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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschinensteuervorrichtung und ein Brennkraftmaschinensteuerverfahren und insbesondere eine Brennkraftmaschinensteuervorrichtung und ein Brennkraftmaschinensteuerverfahren zum Einlernen einer Kennlinie einer brennkraftmaschinensteuerungsrelevanten Komponente wie etwa eines Kraftstoffeinspritzventils zur Verwendung bei einer Brennkraftmaschinensteuerung wie etwa einer Kraftstoffeinspritzsteuerung.
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Stand der Technik
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Mit der Weiterentwicklung der Automobilelektronik, zum Beispiel der Kraftstoffeinspritzsteuerung, wie etwa der Kraftstoffeinspritzmengensteuerung und der Kraftstoffeinspritzzeiten, wurde bisher eine Steuerung durch ein elektronisches Steuersystem ausgeführt, das hauptsächlich aus einem Mikroprozessor besteht. Eine Kennlinie eines Kraftstoffeinspritzventils (eine Beziehung zwischen einem dem Kraftstoffeinspritzventil zuweisbaren Einspritzzeitraum und einer Ist-Einspritzmenge) zur Verwendung bei der Kraftstoffeinspritzsteuerung weist aufgrund individueller Unterschiede unter Kraftstoffeinspritzventilen, Alterung, etc. eine Schwankung auf. Diesbezüglich ist eine Methode zum Einlernen einer Kennlinie eines Kraftstoffeinspritzventils zum Herausfinden einer solchen Schwankung bekannt, um eine Zuverlässigkeit der Brennkraftmaschinensteuerung zu verbessern, wie in der folgenden Patentschrift 1 beschrieben ist. Ferner beschreibt die folgende Patentschrift 2 eine Methode zum Detektieren eines unruhigen Leerlaufzustands, in dem eine Brennkraftmaschinendrehzahl während eines Leerlaufbetriebs einer Brennkraftmaschine bezüglich einer Sollbrennkraftmaschinendrehzahl instabil schwankt.
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Während des Einlernens einer Kennlinie eines Kraftstoffeinspritzventils ist es bevorzugt, eine Brennkraftmaschine in einem lastfreien Zustand zu halten. Denn wenn an der Brennkraftmaschine eine Last angelegt wird, führt dies zu einer Zunahme der Kraftstoffeinspritzmenge oder einer Zunahme der Torsion einer Kurbelwelle, was voraussichtlich eine Verschlechterung einer Einlernpräzision hervorruft.
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Indessen ist eine Brennkraftmaschine mit einem Drehstromgenerator ausgestattet, der als Stromerzeugungseinrichtung dient, die ausgelegt ist, um durch eine Drehung einer Kurbelwelle angetrieben zu werden. Der Drehstromgenerator weist einen großen Betriebswiderstand (Last) auf, wobei die Last abhängig von einer Stromerzeugungsmenge unvorhersehbar schwankt. Somit ist es wünschenswert, ein Aktivieren des Drehstromgenerators während des Ausführens des Einlernens zu verhindern. Der Drehstromgenerator kann während des Ausführens des Einlernens aus folgendem Grund aktiviert werden. Ein Kraftstoffeinspritzventil als Ziel des Einlernens benötigt Strom nämlich für dessen Antreiben. Ferner verbraucht auch ein Mikroprozessor zum Ausführen des Einlernens selbst Strom. Während des Ausführens des Einlernens wird ein solcher Strom durch Entladen einer Batterie als Stromquelle zugeführt, so dass während des Ausführens des Einlernens ein Ladezustand (SOC) in der Batterie verringert wird. Ein übermäßiges Verringern des SOC beschleunigt eine Verschlechterung der Batterie. Um eine Verschlechterung der Batterie zu verhindern, wird somit ein Steuervorgang durchgeführt, um während des Ausführens des Einlernens durch den Drehstromgenerator Strom zu erzeugen, um der Batterie den erzeugten Strom zuzuführen. Aus dem vorstehenden Grund wird der Drehstromgenerator während der Ausführung des Einlernens aktiviert.
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Wenn der Drehstromgenerator während des Ausführens des Einlernens aktiviert wird, bewirkt ein Betrieb des Drehstromgenerators eine Zunahme der Last an der Brennkraftmaschine, wobei die Last unvorhersehbar schwankt. Dadurch verschlechtert sich die Einlernpräzision.
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Liste der Anführungen
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Patentschrift
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- Patentschrift 1: JP 2003-254139 A
- Patentschrift 2: JP 2010-144533 A
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Zusammenfassung der Erfindung
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Daher besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, während des Einlernens einer Kennlinie einer brennkraftmaschinensteuerungsrelevanten Komponente zur Verwendung bei der Brennkraftmaschinensteuerung ein zuverlässiges Halten einer Brennkraftmaschine in einem lastfreien Zustand und in einem stabilen Zustand zu ermöglichen, um dadurch eine Einlernpräzision zu verbessern.
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Im das vorstehende technische Problem zu lösen, sieht die vorliegende Erfindung eine Brennkraftmaschinensteuervorrichtung zum Einlernen einer Kennlinie einer brennkraftmaschinensteuerungsrelevanten Komponente zur Verwendung bei der Brennkraftmaschinensteuerung vor. Die Brennkraftmaschinensteuervorrichtung umfasst: eine Stromerzeugungseinrichtung, die ausgelegt ist, um eine Antriebskraft von einer Brennkraftmaschine zu erhalten, um Strom zu erzeugen; einen Kondensator, der darin den von der Stromerzeugungseinrichtung erzeugten Strom speichern kann; eine Stromverbrauchsberechnungseinrichtung, die ausgelegt ist, um eine Stromverbrauchsmenge, die von einem Fahrzeug während des Ausführens des Einlernens benötigt wird, zu berechnen; eine Vergleichseinrichtung, die ausgelegt ist, um eine in dem Kondensator gespeicherten Strommenge mit der von der Stromverbrauchsberechnungseinrichtung berechneten Stromverbrauchsmenge zu vergleichen; eine Einrichtung zum Sicherstellen eines benötigten Stroms, die ausgelegt ist, um, wenn ein Ergebnis des Vergleichs durch die Vergleichseinrichtung anzeigt, dass die in dem Kondensator gespeicherte Strommenge kleiner oder gleich der berechneten Stromverbrauchsmenge ist, die Stromerzeugungseinrichtung Strom erzeugen zu lassen, bis die in dem Kondensator gespeicherte Strommenge auf über die berechnete Stromverbrauchsmenge angehoben ist; und eine Einlernausführungseinrichtung, die ausgelegt ist, um, wenn das Ergebnis des Vergleichs durch die Vergleichseinrichtung anzeigt, dass die in dem Kondensator gespeicherte Strommenge größer als die berechnete Stromverbrauchsmenge ist, oder wenn die in dem Kondensator gespeicherte Strommenge durch die Einrichtung zum Sicherstellen eines benötigten Stroms auf über die berechnete Stromverbrauchsmenge angehoben wird, das Einlernen während Verwenden eines in dem Kondensator gespeicherten Stroms auszuführen, um die Stromerzeugung durch die Stromerzeugungseinrichtung zu vermeiden.
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Um das vorstehende technische Problem zu lösen, sieht die vorliegende Erfindung auch ein Brennkraftmaschinensteuerverfahren zum Einlernen einer Kennlinie einer brennkraftmaschinensteuerungsrelevanten Komponente zur Verwendung bei der Brennkraftmaschinensteuerung vor. Das Brennkraftmaschinensteuerverfahren umfasst: einen Stromverbrauchsberechnungsschritt zum Berechnen einer Stromverbrauchsmenge, die von einem Fahrzeug während des Ausführens des Einlernens benötigt wird; einen Vergleichsschritt zum Vergleichen einer in einem Kondensator gespeicherten Strommenge mit der berechneten Stromverbrauchsmenge, wobei der Kondensator ausgelegt ist, darin Strom zu speichern, der von einer Stromerzeugungseinrichtung erzeugt wird, die ausgelegt ist, um von einer Brennkraftmaschine eine Antriebskraft zu erhalten, um Strom zu erzeugen; wenn ein Ergebnis des Vergleichs anzeigt, dass die in dem Kondensator gespeicherte Strommenge kleiner oder gleich der berechneten Stromverbrauchsmenge ist, einen Schritt zum Sicherstellen eines benötigten Stroms zum Veranlassen der Stromerzeugungseinrichtung, elektrischen Strom zu erzeugen, bis die in dem Kondensator gespeicherte Strommenge auf über die berechnete Stromverbrauchsmenge gestiegen ist; und, wenn das Ergebnis des Vergleichs anzeigt, dass die in dem Kondensator gespeicherte Strommenge größer als die berechnete Stromverbrauchsmenge ist, oder wenn infolge der Stromerzeugung durch die Stromerzeugungseinrichtung die in dem Kondensator gespeicherte Strommenge auf über die berechnete Stromverbrauchsmenge gestiegen ist, einen Einlernausführungsschritt zum Ausführen des Einlernens während des Verwendens des in dem Kondensator gespeicherten Stroms, um die Stromerzeugung durch die Stromerzeugungseinrichtung zu vermeiden.
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Die vorliegende Erfindung kann während des Einlernens einer Kennlinie einer brennkraftmaschinensteuerungsrelevanten Komponente zur Verwendung bei der Brennkraftmaschinensteuerung ein zuverlässiges Halten einer Brennkraftmaschine in einem lastfreien Zustand und in einem stabilen Zustand ermöglichen, um dadurch die Einlernpräzision zu verbessern.
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Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen bei Lesen der folgenden ausführlichen Beschreibung zusammen mit den Begleitzeichnungen hervor.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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1 ist ein Blockdiagramm einer Brennkraftmaschine und eines Stromversorgungssystems, die zu einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gehören.
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2 ist ein Blockdiagramm eines elektronischen Fahrzeugsteuersystems, das hauptsächlich aus einem PCM besteht.
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3 ist ein Flussdiagramm einer Einlernausführungssteuerung, die von dem PCM durchzuführen ist.
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4 ist ein erläuternder Graph eines Einlernvorgangs, der bei der Einlernausführungssteuerung durchzuführen ist.
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5 ist ein erläuternder Graph des Einlernvorgangs.
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6 ist ein erläuternder Graph des Einlernvorgangs.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Nun wird die vorliegende Erfindung durch eine Ausführungsform derselben näher beschrieben.
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(1) Gesamtkonfiguration
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1 ist ein Blockdiagramm einer Brennkraftmaschine 1 und eines Stromversorgungssystems 100, die zu einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gehören. Wie in 1 gezeigt ist, ist ein zu dieser Ausführungsform gehörendes Fahrzeug ausgestattet mit: einer Brennkraftmaschine (in dieser Ausführungsform einer Dieselbrennkraftmaschine) 1, die als Fahrantriebsquelle dient; einem Drehstromgenerator 2 (äquivalent zu der in den beigefügten Ansprüchen genannten ”Stromerzeugungseinrichtung”), der ausgelegt ist, um von der Brennkraftmaschine 1 eine Antriebskraft zu erhalten, um Strom zu erzeugen; einem Kondensator 3, der mit dem Drehstromgenerator 2 elektrisch verbunden ist, um darin den von dem Drehstromgenerator 2 erzeugten Strom zu speichern; einem elektrischen Verbraucher 4; einem DC/DC-Wandler 5; einer Batterie 6, die als Stromquelle dient; und einem Startermotor 7, der der Brennkraftmaschine 1 während eines Startens des Brennkraftmaschine 1 eine Drehkraft geben kann. Beispiele des elektrischen Verbrauchers 4 umfassen eine Klimaanlage 21 (siehe 2), eine Audiovorrichtung, einen Scheinwerfer, ein Kraftstoffeinspritzventil 20 (siehe 2) und eine Kraftstoffförderpumpe 9 (siehe 2) zum Fördern von Kraftstoff zu dem Kraftstoffeinspritzventil 20. Der DC/DC-Wandler 5 ist zwischen den elektrischen Verbraucher 4 und den Kondensator 3 gesetzt. Die Batterie 6 ist mit dem DC/DC-Wandler 5 elektrisch verbunden.
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Der Startermotor 7 ist mittels eines Starterrelais 8 mit dem DC/DC-Wandler 5 elektrisch verbunden. Das Starterrelais 8 wird während eines Startens der Brennkraftmaschine 1 eingeschaltet und zu jedem anderen Zeitpunkt in einem abgeschalteten Zustand gehalten. Wenn das Starterrelais 8 eingeschaltet wird, wird der in der Batterie 6 geladene Strom mittels des DC/DC-Wandlers 5 dem Startermotor 7 zugeführt (siehe den gestrichelten Pfeil in 1), so dass der Startermotor 7 durch den zugeführten Strom angetrieben wird. Der Startermotor 7 ist betreibbar, um ein Drehen eines an einer Ausgangswelle (Kurbelwelle) 1a der Brennkraftmaschine 1 integral angebrachten Hohlrads 1b zu erzwingen, um dadurch der Brennkraftmaschine 1 eine Drehkraft zu vermitteln.
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Das zu dieser Ausführungsform gehörende Fahrzeug ist ein so genanntes ”Fahrzeug mit einer Leerlauf-Stoppfunktion”, das ausgelegt ist, um die Brennkraftmaschine 1 unter einer vorgegebenen Bedingung automatisch zu stoppen, selbst wenn sich ein Zündschalter in einem eingeschalteten Zustand befindet. Daher wird der Startermotor 7 nicht nur angetrieben, wenn der Zündschalter von einem abgeschalteten Zustand zu dem eingeschalteten Zustand geschaltet wird, sondern auch, wenn die Brennkraftmaschine 1 in einem automatisch gestoppten Zustand neu gestartet wird. Aus diesem Grund wird Strom in der Batterie 6 häufig genutzt.
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Mit der Brennkraftmaschine 1 ist ein Getriebe 10 gekoppelt. An einer Ausgangsseite des Getriebes 10 sind eine Antriebsachse 11 und Räder 12 vorgesehen. Während der Beschleunigung des Fahrzeugs wird auf die Antriebsachse 11 und die Räder 12 mittels des Getriebes 10 ein Ausgangsdrehmoment der Brennkraftmaschine 1 übertragen, so dass die Räder 12 gedreht werden. Während der Beschleunigung des Fahrzeugs wird aber die Brennkraftmaschine 1 durch die Räder 12 und die Antriebsachse 11 gedreht, die durch Trägheit drehen.
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Um eine Antriebskraft von der Brennkraftmaschine 1 zu erhalten, ist der Drehstromgenerator 2 mittels eines Wicklungsübertragungselements 1c mit der Ausgangswelle 1a der Brennkraftmaschine 1, wie etwa einem Riemen, so gekoppelt, dass er durch Drehung der Ausgangswelle 1 angetrieben wird. Im Einzelnen umfasst der Drehstromgenerator 2 einen Rotor (auf eine Darstellung wird verzichtet), der ausgelegt ist, um formschlüssig mit der Ausgangswelle 1a der Brennkraftmaschine 1 gedreht zu werden, sowie eine Statorspule (auf eine Darstellung wird verzichtet), die um den Rotor angeordnet ist. Der Rotor ist mit einer Feldspule versehen, die um diese gewickelt ist, um ein Magnetfeld zu erzeugen. Während der Stromerzeugung durch den Drehstromgenerator 2 wird an der Feldspule ein Strom angelegt, um ein Magnetfeld zu erzeugen, und der Rotor wird in dem Magnetfeld gedreht, so dass in der Statorspule ein induzierter Strom erzeugt wird.
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Der Drehstromgenerator 2 integriert einen Gleichrichter 2a, der erzeugten Wechselstrom in Gleichstrom umwandeln kann. Von dem Drehstromgenerator 2 erzeugter Strom wird durch den Gleichrichter 2a in Gleichstrom umgewandelt und dann dem Kondensator 3 zugeführt.
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Der Kondensator 3 ist ein elektrischer Doppelschichtkondensator (EDLC) variabler Spannung, der auf eine elektrische Spannung von 12 V bis zu 25 V geladen werden kann. Anders als bei einer Sekundärbatterie wie etwa der Batterie 6, ist diese Art von Kondensator 3 ausgelegt, um mittels physikalischer Adsorption von Elektrolytenionen elektrischen Strom zu speichern, so dass er eine Eigenschaft des Aufweisenkönnens eines niedrigen internen Widerstands und des Erreichens einer relativ schnellen Ladung und Entladung hat.
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Die Batterie 6 ist eine Sekundärbatterie, die zum Beispiel aus einer Bleibatterie besteht, die häufig als fahrzeugeigene Batterie verwendet wird. Diese Art von Batterie 6 ist ausgelegt, um mittels einer chemischen Reaktion elektrische Energie zu speichern, so dass sie eine Eigenschaft des Aufweisenkönnens einer großen Ladekapazität hat, wenngleich sie aber nicht für schnelle Ladung und Entladung geeignet ist.
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Die Stromerzeugung durch den Drehstromgenerator 2 wird während einer Geschwindigkeitsabnahme des Fahrzeugs intensiv ausgeführt, und der resultierende Strom (regenerative Strom) wird einmal in dem Kondensator 3 geladen. Der geladene Strom in den Kondensator 3 mit einer elektrischen Spannung von bis zu 25 V wird durch den DC/DC-Wandler 5 auf 12 V gesenkt und dann dem elektrischen Verbraucher 4 und/oder der Batterie 6 zugeführt (siehe die schwarze Pfeillinie in 1).
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Ein in 1 gezeigtes Stromversorgungssystem 100 ist so ausgelegt, dass, wenn die elektrische Spannung (von 12 V bis zu 25 V) des Kondensators 3 größer als eine elektrische Spannung (mindestens 12 V) der Batterie 6 ist, von der Seite des Kondensators 3 zu der Seite des elektrischen Abnehmers 4 und der Batterie 6 ein Strom fließt.
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Ein übermäßiges Absenken eines Ladezustands (SOC) der Batterie 6 beschleunigt eine Verschlechterung der Batterie 6. Um eine Verschlechterung der Batterie 6 zu vermeiden, wenn der SOC in der Batterie 6 unter einen bestimmten Wert fällt, wird daher der Batterie 6 von dem Kondensator 3 Strom zugeführt. Dabei erzeugt der Drehstromgenerator 2 Strom und führt dem Kondensator 3 den erzeugten Strom zu. D. h. um den SOC in der Batterie 6 bei einem bestimmten Wert oder höher zu halten, um dadurch die Batterie 6 vor Verschlechterung zu schützen, führt der Drehstromgenerator 2 häufig eine Stromerzeugung aus. Zudem wird der Strom in der Batterie 6 wie vorstehend erwähnt häufig für die Leerlauf-Stoppfunktion verwendet, so dass der Drehstromgenerator 2 häufiger eine Stromerzeugung ausführt.
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In einer Situation, in der das Fahrzeug einer Geschwindigkeitsabnahme mit einer hohen Frequenz unterzogen wird, erzeugt der Drehstromgenerator 2 häufig Strom und der Kondensator 3 wird innerhalb eines beschränkten Geschwindigkeitsabnahmezeitraums mit dem erzeugten Strom geladen, so dass während des Fahrens des Fahrzeugs erforderlicher Strom nahezu vollständig durch regenerativen Strom kompensiert werden kann. Wenn zum Beispiel das Fahrzeug in einem Stadtgebiet fährt, werden Beschleunigung und Geschwindigkeitsabnahme des Fahrzeugs häufig wiederholt. In vielen Fällen wird das Fahrzeug somit, bevor in dem Kondensator 3 geladener Strom stark reduziert wird, erneut abgebremst und der resultierende regenerative Strom wird dem Kondensator 3 zugeführt. Daher wird es möglich, eine Notwendigkeit der Zufuhr von Strom zu dem elektrischen Verbraucher 4 durch Entladen der Batterie 6 nahezu zu eliminieren. Der Grund, warum das zu dieser Ausführungsform gehörende Stromversorgungssystem 100 so ausgelegt ist, dass, wenn die elektrische Spannung (von 12 V bis zu 25 V) des Kondensators 3 größer als eine elektrische Spannung (mindestens 12 V) der Batterie 6 ist, Strom in dem Kondensator 3 in dem elektrischen Verbraucher 4 mit Vorrang vor Strom in der Batterie 6 verwendet wird (von der Batterie 6 wird dem elektrischen Verbraucher 4 kein Strom geliefert). Zum Beispiel ist der Kondensator 3 ausgelegt, um nahezu vollständig geladen zu werden, wenn der Drehstromgenerator 2 10 Sekunden lang oder weniger (mehrere Sekunden) eine Stromerzeugung ausführt.
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Während einer Beschleunigung des Fahrzeugs wird dagegen zum Reduzieren eines Betriebswiderstands (Last) des Drehstromgenerators 2, die auf die Brennkraftmaschine 1 wirkt, im Grunde keine Stromerzeugung durch den Drehstromgenerator 2 ausgeführt. In dieser Situation wird der Leistungsverbrauch des elektrischen Verbrauchers 4 durch in dem Kondensator 3 geladenen Strom kompensiert und bei Bedarf wird von der Batterie 6 (mittels des DC/DC-Wandlers 5) Strom entladen (siehe gestrichelte weiße Pfeillinie in 1).
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Wie vorstehend ist das zu dieser Ausführungsform gehörende Stromversorgungssystem 100 ein Stromversorgungssystem dualer Speicherausführung, das den Kondensator 3 und die Batterie 6 nutzt, die unterschiedliche Eigenschaften aufweisen.
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(2) Elektronisches Steuersystem
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2 ist ein Blockdiagramm eines elektronischen Fahrzeug-Steuersystems, das hauptsächlich aus einem Antriebsstrangsteuermodul (PCM) 200 besteht. Wie gut bekannt ist, ist das PCM 200 ein Mikroprozessor, der eine CPU, einen ROM und einen RAM umfasst und äquivalent zu einer ”Stromverbrauchsberechnungseinrichtung”, ”Vergleichseinrichtung”, ”Einrichtung zum Sicherstellen benötigten Stroms” und ”Einlernausführungseinrichtung” ist, die in den beigefügten Ansprüchen genannt sind.
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In das PCM 200 werden verschiedene Angaben von in dem Fahrzeug vorgesehenen verschiedenen Sensoren geliefert. D. h. das Fahrzeug ist versehen mit: einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor SW1 zum Detektieren einer Fahrzeugfahrgeschwindigkeit (Fahrzeuggeschwindigkeit); einem Bremssensor SW2 zum Detektieren einer Niedertretkraft eines nicht gezeigten Bremspedals (Bremspedalniedertretkraft); einem Gaspedalöffnungsgradsensor SW3 zum Detektieren eines Niedertretbetrags eines nicht gezeigten Gaspedals (Gaspedalöffnungsgrad); einem Kurbelwinkelsensor SW4 zum Detektieren einer Drehzahl der Ausgangswelle 1a der Brennkraftmaschine 1 (Brennkraftmaschinendrehzahl); einem Kondensatorspannungssensor SW5 zum Detektieren einer elektrischen Spannung (Spannung zwischen Anschlüssen) des Kondensators 3 und somit zum Detektieren einer Kondensatorstrommenge (in dem Kondensator 3 gespeicherter Strom); einem Brennkraftmaschinenkühlmitteltemperatursensor SW6 zum Detektieren einer Brennkraftmaschinenkühlmitteltemperatur; einem Kraftstofftemperatursensor SW7 zum Detektieren einer Temperatur eines Kraftstoffs, der von dem in jedem Zylinder vorgesehenen Kraftstoffeinspritzventil 20 einzuspritzen ist; einem Kraftstoffdrucksensor SW8 zum Detektieren eines Drucks eines Kraftstoffs (Kraftstoffdrucks), der von dem Kraftstoffeinspritzventil 20 einzuspritzen ist; einem Ansauglufttemperatursensor SW9 zum Detektieren einer Temperatur von Ansaugluft (Temperatur von Außenluft); einem Umgebungsluftdrucksensor SW10 zum Detektieren eines Umgebungsluftdrucks; und einem Batterie-SOC-Sensor SW11 zum Detektieren des SOC in der Batterie 6. Diese Sensoren SW1 bis SW11 sind mit dem PCM 200 elektrisch verbunden.
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Das PCM 200 ist ferner mit der Feldspule des Generators 2, dem DC/DC-Wandler 5, dem Starterrelais 8, der Kraftstoffförderpumpe 9 und dem Kraftstoffeinspritzventil 20 elektrisch verbunden und ist ausgelegt, um zu jeder dieser Komponenten ein Antriebssteuersignal auszugeben. Ferner wird von der Klimaanlage 21 ein Ein/Aus-Signal der Klimaanlage 21 in das PCM 200 eingespeist.
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Das PCM 200 ist beruhend auf verschiedenen Angaben, die von den Sensoren SW1 bis SW11 eingespeist werden, betreibbar, um die Verbrennung der Brennkraftmaschine 1 zu steuern, um ein für einen Fahrzeugfahrzustand geeignetes Drehmoment zu erhalten; um eine Stromerzeugungsmenge des Drehstromgenerators 2 abhängig von dem Fahrzeugfahrzustand zu steuern; und um eine Zufuhr von Strom, der von dem Drehstromgenerator 2 erzeugt wird, zu dem elektrischen Verbraucher 4 und/oder der Batterie 6 zu steuern.
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Das zu dieser Ausführungsform gehörende Fahrzeug ist wie vorstehend erwähnt ein Fahrzeug mit einer Leerlauf-Stoppfunktion. Somit weist das PCM 200 eine Funktion des automatischen Stoppens der Brennkraftmaschine 1 unter einer vorgegebenen Bedingung und des Neustartens der Brennkraftmaschine 1 in einem automatisch gestoppten Zustand auf.
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Das PCM 200 weist ferner eine Funktion des Einlernens einer Kennlinie des Kraftstoffeinspritzventils 20 (einer Beziehung zwischen einem dem Kraftstoffeinspritzventil 20 zuweisbaren Einspritzzeitraum und einer Ist-Einspritzmenge) zur Verwendung bei der Kraftstoffeinspritzsteuerung der Brennkraftmaschine 1 auf, wie nachstehend beschrieben wird.
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(3) Spezifische Steuerung
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Unter Bezug auf das Flussdiagramm von 3 wird ein Arbeiten einer Einlernausführungssteuerung, die von dem PCM 200 auszuführen ist, beschrieben.
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<Erfüllen der Anforderung für das Ausführen eines Einlernens>
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Die Einlernausführungssteuerung wird als Reaktion auf das Erfüllen einer vorgegebenen Anforderung für das Ausführen des Einlernens gestartet.
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Im Einzelnen zum Beispiel wenn alle die folgenden Bedingungen erfüllt sind: eine Bedingung, dass die Brennkraftmaschinenkühlmitteltemperatur, die von Angaben von dem Kühlmitteltemperatursensor SW6 spezifiziert ist, innerhalb eines vorgegebenen Bereichs konstant gehalten wird; eine Bedingung, dass die Kraftstofftemperatur, die von Angaben des Kraftstofftemperatursensors SW7 spezifiziert ist, innerhalb eines vorgegebenen Bereichs konstant gehalten wird; eine Bedingung, dass die Außenlufttemperatur, die von Angaben von dem Ansauglufttemperatursensor SW9 spezifiziert ist, innerhalb eines vorgegebenen Bereichs konstant gehalten wird; und eine Bedingung, dass der SOC in der Batterie 6, der von Angaben von dem Batterie-SOC-Sensor SW11 spezifiziert ist, größer oder gleich einem vorbestimmten Wert ist, und wenn eine Fahrstrecke größer als ein vorgegebener Wert wird oder eine nachstehend erwähnte Differenz zwischen einem Durchschnittswert von Ist-Brennkraftmaschinendrehzahlen aller Zylinder und einer Soll-Leerlaufdrehzahl (siehe 5) größer als ein vorgegebener Wert wird, das PCM 200 ermittelt, dass die Anforderung für das Ausführen des Einlernen erfüllt ist.
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<Erfüllen der Kondensatorstrombedingung>
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Bei Start der Einlernausführungssteuerung als Reaktion auf die Ermittlung, dass die Anforderung für das Ausführen des Einlernens erfüllt ist, ermittelt das PCM 200 bei Schritt S1, ob eine Kondensatorstrombedingung erfüllt ist oder nicht.
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Im Einzelnen berechnet das PCM 200 beruhend auf einer Stromnutzungsmenge in dem Fahrzeug eine Stromverbrauchsmenge, die von dem Fahrzeug während des Ausführens des Einlernens in dem nachstehend erwähnten Schritt S4 benötigt wird (ein Arbeiten als ”Stromverbrauchsberechnungseinrichtung”, d. h. ”Stromverbrauchsberechnungsschritt”). Diesbezüglich umfasst die Stromverbrauchsmenge, die von dem Fahrzeug während des Ausführens des Einlernens benötigt wird: eine Strommenge, die zum Ausführen des Einlernens benötigt wird (z. B. eine Strommenge, die zum Antreiben des Kraftstoffeinspritzventils 20 als Ziel des Einlernens benötigt wird, eine Strommenge, die von dem das Einlernen ausführenden PCM 200 direkt verbraucht wird, und eine Strommenge, die für den Kurbelwinkelsensor SW4 zum Detektieren von Daten für das Einlernen benötigt wird); eine Strommenge, die von einem anderen allgemeinen elektrischen Verbraucher 4 verwendet wird (z. B. Strommengen, die von einer Audiovorrichtung und einem Scheinwerfer genutzt werden).
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Dann vergleicht das PCM 200 eine Kondensatorstrommenge (in dem Kondensator 3 gespeicherter Strom), die durch Angaben von dem Kondensatorspannungssensor SW5 spezifiziert ist, mit der berechneten Stromverbrauchsmenge (ein Arbeiten als ”Vergleichseinrichtung”, d. h. ”Vergleichsschritt”). Wenn infolge die Kondensatorstrommenge (Qc) größer als die berechnete Stromverbrauchsmenge (Qo) ist (Cc > Qo), ermittelt das PCM 200, dass die Kondensatorstrombedingung erfüllt ist, und die Routine rückt zu Schritt S3 vor. Wenn dagegen die Kondensatorstrommenge (Qc) kleiner oder gleich der berechneten Stromverbrauchsmenge (Qo) ist (Qc ≤ Qo), ermittelt das PCM 200, dass die Kondensatorstrombedingung nicht erfüllt ist, und die Routine rückt zu Schritt S2 vor.
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Bei Schritt S2 arbeitet das PCM 200, um den Drehstromgenerator 2 zu veranlassen, Strom zu erzeugen, um dadurch den Kondensator 3 zu laden, bis bei Schritt S1 ermittelt ist, dass die Kondensatorstrombedingung erfüllt ist, d. h. die durch Angaben von dem Kondensatorspannungssensor SW5 spezifizierte Kondensatorstrommenge (der in dem Kondensator 3 gespeicherte Strom) wird auf über die berechnete Stromverbrauchsmenge angehoben (ein Arbeiten als ”Einrichtung zum Sicherstellen benötigten Stroms, d. h. ”ein Schritt zum Sicherstellen benötigten Stroms). Auch wenn die Stromerzeugung durch den Drehstromgenerator 2 vorzugsweise während einer Geschwindigkeitsabnahme des Fahrzeugs ausgeführt wird, kann sie abhängig von der Situation während einer Beschleunigung des Fahrzeugs durchgeführt werden.
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Der Kondensator 3 kann eine relativ schnelle Ladung und Entladung erreichen, so dass der Kondensator durch Durchführen der Stromerzeugung über einen kurzen Zeitraum (z. B. mehrere Sekunden) voll geladen wird, und dadurch wird die Kondensatorstrommenge auf über die berechnete Stromverbrauchsmenge angehoben.
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Die Situation, in der die Kondensatorstrommenge größer als die berechnete Stromverbrauchsmenge ist, bedeutet, dass die Stromverbrauchsmenge, die von dem Fahrzeug während des Ausführens des Einlernens in Schritt S4 benötigt wird, in dem Kondensator 3 sichergestellt wird. Selbst wenn die Stromverbrauchsmenge, die von dem Fahrzeug während des Ausführens des Einlernens in Schritt S4 benötigt wird, nur durch die Kondensatorstrom vollständig kompensiert wird, fällt die elektrische Spannung des Kondensators 3 somit nie unter 12 V, d. h. die elektrische Spannung des Kondensators 3 wird nie kleiner 12 V als Mindestspannung der Batterie 6.
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<Erfüllen einer Einlernausführungsbedingung>
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Bei Schritt S3 ermittelt das PCM 200, ob eine Einlernausführungsbedingung erfüllt ist oder nicht.
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Wenn zum Beispiel im Einzelnen alle folgenden Bedingungen erfüllt sind: die Bedingung, dass die Brennkraftmaschinenkühlmitteltemperatur innerhalb eines vorgegebenen Bereichs konstant gehalten wird; die Bedingung, dass die Kraftstofftemperatur innerhalb eines vorgegebenen Bereichs konstant gehalten wird; die Bedingung, dass die Außenlufttemperatur innerhalb eines vorgegebenen Bereichs konstant gehalten wird; und die Bedingung, dass der SOC in der Batterie 6 größer oder gleich einem vorgegebenen Wert ist, wie bei der Ermittlung des Erfüllens der Anforderung für das Erfüllen des Einlernen, und wenn ferner alle folgenden Bedingungen erfüllt sind: eine Bedingung, dass die durch Angaben von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor SW1 spezifizierte Fahrzeuggeschwindigkeit null ist; eine Bedingung, dass die durch Angaben von dem Bremssensor SW2 spezifizierte Bremsenniedertretkraft größer oder gleich einem vorgegebenen Wert ist; eine Bedingung, dass der durch Angaben von dem Gaspedalöffnungsgradsensor SW3 spezifizierte Gaspedalöffnungsgrad null ist; eine Bedingung, dass die durch Angaben von dem Kurbelwinkelsensor SW4 angegebene Brennkraftmaschinendrehzahl stabil bei einer vorgegebenen Leerlaufdrehzahl gehalten wird; eine Bedingung, dass sich die Klimaanlage 21 in einem abgeschalteten Zustand befindet; und eine Bedingung, dass der Drehstromgenerator 2 nicht aktiviert wird (die Stromerzeugung durch den Drehstromgenerator 2 wird nicht durchgeführt), ermittelt das PCM 200, dass die Einlernausführungsbedingung erfüllt ist.
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Wenn dadurch ermittelt wird, dass die Einlernausführungsbedingung erfüllt ist, führt das PCM 200 bei Schritt S4 das Einlernen mithilfe des Kondensatorstroms aus (ein Arbeiten als ”Einlernausführungseinrichtung”; d. h. ein ”Einlernausführungsschritt”).
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Wie vorstehend erwähnt ist das Stromversorgungssystem 100, das zu dieser Ausführungsform gehört, so ausgelegt, dass, wenn die elektrische Spannung des Kondensators 3 größer als die elektrische Spannung der Batterie 6 ist, ein Strom von der Seite des Kondensators 3 zu der Seite des elektrischen Verbrauchers 4 und der Batterie 6 fließt, d. h. elektrischer Strom in dem Kondensator 3 wird in dem elektrischen Verbraucher 4 mit Vorrang gegenüber elektrischem Strom in der Batterie 6 verwendet (von der Batterie 6 wird kein elektrischer Strom zu dem elektrischen Verbraucher 4 geliefert). Wenn umgekehrt die elektrische Spannung des Kondensators 3 infolge des Verwendens von elektrischem Strom des Kondensators 3 auf Vorrangbasis auf einen Wert, der kleine als die elektrische Spannung der Batterie 6 ist, verringert wird, wird die Nutzung von Strom der Batterie 6 gestartet. Um den SOC in der Batterie 6 bei einem vorgegebenen Wert oder höher zu halten, um die Batterie 6 vor Verschlechterung zu schützen, beginnt der Drehstromgenerator 2 mit der Durchführung der Stromerzeugung. Wenn der Drehstromgenerator 2 während des Ausführens des Einlernens in Schritt S4 Stromerzeugung durchführt, wird eine an der Brennkraftmaschine 1 angelegte Last aufgrund des Arbeitens des Drehstromgenerators 2 erhöht, wobei die Last unvorhersehbar schwankt, so dass die Brennkraftmaschine 1 nicht in einem stabilen Zustand gehalten wird, was eine Verschlechterung der Einlernpräzision hervorruft.
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Um in dieser Ausführungsform ein Durchführen einer Stromerzeugung durch den Drehstromgenerator 2 während des Ausführens des Einlernens in Schritt S4 zu verhindern, wird daher in Schritt S1 ein Erfüllen oder Nichterfüllen der Kondensatorstrombedingung ermittelt, um sicherzustellen, dass eine in dem Kondensator 3 gespeicherte Strommenge größer als eine Stromverbrauchsmenge ist, die von dem Fahrzeug während des Ausführens des Einlernens in Schritt S4 benötigt wird (d. h. die von dem Fahrzeug während des Ausführens des Einlernens in Schritt S4 benötigte Stromverbrauchsmenge wird in dem Kondensator 3 sichergestellt). Selbst wenn nur elektrischer Strom in dem Kondensator 3 während des Ausführens des Einlernens verwendet wird, wird somit die elektrische Spannung des Kondensators 3 nie unter 12 V als Mindestspannung der Batterie 6 gesenkt. Daher wird das Einlernen in Schritt S4 ohne Durchführen (bei Vermeiden) der Stromerzeugung durch den Drehstromgenerator 2 ausgeführt.
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<Ausführen eines Einlernens>
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Unter Bezug auf 4–6 wird nachstehend ein in Schritt S4 durchzuführender Einlernablauf umrissen. Bei Schritt S4 arbeitet das PCM 200, um eine Kennlinie des Kraftstoffeinspritzventils 20 einzulernen (eine Beziehung zwischen einem zuweisbaren Einspritzzeitraum zu dem Kraftstoffeinspritzventil 20 und einer Ist-Einspritzmenge) zur Verwendung bei der Kraftstoffeinspritzsteuerung der Brennkraftmaschine 1. Das in Schritt S4 durchzuführende Einlernen wird als ”Einlernen mit mehrstufiger winziger Einspritzmenge” bezeichnet.
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[A] Zweck
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Bei der zu dieser Ausführungsform gehörenden Brennkraftmaschine 1 wird zum Verwirklichen einer Verbesserung von Abgasemissionen, Kraftstoffwirtschaftlichkeit, Fahrverhalten und NVH (Geräusch, Vibration und Rauheit) bei hohen Werten eine mehrstufige Einspritzung (z. B. eine Kraftstoffeinspritzung, die eine Voreinspritzung, eine Haupteinspritzung und eine Nacheinspritzung) zum Zweck der Verbrennungssteuerung durchgeführt. Bei der mehrstufigen Einspritzung ist eine Einspritzmenge pro Einspritzung zum Beispiel 1 bis 5 mm3/st klein, so dass es wichtig ist, eine solche winzige Einspritzung präzis zu verwirklichen. Aufgrund von individuellen Unterschieden bei Kraftstoffeinspritzventilen 20, Altern, etc. kommt es aber zu einer Schwankung bei der winzigen Einspritzmenge.
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D. h. wie in 4 gezeigt, wird eine Einspritzmenge durch Vergrößern oder Verkleinern eines dem Kraftstoffeinspritzventil 20 zuweisbaren Einspritzzeitraums (z. B. Pulsbreite) gesteuert. Selbst wenn der gleiche zuweisbare Einspritzzeitraum zugewiesen wird, tritt aber bei der Ist-Einspritzmenge eine Schwankung auf. In 4 stellt die durchgehende Linie eine Beziehung zwischen einem zuweisbaren Einspritzzeitraum und einer Einspritzmenge in einem vorgegebenen Referenzkraftstoffeinspritzventil dar, die in einer Fahrzeugentwicklungsphase eingestellt wird. Selbst wenn bezüglich einer solchen Kennlinie des Referenzkraftstoffeinspritzventils der gleiche Einspritzzeitraum zugewiesen wird, wird abhängig von dem Kraftstoffeinspritzventil 20 Kraftstoff in einer relativ großen Menge eingespritzt, wie durch die gestrichelte Linie angedeutet wird, oder wird in einer relativ kleinen Menge eingespritzt, wie durch die Punkt-Strich-Linie angedeutet wird. Eine solche Schwankung wird in einem Bereich, in dem die Einspritzmenge klein ist, z. B. in einem Kreisbereich von 4, deutlich.
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Im Hinblick auf das Erkennen einer solchen Schwankung, um zum Verbessern der Zuverlässigkeit der Kraftstoffeinspritzsteuerung und somit der Zuverlässigkeit der Brennkraftmaschinensteuerung beizutragen, soll daher die Kennlinie des Kraftstoffeinspritzventils 20 eingelernt werden, um die Präzision einer Menge einer mehrstufigen winzigen Einspritzung sicherzustellen.
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[B] Verfahren zum Einlernen
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Bei dem Einlernen einer mehrstufigen winzigen Einspritzmenge wird ein Festlegen eines nur dem Einlernen dienenden Einspritzmusters (Festlegen einer vorgegebenen Anzahl an Einspritzphasen, einer vorgegebenen Einspritzmenge, einer vorgegebenen Einspritzzeitsteuerung und eines vorgegebenen Kraftstoffdrucks) durchgeführt, wenn sich die Brennkraftmaschine 1 in einem Leerlaufzustand und in einem lastfreien Zustand befindet. Bei diesem Einlernen wird eine erforderliche Einspritzmenge so eingespritzt, dass sie durch die Anzahl an Einspritzphasen gleichmäßig geteilt wird z. B. wird bei einer Voreinspritzung, einer Haupteinspritzung und einer Nacheinspritzung die Einspritzmenge auf den gleichen Wert gestellt). Um Einlernpräzision sicherzustellen, wird das Einlernen weiterhin in einer Umgebung durchgeführt, in der die Brennkraftmaschinenkühlmitteltemperatur, die Kraftstofftemperatur, die Ansauglufttemperatur, elektrische und mechanische Lasten, Außenumgebungsdruck etc. konstant gehalten werden. Aus der Einlernausführungsbedingung bei Schritt S3 versteht sich, dass das Einlernen bei Schritt S4 durchgeführt wird, wenn das Fahrzeug gestoppt ist und sich die Brennkraftmaschine 1 in dem Leerlaufzustand befindet.
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Dem Kraftstoffeinspritzventil 20 in jedem Zylinder wird ein Referenzeinspritzzeitraum des Referenzkraftstoffeinspritzventils, der vorläufig eingestellt ist, um eine Soll-Leerlaufdrehzahl zu erhalten, zugewiesen, und bezüglich jedes Zylinders wird eine resultierende Brennkraftmaschinendrehzahl (Ist-Brennkraftmaschinendrehzahl) detektiert. Diesbezüglich beruht eine Differenz zwischen der Ist-Brennkraftmaschinendrehzahl und der Soll-Leerlaufdrehzahl auf einer Kennlinie jedes der Kraftstoffeinspritzventile 20 (eine Beziehung zwischen einem dem Kraftstoffeinspritzventil 20 zuweisbaren Einspritzzeitraum und einer Ist-Einspritzmenge). Dann wird der zuweisbare Einspritzzeitraum bezüglich jedes Kraftstoffeinspritzventils 20 verstellbar vergrößert oder verkleinert, um die Ist-Brennkraftmaschinendrehzahl gleich der Soll-Leerlaufdrehzahl werden zu lassen. Ein Verstellbetrag des zuweisbaren Einspritzzeitraums ist ein Einlernwert. Dann wird der Einlernwert bezüglich jedes Kraftstoffeinspritzventils 20 (d. h. bezüglich jedes Zylinders) und bezüglich jedes von mehreren unterschiedlichen Kraftstoffdrücken erhalten.
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In 5 werden eine Soll-Brennkraftmaschinendrehzahl, die in jedem Zylinder detektiert wird, wenn Kraftstoff von jedem Kraftstoffeinspritzventil 20 eingespritzt wird, ein Durchschnittswert der Ist-Brennkraftmaschinendrehzahlen bei allen Zylindern, und die Soll-Leerlaufdrehzahl jeweils durch die durchgehende Linie, die Einpunkt-Strich-Linie und die gestrichelte Linie angedeutet.
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Die Umwandlung der Einspritzmenge zu dem Einspritzzeitraum bedeutet, dass der Einspritzzeitraum aus der Einspritzmenge und dem Kraftstoffdruck berechnet werden kann. Wie in 6 gezeigt ist, wird bei einem bestimmten Kraftstoffdruck eine zuweisbare Einspritzmenge (QREAL) in einen zuweisbaren Einspritzzeitraum (TQREAL) umgewandelt und eine Referenzeinspritzmenge (QTRUE) des Referenzkraftstoffeinspritzventils wird in einen Referenzeinspritzzeitraum (TQTRUE) des Referenzkraftstoffeinspritzventils umgewandelt.
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Das vorstehende Einlernen wird bei jedem der mehreren hohen und niedrigen Kraftstoffdrücke durchgeführt. Dann wird der Einlernwert bezüglich jedes Zylinders und bezüglich jedes Kraftstoffdrucks erhalten.
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Wenn die Einlernausführungsbedingung bei Schritt S3 nicht mehr erfüllbar ist (z. B. wenn das Fahrzeug zu fahren beginnt), bevor das Einlernen vollständig beendet ist, unterbricht das PCM 200 das Einlernen einmal und führt den verbleibenden Teil des Einlernens aus, wenn die Einlernausführungsbedingung in Schritt S3 wieder erfüllt ist.
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(4) Funktionen
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Wie vorstehend ist eine Brennkraftmaschinensteuervorrichtung gemäß dieser Ausführungsform ausgelegt, um eine Kennlinie des Kraftstoffeinspritzventils 20 (eine Beziehung zwischen einem dem Kraftstoffeinspritzventil 20 zuweisbaren Einspritzzeitraum (ms) und einer Ist-Einspritzmenge (mm3/st) zur Verwendung bei der Kraftstoffeinspritzsteuerung für die Brennkraftmaschine 1 einzulernen, und umfasst die folgenden einzelnen Elemente.
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Zunächst werden der Drehstromgenerator 2, der ausgelegt ist, um eine Antriebskraft von der Brennkraftmaschine 1 zu erhalten, um elektrischen Strom zu erzeugen, und der Kondensator 3, der darin den von dem Drehstromgenerator 2 erzeugten Strom speichern kann, vorgesehen. Als Reaktion auf das Erfüllen der Anforderung zum Ausführen des Einlernens berechnet das PCM 200 des fahrzeugeigenen elektronischen Steuersystems eine Stromverbrauchsmenge (Qo), die von dem Fahrzeug während des Ausführens des Einlernens in Schritt S4 benötigt wird, und vergleicht eine Strommenge (Qc), die in dem Kondensator 3 gespeichert ist, mit der berechneten Stromverbrauchsmenge (Schritt S1). Wenn ein Ergebnis des Vergleichs anzeigt, dass die Kondensatorstrommenge kleiner oder gleich der berechneten Stromverbrauchsmenge ist (Qc ≤ Qo), arbeitet das PCM 200, um den Drehstromgenerator 2 Strom erzeugen zu lassen, bis die Kondensatorstrommenge auf über die berechnete Stromverbrauchsmenge angehoben ist (Schritt S2). Wenn dagegen infolge der Stromerzeugung durch den Drehstromgenerator 2 in Schritt 2 und unter der Annahme, dass die Einlernausführungsbedingung erfüllt ist (JA bei SCHRITT S3) die Kondensatorstrommenge größer als die berechnete Stromverbrauchsmenge (Qc > Qo) ist oder wenn die Kondensatorstrommenge auf über die berechnete Stromverbrauchsmenge angehoben ist, arbeitet das PCM 200, um die Kennlinie des Kraftstoffeinspritzventils 20 unter Verwenden des Kondensatorstroms (Qc) einzulernen, um die Stromerzeugung durch den Drehstromgenerator 2 (Schritt S4) zu vermeiden.
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In dieser Ausführungsform wird vor dem Ausführen des Einlernens in Schritt S4 die Stromverbrauchsmenge (Qo), die von dem Fahrzeug während des Ausführens des Einlernens benötigt wird, in dem Kondensator 3 sichergestellt, so dass, selbst wenn nur Strom in dem Kondensator 3 während des Ausführens des Einlernens verwendet wird, die elektrische Spannung des Kondensators 3 (von 12 V bis zu 25 V) nie auf unter 12 V als Mindestspannung der Batterie 6 gesenkt wird. Daher wird das Einlernen in Schritt S4 ohne Durchführen einer Stromerzeugung durch den Drehstromgenerator 2 ausgeführt, und dadurch wird die Brennkraftmaschine 1 während des Ausführens des Einlernens zuverlässig in einem lastfreien Zustand gehalten. Somit wird die Brennkraftmaschine 1 während des Einlernens zuverlässig in einem stabilen Zustand gehalten, so dass die Einlernpräzision zuverlässig verbessert wird.
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Die Brennkraftmaschinensteuervorrichtung gemäß dieser Ausführungsform umfasst das Stromversorgungssystem 100, bei dem der Kondensator 3 mit dem elektrischen Verbraucher 4 elektrisch verbunden ist, mit der Folge eines Stromverbrauchs während des Ausführens des Einlernens in Schritt S4, und wobei die Batterie 6 als Stromquelle dient. Das Stromversorgungssystem 100 ist so ausgelegt, dass ein Strom des Kondensators 3 in dem elektrischen Verbraucher 4 mit Vorrang vor Strom in der Batterie 6 genutzt wird. D. h. es ist so ausgelegt, dass bei Zufuhr von Strom von dem Kondensator 3 zu dem elektrischen Verbraucher 4 dem elektrischen Verbraucher 4 kein Strom von der Batterie 6 zugeführt wird. Kombiniert mit der Konfiguration, bei der eine Strommenge (Qc), die größer als die Stromverbrauchsmenge (Qo) ist, die von dem Fahrzeug während des Einlernens benötigt wird, in dem Kondensator 3 sichergestellt wird, kann somit ein Entladen der Batterie 6 während des Einlernens vermieden werden. Daher wird es möglich, ein Absenken des SOC in der Batterie 6 während des Einlernens zu verhindern, um dadurch eine Beschleunigung der Verschlechterung der Batterie 6 zu unterbinden. Ein Entladen der Batterie 6 während des Einlernens wird verhindert und dadurch wird der SOC in der Batterie 6 während des Einlernens nicht verringert, so dass es möglich wird, eine Situation zu verwirklichen, bei der keine Stromerzeugung durch den Drehstromgenerator 2 durchgeführt wird.
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In dieser Ausführungsform wird die Kennlinie des Kraftstoffeinspritzventils 20 zur Verwendung bei der Kraftstoffeinspritzsteuerung für die Brennkraftmaschine 1 unter der Bedingung präzis eingelernt, dass die Brennkraftmaschine 1 in einem stabilen Zustand gehalten wird, so dass eine Brennkraftmaschinenleistung wie etwa Abgasemissionen, Kraftstoffwirtschaftlichkeit, Fahrverhalten und NVH (Geräusch, Schwingung und Rauheit) stark verbessert wird.
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(5) Abwandlungen
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In der obigen Ausführungsform wird der Drehstromgenerator 2 als Stromerzeugungseinrichtung genutzt, die ausgelegt ist, um von der Brennkraftmaschine 1 eine Antriebskraft zum Erzeugen von Strom zu erhalten. Alternativ kann ein Motorgenerator, der nicht nur eine Stromerzeugung, sondern auch eine Drehmomentunterstützung für die Brennkraftmaschine 1 durchführen kann (ein Vorgang des Vermittelns eines unterstützenden Drehmoments zu der Ausgangswelle 1a der Brennkraftmaschine 1) genutzt werden. D. h. die vorliegende Erfindung ist nicht nur bei einer normalen Fahrzeugausführung, die mit nur einer Brennkraftmaschine als Antriebsquelle ausgestattet ist, sondern auch bei einem Hybridfahrzeug, das mit einer Kombination aus einer Brennkraftmaschine und einem Motor (Motorgenerator) ausgestattet ist, verwendbar.
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Bei der vorstehenden Ausführungsform wird ein elektrischer Doppelschichtkondensator (EDLC) als Kondensator 3 genutzt, der darin Strom speichern kann, der von dem Drehstromgenerator 2 (Stromerzeugungseinrichtung) erzeugt wird. Der Kondensator 3 ist aber nicht unbedingt auf den elektrischen Doppelschichtkondensator beschränkt, sondern kann jede andere geeignete Ausführung sein, die zu einem wiederholten Laden/Entladen und einem relativ schnellen Laden/Entladen fähig ist. Zum Beispiel kann außer dem elektrischen Doppelschichtkondensator als Kondensator 3 ein Lithiumionenkondensator genutzt werden. Bei dem Lithiumionenkondensator wird ein kohlenstoffbasiertes Material (das gleiche Material wie für eine negative Elektrode einer Lithiumionenbatterie), das darin Lithiumionen elektrochemisch speichern kann, als negative Elektrode verwendet, um eine weiter verbesserte Energiedichte vorzusehen. Anders als bei dem elektrischen Doppelschichtkondensator, der häufig als Kondensator 3 verwendet wird, unterscheiden sich bei dem Lithiumionenkondensator mit einer solchen Konfigurationen positive und negative Elektroden hinsichtlich des Prinzips des Ladens und Entladens voneinander (es wird eine chemische Reaktion kombiniert verwendet). Daher wird der Lithiumionenkondensator auch als Hybridkondensator bezeichnet. Sowohl der Hybridkondensator, der den Lithiumionenkondensator als Beispiel umfasst, als auch der elektrische Doppelschichtkondensator weisen eine hohe Energiedichte und eine lineare Lade-/Entladeeigenschaft auf, so dass sie in der vorliegenden Erfindung geeignet als Kondensator 3 verwendet werden können.
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Auch wenn ein Ziel des Einlernens (”brennkraftmaschinensteuerungsrelevante Komponente zur Verwendung bei der Brennkraftmaschinensteuerung”) in der vorstehenden Ausführungsform das Kraftstoffeinspritzventil 20 ist, ist das Ziel nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann auch eine Kennlinie (individuelle Differenz und/oder Einbauschwankung) des Kurbelwinkelsensors SW4 eingelernt werden, um zum Verbessern der Zuverlässigkeit der Brennkraftmaschinensteuerung beizutragen. In diesem Fall ist es im Hinblick auf das Unterbinden einer Torsion der Kurbelwelle 1a zum Verbessern der Einlernpräzision bevorzugt, die Brennkraftmaschine 1 während des Einlernens in einem lastfreien Zustand zu halten.
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Die vorstehend beschriebene vorliegende Erfindung wird nachstehend umrissen.
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Die vorliegende Erfindung sieht eine Brennkraftmaschinensteuervorrichtung zum Einlernen einer Kennlinie einer brennkraftmaschinensteuerungsrelevanten Komponente zur Verwendung bei der Brennkraftmaschinensteuerung vor. Die Brennkraftmaschinensteuervorrichtung umfasst: eine Stromerzeugungseinrichtung, die ausgelegt ist, um von einer Brennkraftmaschine eine Antriebskraft zum Erzeugen von Strom zu erhalten; einen Kondensator, der darin den von der Stromerzeugungseinrichtung erzeugten Strom speichern kann; eine Stromverbrauchsberechnungseinrichtung, die ausgelegt ist, um eine Stromverbrauchsmenge, die von einem Fahrzeug während eines Ausführens des Einlernens benötigt wird, zu berechnen; eine Vergleichseinrichtung, die ausgelegt ist, um eine in dem Kondensator gespeicherte Strommenge mit der von der Stromverbrauchsberechnungseinrichtung berechneten Stromverbrauchsmenge zu vergleichen; eine Einrichtung zum Sicherstellen von benötigtem Strom, die ausgelegt ist, um, wenn ein Ergebnis des Vergleichs durch die Vergleichseinrichtung anzeigt, dass die in dem Kondensator gespeicherte Strommenge kleiner oder gleich der berechneten Stromverbrauchsmenge ist, die Stromerzeugungseinrichtung Strom erzeugen zu lassen, bis die in dem Kondensator gespeicherte Strommenge auf über die berechnete Stromverbrauchsmenge angehoben ist; und eine Einlernausführungseinrichtung, die ausgelegt ist, um, wenn das Ergebnis des Vergleichs durch die Vergleichseinrichtung anzeigt, dass die in dem Kondensator gespeicherte Strommenge größer als die berechnete Stromverbrauchsmenge ist, oder wenn die in dem Kondensator gespeicherte Strommenge durch die Einrichtung zum Sicherstellen des benötigten Stroms auf über die berechnete Stromverbrauchsmenge angehoben ist, das Einlernen unter Verwenden des in dem Kondensator gespeicherten Stroms auszuführen, um die Stromerzeugung durch die Stromerzeugungseinrichtung zu vermeiden.
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Bei der vorliegenden Erfindung wird ein Kondensator, der zu einem relativ schnellen Laden und Entladen fähig ist, vorgesehen, und ein von der Stromerzeugungseinrichtung erzeugter Strom wird in dem Kondensator gespeichert. Dann wird eine Stromverbrauchsmenge, die von dem Fahrzeug während des Einlernens einer Kennlinie einer brennkraftmaschinensteuerungsrelevanten Komponente zur Verwendung bei Brennkraftmaschinensteuerung benötigt wird, berechnet, und wenn die in dem Kondensator gespeicherte Strommenge größer als die berechnete Stromverbrauchsmenge ist, wird das Einlernen während Verwenden von in dem Kondensator gespeichertem Strom ausgeführt. Wenn andererseits die in dem Kondensator gespeicherte Strommenge kleiner oder gleich der berechneten Stromverbrauchsmenge ist, wird die Stromerzeugungseinrichtung betrieben, um Strom zu erzeugen, bis die in dem Kondensator gespeicherte Strommenge auf über die berechnete Stromverbrauchsmenge angehoben ist, und dann wird das Einlernen während Verwenden des in dem Kondensator gespeicherten Stroms ausgeführt. In jedem Fall wird in dem Kondensator ein Strom größer als die Stromverbrauchsmenge, die von dem Fahrzeug während des Einlernens benötigt wird, sichergestellt, so dass das Einlernen ohne Durchführen von Stromerzeugung durch die Stromerzeugungseinrichtung ausgeführt wird. Während des Ausführens des Einlernens wird die Brennkraftmaschine somit zuverlässig in einem lastfreien Zustand gehalten, d. h. die Brennkraftmaschine wird zuverlässig in einem stabilen Zustand gehalten, so dass eine Einlernpräzision zuverlässig verbessert wird.
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Vorzugsweise ist bei der Brennkraftmaschinensteuervorrichtung der vorliegenden Erfindung der Kondensator mit einem elektrischen Verbraucher, der Stromverbrauch während der Ausführung des Einlernens mit sich bringt, und einer als Stromquelle dienenden Batterie elektrisch verbunden, wobei die Brennkraftmaschinensteuervorrichtung ausgelegt ist, um bei Zufuhr von Strom von dem Kondensator zu dem elektrischen Verbraucher eine Zufuhr von Strom von der Batterie zu der elektrischen Last zu verhindern.
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Bei dieser Konfiguration wird, wenn von dem Kondensator Strom zu dem elektrischen Verbraucher geliefert wird, kein Strom von der Batterie zu dem elektrischen Verbraucher geliefert, so dass kombiniert mit der Konfiguration, bei der eine Strommenge, die größer als die Stromverbrauchsmenge ist, die von dem Fahrzeug während des Einlernens benötigt wird, in dem Kondensator sichergestellt wird, ein Entladen der Batterie während des Einlernens vermieden werden kann. Daher wird es möglich, ein Absinken des SOC in der Batterie während des Einlernens zu verhindern, um dadurch eine Beschleunigung der Verschlechterung der Batterie zu unterbinden. Die Batterie wird während des Einlernens am Entladen gehindert und dadurch wird wie vorstehend erwähnt der SOC der Batterie während des Einlernens nicht gesenkt, so dass es möglich wird, eine Situation zu verwirklichen, bei der eine Stromerzeugung durch den Drehstromgenerator nicht durchgeführt wird.
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Vorzugsweise ist bei der Brennkraftmaschinensteuervorrichtung der vorliegenden Erfindung die brennkraftmaschinensteuerungsrelevante Komponente ein Kraftstoffeinspritzventil.
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Bei dieser Konfiguration wird die Kennlinie des Kraftstoffeinspritzventils zur Verwendung bei der Kraftstoffeinspritzsteuerung unter der Bedingung eingelernt, dass die Brennkraftmaschine in einem stabilen Zustand gehalten wird. Somit wird eine Brennkraftmaschinenleistung wie etwa Abgasemissionen, Kraftstoffwirtschaftlichkeit, Fahrverhalten und NVH (Geräusch, Schwingung und Rauheit) stark verbessert.
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Die vorliegende Erfindung sieht auch ein Brennkraftmaschinensteuerverfahren zum Einlernen einer Kennlinie einer brennkraftmaschinensteuerungsrelevanten Komponente zur Verwendung bei Brennkraftmaschinensteuerung vor. Das Brennkraftmaschinensteuerverfahren umfasst: einen Stromverbrauchsberechnungsschritt zum Berechnen einer Stromverbrauchsmenge, die von einem Fahrzeug während der Ausführung des Einlernens benötigt wird; einen Vergleichsschritt zum Vergleichen einer in einem Kondensator gespeicherten Strommenge mit der berechneten Stromverbrauchsmenge, wobei der Kondensator ausgelegt ist, um darin einen Strom zu speichern, der von einer Stromerzeugungseinrichtung erzeugt wird, die ausgelegt ist, um von einer Brennkraftmaschine eine Antriebskraft zum Erzeugen von Strom zu erhalten; einen Schritt zum Sicherstellen benötigten Stroms zum Veranlassen der Stromerzeugungseinrichtung, Strom zu erzeugen, bis die in dem Kondensator gespeicherte Strommenge auf über die berechnete Stromverbrauchsmenge angehoben ist, wenn ein Ergebnis des Vergleichs anzeigt, dass die in dem Kondensator gespeicherte Strommenge kleiner oder gleich der berechneten Stromverbrauchsmenge ist; und einen Einlernausführungsschritt zum Ausführen des Einlernens während Verwenden von in dem Kondensator gespeichertem Strom, um die Stromerzeugung durch die Stromerzeugungseinrichtung zu vermeiden, wenn das Ergebnis des Vergleichs anzeigt, dass die in dem Kondensator gespeicherte Strommenge größer als die berechnete Stromverbrauchsmenge ist oder wenn die in dem Kondensator gespeicherte Strommenge infolge der Stromerzeugung durch die Stromerzeugungseinrichtung auf über die berechnete Stromverbrauchsmenge angehoben ist.
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Das Brennkraftmaschinensteuerverfahren der vorliegenden Erfindung kann auch die gleichen Funktionen wie die der vorstehend erwähnte Brennkraftmaschinensteuervorrichtung erreichen.
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Diese Anmeldung beruht auf der
japanischen Patentanmeldung Ser.-Nr. 2012-209784 , die am 24. September 2012 beim japanischen Patentamt eingereicht wurde und deren Inhalt hiermit durch Bezugnahme mitaufgenommen ist.
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Auch wenn die vorliegende Erfindung zum Verdeutlichen der vorliegenden Erfindung beispielhaft unter Bezug auf die Begleitzeichnungen adäquat und ausreichend beschrieben wurde, versteht sich, dass für den Fachmann verschiedene Änderungen und Abwandlungen nahe liegen können. Sofern solche Änderungen oder Abwandlungen nicht anderweitig vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung, die nachstehend dargelegt ist, abweichen, sollen sie daher als darin enthalten ausgelegt werden.
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Gewerbliche Anwendbarkeit
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Wie vorstehend beschrieben weist die vorliegende Erfindung in dem technischen Gebiet einer Brennkraftmaschinensteuervorrichtung und eines Verfahrens zum Einlernen einer Kennlinie einer brennkraftmaschinensteuerungsrelevanten Komponente zur Verwendung bei der Brennkraftmaschinensteuerung gewerbliche Anwendbarkeit auf.
