher sie die Einspritzöffnungen 23 verschließt. Das Kraftstoffeinspritzventil 20 wird somit in einen Zustand verbracht, bei dem aktuell kein Kraftstoff eingespritzt wird (einen geschlossenen Ventilzustand).
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Wenn dagegen ein Ventil-Öffnen Signal an den piezoelektrischen Aktuator 29 angelegt wird, dehnt sich der piezoelektrische Aktuator aus, um den Ventilkörper 29a zu bewegen, wodurch die Verbindung zwischen dem Verbindungskanal 28 und der Druckkammer 26 unterbrochen wird, und die Rückführleitung 35 und die Druckkammer 26 miteinander verbunden werden. Das Ausfließen von Kraftstoff aus der Düsenkammer 25 zur Druckkammer 26 wird somit unterbunden, und ein Teil des Kraftstoffs in der Druckkammer 26 wird über die Rückführleitung 35 zum Kraftstofftank 32 zurückgeführt. Als Ergebnis fällt der Druck des Kraftstoffs in der Druckkammer 26, die Druckdifferenz zwischen der Druckkammer 26 und der Düsenkammer 25 steigt, und die Ventilnadel 22 bewegt sich aufgrund der Druckdifferenz gegen die Druckkraft der Feder 24 von den Einspritzöffnungen 23 weg. Das Kraftstoffeinspritzventil 20 wird somit in einen Zustand verbracht, bei dem Kraftstoff eingespritzt wird (einen geöffneten Ventilzustand).
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Ein Drucksensor 51, der einen Kraftstoffdruck PQ in der vorgenannten Einbringungsleitung 27 erfasst, ist integral am Kraftstoffeinspritzventil 20 eingebracht (anders ausgedrückt ist der Drucksensor 51 integral mit dem Kraftstoffeinspritzventil ausgebildet). Somit kann im Vergleich zu einer Vorrichtung, in welcher ein Kraftstoffdruck an einer Stelle entfernt vom Kraftstoffeinspritzventil 20 erfasst wird, beispielsweise ein Kraftstoffdruck in der Common-Rail 34 (siehe 1) erfasst wird, ein Kraftstoffdruck in einem Bereich, der nahe an den Einspritzöffnungen 23 des Kraftstoffeinspritzventils 20 liegt, erfasst werden. Als Ergebnis können Änderungen im Kraftstoffdruck im Kraftstoffeinspritzventil 20 aufgrund des Öffnens des Kraftstoffeinspritzventils 20 genau erfasst werden. Dieser Drucksensor 51 umfasst einen Sensorkörper 51A, der ein Signal entsprechend einem Kraftstoffdruck ausgibt, sowie einen Speicher 51B, der einen Erfassungswert des Sensorkörpers 51A speichert. Ein Drucksensor 51 ist für jedes der Kraftstoffeinspritzventile 20 vorgesehen, also für jeden Zylinder 11 (#1 bis #4) der Verbrennungskraftmaschine.
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Wie in 1 gezeigt ist, hat die Verbrennungskraftmaschine 10 als Peripheriegerate verschiedene Sensoren, um einen Betriebszustand zu erfassen. Als Sensoren können hier beispielsweise ein Ansaugluftmengensensor 52 zum Erfassen einer Ansaugluftmenge, die durch die Ansaugleitung 12 strömt (eine Leitungsluftmenge GA) und ein Kurbelwellensensor 53 zum Erfassen einer Drehzahl der Kurbelwelle 14 (einer Verbrennungskraftmaschinendrehzahl NE) zusätzlich zu dem vorstehend genannten Drucksensor 51 zur Anwendung kommen. Zudem können ein Beschleunigersensor 54 zum Erfassen eines Betätigungsgrades (eines Beschleunigerbetätigungsgrades ACC) eines Beschleunigerelements (z. B. eines Gaspedals) und ein Kraftstofftemperatursensor 55 zum Erfassen einer Temperatur THQ des Kraftstoffs, ein Kühlmitteltemperatursensor 56 zum Erfassen einer Temperatur THW des Kühlmittels, und dergleichen vorgesehen sein.
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Daneben ist eine elektronische Steuereinheit 40, die derart ausgestaltet ist, dass sie Verarbeitungseinheiten und dergleichen umfasst, als Peripheriegerät der Verbrennungskraftmaschine 10 angeordnet. Diese elektronische Steuereinheit 40 erhält Ausgangssignale der verschiedenen Sensoren, führt verschiedene arithmetische Berechnungen auf Basis der Ausgangssignale durch, und führt verschiedene Arten von Steuerungen hinsichtlich des Betriebs der Verbrennungskraftmaschine 10, beispielsweise die Steuerung der Kraftstoffeinspritzventile 20 (Einspritzmengensteuerung) und die Steuerung des Betriebs der Kraftstoffpumpe 33 (Einspritzdrucksteuerung) auf Basis der Ergebnisse der arithmetischen Berechnungen durch. Die elektronische Steuereinheit 40 umfasst zwei Verarbeitungseinheiten, nämlich eine Nebenverarbeitungseinheit 41 und eine Hauptverarbeitungseinheit 42. Die Funktionen dieser Verarbeitungseinheiten, also der Nebenverarbeitungseinheit 41 und der Hauptverarbeitungseinheit 42, werden später beschrieben.
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Bei dieser Ausführungsform der Erfindung wird die Einspritzmengensteuerung wie folgt ausgeführt. Das bedeutet, zunächst wird ein Einspritzmuster ausgewählt und verschiedene Steuersollwerte werden für jede Einspritzung gemäß diesem Einspritzmuster auf Basis von Werten berechnet, die mit dem Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine 10 korrelieren (sogenannte Verbrennungskraftmaschinenparameter), beispielsweise der Leitungsluftmenge GA, der Verbrennungskraftmaschinendrehzahl NE und dem Beschleunigerbetätigungsgrad ACC. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung wird eine Mehrzahl von Einspritzmustern, die durch Kombinieren einer Haupteinspritzung, Piloteinspritzung, Nacheinspritzung und dergleichen erhalten werden, im Voraus eingestellt, und eines dieser Einspritzmuster wird ausgewählt, wenn die Einspritzmengensteuerung ausgeführt wird. Daneben werden, als die verschiedenen Steuersollwerte, Sollwerte hinsichtlich der Kraftstoffeinspritzmengen der jeweiligen Einspritzarten, also der Haupteinspritzung, der Piloteinspritzung und der Nacheinspritzung (Solleinspritzmengen), ein Sollwert hinsichtlich des Einspritzzeitpunkts der Haupteinspritzung (Solleinspritzzeitpunkt), ein Intervall zwischen der Haupteinspritzung und einer Piloteinspritzung (Pilotintervall), und ein Intervall zwischen der Haupteinspritzung und der Nacheinspritzung (Nachintervall) berechnet. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung werden Beziehungen zwischen dem Verbrennungskraftmaschinenbetriebszustand, der durch die vorstehend genannten Verbrennungskraftmaschinenparameter definiert ist, und den jeweiligen Steuersollwerten, die für den Betriebszustand geeignet sind, sowie eine Beziehung zwischen dem vorstehend genannten Verbrennungskraftmaschinenbetriebszustand und einem Einspritzmuster, das für den Betriebszustand geeignet ist, vorab auf Basis von Experimenten oder Simulationen erhalten und in der Hauptverarbeitungseinheit 42 der elektronischen Steuereinheit 40 hinterlegt. Die Hauptverarbeitungseinheit 42 stellt dann separat verschiedene Steuersollwerte und Einspritzmuster unter Verwendung der vorstehend genannten Beziehungen auf Basis der Verbrennungskraftmaschinenparameter zum jeweiligen Zeitpunkt ein.
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Dann wird auf Basis der vorstehend genannten Solleinspritzmenge und des Kraftstoffdrucks PQ, unter Verwendung einer Modellformel, ein Steuersollwert hinsichtlich der Ventiloffenzeitdauer der Kraftstoffeinspritzventile 20 (eine Solleinspritzzeitdauer TAU) eingestellt. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung wird ein physikalisches Modell durch modellieren des Kraftstoffzufuhrsystems mit der Common-Rail 34, den Zweigleitungen 31a, den Kraftstoffeinspritzventilen 20 und dergleichen ausgebildet, und die vorgenannte Solleinspritzzeitdauer TAU wird anhand dieses physikalischen Modells berechnet. Genauer gesagt wird eine Modellformel mit einer Solleinspritzmenge, dem Kraftstoffdruck PQ und einem später beschriebenen Lernkorrekturwert und dergleichen als Variablen bestimmt und in der Hauptverarbeitungseinheit 42 vorab hinterlegt, und die Solleinspritzzeitdauer TAU wird durch diese Modellformel berechnet.
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Dann wird von der elektronischen Steuereinheit 40 entsprechend einem Solleinspritzzeitpunkt und der Solleinspritzzeitdauer TAU ein Steuersignal ausgegeben, und die Kraftstoffeinspritzventile 20 werden separat auf Basis des derart eingegebenen Steuersignals geöffnet. Somit wird eine Kraftstoffmenge, die einem Verbrennungskraftmaschinenbetriebszustand zum jeweiligen Zeitpunkt entspricht, von jedem der Kraftstoffeinspritzventile 20 gemäß einem für den Verbrennungskraftmaschinenbetriebszustand geeigneten Einspritzmuster eingespritzt und in den entsprechenden der Zylinder 11 der Verbrennungskraftmaschine 10 eingebracht. Somit wird ein mit dem Verbrennungskraftmaschinenbetriebszustand übereinstimmendes Drehmoment auf die Kurbelwelle 14 aufgebracht.
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Bei dieser Ausführungsform der Erfindung wird ein Lernprozess zum Lernen der Kennkurve der Kraftstoffeinspritzventile 20 auf Basis der Kraftstoffdrücke PQ, welche durch die Drucksensoren 51 erfasst wurden, ausgeführt. Bei diesem Lernprozess wird zunächst ein Grundschwingungsverlauf (basic time waveform) hinsichtlich der Kraftstoffeinspritzrate auf Basis verschiedener Berechnungsparameter wie beispielsweise der Solleinspritzmenge, dem Solleinspritzzeitpunkt und dem Kraftstoffdruck PQ, berechnet. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung wird eine Beziehung zwischen dem Verbrennungskraftmaschinenbetriebsbereich, der durch diese Berechnungsparameter bestimmt wird, und einem Grundschwingungsverlauf, der für diesen Betriebsbereich geeignet ist, vorab auf Basis der Ergebnisse verschiedener Experimente und Simulationen erhalten und in der Nebenverarbeitungseinheit 41 der elektronischen Steuereinheit 40 hinterlegt. Die Nebenverarbeitungseinheit 41 berechnet dann den Grundschwingungsverlauf unter Verwendung der vorstehend genannten Beziehung auf Basis der verschiedenen Berechnungsparameter.
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3 zeigt ein Beispiel des vorstehend genannten Grundschwingungsverlaufs. Wie durch eine durchgezogene Linie in 3 angedeutet ist, wird, als der Grundschwingungsverlauf, eine trapezförmige Schwingung eingestellt. Diese trapezförmige Schwingung wird durch einen Zeitpunkt definiert, zu welchem das Öffnen des Kraftstoffeinspritzventils 20 beginnt (Ventilöffnungsstartzeitpunkt To), eine Geschwindigkeit der Zunahme der Kraftstoffeinspritzrate nach dem Start des Öffnens des Kraftstoffeinspritzventils 20 (eine Einspritzratenzunahmegeschwindigkeit Vo), einen Zeitpunkt, zu welchem das Schließen des Kraftstoffeinspritzventils 20 gestartet wird (ein Ventilschließenstartzeitpunkt Tc), eine Geschwindigkeit Vc der Abnahme der Kraftstoffeinspritzrate nach dem Start des Schließens des Kraftstoffeinspritzventils 20, und einen Maximalwert der Kraftstoffeinspritzrate (eine maximale Kraftstoffeinspritzrate Rm). Bei dieser Ausführungsform der Erfindung dient der Grundschwingungsverlauf als vorgegebene Grundschwingung.
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Andererseits wird ein Schwingungsverlauf einer Ist-Kraftstoffeinspritzrate (ein Erfassungszeitschwingungsverlauf) auf Basis des Kraftstoffdrucks PQ, der durch den Drucksensor 51 erfasst wird, abgebildet. Genauer gesagt werden zunächst ein Ventilöffnungsstartzeitpunkt Tor des Kraftstoffeinspritzventils 20, eine Einspritzratenzunahmegeschwindigkeit Vor, ein Ventilschließstartzeitpunkt Tcr, eine Einspritzratenabnahmegeschwindigkeit Vcr und eine maximale Einspritzrate Rmr auf Basis einer Änderung des Kraftstoffdrucks PQ erfasst. Der Kraftstoffdruck im Kraftstoffeinspritzventil 20 (genauer gesagt der Düsenkammer 25) fällt mit einer Zunahme des Hubbetrages, wenn das Kraftstoffeinspritzventil 20 geöffnet wird, und steigt dann mit einer Abnahme des Hubbetrages, wenn das Kraftstoffeinspritzventil 20 geschlossen wird. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung werden der Ventilöffnungsstartzeitpunkt Tor, die Einspritzratenzunahmegeschwindigkeit Vor, der Ventilschließstartzeitpunkt Tcr, die Einspritzratenabnahmegeschwindigkeit Vcr und die Maximaleinspritzrate Rmr, wie vorstehend angeführt, auf Basis der Änderung im Kraftstoffdruck im Kraftstoffeinspritzventil 20 (genauer gesagt dem Kraftstoffdruck PQ) genau bestimmt. Dann wird, wie durch die strichpunktierte Linie in 3 dargestellt ist, ein Schwingungsverlauf der Ist-Kraftstoffeinspritzrate (Erfassungszeitschwingungsverlauf) durch die ermittelten Werte ausgebildet. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung dient der Erfassungszeitschwingungsverlauf als Schwankungsverlauf eines Kraftstoffdrucks, der durch einen Kraftstoffdrucksensor zum Zeitpunkt des Öffnens des Kraftstoffeinspritzventils erfasst wurde.
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Beim Lernprozess wird ein Lernkorrekturwert bzw. eine Lernkorrekturgröße auf Basis einer Beziehung zwischen dem Erfassungszeitschwingungsverlauf und dem Grundschwingungsverlauf gelernt. Das bedeutet, zunächst werden der Erfassungszeitschwingungsverlauf und der Grundschwingungsverlauf miteinander während des Betriebs der Verbrennungskraftmaschine 10 verglichen, und Unterschiede in den Parametern (Schwingungsparameter) zwischen diesen Schwingungen (d. h. Unterschiede zwischen den Werten der Schwingungsparameter des Erfassungszeitschwingungsverlaufs und Werten der Schwingungsparameter des Grundschwingungsverlaufs) werden sequentiell berechnet. Genauer gesagt werden, als die Unterschiede in den Schwingungsparametern (die Unterschiede zwischen den Werten der Schwingungsparameter des Erfassungszeitschwingungsverlaufs und den Werten der Schwingungsparameter des Grundschwingungsverlaufs) eine Differenz ΔTog (= To – Tor) beim Ventilöffnungsstartzeitpunkt, eine Differenz ΔVog (= Vo – Vor) bei der Einspritzratenzunahmegeschwindigkeit, eine Differenz ΔTcg (= Tc – Tcr) beim Ventilschließstartzeitpunkt, eine Differenz ΔVcg (= Vc – Vcr) bei der Einspritzratenabnahmegeschwindigkeit und eine Differenz ΔRmg (= Rm – Rmr) bei der Maximaleinspritzrate berechnet. Dann werden diese Differenzen ΔTog, ΔVog, ΔTcg, ΔVcg und ΔRmg in der Nebenverarbeitungseinheit 41 als Lernkorrekturwerte bzw. -größen zum Kompensieren einer Abweichung der Kennkurve zwischen den Kraftstoffeinspritzventilen hinterlegt.
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Bei dieser Ausführungsform der Erfindung werden diese Lernkorrekturgrößen (ΔTog, ΔVog, ΔTcg, ΔVcg und ΔRmg) als Berechnungsparameter zum Berechnen der Solleinspritzzeitdauer TAU auf Basis der vorstehend genannten Modellformel genutzt. Durch das derartige Berechnen der Solleinspritzzeitdauer TAU wird der Einfluss der Abweichung der Kennkurven unter den jeweiligen Kraftstoffeinspritzventilen 20 kompensiert. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung wird ein Prozess zum Berechnen der Lernkorrekturgrößen auf Basis des Kraftstoffdrucks 20 für jeden der Zylinder 11 (#1 bis #4) der Verbrennungskraftmaschine 10 auf Basis eines Ausgangssignals eines entsprechenden Drucksensors 51 ausgeführt. Daneben wird, bei der Vorrichtung gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung, eine Mehrzahl von Lernbereichen, die durch den Kraftstoffdruck PQ und die Kraftstoffeinspritzmenge (genauer gesagt die Solleinspritzmenge) definiert sind, bestimmt, und die Lernkorrekturgrößen werden für jeden dieser Bereiche gelernt und gespeichert.
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Bei dieser Ausführungsform der Erfindung wird die Einspritzdrucksteuerung wie folgt ausgeführt. Zunächst wird ein Steuersollwert bezüglich des Kraftstoffdrucks in der Common-Rail 34 (ein Sollkraftstoffdruck) auf Basis der Leitungsluftmenge GA und der Verbrennungskraftmaschinendrehzahl NE berechnet, und ein Betätigungsgrad der Kraftstoffpumpe 33 (Kraftstoffzwangszuführungsmenge oder Kraftstoffrückführmenge) wird eingestellt, so dass der Ist-Kraftstoffdruck gleich dem Sollkraftstoffdruck wird. Durch diese Anpassung des Betätigungsgrades der Kraftstoffpumpe 33 wird der Kraftstoffdruck in der Common-Rail 34, in anderen Worten, der Kraftstoffdruck in jedem Einspritzventil 20, auf einen Druck eingestellt, der dem Verbrennungskraftmaschinenbetriebszustand entspricht.
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Wie in 4 gezeigt ist, sind alle Drucksensoren 51, die für die jeweiligen Zylinder 11 (#1 bis #4) der Verbrennungskraftmaschine 10 vorgesehen sind, mit der Nebenverarbeitungseinheit 41 verbunden. Diese Nebenverarbeitungseinheit 41 führt den Lernprozess aus.
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Zwei (#1 und #4) der Drucksensoren 51, die für Zylinder 11 (#1 bis #4) der Verbrennungskraftmaschine 10 vorgesehen sind, sind mit der Hauptverarbeitungseinheit 42 verbunden. Wie durch einen weißen Pfeil in 4 angedeutet ist, ist die Vorrichtung gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung derart ausgestaltet, dass die Nebenverarbeitungseinheit 41 der elektronischen Steuereinheit 40 und die Hauptverarbeitungseinheit 42 der elektronischen Steuereinheit 40 miteinander durch eine Signalleitung verbunden sind, und dass Daten zwischen der Nebenverarbeitungseinheit 41 und der Hauptverarbeitungseinheit 42 transferiert werden können.
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Wenn die Solleinspritzzeitdauer TAU berechnet wird, führt die Hauptverarbeitungseinheit 42 einen arithmetischen Prozess zum Lesen der Lernkorrekturgrößen aus der Nebenverarbeitungseinheit 41 aus, sowie einen arithmetische Prozess zum Berechnen der Solleinspritzzeitdauer TAU anhand der Modellformel auf Basis der Lernkorrekturgrößen.
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Daneben führt die Hauptverarbeitungseinheit 42 Prozesse hinsichtlich der Einspritzdrucksteuerung, beispielsweise einen arithmetischen Prozess zum Berechnen eines Sollkraftstoffdrucks auf Basis der Verbrennungskraftmaschinenparameter, und einen arithmetischen Prozess zum Einstellen des Betätigungsgrades der Kraftstoffpumpe 33 aus, so dass der Sollkraftstoffdruck und der Ist-Kraftstoffdruck PQ (genauer gesagt, der höhere Wert der Kraftstoffdrücke PQ, welche durch die beiden Sensoren 51 (#1 und #4) erfasst werden, die mit der Hauptverarbeitungseinheit 42 verbunden sind) zusammenfallen.
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Hierbei sei angemerkt, dass ein Prozess zum Abbilden des Erfassungszeitschwingungsverlaufs auf Basis des durch jeden Drucksensor 51 erfassten Kraftstoffdrucks PQ in der Vorrichtung gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung ausgeführt wird. Wenn also der Lernprozess ausgeführt wird, ist es wahrscheinlich, dass die Rechenlast, welche auf die elektronische Steuereinheit 40 (genauer gesagt die Nebenverarbeitungseinheit 41 und die Hauptverarbeitungseinheit 42) aufgebracht wird, groß wird, verglichen zu einer Vorrichtung, welche die Kennkurve des Kraftstoffeinspritzventils 20 einfach auf Basis eines einzigen Erfassungswerts des Drucksensors 51 lernt. Daneben wird, bei der Vorrichtung gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung, der Lernprozess separat für ein jedes aus der Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzventilen 20 ausgeführt.
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Daher kann, auch von diesem Standpunkt aus betrachtet, gesagt werden, dass die auf die elektronische Steuereinheit 40 wirkende Rechenlast wahrscheinlich hoch wird.
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Daneben kann, bei der Vorrichtung gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung, wenn der Lernprozess lediglich auf Basis des Kraftstoffdrucks PQ ausgeführt wird, der durch die Drucksensoren 51 erfasst wird, die Genauigkeit des Lernens der Kennkurve der Kraftstoffeinspritzventile 20 im Lernprozess extrem niedrig werden, wenn sich die Verbrennungskraftmaschine 10 in einem bestimmten Betriebszustand befindet, beispielsweise wenn die Kraftstoffdrücke PQ sich als Ergebnis einer Änderung des Verbrennungskraftmaschinenbetriebszustands abrupt ändern. Um eine solche Verschlechterung der Lerngenauigkeit zu unterdrücken ist es wünschenswert, einen Bestimmungsprozess auszuführen, um auf Basis der Verbrennungskraftmaschinenparameter zu bestimmen, ob der Lernprozess ausgeführt werden kann oder nicht. Durch Ausführen dieses Bestimmungsprozesses wird die Abnahme der Lerngenauigkeit im Lernprozess verringert, jedoch eine weitere Konzentration der Rechenlast auf die elektronische Steuereinheit 40 verursacht. Zudem führt eine solche Konzentration der Rechenlast zu einer Abnahme des Freiheitsgrades (der Flexibilität) zum Einstellen verschiedener arithmetischer Prozesse und ist somit unerwünscht.
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Im Lichte des vorstehend Genannten führt, bei der Vorrichtung gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung, die Hauptverarbeitungseinheit 42 auf Basis der Verbrennungskraftmaschinenparameter (genauer gesagt der Verbrennungskraftmaschinendrehzahl NE, der Solleinspritzmenge, dem Beschleunigeröffnungsgrad ACC und den Kraftstoffdrücken PQ) den vorstehend genannten Bestimmungsprozess aus, also einen arithmetischen Prozess zum Bestimmen, ob der Lernprozess ausgeführt werden kann oder nicht. Daneben erhält die Nebenverarbeitungseinheit 41 ein Bestimmungsergebnis des vorstehend genannten Bestimmungsprozesses von der Hauptverarbeitungseinheit 42 durch Datenkommunikation, liest selbiges und führt den Lernprozess auf Basis des Bestimmungsergebnisses aus.
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Wenn die Kennkurven der Kraftstoffeinspritzventile 20 gelernt werden, werden somit der Bestimmungsprozess und der Lernprozess durch die separaten Verarbeitungseinheiten 41 und 42 ausgeführt. Die Rechenlast wird somit auf die jeweiligen Verarbeitungseinheiten 41 und 42 aufgeteilt, so dass eine Konzentration der Rechenlast auf eine Verarbeitungseinheit vermieden wird. Zudem führt, wenn das Ergebnis des Bestimmungsprozesses, der durch die Hauptverarbeitungseinheit 42 auf Basis der Verbrennungskraftmaschinenparameter ausgeführt wird, zeigt, dass der vorstehend genannte Lernprozess nicht möglich ist, die Nebenverarbeitungseinheit den Lernprozess nicht aus. Wenn das Ergebnis des Bestimmungsprozesses zeigt, dass der vorstehend genannte Lernprozess ausgeführt werden kann, führt die Nebenverarbeitungseinheit 41 den Lernprozess aus. Wenn die Verbrennungskraftmaschine 10 also in einem Verbrennungskraftmaschinenbetriebszustand ist, in welchem die Lerngenauigkeit des Lernprozesses derart niedrig werden kann, um Probleme zu verursachen, kann die Ausführung des Lernprozesses somit unterbunden werden, und die Genauigkeit des Lernens der Kennkurve der Kraftstoffeinspritzventile 20 wird daran gehindert abzunehmen.
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Der Bestimmungsprozess und der Lernprozess werden nachfolgend im Detail beschrieben. Zunächst wird der Bestimmungsprozess beschrieben. 5 zeigt einen Ablauf der Ausführung des Bestimmungsprozesses. Eine Reihe von in den Flussschaubild aus 5 gezeigten Prozessen wird durch die Hauptverarbeitungseinheit 42 als Unterbrechungshandlung in Intervallen mit vorgegebener Zeitdauer ausgeführt.
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Wie in 5 gezeigt ist, wird bei diesem Prozess zuerst bestimmt, ob die folgenden „Bedingungen 1 bis 4” erfüllt sind (Schritte S10 bis S13). Die „Bedingung 1” ist, dass die das Kraftstoffzufuhrsystem bildenden Bestandteile normal funktionieren (Schritt S10). In dem Prozess aus Schritt S10 wird, genauer gesagt, wenn kein Kraftstoff aus dem Inneren des Kraftstoffzufuhrsystems austritt und die Kraftstoffeinspritzventile 20, die Drucksensoren 51 (#1 und #4) und die Kraftstoffpumpe 33 normal funktionieren, bestimmt, dass „Bedingung 1” erfüllt ist. Die „Bedingung 2” ist, dass die Kühlmitteltemperatur THW in einem vorgegebenen Temperaturbereich AR1 ist (Schritt S11). Bei der Vorrichtung gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung wird ein Temperaturbereich hinsichtlich der Kühlmitteltemperatur THW (der vorgegebene Temperaturbereich AR1), in welchem der Lernprozess mit hoher Genauigkeit ausgeführt werden kann, vorab auf Basis der Ergebnisse verschiedener Experimente und Simulationen erhalten und in der Hauptverarbeitungseinheit 42 hinterlegt. Die „Bedingung 3” ist, dass eine Kraftstofftemperatur THQ in einem vorgegebenen Temperaturbereich AR2 liegt (Schritt S12). Bei der Vorrichtung gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung wird ein Temperaturbereich hinsichtlich der Kraftstofftemperatur THQ (der vorgegebene Temperaturbereich AR2), in welchem der Lernprozess mit hoher Genauigkeit ausgeführt werden kann, vorab auf Basis von Ergebnissen verschiedener Experimente und Simulationen erhalten und in der Hauptverarbeitungseinheit 42 hinterlegt. Die „Bedingung 4” ist, dass der Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine 10, der durch die Verbrennungskraftmaschinenparameter 10 (die Verbrennungskraftmaschinendrehzahl NE, die Solleinspritzmenge, den Beschleunigeröffnungsgrad ACC und die Kraftstoffdrücke PQ) bestimmt wird, ein anderer Betriebszustand ist als ein Betriebszustand, der sich schnell derart ändert, dass eine Verschlechterung der Lerngenauigkeit des vorstehend genannten Lernprozesses ein Problem verursacht (d. h. die Verbrennungskraftmaschine ist in einem anderen Zustand als einem Übergangs-(Änderungs-)Zustand, das bedeutet, die Verbrennungskraftmaschine 10 befindet sich nicht in einem Übergangs-(Änderungs-)Betriebszustand) (Schritt S13). Bei der Vorrichtung gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung wird eine Beziehung zwischen dem Verbrennungskraftmaschinenbetriebszustand, der durch die vorstehend genannten Verbrennungskraftmaschinenparameter definiert ist, und dem vorstehend genannten Übergangsbetriebszustand vorab auf Basis von Ergebnissen verschiedener Experimente und Simulationen erhalten und in der Hauptverarbeitungseinheit 42 hinterlegt. Im Prozess von Schritt S13 wird auf Basis der Verbrennungskraftmaschinenparameter bestimmt, ob sich die Verbrennungskraftmaschine 10 in einem Übergangsbetriebszustand befindet (d. h. es wird bestimmt, ob die Bedingung, dass die Verbrennungskraftmaschine in einem anderen Betriebszustand als dem Übergangsbetriebszustand ist, erfüllt ist, anders ausgedrückt, es wird bestimmt, ob die Bedingung, dass die Verbrennungskraftmaschine nicht im Übergangsbetriebszustand ist, erfüllt ist) indem die vorstehend genannte Beziehung verwendet wird.
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Wenn bestimmt wird, dass alle „Bedingungen 1 bis 4” erfüllt sind (JA in allen Schritten S10 bis S13) wird ein Lernausführungsflag aktiviert (Schritt S14). Wenn dagegen bestimmt wird, dass eine der „Bedingungen 1 bis 4” nicht erfüllt ist (NEIN in einem der Schritte S10 bis S13) wird das Lernausführungsflag deaktiviert (Schritt S15). Nachdem das Lernausführungsflag derart betätigt wurde, wird der augenblickliche Prozess beendet.
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Nachfolgend wird ein Ablauf zum Ausführen des Lernprozesses, genauer gesagt ein Prozess der den Lernprozess umfasst und sich auf die Steuerung des Lernens der Kennkurve der Kraftstoffeinspritzventile 20 (Kennkurvenlernsteuerprozess) bezieht, beschrieben. 6 zeigt den Ablauf zum Ausführen der Kennkurvenlernsteuerverarbeitung. Eine Reihe von Prozessen, die in dem Flussschaubild aus 6 gezeigt sind, wird durch die Nebenverarbeitungseinheit 41 als Unterbrechungshandlung in Intervallen mit vorgegebener Zeitdauer ausgeführt.
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Wie in 6 gezeigt ist, wird bei dieser Verarbeitung zunächst ein Bestimmungsergebnis des Bestimmungsprozesses (siehe 5) (genauer gesagt, ein Betriebszustand des Lernausführungsflags) von der Hauptverarbeitungseinheit 42 durch Datenkommunikation ausgelesen, und es wird bestimmt, ob das Lernausführungsflag aktiviert wurde oder nicht (Schritt S20).
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Wenn das Lernausführungsflag aktiviert wurde (d. h. wenn das Bestimmungsergebnis anzeigt, dass der Lernprozess ausgeführt werden kann) (Schritt S20: JA) wird der vorstehend genannte Lernprozess ausgeführt (Schritt S21). Wenn dagegen das Lernausführungsflag deaktiviert wurde (d. h. wenn das Bestimmungsergebnis anzeigt, dass der Lernprozess nicht ausgeführt werden kann) (Schritt S20: NEIN) wird der Lernprozess nicht ausgeführt (der Prozess von Schritt S21 wird ausgelassen). Nachdem der Lernprozess somit auf Basis des Betätigungszustands des Lernausführungsflags ausgeführt wird, endet die vorliegende Verarbeitung.
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Bei der Vorrichtung gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung wird, wenn die Größe der Schwankungen der Kraftstoffdrücke PQ, die von einem anderen Faktor herrührt, als dem Öffnen/Schließen der Kraftstoffeinspritzventile 20 (d. h. von einer Störung herrührt), groß ist, die Genauigkeit des Lernens der Kennkurve der Kraftstoffeinspritzventile 20 durch den vorstehend genannten Lernprozess wahrscheinlich abnehmen. Bei dem vorstehend genannten Bestimmungsprozess (5) wird, da „Bedingung 4” (der Prozess aus Schritt S13) eingestellt ist, der Bestimmungsprozess auf Basis der Verbrennungskraftmaschinenparameter einschließlich der Kraftstoffdrücke PQ ausgeführt, wie vorstehend beschrieben ist. Es ist somit möglich, bei dem Bestimmungsprozess auf Basis der Größe der Schwankungen der Kraftstoffdrücke PQ, die von der Störung herrühren, genau zu bestimmen, ob der Lernprozess ausgeführt werden kann oder nicht. Genauer gesagt wird, wenn die Größe der Schwankungen der Kraftstoffdrücke PQ, welche von der Störung herrührt, groß ist, und die Lerngenauigkeit niedrig genug wird, um ein Problem zu verursachen, das Lernausführungsflag deaktiviert, um den Lernprozess zu unterbinden. Wenn dagegen die Größe der Schwankungen der Kraftstoffdrücke PQ, welche von der Störung herrührt, niedrig ist, und eine Abnahme der Lerngenauigkeit unwahrscheinlich ist, wird das Lernausführungsflag aktiviert um die Ausführung des Lernprozesses zu erlauben.
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Der Betrieb der Vorrichtung gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend beschrieben. Bei einem in 7 gezeigten Beispiel wird, wenn ein Beschleunigerbetätigungselement zum Zeitpunkt T1 betätigt wird, und der Beschleunigerbetätigungsgrad ACC ((a) in 7) schnell zunimmt, anhand des Bestimmungsprozesses, der durch die Hauptverarbeitungseinheit 42 ausgeführt wird, bestimmt, dass die Verbrennungskraftmaschine 10 sich für eine nachfolgend vorgegebene Zeitspanne (von einem Zeitpunkt T2 zu einem Zeitpunkt T3) in einem Übergangszustand befindet, und das Lernausführungsflag ((c) in 7) wird deaktiviert.
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Daneben wird, wenn das Beschleunigerbetätigungselement zum Zeitpunkt T4 betätigt wird und der Beschleunigerbetätigungsgrad ACC rasch abnimmt, durch den Bestimmungsprozess, der durch die Hauptverarbeitungseinheit 42 ausgeführt wird, bestimmt, dass die Verbrennungskraftmaschine sich für eine nachfolgend bestimmte Zeitspanne (von Zeitpunkt T4 bis zu einem Zeitpunkt T5) in einem Übergangszustand befindet, und das Lernausführungsflag wird deaktiviert.
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Bei der Vorrichtung gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung unterscheiden sich, wie aus 7 ersichtlich ist, ein Sollkraftstoffdruck in der Einspritzdrucksteuerung (durch eine strichpunktierte Linie bei Punkt (b) in 7 angedeutet) und der Ist-Kraftstoffdruck PQ (durch eine durchgezogene Linie bei (b) in 7 angedeutet) deutlich voneinander in den jeweiligen Zeitspannen, in welchen bei dem Bestimmungsprozess bestimmt wird, dass sich die Verbrennungskraftmaschine 10 in einem Übergangszustand befindet (den vorgenannten vorgegebenen Zeitspannen T2 bis T3 und T4 bis T5). Wenn somit der Lernprozess in diesen Zeitspannen ausgeführt wird, ist eine Abnahme der Lerngenauigkeit hochwahrscheinlich. Bei der Vorrichtung gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung wird das Lernausführungsflag in diesen vorgegebenen Zeitspannen deaktiviert, um zu verhindern, dass der Lernprozess durch die Nebenverarbeitungseinheit 41 ausgeführt wird. Daher kann eine Abnahme der Lerngenauigkeit im Lernprozess verhindert werden.
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Wie vorstehend beschrieben ist, werden gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung die nachfolgend beschriebenen Effekte erzielt. (1) Die Hauptverarbeitungseinheit 42 führt den Bestimmungsprozess aus, und die Nebenverarbeitungseinheit 41 erhält das Bestimmungsergebnis des Bestimmungsprozesses von der Hauptverarbeitungseinheit 42 durch Datenkommunikation, liest selbiges und führt den Lernprozess auf Basis des Bestimmungsergebnisses aus. Es ist somit möglich, sowohl die Konzentration der Rechenlast auf eine der Verarbeitungseinheiten 41 und 42 als auch die Abnahme der Lerngenauigkeit der Kennkurven der Kraftstoffeinspritzventile 20 zu unterdrücken.
- (2) Ein jeder Drucksensor 51 zum Erfassen des Kraftstoffdrucks PQ in der Zufuhr- bzw. Einbringungsleitung 27 ist integral am Kraftstoffeinspritzventil 20 angebracht. Änderungen im Kraftstoffdruck in den Kraftstoffeinspritzventilen 20, die vom Öffnen der Kraftstoffeinspritzventile 20 herrühren, können so mit hoher Genauigkeit erfasst werden, und die Kennkurven der Kraftstoffeinspritzventile 20 auf Basis dieser Kraftstoffdrücke können mit hoher Genauigkeit gelernt werden.
- (3) Der Bestimmungsprozess wird auf Basis der Verbrennungskraftmaschinenparameter, welche die Kraftstoffdrücke PQ enthalten, ausgeführt. Es ist daher möglich, auf Basis der Größe der Menge der Fluktuationen des Kraftstoffdrucks PQ, die von einer Störung herrühren, bei dem Bestimmungsprozess genau zu bestimmen, ob der Lernprozess ausgeführt werden kann oder nicht.
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Die vorstehende Ausführungsform der Erfindung kann auch in einer der nachfolgend beschriebenen Modifizierungen ausgeführt werden. Der Ablauf zum Ausführen des Bestimmungsprozesses (5) kann willkürlich geändert werden, solange es möglich ist, geeignet zu bestimmen, ob eine Möglichkeit besteht, dass die Lerngenauigkeit im Lernprozess niedrig genug werden kann, um ein Problem zu verursachen. Genauer gesagt kann zumindest eine von der „Bedingung 1” (der Prozess aus Schritt S10), „Bedingung 2” (der Prozess aus Schritt S11) und „Bedingung 3” (der Prozess aus Schritt S12) beim Bestimmungsprozess weggelassen werden.
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Die bei dem Bestimmungsprozess verwendeten Verbrennungskraftmaschinenparameter sind nicht auf die Verbrennungskraftmaschinendrehzahl NE, dem Beschleunigerbetätigungsgrad ACC, die Solleinspritzmenge und die Kraftstoffdrücke PQ beschränkt. Jeder Verbrennungskraftmaschinenparameter kann gewählt und verwendet werden. Genauer gesagt können beispielsweise lediglich einige von der Verbrennungskraftmaschinendrehzahl NE, dem Beschleunigeröffnungsgrad ACC, der Solleinspritzmenge und den Kraftstoffdrücken PQ verwendet werden oder es können andere Verbrennungskraftmaschinenparameter (z. B. ein Solleinspritzzeitpunkt, ein Sollkraftstoffdruck und dergleichen) als diese verwendet werden.
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Der Prozess zum Ausführen des Lernprozesses kann willkürlich verändert werden, solange es möglich ist, die Kennkurve der Kraftstoffeinspritzventile 20 mit hoher Genauigkeit auf Basis der durch die Drucksensoren 51 erfassten Kraftstoffdrücke PQ zu lernen. Beispielsweise können ein „konkretes Beispiel 1” oder „konkretes Beispiel 2” als Ausführungsabläufe genannt werden. Im „konkreten Beispiel 1” wird eine Ist-Kraftstoffeinspritzmenge auf Basis einer Art der Fluktuation der Kraftstoffeinspritzdrücke PQ berechnet und ein Lernkorrekturwert zum Korrigieren einer Solleinspritzmenge wird auf Basis einer Differenz zwischen der Kraftstoffeinspritzmenge und der Solleinspritzmenge berechnet. Im „konkreten Beispiel 2” wird ein Lernkorrekturwert zum Kompensieren eines Einflusses der Variation der Öffnungseigenschaften der jeweiligen Kraftstoffeinspritzventile 20 auf Basis der Ist-Kraftstoffdrücke PQ zu einem bestimmten Zeitpunkt, wenn das Ventil geöffnet wird, gelernt.
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Wenn es möglich ist, einen Druck geeignet zu erfassen, der als Index des Kraftstoffdrucks im Kraftstoffeinspritzventil 20 dient (genauer in der Düsenkammer 25), in anderen Worten einen Kraftstoffdruck, der sich wie der Kraftstoffdruck im Kraftstoffeinspritzventil 20 ändert, muss der Drucksensor 51 nicht unbedingt direkt am Kraftstoffeinspritzventil 20 angebracht sein. Die Art und Weise, in welcher der Kraftstoffdrucksensor 51 angebracht ist, kann willkürlich verändert werden. Genauer gesagt kann der Drucksensor 51 an einem Bereich zwischen der Common-Rail 34 und dem Kraftstoffeinspritzventil 20 in der Kraftstoffzufuhrleitung (der Zweigleitung 31a) angebracht sein, oder kann an der Common-Rail 34 angebracht sein.
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Anstelle, der Verwendung von Kraftstoffeinspritzventilen 20, die durch den piezoelektrischen Aktuator betätigt werden, kann beispielsweise ein Kraftstoffeinspritzventil verwendet werden, das durch einen elektromagnetischen Aktuator betätigt wird, der eine Magnetspule verwendet.
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Die Erfindung ist nicht auf eine Verbrennungskraftmaschine mit vier Zylindern beschränkt sondern ist auch auf eine Verbrennungskraftmaschine mit einem bis drei Zylindern oder eine Verbrennungskraftmaschine mit fünf oder mehr Zylindern anwendbar. Die Erfindung ist nicht auf einen Dieselmotor beschränkt sondern auch auf einen Benzinmotor verwendbar, bei welchem Ottokraftstoff oder Erdgas verwendet wird.
