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Dokumentenidentifikation DE102004011439A1 07.10.2004
Titel Steuerungssystem zur Treibstoffeinspritzung einer Verbrennungskraftmaschine
Anmelder Denso Corp., Kariya, Aichi, JP
Erfinder Saeki, Takayuki, Kariya, Aichi, JP
Vertreter Tiedtke, Bühling, Kinne & Partner GbR, 80336 München
DE-Anmeldedatum 09.03.2004
DE-Aktenzeichen 102004011439
Offenlegungstag 07.10.2004
Veröffentlichungstag im Patentblatt 07.10.2004
IPC-Hauptklasse F02D 1/02
IPC-Nebenklasse F02M 63/00   F02M 37/04   
Zusammenfassung Ein Steuerungssystem zur Treibstoffeinspritzung eines Dieselmotors hat eine Treibstoffzufuhrpumpe (4), um den Treibstoff unter Druck zu setzen, dessen Menge durch ein Ansaugsteuerungsventil (6) gesteuert wird, und um den Treibstoff unter Druck in eine Common Rail (1) zuzuführen, und eine elektronische Steuereinheit (ECU) (3), um den Druck in der Common Rail (1) durch das Steuern des Ansaugsteuerungsventils (6) zu steuern. Die ECU (3) berechnet Abweichungen in der Stromachsenrichtung einer tatsächlichen Charakteristik zwischen einem angewendeten Strom und einer Abgabemenge der Treibstoffzufuhrpumpe (4) aus einer vorbestimmten mittleren Charakteristik in einem warmen Leerlaufzeitraum und einem Zeitraum einer zwangsweisen Leerlauferhöhung. Die ECU (3) führt eine Drehzahlkorrektur zum Korrigieren der Abweichungen, ausgehend von der Drehzahl, durch und korrigiert den Gradienten einer charakteristischen Linie, ausgehend von den Abweichungen nach der Drehzahlkorrektur und den Abgabemengen entsprechend der Abweichungen.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Common Rail Bauart-Steuerungssystem zur Treibstoffeinspritzung eines Dieselmotors. Insbesondere bezieht sich die vorliegenden Erfindung auf ein Lernverfahren einer Treibstoffzufuhrpumpe, die einen Treibstoffdruck einer Common Rail steuert.

In zurückliegenden Jahren hat ein Common Rail Bauart-Steuerungssystem zur Treibstoffeinspritzung als Treibstoffeinspritzsystem für einen Dieselmotor Aufmerksamkeit angezogen. Das Common Rail Bauart-Steuerungssystem zur Treibstoffeinspritzung sammelt Hochdrucktreibstoff in einer Common Rail, die den entsprechenden Zylindern gemeinsam ist, und spritzt den Treibstoff zu vorbestimmten Zeiten durch mit der Common Rail verbundene Einspritzventile in die entsprechenden Zylinder ein. Das Common Rail Bauart-Steuerungssystem zur Treibstoffeinspritzung regelt einen Common Rail Druck durch das Regulieren einer Menge des Hochdrucktreibstoffs, der von der Treibstoffzufuhrpumpe unter Druck zugeführt wurde, was eine Treibstoffabgabemenge zu der Common Rail variieren kann.

Eine Treibstoffzufuhrpumpe der Bauart, bei der die Ansaugung gesteuert ist, um die Treibstoffabgabemenge in einem Zeitraum zu bestimmten, in dem Treibstoff gezogen wird, kann geeignet als Treibstoffzufuhrpumpe eingesetzt werden. Die Treibstoffzufuhrpumpe dieser Bauart steuert die Menge des in eine Druckkammer gezogenen Treibstoffes mit einem Ansaugsteuerventil einer elektromagnetisch angetriebenen Bauart. Ein Überprüfungsventil ist in einem Durchtritt vorgesehen, der von dem Ansaugsteuerungsventil zu der Druckkammer der Treibstoffzufuhrpumpe führt. Auf diese Weise wird der von dem Ansaugsteuerungsventil zu der Druckkammer führende Durchtritt von dem Beginn eines Vorgangs Treibstoff unter Druck zu setzen, bis zu dem Ende eines Zufuhrvorgangs von unter Druck stehendem Treibstoff geschlossen. Bei dieser Konstruktion wird ein Hochdruck des Treibstoffs nicht auf das Ansaugsteuerventil angewendet, weshalb die Größe des elektromagnetischen Ventils verglichen mit einer bekannten Treibstoffzufuhrpumpe verringert werden kann, die eine Steuerung vor dem Takt durchführt.

Um den Common Rail Druck auf einen Solldruck zu regeln, muss de Abgabemenge der Treibstoffzufuhrpumpe ausgesprochen genau geregelt werden. Die Steuerung des Ansaugsteuerungsventils wird z.B. durch das Regulieren einer Stellung eines Ventilkörpers durchgeführt. Bei der Steuerung wird ein Hubgrad des Ventilkörpers gemäß einem Energisierungsgrad geändert, um einen Öffnungsbereich eines Fließdurchtritts zu ändern und die Einlassgeschwindigkeit des Treibstoffs zu regulieren. In diesem Fall wird eine Fließsteuerungscharakteristik einfach durch Instrumentenfehler beeinflusst, wie z.b. eine Variation der Form der Öffnung des Ansaugsteuerungsventils oder eine Vorspannkraft eines Federteils, die den Ventilkörper vorspannt. Deswegen trat ein Problem auf, das eine Charakteristik zwischen dem angewendeten Strom und der Abgabemenge einer tatsächlichen Ausstattung von einer zentralen Charakteristik abweicht, die in ein Kennfeld eingegeben wurde, und somit die Steuerbarkeit des Drucks (in) der Common Rail verschlechtert ist.

Deswegen ist ein Verfahren die Variation der Fließsteuerungscharakteristik durch eine Lernsteuerung aufzunehmen, vorgeschlagen. Z.B. in der ungeprüften Veröffentlichung der Japanischen Patentanmeldung Nr. 2001-82230 (Patentschrift 1), ein Verfahren durch das allmähliche Ändern eines Stromwertes von einem bestimmten Wert, bei dem sicher gestellt ist, dass die Ziehmenge null ist einen ziehenden Anfangsstromwert zu berechnen, bei dem die Treibstoffzufuhrpumpe tatsächlich beginnt den Treibstoff zu ziehen. Dieses Verfahren ist auf die Tatsache gerichtet, dass die Einflüsse der Variation wegen der Instrumentenfehler in Form einer Abweichung des Stromwerts beim Start des Ziehens erscheinen, bei dem die Treibstoffzufuhrpumpe tatsächlich beginnt, den Treibstoff zu ziehen.

Bei dem obigen Verfahren ist nur die Abweichung in einer Richtung einer Stromachse in der Charakteristik zwischen dem angewendeten Strom und der Abgabemenge korrigiert, aber ein Gradientenbestandteil wird nicht korrigiert. Es wird von einer Annahme ausgegangen, dass der Einfluss der Instrumentenfehler in der Richtung der Stromachse auftritt. Jedoch sollte die Abweichung des Gradienten korrigiert werden, um eine genauere Steuercharakteristik zu erhalten. In diesem Fall ist ein Verfahren, einen Gradientenkorrekturkoeffizienten ausgehend von zwei Formeln zu berechnen, die die Beziehung zwischen dem angewendeten Strom und der Abgabemenge in zwei gleichmäßigen Betriebszuständen ausdrücken, in der obigen Patentschrift 1 beschrieben. Falls jedoch die Motordrehzahl zwischen den beiden Betriebszuständen geändert wird, kann angenommen werden, dass die den beiden Betriebszuständen entsprechenden Gradientenkorrekturkoeffizienten sich voneinander unterscheiden. Deswegen ist es nicht notwendigerweise der Fall, dass der Gradient mit dem obigen Verfahren der Patentschrift 1 ausreichend korrigiert werden kann, die die Änderung der Abweichung des Gradientenbestandteils wegen der Änderung der Motordrehzahl nicht berücksichtigt.

Deswegen ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Druckreaktion der Common Rail Drucksteuerung durch Lernen zu verbessern und eine Variation eines Gradienten einer Charakteristik einer Treibstoffzufuhrpumpe zwischen angewendetem Strom und einer Abgabemenge so zu korrigieren, dass die Variation in einer Charakteristik wegen Instrumentenfehlern der Treibstoffzufuhrpumpe aufgenommen wird und eine Abgabemenge einer Treibstoffzufuhrpumpe ausgesprochen genau gesteuert wird.

Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung hat ein Steuerungssystem zur Treibstoffeinspritzung eine Common Rail zum Ansammeln von Hochdrucktreibstoff, der in eine Verbrennungskraftmaschine eingespritzt wird, eine Treibstoffzufuhrpumpe, um den Treibstoff unter Druck zu setzen, dessen Fließrate durch ein Ansaugsteuerungsventil geregelt wird und um den Treibstoff zu der Common Rail zuzuführen, und eine Steuerungseinrichtung zum Steuern des Drucks in der Common Rail durch das Steuern des Ansaugsteuerungsventils. Die Steuerungseinrichtung hat eine Einrichtung zum Lernen der Richtung einer Stromachse, eine Drehzahlkorrektureinrichtung und eine Gradientenkorrektureinrichtung. Die Einrichtung zum Lernen der Richtung einer Stromachse berechnet Abweichungen in einer Richtung einer Stromachse einer aktuellen Charakteristik zwischen einem angewendeten Strom und der Abgabemenge der Treibstoffzufuhrpumpe aus einer vorbestimmten zentralen Charakteristik in vielfachen Betriebszuständen in einem Leerlaufdrehzahlbereich. Die Drehzahlkorrektureinrichtung führt eine Drehzahlkorrektur durch, um zumindest eine der Abweichungen der Stromachsenrichtung zu korrigieren, die durch die Einrichtung zum Lernen der Richtung einer Stromachse ausgehend von der Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine berechnet wurden. Die Gradientenkorrektureinrichtung korrigiert einen Gradienten einer charakteristischen Linie zwischen dem angewendeten Strom und der Abgabemenge ausgehend von den Abweichungen der Stromachsenrichtung nach der Drehzahlkorrektur und den Abgabemengen, die Abweichungen entsprechen.

Falls der Gradient der Charakteristik zwischen dem angewendeten Strom und der Abgabemenge wegen Instrumentenfehlern des Ansaugsteuerungsventils variiert, kann die erforderliche Abgabemenge entsprechend dem Befehlsstrom nicht erhalten werden, so dass die Steuerbarkeit des Drucks der Common Rail verschlechtert wird. Der Gradient der Charakteristik zwischen dem angewendeten Strom und der Abgabemenge kann korrigiert werden, falls Parameter des Verhältnisses zwischen dem angewendeten Strom und der Abgabemenge zumindest in zwei Punkten in einem gleichmäßigen und stabilen Drehzahlbereich erhalten werden. Zuerst lernt die Steuerungseinrichtung Abweichungen in der Stromachsenrichtung der Charakteristik zwischen dem angewendeten Strom und der Abgabemenge in einer Vielzahl von Betriebszuständen in dem Bereich der Leerlaufdrehzahl. Die Abweichung ändert sich, falls die Drehzahl sich ändert. Deswegen wird die Abweichung ausgehend von dem Verhältnis zwischen im voraus bekannten Abweichungen und der Drehzahl korrigiert. Auf diese Weise kann ein Gradientenabweichungsbestandteil alleine durch das Entfernen eines Drehzahlbestandteils extrahiert werden. Die Abweichung des Gradienten kann aus einem Verhältnis zwischen den Abweichungen nach der Drehzahlkorrektur und einem Unterschied zwischen den Abgabemengen entsprechend den Abweichungen berechnet werden. Auf diese Weise kann die Fließsteuerungsgenauigkeit der Treibstoffzufuhrpumpe verbessert werden und die Druckerwiderung des Drucks der Common Rail kann durch das genaue Korrigieren der Abweichungen des Gradienten der Charakteristik stark verbessert werden.

Merkmale und Vorteile von Ausführungsformen wie auch Betriebsverfahren und Funktionen von betroffenen Teilen werden aus einer Studie der folgenden detaillierten Beschreibung, den angehängten Ansprüchen und den Zeichnungen erkannt, die alle einen Teil dieser Anmeldung bilden. In den Zeichnungen:

1 ist eine schematische Ansicht und zeigt ein Steuerungssystem zur Treibstoffeinspritzung einer Verbrennungskraftmaschine gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

2 ist eine Querschnittsansicht und zeigt eine Treibstoffzufuhrpumpe des Steuerungssystem zur Treibstoffeinspritzung gemäß der ersten Ausführungsform;

3 ist ein Flussdiagramm und zeigt eine durch eine ECU durchgeführte Common Rail Drucksteuerung des Steuerungssystem zur Treibstoffeinspritzung gemäß der ersten Ausführungsform;

4 ist ein Flussdiagramm und zeigt ein durch die ECU durchgeführtes Abarbeiten der Berechnung eines Gradientenabweichungskoeffizienten gemäß der ersten Ausführungsform;

5(a) ist ein Diagramm und zeigt ein Lernverfahren in der Richtung einer Stromachse in einem warmen Leerlaufbetriebszeitraum gemäß der ersten Ausführungsform;

5(b) ist ein Diagramm und zeigt ein Lernverfahren in der Stromachsenrichtung in einem Betriebszeitraum einer zwangsweisen Leerlauferhöhung gemäß der ersten Ausführungsform;

6(a) ist ein Diagramm und zeigt eine Drehzahlkorrekturtabelle gemäß der ersten Ausführungsform,

6(b) ist ein Diagramm und zeigt ein Verhältnis zwischen der Drehzahl und einem Drehzahlkorrekturkoeffizienten;

7(a) ist ein Diagramm und zeigt ein Berechnungsverfahren einer Gradientenabweichung in dem warmen Leerlaufbetriebszeitraum gemäß der ersten Ausführungsform;

7(b) ist ein Diagramm und zeigt das Berechnungsverfahren der Gradientenabweichung in dem warmen Leerlaufbetriebszeitraum gemäß der ersten Ausführungsform;

8 ist ein Flussdiagramm und zeigt eine durch eine ECU durchgeführte Common Rail Drucksteuerung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

9 ist ein Flussdiagramm und zeigt ein durch die ECU durchgeführtes Abarbeiten der Berechnung eines Gradientenabweichungskoeffizienten gemäß der zweiten Ausführungsform;

10 ist ein Diagramm und zeigt eine Abweichung zwischen einer tatsächlichen Charakteristik und einer mittleren Charakteristik;

11(a) ist ein Diagramm und zeigt ein Verhältnis zwischen einer Charakteristik vor der Korrektur und einem Rückmeldeausmaß gemäß der zweiten Ausführungsform;

11(b) ist ein Diagramm und zeigt ein Verhältnis zwischen der Charakteristik nach der Korrektur und dem Rückmeldeausmaß gemäß der zweiten Ausführungsform; und

12 ist ein Diagramm und zeigt ein Teilverfahren eines Betriebsbereichs gemäß der zweiten Ausführungsform.

(Erste Ausführungsform)

Mit Bezug auf 1 ist ein Common Rail Bauart-Steuerungssystem zur Treibstoffeinspritzung eines Dieselmotors gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Wie aus 1 ersichtlich ist, hat das Common Rail Bauart-Steuerungssystem zur Treibstoffeinspritzung der ersten Ausführungsform ein Common Rail 1, zum Ansammeln von Hochdrucktreibstoff, eine Vielzahl von Treibstoffeinspritzventilen 2, die entsprechend mit der Common Rail 1 zum Einspritzen des Treibstoffs in entsprechende Zylinder des Motors verbunden sind, und eine elektronische Steuereinheit (eine ECU) 3 als Steuerungseinrichtung zum Steuern der Treibstoffeinspritzventile 2 und zum Steuern der Zufuhr des Hochdrucktreibstoffs von einer Treibstoffzufuhrpumpe 4 zu der Common Rail 1. In 1 ist das Treibstoffeinspritzventil 2 gezeigt, das nur einem Zylinder des Motors der Vierzylinderbauart entspricht. Die anderen Zylinder weisen die gleiche Konstruktion auf, wie der in 1 gezeigte Zylinder.

Die Treibstoffzufuhrpumpe 4 setzt den aus einem Treibstofftank 9 durch einen Filter 10 gezogenen Niederdrucktreibstoff unter Hochdruck, und führt den unter Druck stehenden Treibstoff unter Druck durch einen Hochdruckdurchtritt 11 der Common Rail 1 zu. Die ECU 3 steuert die Abgabemenge des von der Treibstoffzufuhrpumpe abgegebenen Treibstoffs so, dass der Druck in der Common Rail 1 ein vorbestimmter Einspritzdruck wird. Die Common Rail 1 ist mit einem Niederdruckdurchtritt 12 verbunden, das durch ein Druckverringerungsventil 13 zu dem Treibstofftank 9 führt, so dass eine Steuerung zur Druckverringerung, um den Druck in der Common Rail 1 (der Common Rail Druck) zu verringern, durchgeführt werden kann, falls das erforderlich ist. Der Hochdruckdurchtritt 11 ist durch ein Sicherheitsventil 14 mit dem Niederdruckdurchtritt 12 verbunden, so dass der Druck der Common Rail nicht über einen vorbestimmten Druck auf einen Hochdruck ansteigt. Aus den Treibstoffeinspritzventilen 2 ausfließender Treibstoff wird durch Niederdruckdurchtritte 15, 12 zu dem Treibstofftank 9 zurückgeführt.

Ein Beispiel der Konstruktion der Treibstoffzufuhrpumpe 4 ist aus 2 ersichtlich. In 2 ist ein Zylinderkopf 5 an einer oberen Fläche eines Pumpengehäuses 41 befestigt, um einen Kolben 51 in einem Zylinderkopf 5 so zu halten, dass sich der Kolben 51 darin auf eine gleitende Weise hin- und her bewegen kann. Eine Druckkammer 52 des Treibstoffs ist bei einer Endfläche des Kolbens 51 und einer inneren Wandfläche des Zylinderkopfes 5 auf der oberen Seite des Kolbens 51 bereitgestellt, so dass der Niederdrucktreibstoff durch ein Überprüfungsventil 53 in die Druckkammer 52 fließt.

Eine Antriebswelle 42 ist durch das Pumpengehäuse 41 eingefügt und wird angetrieben, um synchron mit der Drehung des Motors zu drehen, so dass die Antriebswelle 42 sich einmal dreht, während der Motor eine halbe Umdrehung macht. Einen Nocke 44 ist auf dem äußeren Randbereich der Antriebswelle 42 einstöckig und exzentrisch ausgebildet.

Ein Schuh 45, dessen Profil eine Rechteckform aufweist, ist gleitbar im äußeren Randbereich der Nocke 44 durch eine Buchse 46 gehalten. Ein mit dem Kolben 51 einstöckig ausgebildetes Plattenteil 54 wird durch eine Vorspannkraft einer Feder 55 gegen eine obere Endfläche des Schuhs 45 gedrückt. Ruf diese Weise bewegt sich der Kolben 51 in 2 gemäß der Drehung der Nocke 44 in einer vertikalen Richtung hin und her und setzt den Treibstoff in der Druckkammer 52 unter Druck. Eine andere Druckkammer mit einer ähnlichen Konstruktion ist unterhalb der Nocke 44 ausgebildet, so dass der Treibstoff abwechselnd durch die Drehung der Antriebswelle 42 in die Druckkammern gezogen und unter Druck gesetzt wird.

Der Treibstoff in einem Treibstoffsumpf 71 wird durch das Ansaugsteuerungsventil 5 in die Druckkammer 52 gezogen. Der Treibstoff wird aus dem Treibstofftank 9 zugeführt und durch eine Zufuhrpumpe 7 auf einen vorbestimmten Niederdruck unter Druck gesetzt, und wird durch einen Treibstoffdurchtritt 73 zu dem Treibstoffsumpf 71 geliefert. Das Ansaugsteuerungsventil 6 weist einen Ventilkörper 62 auf. Der Ventilkörper 62 ist gleitbar in einem Gehäuse 61 gehalten, um einen Zwischenraum zwischen dem Treibstoffsumpf 71 und einem zu dem Überprüfungsventil 53 führenden Treibstoffdurchtritt 72 zu öffnen oder zu schließen. Das Ansaugsteuerungsventil 6 weist eine Spiralfeder 63 zum Antreiben des Ventilkörpers 62 auf. die ECU 3 steuert auf die Spule 63 angewendeten Strom, so dass der Hubgrad des abgeschrägten Ventilkörpers 62 gemäss dem angewendeten Stromwert geändert wird.

Der Ventilkörper 62 des Ansaugsteuerungsventils 6 wird durch eine Vorspannkraft einer Feder in eine Ventilöffnungsrichtung (nach rechts in 2) vorgespannt, um den Treibstoffdurchtritt 72 mit dem Treibstoffsumpf 71 zu verbinden, wenn die Spule 63 nicht energisiert ist. Falls die Spule 63 energisiert ist, bewegt sich der Ventilkörper 62 in eine Ventilschließrichtung (nach links in 2), und sein Ventilöffnungsgrad ändert sich gemäß dem angewendeten Stromwert. Die ECU 3 steuert den auf die Spule 63 angewendeten Strom, um den Öffnungsbereich des Ansaugsteuerungsventils 6 und die Einlassgeschwindigkeit des Treibstoffs zu regulieren. Auf diese Weise kann die Menge des in die Druckkammer 52 gezogenen Treibstoffes gesteuert werden.

Das Überprüfungsventil 53 ist zwischen dem Treibstoffdurchtritt 72 und der Druckkammer 52 vorgesehen, um den Treibstoff nur zu der Druckkammer 52 fließen zu lassen. In einem normalen Zustand ist ein Ventilkörper 56 des Überprüfungsventils 53 durch eine Vorspannkraft einer Feder in eine Ventilschließrichtung (nach oben in 2) vorgespannt. Falls ein Niederdrucktreibstoff aus dem Ansaugsteuerungsventil 6 durch den Treibstoffdurchtritt 72 hinein fließt, öffnet der Treibstoffdruck den Ventilkörper 56, wobei der Treibstoff in die Druckkammer 52 gezogen wird. Während der Treibstoff unter Druck gesetzt wird, wird der Ventilkörper 56 durch den Druck des Treibstoffs geschlossen. Der unter Druck gesetzte Treibstoff wird durch eine Abgabeventil 57 abgegeben und durch den in 1 gezeigten Hochdruckdurchtritt 11 der Common Rail 1 zugeführt.

Die ECU 3 ist zusätzlich zu dem Drucksensor 20 mit verschiedenen Sensoren zum Erfassen der Betriebszustände des Motors verbunden, wie z.B. einem Beschleunigerpositionssensor, einem Drehzahlsensor, einem Wassertemperatursensor und ähnlichem. Die ECU 3 bestimmt eine optimale Einspritzzeit, eine optimale Einspritzmenge und ähnliches ausgehend von den Signalen der obigen Sensoren und steuert die Treibstoffeinspritzventile 2. Die ECU 3 regelt den Druck der Common Rail durch das Berechnen der Abgabemenge der Treibstoffzufuhrpumpe 4 und durch das Antreiben des Ansaugsteuerungsventils 6, so dass der durch den Drucksensor 20 gefüllte Druck dem Solldruck folgt, der dem Einspritzdruck entspricht.

Als nächstes wird eine durch die ECU 3 durchgeführte Abarbeitung der Common Rail Drucksteuerung ausgehend von einem in 3 gezeigten Flussdiagramm erklärt. Zuerst berechnet die ECU 3 in Schritt S101 die Motordrehzahl NE und eine Beschleunigerposition ACCP aus den Erfassungssignalen, die von den verschiedenen, oben erklärten Sensoren eingegeben werden. Danach wird in Schritt S102 der Solldruck Pt der Common Rail aus der Motordrehzahl NE und der Beschleunigerposition ACCP, die in Schritt S101 berechnet wurden, der Einspritzmenge QINJ und ähnlichem berechnet. Danach wird in Schritt S103 der tatsächliche Common Rail Druck Pc ausgehend von dem Signal berechnet, das von dem Drucksensor 20 eingegeben wird. Danach wird in Schritt S104 eine notwendige Abgabemenge Q des von der Treibstoffzufuhrpumpe 4 abgegebene Treibstoffs aus einer Treibstoffmenge berechnet, die ein Unterschied zwischen dem berechneten Soll-Common Rail Druck Pt und dem tatsächlichen Common Rail Druck Pc ist, während eine erwartete Treibstoffausfließmenge QLEAK die Einspritzmenge QINJ und ähnliches berücksichtigt werden. Danach wird in Schritt S105 die in Schritt S104 berechnete notwendige Abgabemenge Q in den Strom I umgewandelt, der auf die Spule 63 des Ansaugsteuerungsventils 6 ausgehend von einem die Abgabemenge Q und die Motordrehzahl NE als Parameter einsetzenden zweidimensionalen Kennfeld (ein I-Q-Basiskennfeld) angewendet.

Falls eine tatsächliche Fließsteuerungscharakteristik (eine tatsächliche Charakteristik) der Treibstoffzufuhrpumpe 4 wegen des Einflusses der Instrumentenfehler, wie z.B. einer Variation der Form des Ventilabschnitts oder der Vorspannkraft der Feder des Ansaugsteuerungsventils 6 stark von dem I-Q-Basiskennfeld abweicht, kann die Sollabgabemenge Q entsprechend dem Befehlsstromwert I, der auf das Ansaugsteuerventil 6 angewendet wird, nicht erhalten werden. Als Ergebnis wird die Drucksteuerbarkeit der Common Rail 1 verschlechtert. Deswegen wird in der vorliegenden Ausführungsform ein Abweichungskoeffizient eines Gradienten (ein Gradientenabweichungskoeffizient) der I-Q-Charakteristik (der Charakteristik zwischen dem angewendeten Strom I und der Abgabemenge Q) berechnet, bevor die Treibstoffzufuhrpumpe 4 angetrieben wird, und die Gradientenabweichung in dem gesamten Bereich des I-Q-Basiskennfelds ausgehend von dem Gradientenabweichungskoeffizienten korrigiert wird. Ein Beispiel der Abarbeitung zum Berechnen des Gradientenabweichungskoeffizienten wird ausgehend von einem Flussdiagramm erklärt, das in 4 gezeigt ist.

Zuerst bestimmt die ECU 3 als Steuerungseinrichtung in Schritt S201 des in 4 gezeigten Flussdiagramms ob ein Lernzustand eingeführt ist, bei dem das Lernen des Gradienten der I-Q-Charakteristik durchgeführt werden kann. Der Lernzustand wird eingeführt, wenn der Motor sich z.B. in einem normalen, warmen Leerlaufbetriebszeitraum befindet und ein Wert eines Gesamtwertwerts der Druckkorrektur oder die Abweichung von der Basis I-Q-Charakteristik gleich oder größer ist als ein vorbestimmter Wert. Der warme Leerlaufbetriebszeitraum kann ausgehend von den Erfassungssignalen bestimmt werden, die von den verschiedenen Sensoren wie z.B. Motordrehzahlsensor, Wassertemperatursensor und ähnlichen ausgegeben werden. Das Lernen des Gradienten wird nicht durchgeführt, falls die Abweichung von der Basis I-Q-Charakteristik geringer ist, als der vorbestimmte Wert. Auf diese Weise wird das Lernen der Treibstoffzufuhrpumpe 4 verhindert, falls die Fließsteuerungsgenauigkeit der Treibstoffpumpe 4 sich in einer Höhe befindet, in der das Lernen nicht notwendig ist. Falls das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S201 "JA" ist, schreitet die Abarbeitung zu Schritt S202 voran.

In Schritt S202 wird das Lernen in der Richtung der Stromachse der Charakteristik (das Stromachsenrichtungslernen) in dem normalen, warmen Leerlaufzeitraum (wenn die Drehzahl NE z.B. 600 U/min beträgt) durchgeführt. Das Stromachsenrichtungslernen in Schritt S202 wird ausgehend von einem Diagramm erklärt, das in 5(a) gezeigt ist. Eine durchgehende Linie "a" in 5(a) zeigt eine zentrale Charakteristik, die in das Kennfeld eingegeben wurde. Es wird angenommen, dass die tatsächliche Fließsteuerungscharakteristik (die tatsächliche Charakteristik vor dem Stromachsenrichtungslernen) der Treibstoffzufuhrpumpe 4, die durch einen gestrichelte Linie "b" in 4 gezeigt ist, in der Stromachsenrichtung und in dem Gradienten von der zentralen Charakteristik abweicht, die durch die durchgehende Linie "a" gezeigt ist. Falls bei diesem Fall bei der in 3 gezeigten Drucksteuerung der Common Rail die notwendige Abgabemenge Q, die ausgehend von dem Solldruck der Common Rail (dem Einspritzdruck) Pt und dem tatsächlichen Common Rail Druck Pc berechnet wird, eine bestimmte Abgabemenge QA ist (z.B. 15 mm3/Takt), entspricht der in das Kennfeld eingegebene und der Abgabemenge QA entsprechende Strom I0, wie aus 5(a) ersichtlich ist. Falls das Ansaugsteuerungsventil 6 ausgehend von der Mittelcharakteristik des Kennfelds durch das Anwenden des Stroms I0 auf das Ansaugsteuerungsventil 6 angetrieben wird, wird die tatsächliche Abgabemenge null werden. In 5(a), stellt IA einen Stromwert dar, der von der tatsächlichen Charakteristik ausgeht und der Abgabemenge QA entspricht.

Deswegen wird zuerst das Stromachsenrichtungslernen durchgeführt. Auf diese Weise wird zuerst der Lernwert LVA durch das Berechnen der Abweichung der Stromachsenrichtung der tatsächlichen Charakteristik von der zentralen Charakteristik erhalten (ein Unterschied zwischen dem Stromwert I0, der in das Kennfeld eingegeben wird, und dem tatsächlichen Stromwert IA der tatsächlichen Charakteristik). Genauer wird ein Wert eines Integralterms (die Abweichung von der Basis I-Q-Charakteristik) in einem Zustand bevor das Stromachsenrichtungslernen durch ein öffentlich bekanntes PID-Verfahren und ähnliches allmählich verringert wird so, dass die tatsächliche Abgabemenge mit der Abgabemenge QA zusammenfällt. Der Lernwert LVA wird durch das Umwandeln der gesamten Änderung in den Stromwert berechnet. Die Korrektur in Stromachsenrichtung der Kennfeldzentralcharakteristik kann durch das Einsetzen des Lernwertes LVA durchgeführt werden. Wie jedoch durch eine Strichpunktlinie "c" in 5(a) gezeigt ist, ist die Abweichung des Gradienten noch nicht korrigiert. Deswegen wird die Gradientenabweichung ausgehend von den Lernwerten in der Stromachsenrichtung in den entsprechenden Zeiträumen korrigiert, in dem ein Unterschied zwischen den Abgabemengen verwendet wird, die entsprechend in dem warmen Leerlaufzeitraum und dem Zeitraum einer zwangsweisen Leerlauferhöhung ausgeglichen werden.

Genauer wird in Schritt S203 die Motordrehzahl NE gezwungen erhöht, um das Stromachsenrichtungslernen des Zeitraums der zwangsweisen Leerlauferhöhung durchzuführen.

Auf diese Weise wird der Motor in einen Betriebszustand der zwangsweisen Leerlauferhöhung gebracht, bei dem der Einspritzdruck gleich dem Druck des normalen, warmen Leerlaufzeitraums ist.

Danach wird in Schritt S204 ausgehend von 5(b) das Stromachsenrichtungslernen in dem Zeitraum der zwangsweisen Leerlauferhöhung durchgeführt. Die Motordrehzahl NE in dem Zeitraum der zwangsweisen Leerlauferhöhung beträgt z.B. 1000 U/min. In 5(b) stellt eine durchgehende Linie "a" die mittlere Charakteristik dar, und eine Strichpunktlinie "c" ist die I-Q-Charakteristiklinie nach dem Stromachsenrichtungslernen in dem Warmleerlaufzeitraum. Die Abweichung in der Stromachsenrichtung wird durch das Durchführen des Stromachsenrichtungslernens auf eine ähnliche Weise berechnet, wenn die notwendige Abgabemenge, die zum Beibehalten des Solldrucks der Common Rail (des Einspritzdrucks) Pt erforderlich ist, einen bestimmten Wert QB (z.B. 30mm3/Takt) in dem Zeitraum der zwangsweisen Leerlauferhöhung beträgt. Eine Strichzweipunktlinie "d" in 5(b) stellt eine I-Q-Charakteristiklinie nach dem Stromachsenrichtungslernen in dem Zeitraum der zwangsweisen Leerlauferhöhung dar. Die Abweichung der I-Q-Charakteristiklinie "d" nach dem Stromachsenrichtungslernen in dem Zeitraum der zwangsweisen Leerlauferhöhung von der I-Q-Charakteristiklinie "c" nach dem Stromachsenrichtungslernen in dem warmen Leerlaufzeitraum ist als Lernwert LVB definiert.

In Schritt S205 wird der in Schritt S204 berechnete Lernwert LVB in einen Lernwert LVB' umgewandelt, wobei eine erste Drehzahlkorrekturtabelle eingesetzt wird. Die Motordrehzahl NE ändert sich zwischen den normalen, warmen Leerlaufzeitraum und dem Zeitraum der zwangsweisen Leerlauferhöhung. Die Abweichung in der Stromachsenrichtung ändert sich, falls sich die Motordrehzahl NE ändert. Deswegen kann der Lernwert LVB nicht direkt verwendet werden. Es kann angenommen werden, dass es einen bestimmten Zusammenhang zwischen der Abweichung in der Stromachsenrichtung und der Motordrehzahl NE gibt. Deswegen wird der Zusammenhang im Voraus durch Experimente und ähnliches erhalten, und die erste Drehzahlkorrekturtabelle ausgehend von dem Zusammenhang ausgebildet. Auf diese Weise wird der Lernwert LVB in dem Zeitraum der zwangsweisen Leerlauferhöhung in den Lernwert LVB' in dem normalen, warmen Leerlaufzeitraum umgewandelt, in dem die erste Drehzahlkorrekturtabelle verwendet wird. Eine Tabelle in 6(a) zeigt Inhalte der Korrekturtabelle ausgehend von der Drehzahl NE von 600 U/min. Es gibt ein proportionales Verhältnis zwischen der Drehzahl NE und einem Drehzahlkorrekturkoeffizienten &agr;NE, wie z.B. in 6(b) gezeigt ist. Deswegen kann der Lernwert LVB' durch das Multiplizieren des Lernwerts LVB mit dem Drehzahlkorrekturkoeffizienten &agr;NE erhalten werden. Auf diese Weise kann eine Abweichkomponente des Gradienten alleine durch das Entfernen einer Drehzahlkomponente von der Abweichung in der Stromachsenrichtung extrahiert werden. 6(b) zeigt ein Beispiel des Verhältnisses zwischen der Drehzahl NE und dem Drehzahlkorrekturkoeffizienten &agr;NE. Das Verhältnis ist nicht auf das proportionale Verhältnis beschränkt, falls es einen bestimmten Zusammenhang gibt.

Danach wird in Schritt S206 die Gradientenabweichung bei der normalen Leerlaufdrehzahl aus dem Lernwert LVA und dem Lernwert LVB' berechnet. Falls der Lernwert LVB' erhalten wird, wie aus 7(a) ersichtlich ist, können zwei Punkte auf der I-Q-Charakteristiklinie "c" nach dem Stromachsenrichtungslernen in dem normalen, warmen Leerlaufzeitraum erhalten werden. Deswegen kann der Gradient der Charakteristiklinie "c" einzigartig durch die bereits bekannte, in das Kennfeld eingegebene Charakteristik, den Lernwert LVB' und die Abgabemenge QA, QB fixiert werden. Genauer kann die Gradientenabweichung von dem Gradienten der Kennfeldzentralcharakteristik berechnet werden. Die Gradientenabweichung kann z.B. durch das Berechnen der Abweichung der Abgabemenge mit Bezug auf den Befehlsstromwert berechnet werden. Genauer wird die Befehlsabgabemenge durch die bestimmte Menge C (mm3/Takt) verringert, da die Abgabemenge mit Bezug auf den Befehlsstromwert I (mA) um eine bestimmte Menge C (mm3/Takt) abweicht. Alternativ kann die Charakteristik durch das Durchführen einer proportionalen Rechnung unter Verwendung eines vorbestimmten Korrekturkoeffizienten mit Bezug auf den Wert der mittleren Charakteristik (den in das Kennfeld eingegebenen Wert) korrigiert werden.

Danach wird in Schritt S207 die Gradientenabweichung in dem gesamten Drehzahlbereich ausgehend von der in Schritt S206 berechneten Gradientenabweichung berechnet. Es kann angenommen werden, dass die Gradientenabweichung und die Drehzahl grundlegend das gleiche Verhältnis haben, wie das in der ersten Drehzahlkorrekturtabelle gezeigte Verhältnis. Deswegen kann die Korrektur des Gradienten ausgehend von einer zweiten Drehzahlkorrekturtabelle ähnlich der ersten Drehzahlkorrekturtabelle durchgeführt werden. Die erste Drehzahlkorrekturtabelle kann eine genauere Korrektur in dem engeren Drehzahlbereich durchführen, als die zweite Drehzahlkorrekturtabelle. Deswegen kann eine genauere Korrektur durch das Erhöhen der Anzahl der Abstände der Drehzahl NE in der ersten Drehzahlkorrekturtabelle in einem beschränkten Drehzahlbereich von der Leerlaufdrehzahl zu der Leerlauferhöhungsdrehzahl durchgeführt werden.

In der vorliegenden Ausführungsform ist der Gradientenabweichungskoeffizient DGi bei der Leerlaufdrehzahl durch den folgenden Ausdruck (1) definiert: DGi = GA / GC, (1)

In dem Ausdruck (1) stellt GA den Gradienten der tatsächlichen Charakteristik dar und GC ist der Gradient der mittleren Charakteristik. Danach wird der Gradientenabweichungskoeffizient DGa in dem gesamten Drehzahlbereich aus dem Gradientenabweichungskoeffizienten DGi bei der Leerlaufdrehzahl unter Verwendung der zweiten Drehzahlkorrekturtabelle berechnet.

Somit ist der berechnete Gradientenabweichungskoeffizient DGa auf das I-Q-Basiskennfeld angewendet, das in Schritt S105 des Flussdiagramms aus 3 verwendet wird, um den Gradienten in dem gesamten Drehzahlbereich zu korrigieren. Als Ergebnis kann die Fließsteuergenauigkeit der Treibstoffzufuhrpumpe 4 verbessert werden.

Wie oben erklärt wurde, kann in der vorliegenden Ausführungsform die Gradientenabweichung einfach durch eine proportionale Berechnung ausgehend von dem Verhältnis zwischen den Lernwert LVA in der Stromachsenrichtung in dem normalen Leerlaufzeitraum und dem Lernwert LVB in der Stromachsenrichtung in dem Zeitraum der zwangsweisen Leerlauferhöhung und den ausgeglichenen Abgabemengen QA, QB berechnet werden. Bei der Berechnung der Gradientenabweichung wird der Lernwert LVB ausgehend von der Motordrehzahl NE korrigiert. Auf diese Weise kann die Gradientenabweichung genauer berechnet werden, wodurch die Genauigkeit der Lernkorrektur verbessert wird. Als Ergebnis können die Variationen wegen der Instrumentenfehler des Ansaugsteuerungsventils 6 und ähnliches aufgenommen werden, und die äußerst genaue Drucksteuerung kann erhalten werden.

(Zweite Ausführungsform)

Als nächstes wird ausgehend von 8 bis 12 eine Lernsteuerung erklärt, die durch die ECU 3 als Steuerungseinrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird. Das Steuerungssystem der Common Rail Bauart zur Treibstoffeinspritzung und die Treibstoffzufuhrpumpe 4 gemäß der zweiten Ausführungsform weisen die gleiche Konstruktion auf, wie die in 1 und 2 gezeigte erste Ausführungsform.

Die ECU 3 führt die Common Rail Drucksteuerungsverarbeitung ausgehend von einem in 8 gezeigten Flussdiagramm durch. zuerst berechnet die ECU 3 in Schritt S301 die Motordrehzahl NE und die Beschleunigerposition ACCP von den Erfassungssignalen, die von den oben erklärten, verschiedenen Sensoren ausgegeben werden. Danach werden in Schritt S302 die Einspritzmenge QINJ und die vorweg genommene Treibstoffausfließmenge QLEAK berechnet. Danach wird der Solldruck Pt der Common Rail ausgehend von der Motordrehzahl NE, der Beschleunigerposition ACCP, der Einspritzmenge QINJ und ähnlichem in Schritt S303 berechnet. Danach wird der tatsächliche Druck Pc der Common Rail ausgehend von dem Signal berechnet, dass von dem Drucksensor 20 in Schritt S304 berechnet wurde. Danach wird in Schritt S305 eine Rückmeldemenge QFB des Treibstoffes entsprechend dem Druckunterschied zwischen dem berechneten Solldruck Pt der Common Rail und dem tatsächlichen Druck Pc der Common Rail durch eine Rückmeldeberechnung unter Verwendung eines öffentlich bekannten PID-Verfahrens und ähnlichem berechnet. In Schritt S306 wird die notwendige Abgabemenge Q der Treibstoffzufuhrpumpe 4 durch das Hinzufügen der Rückmeldemenge QFB zu der Einspritzmenge QINJ und die in Schritt S302 berechnete Treibstoffausfließmenge QLEAK berechnet. Danach wird in Schritt S307 die notwendige Abgabemenge Q in den Strom I umgewandelt, der auf die Spule 63 des Ansaugsteuerungsventils 6 angewendet wird, wobei das I-Q-Basiskennfeld, das die Abgabemenge Q und die Drehzahl NE als Parameter einsetzt und eine Gradientenabweichungskoeffizientenkorrekturtabelle, bei der Drehzahl NE als Parameter eingesetzt ist, verwendet wird.

9 zeigt ein Flussdiagramm der Gradientenlernabarbeitung zum Berechnen des Gradientenabweichungskoeffizienten DG. Der Gradientenabweichungskoeffizient DG ist in der Gradientenabweichungskoeffizientenkorrekturtabelle gespeichert. Wie in der ersten Ausführungsform beschrieben wurde, kann die Sollabgabemenge Q, die dem Strom I entspricht, der auf das Ansaugsteuerungsventil 6 angewendet wird, wegen des Einflusses von Instrumentenfehlern, wie z.B. Variationen in der Form des Ventilabschnitts und der Vorspannkraft der Feder des Ansaugsteuerungsventils 6 nicht erhalten werden, falls die tatsächliche Charakteristik der Treibstoffzufuhrpumpe 4 einen Gradienten aufweist, der unterschiedlich von dem der mittleren Charakteristik ist, die in das Kennfeld eingegeben wurde, wie aus 10 ersichtlich ist. Im Gegensatz kann die in 10 gezeigte Abweichung durch die Rückmeldemenge (z.B. einen Wert des Integralterms) QFB in Schritt S305 in der Steuerung der vorliegenden Ausführungsform berechnet werden, in der der Druckunterschied zwischen dem Solldruck Pt der Common Rail und dem tatsächlichen Druck Pc der Common Rail durch einen PID-Kompensator geregelt wird. Die Rückmeldemenge QFB wird ebenfalls durch die Variation des Betriebszustandes oder der Treibstofftemperatur zusätzlich zu dem Gradienten der I-Q-Charakteristik beeinflusst. Deswegen gibt es wie aus 11(a) ersichtlich ist, eine Möglichkeit, dass die Charakteristik sogar variiert, falls der angewendete Strom I der gleiche ist. In 11(a) stellt eine durchgehende Linie "a" die in das Kennfeld eingegebene zentrale Charakteristik dar, eine strichlierte Linie "b" stellt die tatsächliche Charakteristik dar, wobei eine Pfeilmarke die Rückmeldemengen QFB darstellt und Punkte die charakteristischen Werte in dem tatsächlichen Betrieb vor der Regelung darstellen. Deswegen sind in der vorliegenden Ausführungsform die Abweichungen bei vielen Punkten abgefragt und die Variationskomponenten durch das statistische Durchführen einer linearen Annäherung entfernt. Ruf diese Weise wird die tatsächliche Charakteristik (der in dem einzelnen inhärente Gradient der Charakteristik) erhalten.

Zuerst bestimmt die ECU 3 in Schritt S401 des Flussdiagramms aus 9, ob ein zum Lernen des Gradienten der I-Q-Charakteristik durchzuführen geeigneter Lernzustand eingeführt ist. Ein Fahrzustand, der in der Lage ist, die Lerngenauigkeit beizubehalten, kann als Lernzustand verwendet werden. Bevorzugt sollten ungleichmäßige Zustände, wie z.B. ein plötzlicher Beschleunigungsbetriebszustand ein plötzlicher Verzögerungsbetriebszustand oder ein frei beschleunigter Betriebszustand (ein Betriebszustand in dem das Beschleunigerpedal in einem nicht belasteten Zustand tief niedergedrückt ist), in dem die I-Q-Charakteristik leicht variiert, von dem Lernzustand ausgeschlossen werden. In der vorliegenden Ausführungsform wird ein allmählicher Beschleunigungsbetriebszustand, in dem die Lerngenauigkeit des Gesamtwerts verbessert werden kann, als Lernzustand eingeführt. Falls das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S401 "JA" ist, schreitet die Abarbeitung zu Schritt S402 voran. Falls das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S401" NEIN" wird die Steuerung direkt beendet.

In Schritt S402 wird der Betriebsbereich in der Richtung der Drehzahl NE -Achse ausgehend von dem vorliegenden Betriebszustand bestimmt. Die Drehzahl NE, die in Schritt S301 berechnet wurde, wird als Betriebszustand eingesetzt. Genauer wird der Betriebsbereich des Motors in eine Vielzahl von Bereichen entlang der Richtung der Drehzahl NE -Achse unterteilt, wie aus 12 ersichtlich ist, und es wird in Schritt S402 bestimmt, welcher der unterteilten Betriebsbereiche den vorliegenden Betriebszustand (die Drehzahl NE) hat. Der Betriebsbereich wird auf diese Weise unterteilt, da die Drehzahl NE sich erhöht, wenn die Abgabemengenhöhe erhöht wird, und die mittlere Charakteristik (der in das Kennfeld eingegebene Wert), der in 10 gezeigt ist, ändert sich, falls die Drehzahl NE sich in dem Übergangszustand ändert. Die Gradientenabweichung wird durch das Durchführen des Abfragens vieler Punkte für jeden Betriebsbereich berechnet. Die Anzahl der Drehzahlbereiche ist beliebig gemäß der maximalen Drehzahl des Motors und ähnlichem eingestellt, so dass eine Abweichung zwischen den Lernwerten der verschiedenen Drehzahlbereiche sich innerhalb eines erlaubbaren Grads befindet. Z.B. kann der gesamte Betriebsbereich so unterteilt werden, dass die Breite von jedem Bereich ein Wert zwischen 500 U/min und 1000 U/min oder ähnlich wird. Die zentrale Drehzahl von jedem Bereich wird als repräsentative Drehzahl NEr des Bereichs eingesetzt, und die I-Q-Charakteristik bei der repräsentativen Drehzahl NEr wird als zentrale Charakteristik des Bereichs eingesetzt.

In Schritt S403 wird die Abweichung der tatsächlichen Abgabemenge von dem mittleren Charakteristikwert mit Bezug auf den angewendeten Stromwert I berechnet. Wie aus 11(a) ersichtlich ist, entspricht die Abweichungen von dem mittleren Charakteristikwert der Rückmeldemenge QFB zu der Zeit, bei der die Druckregelung durchgeführt wird, um den SollDruck Pt der Common Rail zu folgen. Die tatsächliche Charakteristik kann durch das Durchführen der Abfrage von vielen Punkten der Rückmeldemengen QFB und die lineare Annäherung erhalten werden. Die Abweichung wird in Form eines gesamten Terms bereitgestellt. Unter einigen Zuständen des Fahrzeugs fällt die Berechnung des gesamten Terms zurück und der gesamte Term alleine kann die Abweichung nicht ausreichend ausdrücken. In solchen Fällen kann die Summe eines Differenzialterms und eines Proportionalterms in der Abweichung enthalten sein.

In Schritt S404 wird bestimmt, ob das Lernen beendet werden kann oder nicht. Z.B. ist der Zustand zum Beenden des Lernens eingeführt, wenn das Fahrzeug eine bestimmte Reiseentfernung gefahren ist. Z.B. ist der Zustand zum Beenden des Lernens eingeführt, wenn die Fahrentfernung 5000 km erreicht, was weit genug ist, um eine Beispielanzahl sicherzustellen, die für die Berechnung des Gradientenabweichungskoeffizienten DG notwendig ist. Falls das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S404 "JA" ist, schreitet die Abarbeitung zu Schritt S405 voran. Falls das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S404 "NEIN" ist, werden die Schritte ab Schritt S402 wiederholt.

In Schritt S405 wird der Gradientenabweichungskoeffizient DG ausgehend von den Beispieldaten der vielen Punkte jedes Betriebsbereiches berechnet. Es wird angenommen, dass die Abweichung in dem gleichen Bereich der Abweichung bei der repräsentativen Drehzahl NEr (die mittlere Drehzahl) des in 12 gezeigten Bereichs entspricht. Die Punkte in 11(a) stellen die I-Q-Charakteristikwerte (die Charakteristikwerte vor der Regelung) ausgehend von der Abweichung in dem tatsächlichen Betrieb dar. Die tatsächliche I-Q-Charakteristiklinie kann aus den Punkten in 11(a) durch eine lineare Approximation unter Verwendung öffentlich bekannter, statistischer Verfahren bestimmt werden. Die charakteristischen Werte vor der Regelung werden durch die Ausfließmenge QLEAK die Variation der Einspritzmenge QINJ, den Fehler des gesamten Terms und ähnliches zusätzlich zu dem reinen Gradienten der I-Q-Charakteristik beeinflusst. Jedoch können die Fehlerbestandteile durch das Ausführen des Plottens von vielen Punkten entfernt werden. Auf diese Weise kann die tatsächliche Charakteristik (oder der im einzelnen inhärente Gradient der tatsächlichen Charakteristik) berechnet werden und die Gradientenabweichung von dem Gradienten der zentralen Charakteristik kann berechnet werden. Genauer, wenn die zentrale Charakteristiklinie durch den folgenden Ausdruck angenähert wird: y = ax und die tatsächliche I-Q-Charakteristiklinie durch den folgenden Ausdruck angenähert wird: y = bx, kann der Gradientenabweichungskoeffizient DG in dem Bereich z.B. durch ein Verhältnis (b/a) der Gradienten a, b bereitgestellt werden.

Danach wird in Schritt S406 der Wert des Gradientenabweichungskoeffizienten DG, der in Schritt S405 berechnet wurde, in der Gradientenabweichungskoeffizientenkorrekturtabelle gespeichert und die Abarbeitung zum Lernen des Gradienten wird beendet.

Wie oben erklärt wurde, kann bei der Drucksteuerungsabarbeitung der 8 der Abweichung des Gradienten durch das Durchführen der Regelung berechnet werden, um dem Solldruck Pt der Common Rail zu jeder Zeit zu folgen, wie durch die Pfeilmarken in 11(a) gezeigt ist, und durch das Speichern von jeder Rückmeldemenge (dem Lernwert) QFB in der ECU 3, so dass die Rückmeldemenge QFB in dem statistischen Abarbeiten verwendet wird. Zu dieser Zeit können die Variationsbestandteile aufgenommen und inhärente Gradienten können durch das Berechnen der Lernwerte der vielen Punkte berechnet werden. Darüber hinaus kann der Berechnungsfehler wegen des Unterschiedes in dem Drehzahlbereich durch das Unterteilen des Betriebsbereichs entlang der Drehzahlachse und durch das Berechnen der Gradientenabweichung für jeden Bereich verringert werden. Alternativ kann eine Information der Drehzahl NE zur selben Zeit in der ECU 3 gespeichert werden, wie die Rückmeldemenge QFB. Als Ergebnis können äußerst genaue Lernwerte für den gesamten Drehzahlbereich erhalten werden.

Der Druck der Common Rail kann in dem gesamten Drehzahlbereich durch das Speichern der Lernwerte (der Gradientenabweichungskoeffizienten) DG mit Bezug auf die mittlere Charakteristik (dem in das Kennfeld eingegebenen Wert) in der ECU 3 für jeden Bereich im Voraus und durch das Reflektieren der Lernwerte DG in den nächsten Betrieb und später gesteuert werden. Ein in 11(b) gezeigtes Diagramm zeigt eine Auswirkung der in der vorliegenden Ausführungsform durchgeführten Korrektur. In 11(b) stellt eine Strichpunktlinie "c" die Charakteristik dar, nachdem der Lernwert DG in die zentrale Charakteristik reflektiert wurde. In dem Diagramm der 11(a) vor der Korrektur wird die Rückmeldemenge QFB groß, da es eine Abweichung zwischen der mittleren Charakteristik und der tatsächlichen Charakteristik gibt. Im Gegensatz wird nach der Korrektur die Rückmeldemenge QFB durch das Durchführen der Drucksteuerung ausgehend von der Charakteristik verringert, die durch die Strichpunktlinie "c" gezeigt ist, in der der Lernwert DG reflektiert ist.

Die Korrektur gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird unter der Voraussetzung durchgeführt, dass das Lernen von Instrumentenfehlern in der Stromachsenrichtung beendet wurde. Konventionelle, bekannte Verfahren können als dieses Lernverfahren in der Stromachsenrichtung eingesetzt werden.

Die vorliegende Erfindung sollte nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt sein, sondern kann auf viele andere Weisen eingesetzt werden, ohne von dem Geist der Erfindung abzuweichen.

Ein Steuerungssystem zur Treibstoffeinspritzung eines Dieselmotors hat eine Treibstoffzufuhrpumpe (4), um den Treibstoff unter Druck zu setzen, dessen Menge durch ein Ansaugsteuerungsventil (6) gesteuert wird, und um den Treibstoff unter Druck in eine Common Rail (1) zuzuführen, und eine elektronische Steuereinheit (ECU) (3) um den Druck in der Common Rail (1) durch das Steuern des Ansaugsteuerungsventils (6) zu steuern. Die ECU (3) berechnet Abweichungen in einer Stromachsenrichtung einer tatsächlichen Charakteristik zwischen einem angewendeten Strom und einer Abgabemenge der Treibstoffzufuhrpumpe (4) aus einer vorbestimmten mittleren Charakteristik in einem warmen Leerlaufzeitraum und einem Zeitraum einer zwangsweisen Leerlauferhöhung. Die ECU (3) führt eine Drehzahlkorrektur zum Korrigieren der Abweichungen ausgehend von der Drehzahl durch und korrigiert den Gradienten einer charakteristischen Linie ausgehend von den Abweichungen nach der Drehzahlkorrektur und den Abgabemengen entsprechend der Abweichungen.


Anspruch[de]
  1. Steuerungssystem zur Treibstoffeinspritzung einer Verbrennungskraftmaschine mit einer Common Rail (1) zum Ansammeln von in die Verbrennungskraftmaschine einzuspritzendem Treibstoff, einer Treibstoffzufuhrpumpe (4), um den Treibstoff unter Druck zu setzen, dessen Fließrate durch ein Ansaugsteuerventil (6) gesteuert wird, und um den Treibstoff unter Druck in die Common Rail (1) zuzuführen, und einer Steuerungseinrichtung (3), um den Druck in der Common Rail (1) durch das Steuern des Antriebs des Ansaugsteuerungsventils (6) zu steuern, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (3) eine Einrichtung (S202, S203, S204) zum Lernen einer Stromachsenrichtung hat, um Abweichungen in einer Richtung einer Stromachse einer tatsächlichen Charakteristik zwischen einem auf das Ansaugsteuerungsventil (6) angewendeten Strom und einer Treibstoffabgabemenge der Treibstoffzufuhrpumpe (4) von einer vorbestimmten mittleren Charakteristik bzw. in einer Vielzahl von Betriebszuständen in einem Bereich einer Leerlaufdrehzahl zu berechnen, eine Drehzahlkorrektureinrichtung (S205) zum Durchführen einer Drehzahlkorrektur, um zumindest eine der Abweichungen in der Richtung der Stromachse ausgehend von der Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine zu korrigieren, die durch die Einrichtung (5202, 5203, 5204) zum Lernen einer Stromachsenrichtung berechnet werden, und einer Gradientenkorrektureinrichtung (5206, 5207) zum Korrigieren eines Gradienten einer charakteristischen Linie zwischen dem angewendeten Strom und der Abgabemenge ausgehend von den Abweichungen in der Richtung der Stromachse nach der Drehzahlkorrektur und den Abgabemengen entsprechend den Abweichungen in der Richtung der Stromachse nach der Drehzahlkorrektur.
  2. Steuerungssystem zur Treibstoffeinspritzung der Verbrennungskraftmaschine gemäß Anspruch 1, außerdem dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (S202, S203, S204) zum Lernen einer Stromachsenrichtung die Abweichungen in Richtung der Stromachse in einem normalen Leerlaufbetriebszeitraum bzw. in einem Betriebszeitraum zur zwangsweisen Leerlauferhöhung als Vielzahl von Betriebszuständen berechnet.
  3. Steuerungssystem zur Treibstoffeinspritzung der Verbrennungskraftmaschine gemäß Anspruch 1, außerdem dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (S202, S203, S204) zum Lernen einer Stromachsenrichtung eine erste Abweichung in der Richtung der Stromachse in einem normalen, warmen Leerlaufbetriebszeitraum berechnet und eine zweite Abweichung in der Richtung der Stromachse in einem Betriebszeitraum zur zwangsweisen Leerlauferhöhung, und die Drehzahlkorrektureinrichtung (S205) die zweite Abweichung in der Richtung der Stromachse in dem Betriebszeitraum zur zwangsweisen Leerlauferhöhung in eine korrigierte zweite Abweichung in der Richtung der Stromachse in dem normalen, warmen Leerlaufbetriebszeitraum ausgehend von einem Verhältnis zwischen den voraus berechneten Abweichungen und der Drehzahl umwandelt.
  4. Steuerungssystem zur Treibstoffeinspritzung der Verbrennungskraftmaschine gemäß Anspruch 3, außerdem dadurch gekennzeichnet, dass die Gradientenkorrektureinrichtung (S206, S207) eine Abweichung des Gradienten der charakteristischen Linie zwischen dem angewendeten Strom und der Abgabemenge in dem normalen, warmen Leerlaufbetriebszeitraum ausgehend von der ersten Abweichung, der korrigierten zweiten Abweichung, und erste und zweite Abgabemengen entsprechend der ersten Abweichung und der korrigierten zweiten Abweichung berechnet, und den Gradienten der charakteristischen Linie in einem gesamten Drehbereich ausgehend von der berechneten Abweichung des Gradienten korrigiert.
  5. Steuerungssystem zur Treibstoffeinspritzung einer Verbrennungskraftmaschine mit einer Common Rail (1) zum Ansammeln von in die Verbrennungskraftmaschine einzuspritzendem Treibstoff, einer Treibstoffzufuhrpumpe (4), um den Treibstoff unter Druck zu setzen, dessen Fließrate durch ein Ansaugsteuerventil (6) gesteuert wird, und um den Treibstoff unter Druck in die Common Rail (1) zuzuführen, und einer Steuerungseinrichtung (3), um den Druck in der Common Rail (1) durch das Steuern des Antriebs des Ansaugsteuerungsventils (6) zu steuern, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (3) eine Bereichsbestimmungseinrichtung (S402) hat, um zu bestimmen, welcher einer Vielzahl von vorbestimmten Drehzahlbereichen einen vorliegenden Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine hat, eine Abweichungsberechnungseinrichtung (S403), um eine Vielzahl von Abweichungen zwischen tatsächlichen Abgabemengen und vorbestimmten, mittleren charakteristischen Werten mit Bezug auf den auf das Ansaugsteuerventil (6) angewendeten Strom für jeden Drehzahlbereich zu berechnen, und eine Gradientenkorrektureinrichtung (S405), um einen Gradienten einer charakteristischen Linie zwischen dem auf das Ansaugsteuerventil (6) angewendeten Strom und der Abgabemenge der Treibstoffzufuhrpumpe (4) in jedem Drehzahlbereich ausgehend von der Vielzahl der Abweichungen zu berechnen, die durch die Abweichungsberechnungseinrichtung (S403) berechnet wurde.
  6. Steuerungssystem zur Treibstoffeinspritzung einer Verbrennungskraftmaschine gemäß Anspruch 5, außerdem dadurch gekennzeichnet, dass die Abweichungsberechnungseinrichtung (S403) die Abweichungen unter Verwendung einer zentralen Charakteristik in jedem Drehzahlbereich bei einer repräsentativen Drehzahl berechnet, wenn der vorliegende Betriebszustand ein bestimmter Betriebszustand ist, in dem die Variation in dem Gradienten der charakteristischen Linie zwischen dem angewendeten Strom und der Abgabemenge geringer ist als ein vorbestimmter Grad.
  7. Steuerungssystem zur Treibstoffeinspritzung der Verbrennungskraftmaschine gemäß Anspruch 5, außerdem dadurch gekennzeichnet, dass die Gradientenkorrektureinrichtung (S405) die Abweichung des Gradienten von der charakteristischen Linie zwischen dem angewendeten Strom und der Abgabemenge in jedem Drehzahlbereich durch das Durchführen einer Abfrage von vielen Punkten der Abweichungen und lineare Annäherung der tatsächlichen Charakteristik in dem Drehzahlbereich berechnet.
  8. Steuerungssystem zur Treibstoffeinspritzung der Verbrennungskraftmaschine gemäß Anspruch 5, außerdem dadurch gekennzeichnet, dass die Abweichungsberechnungseinrichtung (S403) die Abweichungen ausgehend von Rückmeldemengen berechnet, die in der Drucksteuerung der Common Rail (1) berechnet wurden.
  9. Steuerungssystem zur Treibstoffeinspritzung der Verbrennungskraftmaschine gemäß Anspruch 5, außerdem dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (3) eine Einrichtung zum Lernen einer Stromachsenrichtung hat, um Abweichungen in einer Richtung einer Stromachse einer tatsächlichen Charakteristik zwischen dem angewendeten Strom und der Abgabemenge von einer vorbestimmten, mittleren Charakteristik zu berechnen.
Es folgen 9 Blatt Zeichnungen






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