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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Kraftstoffeinspritzsteuergerät
zum Korrigieren einer Kraftstoffmenge, die durch ein Kraftstoffeinspritzventil
eingespritzt wird, und auf ein Kraftstoffeinspritzsystem einschließlich
des Kraftstoffeinspritzsteuergeräts.
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Es
ist ein Kraftstoffeinspritzsteuergerät bekannt, das gestaltet
ist, um eine tatsächliche Kraftstoffeinspritzmenge eines
Kraftstoffeinspritzventils auf der Basis einer Veränderung
eines Betriebszustands einer Maschine, wie z. B. einer kraftstoffeinspritzungsbedingten
Veränderung einer Maschinendrehzahl, zu erfassen und um
eine Kraftstoffeinspritzmenge abhängig von dem Unterschied
zwischen einer an das Kraftstoffeinspritzventil gerichteten angewiesenen
Kraftstoffeinspritzmenge und der tatsächlichen Kraftstoffeinspritzmenge
zu korrigieren. Es ist beispielsweise auf die
JP-Nr. 2005-036788 verwiesen.
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Insbesondere
in dem Fall einer Dieselmaschine ist es notwendig, einen Kraftstoffeinspritzmengenlernvorgang durchzuführen,
um ein präzises Korrigieren einer Kraftstoffeinspritzmenge
zu der Zeit des Ausführens einer Kraftstoffeinspritzung
mit geringer Menge (nachfolgend als "Haupteinspritzung" bezeichnet)
zu ermöglichen, um NOx und ein Verbrennungsgeräusch
zu verringern.
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Da
eine Kraftstoffeinspritzmenge abhängig von dem Einspritzdruck
variiert, ist es vorzuziehen, den Kraftstoffeinspritzmengenlernvorgang
für jeden von verschiedenen Soll-Einspritzdrücken
durchzuführen. Einige der herkömmlichen Kraftstoffeinspritzmengensteuergeräte
sind gestaltet, um den Kraftstoffeinspritzmengenlernvorgang durch
Einspritzen von Kraftstoff bei einem Druck durchzuführen,
der von einem Soll-Einspritzdruck abweicht. In diesem Fall wird
die Korrekturgenauigkeit der Kraftstoffeinspritzmenge herabgesetzt,
da es notwendig ist, einen gelernten Einspritzmengenkorrekturwert
abhängig von dem Unterschied zwischen dem Soll-Einspritzdruck
und dem Ist-Einspritzdruck abzuwandeln.
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Da
dann, wenn vorbestimmte Bedingungen zum Zulassen des Durchführens
des Kraftstoffeinspritzmengenlernvorgangs erfüllt sind,
der Einspritzdruck in vielen Fällen niedrig ist, gibt es
zudem ein Problem darin, dass der Bereich von Einspritzdrücken,
bei denen der Kraftstoffeinspritzmengenlernvorgang durchgeführt
wird, zu der Niederdrucksseite hin tendiert. Es kann passieren,
dass der Einspritzdruck bei dem normalen Einspritzmodus (als "normaler
Einspritzdruck" bezeichnet) zu der Zeit des Durchführens
des Kraftstoffeinspritzmengenlernvorgangs auf den Soll-Einspritzdruck
festgesetzt ist.
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Falls
der Soll-Einspritzdruck höher als der normale Einspritzdruck
ist, kann es in diesem Fall jedoch ein Problem darin geben, dass
der Einspritzdruck nicht um einen ausreichenden Grad verringert wird,
wenn der normale Einspritzmodus wieder aufgenommen wird. Falls der
normale Einspritzmodus in einem Zustand wieder aufgenommen wird,
in dem der Einspritzdruck nicht um einen ausreichenden Grad verringert
ist, tritt eine große Veränderung in dem Maschinenbetriebszustand
auf, wie z. B. ein Verbrennungsgeräusch und ein Vibrieren
der Maschine. Dies kann den Fahrer des Fahrzeugs beunruhigen.
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Falls
der Soll-Einspritzdruck zu hoch ist, kann darüber hinaus
der Fahrer während des Kraftstoffeinspritzmengenlernvorgangs
beunruhigt sein, da das Ausmaß des Verbrennungsgeräuschs und
des Vibrierens der Maschine groß ist.
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Die
vorliegende Erfindung stellt ein Kraftstoffeinspritzsteuergerät
bereit, das Folgendes aufweist:
eine erste Funktion eines Durchführens
einer Bestimmung, ob Lernvorgangsbedingungen für ein Kraftstoffeinspritzventil
zum Zulassen eines Durchführens eines Kraftstoffeinspritzmengenlernvorgangs
erfüllt sind oder nicht;
eine zweite Funktion eines
Leitens einer angewiesenen Kraftstoffeinspritzmenge in dem Kraftstoffeinspritzmengenlernvorgang
zu dem Kraftstoffeinspritzventil, falls ein Ergebnis der Bestimmung
positiv ist;
eine dritte Funktion eines Festsetzens eines oberen Grenzwerts
eines Einspritzdrucks in dem Kraftstoffeinspritzmengenlernvorgang;
eine
vierte Funktion eines Festsetzens eines Soll-Einspritzdrucks innerhalb
eines Bereichs, der den oberen Grenzwert nicht übersteigt,
in dem Kraftstoffeinspritzmengenlernvorgang;
eine fünfte
Funktion eines Setzens des Einspritzdrucks auf den Soll-Einspritzdruck;
eine
sechste Funktion eines Erfassens einer tatsächlichen Kraftstoffeinspritzmenge
des Kraftstoffeinspritzventils; und
eine siebte Funktion eines
Korrigierens einer durch das Kraftstoffeinspritzventil eingespritzten
Kraftstoffmenge auf der Basis eines Unterschieds zwischen der angewiesenen
Kraftstoffeinspritzmenge und der tatsächlichen Kraftstoffeinspritzmenge
bei dem Soll-Einspritzdruck als ein gelernter Korrekturwert.
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Die
vorliegende Erfindung stellt zudem ein Kraftstoffeinspritzsystem
bereit, das Folgendes aufweist:
einer Kraftstoffzufuhrpumpe
zum Druckbefördern von Kraftstoff;
eine Common Rail
zum Speichern von Kraftstoff, der von der Kraftstoffzufuhrpumpe
druckbefördert wird;
ein Kraftstoffeinspritzventil
zum Einspritzen von in der Common Rail gespeichertem Kraftstoff;
und
ein Kraftstoffeinspritzsteuergerät zum Steuern
einer Kraftstoffeinspritzmenge des Kraftstoffeinspritzventils;
wobei
das Kraftstoffeinspritzsteuergerät Folgendes aufweist:
eine
erste Funktion eines Durchführens einer Bestimmung, ob
Lernvorgangsbedingungen für das Kraftstoffeinspritzventil
zum Zulassen eines Durchführens eines Kraftstoffeinspritzmengenlernvorgangs
erfüllt sind oder nicht;
eine zweite Funktion eines
Leitens einer angewiesenen Kraftstoffeinspritzmenge in dem Kraftstoffeinspritzmengenlernvorgang
zu dem Kraftstoffeinspritzventil, falls ein Ergebnis der Bestimmung
positiv ist;
eine dritte Funktion eines Festsetzens eines oberen Grenzwerts
eines Einspritzdrucks in dem Kraftstoffeinspritzmengenlernvorgang;
eine
vierte Funktion eines Festsetzens eines Soll-Einspritzdrucks innerhalb
eines Bereichs, der den oberen Grenzwert nicht übersteigt,
in dem Kraftstoffeinspritzmengenlernvorgang;
eine fünfte
Funktion eines Setzens des Einspritzdrucks auf den Soll-Einspritzdruck;
eine
sechste Funktion eines Erfassens einer tatsächlichen Kraftstoffeinspritzmenge
des Kraftstoffeinspritzventils; und
eine siebte Funktion eines
Korrigierens einer durch das Kraftstoffeinspritzventil eingespritzten
Kraftstoffmenge auf der Basis eines Unterschieds zwischen der angewiesenen
Kraftstoffeinspritzmenge und der tatsächlichen Kraftstoffeinspritzmenge
bei dem Soll-Einspritzdruck als ein gelernter Korrekturwert.
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Gemäß der
vorliegenden Erfindung ist es möglich, ein Kraftstoffeinspritzsteuergerät
und ein Kraftstoffeinspritzsystem bereitzustellen, die eine Kraftstoffeinspritzmenge
für jedes von verschiedenen Einspritzdruckniveaus mit einem
hohen Genauigkeitsgrad korrigieren können, ohne große
Veränderungen des Betriebszustands einer Maschine, die durch
das Kraftstoffeinspritzsteuergerät gesteuert wird, zu der
Zeit des Durchführens des Einspritzmengenlernvorgangs zu
verursachen.
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Andere
Vorteile und Merkmale der Erfindung sind aus der nachfolgenden Beschreibung
zusammen mit den Zeichnungen und Ansprüchen ersichtlich
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In
den angefügten Zeichnungen ist:
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1 ein
Schaubild, das einen Aufbau eines Kraftstoffeinspritzsystems der
Druck-speichernden Art gemäß einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung zeigt;
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2 ein
Flussdiagramm, das Schritte einer Einspritzmengenlernvorgangsroutine
zeigt, die durch das Kraftstoffeinspritzsystem durchgeführt
wird;
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3 ein
Flussdiagramm, das Schritte einer Routine zum Festsetzen eines oberen
Grenzwerts zeigt, die durch das Kraftstoffeinspritzsystem durchgeführt
wird;
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4 ein
Zeitdiagramm zum Erläutern des Vorgangs der Einspritzmengenlernvorgangsroutine;
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5A ein
Diagramm, das eine Beziehung zwischen dem oberen Grenzwert eines
Soll-Einspritzdrucks, der abhängig von dem Niveau des Hintergrundgeräuschs
festgesetzt ist, und einer Maschinendrehzahl zeigt, die das Niveau
des Hintergrundgeräuschs beeinflusst; und
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5B ein
Diagramm, das eine Beziehung zwischen dem oberen Grenzwert eines
Soll-Einspritzdrucks, der abhängig von dem Niveau des Hintergrundgeräuschs
festgesetzt ist, und einer Fahrzeuggeschwindigkeit zeigt, die das
Niveau des Hintergrundgeräuschs beeinflusst.
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BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
DER ERFINDUNG
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1 ist
ein Schaubild, das einen Aufbau eines Kraftstoffeinspritzsystems 10 der
Druck-speichernden Art gemäß einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung zeigt. Das Kraftstoffeinspritzsystem 10, das
zum Einspritzen von Kraftstoff in jeden Zylinder einer Vierzylinderdieselmaschine 50 dient,
besteht hauptsächlich aus einer Förderpumpe 14,
einer Hochdruckpumpe 16, einer Common Rail 20,
einem Drucksensor 22, einem Druckverringerungsventil 24, Kraftstoffeinspritzventilen 30,
einer ECU (elektronische Steuereinheit) 40 und einer EDU
(elektronische Antriebseinheit) 42. Um die Zeichnung zu
vereinfachen, ist nur eine der Steuersignalleitungen in 1 gezeigt,
die von der EDU 42 zu den Kraftstoffeinspritventilen 30 führen.
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Die
Förderpumpe 14 nimmt Kraftstoff von einem Kraftstofftank 12 und
führt diesen zu der Hochdruckpumpe 12 zu, die
als eine Kraftstoffzufuhrpumpe dient.
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Die
Hochdruckpumpe 16 beaufschlagt den Kraftstoff in einer
von ihren Verdichtungskammern durch den Betrieb eines Tauchkolbens
mit Druck, der mit der Drehung eines an einer Nockenwelle montierten
Nockens hin und her geht. Die ECU 40 steuert einen Strom,
der zu einem Dosierventil 18 der Hochdruckpumpe 16 zugeführt
wird, um die Menge von Kraftstoff zu messen, die die Hochdruckpumpe 16 in deren
Ansaugzyklus entnimmt. Durch Messen der Kraftstoffmenge kann die
Kraftstoffabgabemenge der Hochdruckpumpe 16 eingestellt
werden.
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Die
Common Rail 20 speichert von der Hochdruckpumpe 16 druckbeförderten
Kraftstoff und hält den Kraftstoffdruck auf einem vorbestimmten
hohen Druck in Abhängigkeit von dem Betriebszustand der Maschine.
Der Druck der Common Rail 20 (nachfolgend als "Common Rail-Druck"
bezeichnet) wird durch die Abgabemenge der Hochdruckpumpe 16 und
das Druckverringerungsventil 24 gesteuert. Der Drucksensor 22 erfasst
den Common Rail-Druck und gibt ein Signal an die ECU 40 aus,
das den erfassten Druck angibt.
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Das
Druckverringerungsventil 24 gibt durch deren Öffnungsbewegung
Kraftstoff in der Common Rail 20 in ein niederdruckseitiges
Rückführrohr 100 ab, um den Common Rail-Druck
zu verringern. Das Druckverringerungsventil 24 kann ein
elektromagnetisches Ventil sein, das sich öffnet, indem
ein elektrischer Strom zu seinem elektromagnetischen Antriebsbereich
abgegeben wird, wie z. B. einer Spule, um ein Ventilbauteil von
diesem, das mit einer Federlast in der Ventilschließrichtung
beaufschlagt ist, gegen die Federlast abzuheben. Die Ventilöffnungszeitdauer
des Druckverringerungsventils 24 nimmt mit der Zunahme
einer Pulsweite eines zu diesem zugeführten Stromzuführpulssignals
zu.
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Das
Kraftstoffeinspritzventil 30, das sich in jedem Zylinder
der Vierzylinder-Dieselmaschine 50 befindet, spritzt in
der Common Rail 20 gespeicherten Kraftstoff in den Zylinder
ein. Das Kraftstoffeinspritzventil 30 führt eine
mehrstufige Einspritzung einschließlich einer Voreinspritzung,
einer Haupteinspritzung und einer Nacheinspritzung in einem Verbrennungszyklus
der Dieselmaschine durch. Das Kraftstoffeinspritzventil 30 ist
ein Ventil nach elektromagnetisch angetriebener Art, das gestaltet
ist, um die Kraftstoffeinspritzmenge zu steuern, indem der Druck
in deren Steuerkammer gesteuert wird, die den Kraftstoffdruck auf
eine Düsennadel von diesem in der Ventilschließrichtung
aufbringt.
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Die
ECU 40, die als ein Einspritzsteuergerät wirkt,
ist ein auf einem Mikrocomputer basierendes Gerät, das
eine CPU und Speichervorrichtungen einschließlich einem
ROM, einem RAM und einem nicht flüchtigen wiederbeschreibbaren
Speicher, wie zum Beispiel einem Flash-Speicher, aufweist. Die ECU 40 erfasst
einen Betriebszustand der Dieselmaschine 50 auf der Basis
von Erfassungssignalen von verschiedenen Sensoren einschließlich
eines Beschleunigersensors, der einen Öffnungsgrad eines
Beschleunigerpedals erfasst, eines Temperatursensors, des Drucksensors 22,
eines NE-Sensors, der eine Maschinendrehzahl erfasst, und eines
A/F-Sensors. Die ECU 40 steuert Ströme, die jeweils
zu dem Dosierventil 18, dem Druckverringerungsventil 24 und Kraftstoffeinspritzventilen 30 zugeführt
werden, so dass sich die Dieselmaschine 50 in einem optimalen Betriebszustand
befindet.
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Die
ECU 40 speichert eine Abgabekennlinie der Hochdruckpumpe 16,
die eine Beziehung zwischen dem zu dem Dosierventil 18 zugeführten Strom
und der Abgabemenge der Hochdruckpumpe 16 zeigt, in der
Speichervorrichtung, wie z. B. dem ROM oder dem Flash-Speicher in
der Form eines Kennfelds vor. Die ECU 40 regelt den zu
dem Dosierventil 18 zugeführten Strom auf der
Basis der Abgabekennlinie der Hochdruckpumpe 16, die in
der Speichervorrichtung gespeichert ist, so dass der durch den Drucksensor 22 erfasste
Common Rail-Druck auf einem Soll-Common Rail-Druck gehalten wird.
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Die
ECU 40 steuert zudem die Einspritzzeit und die Kraftstoffeinspritzmenge
eines jeden Kraftstoffeinspritzventils 30 in Übereinstimmung
mit dem Betriebszustand der Maschine, der auf der Basis der Erfassungssignale
erhalten wird, die von den verschiedenen Sensoren einschließlich
des Drucksensors 22 empfangen werden. Die ECU 40 gibt
ein Pulssignal zu der EDU 42 als ein Einspritzanweisungssignal
aus, um die Einspritzzeit und die Kraftstoffeinspritzmenge eines
jeden Kraftstoffeinspritzventils 30 zu steuern. Die ECU 40 speichert
eine Kraftstoffeinspritzmengenkennlinie, die eine Beziehung zwischen
einer Pulsweite des Einspritzanweisungssignals und einer Kraftstoffeinspritzmenge zeigt,
für jeden von verschiedenen Werten des Common Rail-Drucks
vor.
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Die
EDU 42 führt einen Antriebsstrom oder eine Antriebsspannung
zu jedem von dem Druckverringerungsventil 24 und den Kraftstoffeinspritzventilen 30 in Übereinstimmung
mit dem Einspritzanweisungssignal zu.
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Die
ECU 40 setzt die nachfolgenden Funktionen durch ein Steuerprogramm
um, das in der Speichervorrichtung, wie z. B. dem ROM oder dem Flash-Speicher
gespeichert ist.
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(1) Lernvorgangsbedingungsbestimmungsfunktion
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Die
Lernvorgangsbedingungsbestimmungsfunktion bestimmt, dass Lernvorgangsbedingungen erfüllt
sind, um ein Durchführen eines Einspritzmengenlernvorgangs
zuzulassen, falls das Beschleunigerpedal nicht gedrückt
ist, und demnach befindet sich ein Fahrzeug, auf dem das Kraftstoffeinspritzsystem 10 montiert
ist, in einem Verzögerungszustand, da keine Kraftstoffeinspritzung
vorliegt.
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(2) Einspritzsteuerungsfunktion
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Die
Einspritzsteuerungsfunktion gibt ein Pulssignal als das Einspritzanweisungssignal,
das eine Einspritzzeit und eine Kraftstoffeinspritzmenge eines jeden
Kraftstoffeinspritzventils 30 angibt, an die EDU 42 aus.
Mit einer Zunahme der Pulsweite des Pulssignals nimmt die Zeitdauer,
während der die Steuerkammer des Kraftstoffeinspritzventils 30 zu der
Niederdruckseite hin geöffnet ist, zu und demnach nimmt
die angewiesene Kraftstoffeinspritzmenge zu.
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(3) Funktion zum Festsetzen des oberen
Grenzwerts
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Falls
der Common Rail-Druck als der Soll-Einspritzdruck zu der Zeit des
Durchführens eines Kraftstoffeinspritzmengenlernvorgangs
(nachfolgend als „Einspritzmengenlernvorgang" bezeichnet) zu
hoch ist, tritt eine große Veränderung des Maschinenbetriebszustands,
wie z. B. eines Verbrennungsgeräuschs und eines Maschinenvibrierens
auf, während der Kraftstoffeinspritzlernvorgang durchgeführt wird,
und auch dann, wenn eine normale Einspritzsteuerung wieder aufgenommen
wird, nachdem der Einspritzmengenlernvorgang abgeschlossen ist. Dies
kann die Insassen des Fahrzeugs beunruhigen.
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Demnach
setzt die Funktion zum Festsetzen des oberen Grenzwerts einen oberen
Grenzwert des Soll-Einspritzdrucks auf der Basis des Common Rail-Drucks,
der Maschinendrehzahl, etc. dann innerhalb eines Bereichs, in dem
der Einspritzdruck erhöht werden kann, fest, wenn die Lernvorgangsbedingungen
erfüllt sind, um die Veränderung des Maschinenbetriebszustands,
wie z. B. des Verbrennungsgeräuschs und des Vibrierens
der Maschine zu verringern, die auftritt, während der Einspritzmengenlernvorgang
durchgeführt wird, und dann, wenn die normale Einspritzsteuerung
wieder aufgenommen wird, nachdem der Lernvorgang abgeschlossen ist.
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Der
durch die Funktion zum Festsetzen des oberen Grenzwerts festgesetzte
obere Grenzwert kann innerhalb des Bereichs erhöht werden,
in dem der Einspritzdruck in den nachfolgenden Situationen (3a)
bis (3e) erhöht werden kann.
- (3a)
Wenn das Hintergrundgeräusch groß ist, ist das
Geräusch, das während des Einspritzmengenlernvorgangs
auftritt, weniger wahrnehmbar. Demnach kann dann, wenn das Hintergrundgeräusch
groß ist, der obere Grenzwert des Soll-Einspritzdrucks
erhöht werden.
- (3b) Das Geräusch, das während des Einspritzmengenlernvorgangs
auftritt, ist geringer, wenn die angewiesene Einspritzmenge in dem
Einspritzmengenlernvorgang kleiner ist. Zudem ist dieses Geräusch
kleiner, wenn eine mehrstufige Einspritzung ausgeführt
wird, im Vergleich zu dem Fall, wenn eine einstufige Einspritzung
ausgeführt wird.
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Wenn
das während des Einspritzmengenlernvorgangs auftretende
Geräusch klein ist, kann der obere Grenzwert des Soll-Einspritzdrucks
erhöht werden.
- (3c) Wenn die Fenster
des Fahrzeugs geschlossen sind, ist das Geräusch außerhalb
der Kabine für die Fahrzeuginsassen weniger wahrnehmbar. Demnach
kann dann, wenn es möglich ist, den Öffnungs-/Schließzustand
eines jeden Fensters zu erfassen, der obere Grenzwert des Soll-Einspritzdrucks
erhöht werden.
- (3d) Falls eine Einrichtung zum schnellen Verringern des Einspritzdrucks
nach dem Abschließen des Einspritzmengenlernvorgangs vorgesehen ist,
kann der obere Grenzwert des Einspritzdrucks erhöht werden,
da der Einspritzdruck um einen ausreichenden Grad verringert werden
kann, bevor die normale Einspritzsteuerung wieder aufgenommen wird.
- (3e) Falls die Zeit, die notwendig ist, um den Einspritzmengenlernvorgang
abzuschließen, kürzer ist, kann der obere Grenzwert
des Soll-Einspritzdrucks erhöht werden, da die Zeitdauer
nach Abschließen des Einspritzmengenlernvorgangs und vor
Wiederaufnahme der normalen Einspritzsteuerung, die zum Verringern
des Einspritzdrucks verwendet wird, verlängert werden kann.
Die Zeit, die notwendig ist, um den Einspritzmengenlernvorgang abzuschließen,
kann in den nachfolgenden Fällen (a) bis (d) als kürzer
bestimmt werden.
(a) Die Abgabemenge der Hochdruckpumpe 16 ist
groß und demnach kann der Common Rail-Druck in kurzer Zeit
auf den Soll-Einspritzdruck erhöht werden.
(b) Die
Maschinendrehzahl ist hoch und demnach ist die Druckbeaufschlagungsfähigkeit
der Hochdruckpumpe in dem Fall hoch, wenn die Hochdruckpumpe 16 mit
der Kurbelwelle der Maschine synchron betrieben wird.
(c) Die
Maschinendrehzahl ist hoch und demnach ist die Zeit, die notwendig
ist, um den Einspritzmengenlernvorgang abzuschließen, in
dem Fall kurz, in dem der Betrieb des Einspritzmengenlernvorgangs
mit einem Grad proportional zu der Maschinendrehzahl gesteuert wird.
(d)
Der Einspritzdruck vor einem Beginnen des Einspritzmengenlernvorgangs
ist hoch und demnach ist die Zeit kurz, die benötigt wird,
um den Einspritzdruck auf den Soll-Einspritzdruck zu erhöhen.
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(4) Einspritzdruckfestsetzfunktion
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Die
Einspritzdruckfestsetzfunktion setzt den Soll-Einspritzdruck innerhalb
eines Bereichs unter dem durch die Funktion zum Festsetzen des oberen Grenzwerts
festgesetzten oberen Grenzwert fest. Der Soll-Einspritzdruck ist
bspw. auf den höchsten von verschiedenen Werten des Common
Rail-Drucks festgesetzt, für die der Einspritzmengenlernvorgang noch
nicht durchgeführt wurde.
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(5) Einspritzdrucksteuerungsfunktion
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Die
Einspritzdrucksteuerungsfunktion steuert den Common Rail-Druck auf
den Soll-Einspritzdruck auf eine der nachfolgenden Weisen:
- (5a) Der Common Rail-Druck wird durch Steuern des
Dosierventils 18 der Hochdruckpumpe 16 erhöht
oder verringert, um dadurch die Abgabemenge der Hochdruckpumpe 16 zu
steuern.
- (5b) Der Common Rail-Druck wird durch Öffnen des Kraftstoffeinspritzventils 30 zu
der Niederdruckseite hin verringert, um das Kraftstoffeinspritzventil
dazu zu veranlassen, eine trockene Einspritzung auszuführen.
- (5c) Der Common Rail-Druck wird durch Öffnen des Druckverringerungsventils 24 verringert.
- (5d) Der Common Rail-Druck wird durch Ausführen einer
Nacheinspritzung während einer Zeitdauer verringert, in
der die Dieselmaschine 50 kein Drehmoment erzeugt.
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(6) Funktion zum Erfassen der tatsächlichen
Einspritzmenge
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Die
Funktion zum Erfassen der tatsächlichen Einspritzmenge
berechnet eine tatsächliche Kraftstoffmenge, die durch
jedes Kraftstoffeinspritzventil 30 eingespritzt wird, auf
der Basis der Veränderung des Betriebszustands der Maschine,
wie z. B. einer Veränderung der Maschinendrehzahl, die
durch den NE-Sensor erfasst wird, einer Veränderung des
Sauerstoffverbrauchs, die durch den A/F-Sensor erfasst wird, usw.
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(7) Einspritzmengenkorrekturfunktion
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Die
Einspritzmengenkorrekturfunktion berechnet einen Einspritzmengenkorrekturwert
auf der Basis des Unterschieds zwischen einer angewiesenen Einspritzmenge
in dem Einspritzmengenlernvorgang bei dem Soll-Einspritzdruck, die
die ECU 40 zu jedem Kraftstoffeinspritzventil 30 leitet,
und der tatsächlichen Einspritzmenge, die durch die Funktion zum
Erfassen der tatsächlichen Einspritzmenge erfasst wird.
Die Einspritzmengenkorrekturfunktion korrigiert ein Einspritzmengenkennlinienkennfeld
für den Soll-Einspritzdruck in Übereinstimmung
mit dem berechneten Einspritzmengenkorrekturwert. Daraus folgend
wird die Pulsweite des Pulssignals (das Einspritzanweisungssignal)
in Übereinstimmung mit der angewiesenen Einspritzmenge
so verändert, dass die tatsächliche Einspritzmenge
die angewiesene Einspritzmenge erreicht.
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(8) Geräuschniveauerfassungsfunktion
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Die
Geräuschniveauerfassungsfunktion erfasst das Niveau des
Hintergrundgeräuschs aus der Maschinendrehzahl, der Fahrzeuggeschwindigkeit, usw.
vor einem Durchführen eines Einspritzmengenlernvorgangs.
Die Geräuschniveauerfassungsfunktion bestimmt, dass das
Niveau des Hintergrundgeräuschs dann höher ist,
wenn die Maschinendrehzahl oder die Fahrzeuggeschwindigkeit höher
ist. Das Niveau des Hintergrundgeräuschs kann von der Lautstärke
einer auf dem Fahrzeug montierten Audiovorrichtung erfasst werden,
oder aus dem Betriebszustand einer auf dem Fahrzeug montierten Klimaanlage.
Die Funktion zum Festsetzen des oberen Grenzwerts erhöht
den Soll-Einspritzdruck durch Durchführen des Einspritzmengenlernvorgangs
mit der Erhöhung des Niveaus des Hintergrundgeräuschs.
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(9) Druckverringerungsfunktion
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Die
Druckverringerungsfunktion verringert den Common Rail-Druck dann,
wenn der Einspritzmengenlernvorgang abgeschlossen ist, durch Öffnen des
Druckverringerungsventils 24 oder durch Ausführen
einer trockenen Einspritzung durch jedes Kraftstoffeinspritzventil 30 oder
durch Ausführen einer Nacheinspritzung durch jedes Kraftstoffeinspritzventil 30 während
einer Zeitdauer, in der kein Maschinendrehmoment erzeugt wird.
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Als
nächstes ist der Einspritzmengenlernvorgang in dem Kraftstoffeinspritzsystem 10 mit
Bezug auf die 2 bis 5 erklärt. 2 ist
ein Flussdiagramm, das Schritte einer Einspritzmengenlernvorgangsroutine
zeigt, die in Übereinstimmung mit einer Einspritzsteuerungszeit
in jedem Zylinder durchgeführt wird. 3 ist
ein Flussdiagramm, das Schritte einer Routine zum Festsetzen eines
oberen Grenzwerts zeigt. Die Routinen, die in 2 und 3 gezeigt
sind, sind in der Speichervorrichtung gespeichert, wie z. B. dem
ROM oder Flash-Speicher der ECU 40.
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Wie
es in 2 gezeigt ist, beginnt die Einspritzmengenlernvorgangsroutine
durch Bestimmen, ob die Lernvorgangsbedingungen zum Zulassen des Durchführens
des Einspritzmengenlernvorgangs erfüllt sind, oder ob dies
nicht der Fall ist. Bspw. bestimmt die ECU 40, dass die
Lernvorgangsbedingungen erfüllt sind, während
das Beschleunigerpedal nicht gedrückt ist, und demnach
wird die Maschinendrehzahl allmählich herabgesetzt, da
kein Kraftstoff von den Einspritzventilen 30 eingespritzt
wird. Falls das Bestimmungsergebnis in Schritt S300 positiv ist, geht
die Routine zu Schritt S302 über, wohingegen diese Routine
beendet wird, falls dieses Bestimmungsergebnis negativ ist.
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Auch
wenn das Beschleunigerpedal nicht gedrückt ist und demnach
die Maschinendrehzahl allmählich herabgesetzt wird, bestimmt
hier die ECU 40, dass die Lernvorgangsbedingungen nicht
erfüllt sind, falls die Maschinendrehzahl niedriger als
eine vorbestimmte Drehzahl ist. Dies dient dazu, zu verhindern,
dass die Maschinendrehzahl auf eine Leerlaufdrehzahl sinkt und folglich
wird die normale Einspritzsteuerung wieder aufgenommen, bevor der
Einspritzmengenvorgang abgeschlossen ist.
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In
Schritt S302 bestimmt die ECU 40, ob der Soll-Einspritzdruck
beim Durchführen des Einspritzmengenlernvorgangs festgesetzt
wurde, oder ob dies nicht der Fall ist. Der Soll-Einspritzdruck
ist innerhalb eines Bereichs eines oberen Grenzwerts des Einspritzdrucks
zu der Zeit des Durchführens des Einspritzmengenlernvorgangs
festgesetzt. Falls das Bestimmungsergebnis in Schritt S302 positiv
ist, geht die Routine auf Schritt S308 über, wohingegen
die Routine zu Schritt S304 übergeht, falls dieses Bestimmungsergebnis
negativ ist.
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In
Schritt S304 berechnet die ECU 40 den oberen Grenzwert
des Soll-Einspritzdrucks und setzt diesen fest. Anschließend,
in Schritt S306, setzt die ECU 40 den Soll-Einspritzdruck
auf den höchsten von den Werten des Common Rail-Drucks
innerhalb des Bereichs unterhalb des oberen Grenzwerts, bei denen
der Einspritzmengenlernvorgang noch nicht durchgeführt
wurde.
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In
Schritt S308 bestimmt die ECU 40, ob der Common Rail-Druck
den Soll-Einspritzdruck erreicht hat oder ob dies nicht der Fall
ist. Falls dieses Bestimmungsergebnis negativ ist, wird die Routine
beendet.
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Falls
das Bestimmungsergebnis in Schritt S308 positiv ist, weist die ECU 40 die
Kraftstoffeinspritzventile 30 dazu an, eine einstufige
Einspritzung auszuführen, um den Einspritzmengenlernvorgang
in Schritt S301 durchzuführen. Anstelle des Ausführens einer
einstufigen Einspritzung kann eine mehrstufige Einspritzung durchgeführt
werden, bei der dieselbe Menge an Kraftstoff mehrere Male eingespritzt
wird. In diesem Fall berechnet die ECU 40 eine mittlere Einspritzmenge
als eine Einspritzmenge pro Einspritzung durch Dividieren einer
Gesamteinspritzmenge bei der mehrstufigen Einspritzung durch die
Anzahl von Einspritzungen.
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In
Schritt S312 erfasst die ECU 40 eine Veränderung
des Betriebszustands der Maschine aufgrund dessen, dass die einstufige
oder die mehrstufige Einspritzung ausgeführt wurde. Die
ECU 40 nimmt bspw. die Erfassungssignale von dem NE-Sensor
und dem A/F-Sensor auf, um eine tatsächliche Menge an Kraftstoff,
die durch das Kraftstoffeinspritzventil 30 eingespritzt
wurde, welches die einstufige oder die mehrstufige Einspritzung
ausgeführt hat, auf der Basis der Variation des Betriebszustands
der Maschine, wie z. B. der Maschinendrehzahl und dem Sauerstoffverbrauch
zu berechnen. In diesem Ausführungsbeispiel, wie es in 4 gezeigt ist,
wird die tatsächliche Menge an Kraftstoff auf der Basis
der Veränderung der Maschinendrehzahl berechnet, wenn die
einstufige Einspritzung ausgeführt wurde.
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In
Schritt S314 berechnet die ECU 40 den Einspritzmengenkorrekturwert
für den Soll-Einspritzdruck auf der Basis des Unterschieds
zwischen der angewiesenen und der tatsächlichen Einspritzmenge und
korrigiert das Einspritzmengenkennlinienkennfeld in Übereinstimmung
mit dem berechneten Einspritzmengenkorrekturwert. In Schritt S316 öffnet
die ECU 40 das Druckverringerungsventil 24, um
den Common Rail-Druck zu verringern, um von der Einspritzmengenlernvorgangssteuerung
zu der normalen Einspritzsteuerung zurückzukehren. Danach wird
die Routine beendet. Wenn der Fahrer das Beschleunigerpedal drückt,
um Kraftstoff von jedem Kraftstoffventil 30 einzuspritzen,
wird die normale Kraftstoffeinspritzsteuerung wieder aufgenommen.
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Falls
der Einspritzdruck zu der Zeit der Wiederaufnahme der normalen Einspritzsteuerung
nach Abschließen des Einspritzmengenlernvorgangs um einen
bestimmten Wert höher als der Einspritzwert in dem Fall
ist, in dem der Einspritzmengenlernvorgang nicht durchgeführt
wurde, führt die ECU 40 einen der nachfolgenden
Vorgänge (1) bis (3) zu der Zeit der Wiederaufnahme der
normalen Einspritzsteuerung durch, um das durch die Kraftstoffeinspritzung
erzeugte Geräusch zu verringern.
- (1)
Verringern des Einspritzdrucks so gut wie möglich durch
Verzögerung der Zeitsteuerung, bei der die normale Einspritzsteuerung
wiederaufgenommen wird.
- (2) Verringern der Einspritzmenge zu der Zeit der Wiederaufnahme
der normalen Einspritzsteuerung.
- (3) Umschalten auf die mehrstufige Einspritzung.
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Bei
der vorhergehend beschriebenen Erklärung wird der Einspritzdruck
erhöht, um den Einspritzmengenlernvorgang durchzuführen.
Falls der Einspritzdruck jedoch dann, wenn die Einspritzmengenlernvorgangsbedingungen
erfüllt sind, höher ist als der höchste
der Werte des Common Rail-Drucks, bei denen der Einspritzmengenlernvorgang
noch nicht durchgeführt wurde, muss der Einspritzdruck
zu der Zeit verringert werden, um den Einspritzmengenlernvorgang
durchzuführen. In diesem Fall wird der Common Rail-Druck
zu der Zeit des Abschließens des Einspritzmengenlernvorgangs
durch Erhöhen der Abgabemenge der Hochdruckpumpe 16 erhöht.
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Als
nächstes ist der Vorgang des Festsetzens des oberen Grenzwerts
des Einspritzdrucks erklärt, der in Schritt S304 in 2 durchgeführt
wird. In Schritt S220 in 3 berechnet die ECU 40 einen ersten
erlaubten Wert, der einen Wert angibt, bis zu dem es dem Soll-Einspritzdruck
erlaubt ist anzusteigen, auf der Basis des Niveaus des Hintergrundgeräuschs.
Bspw. dann, wenn die Maschinendrehzahl hoch ist oder wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit hoch
ist, ist das durch die Kraftstoffeinspritzung erzeugte Geräusch
weniger wahrnehmbar für die Fahrzeuginsassen, auch wenn
der Solldruck hoch ist, da das Niveau des Hintergrundgeräuschs
hoch ist. Demnach bestimmt dann, wenn die Maschinendrehzahl oder
die Fahrzeuggeschwindigkeit hoch ist, die ECU 40, dass
das Niveau des Hintergrundgeräuschs hoch ist, und erhöht
den ersten erlaubten Wert so, dass der obere Grenzwert des Soll-Einspritzdrucks mit
der Zunahme der Maschinendrehzahl oder der Fahrzeuggeschwindigkeit
zunimmt, wie es in 5 gezeigt ist.
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In
Schritt S322 berechnet die ECU 40 einen zweiten erlaubten
Wert, der einen Wert angibt, bis zu dem es dem Soll-Einspritzdruck
erlaubt ist, anzusteigen, auf der Basis der Druckverringerungsfähigkeit, die
in Übereinstimmung mit dem Betrieb des Druckverringerungsventils 24,
der trockenen Einspritzung eines jeden der Kraftstoffeinspritzventile 300,
eines feststehenden Ausströmens aus jedem Kraftstoffeinspritzventil 30 und
der Nacheinspritzung, die durch jedes Kraftstoffeinspritzventil 30 ausgeführt
wird, usw. bestimmt wird. Falls die Druckverringerungsfähigkeit
größer ist, kann der zweite erlaubte Wert größer
gemacht werden, da mit Anstieg der Druckverringerungsfähigkeit
die Zeit verringert wird, die nötig ist, um den Einspritzdruck
um einen ausreichenden Grad vor einem Beginnen der normalen Einspritzsteuerung
zu verringern. Falls der Einspritzdruck durch Veranlassen eines
jeden Kraftstoffeinspritzventils zum Ausführen einer trockenen
Einspritzung verringert wird, wird bestimmt, dass die Druckverringerungsfähigkeit
mit der Zunahme der Maschinendrehzahl zunimmt, da die Anzahl von Malen,
dass die trockene Einspritzung ausgeführt wird, mit dem
Anstieg der Maschinendrehzahl ansteigt.
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In
Schritt S324 berechnet die CU 40 einen dritten erlaubten
Wert, der einen Wert angibt, bis zu dem es dem Soll-Einspritzdruck
erlaubt ist, anzusteigen, auf der Basis der Zeit, die erforderlich
ist, um den Einspritzmengenlernvorgang durchzuführen. Falls
die Zeit, die erforderlich ist, um den Einspritzmengenlernvorgang
durchzuführen, kürzer ist, kann die Zeitdauer
nach Abschließen des Lernvorgangs und vor Beginnen der
normalen Einspritzsteuerung länger gemacht werden, um dadurch
die Zeitdauer sicher zu stellen, um den Einspritzdruck zu verringern, der
erhöht wurde, um den Einspritzmengenlernvorgang durchzuführen.
Demnach nimmt der dritte erlaubte Wert mit der Abnahme der Zeit
zu, die erforderlich ist, um den Einspritzmengenlernvorgang durchzuführen.
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In
Schritt S326 berechnet die ECU 40 den oberen Grenzwert
des Soll-Einspritzdrucks durch Durchführen des Einspritzmengenlernvorgangs
auf der Basis des ersten, des zweiten und des dritten erlaubten
Werts, die entsprechend in den Schritten S320, S322, S324 berechnet
werden. Die ECU 40 kann entweder ein Maximum oder ein Minimum
des ersten, des zweiten und des dritten erlaubten Werts als den
Soll-Einspritzdruck festsetzen.
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Wie
es vorhergehend erklärt worden ist, wird der Einspritzmengenlernvorgang
in diesem Ausführungsbeispiel nicht in einem Zustand durchgeführt,
in dem der Common Rail-Druck als der Einspritzdruck unverändert
zu der Zeit ist, wenn es bestimmt ist, dass die Einspritzmengenlernvorgangsbedingungen erfüllt
sind, sondern in einem Zustand, in dem der Common Rail-Druck auf
den Soll-Einspritzdruck innerhalb des Bereichs unter dem oberen
Grenzwert gesteuert wird. Demnach ist es gemäß diesem
Ausführungsbeispiel möglich, die Einspritzmenge
bei dem Soll-Einspritzdruck mit einem hohen Genauigkeitsgrad zu
korrigieren, da es nicht notwendig ist, den erlernten Korrekturwert
zum Korrigieren der Einspritzmenge abzuwandeln. Dies macht es möglich, eine
geringe Kraftstoffeinspritzmenge durch eine Nacheinspritzung mit
einem hohen Genauigkeitsgrad zu korrigieren, die vor einer Haupteinspritzung
ausgeführt wird, um das Geräusch und NOx zu verringern.
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Zudem
macht es dies möglich, zu verhindern, dass die Werte des
Einspritzdrucks, für die der Einspritzmengenlernvorgang
durchgeführt ist, zu der niedrigeren Seite hin tendieren,
da der Einspritzmengenlernvorgang bei dem Soll-Einspritzdruck durchgeführt
worden ist, der innerhalb des Bereichs unter dem oberen Grenzwert
festgesetzt ist. Dies macht es zudem möglich, zu verhindern,
dass der Einspritzdruck beim Durchführen des Einspritzmengenlernvorgangs übermäßig
ansteigt, da der obere Grenzwert des Einspritzdrucks zu der Zeit
des Durchführens des Einspritzmengenlernvorgangs festgesetzt ist.
Dies macht es zudem möglich, den Einspritzdruck während
der Zeitdauer nach Abschließen des Einspritzmengenlernvorgangs
und vor Beginnen der normalen Einspritzsteuerung ausreichend zu
verringern. Als eine Folge wird es möglich, zu verhindern, dass
sich der Betriebszustand der Maschine, wie z. B. das Geräusch
oder die Vibration der Maschine, während dem Einspritzmengenlernvorgang übermäßig
verändert, und dann, wenn die normale Einspritzsteuerung
wieder aufgenommen wird.
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Es
ist eine Selbstverständlichkeit, dass verschiedene Abwandlungen
bei dem vorhergehend beschriebenen Ausführungsbeispiel
gemacht werden können. Obwohl der Einspritzmengenlernvorgang durchgeführt
wird, während die Beschleunigungseinrichtung aus ist, und
demnach während das Fahrzeug aufgrund keiner Fahrzeugeinspritzung
in dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel verzögert, kann
dieser beispielsweise während einem Leerlaufen der Maschine
bei dem Soll-Einspritzdruck durchgeführt werden, der in
dem Bereich unter dem oberen Grenzwert festgesetzt ist. Zudem ist
es in diesem Fall möglich, das durch die Kraftstoffeinspritzung
erzeugte Geräusch während dem Einspritzmengenlernvorgang
so gut wie möglich zu verringern und die Kraftstoffeinspritzmenge
bei dem Soll-Einspritzdruck mit einem hohen Genauigkeitsgrad zu
korrigieren.
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Das
vorhergehende Ausführungsbeispiel beschreibt ein Beispiel,
in dem ein Einspritzmengenlernvorgang bei dem Kraftstoffeinspritzsystem 10 nach
Speicherungsart durchgeführt wird, bei dem in der Common
Rail 20 gespeicherter Kraftstoff von den Kraftstoffeinspritzventilen 30 in
die Zylinder der Dieselmaschine eingespritzt wird. Die vorliegende
Erfindung ist jedoch bei einem Kraftstoffeinspritzsystem anwendbar,
das nicht mit einer Common Rail versehen ist, die gestaltet ist,
um Kraftstoff von Kraftstoffeinspritzventilen in eine Benzinmaschine
einzuspritzen. In diesem Fall wird der Einspritzdruck bei dem Kraftstoffeinspritzventil
auf der Basis des Drucks in einem Rohr zum Zuführen von
Kraftstoff zu dem Kraftstoffeinspritzventil erfasst.
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Die
vorhergehend erklärten bevorzugten Ausführungsbeispiele
sind beispielhaft für die Erfindung der vorliegenden Anmeldung,
die einzig durch die nachfolgend angehängten Ansprüche
beschrieben ist. Es sollte verstanden sein, dass Abwandlungen der
bevorzugten Ausführungsbeispiele im Rahmen des Vermögens
des Fachmanns gemacht werden können.
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Das
Kraftstoffeinspritzsteuergerät hat eine Funktion des Durchführens
einer Bestimmung, ob Lernvorgangsbedingungen erfüllt sind,
um ein Durchführen eines Kraftstoffeinspritzmengenlernvorgangs zu
ermöglichen, eine Funktion des Leitens einer angewiesenen
Kraftstoffeinspritzmenge in dem Kraftstoffeinspritzemengenlernvorgang
zu einem Kraftstoffeinspritzventil, falls ein Ergebnis der Bestimmung
positiv ist, eine Funktion des Festsetzens eines oberen Grenzwerts
eines Einspritzdrucks in dem Kraftstoffeinspritzmengenlernvorgang,
eine Funktion des Festsetzens eines Soll-Einspritzdrucks in dem Kraftstoffeinspritzmengenlernvorgang,
eine Funktion des Setzens des Einspritzdrucks auf den Soll-Einspritzdruck,
eine Funktion des Erfassens einer tatsächlichen Kraftstoffeinspritzemenge
und eine Funktion des Korrigierens einer durch das Kraftstoffeinspritzventil
eingespritzten Kraftstoffmenge auf der Basis eines Unterschieds
zwischen der angewiesenen Kraftstoffeinspritzmenge und der tatsächlichen Kraftstoffeinspritzmenge
bei dem Soll-Einspritzdruck.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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