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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Kraftstoffeinspritzsteuergerät, das einen
Abweichungsbetrag einer Einspritzcharakteristik eines Kraftstoffeinspritzventils
eines Mehrzylinderverbrennungsmotors lernt.
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Stand der Technik
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Es
gibt bekannte Dieselmotoren, die eine Pilot- bzw. Voreinspritzung
vor einer Haupteinspritzung durchführen, um ein Geräusch zu
verringern, das eine Verbrennung begleitet, oder um eine Abgascharakteristik
zu verbessern, wobei die Pilot- bzw. Voreinspritzung eine kleinere
Einspritzmenge einspritzt als die Haupteinspritzung.
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Selbst
wenn ein Befehlswert einer Einspritzzeitspanne oder ein Befehlswert
einer Einspritzmenge (Befehlseinspritzmenge) eines Kraftstoffeinspritzventils
gleich gemacht wird, um die Kraftstoffeinspritzung zu steuern, gibt
es eine Möglichkeit,
dass die tatsächlich
eingespritzte Kraftstoffmenge aufgrund eines individuellen Unterschieds
des Kraftstoffeinspritzventils abweicht bzw. variiert. Im speziellen spritzt
die Pilot- bzw. Voreinspritzung eine äußerst geringe Menge des Kraftstoffs
im Vergleich zu der Haupteinspritzung ein. Deshalb, falls die tatsächliche Einspritzmenge
von einer gewünschten
Einspritzmenge abweicht, wird es schwierig, dass die zuvor beschriebenen
Aufgaben befriedigend erreicht werden.
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Deshalb
führt ein
vorgeschlagenes Regelsystem eine Berechnung durch, in der eine vorbestimmte
Einspritzmenge Q durch eine vorbestimmte Variable N geteilt wird.
Diese Menge von Kraftstoff Q/N wird N-Mal eingespritzt, und eine
tatsächliche Drehzahl
des Verbrennungsmotors wird überwacht. Jede
Einspritzmenge Q/N wird gesteuert, um die tatsächliche Drehzahl an die Zieldrehzahl
durch Regelung auf Grund des Ergebnisses der Überwachung der Kraftstoffeinspritzmenge
Q/N anzupassen . Falls die tatsächliche
Drehzahl annähernd
der Zieldrehzahl gleicht, dann wird ein Lernwert durch das System
ermittelt. In anderen Worten gesagt, wird der Lernwert für ein Kompensieren
des Unterschieds zwischen der Befehlseinspritzmenge und der gewünschten
Einspritzmenge verwendet. Diese Art von Steuersystem ist z.B. in
der JP-A-2003-254139 offenbart. Darüber hinaus führt das
Steuer- bzw. Regelsystem die Regelung durch, um eine Drehzahlschwankung
unter den Zylindern zu kompensieren. Da das Steuersystem N-geteilte
Kraftstoffeinspritzungen durchführt,
kann das Steuersystem die Kraftstoffeinspritzcharakteristik auf
Grund des Durchführens
der Kraftstoffeinspritzung der sehr kleinen Menge (z.B. Pilot- bzw. Voreinspritzung)
lernen. Als eine Folge kann das Steuersystem einen geeigneten Lernwert
erhalten.
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Die
Zeit, die für
ein Erhalten des Lernwerts notwendig ist, sollte vorzugsweise so
kurz wie möglich
sein. Wenn jedoch der Prozess für
ein Erhalten des Lernwerts das erste Mal ausgeführt wird, z.B. wenn das Kraftstoffeinspritzsteuerelement
als ein Produkt ausgeliefert wird, neigt die Zeit, die notwendig
ist, damit die tatsächliche
Drehzahl sich an die Zieldrehzahl durch die Regelung angleicht,
dazu, lang zu sein. Demzufolge nimmt das Erhalten des Lernwerts
eine lange Zeit in Anspruch, wenn das Lernen derart durchgeführt wird,
dass die Anpass- bzw. Angleichszeit
in ausreichender Weise verstreicht, wenn der Prozess für ein Erhalten
des Lernwerts das erste Mal ausgeführt wird. Die Erfinder haben
auch herausgefunden, dass eine genaue Berechnung des Schwankungskorrekturwerts
für ein
Kompensieren der Drehzahlschwankung unter den Zylindern schwierig
wird, wenn die Zeit für
ein Erhalten des Lernwerts verkürzt
ist.
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Zusätzlich zu
dem Lernen der Voreinspritzung haben alle Kraftstoffeinspritzsteuergeräte, die die
Abweichung der Einspritzcharakteristik für die Zylinder kompensieren,
eine Schwierigkeit beim gleichzeitigen Verfolgen des genauen Lernens
der Abweichung der Einspritzcharakteristik für die Zylinder und des Lernens
in einer kurzen Zeitspanne.
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Darstellung
der Erfindung
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Technische Aufgabe
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kraftstoffeinspritzsteuergerät vorzusehen, das
in geeigneter Weise und gleichzeitig ein Lernen einer Abweichung
von Einspritzcharakteristiken von Kraftstoffeinspritzventilen von
jeweiligen Zylindern erreichen und das Lernen in einer kurzen Zeitspanne durchführen kann.
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Technische Lösung
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung hat eine Lerneinrichtung eines
Kraftstoffeinspritzsteuergeräts
eine Bestimmungseinrichtung für ein
Bestimmen, ob ein Schwankungskorrekturwert stabilisiert ist, auf
Basis einer Durchschnittsänderung des
Schwankungskorrekturwerts. Die Lernreinrichtung lernt einen Abweichungsbetrag,
falls die Bestimmungseinrichtung bestimmt, dass der Schwankungskorrekturwert
stabilisiert ist. Mit dieser Struktur wird bestimmt, ob der Schwankungskorrekturwert
stabilisiert ist, auf Basis der Durchschnittsänderung des Schwankungskorrekturwerts.
Demzufolge kann das Lernen des Abweichungsbetrags auf Basis des Schwankungskorrekturwerts
verhindert werden, wenn der Schwankungskorrekturwert schwanken kann.
Der Abweichungsbetrag wird sofort erlernt, wenn der Schwankungskorrekturwert
stabilisiert ist. Somit ist die Lernzeitspanne nicht unnötig verlängert.
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Kurze Beschreibung
der Abbildungen der Zeichnungen
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Merkmale
und Vorteile einer Ausführungsform,
genauso wie die Betriebsverfahren und die Funktion der zugehörigen Teile,
werden von einem Studium der folgenden detaillierten Beschreibung, der
angehängten
Ansprüche
und der Zeichnungen klar, die alle einen Teil dieser Anmeldung bilden.
In den Zeichnungen ist:
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1,
ein schematisches Diagramm, das ein Verbrennungsmotorsystem gemäß einer
Beispielsausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 ein
Kennfeld zum Einstellen einer Einspritzzeitspanne von einer Einspritzmenge
und einem Kraftstoffdruck gemäß der Ausführungsform
von 1;
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3 ein
Diagramm, das eine Beziehung zwischen der Anzahl der Angleichungen
und einer Angleichszeit eines Korrekturwerts gemäß der Ausführungsform von 1 zeigt;
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4 ein
Diagramm, das einen Angleichmodus des Korrekturwerts gemäß der Ausführungsform von 1 zeigt;
und
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5 ein
Flussdiagramm, das Schritte eines Lernprozesses eines Lernwerts
gemäß der Ausführungsform
von 1 zeigt.
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Weg(e) zur Ausführung der
Erfindung
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Mit
Bezug auf 1 ist ein Verbrennungsmotorsystem
gemäß einer
Beispielsausführungsform der
vorliegenden Erfindung dargestellt. Wie in 1 gezeigt
ist, zieht eine Kraftstoffpumpe 6 Kraftstoff von einem
Kraftstoffbehälter 2 durch
einen Kraftstofffilter 4 hindurch an. Die Kraftstoffpumpe 6 wird
mit Energie von einer Kurbelwelle 8 als eine Ausgabewelle
des Dieselmotors beaufschlagt und gibt den Kraftstoff ab. Die Kraftstoffpumpe 6 hat
ein Ansaugdosierventil bzw. Ansaugmessventil 10. Das Ansaugmessventil 10 reguliert
eine Kraftstoffmenge, die von der Kraftstoffpumpe 6 abgegeben
wird, durch Regulieren einer angesaugten Kraftstoffmenge. Die Kraftstoffmenge,
die zu einer Außenseite
abgegeben wird, wird durch Betätigung
des Ansaugmessventils 10 bestimmt. Die Kraftstoffpumpe 6 hat
mehrere Kolben. Jeder Kolben bewegt sich zwischen einem oberen Totpunkt
und einem unteren Totpunkt hin und her, um den Kraftstoff anzusaugen
bzw. abzugeben.
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Der
von der Kraftstoffpumpe 6 abgegebene Kraftstoff wird zu
einer Common Rail 12 druckgeliefert. Die Common Rail 12 akkumuliert
den Kraftstoff, der von der Kraftstoffpumpe 6 druckgeliefert
wird, bei einem Hochdruckzustand. Die Common Rail 12 führt den
Hochdruckkraftstoff zu Kraftstoffeinspritzventilen 16 von
jeweiligen Zylindern (vier Zylinder in der vorliegenden Ausführungsform)
durch Hochdruckkraftstoffpassagen 14 hindurch zu. Die Kraftstoffeinspritzventile 16 sind
mit dem Kraftstoffbehälter 2 durch eine
Niederdruckkraftstoffpassage 18 verbunden.
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Das
Verbrennungsmotorsystem hat mehrere Arten von Sensoren zum Erfassen
von Betriebszuständen
des Dieselmotors, wie einen Kraftstoffdrucksensor 20 zum
Erfassen des Kraftstoffdrucks in der Common Rail 12 und
einen Kurbelwinkelsensor 22 zum Erfassen eines Drehwinkels
einer Kurbelwelle 8. Das Verbrennungsmotorsystem hat einen
Beschleunigungselementsensor 24 zum Erfassen eines Betätigungsbetrags
ACCP eines Gaspedals, das gemäß einer
Beschleunigungsanforderung eines Benutzers betätigt wird. Das Verbrennungsmotorsystem
hat des weiteren einen Fahrzeugsgeschwindigkeitssensor 26 zum
Erfassen einer Betriebsgeschwindigkeit Vc des Fahrzeugs, in dem
das Verbrennungsmotorsystem montiert ist.
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Eine
elektronische Steuereinheit 30 (ECU) ist hauptsächlich durch
einen Mikrocomputer aufgebaut. Die ECU 30 hat einen Speicher 32,
der seinen Speicherinhalt konstant behält. Der Speicher 32,
der seinen Speicherinhalt konstant behält, ist eine Speichervorrichtung
für ein
Speichern von Daten ungeachtet eines Zustands eines Startschalters
(Zündschalter)
des Verbrennungsmotors. Zum Beispiel ist der Speicher 32,
der seinen Speicherinhalt konstant behält, ein nicht flüchtiger
Speicher wie ein EPROM, der Daten ungeachtet der Anwesenheit oder
Abwesenheit einer Energieversorgung behält, oder ein Backup- bzw. Sicherungsspeicher,
dessen Energiezustand ungeachtet des Zustands des Startschalters aufrecht
erhalten wird. Die ECU 30 liest Erfassungsergebnisse der
zuvor beschriebenen Sensoren aus, und steuert die Ausgabe des Verbrennungsmotors auf
Basis der Erfassungsergebnisse.
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Die
ECU 30 führt
eine Kraftstoffeinspritzsteuerung durch, um die Ausgabesteuerung
des Dieselmotors in geeigneter Weise durchzuführen. Z.B. ist die Kraftstoffeinspritzsteuerung
eine Mehrschritteinspritzsteuerung für ein selektives Durchführen von gewissen
Einspritzungen von einer Piloteinspritzung, einer Voreinspritzung,
einer Haupteinspritzung, einer Nacheinspritzung und einer Schlusseinspritzung während eines
Verbrennungszyklus. Die Piloteinspritzung spritzt eine sehr kleine
Menge des Kraftstoffs ein, um ein Vermischen des Kraftstoffs und
der Luft unmittelbar vor einer Zündung
zu verstärken.
Die Voreinspritzung verkürzt
eine Verzögerung
einer Zündzeitabstimmung
nach der Haupteinspritzung. Somit wird eine Erzeugung von Stickoxiden
gehemmt und ein Verbrennungsgeräusch
und eine Verbrennungsvibration werden verringert. Die Haupteinspritzung
spritzt die größte Einspritzmenge
in der Mehrschritteinspritzung ein und trägt zu einer Erzeugung des Ausgabemoments
des Verbrennungsmotors bei. Die Nacheinspritzung verbrennt wieder
Abgaspartikel (PM). Die Schlusseinspritzung steuert die Temperatur
des Abgases, um eine Nachbehandlungsvorrichtung des Verbrennungsmotors,
wie einen Dieselpartikelfilter (DPF), zu regenerieren.
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In
der Kraftstoffeinspritzsteuerung wird der Kraftstoffdruck in der
Common Rail 12 durch eine Regelung auf einen Zielwert (Zielkraftstoffdruck)
geregelt, der gemäß einem
Betriebszustand des Verbrennungsmotors eingestellt ist. Um die Kraftstoffeinspritzung
des Befehlwerts der Einspritzmenge (Befehlseinspritzmenge) durchzuführen, die
zu dem Kraftstoffeinspritzventil 16 ausgegeben wird, wird
ein Befehlswert der Einspritzzeitspanne (Befehlseinspritzzeitspanne)
des Kraftstoffeinspritzventils 16 auf Basis des Kraftstoffdrucks,
der durch den Kraftstoffdruckssensor 20 erfasst wird, und
der Befehlseinspritzmenge berechnet. Z.B. wird die Befehlseinspritzzeitspanne
durch Verwenden eines Kennfelds eingestellt, das in 2 gezeigt
ist und das die Beziehung zwischen der Einspritzmenge Q, dem Kraftstoffdruck
Pc und der Einspritzzeitspanne TQ bestimmt. In 2 ist
die Einspritzzeitspanne TQ länger
eingestellt, wenn die Einspritzmenge Q ansteigt, falls der Kraftstoffdruck
Pc derselbe ist. Die Einspritzzeitspanne TQ ist kürzer eingestellt,
wenn der Kraftstoffdruck Pc ansteigt, falls die Einspritzmenge Q
die selbe ist.
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Das
tatsächliche
Einspritzventil 16 hat eine Abweichung einer Einspritzcharakteristik
aufgrund individueller Unterschiede, einer Änderung über der Zeit (Altern) und dergleichen.
Deshalb stimmt die Einspritzmenge, die tatsächlich von jedem Kraftstoffeinspritzventil 16 eingespritzt
wird, nicht notwendigerweise mit der gewünschten Einspritzmenge überein, selbst
wenn der Kraftstoffdruck und die Einspritzzeitspanne fest bzw. auf
feste Werte eingestellt sind. Im Speziellen, hinsichtlich einer
Einspritzung einer sehr kleinen Menge, wie bei der Piloteinspritzung
von der Mehrschritteinspritzung, die in der Kraftstoffeinspritzsteuerung
des Dieselmotors verwendet wird, kann der Unterschied zwischen der
tatsächlichen
Einspritzmenge und der gewünschten
Einspritzmenge ein Problem für
die Kraftstoffeinspritzsteuerung werden.
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Deshalb
sollte vorzugsweise ein Abweichungsbetrag von der gewünschten
Einspritzcharakteristik bei einem Durchführen der Einspritzung einer sehr
kleinen Menge (Piloteinspritzung) erlernt werden. Es ist schwierig,
das Lernen durch Erfassen der Einspritzcharakteristik der Haupteinspritzung
durchzuführen,
insbesondere wenn die Einspritzcharakteristik des Kraftstoffeinspritzventils 16 eine
nicht lineare Beziehung zwischen der Einspritzzeitspanne TQ und
der Einspritzmenge Q hat, wie in 2 gezeigt ist.
Der Drehzahlzustand des Dieselmotors bei der Mehrschritteinspritzung,
die die Haupteinspritzung einschließt, wird durch die Haupteinspritzung
beträchtlich
beeinflusst. Deshalb ist es schwierig, den Abweichungsbetrag der
Einspritzcharakteristik der Einspritzung einer sehr kleinen Menge
auf der Basis des Drehzahlzustands bei einer solchen Mehrschritteinspritzung
zu erlernen.
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Deshalb
wird in der vorliegenden Ausführungsform
die Kraftstoffeinspritzsteuerung durch Teilen der erforderten Einspritzmenge
in gleiche Einspritzmengen durchgeführt, um den Abweichungsbetrag
zu lernen, der sich auf die Piloteinspritzung bezieht. Jede geteilte
Kraftstoffmenge ist auf die sehr kleine Kraftstoffmenge festgelegt
bzw. eingestellt, die der Piloteinspritzung entspricht. Somit kann
die Einspritzcharakteristik des Kraftstoffeinspritzventils 16, die
sich auf die sehr kleine Kraftstoffmenge bezieht, als der Rotationszustand
der Kurbelwelle 8 erfasst werden. Ein Korrekturwert ISC
für ein
Angleichen eines Durchschnittswerts der Drehzahl der Kurbelwelle 8 während eines
Leerlaufbetriebs des Verbrennungsmotors an eine Zieldrehzahl wird
berechnet, und ein Korrekturwert FCCB zum Kompensieren einer Zwischenzylinderabweichung
(Abweichung zwischen Zylindern) bei einer Erhöhung der Drehzahl der Kurbelwelle 8,
die die Kraftstoffeinspritzungen begleitet, wird berechnet. Der
Abweichungsbetrag der Einspritzcharakteristik des Kraftstoffeinspritzventils 16 von
jedem Zylinder wird gemäß den Korrekturwerten ISC,
FCCB erlernt. Um den Abweichungsbetrag mit einer hohen Genauigkeit
zu erlernen, sollten vorzugsweise die Korrekturwerte ISC, FCCB verwendet werden,
die an Werte zum Kompensieren der Abweichung der Einspritzcharakteristik
des Kraftstoffeinspritzventils 16 angeglichen worden sind.
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3 zeigt
eine Angleicheigenschaft des Korrekturwerts FCCB des Kraftstoffeinspritzventils 16.
In 3 stellt die Abszisse eine Lernzeitspanne TL dar,
und die Ordinate stellt die Angleichanzahl NFCCB des Korrekturwerts
FCCB dar. Wie in 3 gezeigt ist, konvergiert der
Korrekturwert FCCB, selbst wenn die Lernzeitspanne TL relativ kurz
ist, in einem gewissen Kraftstoffeinspritzventil 16, aber
in einem anderen Kraftstoffeinspritzventil 16 nimmt die
Angleichung bzw. Konvergenz des Korrekturwerts FCCB eine lange Zeit
in Anspruch. Deshalb wird in dem Fall, in dem der Lernwert auf Basis
des Korrekturwerts FCCB bei der Zeit berechnet wird, wenn eine bestimmte
Zeitspanne verstrichen ist, nachdem sich die Drehzahl der Kurbelwelle 8 auf
die Zieldrehzahl angeglichen hat, die bestimmte Zeit gemäß dem Kraftstoffeinspritzventil 16 eingestellt,
das eine lange Zeit für
den Angleich bzw. die Konvergenz braucht. Als eine Folge gibt es
eine Möglichkeit,
dass die Lernzeitspanne unnötig
lang ist. Im Speziellen wird in dem Fall, in dem das Lernen nach
einer Massenproduktion der Kraftstoffeinspritzventile 16 und
vor dem Ausliefern der Kraftstoffeinspritzventils 16 als
Produkte durchgeführt
wird, die Zeitskala der Abszisse in 3 größer als
in dem Fall des Lernens, das wieder nach dem Lernen durchgeführt wird.
Deshalb neigt die Lernzeitspanne TL dazu, sich unnötig zu verlängern, wenn
die bestimmte Zeit auf eine ausreichende lange Zeit eingestellt
ist, wenn das Lernen das erste Mal nach der Massenproduktion durchgeführt wird.
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Die
Lernzeitspanne TL kann durch Lernen des Lernwerts dann, wenn eine Änderung
des Korrekturwerts FCCB geringer oder gleich zu einem vorbestimmten
Schwellenwert ist, verkürzt
werden. In diesem Fall, wie in 4 gezeigt
ist, gibt es eine Möglichkeit,
dass die Änderung
des Korrekturwerts FCCB geringer als oder gleich zu dem Schwellenwert in
einer Zeitspanne zwischen einer Zeit t1 und einer Zeit t2 und das
Lernen durchgeführt
wird. Die Lerngenauigkeit ist verschlechtert, falls der Korrekturwert FCCB
nach dem Lernen schwankt, wie in 4 gezeigt
ist. Deshalb wird in der vorliegenden Ausführungsform bestimmt, ob der
Korrekturwert FCCB stabilisiert ist, auf Basis eines Durchschnittswerts
der Änderung
(d.h. einer Durchschnittsänderung)
des Korrekturwerts FCCB. Der Abweichungsbetrag wird unter einer
Bedingung erlernt, dass bestimmt ist, dass der Korrekturwert FCCB
stabilisiert ist.
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5 zeigt
Schritte eines Lernprozesses gemäß der vorliegenden
Ausführungsform.
Die ECU 30 führt
den Prozess bspw. in einem vorbestimmten Zyklus aus. In einem Ablauf
des Prozesses bestimmt Schritt S10, ob eine Lernbedingung erfüllt ist.
Die Lernbedingung umfasst z.B. eine Bedingung, dass eine Leerlaufstabilisierungssteuerung
durchgeführt wird,
eine Bedingung, dass ein Drückbetrag
des Gaspedals, der durch den Gaspedalsensor erfasst wird, Null ist,
und eine Bedingung, dass die Fahrgeschwindigkeit Vc des Fahrzeugs,
die durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 26 erfasst
wird, null ist. Die Lernbedingung kann eine Bedingung umfassen, dass
eine Fahrzeuglampe bzw. -innenlampe aus ist, oder eine Bedingung,
dass eine Fahrzeugklimaanlage aus ist.
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Falls
Schritt S10 bejaht wird (JA), geht der Prozess weiter zu Schritt
S12. Schritt S12 berechnet eine Basiseinspritzmenge Qb. Die Basiseinspritzmenge
Qb ist eine Einspritzmenge, die für ein Steuern der tatsächlichen
Drehzahl der Kurbelwelle 8 auf die Zieldrehzahl während des
Leerlaufs für
notwendig erachtet wird. Falls die Basiseinspritzmenge Qb berechnet
ist, wird die Basiseinspritzmenge Qb durch N geteilt, und eine Kraftstoffeinspritzung
der Menge Qb/N wird N-Mal durchgeführt. Die Ganzzahl N ist so festgelegt,
dass die Menge Qb/N der Piloteinspritzmenge entspricht.
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Dann
führt Schritt
S14 eine Regelung aus, in der der Korrekturwert ISC für ein Abstimmen
bzw. Angleichen des Durchschnittswerts der tatsächlichen Drehzahl mit bzw.
an die Zieldrehzahl berechnet wird und zu der Basiseinspritzmenge
Qb hinzugefügt wird,
um die Abstimmung bzw. Angleichung erreichen. Genauer gesagt wird
die Summe des Korrekturwerts ISC und der Basiseinspritzmenge Qb
durch N dividiert, um die Befehlseinspritzmenge zu berechnen. Die
Kraftstoffeinspritzung der Befehlseinspritzmenge wird N-Mal nahe
einem Kompressionstotpunkt durchgeführt. Der Korrekturwert ISC
ist für
ein Steuern des Ausgabemoments der Kurbelwelle 8, das durch
die Zusammenarbeit der Kraftstoffeinspritzungen der Kraftstoffeinspritzventile 16 von
allen Zylindern erzeugt wird, auf ein gewünschtes Drehmoment.
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Dann
bestimmt Schritt S16, ob die Korrektur der Durchschnittsdrehzahl
beendet ist. Schritt S16 bestimmt, dass die Korrektur der Durchschnittsdrehzahl
beendet ist, wenn die Änderung
des Korrekturwerts ISC geringer als oder gleich zu einem vorbestimmten
Wert ist.
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Dann
führt Schritt
S18 eine Korrektur einer Drehzahlschwankung unter den Zylindern
durch. In der vorliegenden Ausführungsform
berechnet Schritt S18 die Korrekturwerte FCCB der Befehlseinspritzzeitspannen
der jeweiligen Zylinder zum Gleichmachen der Drehzahlerhöhungsbeträge der Kurbelwelle 8,
die die Einspritzungen der geteilten Einspritzmengen in die jeweilige
Zylinder begleiten. Die Summe der Basiseinspritzmenge Qb und des
Korrekturwerts ISC wird durch N geteilt, um die Befehlseinspritzmenge
zu berechnen, und die Befehlseinspritzmenge wird in die Einspritzzeitspanne
umgewandelt. Die Einspritzzeitspanne wird mit jedem Korrekturwert FCCB
korrigiert, um die Kraftstoffeinspritzung durchzuführen.
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Dann
bestimmt Schritt S20, ob der Betriebszustand des Dieselmotors stabilisiert
ist. Hier wird z.B. bestimmt, ob der Schwankungsbetrag der Drehzahl
der Kurbelwelle 8 von dem Start in Schritt S18 bis zu der
vorliegenden Zeit gleich zu oder geringer als ein bestimmter Schwankungsbetrag
ist. Die Bedingung des stabilisierten Betriebszustands kann eine
Bedingung umfassen, dass der Schwankungsbetrag der Last, die auf
die Kurbelwelle 8 aufgebracht wird, gleich zu oder geringer
als ein bestimmter Betrag ist. Der Schwankungsbetrag der Last, die
auf die Kurbelwelle 8 aufgebracht wird, übersteigt
den vorbestimmten Betrag, wenn z.B. die Lampe angeschaltet oder
die Fahrzeugklimaanlage aktiviert ist.
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Dann
berechnet Schritt S22 die Änderung ΔFCCB des
Korrekturwerts FCCB. Hier wird ein Absolutwert einer Differenz zwischen
dem vorhergehenden Korrekturwert FCCB (n – 1) und dem vorliegenden bzw.
aktuellen Korrekturwert FCCB (n) als die vorliegende bzw. aktuelle Änderung ΔFCCB (n – 1) berechnet.
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Dann
berechnet Schritt S24 einen Durchschnittswert ΔAVE einer M-Anzahl von Änderungen ΔFCCB (M ≥ 2) des Korrekturwerts FCCB.
Der Durchschnittswert ΔAVE
ist eine Durchschnittsänderung
des Korrekturwerts FCCB pro Zeiteinheit.
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Schritt
S26 bestimmt, ob der Durchschnittswert ΔAVE gleich zu oder geringer
als ein vorbestimmter Schwellenwert α ist. Der Schwellenwert α ist zum
Bestimmen, ob der Korrekturwert FCCB stabilisiert ist. Die Anzahl
N ist zum Verhindern, dass der Zustand, in dem der Korrekturwert
FCCB schwankt, wie in 4 gezeigt ist, fehlerhaft bzw.
irrtümlich
als der Zustand bestimmt wird, in dem der Korrekturwert FCCB stabilisiert
ist. Schritte S22 und S24 berechnen die Korrekturwerte FCCB für die jeweiligen
Zylinder. Deshalb ist die Bestimmung bei Schritt S26 eine Bestimmung,
ob die Verknüpfung
der Bedingungen, dass die Durchschnittswerte ΔAVE gleich zu oder geringer
als der Schwellenwert α in
den jeweiligen Zylindern sind, hergestellt ist.
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Während Schritt
S26 NEIN ist, werden die Prozesse von Schritt S18 bis S24 wiederholt.
Alternativ können
die Prozesse bei den Schritten S14 bis S24 wiederholt werden. Falls
Schritt S26 JA ist, legt Schritt S28 den Lernwert fest. Der Betrag,
der durch Teilen des vorliegenden Korrekturwerts ISC durch N vorgesehen
wird, wird für
alle Zylinder als der Korrekturwert der Einspritzmenge verwendet,
die den Zylindern gemeinsam ist. Der Korrekturwert ISC/N ist für ein Anpassen
bzw. Angleichen der Einspritzmenge an die gewünschte Einspritzmenge aus der
Abweichung der Einspritzcharakteristik. Die Korrekturwerte FCCB
werden als Korrekturwerte der Einspritzzeitspannen zum Korrigieren
der Abweichung der Einspritzcharakteristik von den Zylindern aus
der Abweichung der Einspritzcharakteristik festgelegt. Die festgelegten
Werte ISC/N, FFCB werden in dem Speicher 32, der seinen
Speicherinhalt konstant behält, gespeichert.
Somit kann die Piloteinspritzung durchgeführt werden, während in
geeigneter Weise die Kompensation der Abweichung der Einspritzcharakteristik
des Kraftstoffeinspritzventils 16 durchgeführt wird.
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Die
Korrekturwerte ISC/N, FCCB werden für jeden Kraftstoffdruck in
der Common Rail 12 bestimmt. Deshalb werden die Lernwerte
durch Durchführen
des Prozesses der Schritte S14 bis S28 für jeden Kraftstoffdruck erlernt.
Falls das Lernen einmal auf Basis der Prozesse durchgeführt wird,
wie in 5 gezeigt wird, berechnet Schritt S12 die Befehlseinspritzmenge
durch Teilen einer Summe des vorhererlernten Korrekturwerts ISC
und der Basiseinspritzmenge Qb durch N. Nachdem die Einspritzzeitspanne
von der Befehlseinspritzmenge berechnet worden ist, wird die Einspritzzeitspanne
mit dem vorher erlernten Korrekturwert FCCB korrigiert, um die endgültige Befehlseinspritzzeitspanne
zu bestimmen. Somit ist, wenn das Lernen einmal durchgeführt worden
ist, der Abweichungsbetrag der Einspritzcharakteristik des Kraftstoffeinspritzventils 16 schon
vor dem folgenden Lernprozess kompensiert. Demzufolge ist, selbst
wenn eine neue Abweichung bewirkt wird, die neue Abweichung sehr
klein. Als eine Folge wird die Konvergenzzeit bzw. die Ahngleichungszeit des
Korrekturwerts FCCB verkürzt,
und die Zeit wird verkürzt,
die für
das Lernen notwendig ist.
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Falls
Schritt S10 oder S20 NEIN ist, oder falls der Prozess bei Schritt
S28 beendet ist, wird die Reihe der Prozesse einmal beendet.
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Die
vorliegende Erfindung übt
bspw. die folgenden Effekte aus.
- (1) Es wird
bestimmt, ob der Korrekturwert FCCB stabilisiert ist, auf Basis
des Durchschnittswerts ΔAVE
der Änderung
des Korrekturwerts FCCB. Der Korrekturwert FCCB wird erlernt, wenn
die Stabilisierung bestimmt ist. Somit kann das Lernen des Korrekturwerts
FCCB vermieden werden, wenn es eine Möglichkeit gibt, dass der Korrekturwert
FCCB schwankt. Darüber
hinaus, da der Korrekturwert FCCB unmittelbar dann erlernt wird, wenn
der Korrekturwert FCCB stabilisiert ist, ist die Lernzeitspanne
deshalb nicht unnötig
verlängert.
- (2) Die Basiseinspritzmenge Qb wird durch N geteilt und die
Kraftstoffeinspritzung der Menge, die der Piloteinspritzmenge entspricht,
wird N-Mal durchgeführt.
Deshalb kann der Lernwert der Piloteinspritzung in geeigneter Weise
erlernt werden.
- (3) Der allen Zylinder gemeinsame Korrekturwert ISC zum Anpassen
bzw. Angleichen der Durchschnittsdrehzahl der Kurbelwelle 8 des
Dieselmotors an die gewünschte
Drehzahl wird erlernt. Somit kann die Kraftstoffeinspritzsteuerung
durchgeführt
werden, die in geeigneter Weise die Abweichung von der Standardeinspritzcharakteristik
zusätzlich
zu der relativen Abweichung der Einspritzcharakteristik unter den
Zylindern kompensiert.
- (4) Der Korrekturwert FCCB wird berechnet, nachdem die Korrektur
mit dem Korrekturwert ISC beendet ist. Somit kann die Konvergenzeigenschaft
bzw. Angleichungseigenschaft des Korrekturwerts FCCB verbessert
werden im Vergleich zu dem Fall, in dem der Korrekturwert FCCB berechnet
wird, bevor die Korrektur mit dem Korrekturwert ISC beendet ist.
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Die
zuvor beschriebene Ausführungsform kann
bspw. wie folgt modifiziert werden.
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In
der zuvor beschriebenen Ausführungsform
wird der Korrekturwert FCCB unter einer Bedingung korrigiert, dass
die Korrektur mit dem Korrekturwert ISC beendet ist. Die Berechnung
des Korrekturwerts ISC kann begonnen werden, falls die Änderung des
Korrekturwerts FCCB gleich zu oder geringer als ein vorbestimmter
Wert wird. Auch in diesem Fall kann das Lernen mit hoher Genauigkeit
durch Durchführen
des Lernens durchgeführt
werden, wenn der Durchschnittswert ΔAVE der Änderung des Korrekturwerts
FCCB gleich zu oder geringer als der Schwellenwert α wird.
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Der
Korrekturwert ISC kann ein Korrekturwert einer Einspritzzeitspanne
anstatt des Korrekturwerts der Kraftstoffeinspritzmenge sein.
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Das
Lernverfahren des Abweichungsbetrags der Einspritzcharakteristik
des Kraftstoffeinspritzventils 16 ist nicht auf das Verfahren
des separaten Erhaltens und separaten Speicherns der Korrekturwerte
ISC, FCCB begrenzt. Z.B. können,
wie in JP-A-2003-254139 beschrieben ist, die Korrekturwerte ISC,
FCCB als die Korrekturwerte der Einspritzmenge berechnet werden,
und der Lernwert kann durch Addieren des Korrekturwerts ISC geteilt durch
N zu dem Korrekturwert FCCB geteilt durch N berechnet werden (ISC/N
+ FCCB/N).
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Das
Kraftstoffeinspritzventil 16 ist nicht auf das Kraftstoffeinspritzventil
begrenzt, das die Einspritzmenge einzig auf Basis des Kraftstoffdrucks und
der Befehlseinspritzzeitspanne bestimmt. Die Einspritzmenge kann
nicht einzig durch die Einspritzzeitspanne und den Kraftstoffdruck
bestimmt sein, falls das Kraftstoffeinspritzventil 16 fortlaufend
einen Hubbetrag einer Düsennadel
gemäß einer
Verschiebung eines Betätigungselements
einstellen kann, wie es z.B. in dem US-Patent Nr. 6520423 beschrieben ist.
In diesem Fall wird der Betriebsbetrag des Kraftstoffeinspritzventils
z.B. durch eine Energiemenge, die auf das Betätigungselement aufgebracht
wird, und eine Zeitspanne für
ein Aufbringen der Energie (d.h. Einspritzzeitspanne) bestimmt.
Die Einspritzmenge wird durch den Kraftstoffdruck, die Energiemenge
und die Einspritzzeitspanne bestimmt. In diesem Fall sollte der
Lernwert vorzugsweise von wenigstens einem von der Energiemenge
und der Einspritzzeitspanne erlernt werden.
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Die
Mehrschritteinspritzung ist nicht auf die Mehrschritteinspritzung
begrenzt, die die Piloteinspritzung hat. Auch in dem Fall einer
Multi- bzw. Mehrfacheinspritzung, die eine Einspritzung einer sehr
kleinen Menge durchführt,
die anders ist als die Piloteinspritzung, ist das Lernen des Abweichungsbetrags
der Kraftstoffeinspritzcharakteristik bei der Einspritzung einer
sehr kleinen Menge auf Basis der Einspritzungen der gleichförmig geteilten
Mengen wirksam.
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Der
Verbrennungsmotor ist nicht auf den Dieselmotor begrenzt. Z.B. kann
ein Benzinmotor verwendet werden. Selbst in dem Fall, in dem der
Verbrennungsmotor verwendet wird und der Verbrennungsmotor nicht
die Einspritzung einer sehr kleinen Menge durchführt, ist es wirksam, das Lernen
unter einer Bedingung durchzuführen,
dass der Schwankungskorrekturwert für ein Korrigieren der Drehzahlschwankung
unter den Zylindern stabilisiert ist, wenn das Lernen zum Kompensieren
der Abweichung der Einspritzcharakteristik unter den Zylindern durchgeführt wird.
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Die
vorliegende Erfindung sollte nicht auf die offenbarten Ausführungsformen
begrenzt werden, sondern kann in vielen anderen Arten umgesetzt
werden, ohne von dem Umfang der Erfindung abzuweichen, wie er durch
die angehängten
Ansprüche
definiert ist.
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Ein
Kraftstoffeinspritzsteuergerät
eines Verbrennungsmotors berechnet einen Korrekturwert zum Korrigieren
eines Drehzahlschwankungsbetrags von Zylindern des Verbrennungsmotors
während
einer Leerlaufstabilisierungssteuerung. Das Steuergerät berechnet
eine Durchschnittsänderung
eines Korrekturwerts über
eine N-Anzahl von Änderungen
des Korrekturwerts für
die Zylinder. Falls bestimmt ist, dass die Durchschnittsänderung
geringer als oder gleich zu einem Schwellenwert (α) ist, ist
bestimmt, dass der Korrekturwert stabilisiert ist. Der Korrekturwert
zu dieser Zeit wird als ein Lernwert eines Abweichungsbetrags einer
Einspritzcharakteristik von den Zylindern festgelegt. Somit erreicht
das Kraftstoffeinspritzsteuergerät
in geeigneter Weise ein genaues Lernen einer Zwischenzylinderabweichung
der Einspritzcharakteristik eines Kraftstoffeinspritzventils (16)
und ein Durchführen
des Lernens in einer kurzen Zeit.