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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzungs-Steuer- und Regelungsvorrichtung und ein Kraftstoffeinspritzungs-Steuer- und Regelungsverfahren, die auf einen Verbrennungsmotor angewendet werden, der ein Kraftstoffeinspritzventil aufweist, das Kraftstoff direkt in einen Zylinder einspritzt, um eine Kraftstoffeinspritzsteuerung bzw. -regelung durchzuführen.
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Beschreibung der verwandten Technik
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Eine Kraftstoffeinspritzungs-Steuer bzw. Regelungsvorrichtung für einen Dieselmotor, die Kraftstoffeinspritzventile aufweist, die Kraftstoff direkt in entsprechende Zylinder einspritzt, ist bekannt (siehe beispielsweise die veröffentlichte japanische Patentanmeldung
JP 2011-190725 A ). Wenn die einzelnen Kraftstoffeinspritzventile hergestellt werden, kann es zu individuellen Unterschieden ihrer Einspritzeigenschaften kommen. Bevor die einzelnen Kraftstoffeinspritzventile in einen Dieselmotor eingebaut werden, wird daher durch einen Test, der unter Verwendung einer Testvorrichtung durchgeführt wird, ein Anfangswert eines Lernwerts eingestellt (im Folgenden als Anfangslernwert bezeichnet), der die individuellen Unterschiede der einzelnen Kraftstoffeinspritzventile kompensieren soll. Genauer wird der entsprechende Kraftstoffdrucksensor verwendet, um zu erfassen, wie der Kraftstoffdruck innerhalb der einzelnen Kraftstoffeinspritzventile bei der Einspritzung von Kraftstoff durch das Kraftstoffeinspritzventil schwankt. Und dann wird ein Abweichungstrend einer zeitabhängigen Wellenform einer Kraftstoffeinspritzrate aus der erfassten Art und Weise der Schwankung des Kraftstoffdrucks (im Folgenden als erfasste zeitabhängige Wellenform bezeichnet) in Bezug auf eine zeitabhängige Basiswellenform auf Basis des Vergleichsergebnisses zwischen der erfassten zeitlichen Wellenform und der zeitabhängigen Basiswellenform berechnet. Dann wird der Anfangslernwert zum Korrigieren eines Regelungswerts für die einzelnen Kraftstoffeinspritzventile auf Basis des Abweichungstrends eingestellt. Durch die Verwendung des Anfangslernwerts für die Kraftstoffeinspritzregelung des Dieselmotors wird ein zu Anfang bestehender Unterschied zwischen den einzelnen Kraftstoffeinspritzventilen bei deren Herstellung kompensiert, und die Kraftstoffeinspritzung durch die einzelnen Kraftstoffeinspritzventile wird exakt durchgeführt.
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Andererseits ändern sich die Kraftstoffeinspritzungseigenschaften der einzelnen Kraftstoffeinspritzventile aufgrund einer altersbedingten Verschlechterung im Laufe des Motorbetriebs. Die in
JP 2011-190725 A beschriebene Kraftstoffeinspritzungs-Steuer bzw. Regelungsvorrichtung weist ferner einen Drucksensor auf, der einen Kraftstoffdruck innerhalb des entsprechenden Kraftstoffeinspritzventils erfasst, das in jedem Zylinder bereitgestellt ist, die oben genannte erfasste zeitabhängige Wellenform aus dem Erfassungswert des Kraftstoffdrucksensors während des Motorbetriebs berechnet und den Abweichungstrend von der erfassten zeitabhängigen Wellenform in Bezug auf die oben beschriebene zeitabhängige Basiswellenform aus dem Ergebnis des Vergleichs zwischen der erfassten zeitabhängigen Wellenform und der zeitabhängigen Basiswellenform berechnet. Dann wird der Anfangslernwert zum Korrigieren des Regelungswerts für jedes Kraftstoffeinspritzventil auf Basis des Abweichungstrends aktualisiert (im Folgenden als Lernwert-Aktualisierungsprozess bezeichnet). Durch die Ausführung dieses Lernwert-Aktualisierungsprozesses wird die Kraftstoffeinspritzung durch die einzelnen Kraftstoffeinspritzventile auch dann exakt ausgeführt, wenn aufgrund einer altersbedingten Verschlechterung individuelle Unterschiede zwischen den einzelnen Kraftstoffeinspritzventilen bestehen.
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Wenn sich ein Erfassungswert des entsprechenden Kraftstoffdrucksensors beispielsweise durch ein überlagerndes Geräusch aufgrund einer Störung plötzlich ändert, kann der Lernwert auf einen unpassenden Wert aktualisiert werden, wenn der Abweichungstrend, der aus dem Ergebnis des Vergleichs zwischen der erfassten zeitabhängigen Wellenform und der zeitabhängigen Basiswellenform errechnet wird, direkt verwendet wird, um einen Lernwert zu aktualisieren. Der Abweichungstrend wird mit einer vorgegebenen Reflexionsrate beim Aktualisieren des Lernwerts reflektiert, und die Lernrate des Lernwerts wird durch Verringern der vorgegebenen Reflexionsrate verringert. Auch wenn sich der Erfassungswert des entsprechenden Kraftstoffdrucksensors plötzlich geändert hat, wird der Lernwert dadurch auf einen geeigneten Wert aktualisiert.
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Wenn ein Anfangslernwert durch einen Test berechnet wird, der unter Verwendung der Testvorrichtung ausgeführt wird, bevor die einzelnen Kraftstoffeinspritzventile im Dieselmotor angebaut werden, kann es sein, dass sich eine Umgebung, in welche die einzelnen Kraftstoffeinspritzventile gebracht werden, zwischen der Testvorrichtung und einem wirklichen Dieselmotor unterscheidet. Auch wenn ein hoch zuverlässiger Anfangslernwert durch einen Test eingestellt wird, der unter Verwendung der Testvorrichtung ausgeführt wird, kann es daher sein, dass der Anfangslernwert nicht immer ein passender Wert ist, durch den die individuellen Unterschiede der einzelnen Kraftstoffeinspritzventile in einem Zustand, in dem die Kraftstoffeinspritzventile in einem wirklichen Dieselmotor eingebaut worden sind, kompensiert werden können. Bei der oben beschriebenen Kraftstoffeinspritzungs-Steuer bzw. Regelungsvorrichtung ist die Lernrate des Lernwerts verringert. Daher kann ein Lernwert möglicherweise nicht innerhalb eines normalen Testbetriebszeitraums, in dem ein Testbetrieb eines Dieselmotors in einem Fertigungsbetrieb oder einem Wartungsbetrieb ausgeführt wird, aktualisiert werden, und es kann nötig sein, den Testbetriebszeitraum zu verlängern.
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Die oben genannte Möglichkeit betrifft nicht nur eine Kraftstoffeinspritzungs-Steuer bzw. Regelungsvorrichtung für einen Dieselmotor, sondern betrifft meistens allgemein auch eine Kraftstoffeinspritzungs-Steuer bzw. Regelungsvorrichtung für einen Ottomotor, der ein Kraftstoffeinspritzventil aufweist, das direkt in einen Zylinder einspritzt. Außerdem ist sie nicht auf eine Gestaltung beschränkt, wo ein Anfangslernwert für jedes einzelne Kraftstoffeinspritzventil eingestellt wird, sondern kann fast immer auch bei einer Gestaltung auftreten, bei der kein Anfangslernwert eingestellt wird.
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Aus der
DE 10 2010 017 368 A1 ist zudem eine Datenspeichervorrichtung bekannt, welche verschiedene Arten von Daten in Bezug auf eine Einspritzdüse einer internen Verbrennungsmaschine bereitstellt. Hierbei umfasst die Speichervorrichtung einen Berechnungsabschnitt zum Berechnen des Kompressionsmoduls des von einer Einspritzdüse einer internen Verbrennungsmaschine eingespritzten Kraftstoffes, einen Ermittlungsabschnitt zum Ermitteln, ob eine Änderung des berechneten Kompressionsmoduls pro Zeit steigt und einen vorher festgelegten Wert übersteigt, und einen Speicherabschnitt zum Speichern eines Ermittlungsergebnisses des Ermittlungsabschnitts oder eines Werts des Kompressionsmoduls. Die
DE 102 41 146 A1 offenbart ferner eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung für einen Verbrennungsmotor zum Steuern einer Kraftstoffeinspritzmenge auf der Basis von Daten entsprechend CO-(Kohlenmonoxid)-Regelkorrekturmengen. Insbesondere werden dabei eine Dateneingabeverarbeitung und Datensuchverarbeitung moderiert, während die zu haltende Datenmenge verringert wird, um dadurch eine Implementierung einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung bei niedrigen Kosten ohne Beeinträchtigung einer Genauigkeit der Kraftstoffeinspritzsteuerung zu realisieren.
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KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
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Aufgabe der Erfindung ist es, ausgehend vom Stand der Technik eine Kraftstoffeinspritzungs-Steuer- und Regelungsvorrichtung und ein Kraftstoffeinspritzungs-Steuer- und Regelungsverfahren für einen Verbrennungsmotor anzugeben, die in der Lage sind, einen Zeitraum unmittelbar ab dem Einbau eines Kraftstoffeinspritzventils, wenn eine Zuverlässigkeit eines Lernwerts des Kraftstoffeinspritzventils gering ist, zu verkürzen, während der Lernwert des Kraftstoffeinspritzventils grundsätzlich durch Verringern einer Lernrate des Lernwerts auf einen geeigneten Wert aktualisiert wird. Diese Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche, vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzungs-Steuer- und Regelungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, die ein Kraftstoffeinspritzventil, das Kraftstoff direkt in einen Zylinder einspritzt, und einen Kraftstoffdrucksensor aufweist, der einen Kraftstoffdruck im Kraftstoffeinspritzventil oder in einem System, das Kraftstoff zum Kraftstoffeinspritzventil liefert, erfasst. Die Kraftstoffeinspritzungs-Steuer- und Regelungsvorrichtung weist eine Steuer- und Regelungseinrichtung auf, die so gestaltet ist, dass sie einen Lernwert-Aktualisierungsprozess ausführt, wobei der Lernwert-Aktualisierungsprozess einen Lernwert zum Kompensieren eines individuellen Unterschieds des Kraftstoffeinspritzventils mit einer vorgegebenen Lernrate auf Basis des Kraftstoffdrucks, der vom Kraftstoffdrucksensor erfasst wird, aktualisiert. Die Steuer- und Regelungseinrichtung ist so gestaltet, dass sie den Lernwert-Aktualisierungsprozess, wenn ein kumulierter Wert der Anzahl der Aktualisierungen des Lernwerts nach Einbau des Kraftstoffeinspritzventils im Verbrennungsmotor kleiner ist als ein vorgegebener Wert, im Vergleich zu dann, wenn der kumulierte Wert größer ist als oder gleich groß ist wie der vorgegebene Wert, unter Erhöhung einer Lernrate des Lernwerts ausführt.
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Mit der oben beschriebenen Gestaltung wird der Lernwert zum Kompensieren des individuellen Unterschieds des Kraftstoffeinspritzventils mit einer höheren Lernrate als üblich aktualisiert, wenn der kumulierte Wert der Anzahl der Aktualisierungen des Lernwerts nach Einbau des Kraftstoffeinspritzventils in den Verbrennungsmotor in einem Fertigungsbetrieb oder Wartungsbetrieb kleiner ist als der vorgegebene Wert. Daher wird ein Zeitraum, über dem die Zuverlässigkeit des Lernwerts des Kraftstoffeinspritzventils niedrig ist, verkürzt.
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Außerdem wird der Lernwert mit einer üblichen Lernrate aktualisiert, nachdem der kumulierte Wert der Anzahl der Aktualisierungen des Lernwerts über oder auf den vorgegebenen Wert gestiegen ist. Auch wenn es nicht möglich sein mag, den Lernwert auf einen geeigneten Wert zu aktualisieren, wenn die Lernrate des Lernwerts erhöht wird, beispielsweise wenn sich ein Erfassungswert des Kraftstoffdrucksensors plötzlich geändert hat, ist es somit möglich, den Lernwert des Kraftstoffeinspritzventils auf einen geeigneten Wert zu aktualisieren.
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Gemäß der Erfindung ist es somit möglich, einen Zeitraum unmittelbar ab dem Einbau eines Kraftstoffeinspritzventils, in dem eine Zuverlässigkeit eines Lernwerts des Kraftstoffeinspritzventils gering ist, zu verkürzen, während der Lernwert des Kraftstoffeinspritzventils grundsätzlich durch Verringern einer Lernrate des Lernwerts auf einen geeigneten Wert aktualisiert wird.
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Erfindungsgemäß gibt die Steuer- und Regelungseinrichtung den Lernwert separat für jede von einer Mehrzahl von Motorbetriebsregionen aus, und die Steuer- und Regelungseinrichtung ist so gestaltet, dass sie unter der Bedingung, dass der kumulierte Wert der Anzahl der Aktualisierungen des Lernwerts einem Bezugswert gleich wird, die Anzahl der Aktualisierungen des Lernwerts in der ersten Motorbetriebsregion kleiner ist als oder gleich groß ist wie eine erste vorgegebene Anzahl und die Anzahl der Aktualisierungen des Lernwerts in der zweiten Motorbetriebsregion größer ist als oder gleich ist wie eine zweite vorgegebene Anzahl, die größer ist als die erste vorgegebene Anzahl, den Lernwert-Aktualisierungsprozess durch Aktualisieren des Lernwerts in einer ersten Motorbetriebsregion auf Basis des Lernwerts in einer zweiten Motorbetriebsregion, die von der ersten Motorbetriebsregion verschieden ist, durchführt.
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Mit der Gestaltung, dass der Lernwert für jede von der Mehrzahl von Motorbetriebsregionen separat ausgegeben wird, wenn der kumulierte Wert der Anzahl der Aktualisierungen des Lernwerts nach dem Anbau des Kraftstoffeinspritzventils am Verbrennungsmotor dem Bezugswert gleich wird, variiert die Zuverlässigkeit des Lernwerts zwischen den Motorbetriebsregionen. Das heißt, in einer Motorbetriebsregion, in der ein Motorbetrieb nicht über einen ausreichend langen Zeitraum durchgeführt wird, wird der entsprechende Lernwert nicht ausreichend aktualisiert, daher nimmt die Zuverlässigkeit dieses Lernwerts ab. In einer Motorbetriebsregion, in der ein Motorbetrieb über einen ausreichend langen Zeitraum durchgeführt wird, wird dagegen der entsprechende Lernwert häufig aktualisiert, daher nimmt die Zuverlässigkeit dieses Lernwerts zu.
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Wenn bei der obigen Gestaltung der kumulierte Wert der Anzahl der Aktualisierungen des Lernwerts dem Bezugswert gleich wird, wird in dem Fall, dass die Anzahl der Aktualisierungen des Lernwerts in der Motorbetriebsregion kleiner ist als oder gleich groß ist wie die erste vorgegebene Anzahl und die Anzahl der Aktualisierungen des Lernwerts in einer Motorbetriebsregion, die sich von der Motorbetriebsregion unterscheidet, größer ist als oder gleich groß ist wie die zweite vorgegebene Anzahl, der Lernwert in der Motorbetriebsregion auf Basis des Lernwerts in der anderen Motorbetriebsregion aktualisiert. Daher wird der Lernwert in der entsprechenden Motorbetriebsregion auf Basis des Lernwerts in der anderen Motorbetriebsregion aktualisiert, der eine höhere Zuverlässigkeit hat. Auch wenn es eine Motorbetriebsregion gibt, für die ein Motorbetrieb zu dem Zeitpunkt, zu dem der kumulierte Wert der Anzahl der Aktualisierungen des Lernwerts dem Bezugswert gleich wird, nicht so lange durchgeführt worden ist, kann somit der Lernwert in der Motorbetriebsregion auf einen geeigneten Wert aktualisiert werden.
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Um den Lernwert in jeder der Motorbetriebsregionen zu dem Zeitpunkt, zu dem der kumulierte Wert der Anzahl der Aktualisierungen des Lernwerts nach dem Einbau des Kraftstoffeinspritzventils im Verbrennungsmotor dem Bezugswert gleich wird, auf geeignete Werte zu aktualisieren, ist es erstrebenswert, den Bezugswert auf den oder unter dem vorgegebenen Wert einzustellen.
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In der Kraftstoffeinspritzungs-Steuer- und Regelungsvorrichtung kann die Steuer- und Regelungseinrichtung so gestaltet sein, dass sie den Lernwert-Aktualisierungsprozess ausführt durch Berechnen eines Abweichungstrends einer tatsächlichen Kraftstoffeinspritzungseigenschaft des Kraftstoffeinspritzventils in Bezug auf eine grundlegende Kraftstoffeinspritzungseigenschaft des Kraftstoffeinspritzventils auf Basis des Kraftstoffdrucks, der vom Kraftstoffdrucksensor erfasst wird, Reflektieren des Abweichungstrends mit einer vorgegebenen Reflexionsrate bei der Aktualisierung des Lernwerts und Erhöhen der vorgegebenen Reflexionsrate, wenn der kumulierte Wert der Anzahl der Aktualisierungen des Lernwerts kleiner ist als der vorgegebene Wert, im Vergleich zu dann, wenn der kumulierte Wert größer ist als oder gleich groß ist wie der vorgegebene Wert.
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Mit der oben beschriebenen Gestaltung wird im Lernwert-Aktualisierungsprozess der Abweichungstrend der tatsächlichen Kraftstoffeinspritzungseigenschaft des Kraftstoffeinspritzventils in Bezug auf die grundlegende Kraftstoffeinspritzungseigenschaft des Kraftstoffeinspritzventils auf Basis des Kraftstoffdrucks berechnet, der unter Verwendung des Kraftstoffdrucksensors erfasst wird. Bei der Aktualisierung des Lernwerts wird der Abweichungstrend mit der vorgegebenen Reflexionsrate reflektiert. Hierbei wird die Lernrate des Lernwerts erhöht, wenn die vorgegebene Reflexionsrate erhöht wird; während die Lernrate des Lernwerts gesenkt wird, wenn die vorgegebene Reflexionsrate verringert wird. Durch Ändern der vorgegebenen Reflexionsrate kann somit die Lernrate des Lernwerts auf einfache und exakte Weise geändert werden.
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In der Kraftstoffeinspritzungs-Steuer- und Regelungsvorrichtung kann die Steuer- und Regelungseinrichtung so gestaltet sein, dass sie den Lernwert-Aktualisierungsprozess durch Erfassen der Art und Weise der Schwankung des Kraftstoffdrucks mit der Einspritzung des Kraftstoffs durch das Kraftstoffeinspritzventil unter Verwendung des Kraftstoffdrucksensors erfasst und den Abweichungstrend auf Basis eines Ergebnisses des Vergleichs zwischen einer zeitabhängigen Basiswellenform und einer erfassten zeitabhängigen Wellenform, bei der es sich um eine zeitabhängige Wellenform einer Kraftstoffeinspritzrate handelt, die aus der erfassten Art und Weise der Schwankung des Kraftstoffdrucks berechnet wird, berechnet.
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In der Kraftstoffeinspritzungs-Steuer- und Regelungsvorrichtung kann die Steuer- und Regelungseinrichtung so gestaltet sein, dass sie unter der Bedingung, dass der kumulierte Wert der Anzahl der Aktualisierungen des Lernwerts einem Bezugswert gleich wird, die Anzahl der Aktualisierungen des Lernwerts in der ersten Motorbetriebsregion kleiner ist als oder gleich groß ist wie die erste vorgegebene Anzahl und die Anzahl der Aktualisierungen des Lernwerts in der zweiten Motorbetriebsregion größer ist als oder gleich ist wie die zweite vorgegebene Anzahl, den Lernwert-Aktualisierungsprozess durch Aktualisieren des Lernwerts in der ersten Motorbetriebsregion auf Basis des Lernwerts in der zweiten Motorbetriebsregion, die an die erste Motorbetriebsregion angrenzt, durchführt.
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Der Lernwert hat je nach Motorbetriebsregion einen anderen Wert; jedoch weisen der Lernwert in einer Motorbetriebsregion und der Lernwert in einer angrenzenden, anderen Motorbetriebsregion relativ ähnliche Werte auf. Wenn bei der obigen Gestaltung der kumulierte Wert der Anzahl der Aktualisierungen des Lernwerts dem Bezugswert gleich wird, wird in dem Fall, dass die Anzahl der Aktualisierungen des Lernwerts in der Motorbetriebsregion kleiner ist als oder gleich groß ist wie die erste vorgegebene Anzahl und die Anzahl der Aktualisierungen des Lernwerts in der anderen Motorbetriebsregion, die an die eine Motorbetriebsregion angrenzt, größer ist als oder gleich groß ist wie die zweite vorgegebene Anzahl, der Lernwert in der Motorbetriebsregion auf Basis des Lernwerts in der angrenzenden, anderen Motorbetriebsregion aktualisiert. Somit ist es möglich, den Lernwert einer Motorbetriebsregion, für die ein Motorbetrieb zu dem Zeitpunkt, zu dem der kumulierte Wert der Anzahl der Aktualisierungen des Lernwerts dem Bezugswert gleich wird, nicht so lange durchgeführt worden ist, auf einfache Weise auf einen geeigneten Wert zu aktualisieren.
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In dem Modus, in dem der kumulierte Wert der Anzahl der Aktualisierungen des Lernwerts nach dem Einbau des Kraftstoffeinspritzventils in dem in ein Fahrzeug eingebauten Verbrennungsmotor bestimmt wird, kann die Steuer- und Regelungseinrichtung so gestaltet sein, dass sie einen kumulierten Wert der Anzahl der Aktualisierungen des Lernwerts auf der Basis eines kumulierten Werts einer Fahrzeugfahrstrecke nach Einbau des Kraftstoffeinspritzventils in den Verbrennungsmotor bestimmt.
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Mit der oben beschriebenen Gestaltung kann im Gegensatz zu der Gestaltung, bei der der kumulierte Wert der Anzahl der Aktualisierungen des Lernwerts separat berechnet wird, unter Verwendung eines vorhandenen Parameters, das heißt, des kumulierten Werts der Fahrzeugfahrstrecke, die Arbeitslast der Steuer bzw. Regelungseinrichtung verringert werden.
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Ein zweiter Aspekt der Erfindung schafft ein Kraftstoffeinspritzungs-Steuer bzw. Regelungsverfahren für einen Verbrennungsmotor nach Anspruch 6, der ein Kraftstoffeinspritzventil aufweist, das Kraftstoff direkt in einen Zylinder einspritzt. Das Kraftstoffeinspritzungs-Steuer bzw. Regelungsverfahren beinhaltet: Aktualisieren eines Lernwerts zum Kompensieren eines individuellen Unterschieds des Kraftstoffeinspritzventils mit einer vorgegebenen Lernrate auf Basis eines Kraftstoffdrucks innerhalb des Kraftstoffeinspritzventils oder in einem System, das Kraftstoff zum Kraftstoffeinspritzventil liefert; Erhöhen der Lernrate des Lernwerts, wenn ein kumulierter Wert der Anzahl der Aktualisierungen des Lernwerts nach dem Einbau des Kraftstoffeinspritzventils in den Verbrennungsmotor kleiner ist als ein vorgegebener Wert, im Vergleich zu dann, wenn der kumulierte Wert größer ist als oder gleich groß ist wie der vorgegebene Wert; und Ermitteln des Lernwerts für jede einzelne von einer Mehrzahl von Motorbetriebsregionen, wobei unter der Bedingung, dass der kumulierte Wert der Anzahl der Aktualisierungen des Lernwerts einem vorgegebenen Wert oder einem Wert, der kleiner ist als der vorgegebene Wert, gleich wird, die Anzahl der Aktualisierungen des Lernwerts in einer ersten Motorbetriebsregion kleiner ist als oder gleich groß ist wie eine erste vorgegebene Anzahl und die Anzahl der Aktualisierungen des Lernwerts in einer zweiten Motorbetriebsregion größer ist als oder gleich ist wie eine zweite vorgegebene Anzahl, die größer ist als die erste vorgegebene Anzahl, der Lernwert in der ersten Motorbetriebsregion auf Basis des Lernwerts in der zweiten Motorbetriebsregion, die von der ersten Motorbetriebsregion verschieden ist, aktualisiert wird.
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Figurenliste
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Die Vorteile und die technische und industrielle Bedeutung von Ausführungsbeispielen der Erfindung werden nachstehend mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen gleiche Zahlen gleiche Elemente bezeichnen, und in denen:
- 1 eine schematische Darstellung ist, welche die schematische Gestaltung einer elektronischen Steuereinheit, die als Kraftstoffeinspritzungs-Steuer bzw. Regelungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dient, und die schematische Gestaltung des Verbrennungsmotors zeigt;
- 2 ein Zeitdiagramm ist, das ein Beispiel für eine erfasste zeitabhängige Wellenform und eine zeitabhängige Basiswellenform einer Kraftstoffeinspritzrate in der Ausführungsform zeigt;
- 3 ein Kennfeld ist, das die Beziehung zeigt zwischen einer Motorbetriebsregion, die von einem Kraftstoffdruck, der einem Speicher bzw. Rail-Druck entspricht, und einer Kraftstoffeinspritzmenge definiert wird, und einem Anfangslernwert der einzelnen Kraftstoffeinspritzventile in der Motorbetriebsregion in der Ausführungsform;
- 4 ein Kennfeld ist, das die Beziehung zeigt zwischen einer Motorbetriebsregion, die von einem Kraftstoffdruck und einer Kraftstoffeinspritzmenge definiert wird, und einem Lernwert der einzelnen Kraftstoffeinspritzventile in der Motorbetriebsregion in der Ausführungsform; und
- 5 ein Ablaufschema ist, das den Ablauf der Ausführung eines Lernwert-Aktualisierungsprozesses gemäß der Ausführungsform zeigt.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel, in dem die Erfindung als Kraftstoffeinspritzsteuer- bzw. Regelungsvorrichtung für einen in einem Fahrzeug eingebauten Dieselmotor implementiert ist, unter Bezugnahme auf 1 bis 5 beschrieben. In der vorliegenden Ausführungsform wird der Vierzylinder-Dieselmotor (im Folgenden einfach als Verbrennungsmotor 10 bezeichnet) verwendet.
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Wie in 1 dargestellt ist, weist der Verbrennungsmotor 10 eine Ansaugleitung 12 auf, die verwendet wird, um Luft in Zylinder 11 einzuführen. Ein Kraftstoffeinspritzventil 20 ist für jeden der Zylinder 11 (#1 bis #4) bereitgestellt. Jedes Kraftstoffeinspritzventil 20 spritzt Kraftstoff direkt in einen entsprechenden einen von den Zylindern 11 ein. Der Verbrennungsmotor 10 spritzt Kraftstoff aus den einzelnen Kraftstoffeinspritzventilen 20 in Luft ein, die mit der Aufwärtsbewegung eines entsprechenden einen von Kolben 13 verdichtet wird, so dass sie eine hohe Temperatur aufweist. Dadurch wird bewirkt, dass der Kraftstoff sich selbst entzündet und verbrennt. Die Kolben 13, die sich durch die Energie der Verbrennung auf und ab bewegen, treiben eine Kurbelwelle 14 drehend an. Die Kurbelwelle 14 ist mit den Kolben 13 verbunden. Verbrennungsabgas wird durch eine Abgasleitung 15 ausgeführt.
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Jedes Kraftstoffeinspritzventil 20 ist über eine entsprechende Zweigleitung 31a mit einem Speichereinspritzsystem bzw. einer Common Rail 34 verbunden. Die Common Rail 34 ist über eine Zuleitung 31b mit einem Kraftstofftank 32 verbunden. Eine Kraftstoffpumpe 33 ist in der Mitte in der Zuleitung 31b bereitgestellt. Kraftstoff, der im Kraftstofftank 32 gespeichert wird, wird von der Kraftstoffpumpe 33 angesaugt und unter Druck in die Common Rail 34 eingespeist und dann im verdichteten Zustand in der Common Rail 34 gespeichert. Der Kraftstoff, der in der Common Rail 34 gespeichert wird, wird durch die entsprechende Zweigleitung 31a zu den einzelnen Kraftstoffeinspritzventilen 20 geliefert.
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Mit jedem der Kraftstoffeinspritzventile 20 ist eine Rückleitung 35 verbunden. Die einzelnen Rückleitungen 35 werden verwendet, um überschüssigen Kraftstoff im entsprechenden Kraftstoffeinspritzventil 20 zum Kraftstofftank 32 zu liefern. Diese verschiedenartigen Steuerungen des Verbrennungsmotors 10 werden von einer elektronischen Steuereinheit 40 (einer Steuer- und Regelungseinrichtung in den Ansprüchen) durchgeführt. Die elektronische Steuereinheit 40 besteht aus einer CPU (einer zentralen Verarbeitungseinheit), einem ROM (Nur-Lese-Speicher), einem RAM (Speicher mit wahlfreiem Zugriff) und dergleichen. Die CPU führt eine arithmetische Verarbeitung im Zusammenhang mit verschiedenen Steuerungen aus. Der ROM speichert Programme und Daten für verschiedene Steuerungen. Das RAM speichert vorübergehend Ergebnisse von arithmetischen Verarbeitungen und dergleichen. Die elektronische Steuereinheit 40 lädt Erfassungssignale verschiedener Sensoren, führt verschiedene arithmetische Verarbeitungen aus und steuert insgesamt den Verbrennungsmotor 10 auf Basis der Ergebnisse der verschiedenen arithmetischen Verarbeitungen.
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Die verschiedenen Sensoren beinhalten einen Kraftstoffdrucksensor 41, der für jedes einzelne Kraftstoffeinspritzventil 20 bereitgestellt ist. Jeder Kraftstoffdrucksensor 41 erfasst einen Kraftstoffdruck PQ innerhalb des entsprechenden Kraftstoffeinspritzventils 20. Die verschiedenen Sensoren beinhalten ferner einen Kurbelwinkelsensor 42, einen Beschleunigerbetätigungsumfangssensor 43 und dergleichen. Der Kurbelwinkelsensor 42 erfasst einen Kurbelwinkel CA, der ein Drehwinkel der Kurbelwelle 14 ist. Der Beschleunigerbetätigungsumfangssensor 43 erfasst einen Betätigungsumfang ACCP, bei dem es sich um einen Betätigungsumfang eines Gaspedals handelt.
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Die elektronische Steuereinheit 40 führt verschiedene Berechnungen auf Basis von Signalen aus, die von den verschiedenen Sensoren ausgegeben werden, und führt verschiedene Steuerungen des Verbrennungsmotors 10 auf Basis der Ergebnisse dieser Berechnungen aus. Genauer berechnet die elektronische Steuereinheit 40 einen Sollwert einer Kraftstoffeinspritzmenge (eine Soll-Kraftstoffeinspritzmenge TQ) und wählt ein Einspritzmuster auf Basis des Motorbetriebszustands (in der vorliegenden Ausführungsform des Beschleunigerbetätigungsumfangs ACCP und einer Motordrehzahl NE) aus. Ferner berechnet die elektronische Steuereinheit 40 einen Sollwert einer Kraftstoffeinspritzmenge für jede Einspritzung (Haupteinspritzung, Voreinspritzung, Nacheinspritzung und dergleichen) des ausgewählten Einspritzmusters auf Basis der Soll-Einspritzmenge TQ und der Motordrehzahl NE. Die einzelnen Kraftstoffeinspritzventile 20 werden so betätigt, dass sie sich auf der Basis dieser Sollwerte öffnen. Die elektronische Steuereinheit 40 berechnet einen Sollwert für den Zeitpunkt, zu dem die einzelnen Einspritzungen ausgeführt werden, beispielsweise den Startzeitpunkt für die Haupteinspritzung, und einen Abstand zwischen Voreinspritzung und Haupteinspritzung (einen Einspritzungsabstand), zusätzlich zu den Sollwerten für die Einspritzungen, beispielsweise die Haupteinspritzung, die Voreinspritzung und die Nacheinspritzung. Ein Soll-Einspritzzeitraum TAU für die einzelnen Einspritzungen (Voreinspritzung, Haupteinspritzung und Nacheinspritzung) wird auf Basis des Kraftstoffdrucks PQ korrigiert, der vom entsprechenden Kraftstoffeinspritzsensor 41 erfasst wird.
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In der vorliegenden Ausführungsform wird synchron zur Ausführung der oben beschriebenen Kraftstoffeinspritzregelung eine Betriebssteuerung der Kraftstoffpumpe 33 (eine Speicherdruckregelung) durchgeführt. Die Speicherdruckregelung wird durchgeführt, um den Kraftstoffdruck in der Common Rail 34 (den Speicherdruck PR) auf einen Wert anzupassen, der auf dem Motorbetriebszustand basiert. Genauer wird ein Regelungssollwert für den Speicherdruck PR (ein Soll-Speicherdruck Tpr) auf Basis der Soll-Kraftstoffeinspritzmenge TQ und der Motordrehzahl NE berechnet. Dann wird durch Steuern des Betriebs der Kraftstoffpumpe 33 auf eine Weise, die einen tatsächlichen Speicherdruck PR mit dem Soll-Speicherdruck Tpr in Übereinstimmung bringt, die Menge des unter Druck zugeführten Kraftstoffs angepasst. In der vorliegenden Ausführungsform wird von dem Kraftstoffdruck PQ im ersten Zylinder (#1), der vom entsprechenden Kraftstoffdrucksensor 41 erfasst wird, und dem Kraftstoffdruck PQ im vierten Zylinder 11 (#4), der vom entsprechenden Kraftstoffdrucksensor 41 erfasst wird, der höhere als der oben genannte tatsächliche Speicherdruck PR verwendet.
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Wie oben beschrieben, kann ein individueller Unterschied der Einspritzungseigenschaft auftreten, wenn die einzelnen Kraftstoffeinspritzventile 20 hergestellt werden, daher wird in der vorliegenden Ausführungsform vor dem Einbau der einzelnen Kraftstoffeinspritzventile 20 in den Verbrennungsmotor 10 ein Anfangswert eines Lernwerts (im Folgenden ein Anfangslernwert Giji) zum Kompensieren des individuellen Unterschieds der einzelnen Kraftstoffeinspritzventile 20 durch einen Test, der unter Verwendung einer Testvorrichtung durchgeführt wird, voreingestellt.
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Genauer wird die Art und Weise der Schwankung des Kraftstoffdrucks PQ innerhalb der einzelnen Kraftstoffeinspritzventile 20 mit der Einspritzung von Kraftstoff durch das entsprechende Kraftstoffeinspritzventil 20 unter Verwendung des Kraftstoffdrucksensors erfasst (bei dem es sich um einen Sensor handelt, der Bestandteil der Testvorrichtung ist und der von den oben beschriebenen Kraftstoffdrucksensoren 41 verschieden ist). Der Abweichungstrend einer zeitabhängigen Wellenform einer Kraftstoffeinspritzrate wird aus der erfassten Art und Weise der Schwankung des Kraftstoffdrucks PQ (der erfassten zeitabhängigen Wellenform) in Bezug auf eine zeitabhängige Basiswellenform auf Basis des Ergebnisses des Vergleichs zwischen der erfassten zeitlichen Wellenform und der zeitabhängigen Basiswellenform berechnet. Der Anfangslernwert Giji der einzelnen Kraftstoffeinspritzventile 20 wird auf Basis des Abweichungstrends eingestellt.
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Die Berechnung des Anfangslernwerts Giji wird unter Bezugnahme auf 2 beschrieben. 2 ist ein Zeitdiagramm, das ein Beispiel für die erfasste zeitabhängige Wellenform und die zeitabhängige Basiswellenform einer Kraftstoffeinspritzrate zeigt. Bei der Berechnung des Anfangslernwerts Giji wird zuerst die zeitabhängige Basiswellenform der Kraftstoffeinspritzrate auf Basis der verschiedenen Rechenparameter, beispielsweise einer Soll-Kraftstoffeinspritzmenge TQ, eines Soll-Einspritzzeitpunkts, eines Kraftstoffdrucks PQ, einer Soll-Einspritzmenge einer Einspritzung einer ersten Hälfte unter den Einspritzungen des Einspritzmusters und eines Einspritzungsintervalls berechnet. Die Korrelation zwischen einem Motorbetriebszustand und einer zeitabhängigen Basiswellenform, die für den Motorbetriebszustand geeignet ist, wird vorab durch einen Versuch, eine Simulation oder dergleichen eingestellt.
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Wie von der durchgezogenen Linie in 2 dargestellt ist, ist die zeitabhängige Basiswellenform auf eine Trapezwellenform eingestellt, die von einem Zeitpunkt, zu dem sich die einzelnen Kraftstoffeinspritzventile 20 zu öffnen beginnen (im Folgenden als Ventilöffnungsbetrieb-Startzeitpunkt To bezeichnet), einer Steigerungsrate der Kraftstoffeinspritzrate nach Beginn der Öffnung des Kraftstoffeinspritzventils 20 (im Folgenden als Einspritzraten-Steigerungsrate Vo bezeichnet), einem Zeitpunkt, zu dem sich das Kraftstoffeinspritzventil 20 zu schließen beginnt (im Folgenden als Ventilschließungsbetrieb-Startzeitpunkt Tc bezeichnet), einer Senkungsrate Vc der Kraftstoffeinspritzrate nach Beginn des Schließens des Kraftstoffeinspritzventils 20 und einem Höchstwert der Kraftstoffeinspritzrate (im Folgenden als maximale Kraftstoffeinspritzrate Rm bezeichnet) definiert wird.
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Dagegen wird, wie von der abwechseln lang und kurz gestrichelten Linie in 2 angezeigt, eine zeitabhängige Wellenform einer tatsächlichen Kraftstoffeinspritzrate (eine erfasste zeitabhängige Wellenform) auf Basis des Kraftstoffdrucks PQ berechnet, der mittels des entsprechenden Drucksensors erfasst wird. Genauer werden auf Basis der Art und Weise der Schwankungen des Kraftstoffdrucks PQ der tatsächliche Ventilöffnungsbetrieb-Startzeitpunkt Tor, die tatsächliche Einspritzraten-Steigerungsrate Vor, der tatsächliche Ventilschließungsbetrieb-Startzeitpunkt Tcr, die tatsächliche Einspritzraten-Senkungsrate Vcr und die tatsächliche maximale Einspritzrate Rmr des entsprechenden Kraftstoffeinspritzventils 20 berechnet.
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Die zeitabhängige Basiswellenform und die erfasste zeitabhängige Wellenform werden miteinander verglichen, ein Unterschied in jedem Parameter zwischen diesen Wellenformen, das heißt der Abweichungstrend der erfassten zeitabhängigen Wellenform in Bezug auf die zeitabhängige Basiswellenform, wird berechnet. Genauer werden eine Differenz ΔTog (= To - Tor) im Ventilöffnungsbetrieb-Startzeitpunkt, eine Differenz ΔVog (= Vo - Vor) in der Einspritzraten-Steigerungsrate, eine Differenz ΔTcg (= Tc - Tcr) im Ventilschließungsbetrieb-Startzeitpunkt, eine Differenz ΔVcg (= Vc - Vcr) in der Einspritzraten-Senkungsrate und eine Differenz ΔRmg (= Rm - Rmr) in der maximalen Einspritzrate berechnet. Dann wird der Anfangslernwert Giji auf Basis dieser Unterschiede ΔTog, ΔVog, ΔTcg, □Vcg und ΔRmg berechnet und in einem Speicher gespeichert, der im entsprechenden Kraftstoffeinspritzventil 20 enthalten ist. Nachdem das Kraftstoffeinspritzventil 20 im Verbrennungsmotor 10 eingebaut worden ist, wird der Anfangslernwert Giji in der elektronischen Steuereinheit 40 gespeichert.
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Wie in 3 dargestellt ist, wird der oben genannte Anfangslernwert Giji separat für jede von einer Mehrzahl von Motorbetriebsregionen, die von einem Kraftstoffdruck, der dem Speicherdruck PR des oben beschriebenen Verbrennungsmotors 10 entspricht, und einer Kraftstoffeinspritzmenge definiert wird, ausgegeben und für jede einzelne von den Motorbetriebsregionen voreingestellt.
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Wie oben beschrieben, ändern sich die Kraftstoffeinspritzungseigenschaften der einzelnen Kraftstoffeinspritzventile 20 aufgrund einer altersbedingten Verschlechterung im Laufe des Motorbetriebs. In der vorliegenden Ausführungsform wird während des Motorbetriebs die oben beschriebene zeitabhängige Wellenform aus dem jeweiligen Erfassungswert der einzelnen Drucksensoren 41 berechnet, und die Differenzen ΔTog, ΔVog, ΔTcg, ΔVcg und ΔRmg in den Parametern zwischen den oben beschriebenen Wellenformen, das heißt der Abweichungstrend der erfassten zeitabhängigen Wellenform in Bezug auf die oben beschriebene zeitabhängige Basiswellenform, werden aus dem Ergebnis des Vergleichs zwischen der erfassten zeitabhängigen Wellenform und der zeitabhängigen Basiswellenform berechnet. Dann wird ein Lernwert Gij zum Korrigieren des Regelungswerts für die einzelnen Kraftstoffeinspritzventile 20 auf Basis der Differenzen aktualisiert (Lernwert-Aktualisierungsprozess).
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Wie in 4 dargestellt ist, wird der Lernwert Gij separat für jede von einer Mehrzahl von Motorbetriebsregionen, die von einem Speicherdruck PR des Verbrennungsmotors 10 und einer Kraftstoffeinspritzm4 definiert wird, ausgegeben. Der Lernwert Gij in den einzelnen Motorbetriebsregionen wird aktualisiert, wenn der Verbrennungsmotor 10 in dieser Motorbetriebsregion betrieben wird.
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Wenn sich ein Erfassungswert des entsprechenden Kraftstoffdrucksensors 41 beispielsweise durch ein überlagerndes Geräusch aufgrund einer Störung plötzlich ändert, kann der Lernwert auf einen unpassenden Wert aktualisiert werden, falls die oben beschriebenen Differenzen (der Abweichungstrend), die aus dem Ergebnis des Vergleichs zwischen der erfassten zeitabhängigen Wellenform und der zeitabhängigen Basiswellenform errechnet werden, direkt verwendet werden, um den Lernwert zu aktualisieren. In der vorliegenden Ausführungsform werden die Differenzen (der Abweichungstrend) mit einer vorgegebenen Reflexionsrate beim Aktualisieren des Lernwerts Gij reflektiert, und die Lernrate des Lernwerts Gij wird durch Verringern der vorgegebenen Reflexionsrate verringert. Das heißt, die Differenzen werden moderat im Lernwert Gij reflektiert. Genauer werden die Durchschnittswerte von den mindestens n Sätzen von Differenzen (beispielsweise ist n = 100), die bis zum aktuellen Steuerzyklus berechnet worden sind, das heißt Werte, die erhalten werden, indem man einfach die mindestens n letzten Sätze von Differenzen durch n teilt, als Lernwert Gij im aktuellen Steuerzyklus zur Aktualisierung verwendet. Auch wenn sich ein Erfassungswert des entsprechenden Kraftstoffdrucksensors 41 plötzlich geändert hat, wird der Lernwert Gij dadurch auf einen geeigneten Wert aktualisiert.
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Wenn der Anfangslernwert Giji durch einen Test berechnet wird, der unter Verwendung der Testvorrichtung ausgeführt wird, bevor die einzelnen Kraftstoffeinspritzventile 20 am Verbrennungsmotor 10 angebaut worden sind, kann es sein, dass sich eine Umgebung, in welche die einzelnen Kraftstoffeinspritzventile 20 gebracht werden, zwischen der Testvorrichtung und dem wirklichen Verbrennungsmotor 10 unterscheidet. Auch wenn der Anfangslernwert Giji mit hoher Zuverlässigkeit durch den Test eingestellt wird, der unter Verwendung der Testvorrichtung ausgeführt wird, kann es daher sein, dass der Anfangslernwert Giji nicht immer ein passender Wert ist, durch den die individuellen Unterschiede der einzelnen Kraftstoffeinspritzventile 20 in einem Zustand, in dem die Kraftstoffeinspritzventile 20 in einem wirklichen Verbrennungsmotor 10 eingebaut worden sind, kompensiert werden können. Da, wie oben beschrieben, die Lernrate des Lernwerts Gij gesenkt wird, kann es darüber hinaus möglicherweise nicht innerhalb eines normalen Testbetriebszeitraums, in dem ein Testbetrieb des Verbrennungsmotors 10 in einem Fertigungsbetrieb oder einem Wartungsbetrieb ausgeführt wird, möglich sein, den Lernwert Gij auf einen angemessen Wert zu aktualisieren, und es kann nötig sein, den Testbetriebszeitraum zu verlängern.
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Dann wird in dem Lernwert-Aktualisierungsprozess gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Lernrate des Lernwerts Gij, wenn ein kumulierter Wert der Anzahl der Aktualisierungen des Lernwerts Gij nach Einbau des entsprechenden Kraftstoffeinspritzventils 20 im Verbrennungsmotor 10 kleiner ist als ein vorgegebener Wert, im Vergleich zu dann, wenn der kumulierte Wert größer ist als oder gleich groß ist wie der vorgegebene Wert, erhöht. Genauer wird dann, wenn ein kumulierter Wert einer Fahrzeugfahrstrecke (im Folgenden als kumulierter Wert D einer Fahrzeugfahrstrecke bezeichnet) kleiner ist als ein vorgegebener Wert Dth (20 km in der vorliegenden Ausführungsform), bestimmt, dass die Anzahl der Aktualisierungen des Lernwerts Gij kleiner ist als der vorgegebene Wert, und die vorgegebene Reflexionsrate R wird im Vergleich zu dann, wenn der kumulierte Wert D größer ist als oder gleich ist wie der vorgegebene Wert Dth, erhöht. Dadurch wird die Lernrate des Lernwerts Gij erhöht. Somit wird der Lernwert Gij des entsprechenden Kraftstoffeinspritzventils 20 auf einen geeigneten Wert angepasst, indem man grundsätzlich die Lernrate des Lernwerts Gij senkt und einen Zeitraum, über dem die Zuverlässigkeit des Lernwerts Gij des entsprechenden Kraftstoffeinspritzventils 20 niedrig ist, unmittelbar nachdem das Kraftstoffeinspritzventil 20 eingebaut worden ist, verkürzt.
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Nun wird der Ablauf des Lernwert-Aktualisierungsprozesses gemäß der vorliegenden Ausführungsform mit Bezug auf 5 beschrieben. Die Reihe von Prozessen wird durch die elektronische Steuereinheit 40 jedes Mal von neuem ausgeführt, wenn während des Motorbetriebs eine Kraftstoffeinspritzung in den einzelnen Zylindern 11 durchgeführt wird.
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In der Reihe von Prozessen wird zuerst bestimmt, ob der kumulierte Wert D der Fahrzeugfahrstrecke kürzer ist als der vorgegebene Wert Dth (Schritt S1). Wenn der kumulierte Wert D der Fahrzeugfahrstrecke kürzer ist als der vorgegebene Wert Dth (JA in Schritt S1), schreitet der Prozess anschließend zu Schritt S2 fort. In Schritt S2 wird eine Reflexionsrate R für die oben beschriebenen Differenzen (den Abweichungstrend) während der Aktualisierung des Lernwerts Gij auf einen ersten vorgegebenen Wert R1 (= 0,03) und der Lernwert Gij in der Motorbetriebsregion zu dieser Zeit wird aktualisiert, wonach die Reihe von Prozessen für dieses Mal endet. Das heißt, durch Einstellen einer Reflexionsrate R auf den ersten vorgegebenen Wert R1 werden die Durchschnittswerte der letzten 33 Sätze von Differenzen, einschließlich der Differenzen im letzten Steuerzyklus, als Lernwert Gij im aktuellen Steuerzyklus zur Aktualisierung verwendet.
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Wenn dagegen der kumulierte Wert D der Fahrzeugfahrstrecke größer ist als oder gleich ist wie der vorgegebene Wert Dth (NEIN in Schritt S1), schreitet der Prozess anschließend zu Schritt S3 fort. In Schritt S3 wird bestimmt, ob der kumulierte Wert D der Fahrzeugfahrstrecke dem vorgegebenen Wert Dth gleich ist. Wenn der kumulierte Wert D der Fahrzeugfahrstrecke dem vorgegebenen Wert Dth gleich ist (JA in Schritt S3), schreitet hierbei der Prozess anschließend zu Schritt S4 fort. In Schritt S4 wird bestimmt, ob die Anzahl der Aktualisierungen Nij des Lernwerts Gij in der Motorbetriebsregion zu dieser Zeit größer ist als eine vorgegebene Anzahl N1 (30 in der vorliegenden Ausführungsform). Wenn die Zahl der Aktualisierungen Nij größer ist als die erste vorgegebene Anzahl N1 (JA in Schritt S4), wird bestimmt, dass die Zuverlässigkeit des Lernwerts Gij hoch ist, wonach die Reihe von Prozessen für diesmal endet.
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Wenn dagegen in Schritt S4 die Zahl der Aktualisierungen Nij des Lernwerts Gij in dieser Motorbetriebsregion kleiner ist als oder gleich groß ist wie die erste vorgegebene Anzahl N1 (NEIN in Schritt S4), geht das Verfahren anschließend zu Schritt S5 weiter. In Schritt S5 wird bestimmt, ob die Zahl der Aktualisierungen Nmn des Lernwerts Gmn in einer anderen Motorbetriebsregion, die an die Motorbetriebsregion angrenzt, zu dieser Zeit größer ist als oder gleich groß ist wie eine zweite vorgegebene Anzahl (100 in der vorliegenden Ausführungsform), die größer ist als die erste vorgegebene Anzahl N1. Wenn die Zahl der Aktualisierungen Nmn größer ist als oder gleich groß ist wie die zweite vorgegebene Anzahl N2 (JA in Schritt S5), wird bestimmt, dass der Lernwert Gmn in der anderen Motorbetriebsregion, die an die Motorbetriebsregion angrenzt, zu dieser Zeit eine höhere Zuverlässigkeit aufweist als der Lernwert-Aktualisierungsprozess Gij in der Motorbetriebsregion zu dieser Zeit, und der Prozess geht anschließend zu Schritt S6 weiter. In Schritt S6 wird der Lernwert Gmn als Lernwert Gij in dieser Motorbetriebsregion für die Aktualisierung verwendet, wonach die Reihe von Prozessen endet. Wenn beispielsweise, wie in 4 dargestellt, die Zahl der Aktualisierungen Nij eines Lernwerts G31 (i = 3, j = 1) in der Motorbetriebsregion zu dieser Zeit kleiner ist als oder gleich groß ist wie die erste vorgegebene Anzahl N1, und die Zahl der Aktualisierungen Nmn eines Lernwerts G41 (m = 4, n = 1) in einer anderen Motorbetriebsregion, die an die Motorbetriebsregion angrenzt, zu dieser Zeit größer ist als oder gleich groß ist wie die zweite vorgegebene Anzahl N2, dann wird der Wert G41 direkt als G31 zur Aktualisierung verwendet
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Wenn in Schritt S5 die Zahl der Aktualisierungen Nmn des Lernwerts Gmn in einer anderen Motorbetriebsregion, die an die Motorbetriebsregion angrenzt, kleiner ist als die zweite vorgegebene Anzahl N2 (NEIN in Schritt S5), ist die Zuverlässigkeit des Lernwerts Gmn ebenfalls nicht besonders hoch, und daher endet die Reihe von Prozessen für dieses Mal.
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Wenn dagegen in Schritt S3 der kumulierte Wert D der Fahrzeugfahrstrecke größer ist als der vorgegebene Wert Dth (NEIN in Schritt S3), schreitet der Prozess anschließend zu Schritt S7 fort. In Schritt S7 wird der Lernwert Gij aktualisiert, während die Reflexionsrate R für die oben beschriebenen Differenzen während der Aktualisierung des Lernwerts Gij auf einen zweiten vorgegebenen Wert R2 (= 0,01 < R2) eingestellt wird, der kleiner ist als der erste vorgegebene Wert R1, wonach die Reihe von Prozessen für dieses Mal endet. Das heißt, durch Einstellen einer Reflexionsrate R auf den zweiten vorgegebenen Wert R2 werden die Durchschnittswerte der letzten einhundert Sätze von Differenzen, einschließlich der Differenzen im letzten Steuerzyklus, als Lernwert Gij im aktuellen Steuerzyklus zur Aktualisierung verwendet.
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Nun wird der Betrieb der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. Wenn der kumulierte Wert D der Fahrzeugfahrstrecke nach dem Einbau der einzelnen Kraftstoffeinspritzventile 20 in den Verbrennungsmotor 10 in einem Fertigungsbetrieb oder Wartungsbetrieb kleiner ist als der vorgegebene Wert Dth, das heißt, wenn der kumulierte Wert der Anzahl der Aktualisierungen des Lernwerts Gij kleiner ist als der vorgegebene Wert, dann wird der Lernwert Gij der einzelnen Kraftstoffeinspritzventile 20 mit einer höheren Lernrate als üblich aktualisiert. Daher wird ein Zeitraum, über dem die Zuverlässigkeit des Lernwerts Gij der einzelnen Kraftstoffeinspritzventile 20 niedrig ist, verkürzt.
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Nachdem der kumulierte Wert D der Fahrzeugfahrstrecke über oder auf den vorgegeben Wert Dth gestiegen ist, das heißt, nachdem der kumulierte Wert der Anzahl der Aktualisierungen des Lernwerts Gij über oder auf den vorgegebenen Wert gestiegen ist, wird der Lernwert Gij mit einer üblichen Aktualisierungsrate aktualisiert. Auch wenn es nicht möglich sein mag, den Lernwert Gij auf einen geeigneten Wert zu aktualisieren, wenn die Lernrate des Lernwerts Gij erhöht wird, beispielsweise wenn sich ein Erfassungswert des Kraftstoffdrucksensors 41 plötzlich geändert hat, ist es somit möglich, den Lernwert Gij des entsprechenden Kraftstoffeinspritzventils 20 auf einen geeigneten Wert zu aktualisieren.
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Mit der Gestaltung, dass der Lernwert Gij für jede von der Mehrzahl von Motorbetriebsregionen separat ausgegeben wird, wenn der kumulierte Wert D der Anzahl der Fahrzeugfahrstrecke nach dem Einbau der einzelnen Kraftstoffeinspritzventile 20 in den Verbrennungsmotor 10 dem vorgegebenen Wert Dth (Bezugswert) gleich wird, variiert die Zuverlässigkeit des Lernwerts Gij zwischen den Motorbetriebsregionen. Das heißt, in einer Motorbetriebsregion, in der ein Motorbetrieb nicht so lange durchgeführt wird, wird der entsprechende Lernwert Gij nicht ausreichend aktualisiert, daher nimmt die Zuverlässigkeit dieses Lernwerts Gij ab. Dagegen wird in einer Motorbetriebsregion, in der ein Motorbetrieb über einen ausreichenden Zeitpunkt durchgeführt wird, der entsprechende Lernwert Gij häufig aktualisiert, daher nimmt die Zuverlässigkeit dieses Lernwerts Gij zu.
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Der Lernwert Gij hat je nach Motorbetriebsregion einen anderen Wert; jedoch weisen der Lernwert Gij in einer Motorbetriebsregion und der Lernwert Gmn in einer angrenzenden, anderen Motorbetriebsregion relativ ähnliche Werte auf.
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Wenn der kumulierte Wert D der Fahrzeugfahrstrecke dem vorgegebenen Wert Dth gleich wird, wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform in dem Fall, dass die Anzahl der Aktualisierungen des Lernwerts Gij in der Motorbetriebsregion kleiner ist als oder gleich groß ist wie die erste vorgegebene Anzahl N1 und die Anzahl der Aktualisierungen des Lernwerts Gmn größer ist als oder gleich groß ist wie eine zweite vorgegebene Anzahl N2 in einer anderen Motorbetriebsregion, die an diese Motorbetriebsregion angrenzt, der Lernwert Gm in der anderen Motorbetriebsregion als der Lernwert Gij in dieser Motorbetriebsregion zur Aktualisierung verwendet. Daher wird der Lernwert Gij in der entsprechenden Motorbetriebsregion mit dem Lernwert Gmn in der anderen Motorbetriebsregion, der eine höhere Zuverlässigkeit hat, aktualisiert.
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Mit der oben beschriebenen Kraftstoffeinspritzungs-Steuer- und Regelungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß der vorliegenden Ausführungsform werden die folgenden Funktionen und vorteilhaften Wirkungen erzielt. Die elektronische Steuereinheit 40 weist den Kraftstoffdrucksensor 41 auf, der für die einzelnen Kraftstoffeinspritzventile 20 bereitgestellt ist und der den Kraftstoffdruck PQ innerhalb des entsprechenden Kraftstoffverbrauchsrates 20 erfasst. Der Lernwert-Aktualisierungsprozess wird ausgeführt, in dem der Lernwert Gij zum Kompensieren der individuellen Unterschiede der einzelnen Kraftstoffeinspritzventile 20 mit einer vorgegebenen Lernrate auf der Basis des Kraftstoffdrucks PQ aktualisiert wird, welcher unter Verwendung des entsprechenden Kraftstoffdrucksensors 41 erfasst wird. Genauer wird der entsprechende Kraftstoffdrucksensor 41 verwendet, um eine Art und Weise der Schwankung des Kraftstoffdrucks PQ mit der Einspritzung von Kraftstoff durch die einzelnen Kraftstoffeinspritzventile 20 zu erfassen, und dann wird der Abweichungstrend einer tatsächlichen Kraftstoffeinspritzungseigenschaft der einzelnen Kraftstoffeinspritzventile 20 auf Basis des Ergebnisses des Vergleichs zwischen der erfassten zeitabhängigen Wellenform, bei der es sich um die zeitabhängige Wellenform einer Kraftstoffeinspritzrate handelt, die aus der erfassten Art und Weise der Schwankung des Kraftstoffdrucks PQ berechnet wird, und einer zeitabhängigen Basiswellenform berechnet. Bei der Aktualisierung des Lernwerts Gij wird der Abweichungstrend mit der vorgegebenen Reflexionsrate R reflektiert. Wenn der kumulierte Wert D der Fahrzeugfahrstrecke kleiner ist als der vorgegebene Wert Dth, dann wird die vorgegebene Reflexionsrate R im Vergleich zu dann, wenn der kumulierte Wert D größer ist als oder gleich ist wie der vorgegebene Wert Dth, erhöht. Dadurch wird die Lernrate des Lernwerts Gij erhöht. Mit der oben beschriebenen Gestaltung ist es möglich, einen Zeitraum, über den die Zuverlässigkeit des Lernwerts Gij des entsprechenden Kraftstoffeinspritzventils 20 unmittelbar nach dem Einbau des Kraftstoffeinspritzventils 20 niedrig ist, zu verkürzen, während der Lernwert Gij des entsprechenden Kraftstoffeinspritzventils 20 grundsätzlich durch Senken der Lernrate des Lernwerts Gij auf einen geeigneten Wert aktualisiert wird. Durch Ändern der vorgegebenen Reflexionsrate kann die Lernrate des Lernwerts Gij auf einfache und exakte Weise geändert werden. Im Gegensatz zu der Gestaltung, bei der der kumulierte Wert der Anzahl der Aktualisierungen des Lernwerts Gij separat berechnet wird, kann in diesem Fall unter Verwendung eines vorhandenen Parameters, das heißt des kumulierten Werts der Fahrzeugfahrstrecke, die Arbeitslast der elektronischen Steuer bzw. Regelungseinrichtung 40 verringert werden.
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Ferner wird der Lernwert Gij für jede einzelne von den Motorbetriebsregionen separat ausgegeben. Wenn der kumulierte Wert D der Fahrzeugfahrstrecke dem vorgegebenen Wert Dth (Bezugswert) gleich wird, wird in dem Fall, dass die Anzahl der Aktualisierungen Nij des Lernwerts Gij in der Motorbetriebsregion kleiner ist als oder gleich groß ist wie die erste vorgegebene Anzahl N1 und die Anzahl der Aktualisierungen Nmn des Lernwerts Gmn in einer anderen Motorbetriebsregion, die an diese Motorbetriebsregion angrenzt, größer ist als oder gleich groß ist wie die zweite vorgegebene Anzahl N2, im Lernwert-Aktualisierungsprozess der Lernwert Gmn in der anderen Motorbetriebsregion als Lernwert Gij in dieser Motorbetriebsregion zur Aktualisierung verwendet. Mit der oben beschriebenen Gestaltung ist es möglich, den Lernwert Gij einer Motorbetriebsregion, für die ein Motorbetrieb zu dem Zeitpunkt, zu dem der kumulierte Wert D der Fahrzeugfahrstrecke dem vorgegebenen Wert Dth gleich wird, nicht so lange durchgeführt worden ist, auf einfache Weise auf einen geeigneten Wert zu aktualisieren.
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Die Kraftstoffeinspritzungs-Steuer bzw. Regelungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß der Erfindung ist nicht auf die Gestaltung beschränkt, die in der oben beschriebenen Ausführungsform dargestellt ist; sie kann beispielsweise in der folgenden Ausführungsform implementiert werden, die auf geeignete Weise aus der obigen Ausführungsform modifiziert worden ist.
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In der oben beschriebenen Ausführungsform wird der kumulierte Wert der Anzahl der Aktualisierungen des Lernwerts Gij auf Basis des kumulierten Werts D der Fahrzeugfahrstrecke ermittelt. Stattdessen kann der kumulierte Wert der Anzahl der Aktualisierungen des Lernwerts Gij auf Basis eines kumulierten Werts der Dauer eines Motorbetriebs nach dem Einbau der einzelnen Kraftstoffeinspritzventile 20 in den Verbrennungsmotor 10 ermittelt werden.
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Der Bezugswert gemäß der Erfindung ist nicht auf den oben beschriebenen vorgegebenen Wert Dth beschränkt und kann beispielsweise auf einen Wert eingestellt werden, der kleiner ist als der vorgegebene Wert Dth. In diesem Fall ist es möglich, den Lernwert Gij in einer Motorbetriebsregion, für die ein Motorbetrieb noch nicht so lange durchgeführt worden ist, früher auf einen geeigneten Wert einzustellen als in der oben beschriebenen Ausführungsform.
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Wenn der kumulierte Wert D der Fahrzeugfahrstrecke dem vorgegebenen Wert Dth gleich wird, wird in der oben beschriebenen Ausführungsform in dem Fall, dass die Anzahl der Aktualisierungen Nij des Lernwerts Gij in der Motorbetriebsregion kleiner ist als oder gleich groß ist wie die erste vorgegebene Anzahl N1 und die Anzahl der Aktualisierungen Nmn des Lernwerts Gmn in einer angrenzenden, anderen Motorbetriebsregion größer ist als oder gleich groß ist wie die zweite vorgegebene Anzahl N2, der Lernwert Gmn in der angrenzenden, anderen Motorbetriebsregion als Lernwert Gij zur Aktualisierung verwendet. Jedoch ist die Erfindung nicht auf diese Gestaltung beschränkt. Der Lernwert Gij in der Motorbetriebsregion kann auf Basis eines Lernwerts in einer anderen Motorbetriebsregion, die nicht an diese Motorbetriebsregion angrenzt, aktualisiert werden. In diesem Fall ist es erstrebenswert, den Lernwert in der nichtangrenzenden anderen Motorbetriebsregion unter Verwendung eines Korrekturkoeffizienten zu korrigieren, der auf der Basis der Beziehung zwischen den beiden Motorbetriebsregionen eingestellt wird.
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In dem Lernwert-Aktualisierungsprozess gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform wird der entsprechende Kraftstoffdrucksensor 41 verwendet, um eine Art und Weise der Schwankung des Kraftstoffdrucks PQ mit der Einspritzung von Kraftstoff durch die einzelnen Kraftstoffeinspritzventile 20 zu erfassen, und dann wird der Abweichungstrend einer tatsächlichen Kraftstoffeinspritzungseigenschaft der einzelnen Kraftstoffeinspritzventile 20 in Bezug auf eine grundlegende Kraftstoffeinspritzungseigenschaft auf Basis des Ergebnisses des Vergleichs zwischen der erfassten zeitabhängigen Wellenform, bei der es sich um die zeitabhängige Wellenform einer Kraftstoffeinspritzrate handelt, die aus der erfassten Art und Weise der Schwankung des Kraftstoffdrucks PQ berechnet wird, und einer zeitabhängigen Basiswellenform berechnet. Ein Modus der Berechnung des Abweichungstrends einer tatsächlichen Kraftstoffeinspritzungseigenschaft in Bezug auf eine grundlegende Kraftstoffeinspritzungseigenschaft der einzelnen Kraftstoffeinspritzventile ist nicht auf diese Gestaltung beschränkt. Es kann ein anderer Modus angewendet werden.
