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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftstoffeinspritzsystem gemäß den Oberbegriffen des Anspruchs 1 und 4, welches bereits aus der
EP 0 940 571 A2 bekannt ist. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Kraftstoffeinspritzsystem zum automatischen Korrigieren einer Abweichung einer Einspritzmenge, die durch eine Änderung über die Zeit und dergleichen verursacht wird, durch Durchführen einer Lernsteuerung.
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In den vergangenen Jahren war gemäß einer Beschränkung der Abgasbegrenzung eine immer höhere Genauigkeit einer Einspritzmenge einer Kraftstoffeinspritzung erforderlich. Beispielsweise war es in den vergangenen Jahren erforderlich, dass ein Dieselverbrennungsmotor eine Voreinspritzung, eine Mehrstufeneinspritzung und dergleichen aufgrund der Verstärkung der Abgasbegrenzung durchführt. Daher musste die Genauigkeit der Einspritzmenge verbessert werden.
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Zum Erzielen der hohen Einspritzgenauigkeit kann eine genaue Einstellung einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung oder dergleichen vor dem Versand durchgeführt werden. Auch wenn jedoch die genaue Einstellung durchgeführt wird, gibt es eine Möglichkeit, dass sich die Einspritzgenauigkeit aufgrund einer Änderung über die Zeit ändert. Für diesen Fall ist es möglich, dass die hohe Einspritzgenauigkeit nicht beibehalten werden kann.
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Eine Lernsteuerung ist als eine Gegenmaßnahme gegen das vorstehend genannte Problem bekannt. Bei der Lernsteuerung wird eine Lerneinspritzung während eines Betriebs des Verbrennungsmotors durchgeführt und wird eine Abweichung zwischen einer Lerneinspritzmenge (eine Einspritzmenge, die durch eine Steuerungsvorrichtung berechnet wird) und einer tatsächlichen Einspritzmenge (einer tatsächlich eingespritzten Menge) berechnet. Dann wird ein Lernwert (ein Korrekturwert) aus der Abweichung berechnet und wird die Einspritzmenge während eines normalen Betriebs auf der Grundlage des Lernwerts so korrigiert, dass eine Einspritzmenge (eine gewünschte Einspritzmenge), die gemäß einem Betriebszustand des Verbrennungsmotors berechnet wird, mit der tatsächlichen Einspritzmenge übereinstimmt.
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Beispielsweise wird bei der in der ungeprüften japanischen Patentoffenlegungsschrift
JP H10-205 372 A offenbarten offenbarten herkömmlichen Lernsteuerung die Lerneinspritzung (beispielsweise eine Einspritzung mit geringer Menge) durchgeführt, wenn der Betriebszustand von dem Verbrennungsmotor ein Lernbetriebszustand wird. Dann werden mehrere Einflusswerte erhalten, die den Einfluss der Lerneinspritzung darstellen. Die Einflusswerte werden aus einer Änderung des Betriebszustands des Verbrennungsmotors berechnet (beispielsweise einer Änderung der Drehzahl, die durch einen Drehzahlsensor gemessen wird). Nachdem mehrere Einflusswerte erhalten worden sind, wird ein Lernwert zum Korrigieren der Einspritzmenge während des normalen Betriebs auf der Grundlage eines Durchschnitts der erhaltenen Einflusswerte berechnet.
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Wenn bei der herkömmlichen Lernsteuerung die Lernbedingung gebildet ist, wird die Lerneinspritzmenge (eine Lernhaupteinspritzmenge) des Kraftstoffs eingespritzt. Die Lernhaupteinspritzmenge ist eine Einspritzmenge, die für das Lernen geeignet ist.
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Wenn daher die Lernhaupteinspritzmenge des Kraftstoffs in einem Zustand eingespritzt wird, in dem die Einspritzgenauigkeit aufgrund der Änderung über die Zeit und dergleichen verringert ist, ist es möglich, dass der Verbrennungsmotorbetriebszustandskennwert (beispielsweise die Abgasemission, das Verbrennungsmotorgeräusch oder ein Drehmoment, das durch den Verbrennungsmotor erzeugt wird) unangemessen wird.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kraftstoffeinspritzsystem zu schaffen, das fähig ist, eine hohe Einspritzgenauigkeit über eine lange Zeit durch Durchführen einer Lernsteuerung beizubehalten und zu verhindern, dass ein Verbrennungsmotorbetriebszustandskennwert aufgrund des Einflusses der Lerneinspritzung unangemessen wird. Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung hat ein Kraftstoffeinspritzsystem eine Steuerungseinheit, die eine Lerneinspritzung zum Einspritzen einer Lerneinspritzmenge des Kraftstoffs durchführt und mehrere Einflusswerte eines Betriebszustands des Verbrennungsmotors erhält, die durch die Lerneinspritzung erzeugt werden. Die Steuerungseinheit berechnet einen Lernwert zum Korrigieren der Einspritzmenge bei einem normalen Betrieb auf der Grundlage der mehreren Einflusswerte. Die Steuerungseinheit hat eine Bestimmungseinrichtung zum Bestimmen, ob der Einflusswert, der während der Lerneinspritzung erhalten wird, innerhalb eines vorbestimmten Bereichs von dem Einflusswert liegt, der gemäß einem Kennwert des Betriebszustands des Verbrennungsmotors eingerichtet wird. Die Steuerungseinheit berechnet eine vorläufige Lerneinspritzmenge, um einen nachfolgenden Einflusswert in einen vorbestimmten Bereich zu bringen, wenn der in einem frühzeitigen Stadium beim Erhalten der Einflusswerte erhaltene Einflusswert außerhalb von dem vorbestimmten Bereich liegt. Dann berechnet die Steuerungseinheit die anderen Einflusswerte durch Durchführen der anderen Lerneinspritzungen auf der Grundlage der vorläufigen Lerneinspritzmenge.
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Durch die vorstehend genannte Steuerung kann verhindert werden, dass der Verbrennungsmotorbetriebszustandskennwert während einer Lerndauer in einem unerwünschten Zustand bleibt.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. In den Zeichnungen ist
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1 ein schematisches Diagramm, das einen Gesamtaufbau eines Kraftstoffeinspritzsystems gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 eine Grafik, die eine TQ-Q-Charakteristik gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
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3 eine Grafik, die eine Beziehung zwischen einer Einspritzmenge und einem erzeugten Drehmoment gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
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4 eine Grafik, die eine Beziehung zwischen der Einspritzmenge und einem Geräuschpegel mit Bezug auf einen Common-Rail-Druck gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
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5A eine Grafik, die eine Beziehung zwischen der Einspritzmenge und einer THC-Emissionsmenge gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
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5B eine Grafik, die eine Beziehung zwischen der Einspritzmenge und einer NOx-Emissionsmenge gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
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6 eine Grafik, die eine Beziehung zwischen einer Einspritzstartzeitabstimmung und dem erzeugten Drehmoment gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
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7 ein Ablaufdiagramm einer Lernsteuerung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
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8 ein Diagramm, das einen Lerneinspritzmengenbereich gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
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9 ein Ablaufdiagramm, das eine Steuerung zum Bilden von Lernbedingungen gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt; und
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10 eine Grafik, die eine Verschlechterungsbestimmung von einem Kraftstoffeinspritzsystem eines von dem ersten Ausführungsbeispiel abgewandelten Beispiels zeigt.
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(Erstes Ausführungsbeispiel)
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Unter Bezugnahme auf 1 ist ein Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt. Das Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem führt eine Kraftstoffeinspritzung in jeweilige Zylinder eines Verbrennungsmotors (beispielsweise eines Diesel-Verbrennungsmotors) 1 durch. Wie in 1 gezeigt ist, hat das Kraftstoffeinspritzsystem eine Common-Rail 2, Injektoren 3, eine Zufuhrpumpe 4, eine Verbrennungsmotorsteuerungseinheit (eine ECU) 5 und dergleichen.
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Die Common-Rail 2 ist ein Drucksammelbehälter zum Sammeln von Hochdruckkraftstoff, der den Injektoren 3 zugeführt wird. Die Common-Rail 2 ist mit einem Ausstoßloch der Zufuhrpumpe 4, die den Hochdruckkraftstoff druckfördert, durch ein Hochdruckpumpenrohr 6 so verbunden, dass ein Common-Rail-Druck entsprechend einem Kraftstoffeinspritzdruck in der Common-Rail 2 gesammelt wird. Unterdessen ist die Common-Rail 2 mit mehreren Injektorrohren 7 verbunden, die den Hochdruckkraftstoff in die jeweiligen Injektoren 3 zuführen. Austrittskraftstoff aus den Injektoren 3 und der Zufuhrpumpe 4 wird zu einem Kraftstofftank 9 über ein Austrittsrohr 8 zurückgeführt.
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Ein Druckbegrenzer 11 ist an einem Ablassrohr 10 angebracht, das den Kraftstoff von der Common-Rail 2 zu dem Kraftstofftank 9 zurückführt. Der Druckbegrenzer 11 ist ein Drucksicherheitsventil, das sich öffnet, wenn der Kraftstoffdruck in der Common-Rail (der Common-Rail-Druck) einen Grenzdruck übersteigt, um den Common-Rail-Druck unterhalb des Grenzdrucks zu begrenzen.
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Ein Druckverringerungsventil ist an der Common-Rail 2 angebracht. Das Druckverringerungsventil öffnet sich als Reaktion auf ein Ventilöffnungsanweisungssignal, das von der ECU 5 vorgesehen wird, um den Hochdruckkraftstoff in der Common-Rail 2 durch das Austrittsrohr 8 so überströmen zu lassen, dass der Common-Rail-Druck rasch verringert wird. Somit kann durch Montieren des Druckverringerungsventils an der Common-Rail 2 die ECU 5 eine Steuerung zum raschen Verringern des Common-Rail-Drucks auf einen Druck entsprechend einem Fahrzustand eines Fahrzeugs durchführen.
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Die Injektoren 3 sind an den jeweiligen Zylindern von dem Verbrennungsmotor 1 montiert und führen den Kraftstoff in die jeweiligen Zylinder durch eine Einspritzung zu. Jeder Injektor 3 hat eine Kraftstoffeinspritzdüse, ein Elektromagnetventil und dergleichen. Die Kraftstoffeinspritzdüse ist mit einem stromabwärtigen Ende von einem der Injektorrohre 7 verbunden, die von der Common-Rail 2 abzweigen, und führt den Hochdruckkraftstoff, der in der Common-Rail 2 gesammelt ist, in jeden Zylinder durch die Einspritzung zu. Das Elektromagnetventil steuert einen Hubgrad einer Nadel, die innerhalb der Kraftstoffeinspritzdüse aufgenommen ist.
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Die Zufuhrpumpe 4 fördert den Kraftstoff, der auf einen hohen Druck mit Druck beaufschlagt ist, unter Druck in die Common-Rail 2. Die Zufuhrpumpe 4 hat eine Förderpumpe und eine Hochdruckpumpe. Die Förderpumpe saugt den Kraftstoff aus dem Kraftstofftank 9. Die Hochdruckpumpe fördert den Kraftstoff, dessen Druck durch ein Einstellventil gesteuert wird und dessen Menge durch ein Kraftstoffströmungssteuerungsventil (ein Ansaugsteuerungsventil) eingestellt wird, unter Druck in die Common-Rail 2. Die Förderpumpe und die Hochdruckpumpe werden durch eine Nockenwelle 12 drehbetrieben. Die Nockenwelle 12 wird durch eine Kurbelwelle 13 von dem Verbrennungsmotor 1 drehbetrieben.
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Die ECU 5 ist ein Computer mit einer CPU, einer Speichervorrichtung (RAM, ROM, einem Sicherungs-RAM und dergleichen), einem A/D-Wandler, einem Eingabeanschluss, einem Ausgabeanschluss und dergleichen.
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Die ECU 5 ist mit verschiedenartigen Sensoren zum Erhalten von Informationssignalen verbunden (Signale zum Messen eines Betriebszustands von dem Verbrennungsmotor 1 oder von dem Fahrzeug 2, die bei der Berechnung verwendet werden). Insbesondere ist die ECU 5 mit einem Drehzahlsensor 21 zum Messen einer Verbrennungsmotordrehzahl Ne, einem Drosselöffnungsgradsensor 22 zum Messen eines Öffnungsgrads einer innerhalb eines Lufteinlassrohrs angeordneten Drossel, einem Kühlwassertemperatursensor 23 zum Messen einer Verbrennungsmotorkühlwassertemperatur Thw, einem Common-Rail-Drucksensor 24 zum Messen des Common-Rail-Drucks Pcr und mit anderen Sensoren 25 verbunden.
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Die ECU 5 führt eine Einspritzsteuerung während eines normalen Betriebs durch und führt eine Lernsteuerung durch. Die ECU 5 bestimmt eine Soll-Einspritzmenge, eine Einspritzbetriebsart (eine Mehrfacheinspritzung mit einer Haupteinspritzung, einer einzelnen Einspritzung oder ähnlichem), eine Ventilöffnungszeitabstimmung und eine Ventilschließzeitabstimmung von dem Injektor 3 und dergleichen für jeden Zylinder und für jede Einspritzung auf der Grundlage von Programmen, die in dem ROM gespeichert sind, der Signale der verschiedenartigen Sensoren (des Betriebszustands des Fahrzeugs), die in den RAM eingegeben werden, eines Korrekturwerts, der in den Sicherungs-RAM geschrieben wird (beispielsweise ein nicht-flüchtiger Speicher), und dergleichen.
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Der ROM, der innerhalb der ECU 5 montiert ist, ist mit einem Lernsteuerungsprogramm im voraus zum Lernen und Korrigieren der Abweichung der Einspritzmenge von jedem Zylinder programmiert. Die Abweichung der Einspritzmenge wird durch eine Änderung des Injektors 3 über die Zeit beispielsweise erzeugt. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden eine Korrektur auf der Grundlage der Verbrennungsmotorkühlwassertemperatur Thw und eine Korrektursteuerung auf der Grundlage einer individuellen Differenz des Elektromagnetventils des Injektors 3 zum einfachen Verständnis des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung nicht erklärt.
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Bei dem Lernsteuerungsprogramm wird der Injektor 3 angewiesen, eine Lerneinspritzmenge des Kraftstoffs (eine geringe Menge des Kraftstoffs entsprechend einer Einspritzmenge der Voreinspritzung) in den Zylinder als Gegenstand der Korrektur einzuspritzen, wenn eine Lernbedingung während des Betriebs des Verbrennungsmotors 1 gebildet ist. Dann werden mehrere (beispielsweise zehn) Einflusswerte, die durch die Lerneinspritzung erzeugt werden, erhalten und wird ein Lernwert (ein Korrekturwert) des Zylinders auf der Grundlage der erhaltenen Einflusswerte berechnet. Der Lernwert wird in dem Sicherungs-RAM gespeichert, der in der ECU 5 montiert ist.
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Die ECU 5 bestimmt die Einspritzmenge (eine Einspritzdauer TQ) während des normalen Betriebs gemäß dem Lernwert jedes Zylinders, der in dem Sicherungs-RAM gespeichert ist. Genauer gesagt führt die ECU 5 die Korrektursteuerung der Öffnungszeitabstimmung und der Schließzeitabstimmung des Elektromagnetventils des Injektors 3 (oder der Einspritzdauer TQ) unter Verwendung des Lernwerts so durch, dass die berechnete Einspritzmenge (die gewünschte Einspritzmenge entsprechend dem Betriebszustand) mit der tatsächlichen Einspritzmenge übereinstimmt.
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Wie vorstehend erklärt ist, führt die ECU 5 die Lerneinspritzung durch und erhält die mehreren (zehn) Einflusswerte, die durch die Lerneinspritzung erzeugt werden, und berechnet den Lernwert auf der Grundlage der erhaltenen Einflusswerte.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die tatsächliche Einspritzmenge als der Einflusswert der Lerneinspritzung zum einfachen Verständnis des Ausführungsbeispiels eingesetzt. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird das durch den Verbrennungsmotor 1 erzeugte Drehmoment (das erzeugte Drehmoment) aus einer Variation (ΔNe) der Verbrennungsmotordrehzahl Ne berechnet und wird die tatsächliche Einspritzmenge aus dem berechneten erzeugten Drehmoment berechnet.
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Alternativ kann der Lernwert durch Erhalten anderer mehrerer Einflusswerte berechnet werden, die durch die Lerneinspritzung beeinflusst werden, (oder Einflusswerte, die greifbare Beziehungen zu der tatsächlichen Einspritzmenge haben) wie zum Beispiel der Verbrennungsmotordrehzahlvariation ΔNe, des erzeugten Drehmoments oder eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses.
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Die ECU 5 weist eine Lernbereichsbestimmungseinrichtung und eine Lerneinspritzmengenkorrektureinrichtung auf. Die Lernbereichsbestimmungseinrichtung bestimmt, ob der während der Lerneinspritzung erhaltene Einflusswert in einem vorbestimmten Bereich des Einflusswerts vorhanden ist, der auf der Grundlage eines Kennwerts des Betriebszustands des Verbrennungsmotors eingerichtet wird. Die Lerneinspritzmengenkorrektureinrichtung berechnet eine vorläufige Lerneinspritzmenge, die den Einflusswert in den vorbestimmten Bereich bringt, wenn der Einflusswert außerhalb von dem vorbestimmten Bereich in einem frühzeitigen Stadium bei dem Erhalten der Einflusswerte liegt (wenn der erste Einflusswert in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel erhalten wird). Dann führt die Lerneinspritzmengenkorrektureinrichtung die anderen Lerneinspritzungen auf der Grundlage der vorläufigen Lerneinspritzmenge durch und korrigiert die Einspritzmengen der Lerneinspritzungen, die zum Erhalten der anderen Einflusswerte durchgeführt werden.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der vorbestimmte Bereich des Einflusswerts gemäß einer Menge der Abgasemission, des Verbrennungsmotorlärms und des erzeugten Drehmoments eingerichtet.
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Wie in 3 gezeigt ist, ist bei dem Diesel-Verbrennungsmotor die tatsächliche Einspritzmenge Q grundsätzlich proportional zu dem erzeugten Drehmoment T. In dem Fall jedoch, in dem die Einspritzmenge Q zu gering ist (für den Fall, dass die Einspritzmenge Q geringer als die vorbestimmte Einspritzmenge Q0 ist), wird die proportionale Beziehung durchbrochen, wie in 3 gezeigt ist.
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Wie vorstehend erklärt ist, wird in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel das erzeugte Drehmoment T berechnet und wird die tatsächliche Einspritzmenge Q aus dem erzeugten Drehmoment T berechnet. Daher kann das geeignete Lernen nur in dem Bereich durchgeführt werden, in dem die proportionale Beziehung zwischen der tatsächlichen Einspritzmenge Q und dem erzeugten Drehmoment T gebildet ist. Genauer gesagt muss die Lerneinspritzmenge über die in 3 gezeigte vorbestimmte Einspritzmenge Q0 eingerichtet werden.
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Bei dem Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem, wie es in 4 gezeigt ist, verstärkt sich das Verbrennungsmotorgeräusch S, wenn sich die tatsächliche Einspritzmenge Q erhöht oder wenn sich der Common-Rail-Druck Pcr vergrößert. In 4 stellt eine durchgezogene Linie ”a” die Beziehung zwischen der tatsächlichen Einspritzmenge Q und dem Geräuschpegel S zu dem Zeitpunkt dar, wenn der Common-Rail-Druck Pcr 120 MPa beträgt, und stellt eine weitere durchgezogene Linie in ”b” die Beziehung zu dem Zeitpunkt dar, wenn der Common-Rail-Druck Pcr 80 MPa beträgt, und stellt die andere durchgezogene Linie ”c” die Beziehung zu dem Zeitpunkt dar, wenn der Common-Rail-Druck Pcr 40 MPa beträgt. Der Geräuschpegel S von dem Verbrennungsmotor 1 ändert sich, wenn der Verbrennungsmotorbetriebszustand, wie zum Beispiel die Verbrennungsmotordrehzahl Ne sich ändert.
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Daher kann für den Fall, bei dem eine zulässige Grenze des Geräuschpegels S (eine zulässige Geräuschgrenze) zum Verhindern, dass Fahrzeugpassagiere gestört werden, eingerichtet wird, die Lerneinspritzmenge, die den Verbrennungsmotorgeräuschpegel S unterhalb von der zulässigen Geräuschgrenze vorsieht, gemäß dem Verbrennungsmotorbetriebszustand in dem Augenblick bestimmt werden, wie zum Beispiel dem Common-Rail-Druck Pcr oder der Verbrennungsmotordrehzahl Ne.
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Genauer gesagt muss für den Fall, bei dem die zulässige Geräuschgrenze eingerichtet ist, wie durch eine gestrichelte Linie S_limit in 4 gezeigt ist, die Lerneinspritzmenge unter eine vorbestimmte Einspritzmenge Q1 eingerichtet werden, wenn der Common-Rail-Druck 120 MPa beträgt, oder muss die Lerneinspritzmenge unter eine weitere vorbestimmte Einspritzmenge Q2 eingerichtet werden, wenn der Common-Rail-Druck 80 MPa beträgt.
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Die Menge der Abgasemission (eine Emissionsmenge E) wird gemäß dem Verbrennungsmotorbetriebszustand, wie zum Beispiel der tatsächlichen Einspritzmenge Q, dem Common-Rail-Druck Pcr oder der Verbrennungsmotordrehzahl Ne geändert. Daher kann für den Fall, bei dem eine zulässige Grenze der Emissionsmenge E (eine zulässige Emissionsmengengrenze) eingerichtet ist, die Lerneinspritzmenge, die die Emissionsmenge E vorsieht, die geringer als die zulässige Emissionsmengengrenze ist, gemäß dem Verbrennungsmotorbetriebszustand dieses Augenblicks bestimmt werden, wie zum Beispiel dem Common-Rail-Druck Pcr oder der Verbrennungsmotordrehzahl Ne.
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Genauer gesagt vergrößert sich eine Menge der Emission der Gesamtkohlenwasserstoffe (THC), wenn sich die Einspritzmenge Q verringert, wie in 5A gezeigt ist. Daher muss für den Fall, bei dem die zulassige Emissionsmengengrenze des THC eingerichtet ist, wie durch eine gestrichelte Linie THC_limit in 5A gezeigt ist, die Lerneinspritzmenge über eine vorbestimmte Einspritzmenge Q3 eingerichtet werden.
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Eine Menge der Emission von Stickstoffoxiden (NOx) vergrößert sich, wenn sich die tatsächliche Einspritzmenge Q erhöht, wie in 5B gezeigt ist. Daher muss für den Fall, bei dem die zulässige Emissionsmengengrenze der Stickstoffoxide eingerichtet ist, wie durch eine gestrichelte Linie NOx_limit in 5B gezeigt ist, die Lerneinspritzmenge Q unter eine vorbestimmte Einspritzmenge Q4 eingerichtet werden.
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Das erzeugte Drehmoment T des Verbrennungsmotors 1 ändert sich, wenn die Einspritzmenge Q sich ändert. Auch wenn die Einspritzmenge Q konstant ist, ändert sich das erzeugte Drehmoment T gemäß der Startzeitabstimmung der Einspritzung. Eine Änderung des erzeugten Drehmoments T für den Fall, bei dem die Einspritzmenge Q auf einem konstanten Wert gehalten wird, wobei aber die Einspritzstartzeitabstimmung θ variiert wird, ist in 6 gezeigt.
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Wenn die Einspritzstartzeitabstimmung θ übermäßig vorgestellt wird, wie in 6 gezeigt ist, wird ein Verlust durch eine Zündung des Kraftstoffs bei einer Zeitabstimmung vor einem oberen Todpunkt (OT) verursacht. Als Folge wird nur ein Teil des erzeugten Drehmoments T zum Drehen des Verbrennungsmotors 1 verwendet. Wenn dagegen die Einspritzstartzeitabstimmung θ übermäßig verzögert wird, wird eine Fehlzündung verursacht oder wird der eingespritzte Kraftstoff nicht ausreichend verbrannt. Als Folge wird das erzeugte Drehmoment T verringert.
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Zum Verhindern der Schwankung des erzeugten Drehmoments T, wenn die Einspritzmenge Q konstant ist, muss die Einspritzstartzeitabstimmung θ innerhalb von einem gewissen Bereich eingerichtet werden.
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Genauer gesagt schwankt das erzeugte Drehmoment T, wenn die Einspritzstartzeitabstimmung θ vor eine Zeitabstimmung θ0 vorgestellt wird oder nach eine Zeitabstimmung θ1 verzögert wird, wie in 6 gezeigt ist. Ein Bereich Rt in 6 stellt einen zulässigen Bereich der Schwankung des erzeugten Drehmoments T dar. Daher muss die Einspritzstartzeitabstimmung θ in den Bereich zwischen der Zeitabstimmung θ0 und der Zeitabstimmung θ1 eingerichtet werden.
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Der zulässige Bereich der Einspritzstartzeitabstimmung θ kann gemäß dem Verbrennungsmotorgeräuschpegel S oder der Emissionsmenge E bestimmt werden.
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Als nächstes wird ein Beispiel der Lernsteuerung, die durch die ECU 5 durchgeführt wird, auf der Grundlage eines in 7 gezeigten Ablaufdiagramms erklärt.
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Wenn die in 7 gezeigte Steuerungsroutine während des Betriebs des Verbrennungsmotors 1 gestartet wird, werden durch die verschiedenartigen Sensoren gemessene Werte, die einen vorliegenden Betriebszustand des Verbrennungsmotors 1 darstellen, in dem Schritt S1 eingegeben.
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Dann wird in dem Schritt S2 bestimmt, ob der Verbrennungsmotor 1 sich in einem einspritzungslosen Zustand befindet, in dem die Kraftstoffzufuhr zu dem Verbrennungsmotor 1 ausgesetzt ist.
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Wenn das Ergebnis der Bestimmung in dem Schritt S2 ”NEIN” ist, wird die Routine beendet. Wenn das Ergebnis der Bestimmung in dem Schritt S2 ”JA” ist, wird bestimmt, ob eine vorbestimmte Lernbedingung in dem Schritt S3 gebildet ist.
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Die vorbestimmte Lernbedingung des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist gebildet, wenn die Verbrennungsmotordrehzahl Ne höher als eine vorbestimmte Drehzahl ist, wenn die Verbrennungsmotorkühlwassertemperatur Thw höher als eine vorbestimmte Temperatur ist, wenn der Common-Rail-Druck innerhalb eines vorbestimmten Druckbereichs liegt, und wenn die in dem Lufteinlassrohr angeordnete Drossel vollständig geöffnet ist.
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Wenn der Ergebnis der Bestimmung in dem Schritt S3 ”NEIN” ist, wird die Routine ohne Durchführen der Bestimmung der Lernbedingung beendet. Wenn das Ergebnis der Bestimmung in dem Schritt S3 ”JA” ist, wird ein unterer Grenzwert MIN und ein oberer Grenzwert MAX eines Bereichs der Lerneinspritzmenge (ein Lerneinspritzmengenbereich) in dem Schritt S4 eingerichtet. Der Lerneinspritzmengenbereich entspricht einem vorbestimmten Bereich des Einflusswertes, der auf der Grundlage eines Kennwertes des Betriebszustands des Verbrennungsmotors 1 (eines Verbrennungsmotorbetriebszustandskennwertes), wie zum Beispiel der Emissionsmenge, des Verbrennungsmotorgeräusches oder des erzeugten Drehmoments eingerichtet wird, der durch den Einfluss der Lerneinspritzung erzeugt wird. Die Grenzwerte MIN, MAX werden so eingerichtet, dass der Verbrennungsmotorbetriebszustandskennwert, der durch die Lerneinspritzung erzeugt wird, in einen vorbestimmten Betriebsbereich fällt, wenn die Lerneinspritzmenge zwischen den Grenzwerten MIN, MAX liegt.
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Wie genauer in 8 gezeigt ist, ist der untere Grenzwert MIN von dem Lerneinspritzmengenbereich höher als sowohl eine vorbestimmte Einspritzmenge Q0 als auch eine vorbestimmte Einspritzmenge Q3 eingerichtet. Der größere Grenzwert MAX von dem Lerneinspritzmengenbereich ist geringer als sowohl eine vorbestimmte Einspritzmenge Q2 als auch eine vorbestimmte Einspritzmenge Q4 eingerichtet. Das erzeugte Drehmoment T wird größer als ein vorbestimmter Wert Tmin, wenn die Einspritzmenge Q größer als die vorbestimmte Einspritzmenge Q0 ist. Der Geräuschpegel S wird geringer als ein vorbestimmter Wert Smax, wenn die Einspritzmenge Q, die durch den Common-Rail-Druck bestimmt wird, geringer als die vorbestimmte Einspritzmenge Q2 für den Fall ist, bei dem der Common-Rail-Druck beispielsweise 80 MPa beträgt. Die Gesamtkohlenwasserstoffemissionsmenge (THC) wird geringer als eine zulässige Grenze, wenn die Einspritzmenge Q größer als die vorbestimmte Einspritzmenge Q3 ist. Die Stickoxidemissionsmenge (NOx) wird geringer als eine zulässige Grenze, wenn die Einspritzmenge Q geringer als die vorbestimmte Einspritzmenge Q4 ist. In 8 erstreckt sich der Lerneinspritzmengenbereich Rq von der vorbestimmten Einspritzmenge Q0 zu der vorbestimmten Einspritzmenge Q4.
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Dann wird in dem Schritt S5 bestimmt, ob eine TQ-Änderungsmarke (TQ) eingeschaltet ist. Die TQ-Änderungsmarke wird eingeschaltet, wenn die Lerneinspritzmenge so geändert wird, dass der Verbrennungsmotorbetriebszustandskennwert, der durch den Einfluss der Lerneinspritzung erzeugt wird, in den vorbestimmten Bereich fällt, wenn der Verbrennungsmotorbetriebszustandskennwert außerhalb von dem vorbestimmten Bereich liegt.
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Wenn das Ergebnis der Bestimmung in dem Schritt S5 ”NEIN” ist, wird bestimmt, ob die Anzahl der Einflusswerte in den durch das Lernen erhaltenen Daten in dem Schritt S6 Null ist.
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Wenn das Ergebnis der Bestimmung in dem Schritt S6 ”JA” ist, wird eine Lernhaupteinspritzmenge QC des Kraftstoffs in dem Schritt S7 eingespritzt, wie in 2 gezeigt ist. Die Lernhaupteinspritzmenge QC ist eine Basiseinspritzmenge, die für die Lerneinspritzung geeignet ist. In dem Schritt S7 wird eine Einspritzdauer τ0 (ein Anfangswert) zum Erhalten der Lernhaupteinspritzmenge QC aus einer TQ-Q-Hauptcharakteristik berechnet, die durch eine durchgezogene Linie ”c” in 2 gezeigt ist, und wird die Lerneinspritzung über die Zeitspanne τ0 durchgeführt. Die TQ-Q-Hauptcharakteristik ist ein Beziehungsausdruck zwischen der Einspritzdauer τ und der Einspritzmenge Q zu dem Zeitpunkt, bei dem eine Verschlechterung der Leistungsfähigkeit nicht verursacht wird. Die Startzeitabstimmung der Lerneinspitzung wird zwischen die Zeitabstimmung θ0 und die Zeitabstimmung θ1 eingerichtet.
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Dann wird in dem Schritt S8 die tatsächliche Einspritzmenge Q aus dem erzeugten Drehmoment T berechnet, das durch Durchführen der Lerneinspritzung erzeugt wird, und wird bestimmt, ob die tatsächliche Einspritzmenge Q innerhalb eines vorbestimmten Bereichs mit Bezug auf die Lernhaupteinspritzmenge QC liegt (eine gewünschte Einspritzmenge QC).
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In dem Schritt S8 wird bestimmt, ob die Verschlechterung der Leistungsfähigkeit eines Einspritzsystems, wie zum Beispiels des Injektors 3, innerhalb eines erwarteten Bereichs liegt. Der erwartete Bereich, der in dem Schritt S8 verwendet wird, ist breiter als der Lerneinspritzmengenbereich eingerichtet, der durch die Grenzwerte MIN, MAX definiert ist.
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Wenn das Ergebnis der Bestimmung in dem Schritt S8 ”NEIN” ist, wird ein Fahrzeugfahrer und dergleichen über eine visuelle Anzeigeeinrichtung, wie zum Beispiel eine Leuchte, in dem Schritt S9 hinsichtlich der Verschlechterung des Einspritzsystems gewarnt.
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Wenn das Ergebnis der Bestimmung in dem Schritt S8 ”JA” ist, wird bestimmt, ob die tatsächliche Einspritzmenge Q, die aus dem erzeugten Drehmoment T berechnet wird, innerhalb des durch die Grenzwerte MIN, MAX definierten Lerneinspritzmengenbereichs in dem Schritt S10 liegt.
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Wenn das Ergebnis der Bestimmung in dem Schritt S10 ”JA” ist (wenn beispielsweise die tatsächliche Einspritzmenge Q eine Menge QB zwischen den Grenzwerten MIN, MAX ist, wie in 2 gezeigt ist), wird die tatsächliche Einspritzmenge Q, die aus dem erzeugten Drehmoment T berechnet wird, als die Daten für das Lernen in dem Schritt S11 gespeichert und wird die Routine beendet.
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Wenn das Ergebnis der Bestimmung in dem Schritt S10 ”NEIN” ist (wenn beispielsweise die tatsächliche Einspritzmenge eine Menge QA oder eine Menge QD ist, die außerhalb von dem Lerneinspritzmengenbereich liegt, wie in 2 gezeigt ist), wird eine vorläufige Lerneinspritzmenge zum Anpassen der tatsächlichen Einspritzmenge Q an die Lernhaupteinspritzmenge QC in dem Schritt S12 berechnet.
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Als nächstes wird ein spezifisches Beispiel einer Änderung der Einspritzmenge erklärt.
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Wenn die durch die durchgezogene Linie ”c” in 2 gezeigte TQ-Q-Charakteristik sich verschlechtert, wird die TQ-Q-Charakteristik auf eine durch eine der gestrichelten Linien ”a”, ”b”, ”d” in 2 gezeigte Charakteristik parallel zu der Ausgangscharakteristik geändert, die durch die durchgezogene Linie ”c” gezeigt ist. Daher wird für den Fall, bei dem die tatsächliche Einspritzmenge Q die Menge QA ist, eine Einspritzdauer τ3 bei der Berechnung der vorläufigen Einspritzmenge aus der durch die gestrichelte Linie ”a” gezeigte, TQ-Q-Charakteristik, was die Einspritzmenge QA vorsieht, wenn die Einspritzdauer τ die Zeitspanne τ0 ist, und aus einer Einspritzmenge QF berechnet, die in 2 gezeigt ist.
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Dann wird die TQ-Änderungsmarke (TQ), die die Tatsache anzeigt, dass die Einspritzdauer τ von der Lerneinspritzung geändert wird, bei dem Schritt S13 eingeschaltet und wird diese Routine beendet.
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Über die vorstehend genannte Steuerung wird die Einspritzmenge Q auf die Lerneinspritzmenge (die Einspritzdauer) geändert, die für das Lernen geeignet ist, während die Anzahl der Werte, die in den Lerndaten enthalten sind, Eins oder Null beträgt.
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Wenn daher die in 7 gezeigte Steuerungsroutine das nächste Mal gestartet wird, wird die Bestimmung in dem Schritt S5 zustimmend bestimmt (JA) oder wird die Bestimmung in dem Schritt S6 negativ bestimmt (NEIN).
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Wenn das Ergebnis der Bestimmung in dem Schritt S5 ”JA” ist, wird die Lerneinspritzung in dem Schritt S14 für die Einspritzdauer (beispielsweise die Zeitspanne τ3) durchgeführt, die in dem Schritt S12 geändert wird. Dann wird in dem Schritt S15 die tatsächliche Einspritzmenge Q, die aus dem erzeugten Drehmoment T berechnet wird, als Lerndaten für das Lernen gespeichert.
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Wenn das Ergebnis der Bestimmung in dem Schritt S6 ”NEIN” ist, wird die Lerneinspritzung für die Einspritzdauer τ0 (der Anfangswert) in dem Schritt S16 ohne Ändern der Einspritzdauer τ0 durchgeführt, da die ausgangs eingerichtete Lerneinspritzmenge zwischen den Grenzwerten MIN, MAX liegt. Nachfolgend wird die tatsächliche Einspritzmenge, die aus dem erzeugten Drehmoment berechnet wird, als Lerndaten für das Lernen in dem Schritt S15 gespeichert.
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Dann wird bestimmt, ob die Anzahl der Werte, die in den Daten enthalten sind, die in dem Schritt S11 oder in dem Schritt S15 gespeichert sind, eine vorbestimmte Anzahl (beispielsweise 10) in Schritt S17 erreicht.
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Wenn das Ergebnis der Bestimmung in dem Schritt S17 ”NEIN” ist, wird die Routine beendet.
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Wenn das Ergebnis der Bestimmung in dem Schritt S17 ”JA” ist, werden die Abweichung zwischen den zehn Werten, die in den Lerndaten enthalten sind (die tatsächlichen Einspritzmengen), und die Lernhaupteinspritzmenge berechnet. Dann wird der Lernwert (der Korrekturwert) L aus den Abweichungen berechnet und werden die Lernwerte L in der Speichervorrichtung, wie zum Beispiel dem Sicherungs-RAM, in dem Schritt S18 gespeichert.
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Während des normalen Betriebs wird die Einspritzmenge (die Einspritzdauer) auf der Grundlage des Lernwerts L korrigiert, der in der Speichervorrichtung gespeichert ist. Genauer gesagt wird für den Fall, bei dem die ECU 5 die Einspritzmenge QG entsprechend dem Betriebszustand des Verbrennungsmotors 1 während des normalen Betriebs berechnet, wie in 2 gezeigt ist, eine Einspritzdauer τ4 gemäß dem Lernwert L berechnet, der in der Speichervorrichtung gespeichert ist.
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Nachfolgend wird die Anzahl N der Werte, die in den Lerndaten enthalten sind, auf Null zurückgesetzt und wird die TQ-Änderungsmarke (TQ) in dem Schritt S19 ausgeschaltet und wird die Routine beendet.
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Die vorstehend genannte Lernsteuerung wird sequentiell für jeden Zylinder durchgeführt.
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Das Kraftstoffeinspritzsystem des vorliegenden Ausführungsbeispiels berechnet die vorläufige Lerneinspritzmenge (die Einspritzdauer) um die tatsächliche Einspritzmenge (den Einflusswert) im Wesentlichen an die Lernhaupteinspritzmenge anzugleichen, wenn die tatsächliche Einspritzmenge (der Einflusswert), die in dem frühzeitigen Stadium erhalten wird, außerhalb von dem vorbestimmten Bereich liegt. Dann werden andere Lerneinspritzungen auf der Grundlage der vorläufigen Lerneinspritzmenge durchgeführt, um die anderen tatsächlichen Einspritzmengen (die anderen Einflusswerte) zu erhalten, die bei dem Lernen verwendet werden. Diese Steuerung kann verhindern, dass der Verbrennungsmotorbetriebszustandskennwert in einem unerwünschten Zustand in der gesamten Lerndauer verbleibt.
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Wenn die tatsächliche Einspritzmenge (der Einflusswert), die in dem frühzeitigen Stadium erhalten wird, außerhalb von dem vorbestimmten Bereich liegt, gleicht das Kraftstoffeinspritzsystem des vorliegenden Ausführungsbeispiels die tatsächliche Einspritzmenge von der Lerneinspritzung im Wesentlichen an die Lernhaupteinspritzmenge an, die für das Lernen geeignet ist, und erhält die anderen Einspritzmengen (die anderen Einflusswerte). Daher können die tatsächlichen Einspritzmengen (die Einflusswerte), die für die Lernsteuerung geeignet sind, erhalten werden und kann die Lerngenauigkeit verbessert werden.
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Darüber hinaus sieht das Kraftstoffeinspritzsystem des vorliegenden Ausführungsbeispiels eine Warnung für den Fahrzeugfahrer vor, wenn die Leistungsfähigkeit des Einspritzsystems, wie zum Beispiel des Injektors 3, in hohem Maße verschlechtert ist. Daher kann die Fahrt in dem verschlechterten Zustand von der Einspritzleistungsfähigkeit vermieden werden.
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(Zweites Ausführungsbeispiel)
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Als nächstes wird eine Lernsteuerung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erklärt.
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Wie vorstehend erklärt ist, wird in dem ersten Ausführungsbeispiel die vorläufige Lerneinspritzmenge (die Einspritzdauer) berechnet, so dass die tatsächliche Einspritzmenge der Lerneinspritzung im Wesentlichen an die Lernhaupteinspritzmenge nur dann angeglichen wird, wenn die tatsächliche Einspritzmenge (der Einflusswert), der in dem frühzeitigen Stadium erhalten wird, außerhalb von dem vorbestimmten Bereich liegt.
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Auch wenn dagegen in dem zweiten Ausführungsbeispiel die tatsächliche Einspritzmenge (der Einflusswert), die in dem frühzeitigen Stadium erhalten wird, innerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt, wird die vorläufige Lerneinspritzmenge (die Einspritzdauer) so berechnet, dass die tatsächliche Einspritzmenge der Lerneinspritzung im Wesentlichen an die Lernhaupteinspritzmenge angeglichen wird. Somit werden die anderen tatsächlichen Einspritzmengen (die anderen Einflusswerte) durch Durchführen der anderen Lerneinspritzungen auf der Grundlage der vorläufigen Lerneinspritzmenge erhalten.
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Insbesondere wird auch für den Fall, bei dem das Ergebnis der Bestimmung in dem Schritt S10 ”JA” ist, die Einspritzdauer τ geändert, um die tatsächliche Einspritzmenge Q von der Lerneinspritzung im Wesentlichen an die Lernhaupteinspritzmenge QC anzugleichen, wenn die tatsächliche Einspritzmenge Q die Menge QB ist, die von der Lernhaupteinspritzmenge QC abweicht, wie in 2 gezeigt ist.
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Als nächstes wird ein spezifisches Beispiel einer Änderung der Einspritzmenge erklärt. Für den Fall, bei dem die tatsächliche Einspritzmenge die Menge QB ist, wie in 2 gezeigt ist, wird die Einspritzdauer τ1 entsprechend der Haupteinspritzmenge QC aus der TQ-Q-Charakteristik berechnet, die durch die gestrichelte Linie ”b” gezeigt ist, die die Menge QB vorsieht, wenn die Einspritzdauer die Zeitspanne τ0 ist und die parallel zu der durch die durchgezogene Linie ”c” gezeigte TQ-Q-Charakteristik ist. Dann werden die anderen tatsächlichen Einspritzmengen (die anderen Einflusswerte) durch Durchführen der anderen Lerneinspritzungen auf der Grundlage der Einspritzdauer τ1 erhalten.
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Über die vorstehend genannte Steuerung des vorliegenden Ausführungsbeispiels kann der Einflusswert, der am geeignetsten für die Lernsteuerung ist, auch dann erhalten werden, wenn die tatsächliche Einspritzmenge (der Einflusswert), die in dem frühzeitigen Stadium erhalten wird, innerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt. Somit kann die Lerngenauigkeit verbessert werden.
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(Drittes Ausführungsbeispiel)
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Als nächstes wird die Lernsteuerung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erklärt.
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Bei der Lernsteuerung des ersten Ausführungsbeispiels oder des zweiten Ausführungsbeispiels wird die vorläufige Lerneinspritzmenge (die Einspritzdauer) so berechnet, dass die tatsächliche Einspritzmenge sich im Wesentlichen an die Lernhaupteinspritzmenge angleicht.
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Dagegen wird bei der Lernsteuerung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel eine vorläufige Lerneinspritzmenge (eine Einspritzdauer) im Wesentlichen zum Angleichen der tatsächlichen Einspritzmenge (des Einflusswertes) an einen Medianwert des vorbestimmten Bereichs für den Fall berechnet, bei dem die tatsächliche Einspritzmenge (der Einflusswert), die in dem frühzeitigen Stadium erhalten wird, außerhalb von dem vorbestimmten Bereich liegt. Dann werden die anderen tatsächlichen Einspritzmengen (die anderen Einflusswerte) durch Durchführen der anderen Lerneinspritzungen auf der Grundlage der vorläufigen Lerneinspritzmenge (der Einspritzdauer) erhalten.
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Genauer gesagt wird für den Fall, bei dem die tatsächliche Einspritzmenge Q die Menge QA ist, die außerhalb von dem Lerneinspritzmengenbereich liegt, der durch die Grenzwerte MIN, MAX definiert ist, wie in 2 gezeigt ist, oder für den Fall, bei dem das Ergebnis der Bestimmung in dem Schritt S10 des ersten Ausführungsbeispiels ”NEIN” ist, eine Einspritzdauer τ2 aus einer Einspritzmenge QE auf der Grundlage der TQ-Q-Charakteristik berechnet, die durch die gestrichelte Linie ”a” in 2 gezeigt ist, die die Einspritzmenge QA vorsieht, wenn die Einspritzdauer die Zeitspanne τ0 ist, und die parallel zu der TQ-Q-Charakteristik ist, die durch die durchgezogene Linie ”c” gezeigt ist. Die Einspritzmenge QE entspricht dem Medianwert QM des vorbestimmten Bereichs (einem Durchschnitt des unteren Grenzwerts MIN und des oberen Grenzwerts MAX). Dann werden die anderen tatsächlichen Einspritzmengen durch Durchführen der anderen Lerneinspritzungen auf der Grundlage der Einspritzdauer τ2 erhalten.
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Durch die Steuerung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel kann der Verbrennungsmotorbetriebszustandskennwert korrigiert werden, der durch den Einfluss der Lerneinspritzung erzeugt wird.
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(Viertes Ausführungsbeispiel)
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Als nächstes wird eine Lernsteuerung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erklärt.
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In dem dritten Ausführungsbeispiel wird die vorläufige Lerneinspritzmenge (die Einspritzdauer) so berechnet, dass die tatsächliche Einspritzmenge (der Einflusswert) sich im Wesentlichen an den Medianwert des vorbestimmten Bereichs nur für den Fall angleicht, bei dem die tatsächliche Einspritzmenge, die in dem frühzeitigen Stadium erhalten wird, außerhalb von dem vorbestimmten Bereich liegt. Dann werden die anderen tatsächlichen Einspritzmengen (die Einflusswerte) durch Durchführen der anderen Lernspritzungen auf der Grundlage der vorläufigen Lerneinspritzmengen erhalten.
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Dagegen wird in dem vierten Ausführungsbeispiel die vorläufige Lerneinspritzmenge (die Einspritzdauer) zum im Wesentlichen Angleichen der tatsächlichen Einspritzmenge (des Einflusswertes) an den Medianwert des vorbestimmten Bereichs auch dann berechnet, wenn die tatsächliche Einspritzmenge (der Einflusswert), die in dem frühzeitigen Stadium erhalten wird, innerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt. Dann werden die anderen tatsächlichen Einspritzmengen (die anderen Einflusswerte) durch Durchführen der anderen Lerneinspritzungen auf der Grundlage der vorläufigen Lerneinspritzmenge erhalten.
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Genauer gesagt werden auch für den Fall, bei dem das Ergebnis der Bestimmung in dem Schritt S10 von dem ersten Ausführungsbeispiel ”JA” ist, wenn die tatsächliche Einspritzmenge die Menge QB ist, die von der Lernhaupteinspritzmenge QC abweicht, wie in 2 gezeigt ist, die Einspritzmengen (die Einspritzdauern) der anderen Lerneinspritzungen auf die vorläufige Lerneinspritzmenge (die Einspritzdauer) geändert, um die tatsächliche Einspritzmenge (den Einflusswert) im Wesentlichen an den Medianwert des vorbestimmten Bereichs anzugleichen.
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Als nächstes wird ein spezifisches Beispiel einer Änderung der Einspritzmenge erklärt. Für den Fall, bei dem die tatsächliche Einspritzmenge Q die Menge QB ist, wie in 2 gezeigt ist, wird eine Einspritzdauer τ5 aus der Einspritzmenge des Medianwerts QM des vorbestimmten Bereichs, der durch die Grenzwerte MIN, MAX definiert ist, auf der Grundlage der TQ-Q-Charakteristik berechnet, die durch die gestrichelte Linie ”b” gezeigt ist. Die durch die gestrichelte Linie ”b” gezeigte TQ-Q-Charakteristik ist parallel zu der durch die durchgezogene Linie ”c” gezeigte TQ-Q-Charakteristik und sieht die Menge QB vor, wenn die Einspritzdauer die Zeitspanne τ0 ist. Dann werden die anderen tatsächlichen Einspritzmengen (die anderen Einflusswerte) durch Durchführen der anderen Lerneinspritzungen auf der Grundlage der Einspritzdauer τ5 erhalten.
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Durch die Steuerung gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel kann der Verbrennungsmotorbetriebszustandskennwert optimiert werden, der durch den Einfluss der Lerneinspritzung erzeugt wird.
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(Fünftes Ausführungsbeispiel)
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Als nächstes wird eine Lernsteuerung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erklärt.
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In den vorstehend genannten Ausführungsbeispielen endet bei dem System die Steuerung lediglich, wenn das Ergebnis der Bestimmung in dem Schritt S3 ”NEIN” ist, und wartet passiv, bis die Lernbedingung gebildet ist.
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Wenn dagegen bei dem fünften Ausführungsbeispiel die Lernbedingung nicht gebildet ist, wird der Betriebszustand aktiv auf die Lernbedingung gebracht, um die Häufigkeit des Lernens zu erhöhen.
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Wenn genauer gesagt in dem fünften Ausführungsbeispiel das Ergebnis der Bestimmung in dem Schritt S3 von dem in 7 gezeigten Ablaufdiagramm ”NEIN” ist, wird eine durch ein Ablaufdiagramm in 9 gezeigte Steuerung durchgeführt.
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Zuerst wird in dem Schritt S21 des Ablaufdiagramms, das in 9 gezeigt ist, bestimmt, ob die Verbrennungsmotordrehzahl Ne höher als eine vorbestimmte Drehzahl Ne_0 ist. Wenn das Ergebnis der Bestimmung in dem Schritt S21 ”NEIN” ist, wird die Routine beendet.
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Wenn das Ergebnis der Bestimmung in dem Schritt S21 ”JA” ist, wird bestimmt, ob die Verbrennungsmotorkühlwassertemperatur Thw höher als eine vorbestimmte Temperatur Thw_0 in Schritt S22 ist. Wenn das Ergebnis der Bestimmung in dem Schritt S22 ”NEIN” ist, wird eine Steuerung zum Erhöhen der Verbrennungsmotorkühlwassertemperatur Thw in dem Schritt S23 durchgeführt.
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Wenn das Ergebnis der Bestimmung in dem Schritt S22 ”JA” ist oder nachdem die Verbrennungsmotorkühlwassertemperaturerhöhungssteuerung in dem Schritt S23 durchgeführt wird, wird bestimmt, ob der Common-Rail-Druck Pcr innerhalb des vorbestimmten Druckbereichs mit Bezug auf einen Soll-Common-Rail-Druck Pcr_trg in dem Schritt S24 liegt. In 9 stellt Pcr_trg den Soll-Common-Rail-Druck dar, bei dem das Lernen durchgeführt wird, und stellt ε einen Grenzwert des Common-Rail-Drucks Pcr dar.
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Wenn das Ergebnis der Bestimmung in dem Schritt S24 ”NEIN” ist, wird eine Steuerung in dem Schritt S25 durchgeführt, um den Common-Rail-Druck Pcr in den vorbestimmten Druckbereich zu bringen. Genauer gesagt wird für den Fall, bei dem der Common-Rail-Druck Pcr niedriger als der vorbestimmte Druckbereich ist, eine Druckerhöhungssteuerung unter der Verwendung der Zufuhrpumpe 4 durchgeführt. Für den Fall, bei dem der Common-Rail-Druck Pcr höher als der vorbestimmte Druckbereich ist, wird eine Druckverringerungssteuerung durch Öffnen von beispielsweise dem Druckverringerungsventil durchgeführt.
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Wenn das Ergebnis der Bestimmung in dem Schritt S24 ”JA” ist, oder nachdem die Steuerung in dem Schritt S25 durchgeführt wird, wird bestimmt, ob die innerhalb des Lufteinlassrohrs angeordnete Drossel vollständig in dem Schritt S26 geöffnet ist. Wenn das Ergebnis der Bestimmung in dem Schritt S26 ”JA” ist, wird diese Routine beendet. Wenn das Ergebnis der Bestimmung in dem Schritt S26 ”NEIN” ist, wird eine Steuerung zum vollständigen Öffnen der Drossel in dem Schritt S27 durchgeführt und wird diese Routine beendet.
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In dem fünften Ausführungsbeispiel wird der Betriebszustand aktiv auf die Lernbedingung gebracht, wenn die Lernbedingung nicht gebildet ist. Somit kann die Häufigkeit der Lernsteuerung erhöht werden. Als Folge wird die Häufigkeit des Lernens vergrößert und kann die Einspritzgenauigkeit verbessert werden.
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(Abwandlung)
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In den vorstehend genannten Ausführungsbeispielen werden die Grenzwerte MIN, MAX des Lerneinspritzmengenbereichs während der Lernsteuerung berechnet. Alternativ können die Grenzwerte MIN, MAX in der Speichervorrichtung im voraus gespeichert werden, um die Berechnungslast der Lernsteuerung zu verringern.
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In den vorstehend genannten Ausführungsbeispielen wird die tatsächliche Einspritzmenge als ein Beispiel des Einflusswertes eingesetzt. Alternativ kann der Lernwert unter Verwendung eines anderen Einflusswertes, wie zum Beispiel einer Variation ΔNe der Verbrennungsmotordrehzahl Ne, des erzeugten Drehmoments T oder eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses berechnet werden, der durch die Lerneinspritzung beeinflusst wird (ein Einflusswert, der eine greifbare Beziehung zu der tatsächlichen Einspritzmenge hat).
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In den vorstehend genannten Ausführungsbeispielen wird die Lernhaupteinspritzmenge (die Einspritzdauer τ0) als die Lerneinspritzmenge (der Anfangswert) in dem frühzeitigen Stadium bei der Gewinnung der Einflusswerte eingesetzt. Alternativ kann die Lerneinspritzmenge in dem frühzeitigen Stadium innerhalb des vorbestimmten Bereichs (den Bereich, der durch die Grenzwerte MIN, MAX in den vorstehend genannten Ausführungsbeispielen definiert ist) auf der Grundlage der Lernwerte eingerichtet werden, die zu der vorhergehenden Zeit eingerichtet werden, oder der vorläufigen Lerneinspritzmenge (der Einspritzdauer), die zu der vorhergehenden Zeit eingerichtet wird.
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In den vorstehend genannten Ausführungsbeispielen wird der Einflusswert einmal in dem frühzeitigen Stadium bei der Gewinnung der Einflusswerte erhalten. Alternativ können mehrere Einflusswerte in dem frühzeitigen Stadium erhalten werden. Für diesen Fall sollte die Anzahl der Einflusswerte, die in dem frühzeitigen Stadium erhalten werden, vorzugsweise geringer als die Anzahl der anderen erhaltenen Einflusswerte eingerichtet werden. Somit wird ein Anwesenheitsverhältnis des unerwünschten Verbrennungsmotorbetriebszustandskennwerts aufgrund der Lerneinspritzung verringert und kann ein Anwesenheitsverhältnis des erwünschten Verbrennungsmotorbetriebszustandskennwerts vergrößert werden.
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Mehrere Lerneinspritzungen können in dem frühzeitigen Stadium bei der Gewinnung der Einflusswerte durchgeführt werden und die Verschlechterung der Leistungsfähigkeit des Einspritzsystems, wie zum Beispiel des Injektors 3, kann auf der Grundlage der mehreren Einflusswerte bestimmt werden. Für diesen Fall werden beispielsweise die Lerneinspritzungen mehrere Male in dem frühzeitigen Stadium bei der Gewinnung der Einflusswerte durchgeführt. Dann werden ein Durchschnitt Tb der mehreren Einflusswerte (der erzeugten Drehmomentwerte) und eine Variation β der Einflusswerte mit Bezug auf den Durchschnitt Tb berechnet. Wenn die Variation β größer als ein vorbestimmter Wert α ist, wird bestimmt, dass die Leistungsfähigkeit des Einspritzsystems sich in hohem Maße verschlechtert hat. Das ursprüngliche erzeugte Drehmoment T0 wird erzielt, wenn die tatsächliche Einspritzmenge mit einer Anweisungseinspritzmenge übereinstimmt (eine Einspritzmenge, zu dessen Einspritzung der Injektor angewiesen wird).
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Alternativ kann bestimmt werden, dass die Leistungsfähigkeit des Einspritzsystems in hohem Maße verschlechtert ist, wenn der Durchschnitt Tb des erzeugten Drehmoments T niedriger als das ursprüngliche erzeugte Drehmoment T0 um zumindest einen vorbestimmten Wert δ ist oder größer als das ursprüngliche erzeugte Drehmoment T0 um zumindest den vorbestimmten Wert δ ist.
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Darüber hinaus kann bestimmt werden, dass die Leistungsfähigkeit des Einspritzsystems in hohem Maße verschlechtert ist, wenn ein Maximalwert aus den mehreren Einflusswerten größer als ein vorbestimmter Maximalwert ist oder wenn ein Minimalwert aus den mehreren Einflusswerten geringer als ein vorbestimmter Minimalwert ist.
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In den vorstehend genannten Ausführungsbeispielen wird das Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem als ein Beispiel des Kraftstoffeinspritzsystems eingesetzt. Stattdessen kann die vorliegende Erfindung auf alle anderen Bauarten von Kraftstoffeinspritzsystemen angewendet werden, wie zum Beispiel ein Kraftstoffeinspritzsystem der Drucksammlerbauart, das ein anderes als das Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem ist, und ein Kraftstoffeinspritzsystem der Verteilerbauart.
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Die vorliegende Erfindung kann nicht nur auf die Lernsteuerung des Diesel-Verbrennungsmotors sondern auch auf die Lernsteuerung von anderen Bauarten von Verbrennungsmotoren, wie zum Beispiel einen Benzinverbrennungsmotor angewendet werden.
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Somit führt die elektronische Steuerungseinheit (ECU) 5 des Kraftstoffeinspritzsystems die Lerneinspritzung auf der Grundlage der Lerneinspritzmenge durch und erhält mehrere Einflusswerte des Betriebszustands des Verbrennungsmotors 1, die durch die Lerneinspritzung erzeugt werden. Die ECU 5 berechnet den Lernwert zum Korrigieren der Einspritzmenge bei dem normalen Betrieb auf der Grundlage der mehreren Einflusswerte. Die ECU 5 bestimmt, ob der Einflusswert, der während der Lerneinspritzung erhalten wird, innerhalb des vorbestimmten Bereichs des Einflusswertes liegt. Die ECU 5 berechnet die vorläufige Lerneinspritzmenge, um den nachfolgenden Einflusswert in den vorbestimmten Bereich zu bringen, wenn der Einflusswert, der im frühzeitigen Stadium bei dem Erhalten erhalten wird, außerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt. Dann berechnet die ECU 5 die anderen Einflusswerte durch Durchführen der anderen Lerneinspritzungen auf der Grundlage der vorläufigen Lerneinspritzmenge.