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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Kraftstoffeinspritzsteuersystem zum Kompensieren von Änderungen der Einspritzeigenschaften, die auf einen individuellen Unterschied eines Kraftstoffeinspritzventils zurückzuführen sind.
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JP 2000-220 508 A beschreibt ein Kraftstoffeinspritzsteuersystem, das eine Erregungszeitspanne eines elektromagnetischen Kraftstoffeinspritzventils eines Dieselmotors korrigiert. Dieses Steuersystem zielt darauf ab, eine Änderung der Quantität des eingespritzten Kraftstoffs zu kompensieren, die auf einen individuellen Unterschied des Kraftstoffeinspritzventils zurückzuführen ist. Dieses Steuersystem kann die Änderung der Kraftstoffeinspritzquantität reduzieren, unabhängig von dem individuellen Unterschied des Kraftstoffeinspritzventils.
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Ein Ausgabeleistungsvermögen oder Emissionseigenschaften des Motors werden nicht eindeutig durch die Quantität des aktuell eingespritzten Kraftstoffs bestimmt. Bei dem Fall, bei welchem eine Abweichung zwischen einer Anweisungszeit und einer aktuellen Zeit des Einspritzungsbeginns variiert oder eine Einspritzungsrate variiert, variiert eine Spritzgestalt des in eine Verbrennungskammer des Motors eingespritzten Kraftstoffs, selbst wenn die Quantität des eingespritzten Kraftstoffs die Gleiche ist. Bei solch einem Fall variieren das Ausgabeleistungsvermögen oder die Emissionseigenschaften.
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Deshalb besteht die Möglichkeit, selbst wenn die Kraftstoffeinspritzsteuerung passend zum Aufrechterhalten eines guten Ausgabevermögens oder von Emissionseigenschaften basierend auf Betriebszuständen des Motors oder dergleichen ausgeführt wird, dass ein aktueller Kraftstoffeinspritzmodus unpassend zum Aufrechterhalten eines guten Ausgabeleistungsvermögens oder von Emissionseigenschaften des Motors wegen dem individuellen Unterschied des Kraftstoffeinspritzventils wird.
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Eine Zeitspanne zum Zulassen der Kraftstoffeinspritzung ist normalerweise begrenzt, um ein gutes Ausgabeleistungsvermögen oder gute Emissionseigenschaften des Motors aufrechtzuerhalten. Deshalb ist ein Korrekturwert oder eine Ventilöffnungszeitspanne, die durch das in
JP 2000-220 508 A beschriebene System vorgesehen ist, ebenso begrenzt. Dementsprechend besteht die Möglichkeit, dass eine hinreichende Korrektur nicht ausgeführt werden kann.
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Im Speziellen werden die Einspritzeigenschaften, solche wie eine Erhöhungsrate der Kraftstoffeinspritzrate bei dem Einspritzbeginn, der Maximalwert der Kraftstoffeinspritzrate oder die Einspritzbeginnzeit wegen des individuellen Unterschieds variieren. Bei dem Fall, bei welchem die Kraftstoffeinspritzzeitspanne (Ventilöffnungszeitspanne des Kraftstoffeinspritzventils) eingestellt wird, um die Änderungen der Einspritzeigenschaften zu kompensieren, die auf den individuellen Unterschied zurückzuführen sind, besteht die Möglichkeit, dass die Kraftstoffeinspritzzeit von der Zeit abweicht, bei welcher die gute Spritzgestalt aufrechterhalten werden kann oder dass die Kraftstoffeinspritzquantität unzureichend wird, weil die Kraftstoffeinspritzzeit nicht innerhalb der zulässigen Kraftstoffeinspritzzeitspanne liegt.
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Ferner zeigt
DE 102 57 686 A1 ein System zum Anpassen einer ein Referenz-Einspritzverhalten wiedergebenden Einspritzventilcharakteristik eines angesteuerten Kraftstoff-Einspritzventils einer Brennkraftmaschine an alterungsbedingte Änderungen oder fertigungsbedingte Streuungen eines Ist-Einspritzverhaltens.
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DE 103 05 523 A1 zeigt ein System zur Kalibrierung eines Kraftstoffeinspritzsystems einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges mit wenigstens einem ansteuerbaren Einspritzfaktor.
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DE 197 26 100 A1 zeigt eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung, die Veränderungen in der Kraftstoffeinspritzcharakteristik aufgrund der Unterschiede zwischen der Zylindercharakteristik und zeitlichen Faktoren unmittelbar kompensieren kann.
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Weitere Kraftstoffeinspritzsteuersysteme gemäß dem Stand der Technik sind in
JP H10-220 727 A ,
JP 2004-286 017 A ,
JP 2001-336 464 A sowie
JP 2003-314 355 A beschrieben.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kraftstoffeinspritzsteuersystem zum angemessenen Kompensieren einer Änderung der Einspritzeigenschaften bereitzustellen, die auf einen individuellen Unterschied eines Kraftstoffeinspritzventils zurückzuführen ist, wodurch das Ausgabeleistungsvermögen oder die Emissionseigenschaften verbessert werden können.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch ein Kraftstoffeinspritzsteuersystem mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Gemäß einem Vorteil der vorliegenden Erfindung hat ein Kraftstoffeinspritzsteuersystem zum Akkumulieren von Kraftstoff, welcher mit Druck beaufschlagt und durch eine Kraftstoffpumpe zugeführt wird, in einer Akkumulationskammer bei einem Hochdruckzustand und zum Einspritzen des Kraftstoffs, der in der Akkumulationskammer durch ein Kraftstoffeinspritzventil akkumuliert ist, eine Speichereinrichtung und eine Festlegeeinrichtung. Die Speichereinrichtung speichert Informationen über einen individuellen Unterschied des Kraftstoffeinspritzventils. Die Festlegeeinrichtung legt veränderlich einen Kraftstoffdruck innerhalb der Akkumulationskammer basierend auf den Informationen fest.
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Daher kann durch veränderliches Festlegen des Kraftstoffdrucks innerhalb der Akkumulationskammer basierend auf dem individuellen Unterschied des Kraftstoffeinspritzventils die Änderung der Einspritzeigenschaften, die auf den individuellen Unterschied des Kraftstoffeinspritzventils zurückzuführen sind, passend kompensiert werden. Als Folge können das Ausgabeleistungsvermögen oder die Emissionseigenschaften verbessert werden.
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Merkmale und Vorteile eines Ausführungsbeispiels sowie Betriebsverfahren und die Funktion von zugehörigen Teilen werden durch Studium der folgenden ausführlichen Beschreibung, der beigefügten Ansprüche und der Zeichnungen gewürdigt, wovon alle einen Teil dieser Anmeldung ausbilden. In den Zeichnungen ist:
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1 eine schematische Abbildung, die ein Kraftstoffeinspritzsteuersystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 ein Diagramm über die Zeit, das eine Einspritzrate eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß dem Ausführungsbeispiel von 1 zeigt;
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3 ein Flussdiagramm, das Verarbeitungsschritte zum Kompensieren einer Änderung der Einspritzeigenschaften gemäß dem Ausführungsbeispiel von 1 zeigt;
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4 ein Diagramm über die Zeit, das einen Erregungsbetrag und die Einspritzrate des Kraftstoffeinspritzventils gemäß dem Ausführungsbeispiel von 1 zeigt;
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5 eine Abbildung, die ein Verfahren zum Messen von Einspritzeigenschaften gemäß dem Ausführungsbeispiel von 1 zeigt;
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6 eine Abbildung, die ein Verfahren zum Speichern eines Korrekturwerts der Veränderung in einer elektronischen Steuereinheit gemäß dem Ausführungsbeispiel von 1 zeigt;
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7 ein Flussdiagramm, das Verarbeitungsschritte zum Korrigieren eines Drucks in der gemeinsamen Kraftstoffleitung gemäß dem Ausführungsbeispiel von 1 zeigt;
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8 ein Flussdiagramm, das Verarbeitungsschritte zum Korrigieren einer Anweisungszeit gemäß dem Ausführungsbeispiel von 1 zeigt; und
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9 ein Diagramm über die Zeit, das den Erregungsbetrag, den Druck in der gemeinsamen Kraftstoffleitung und die Einspritzrate gemäß dem Ausführungsbeispiel von 1 zeigt.
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Unter Bezugnahme auf 1 wird ein Kraftstoffeinspritzsystem, das ein Kraftstoffeinspritzsteuersystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung hat, veranschaulicht. Wie in 1 gezeigt ist, saugt eine Kraftstoffpumpe 4 Kraftstoff aus einem Kraftstofftank 1 durch einen Filter 2. Der angesaugte Kraftstoff wird mit Druck beaufschlagt und einer gemeinsamen Kraftstoffleitung 6 zugeführt. Die gemeinsame Kraftstoffleitung 6 ist ein Rohr zum Akkumulieren des Kraftstoffs, welcher mit Druck beaufschlagt und durch die Kraftstoffpumpe 4 zugeführt ist, nämlich bei einem Hochdruckzustand, und zum Verteilen des Hochdruckkraftstoffs zu den Kraftstoffeinspritzventilen 10 von entsprechenden Zylindern (lediglich ein Kraftstoffeinspritzventil 10 ist in 1 gezeigt).
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Das Kraftstoffeinspritzventil 10 spritzt den Hochdruckkraftstoff, welcher von der gemeinsamen Kraftstoffleitung 6 zugeführt wird, ein und führt diesen einer Verbrennungskammer eines Motors zu. Ein Nadelunterbringungsabschnitt 12 in der Gestalt einer zylindrischen Säule ist bei einem vorderen Ende des Kraftstoffeinspritzventils 10 ausgebildet. Der Nadelunterbringungsabschnitt 12 bringt eine Düsennadel 14 unter, die sich in deren Axialrichtung bewegen kann. Die Düsennadel 14 sitzt in einem ringförmigen Nadelsitzabschnitt 16, der bei einem vorderen Endabschnitt des Kraftstoffeinspritzventils 10 ausgebildet ist, nämlich zum Trennen des Nadelunterbringungsabschnitts 12 von der Außenseite (der Verbrennungskammer des Motors). Die Düsennadel 14 trennt sich von dem Nadelsitzabschnitt 16 zum Verbinden des Nadelunterbringungsabschnitts 12 mit der Außenseite. Dem Nadelunterbringungsabschnitt 12 wird der Hochdruckkraftstoff von der gemeinsamen Kraftstoffleitung 6 durch einen Hochdruckkraftstoffdurchgang 18 zugeführt.
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Eine Rückseite der Düsennadel 14, die dem Nadelsitzabschnitt 16 gegenüber liegt, ist der Gegendruckkammer 20 zugewandt. Der Gegendruckkammer 20 wird der Hochdruckkraftstoff aus der gemeinsamen Kraftstoffleitung 6 durch den Hochdruckkraftstoffdurchgang 18 zugeführt. Eine Nadelfeder 22 ist um einen Zwischenabschnitt der Düsennadel 14 herum vorgesehen. Die Nadelfeder 22 spannt die Düsennadel 14 in Richtung des vorderen Endes des Kraftstoffeinspritzventils 10 vor.
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Ein Niederdruckkraftstoffdurchgang 24 steht mit dem Kraftstofftank 1 in Verbindung. Ein Ventilbauteil 26 stellt eine Verbindung und eine Unterbrechung zwischen dem Niederdruckkraftstoffdurchgang 24 und der Gegendruckkammer 20 bereit. Wenn das Ventilbauteil 26 eine Öffnung 28 blockiert, die die Gegendruckkammer 20 mit dem Niederdruckkraftstoffdurchgang 24 verbindet, wird die Gegendruckkammer 20 von dem Niederdruckkraftstoffdurchgang 24 getrennt. Wenn die Öffnung 28 geöffnet ist, ist die Gegendruckkammer 20 mit dem Niederdruckkraftstoffdurchgang 24 verbunden.
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Das Ventilbauteil 26 wird durch eine Ventilfeder 30 in Richtung des vorderen Endes des Kraftstoffeinspritzventils 10 gedrückt. Das Ventilbauteil 26 wird durch eine elektromagnetische Kraft einer elektromagnetischen Magnetspule 32 zum Zurückbewegen bezüglich des Kraftstoffeinspritzventils 10 angezogen.
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Das Kraftstoffeinspritzventil 10 ist mit einer Platte 38 vorgesehen, die einen QR-Kode (registrierte Marke) 80 hat, der Informationen eines individuellen Unterschieds des Kraftstoffeinspritzventils 10 speichert.
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Das Ventilbauteil 26 blockiert die Öffnung 28 wegen der Kraft der Ventilfeder 30, wenn die elektromagnetische Magnetspule 32 entregt ist und die Anziehung der elektromagnetischen Magnetspule 32 sich einstellt. Die Düsennadel 14 wird durch die Nadelfeder 22 in Richtung des vorderen Endes des Kraftstoffeinspritzventils 10 gedrückt und wird auf den Nadelsitzabschnitt 16 aufgesetzt (ein Ventilschließzustand des Kraftstoffeinspritzventils 10 ist bereitgestellt).
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Wenn die elektromagnetische Magnetspule 32 erregt wird, bewegt sich das Ventilbauteil 26 nach hinten bezüglich dem Kraftstoffeinspritzventil 10 wegen der Anziehung der elektromagnetischen Magnetspule 32. Daher wird die Öffnung 28 geöffnet. Dementsprechend strömt der Hochdruckkraftstoff in der Gegendruckkammer 20 in den Niederdruckkraftstoffdurchgang 24 durch die Öffnung 28. Deshalb wird der Druck, der durch den Hochdruckkraftstoff in der Gegendruckkammer 20 auf die Düsennadel 14 aufgebracht wird, geringer als der Druck, der durch den Hochdruckkraftstoff in dem Nadelunterbringungsabschnitt 12 auf die Düsennadel 14 aufgebracht wird. Wenn die Druckdifferenz die Kraft der Nadelfeder 22, die die Düsennadel 14 in Richtung des vorderen Endes des Kraftstoffeinspritzventils 10 drückt, überschreitet, trennt sich die Düsennadel 14 von dem Nadelsitzabschnitt 16 (ein Ventilöffnungszustand des Kraftstoffeinspritzventils 10 ist bereitgestellt).
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Daher ist das Kraftstoffeinspritzventil 10 ein normalerweise geschlossenes Kraftstoffeinspritzventil, das geschlossen ist, wenn die Erregungssteuerung der elektromagnetischen Magnetspule 32 nicht ausgeführt wird.
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Das Kraftstoffeinspritzventil 10 ist ein Druckausgleichsventil. Der Nadelunterbringungsabschnitt 12 und die Gegendruckkammer 20 sind den beiden Enden der Düsennadel 14 entlang deren Bewegungsrichtung zugewandt. Das Ventilbauteil 26 bewegt sich zum Steuern eines Ausgleichs zwischen den Drücken, die auf die beiden Enden der Düsennadel 14 durch den Kraftstoff, der in den Nadelunterbringungsabschnitt 12 und der in die Gegendruckkammer 20 gefüllt ist, aufgebracht wird. Bei solch einem Druckausgleichseinspritzventil wird der Ventilöffnungsbetrieb und der Ventilschließbetrieb des Kraftstoffeinspritzventils 10 durch Beeinflussen des Ausgleichs der Drücke gesteuert, die durch den Hochdruckkraftstoff auf die beiden Enden der Düsennadel 14 aufgebracht werden. Deshalb kann die Energie, die durch den Ventilkörper 26 und die elektromagnetische Magnetspule 32 als eine Betätigungseinrichtung zum Öffnen und Schließen des Ventils erforderlich sind, niedrig festgelegt werden.
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Zusätzlich zu dem Kraftstofftank 1 ist der Niederdruckkraftstoffdurchgang 24 mit einem Druckbegrenzer 40 verbunden, der den Kraftstoffdruck der gemeinsamen Kraftstoffleitung 6 (Druck der gemeinsamen Kraftstoffleitung) unter einen vorbestimmten Schwellwert begrenzt. Wenn der Druck in der gemeinsamen Kraftstoffleitung 6 gleich oder größer als der Schwellwert wird, wird der Kraftstoff in der gemeinsamen Kraftstoffleitung 6 zu dem Kraftstofftank 1 durch den Druckbegrenzer 40 zurückgeführt. Daher wird verhindert, dass der Druck in der gemeinsamen Kraftstoffleitung 6 den Schwellwert überschreitet. Die gemeinsame Kraftstoffleitung 6 ist mit einem Druckverringerungsventil 42 vorgesehen, dass den Kraftstoffdruck in der gemeinsamen Kraftstoffleitung 6 durch angemessenes Rückführen des Kraftstoffs von der gemeinsamen Kraftstoffleitung 6 zu dem Kraftstofftank 1 reguliert. Die gemeinsame Kraftstoffleitung ist mit einem Drucksensor 44 ausgestattet, der den Kraftstoffdruck in der gemeinsamen Kraftstoffleitung 6 abtastet.
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Eine elektronische Steuereinheit (ECU) 50 hat eine zentrale Verarbeitungseinheit, einen Speicher und dergleichen. Die ECU 50 empfängt Abtastwerte von verschiedenen Sensoren, die Betriebszustände des Dieselmotors und die Betriebsumgebung abtasten. Basierend auf den Abtastwerten steuert die ECU 50 Ausgabeeigenschaften des Dieselmotors. Zum Beispiel führt die ECU 50 eine Kraftstoffeinspritzsteuerung zum Aufrechterhalten eines guten Ausgabeleistungsvermögens oder von Emissionseigenschaften des Dieselmotors in Übereinstimmung mit den Betriebszuständen des Dieselmotors aus.
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Die ECU 50 legt einen Sollkraftstoffdruck in der gemeinsamen Kraftstoffleitung 6 basierend auf den Betriebszuständen des Dieselmotors oder der Betriebsumgebung fest. Basierend auf dem Sollkraftstoffdruck betätigt die ECU 50 die Kraftstoffpumpe 4 oder das Kraftstoffverringerungsventil 42 zum Steuern des aktuellen Kraftstoffdrucks in der gemeinsamen Kraftstoffleitung 6 auf den Sollkraftstoffdruck. Die ECU 50 berechnet eine Kraftstoffeinspritzmenge oder eine Befehlszeit des Einspritzbeginns basierend auf einer Anfrage von einem Fahrer, den Betriebszuständen des Dieselmotors oder der Betriebsumgebung. Die ECU 50 führt einen Erregungsbetrieb des Kraftstoffeinspritzventils 10 basierend auf der berechneten Kraftstoffeinspritzquantität oder der Befehlszeit des Einspritzbeginns aus.
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Selbst wenn die Kraftstoffeinspritzquantität und die Einspritzbeginnbefehlszeit basierend auf den Betriebszuständen des Dieselmotors oder der Betriebsumgebung festgelegt werden, besteht die Möglichkeit, dass ein gutes Ausgabeleistungsvermögen oder Emissionseigenschaften nicht aufrechterhalten werden kann, weil die Einspritzeigenschaften des Kraftstoffeinspritzventils 10 wegen einem individuellen Unterschied des Kraftstoffeinspritzventils 10 variieren.
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Änderungen einer Einspritzrate R sind als ein Beispiel der Änderung der Einspritzeigenschaften in 2 gezeigt, die auf den individuellen Unterschied des Kraftstoffeinspritzventils 10 zurückzuführen sind. Die Einspritzrate R wird als eine Kraftstoffeinspritzquantität pro Zeiteinheit (oder eine Änderung der Kraftstoffeinspritzquantität) definiert.
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Wie in 2(a) gezeigt ist, wird wegen des individuellen Unterschieds des Kraftstoffeinspritzventils 10 eine Änderung in einem Erhöhungsgrad der Einspritzrate R bei dem Beginn der Kraftstoffeinspritzung oder bei dem Maximalwert der Kraftstoffeinspritzrate R verursacht. Wie in 2(b) gezeigt ist, wird eine Änderung der Einspritzbeginnzeit wegen dem individuellen Unterschied des Kraftstoffeinspritzventils 10 verursacht.
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Deshalb wird bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Maximalwert der Einspritzrate R des Kraftstoffeinspritzventils 10 aktuell gemessen, wobei der Kraftstoffdruck in der gemeinsamen Kraftstoffleitung 6 basierend auf dem aktuell gemessenen Maximalwert korrigiert wird. Zusätzlich wird eine Abweichung der aktuellen Einspritzbeginnzeit bezüglich der Einspritzbeginnbefehlszeit aktuell gemessen, wobei die Erregungsbeginnzeit des Kraftstoffeinspritzventils 10 basierend auf der aktuell gemessenen Abweichung korrigiert wird.
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Verarbeitungsschritte zum Kompensieren der Änderung der Einspritzeigenschaften, die auf den individuellen Unterschied des Kraftstoffeinspritzventils 10 zurückzuführen sind, sind in einem Flussdiagramm von 3 gezeigt.
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Zuerst werden die Einspritzeigenschaften des Kraftstoffeinspritzventils 10 bei Schritt S10 des Flussdiagramms, das in 3 gezeigt ist, gemessen. Zum Beispiel wird der Maximalwert Rm der Einspritzrate R des Kraftstoffeinspritzventils 10 gemessen, wie in 4 gezeigt ist, wobei die Abweichung Delta t zwischen der Befehlszeit tc und der aktuellen Zeit ta des Einspritzbeginns des Kraftstoffeinspritzventils 10 gemessen wird.
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Gemäß einer Erregungswellenform, die in 4(a) gezeigt ist, erreicht ein Erregungsbetrag I den Maximalwert zuerst, wobei dann der Erregungsbetrag I schrittweise verringert wird. Der Erregungsbetrag I wird zuerst maximiert, weil der maximale Erregungsbetrag notwendig zum Starten der Bewegung des Ventilbauteils 26 ist, das in 1 gezeigt ist. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der Erregungsbetrag I in drei Schritten auf Null verringert. Die Verringerung des Erregungsbetrags I bei dem ersten Schritt wird zum Bereitstellen des Erregungsbetrags I ausgeführt, der zum in Bewegunghalten des Ventilbauteils 26 notwendig ist, nachdem sich das Ventilbauteil 26 beginnt zu bewegen. Die Verringerung bei dem zweiten Schritt wird zum Bereitstellen des Erregungsbetrags I ausgeführt, der notwendig zum Halten des Ventilbauteils 26 bei einer Position ist, die am nächsten zu der elektromagnetischen Magnetspule 32 ist.
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Die Messung wird ausgeführt, wie in 5 gezeigt ist. Das vordere Ende des Kraftstoffeinspritzventils 10 wird in ein Gefäß 60 gesetzt, das einen Dehnungsmesser 61 an einer Innenrandbereichsfläche davon hat. Die Kraftstoffeinspritzrate R und dergleichen werden durch Umwandeln eines Drucks in ein elektrisches Signal gemessen, der durch den eingespritzten Kraftstoff auf den Dehnungsmesser 61 aufgebracht wird.
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Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der Maximalwert Rm der Kraftstoffeinspritzrate R oder der Abweichung Delta t der aktuellen Einspritzbeginnzeit ta bezüglich der Einspritzbeginnbefehlszeit tc bei Zuständen gemessen, bei welchen der Kraftstoffdruck P innerhalb der gemeinsamen Kraftstoffleitung 6 zu verschiedenen unterschiedlichen Werten festgelegt wird. Dies rührt daher, dass die Änderung der Einspritzeigenschaften nicht eindeutig durch den individuellen Unterschied des Kraftstoffeinspritzventils 10 bestimmt wird. Im Speziellen wird die Änderung der Einspritzeigenschaften ebenso durch den Kraftstoffdruck P innerhalb der gemeinsamen Kraftstoffleitung 6 geändert. Dementsprechend wird eine Abweichung der Kraftstoffeigenschaften durch den Kraftstoffdruck P innerhalb der gemeinsamen Kraftstoffleitung 6 geändert. Deshalb werden bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Werte, die aktuell bei Zuständen gemessen werden, bei welchen der Kraftstoffdruck P innerhalb der gemeinsamen Kraftstoffleitung 6 zu verschiedenen Werten festgelegt wird, verwendet. Daher kann die Änderung der Einspritzeigenschaften, die auf den individuellen Unterschied zurückzuführen ist, kompensiert werden, während der Einfluss des Kraftstoffdrucks P innerhalb der gemeinsamen Kraftstoffleitung 6 angemessen berücksichtigt wird.
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Dann werden bei Schritt S20 ein Korrekturwert Cp des Kraftstoffdrucks P innerhalb der gemeinsamen Kraftstoffleitung 6 und ein Korrekturwert Ct der Einspritzbeginnbefehlszeit tc basierend auf den Messergebnissen berechnet. Ein Standardmaximalwert der Einspritzrate R wird festgelegt und der Korrekturwert Cp des Kraftstoffdrucks P wird derart festgelegt, dass der Korrekturwert Cp Null wird, wenn der gemessene Einspritzratenmaximalwert Rm mit dem Standardeinspritzratenmaximalwert übereinstimmt. Eine Standardabweichung wird festgelegt und ein Korrekturwert Ct der Befehlszeit tc wird derart festgelegt, dass der Korrekturwert Ct Null wird, wenn die gemessene Abweichung Delta t mit der Standardabweichung übereinstimmt.
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Vorzugsweise sollte der Korrekturwert Cp des Kraftstoffdrucks P zuerst festgelegt werden, und dann sollte die Abweichung Delta t bei dem korrigierten Kraftstoffdruck p gemessen werden, wobei dann der Korrekturwert Ct der Befehlszeit tc basierend auf dem Messwert festgelegt werden sollte. Bei der Verarbeitung bei Schritt S10 und Schritt S20 sollte die Messung des Maximalwerts Rm der Einspritzrate R und die Festlegung des Kraftstoffdruckkorrekturwerts Cp zuerst ausgeführt werden, und dann sollte die Messung der Abweichung Delta t und die Festlegung des Korrekturwerts Ct der Befehlszeit tc ausgeführt werden.
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Dann werden bei Schritt S30 die Korrekturwerte Cp, Ct in dem QR-Kode 80 gespeichert, der an dem Kraftstoffeinspritzventil 10 vorgesehen ist. Der QR-Kode 80, der in 6 gezeigt ist, ist eine Art zweidimensionaler Kode, der Informationen sowohl in der Vertikal- und der Horizontalrichtung enthält.
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Dann werden bei Schritt S40 die Korrekturwerte Cp, Ct aus dem QR-Kode 80 ausgelesen und in der ECU 50 gespeichert, wenn das Kraftstoffeinspritzventil 10 an dem Dieselmotor befestigt ist, wie in 6 gezeigt ist. Wie in 6 gezeigt ist, wird der QR-Kode 80 des Kraftstoffeinspritzventils 10 durch eine QR-Kodeabtasteinrichtung 70 ausgelesen und wird einmal in einen Personalcomputer 72 eingegeben. Der Personalcomputer 72 wandelt den eingegebenen QR-Kode 80 in Daten (Korrekturdaten) um, die durch die ECU 50 verarbeitet werden können, und gibt die Korrekturdaten an die ECU 50 aus.
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Dann steuert bei Schritt S50 die ECU 50 den Kraftstoffdruck innerhalb der gemeinsamen Kraftstoffleitung 6 basierend auf dem Korrekturwert Cp, der bei Schritt S40 eingegeben wird. Dann wird bei Schritt S60 die Einspritzbeginnbefehlszeit tc basierend auf dem Korrekturwert Ct korrigiert und die Kraftstoffeinspritzsteuerung wird ausgeführt.
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Die Verarbeitung bei Schritt S50 wird noch detaillierter durch das Flussdiagramm von 7 gezeigt. Die ECU 50 führt wiederholt die Verarbeitung aus, die in 7 gezeigt ist, nämlich in einem vorbestimmten Zyklus.
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Zuerst wird bei Schritt S52 ein Abtastwert des Kraftstoffdrucks P innerhalb der gemeinsamen Kraftstoffleitung 6 eingegeben. Dann wird bei Schritt S54 für das Kraftstoffeinspritzventil 10, das die Kraftstoffeinspritzung ausführt, der Korrekturwert Cp des Kraftstoffdrucks P innerhalb der gemeinsamen Kraftstoffleitung 6 basierend auf dem Kraftstoffdruck P, der bei Schritt S52 eingegeben wird, und den Korrekturwerten Cp, die bei Schritt 140 des Flussdiagramms, das in 3 gezeigt ist, gespeichert werden, berechnet. Diese Verarbeitung wird in der Zeit ausgeführt, wenn die Kraftstoffeinspritzung in irgendeinem Zylinder des Dieselmotors ausgeführt wird. Zu dieser Zeit wird aus den Korrekturwerten Cp, die bei Schritt S40 gespeichert werden, der Korrekturwert Cp zum Kompensieren einer Abweichung des Maximalwerts Rm der Einspritzrate R des entsprechenden Kraftstoffeinspritzventils 10 ausgelesen. Die Korrekturwerte Cp zum Kompensieren des individuellen Unterschieds des entsprechenden Kraftstoffeinspritzventils 10 werden für verschiedene Werte des Kraftstoffdrucks P gespeichert. Deshalb wird ein optimaler Korrekturwert Cp aus den gespeicherten Korrekturwerten Cp basierend auf den Kraftstoffdruck, der bei Schritt S52 eingegeben wird, ausgelesen. Zu dieser Zeit kann der Korrekturwert Cp durch Interpolation beispielsweise berechnet werden, wenn der eingegebene Kraftstoffdruck P nicht mit irgendeinem der verschiedenen Werte übereinstimmt.
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Nachdem der Korrekturwert Cp berechnet ist, wird die Kraftstoffpumpe 4 oder das Druckverringerungsventil 42 basierend auf dem Korrekturwert Cp betätigt. Zum Beispiel wird das Druckverringerungsventil 42 zum Reduzieren des Kraftstoffdrucks P innerhalb der gemeinsamen Kraftstoffleitung 6 betätigt, wenn der Korrekturwert Cp kleiner als Null ist oder wenn der Maximalwert Rm der Einspritzrate R des Kraftstoffeinspritzventils 10 größer als der Standardeinspritzratenmaximalwert ist. Wenn der Korrekturwert Cp größer als Null ist oder wenn der Maximalwert Rm der Einspritzrate R des Kraftstoffeinspritzventils 10 kleiner als der Standardeinspritzratenmaximalwert ist, wird die Kraftstoffpumpe 4 zum Erhöhen des Kraftstoffdrucks P innerhalb der gemeinsamen Kraftstoffleitung 6 betätigt.
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Die Korrektur des Kraftstoffdrucks P innerhalb der gemeinsamen Kraftstoffleitung 6 kann durch eine Vorwärtskopplungs-Steuerung (Optimalwertsteuerung) oder eine Rückkopplungssteuerung ausgeführt werden. Bei der Vorwärtskopplungssteuerung kann das Druckverringerungsventil 42 oder die Kraftstoffpumpe 4 betätigt werden, bevor das entsprechende Kraftstoffeinspritzventil 10 den Kraftstoff einspritzt. Bei der Rückkopplungssteuerung kann der Sollkraftstoffdruck basierend auf dem Korrekturwert Cp korrigiert werden, bevor das entsprechende Kraftstoffeinspritzventil 10 Kraftstoff einspritzt.
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Die Verarbeitung bei Schritt S60 ist noch detaillierter durch ein Flussdiagramm von 8 gezeigt. Die ECU 50 führt wiederholt die Verarbeitung aus, die in 8 gezeigt ist, nämlich in einem vorbestimmten Zyklus.
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Zuerst werden bei Schritt S61 des Flussdiagramms, das in 8 gezeigt ist, die Abtastwerte der verschiedenen Sensoren, die sich auf die Anfrage von dem Benutzer beziehen, die Betriebszustände des Dieselmotors und die Betriebsumgebung eingegeben. Dann wird bei Schritt S63 die Kraftstoffeinspritzquantität Q basierend auf den Abtastwerten der verschiedenen Sensoren, die bei Schritt S61 eingegeben werden, berechnet. Dann wird bei Schritt S65 die Kraftstoffeinspritzbeginnbefehlszeit tc basierend auf den Abtastwerten der verschiedenen Sensoren berechnet, die bei Schritt S61 eingegeben werden.
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Dann wird bei Schritt S67 der Korrekturwert Ct zum Kompensieren des individuellen Unterschieds des Kraftstoffeinspritzventils 10, das den Kraftstoff einspritzt, basierend auf den Kraftstoffdruck P berechnet. Aus den Korrekturwerten Ct, die bei Schritt S40 des Flussdiagramms, das in 3 gezeigt ist, gespeichert werden, wird der Korrekturwert Ct zum Kompensieren der Abweichung bei der Einspritzstartzeit ta, die auf den individuellen Unterschied des entsprechenden Kraftstoffeinspritzventils 10 zurückzuführen ist, gelesen. Die Korrekturwerte Ct zum Kompensieren der Änderung der Einspritzeigenschaften des entsprechenden Kraftstoffeinspritzventils 10 werden für die verschiedenen Werte des Kraftstoffdrucks P gespeichert. Deshalb wird der passende Korrekturwert Ct aus den gespeicherten Korrekturwerten Ct basierend auf dem Kraftstoffdruck P, der bei Schritt S61 eingegeben wird, ausgelesen. Wenn der eingegebene Kraftstoffdruck P nicht mit irgendeinem der verschiedenen Werte übereinstimmt, kann der Korrekturwert Ct durch die Interpolation beispielsweise berechnet werden.
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Nachdem der Korrekturwert Ct berechnet ist, wird die Befehlszeit tc, die bei Schritt S65 berechnet wird, basierend auf dem Korrekturwert Ct bei Schritt S69 korrigiert. Der Erregungsbetrieb des Kraftstoffeinspritzventils 10 wird basierend auf der korrigierten Befehlszeit tc bei Schritt S69 ausgeführt.
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Daher wird bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Kraftstoffdruck P innerhalb der gemeinsamen Kraftstoffleitung 6 basierend auf dem aktuellen Messwert des Maximalwerts Rm der Kraftstoffrate R des Kraftstoffeinspritzventils 10 korrigiert, bevor das Kraftstoffeinspritzventil 10 von dem jeweiligen Zylinder die Kraftstoffeinspritzung ausführt. Die Befehlszeit tc wird basierend auf dem aktuellen Messwert der Abweichung Delta t der aktuellen Zeit ta bezüglich der Befehlszeit tc des Einspritzbeginns des Kraftstoffeinspritzventils 10 korrigiert. Daher können unabhängig von dem individuellen Unterschied des Kraftstoffeinspritzventils 10, wie in 9 gezeigt ist, die Einspritzeigenschaften des Kraftstoffeinspritzventils 10 im Wesentlichen angeglichen werden. Der Erregungsbetrag I des Kraftstoffeinspritzventils 10 ist in 9(a) gezeigt. Bei diesem Beispiel wird die Kraftstoffeinspritzung bei dem ersten, zweiten, dritten und vierten Zylinder in dieser Abfolge ausgeführt.
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Die Einspritzrate oder die Einspritzbeginnzeit des Kraftstoffeinspritzventils 10 wird in Beziehung mit der Kraftstoffeinspritzquantität gebracht. Jedoch kann die Änderung der Einspritzeigenschaften nicht hinreichend korrigiert werden, wenn die Kraftstoffeinspritzquantität gemessen wird und die Erregungszeitdauer des Kraftstoffeinspritzventils lediglich basierend auf der gemessenen Kraftstoffeinspritzquantität korrigiert wird. Im Gegensatz dazu wird bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Maximalwert der Einspritzrate oder die Abweichung aktuell gemessen, wobei die Korrektur basierend auf dem Maximalwert oder Abweichung ausgeführt wird. Dementsprechend kann die Änderung der Einspritzeigenschaften angemessen unterbunden werden. Eine grundlegende Einspritzsteuerung kann derart eingestellt werden, dass ein angemessenes Ausgabeleistungsvermögen oder Emissionseigenschaften bei dem Standardeinspritzratenmaximalwert oder der Standardabweichung, bei welcher die Korrekturwerte Null werden, erreicht werden. Daher kann ein gutes Ausgabeleistungsvermögen oder Emissionseigenschaften angemessen aufrechterhalten werden, unabhängig von dem individuellen Unterschied.
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Das Schema des folgenden Ausführungsbeispiels kann die folgenden Auswirkungen (a) bis (i) zum Beispiel erreichen.
- Auswirkung (a): Wie oben erklärt ist, wird der Kraftstoffdruck innerhalb der gemeinsamen Kraftstoffleitung 6 basierend auf dem aktuellen Messwert des Maximalwerts der Einspritzrate des Kraftstoffeinspritzventils 10 gesteuert. Der Maximalwert der Kraftstoffeinspritzrate repräsentiert vorwiegend die Änderung der Kraftstoffeinspritzrate, die auf den individuellen Unterschied zurückzuführen ist. Deshalb kann die Änderung der Kraftstoffeinspritzrate während der Kraftstoffeinspritzzeitspanne basierend auf dem Maximalwert der Kraftstoffeinspritzrate passend nachvollzogen werden. Deshalb kann bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Änderung der Kraftstoffeinspritzrate leicht und passen kompensiert werden.
- Auswirkung (b): Die Maximalwerte der Kraftstoffeinspritzrate werden aktuell bei den Zuständen gemessen, bei welchen der Kraftstoffdruck innerhalb der gemeinsamen Kraftstoffleitung 6 zu den verschiedenen unterschiedlichen Werten festgelegt wird, und werden in der ECU 50 gespeichert. Daher kann die Änderung der Kraftstoffeinspritzrate, die auf den individuellen Unterschied zurückzuführen ist, kompensiert werden, während der Einfluss des Kraftstoffdrucks innerhalb der gemeinsamen Kraftstoffleitung 6 passend betrachtet wird.
- Auswirkung (c): Die ECU 50 speichert die Korrekturwerte des Kraftstoffdrucks innerhalb der gemeinsamen Kraftstoffleitung 6 basierend auf den aktuellen Messwerten des Maximalwerts der Kraftstoffeinspritzrate. Daher kann die Berechnungsbelastung der ECU 50 verringert werden.
- Auswirkung (d): Das Kraftstoffeinspritzventil 10 hat den QR-Kode 80, der die Korrekturwerte des Kraftstoffdrucks innerhalb der gemeinsamen Kraftstoffleitung 6 basierend auf den aktuellen Messwerten des Maximalwerts der Kraftstoffeinspritzrate enthält. Dementsprechend wird die Koordination zwischen dem Kraftstoffeinspritzventil 10 und der ECU 50 erleichtert. Es besteht kein Bedarf, das Kraftstoffeinspritzventil 10 mit der ECU 50 während der Produktion zu koordinieren. Daher können Komplikationen während der Produktion verringert werden.
- Auswirkung (e): Die Einspritzbeginnbefehlszeit für das Kraftstoffeinspritzventil 10 wird veränderlich basierend auf der aktuell gemessenen Abweichung zwischen der Befehlszeit und der aktuellen Zeit des Einspritzbeginns des Kraftstoffeinspritzventils 10 festgelegt. Dementsprechend kann die Änderung der Einspritzeigenschaften, die auf den individuellen Unterschied zurückzuführen sind, weiter passend kompensiert werden. Als Folge kann das Ausgabeleistungsvermögen oder die Emissionseigenschaften verbessert werden.
- Auswirkung (f): Die ECU 50 speichert die Abweichungen, die aktuell bei den Zuständen gemessen werden, bei welchen der Kraftstoffdruck innerhalb der gemeinsamen Kraftstoffleitung 6 bei unterschiedlichen Werten festgelegt wird. Daher kann die Veränderung der Abweichung, die auf den individuellen Unterschied zurückzuführen ist, kompensiert werden, während angemessen der Einfluss des Kraftstoffdrucks innerhalb der gemeinsamen Kraftstoffleitung 6 betrachtet wird.
- Auswirkung (g): Die ECU 50 speichert die Korrekturwerte des Kraftstoffdrucks innerhalb der gemeinsamen Kraftstoffleitung 6 basierend auf den aktuellen Messwerten der Abweichung. Daher kann die Berechnungsbelastung der ECU 50 verringert werden.
- Auswirkung (h): Das Kraftstoffeinspritzventil 10 hat den QR-Kode 80, der die Korrekturwerte der Einspritzbeginnbefehlszeit basierend auf den aktuellen Messwerten der Abweichung speichert. Daher kann das Kraftstoffeinspritzventil 10 leicht mit der ECU 50 koordiniert werden. Es besteht kein Bedarf, das Kraftstoffeinspritzventil 10 mit der ECU 50 während der Produktion zu koordinieren. Dementsprechend können Komplikationen während der Produktion verringert werden.
- Auswirkung (i): Das Kraftstoffeinspritzsteuersystem gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird bei dem Dieselmotor angewandt. Bei dem Dieselmotor neigt die Änderung der Spritzgestalt oder dergleichen, die auf den individuellen Unterschied des Kraftstoffeinspritzventils 10 zurückzuführen ist, dazu, sich großartig auf das Ausgabeleistungsvermögen oder die Emissionseigenschaften auszuwirken. Deshalb können die obigen Auswirkungen passend durch Anwenden des Kraftstoffeinspritzsteuersystems gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel bei dem Dieselmotor erreicht werden.
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Anstelle des Speicherns des Korrekturwerts des Kraftstoffdrucks innerhalb der gemeinsamen Kraftstoffleitung 6 basierend auf den Maximalwert der Einspritzrate bei dem QR-Kode 80, kann der QR-Kode 80 den aktuellen Messwert des Maximalwerts der Einspritzrate selbst speichern. Ebenso können bei diesem Fall die obigen Auswirkungen (a), (b) und (d) erreicht werden.
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Anstelle des Speicherns des Korrekturwerts der Befehlszeit basierend auf der Abweichung der aktuellen Zeit kann der QR-Kode 80 den aktuellen Messwert der Abweichung selbst speichern. Ebenso können bei diesem Fall die obigen Auswirkungen (e), (f) und (h) erreicht werden.
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Die Einspritzeigenschaften sind nicht auf den Maximalwert der Einspritzrate oder die Abweichung begrenzt. Zum Beispiel kann der Kraftstoffdruck innerhalb der gemeinsamen Kraftstoffleitung 6 veränderlich basierend auf einem aktuellen Messwert der Kraftstoffeinspritzquantität festgelegt werden, bei welcher der individuelle Unterschied des Kraftstoffeinspritzventils 10 wiedergegeben wird. Daher kann die Einspritzrate oder dergleichen eingestellt werden, wobei die Veränderung der Kraftstoffeinspritzquantität kompensiert werden kann. Darüber hinaus kann die Veränderung der Spritzgestalt passend unterdrückt werden, verglichen mit dem Fall, bei welchem die Erregungszeitspanne des Kraftstoffeinspritzventils 10 verlängert oder verkürzt wird.
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Wenn die Veränderung der aktuell eingespritzten Kraftstoffquantität verbleibt, selbst nachdem die Korrektur durch Berechnen des Korrekturwerts des Kraftstoffdrucks innerhalb der gemeinsamen Kraftstoffleitung 6 basierend auf den Maximalwert der Einspritzrate oder durch Berechnen des Korrekturwerts der Befehlzeit basierend auf der Abweichung ausgeführt wird, kann die Erregungszeitspanne des Kraftstoffeinspritzventils 10 ebenso korrigiert werden.
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Eine Einrichtung zum Speichern der Informationen über den individuellen Unterschied des Kraftstoffeinspritzventils 10 ist nicht auf den QR-Kode 80 begrenzt. Zum Beispiel kann ein Widerstand, der in dem Kraftstoffeinspritzventil 10 ausgestattet ist, als die Einrichtung zum Speichern der Information verwendet werden. Selbst wenn die Einrichtung zum Speichern der Information in der ECU 50 ausgerüstet ist anstelle des Kraftstoffeinspritzventils 10, können die obigen Auswirkungen (a) bis (c), (e) bis (g) erreicht werden. Anstelle der Korrektur der grundsätzlichen Kraftstoffeinspritzsteuerung basierend auf der Information über den individuellen Unterschied kann ein grundlegender Steuermodus der ECU 50 im Voraus in Übereinstimmung mit der Information über den individuellen Unterschied eingestellt werden. Zum Beispiel kann ein Festlegeverfahren der Befehlszeit oder ein Festlegeverfahren des Kraftstoffdrucks innerhalb der gemeinsamen Kraftstoffleitung 6 im Voraus basierend auf der Information über den individuellen Unterschied während der Produktion der ECU eingestellt werden.
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Eine Einrichtung zum Steuern des Kraftstoffdrucks innerhalb der gemeinsamen Kraftstoffleitung 6 ist nicht auf die Kraftstoffpumpe 4 oder das Druckverringerungsventil 42 begrenzt. Zum Beispiel kann der Kraftstoffdruck innerhalb der gemeinsamen Kraftstoffleitung 6 durch Ausführen eines Unzulässigkeitsantriebs des Kraftstoffeinspritzventils 10 gesteuert werden. Der Unzulässigkeitsantrieb wird durch Verbinden der Gegendruckkammer 20 mit dem Niederdruckkraftstoffdurchgang 24 durch Erregen der elektromagnetischen Magnetspule 32 und durch Anhalten der Erregung auf der elektromagnetischen Magnetspule 32 ausgeführt werden, bevor die Düsennadel 14 sich von dem Nadelsitzabschnitt 16 trennt (bevor das Kraftstoffeinspritzventil 10 öffnet). Daher kann der Kraftstoff, der mit Druck aus der gemeinsamen Kraftstoffleitung 6 beaufschlagt wird, zu dem Kraftstofftank 1, ohne eingespritzt zu werden, zurückgeführt werden, wobei der Kraftstoffdruck innerhalb der gemeinsamen Kraftstoffleitung 6 gesteuert werden kann.
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Das Kraftstoffeinspritzventil ist nicht auf das Druckausgleichseinspritzventil beschränkt. Der Motor, bei dem das Kraftstoffeinspritzsteuersystem angewandt wird, das Kraftstoffeinspritzventil oder das Kraftstoffeinspritzsteuereinstellverfahren des obigen Ausführungsbeispiels ist nicht auf den Dieselmotor begrenzt.
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Ein Kraftstoffeinspritzsteuersystem misst einen Maximalwert einer Einspritzrate und eine Abweichung zwischen einer Befehlszeit und einer aktuellen Zeit eines Einspritzbeginns eines Kraftstoffeinspritzventils. Das Steuersystem berechnet einen Korrekturwert eines Soll-Kraftstoffdrucks innerhalb einer gemeinsamen Kraftstoffleitung (6) basierend auf dem Maximalwert der Einspritzrate. Das Steuersystem berechnet einen Korrekturwert der Befehlszeit basierend auf der Abweichung. Die Korrekturwerte werden in einem QR-Kode (80) des Kraftstoffeinspritzventils (10) gespeichert. Wenn das Kraftstoffeinspritzventil (10) bei einem Motor eingerichtet ist, werden die Korrekturwerte aus dem QR-Kode gelesen und in einer elektronischen Steuereinheit (50) gespeichert, die den Motor steuert.