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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftstoffeinspritzsteuersystem, welches mit einem Kraftstoffinjektor vorgesehen ist. Bei dem Kraftstoffeinspritzsteuersystem wird ein Betrieb des Kraftstoffinjektors basierend auf einer Veränderung des Kraftstoffdrucks, die aufgrund einer Kraftstoffeinspritzung verursacht wird, gesteuert.
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Die
JP 2009 -
57 926 A (Patentdokument 1), die
JP 2009 -
74 535 A (Patentdokument 2), die
JP 2009 -
74 536 A (Patentdokument 3) und die
JP 2010 -
285 888 A (Patentdokument 4) beschreiben ein Kraftstoffeinspritzsystem, bei welchem ein Kraftstoffdrucksensor einen Druck eines Kraftstoffs, der einem Kraftstoffinjektor zugeführt wird, derart erfasst, dass er eine Veränderung des Kraftstoffdrucks (Kraftstoffdruckkurvenverlauf), welche aufgrund einer Kraftstoffeinspritzung verursacht wird, erfassen kann. Bei diesem Kraftstoffeinspritzsystem berechnet ein Computer einen Einspritzratenparameter, der zum Identifizieren eines Einspritzratenkurvenverlaufs entsprechend dem Kraftstoffdruckkurvenverlauf erforderlich ist. Zum Beispiel wird in Anbetracht der Tatsache, dass eine Kraftstoffdruckabfallstartzeit eine hohe Korrelation zu einer Kraftstoffeinspritzstartzeit aufweist, eine Erwiderungszeitverzögerung „te“ (Einspritzratenparameter) basierend auf der Kraftstoffdruckabfallstartzeit berechnet. Die Erwiderungszeitverzögerung „te“ entspricht einer Zeitverzögerung von da an, wenn ein Kraftstoffeinspritzstart befohlen wird, bis dahin, wenn eine Kraftstoffeinspritzung tatsächlich beginnt.
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Bei dem Kraftstoffeinspritzsystem, das in den vorstehenden Patentdokumenten 1 bis 4 dargestellt ist, weist eine elektronische Steuereinheit (ECU) einen Controller-Memory bzw. -Speicher und jeder Kraftstoffinjektor einen Injektor-Memory bzw. -Speicher auf.
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Während eines Maschinenbetriebs werden die Einspritzratenparameter, die anhand eines Kraftstoffdruckkurvenverlaufs erhalten werden, im Controller-Speicher gespeichert und sukzessive aktualisiert. Basierend auf den aktualisierten Einspritzratenparametern wird ein Betrieb des Kraftstoffinjektors gesteuert. Wenn die Maschine ausgeschaltet wird, werden die im Controller-Speicher gespeicherten Einspritzratenparameter in den Injektor-Speicher übertragen. Danach werden, wenn die Maschine eingeschaltet wird, die Einspritzratenparameter, die im Injektor-Speicher gespeichert sind, in den Controller-Speicher übertragen.
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Gemäß der vorstehenden Konfiguration werden, selbst wenn der Kraftstoffinjektor durch einen neuen ersetzt wird, die Einspritzratenparameter, die im neuen Injektor-Speicher gespeichert sind, in den Controller-Speicher übertragen, wenn die Maschine eingeschaltet wird. Somit kann die Kraftstoffeinspritzung basierend auf den Einspritzratenparametern des neuen Kraftstoffinjektors gesteuert werden.
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Allerdings kann sich der Kraftstoffeinspritzzustand, selbst dann, wenn das Kraftstoffeinspritzbefehlssignal unverändert ist, gemäß Umgebungswerten (Kraftstoffdruck, Kraftstoffeinspritzmenge, etc.) während einer Kraftstoffeinspritzzeit verändern. Somit sollten die Einspritzratenparameter in Assoziierung bzw. zusammen mit den gegenwärtigen bzw. augenblicklichen Umgebungswerten gelernt werden. Das Datenvolumen der Einspritzratenparameter wird dadurch jedoch vergrößert, die erforderliche Speicherkapazität des Injektor-Speichers wird erhöht, und eine Zeitdauer zum Übertragen der Einspritzratenparameter vom Controller-Speicher in den Injektor-Speicher verlängert sich.
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DE 10 2010 017 259 A1 offenbart eine Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung umfasst eine ECU, zum Steuern eines Betriebs eines Kraftstoffinjektors basierend auf charakteristischen Daten des Kraftstoffinjektors, ein EEPROM, das am Injektor vorgesehen ist, und ein EEPROM, das an der ECU angeordnet ist. Identifikationsinformationen, durch welche der Injektor eindeutig identifiziert wird, sind in beiden EEPROMS gespeichert. Es wird bestimmt, ob die im injektor-seitigen EEPROM gespeicherte Identifikationsinformation identisch zu der im ECU-seitigen EEPROM gespeicherten Identifikationsinformation ist. Basierend auf diesem Bestimmungsergebnis kann festgestellt werden, ob der Injektor und/oder die ECU, gegen einen/eine Neuen/Neue ausgetauscht wurden.
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DE 10 2006 059 007 B3 offenbart eine Einrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine mit einem elektronischen Motorsteuergerät, mit mindestens einem Injektor zur Einspritzung von Kraftstoff in die Brennräume der Brennkraftmaschine, mit einem intelligenten elektronischen Baustein , welcher mit dem jeweiligen Injektor eine Baueinheit bildet, wobei der elektronische Baustein eine elektronische Speichereinheit zum Speichern von Daten, eine Berechnungseinheit , eine Messtechnikeinheit zur Signalerfassung und einen Energiespeicher zur Speicherung von elektrischer Energie sowie zur Energieversorgung des elektronischen Bausteins während des Betriebs der Brennkraftmaschine aufweist, und mit Steuerleitungen zur Übertragung eines Einspritzsignals vom elektronischen Motorsteuergerät zum Injektor . Über die Steuerleitungen erfolgt zugleich die Energieübertragung an den Energiespeicher und der bidirektionale Datenaustausch.
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DE 103 05 772 A1 offenbart eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung und ein Kraftstoffeinspritzsystem, die eine elektronische Kompensationseinrichtung aufweisen, die für die spezifische Kraftstoffeinspritzvorrichtung relevante Information enthält und/oder einen Prozessor bzw. Treiber aufweist, der ein Aktuatorsteuersignal in zumindest teilweiser Abhängigkeit von Informationen in einer Speichereinrichtung erzeugt.
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DE 102 15 610 A1 offenbart ein System und ein Verfahren zum Korrigieren des Einspritzverhaltens von mindestens einem Injektor, mit einer Einrichtung zum Speichern von Informationen und einem Mittel zum Steuern des mindestens einen Injektors unter Berücksichtigung der gespeicherten Informationen. Es ist vorgesehen, dass die Informationen durch Vergleichen von Soll-Werten mit Ist-Werten individuell an mehreren Prüfpunkten mindestens eines Injektors ermittelt werden und bezogen sind.
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JP 2008 -
280 850 A offenbart eine Kraftstoffeinspritz-Eigenschafts-Erfassungsvorrichtung zum Erfassen gelegentlicher Einspritzungseigenschaften einschließlich einer Änderung der säkularen Eigenschaft. Die Kraftstoffeinspritz-Eigenschafts-Erfassungsvorrichtung (eine Motorsteuerungs-ECU) zum Erfassen von Kraftstoffeinspritzungseigenschaften, wenn eine Einspritzmaschine eingespritzt und einem Kraftstoff zugeführt wird, wird auf ein Kraftstoffzufuhrsystem angewendet, das ein vorbestimmtes Kraftstoffeinspritzventil zum Einspritzen und Zuführen von Kraftstoff in einen Zylinder als verwendet Kraftstoffverbrennungsteil des Objektmotors. Sie umfasst dabei Programme (Schritte
S32,
S35) zum sequentiellen Erfassen des Kraftstoffdrucks, der dem Kraftstoffeinspritzventil zuzuführen ist, und zum Speichern pulsierender Kraftstoffdruckmuster zusammen mit dem Einspritzvorgang des Kraftstoffeinspritzventils in einer vorbestimmten Speichervorrichtung (einem EEPROM im eine ECU oder ein Backup-RAM), während sie zu diesem Zeitpunkt einer Kraftstoffeinspritzmenge und einem Kraftstoffdruckniveau zugeordnet werden (insbesondere in Bezug auf ein vorbestimmtes Lerneinspritzmuster, das aus einer einstufigen Einspritzung besteht).
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Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der vorstehenden Problematik geschaffen, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kraftstoffeinspritzsteuersystem zu schaffen, welches eine Reduzierung einer erforderlichen Speicherkapazität eines Injektor-Speichers ermöglicht und eine Zeitdauer zum Übertragen der Einspritzratenparameter verkürzt.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der davon abhängigen Ansprüche.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung enthält ein Kraftstoffeinspritzsteuersystem einen Kraftstoffinjektor, der Kraftstoff in eine Verbrennungskammer einer Verbrennungsmaschine einspritzt; einen Kraftstoffdrucksensor, der einen Kraftstoffdruckkurvenverlauf erfasst, der eine Veränderung eines Kraftstoffdrucks, welche aufgrund einer Kraftstoffeinspritzung durch den Kraftstoffinjektor verursacht wird, erfasst; und eine Steuereinheit zum Berechnen eines Kraftstoffeinspritzratenparameters, der zum Identifizieren eines Einspritzratenkurvenverlaufs entsprechend dem Kraftstoffdruckkurvenverlauf erforderlich ist. Die Steuereinheit steuert einen Betrieb des Kraftstoffinjektors basierend auf dem berechneten Kraftstoffeinspritzratenparameter. Das Kraftstoffeinspritzsteuersystem enthält ferner einen Controller-Speicher (Memory), der für die Steuereinheit vorgesehen ist, und einen Injektor-Speicher (Memory), der für den Kraftstoffinjektor vorgesehen ist.
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Die Steuereinheit enthält einen Lernabschnitt zum Speichern und Aktualisieren des Kraftstoffeinspritzratenparameters im Controller-Speicher zusammen mit einem Umgebungswert, welcher einen Kraftstoffeinspritzzustand beeinflusst; einen Aktualisierungsbereich-Erstellungsabschnitt zum Erstellen eines festgelegten Aktualisierungsbereichs, welcher kleiner als ein Gesamtbereich des Umgebungswerts ist; und einen Übertragungsabschnitt zum Übertragen des Kraftstoffeinspritzratenparameters, der im Controller-Speicher gespeichert ist, in den Injektor-Speicher. Der Kraftstoffeinspritzratenparameter steht mit dem Umgebungswert im Aktualisierungsbereich in Verbindung.
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Wenn die Maschine ausgeschaltet wird bzw. ist, werden die Einspritzratenparameter, die im Controller-Speicher gespeichert sind, in den Injektor-Speicher übertragen. Auch wenn der Kraftstoffinjektor durch einen neuen ersetzt wird, wird der Einspritzratenparameter, der im Injektor-Speicher des neuen Kraftstoffinjektors gespeichert ist, in den Controller-Speicher übertragen, wodurch der Betrieb des neuen Kraftstoffinjektors basierend auf dessen Einspritzratenparameter gesteuert werden kann.
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Ferner kann, da nur ein Teil der im Controller-Speicher gespeicherten Daten in den Injektor-Speicher übertragen werden, die erforderliche Speicherkapazität des Injektor-Speichers reduziert und die Datenübertragungsdauer von der Steuereinheit in den Injektor-Speicher verkürzt werden.
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Die vorstehenden und weitere Aufgabe, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Offenbarung wird anhand der nachfolgenden detaillierten Beschreibung bezüglich der beigefügten Zeichnungen deutlicher ersichtlich. In den Zeichnungen zeigen:
- 1 ein Konstruktionsdiagramm, das eine Gesamtstruktur eines Kraftstoffeinspritzsteuersystems gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
- 2(a), 2(b) und 2(c) Graphen, die Veränderungen einer Kraftstoffeinspritzrate und eines Kraftstoffdrucks bezüglich eines Kraftstoffeinspritzungsbefehlssignals darstellen;
- 3 ein Blockdiagramm, das einen Lernprozess eines Kraftstoffeinspritzratenparameters und einen Einstellprozess eines Kraftstoffeinspritzungsbefehlssignals gemäß der ersten Ausführungsform darstellt;
- 4 ein Blockdiagramm, das das Kraftstoffeinspritzsteuersystem gemäß der ersten Ausführungsform darstellt;
- 5 ein Flussdiagramm, das einen Prozessablauf zum Übertragen von Daten in einer ECU auf einen Injektor-Speicher gemäß der ersten Ausführungsform darstellt;
- 6 ein Flussdiagramm, das einen Prozessablauf zum Übertragen von Daten in einem Injektor-Speicher auf eine ECU gemäß der ersten Ausführungsform darstellt;
- 7 ein Flussdiagramm, das einen Prozessablauf zum Übertragen von Daten in einer ECU zu einem Injektor-Speicher gemäß einer dritten Ausführungsform darstellt;
- 8(a), 8(b), 8(c), 8(d) und 8(e) Graphen, die Master Tq-Q Kennlinien und tatsächliche Tq-Q Kennlinien darstellen;
- 9 ein Flussdiagramm, das einen Prozessablauf zum Übertragen von Daten in einer ECU auf einen Injektor-Speicher gemäß einer vierten Ausführungsform darstellt; und
- 10 ein Flussdiagramm, das einen Prozessablauf zum Übertragen von Daten in einem Injektor-Speicher auf eine ECU gemäß der vierten Ausführungsform darstellt.
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Hiernach werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Ein Kraftstoffeinspritzcontroller ist für eine Verbrennungsmaschine (Dieselmaschine) mit vier Zylindern #1 bis #4 vorgesehen.
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[Erste Ausführungsform]
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1 zeigt eine schematische Ansicht, die ein Kraftstoffeinspritzsystem darstellt, welches Kraftstoffinjektoren 10, die für jeden Zylinder vorgesehen sind, einen Kraftstoffdrucksensor 20, der für jeden Kraftstoffinjektor 10 vorgesehen ist, eine elektronische Steuereinheit (ECU) 30 und dergleichen enthält.
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Zuerst wird ein Kraftstoffeinspritzsystem der Maschine einschließlich dem Kraftstoffinjektor 10 erläutert. Kraftstoff in einem Kraftstofftank 40 wird durch eine Hochdruckpumpe 41 nach oben gepumpt und in einer Common-Rail 42 angesammelt, um jedem Zylinder zugeführt zu werden.
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Der Kraftstoffinjektor 10 besteht aus einem Körper 11, einer Nadel (Ventilkörper) 12, einem Aktor 13 und dergleichen. Der Körper 11 definiert eine Hochdruckpassage 11a und eine Einspritzöffnung 11b. Die Nadel 12 ist im Körper 11 aufgenommen, um die Einspritzöffnung 11b zu öffen/schließen. Der Aktor 13 steuert die Nadel 12 an.
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Die ECU 30 steuert den Aktor 13, um die Nadel 12 anzusteuern. Wenn die Nadel 12 die Einspritzöffnung 11d öffnet, wird Hochdruckkraftstoff in die Hochdruckpassage 11a zu einer Verbrennungskammer (nicht dargestellt) der Maschine eingespritzt. Die ECU 30 weist einen Mirkocomputer auf, der einen Soll-Kraftstoffeinspritzzustand, wie zum Beispiel eine Kraftstoffeinspritzstartzeit, eine Kraftstoffeinspritzendzeit, eine Kraftstoffeinspritzmenge und dergleichen basierend auf einer Maschinengeschwindigkeit, einer Maschinenlast und dergleichen berechnet. Die ECU 30 überträgt ein Kraftstoffeinspritzungsbefehlssignal an den Aktor 13, um den Nadelventilkörper 12 derart anzusteuern, dass der vorstehende Soll-Kraftstoffeinspritzzustand erzielt wird.
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Ein Kraftstoffdrucksensor 20 ist für jeden der Kraftstoffinjektoren 10 vorgesehen. Der Kraftstoffdrucksensor 20 enthält einen Schaft 21 (Ladezelle), ein Drucksensorelement 22 und einen geformten IC (Integrated Circuit bzw. integrierten Schaltkreis) 23. Der Schaft 21 ist am Körper 11 vorgesehen. Der Schaft 21 weist eine Membran 21a, welche sich in Erwiderung auf den Hochdruckkraftstoff in der Hochdruckpassage 11a elastisch deformiert. Das Drucksensorelement 22 ist auf der Membran 21a vorgesehen, um ein Druckerfassungssignal abhängig von einer klassischen Deformation der Membran 21a auszugeben.
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Der geformte IC 23 enthält eine Verstärkerschaltung, welche ein Druckerfassungssignal, das vom Drucksensorelement 22 übertragen wird, verstärkt. Ferner enthält der geformte IC 23 einen Injektor-Speicher 23a, welcher ein wiederbeschreibbarer bzw. überschreibbarer nichtflüchtiger Speicher, wie zum Beispiel ein EEPROM, ist. Dieser Injektor-Speicher 23a wird als hiernach INJ-Speicher 23a bezeichnet. Am Körper 11 ist ein Verbinder 14 vorgesehen. Der geformte IC 23, der Aktor 13 und die ECU 30 sind miteinander durch einen Kabelbaum 15, der mit dem Verbinder 14 verbunden ist, elektrisch verbunden.
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Die ECU 30 weist einen Mikrocomputer auf, welcher einen Soll-Kraftstoffeinspritzzustand, wie zum Beispiel eine Anzahl von Kraftstoffeinspritzungen, eine Kraftstoffeinspritzstartzeit, eine Kraftstoffeinspritzendzeit, und eine Kraftstoffeinspritzmenge, berechnet. Zum Beispiel speichert der Mikrocomputer einen optimalen Kraftstoffeinspritzzustand bezüglich der Maschinenlast und der Maschinengeschwindigkeit in einem Kraftstoffeinspritzzustandskennfeld. Anschließend wird, basierend auf der gegenwärtigen Maschinenlast und Maschinengeschwindigkeit, der Soll-Kraftstoffeinspritzzustand hinsichtlich des Kraftstoffeinspritzzustandskennfelds berechnet. Die Kraftstoffeinspritzungsbefehlssignale t1, t2, Tq (2(a)) entsprechend dem berechneten Soll-Einspritzungszustand werden basierend auf den Einspritzratenparametern td, te, Rα, Rβ, Rmax, erstellt, welche später im Detail beschrieben werden. Diese Kraftstoffeinspritzungsbefehlssignale werden an den Kraftstoffinjektor 10 übertragen.
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Basierend auf dem Erfassungswert des Kraftstoffdrucksensors 20 ist eine Veränderung des Kraftstoffdrucks durch einen Kraftstoffdruckkurvenverlauf dargestellt (siehe 2(c)). Ferner wird, basierend auf diesem Kraftstoffdruckkurvenverlauf, ein Kraftstoffeinspritzratenkurvenverlauf (2(b)), der eine Veränderung einer Kraftstoffeinspritzrate darstellt, berechnet, wodurch ein Kraftstoffeinspritzzustand erfasst wird. Anschließend werden die Einspritzratenparameter Rα, Rβ, und Rmax, welche den Einspritzratenkurvenverlauf kennzeichnen, und die Einspritzratenparameter „te“, „td“, welche die Korrelation zwischen den Einspritzungsbefehlssignalen (Puls-Ein-Zeitpunkt t1, Puls-Aus-Zeitpunkt t2, Puls-Ein-Dauer Tq) und dem Einspritzungszustand kennzeichnen, gelernt.
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Genauer gesagt wird ein Abfalldruckkurvenverlauf von einem Punkt P1 zu einem Punkt P2 an eine abfallende Gerade Lα durch ein Kleinste-Quadrate-Verfahren angenähert. Bei dem Punkt P1 beginnt der Kraftstoffdruck aufgrund einer Kraftstoffeinspritzung abzufallen. Bei dem Punkt P2 fällt der Kraftstoffdruck nicht mehr ab. Danach wird ein Zeitpunkt LBα, bei welchem der Kraftstoffdruck einen Referenzwert Bα auf der angenäherten abfallenden Gerade Lα annimmt, berechnet. Da der Zeitpunkt LBα und die Kraftstoffeinspritzstartzeit R1 eine Korrelation zueinander aufweisen, wird die Kraftstoffeinspritzstartzeit R1 basierend auf dem Zeitpunkt LBα berechnet. Genauer gesagt wird ein Zeitpunkt der um eine festgelegte Zeitverzögerung Cα vor dem Zeitpunkt LBα liegt, als die Kraftstoffeinspritzstartzeit R1 definiert.
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Ferner wird ein Anstiegsdruckkurvenverlauf von einem Punkt P3 zu einem Punkt P5 an eine ansteigende Gerade Lβ durch das Kleinste-Quadrate-Verfahren angenähert. Bei dem Punkt P3 beginnt der Kraftstoffdruck aufgrund einer Beendung einer Kraftstoffeinspritzung anzusteigen. Bei dem Punkt P5 hört dieser Kraftstoffdruckanstieg auf. Anschließend wird ein Zeitpunkt LBβ, bei welchem der Kraftstoffdruck einen Referenzwert Bβ auf der angenäherten ansteigenden Gerade Lβ annimmt, berechnet. Da der Zeitpunkt LBβ und die Kraftstoffeinspritzendzeit R4 eine Korrelation zueinander aufweisen, wird die Kraftstoffeinspritzendzeit R4 basierend auf dem Zeitpunkt LBβ berechnet. Genauer gesagt wird ein Zeitpunkt, der um eine festgelegte Zeitverzögerung Cβ vor dem Zeitpunkt LBβ liegt, als die Kraftstoffeinspritzendzeit R4 definiert.
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In Anbetracht der Tatsache, dass eine Neigung bzw. Steigung der abfallenden Geraden Lα und eine Steigung des Einspritzratenanstiegs eine hohe Korrelation zueinander aufweisen, wird eine Steigung einer Geraden Rα, welche einen Anstieg der Kraftstoffeinspritzrate in 2(b) darstellt, basierend auf einer Steigung der abfallende Gerade Lα berechnet. Genauer gesagt wird eine Steigung der Geraden Rα mit einem festgelegten Koeffizienten multipliziert, um die Steigung der Geraden Rα zu erhalten. Ähnlich wird, in Anbetracht der Tatsache, dass eine Steigung der ansteigenden Gerade Lβ und eine Steigung des Einspritzratenabfalls eine hohe Korrelation zueinander aufweisen, eine Steigung einer Geraden Rβ, welche einen Abfall einer Kraftstoffeinspritzrate darstellt, basierend auf einer Steigung der ansteigenden Gerade Lβ berechnet.
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Anschließend wird eine Ventilverschlussstartzeit R23 basierend auf den Geraden Rα, Rβ berechnet. Zu dieser Zeit R23 beginnt sich der Ventilkörper 12 mit einem Kraftstoffeinspritzende-Befehlssignal nach unten zu bewegen. Genauer gesagt ist ein Schnittpunkt der Geraden Rα und Rβ als die Ventilverschlussstartzeit R23 definiert. Ferner wird eine Kraftstoffeinspritzstartzeitverzögerung „td“ der Kraftstoffeinspritzstartzeit R1 bezüglich der Puls-Ein-Zeit t1 berechnet. Außerdem wird eine Kraftstoffeinspritzendzeitverzögerung „te“ der Ventilverschlussstartzeit R23 bezüglich der Puls-Aus-Zeit t2 berechnet.
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Ein Schnittpunkt der abfallenden Geraden Lα und der ansteigenden Gerade Lβ wird erhalten und ein Druck entsprechend dieses Schnittpunkts wird als ein Schnittpunktdruck Pαβ berechnet. Ferner wird ein Differenzialdruck ΔPγ zwischen einem Referenzdruck Tbase und dem Schnittpunktdruck Pαβ berechnet. In Anbetracht der Tatsache, dass der Differenzialdruck ΔPγ und die maximale Einspritzrate Rmax eine hohe Korrelation zueinander aufweisen, wird die maximale Einspritzrate Rmax basierend auf dem Differenzialdruck ΔPγ berechnet. Genauer gesagt wird der Differenzialdruck ΔPγ mit einem Korrelationskoeffizienten Cγ multipliziert, um die maximale Einspritzrate Rmax zu berechnen.
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Falls der Differenzialdruck
ΔPγ niedriger als ein festgelegter Wert
ΔPγth (kleine Einspritzung) ist, wird die maximale Kraftstoffeinspritzrate
Rmax wie folgt definiert:
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Falls der Differenzialdruck ΔPγ nicht niedriger als der festgelegte Wert ΔPγth (große Einspritzung) ist, wird ein festgelegter Wert Rγ als die maximale Einspritzrate Rmax definiert.
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Ein durchschnittlicher Kraftstoffdruck des Referenzdruckkurvenverlaufs wird als Referenzdruck Pbase berechnet. Der Referenzdruckkurvenverlauf entspricht einem Teil des Einspritzkurvenverlaufs Wb einer Dauer, in welcher der Kraftstoffdruck noch nicht begonnen hat, aufgrund einer Kraftstoffeinspritzung abzufallen. Zum Beispiel kann ein Teil der Einspritzungskomponente Wb entsprechend einer Zeitdauer „TA“ von der Einspritzstartbefehlszeit t1, bis eine festgelegte Zeit vergeht, als der Referenzdruckkurvenverlauf definiert werden. Alternativ wird ein Wendepunkt P1 basierend auf Differenzialwerten des abfallenden Druckkurvenverlaufs berechnet, und ein Teil der Einspritzkomponente Wb entsprechend einer Zeitdauer von der Einspritzstartbefehlszeit t1 bis zum Wendepunkt P1 wird als der Referenzdruckkurvenverlauf definiert.
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Die kleine Einspritzung entspricht einem Fall, in welchem das Ventil 12 beginnt, sich nach unten zu bewegen, bevor die Einspritzrate den vorbestimmten Wert Rγ erreicht. Die Kraftstoffeinspritzmenge wird durch die Sitzoberflächen 11e und 12a beschränkt. Währenddessen entspricht die große Einspritzung einem Fall, in welchem das Ventil 12 beginnt sich nach oben zu bewegen, nachdem die Einspritzrate den vorbestimmten Wert Rγ erreicht. Die Kraftstoffeinspritzmenge hängt von einem Durchflussbereich der Einspritzöffnung 11b ab. Hierbei ist, wenn die Einspritzbefehlsdauer „Tq“ lang genug ist und die Einspritzöffnung 11b auch dann geöffnet worden ist, nachdem die maximale Einspritzrate erzielt wurde, die Form des Einspritzratenkurvenverlaufs trapezförmig, wie in 2(b) dargestellt. Falls hingegen die kleine Einspritzung vorliegt, wird die Form des Einspritzratenkurvenverlaufs dreiecksförmig.
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Der vorstehende vorbestimmte Wert Rγ, welcher der maximalen Einspritzrate Rmax im Fall der großen Einspritzung entspricht, verändert sich mit der Alterung des Kraftstoffinjektors 10. Falls zum Beispiel Partikel bzw. Verschmutzungen in der Einspritzöffnung 11b angesammelt sind und die Kraftstoffeinspritzmenge sich dadurch während der Alterung verringert, wird der Druckabfallbetrag ΔP, der in 2(c) dargestellt ist, kleiner. Außerdem wird, falls die Sitzoberflächen 11e, 12a abgenutzt werden und sich die Kraftstoffeinspritzmenge erhöht, der Kraftstoffdruckbetrage ΔP größer. Dabei sollte beachtet werden, dass der Druckabfallbetrag ΔP einem erfassten Druckabfallbetrag entspricht, welcher aufgrund einer Kraftstoffeinspritzung verursacht wird. Zum Beispiel entspricht er einem Druckabfallbetrag von dem Referenzdruck Pbase zu dem Punkt P2 oder von dem Punkt P1 zu dem Punkt P2.
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In der vorliegenden Ausführungsform wird, in Anbetracht der Tatsache, dass die maximale Einspritzrate Rmax (vorbestimmter Wert Rγ) bei einer großen Einspritzung eine hohe Korrelation zu dem Druckabfallbetrag ΔP aufweist, der vorbestimmte Wert Rγ basierend auf dem Druckabfallbetrag ΔP erstellt. Das heißt, der Lernwert der maximalen Einspritzrate Rmax bei der großen Einspritzung entspricht einem Lernwert des vorbestimmten Werts Rγ basierend auf dem Druckabfallbetrag ΔP.
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Wie vorstehend können die Einspritzratenparameter td, te, Rα, Rβ, Rmax anhand des Kraftstoffdruckkurvenverlaufs erhalten werden. Anschließend kann der Einspritzratenkurvenverlauf (siehe 2(b)) entsprechend dem Einspritzungsbefehlssignal (2(a)) basierend auf den Lernwerten dieser Parameter td, te, Rα, Rβ, Rmax berechnet werden.
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Ein Bereich des berechneten Einspritzratenkurvenverlaufs (schattierter Bereich in 2(b)) entspricht einer Kraftstoffeinspritzmenge. Somit kann die Kraftstoffeinspritzmenge basierend auf den Einspritzratenparametern berechnet werden. Ein Verhältnis zwischen der berechneten Kraftstoffeinspritzmenge und der Einspritzungsbefehlsdauer „Tq“ kann als Einspritzratenparameter gelernt werden.
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3 zeigt ein Blockdiagramm, das einen Lernprozess eines Kraftstoffstoffeinspritzratenparameters und einen Einstellprozess eines Kraftstoffeinspritzungsbefehlssignals darstellt. Ein Einspritzratenparameterberechnungsabschnitt 31 berechnet die Einspritzratenparameter td, te, Rα, Rβ, Rmax basierend auf dem Kraftstoffdruckkurvenverlauf, der durch den Kraftstoffdrucksensor 20 erfasst wird.
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Ein Lernabschnitt 32 lernt die berechneten Einspritzratenparameter und speichert die aktualisierten Parameter in einem RAM 34c der ECU 30 (siehe 4). Da die Einspritzratenparameter gemäß dem zugeführten Kraftstoffdruck (Kraftstoffdruck in der Common-Rail 42) variieren, ist es bevorzugt, dass die Einspritzratenparameter zusammen mit dem zugeführten Kraftstoffdruck oder einem Referenzdruck Pbase (siehe 2(c)) gelernt werden. Außerdem werden, da die Einspritzratenparameter von einer gegenwärtigen Kraftstoffeinspritzmenge Q abhängig sind, die Einspritzratenparameter zusammen mit der Kraftstoffeinspritzmenge Q gelernt.
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In der vorliegenden Ausführungsform, wie in 3 dargestellt ist, werden der Kraftstoffdruck, wie zum Beispiel der Referenzdruck Pbase, und die Kraftstoffeinspritzmenge Q, als die Umgebungswerte definiert. Die Werte der Einspritzratenparameter werden zusammen mit den Umgebungswerten Pbase, Q in Parameterkennfeldem M1 bis M5 gespeichert. Jedes der Parameterkennfelder M1 bis M5 wird bezüglich jedem Einspritzratenparameter td, te, Rα, Rβ, Rmax erstellt.
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In diesen Parameterkennfeldern M1 bis M5 wird der Referenzdruck Pbase durch „m“ und die Kraftstoffeinspritzmenge „Q“ durch „n“ dividiert. Somit wird jedes der Kennfelder M1 bis M5 in (m x n) Bereiche unterteilt. „m“ und „n“ sind natürliche Zahlen größer oder gleich „2“. In jedem Bereich der Kennfelder M1 bis M5 ist der Lernwert oder ein Initialwert des Einspritzratenparameters td, te, Rα, Rβ, Rmax gespeichert.
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Ein Erstellungsabschnitt (Steuerabschnitt) 33 erhält die Einspritzratenparameter (Lernwerte) entsprechend dem gegenwärtigen bzw. augenblicklichen Kraftstoffdruck und die Soll-Kraftstoffeinspritzmenge anhand der Kennfelder M1 bis M5. Anschließend werden, basierend auf den erhaltenen Einspritzratenparametern die Einspritzungsbefehlssignale „t1“, „t2“, „Tq“ entsprechend dem Solleinspritzungszustand ermittelt bzw. erstellt. Wenn der Kraftstoffinjektor 10 gemäß den vorstehenden Einspritzungsbefehlssignalen betrieben wird, erfasst der Kraftstoffdrucksensor 20 den Kraftstoffdruckkurvenverlauf. Basierend auf diesem Kraftstoffdruckkurvenverlauf berechnet der Einspritzratenparameterberechnungsabschnitt 31 die Einspritzratenparameter td, te, Rα, Rβ, Rmax.
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Das heißt, der tatsächliche Kraftstoffeinspritzzustand (Einspritzratenparameter td, te, Rα, Rβ, Rmax) bezüglich dem Kraftstoffeinspritzungsbefehlssignal wird erfasst und gelernt. Basierend auf diesem Lernwert werden die Kraftstoffeinspritzungsbefehlssignale entsprechend dem Solleinspritzzustand erstellt. Daher ist das Einspritzbefehlssignal basierend auf dem tatsächlichen Einspritzzustand Feedback-gesteuert, wodurch der tatsächliche Kraftstoffeinspritzzustand derart genau gesteuert wird, dass er mit dem Solleinspritzungszustand selbst dann übereinstimmt, wenn die Alterung bereits vorangeschritten ist. Darüber hinaus ist die Einspritzungsbefehlsdauer „Tq“ basierend auf dem Einspritzratenparameter derart Feedback-gesteuert, dass die tatsächliche Kraftstoffeinspritzmenge mit der Soll-Kraftstoffeinspritzmenge übereinstimmt.
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Wie in 4 dargestellt enthält die ECU 30 einen Mikrocomputer 34, einen wiederbeschreibbaren bzw. überschreibbaren nichtflüchtigen Speicher (elektrisch löschbarer programmierbarer Read-Only-Speicher: EEPROM) 35 und eine Verbindungsschaltung 36. Der Mikrocomputer 34 enthält eine CPU 34a, einen ROM 34b und einen RAM 34c. Der EEPROM 35 und der RAM 34c entsprechen einem Controller-Speicher, der EEPROM 35 wird hiernach als ECU-Speicher 35 bezeichnet.
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Die Initialwerte der Lernwerte, welche der Lernabschnitt 32 lernt, werden vorher experimentell erhalten, bevor der Kraftstoffinjektor 10 verschickt wird. Die erhaltenen Initialwerte werden im INJ-Speicher 23a und dem ECU-Speicher 35 gespeichert, bevor der Injektor 10 verschickt wird.
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Die vorstehenden Initialwerte sind individuelle Werte für den jeweiligen Kraftstoffinjektor 10. Die Initialwerte enthalten individuelle Veränderungen des Kraftstoffinjektors 10. Dabei werden Masterwerte (Referenzwerte) eines Masterkraftstoffinjektors im ECU-Speicher 35 gespeichert. Basierend auf den Masterwerten wird ein individueller Unterschied des Kraftstoffinjektors 10 bestimmt.
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Während die Maschine läuft werden die Lernwerte der Einspritzratenparameter, welche der Lernabschnitt 32 gelernt hat, zeitweise im RAM 34c des Mikrocomputers 34d gespeichert. Wenn die Maschine ausgeschaltet wird (ein Zündschalter ausgeschaltet wird), werden die Lernwerte im ECU-Speicher 35 gespeichert. Anschließend, wenn die Maschine wieder eingeschaltet wird (der Zündschalter eingeschaltet wird), werden die Lernwerte der Kennfelder M1 bis M5, die im ECU-Speicher 35 gespeichert sind, im RAM 34c gespeichert.
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Die Verbindungsschaltung 36 und der INJ-Speicher 23a sind interaktiv miteinander verbunden. Wenn die Maschine ausgeschaltet wird, werden ein Teil der Lernwerte der Kennfelder M1 bis M5, die in dem ECU-Speicher 35 oder dem RAM 34c gespeichert sind, in den INJ-Speicher 23a übertragen. Anschließend wird, wenn die Maschine wieder eingeschaltet wird, ein Teil der Lernwerte, die im INJ-Speicher 23a gespeichert sind, in den ECU-Speicher 35 übertragen. Das heißt, wenn die Maschine eingeschaltet wird, wird ein Teil der Kennfelder M1 bis M5, die im ECU-Speicher 35 gespeichert sind, auf die Werte, die im INJ-Speicher 23a gespeichert sind, überschrieben.
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5 zeigt ein Flussdiagramm, das einen Prozessablauf zum Übertragen der Daten, die in der ECU 30 gespeichert sind, in den INJ-Speicher 23a, darstellt.
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In Schritt S10 bestimmt der Computer, basierend auf einer Ein-Aus-Position eines Zündschalters, ob die Maschine ausgeschaltet ist,. Wenn die Antwort in Schritt S10 JA ist, schreitet der Prozessablauf zu Schritt S11 voran, in welchem der Computer eine Differenz zwischen dem Masterwert (Referenzwert) und dem Lernwert, der in den Kennfeldern M1 bis M5 gespeichert ist, bezüglich jedem Bereich der Kennfelder M1 bis M5 berechnet.
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In Schritt S12 wählt der Computer eine Mehrzahl von Bereichen aus, in denen die vorstehende Differenz in jedem Kennfeld M1 bis M5 relativ groß ist. Diese ausgewählte Gruppe von Bereichen wird bezüglich jedem Kennfeld M1 bis M5 als Bereich W1 bis W5 mit großer Differenz definiert. Der definierte Bereich ist kleiner als ein Gesamtbereich jedes Kennfelds M1 bis M5. Genauer gesagt wird vorher eine festgelegte Anzahl kleiner als „m x n“ festgelegt. Ein Bereich einschließlich der festgelegten Anzahl von Bereichen, in denen die Differenz kleiner ist, wird bezüglich jedem Kennfeld M1 bis M5 als der Bereich W1 bis W5 mit der großen Differenz definiert. In 4 entspricht ein schattierter Bereich dem Bereich W1 der großen Differenz des Kennfelds M1. Der Bereich der großen Differenz kann aus benachbarten Bereich bestehen, wie in 4 dargestellt. Alternativ kann der Bereich der großen Differenz aus beabstandeten Bereichen bestehen.
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Anschließend schreitet der Prozessablauf zu Schritt S13 (Aktualisierungsbereich-Erstellungsabschnitt) voran, in welchem der Computer einen Aktualisierungsbereich „W“ erstellt, welcher jedem der Kennfelder M1 bis M5 gemeinsam ist, basierend auf dem Bereich W1 bis W5 der großen Differenz. Zum Beispiel sind die Bereiche W1 bis W5 der großen Differenz gemittelt, um den Aktualisierungsbereich „W“ zu erstellen. Genauer gesagt wird eine zentrale Position von jedem Bereich W1 bis W5 der großen Differenz entsprechend berechnet. Die festgelegte Anzahl der Bereiche (neun Bereiche in 4) um ein Mittel bzw. einen Durchschnitt der zentralen Positionen wird als der Aktualisierungsbereich „W“ definiert.
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Jeder der Bereiche W1 bis W5 der großen Differenz ist in jedem Kennfeld M1 bis M5 im Wesentlichen gleich. Das heißt, der Bereich der Regionen, in welchen die Differenz groß ist, ist unter den Einspritzratenparametern td, te, Rα, Rβ und Rmax gleich.
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In Schritt S14 (Übertragungsabschnitt) werden die Einspritzratenparameter (Lernwerte) td, te, Rα, Rβ, Rmax entsprechend dem Aktualisierungsbereich „W“ in jedem Kennfeld M1 bis M5 in den INJ-Speicher 23a übertragen und darin gespeichert. Die Einspritzratenparameter außerhalb des Aktualisierungsbereichs „W“ werden nicht in den INJ-Speicher 23a übertragen.
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Daher werden in den Parameterkennfeldern M1a bis M5a, die im INJ-Speicher 23a gespeichert sind, nur die Einspritzratenparameter entsprechend dem Aktualisierungsbereich „W“ gespeichert. Die Einspritzratenparameter außerhalb des Aktualisierungsbereichs „W“ werden nicht in den Parameterkennfeldern M1a bis M5a gespeichert. Wenn die Einspritzratenparameter im INJ-Speicher 23a gespeichert werden, werden alle vorher gespeicherten Parameter gelöscht.
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Wie vorstehend werden durch Ausführen des Prozessablaufs, der in 5 dargestellt ist, die Lernwerte entsprechend dem Aktualisierungsbereich „W“ in den INJ-Speicher 23a übertragen und darin gespeichert.
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6 zeigt ein Flussdiagramm, das einen Prozessablauf zum Übertragen der Daten im INJ-Speicher 23a zur ECU 30 darstellt.
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In Schritt S20 bestimmt der Computer, basierend auf einer Ein-Aus-Position eines Zündschalters, ob die Maschine eingeschaltet ist. Wenn die Antwort in Schritt S20 JA ist, schreitet der Prozessablauf zu Schritt S21 voran, in welchem der Computer die Einspritzratenparameter, die in den Kennfeldern M1a bis M5a gespeichert sind, im INJ-Speicher 23a liest. Das heißt, der Computer liest die Einspritzratenparameter entsprechend dem Aktualisierungsbereich „W“, welche gespeichert werden, wenn die Maschine vorher ausgeschaltet wird.
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In Schritt S22 werden die entsprechenden Einspritzratenparameter (Lernwerte), die in den Kennfeldern M1 bis M5 im ECU-Speicher 35 gespeichert sind, durch die Einspritzratenparameter, die vom INJ-Speicher 23a gelesen werden, überschrieben, was dem Aktualisierungsbereich „W“ entspricht.
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Wie vorstehend wird durch Ausführen des in 6 dargestellten Prozessablaufs ein Teil der Lernwerte, die im INJ-Speicher 23a gespeichert sind, gelesen, wenn die Maschine eingeschaltet wird, und die in den Kennfeldern M1 bis M5 im ECU-Speicher 35 gespeicherten Daten überschrieben.
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Falls der Injektor 10 durch einen neuen ersetzt wird, nachdem die Maschine verschickt wurde, ist es erforderlich, die Daten (Einspritzratenparameter), die in den Kennfeldern M1 bis M5 im ECU-Speicher 35 gespeichert sind, durch neue Daten des neuen Kraftstoffinjektors 10 zu überschreiben. Ähnlich ist es erforderlich, falls die ECU 30 durch eine neue ersetzt wurde, nachdem die Maschine verschickt worden ist, die Daten, die im ECU-Speicher 35 gespeichert sind, durch Daten des Injektors 10, welcher gegenwärtig montiert ist, zu überschreiben.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform liest der Computer, selbst wenn die vorstehenden Veränderungen aufgetreten sind, die im INJ-Speicher 23a gespeicherten Daten und überschreibt die in den Kennfeldern M1 bis M5 im ECU-Speicher 35 gespeicherten Daten, wenn die Maschine eingeschaltet wird. Daher können, selbst wenn die vorstehenden Änderungen aufgetreten sind, die Kennfelder M1 bis M5 basierend auf den Einspritzratenparametern des gegenwärtig montierten Kraftstoffinjektors 10 erstellt werden, wenn die Maschine eingeschaltet wird. Selbst wenn sich das Lernen durch den Lernabschnitt 32 in einem Anfangsstadium befindet, kurz nachdem die Maschine eingeschaltet wurde, kann der Erstellungsabschnitt 33 das Kraftstoffeinspritzungsbefehlssignal basierend auf den sehr genauen Einspritzparametern erstellen, wodurch die Kraftstoffeinspritzung genau gesteuert werden kann.
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Ferner kann, da nur ein Teil der Daten, die in den Kennfeldern M1 bis M5 gespeichert werden, in den INJ-Speicher 23a übertragen wird, die erforderliche Speicherkapazität des INJ-Speichers 23a reduziert werden und die Datenübertragungsdauer von der ECU 30 in den INJ-Speicher 23a verkürzt werden, im Vergleich zu dem Fall, in dem alle Daten in den INJ-Speicher 23a übertragen werden.
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Um eine Einspritzgenauigkeit zu Beginn eines Lernens zu verbessern, ist es vorteilhaft, alle Daten in den INJ-Speicher 23a zu übertragen. Allerdings gibt es manche Einspritzratenparameter, welche nicht zur Verbesserung der Genauigkeit der Kraftstoffeinspritzsteuerung beitragen, selbst wenn sie aktualisiert werden. Diese Einspritzratenparameter werden als unwichtige Daten bezeichnet.
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In Anbetracht der vorstehenden Problematik werden gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Einspritzratenparameter entsprechend den Flächen W1 bis W5 der großen Differenz als wichtige Daten definiert. Diese wichtigen Daten, das heißt, die Einspritzratenparameter entsprechend dem Aktualisierungsbereich „W“, werden in den INJ-Speicher 23a übertragen und darin gespeichert. Somit wird einer Verschlechterung der Genauigkeit der Einspritzsteuerung entgegengewirkt.
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[Zweite Ausführungsform]
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Gemäß einer zweiten Ausführungsform wird der Prozess in Schritt S11 wie folgt verändert.
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Die Lernwerte zu der Zeit, wenn die Maschine vorher ausgeschaltet wird, werden als vorherige Lernwerte bezeichnet, und die Lernwerte zu der Zeit, wenn die Maschine gegenwärtig ausgeschaltet ist bzw. wird, werden als gegenwärtige Lernwerte bezeichnet. Die vorherigen Lernwerte bezüglich allen Regionen werden im ECU-Speicher 35 gespeichert. Eine Differenz zwischen den vorherigen Lernwerten und den gegenwärtigen Lernwerten wird bezüglich jeder Region berechnet. Anschließend wird, basierend auf einem Bereich der Regionen, wo die Differenz relativ groß ist (Bereich der großen Differenz), der Aktualisierungsbereich „W“ in den Schritten S12, S13 definiert.
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Gemäß der zweiten Ausführungsform können die gleichen Vorteile wie in der ersten Ausführungsform erzielt werden. Das heißt, da nur ein Teil der Daten, die in den Kennfeldern M1 bis M5 gespeichert werden, in den INJ-Speicher 23a übertragen werden, kann die erforderliche Speicherkapazität des INJ-Speichers 23a reduziert und die Datenübertragungsdauer von der ECU 30 in den INJ-Speicher 23a verkürzt werden.
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Darüber hinaus, da nur wichtige Daten in den INJ-Speicher 23a übertragen und darin gespeichert werden, kann es eingeschränkt werden, dass die Genauigkeit der Einspritzsteuerung abnimmt.
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[Dritte Ausführungsform]
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7 zeigt ein Flussdiagramm, das einen Prozessablauf zum Übertragen der Daten, die in der ECU 30 gespeichert sind, in den INJ-Speicher 23a, darstellt.
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In Schritt S11b berechnet der Computer bezüglich jeder Region eine Frequenz bzw. Häufigkeit zum Lernen von da an, wenn die Maschine eingeschaltet wird, bis dahin, wenn die Maschine ausgeschaltet wird. Alternativ berechnet der Computer bezüglich jeder Region eine Lernfrequenz von da an, wenn die Maschine verschickt wird, bis zu einer gegenwärtigen Zeit. In Schritt S12b wird ein Bereich von Regionen, wo die Lernfrequenz bzw. -häufigkeit relativ groß ist, bezüglich jedem Kennfeld M1 bis M5 berechnet. Dieser Bereich wird als Hochfrequenzbereich bezeichnet. Genauer gesagt wird vorher eine festgelegte Anzahl niedriger als „m x n“ festgelegt. Ein Bereich einschließlich der festgelegten Anzahl von Regionen, in denen die Frequenz bzw. die Häufigkeit größer bzw. höher ist, wird als der Hochfrequenzbereich bezeichnet. Zum Beispiel entspricht ein schattierter Bereich in 4 dem Hochfrequenzbereich des Kennfelds M1. Der Hochfrequenzbereich kann, wie in 4 dargestellt, aus benachbarten Regionen bestehen. Alternativ kann der Hochfrequenzbereich aus beabstandeten Regionen bestehen.
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Anschließend schreitet der Prozessablauf zu Schritt S13b (Aktualisierungsbereich-Erstellungsabschnitt) voran, in welchem der Computer basierend auf dem Hochfrequenzbereich aus jedem Kennfeld M1 bis M5 einen Aktualisierungsbereich „W“ erstellt, welcher jedem Kennfeld M1 bis M5 gemein ist,. Zum Beispiel werden die Hochfrequenzbereiche gemittelt, um den Aktualisierungsbereich „W“ zu erstellen. Genauer gesagt wird eine zentrale Position bzw. Mittelposition von jedem Hochfrequenzbereich entsprechend berechnet. Die festgelegte Anzahl der Regionen (neun Regionen in 4) um ein Mittel der zentralen Position wird als der Aktualisierungsbereich „W“ definiert.
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Jeder der Hochfrequenzbereiche ist in jedem Kennfeld M1 bis M5 im Wesentlichen gleich. Das heißt, der Bereich der Regionen, in denen die Lernfrequenz hoch oder niedrig ist, ist unter den Einspritzratenparametern td, te, Rα, Rβ und Rmax gemein.
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Gemäß der dritten Ausführungsform können dieselben Vorteile als in der ersten Ausführungsform erzielt werden. Das heißt, da nur ein Teil der Daten, die in den Kennfeldern M1 bis M5 gespeichert werden, in den INJ-Speicher 23a übertragen werden, kann die erforderliche Speicherkapazität des INJ-Speichers 23a reduziert und die Datenübertragungsdauer von der ECU 30 in den INJ-Speicher 23a verkürzt werden.
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Darüber hinaus ist es wahrscheinlich, dass die Einspritzratenparameter, bei welchen die Lernfrequenz hoch ist, für einen nachfolgenden Maschinenbetrieb wiederverwendet werden können. Solche Einspritzratenparameter werden als wichtige Daten definiert. Diese wichtigen Daten, das heißt, die Einspritzratenparameter entsprechend dem Aktualisierungsbereich „W“, werden in den INJ-Speicher 23a übertragen und darin gespeichert. Somit kann einer Verschlechterung der Einspritzsteuerung entgegengewirkt werden.
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[Modifikation der dritten Ausführungsform]
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In Schritt S12b wird ein Bereich der Regionen, in dem die Lernfrequenz niedrig ist (Niederfrequenzbereich) bezüglich jedem Kennfeld M1 bis M5 berechnet. In Schritt S13b kann der Aktualisierungsbereich „W“ basierend auf dem Niederfrequenzbereich erstellt werden.
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Die Einspritzratenparameter, deren Lernfrequenz niedrig ist, werden beim nachfolgenden Maschinenbetrieb weniger gelernt. Diese Einspritzratenparameter werden als die wichtigen Daten definiert. Diese wichtigen Daten werden in den INJ-Speicher 23a übertragen und darin gespeichert. Somit kann einer Verschlechterung der Genauigkeit der Einspritzsteuerung entgegengewirkt werden.
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[Vierte Ausführungsform]
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Eine Konfiguration ist gleich der ersten Ausführungsform, die in den 1 bis 4 dargestellt ist.
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8(a) bis 8(e) stellen jeweils eines der Kennfelder M1 bis M5, das in 4 dargestellt ist, dar. Das heißt, jede der 8(a) bis 8(e) zeigt einen Graph, der eine Beziehung zwischen der Kraftstoffeinspritzungsbefehlsdauer Tq (Einspritzratenparameter) und der Kraftstoffeinspritzmenge Q (Umgebungswert) bezüglich dem Kraftstoffdruck (Umgebungswert), wie zum Beispiel dem Referenzdruck Pbase, darstellt. Tq-Q Kennlinien werden bezüglich des Kraftstoffdrucks PA, PB, PC dargestellt.
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8(a) stellt eine Master Tq-Q Kennlinie eines Masterkraftstoffinjektors dar, welche Masterwerte (Referenzwerte) zum Bestimmen einer individuellen Differenz eines Kraftstoffinjektors anzeigt. 8(b) bis 8(e) stellen tatsächliche Tq-Q Kennlinien eines Kraftstoffinjektors 10 dar, welcher tatsächlich in einer Maschine montiert ist. Die tatsächlichen Tq-Q Kennlinien weichen von den Master Tq-Q Kennlinien ab. Die Abweichung kann sich während der Alterung und/oder Abnutzung des Kraftstoffinjektors 10 verändern.
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8(b) stellt einen ersten Variationsfall dar, in welchem die Tq-Q Kennlinien bei jedem Kraftstoffdruck PA, PB, PC herabgesetzt sind. 8(c) stellt eine zweite Variante dar, in welcher die Tq-Q Kennlinien bei jedem Kraftstoffdruck PA, PB, PC heraufgesetzt sind. 8(d) stellt einen dritten Variationsfall dar, in welchem die Tq-Q Kennlinie im Kraftstoffdruck PA vollständig herabgesetzt, und die Tq-Q Kennlinie im Kraftstoffdruck PC vollständig herabgesetzt ist. 8(e) stellt einen vierten Variationsfall dar, in welchem die Tq-Q Kennlinie im Kraftstoffdruck PA vollständig herabgesetzt und die Tq-Q Kennlinie im Kraftstoffdruck PC vollständig heraufgesetzt ist.
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Gemäß der ersten Ausführungsform wird die Master Tq-Q Kennlinie vorher im ECU-Speicher 35 gespeichert. Wenn die Maschine ausgeschaltet wird, wird die tatsächliche Tq-Q Kennlinie mit der Master Tq-Q Kennlinie verglichen. Anschließend bestimmt der Computer, welcher der ersten bis vierten Variationsfälle der tatsächlichen Tq-Q Kennlinie entspricht.
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Darüber hinaus, wenn die Maschine ausgeschaltet wird, berechnet der Computer die Abweichung von der tatsächlichen Tq-Q Kennlinie von der Master Tq-Q Kennlinie. Die Abweichung wird, was die Kraftstoffeinspritzungsbefehlsdauer Tq betrifft, bezüglich eines festgelegten Kraftstoffdrucks und einer festgelegten Kraftstoffeinspritzmenge Q berechnet. Zum Beispiel berechnet der Computer die Abweichungsbeträge der festen Punkte „A1“ und „A2“ auf der tatsächlichen Tq-Q Kennlinie von den festen Punkten „A1m“ und „A2m“ auf der Master Tq-Q Kennlinie.
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9 zeigt ein Flussdiagramm, das einen Prozessablauf darstellt, den der Mirkocomputer 34 der ECU 30 ausführt. In Schritt S30 bestimmt der Computer, basierend auf der Ein-Aus-Position eines Zündschalters, ob die Maschine ausgeschaltet ist. Wenn die Antwort in Schritt S30 JA ist, schreitet der Prozessablauf zu Schritt S31 voran (Musterbestimmungsabschnitt), in welchem der Computer bestimmt, welcher der ersten bis vierten Variationsfälle der tatsächlichen Tq-Q Kennlinie entspricht.
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In Schritt S32 (Abweichungsberechnungsabschnitt) berechnet der Computer eine Abweichungshäufigkeit zwischen den festen Punkten „A1m“ und „A2m“ auf der Master Tq-Q Kennlinie und den festen Punkten „A1“ und „A2“ auf der tatsächlichen Tq-Q Kennlinie. Anschließend schreitet der Prozessablauf zu Schritt S33 (Übertragungsabschnitt) voran, in welchem der Veränderungsfall, der in Schritt S31 bestimmt wird, und die Abweichungshäufigkeit, die in Schritt S32 berechnet wird, in den INJ-Speicher 23a übertragen und darin gespeichert werden.
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Wie vorstehend werden durch Ausführen des Prozessablaufs, der in 9 dargestellt ist, die Informationen über den Variationsfall und die Abweichungshäufigkeit der Lernwerte in den INJ-Speicher 23a übertragen und darin gespeichert.
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10 zeigt ein Flussdiagramm, das einen Prozessablauf darstellt, den der Mikrocomputer 34 der ECU 30 ausführt. In Schritt S40 bestimmt der Computer, basierend auf einer Ein-Aus-Position eines Zündschalters, ob die Maschine eingeschaltet ist. Wenn die Antwort in Schritt S40 JA ist, schreitet der Prozessablauf zu Schritt S41 voran, in welchem der Computer die Informationen über den Variationsfall und die Abweichungshäufigkeit der Lernwerte, die im INJ-Speicher 23a gespeichert sind, liest.
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Anschließend schreitet der Prozessablauf zu Schritt S42 voran, in welchem der Computer die tatsächlichen Tq-Q Kennlinien bezüglich jedem Kraftstoffdruck PA, PB, PC zu der Zeit, wenn die Maschine vorher ausgeschaltet ist, basierend auf den Informationen über den Veränderungsfall und die Abweichungshäufigkeit abschätzt. Das heißt, der Computer schätzt bzw. ermittelt die Einspritzratenparameter, die in allen Regionen der Lernkennfelder M1 bis M5 gespeichert sind, zu der Zeit, wenn die Maschine vorher ausgeschaltet ist.
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In Schritt S43 werden die Einspritzratenparameter, die im ECU-Speicher 35 gespeichert sind, durch die Einspritzratenparameter, die in Schritt S42 ermittelt werden, überschrieben.
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Wie vorstehend liest der Computer durch Ausführen des Prozessablaufs, der in 10 dargestellt ist, die vorher gespeicherten Daten, die im INJ-Speicher 23a gespeichert sind, zu einer Zeit, wenn die Maschine eingeschaltet ist. Die im ECU-Speicher 35 gespeicherten Daten werden durch die Lernwerte überschrieben, welche zu der Zeit ermittelt werden, wenn die Maschine vorher ausgeschaltet wird.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform werden die Informationen über den Variationsfall und die Abweichungshäufigkeit der Lernwerte in den INJ-Speicher 23a übertragen und darin gespeichert. Das heißt, da nur ein Teil der Daten, die in den Kennfeldern M1 bis M5 gespeichert sind, in den INJ-Speicher 23a übertragen werden, kann die erforderliche Speicherkapazität des INJ-Speichers 23a reduziert und die Datenübertragungsdauer von der ECU 30 in den INJ-Speicher 23a verkürzt werden.
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Wie vorstehend beschrieben stellt 8(a) Master Tq-Q Kennlinien eines Masterkraftstoffinjektors dar.
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Die tatsächlichen Tq-Q Kennlinien eines Kraftstoffinjektors 10 verändern sich wie in den 8(b) bis 8(e) dargestellt.
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Basierend auf dem Variationsfall bzw. Variationsbeispiel der Tq-Q Kennlinien und ihrer Abweichungshäufigkeit kann der Wert des Einspritzratenparameters in allen Bereichen des Umgebungswerts ermittelt bzw. abgeschätzt werden.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann, da die Informationen über den Variationsfall und die Abweichungshäufigkeit in den INJ-Speicher 23a übertragen und diese Daten dann zum ECU-Speicher 35 übertragen werden, zu der Zeit, wenn die Maschine eingeschaltet wird, die vorstehende Ermittlung des Einspritzratenparameters in allen Bereichen des Umgebungswerts realisiert werden. Daher werden, selbst wenn der Kraftstoffinjektor 10 durch einen neuen ausgetauscht wird, die Daten, die im INJ-Speicher 23a gespeichert sind, in den Controller-Speicher übertragen und die Einspritzratenparameter des neuen Kraftstoffinjektors 10 können in allen Bereichen des Umgebungswerts ermittelt werden. Der Kraftstoffinjektor 10 kann basierend auf den ermittelten Werten gesteuert werden.
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Selbst wenn der Kraftstoffinjektor 10 durch einen neuen ausgetauscht wird nachdem die Maschine verschickt ist, können die Kennfelder M1 bis M5 basierend auf den Einspritzratenparametern des gegenwärtig montierten Kraftstoffinjektors 10 ermittelt werden, wenn die Maschine eingeschaltet wird. Somit kann, selbst wenn sich das Lernen durch den Lernabschnitt 32, kurz nachdem die Maschine eingeschaltet wird, in einem Anfangsstadium befindet, der Ermittlungsabschnitt 33 das Kraftstoffeinspritzungsbefehlssignal basierend auf den sehr genauen Einspritzparametern erstellen, wodurch die Kraftstoffeinspritzung genau gesteuert werden kann.
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[Erste Modifikation der vierten Ausführungsform]
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In dem in 9 dargestellten Prozessablauf wird die Abweichungshäufigkeit zwischen der Master Tq-Q Kennlinie und der tatsächlichen Tq-Q Kennlinie in den INJ-Speicher 23a übertragen. Gemäß der vorliegenden Modifikation werden die Lernwerte zu der Zeit, wenn die Maschine vorher ausgeschaltet wird, als vorherige Lernwerte bezeichnet, und die Lernwerte zu der Zeit, wenn die Maschine gegenwärtig ausgeschaltet wird, als gegenwärtige Lernwerte bezeichnet. Die vorherigen Lernwerte in allen Regionen werden im ECU-Speicher 35 gespeichert. Der Computer berechnet eine Differenz zwischen der tatsächlichen Tq-Q Kennlinie der vorherigen Lernwerte und der tatsächlichen Tq-Q Kennlinie der gegenwärtigen Lernwerte. Diese berechnete Differenz wird in den INJ-Speicher 23a übertragen.
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Die Einspritzratenparameter des neuen Kraftstoffinjektors 10 können in allen Bereichen des Umgebungswerts ermittelt werden. Basierend auf den ermittelten Werten kann der Kraftstoffinjektor 10 gesteuert werden. Dabei können die gleichen Vorteile wie bei der dritten Ausführungsform erzielt werden.
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[Zweite Modifikation der vierten Ausführungsform]
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Das Variationsbeispiel kann in jedem Kennfeld M1 bis M5 ausgeführt werden.
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Außerdem kann die Abweichungshäufigkeit in jedem Kennfeld M1 bis M5 gleich erstellt werden. Zum Beispiel wird die Abweichungshäufigkeit bezüglich jedem Kennfeld M1 bis M5 berechnet, und ein Mittel davon kann als die gemeinsame Abweichungshäufigkeit definiert werden.
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[Weitere Ausführungsform]
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern kann zum Beispiel auch auf die nachfolgende Weise ausgeführt werden. Ferner können die kennzeichnenden Konfigurationen jeder Ausführungsform miteinander kombiniert werden.
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Obwohl in den vorstehenden Ausführungsformen die Kraftstoffeinspritzmenge und der Kraftstoffdruck zusammen mit den Einspritzratenparametern gelernt werden, kann auch nur eines von der Kraftstoffeinspritzmenge und dem Kraftstoffdruck zusammen mit den Einspritzratenparametern gelernt werden. Alternativ kann der Einspritzratenparameter zusammen mit dem anderen Umgebungswert, wie zum Beispiel einem Kraftstoffeinspritzintervall und einer Kraftstofftemperatur gelernt werden.
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Der Kraftstoffdrucksensor 20 kann an einer beliebigen Stelle in einer Kraftstoffzuführpassage zwischen dem Auslass 42a der Common-Rail 42 und der Einspritzöffnung 11b angeordnet sein. Zum Beispiel kann der Kraftstoffdrucksensor 20 in einer Hochdruckleitung 42b angeordnet sein, die die Common-Rail 42 und den Kraftstoffinjektor 10 verbindet.