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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung
und ein Kraftstoffeinspritzsystem mit selbiger.
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Zum
Beispiel lehrt die
japanische
ungeprüfte Patentoffenlegungsschrift Nr. 2002-89330A ein
Kraftstoffeinspritzventil. In diesem Kraftstoffeinspritzventil wird
Kraftstoff, der mit Druck beaufschlagt ist und in einer Commonrail
angesammelt ist, zu einem Einspritzloch und einer Steuerkammer zugeführt,
wobei der Kraftstoffdruck der Steuerkammer, der den Kraftstoffdruck
auf ein Ventilelement in dessen Einspritzlochschließrichtung
(in dessen Sitzrichtung) aufbringt, eingestellt wird, um das Ventilelement
hin und her zu bewegen. Wenn das Ventilelement hin und her bewegt
wird, wird eine Einspritzung des Kraftstoffes durch das Einspritzloch
ermöglicht und unterbunden. Der Druck der Steuerkammer
wird durch Steuern der elektrischen Energie, die zu einer elektromagnetischen
Antriebsanordnung (z. B. einem elektromagnetischen Solenoid) zugeführt
wird, eingestellt, um eine Verbindung zwischen der Steuerkammer
und einer Niederdruckseite (einer Seite eines Kraftstoffablaufs
in dem Kraftstoffeinspritzventil, die zu einem Kraftstoffbehälter
führt) durch das bewegliche Element zu öffnen
und zu schließen. Die Zufuhr der elektrischen Energie zu
der elektromagnetischen Antriebsanordnung wird durch ein Antriebsimpulssignal
gesteuert.
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Das
Ventilelement, das das Einspritzloch öffnet und schließt,
empfängt den Kraftstoffdruck in dessen Einspritzlochöffnungsrichtung
(in dessen Abheberichtung) von dem zu dem Einspritzloch zugeführten
Kraftstoff. Ferner empfängt das Ventilelement den Kraftstoffdruck
in die Einspritzlochschließrichtung von dem zu der Steuerkammer
zugeführten Kraftstoff. Wenn die Verbindung zwischen der
Steuerkammer und der Niederdruckseite durch das Ventilelement ermöglicht
ist, wird der Kraftstoffdruck in der Steuerkammer reduziert. Somit
wird die Kraft, die von dem Kraftstoff in der Steuerkammer zu dem
Ventilelement in die Einspritzlochschließrichtung aufgebracht
ist, reduziert. Auf diese Weise wird das Ventilelement in die Einspritzlochöffnungsrichtung
abgehoben, so dass der Kraftstoff von dem Einspritzloch eingespritzt
wird. Wenn die Verbindung zwischen der Steuerkammer und der Niederdruckseite
unterbunden ist, d. h. durch das Ventilelement blockiert ist, wird
der Kraftstoffdruck in der Steuerkammer erhöht. Somit wird
die Kraft, die von dem Kraftstoff in der Steuerkammer auf das Ventilelement
in die Einspritzlochschließrichtung aufgebracht ist, erhöht.
Auf diese Weise wird das Ventilelement in die Einspritzlochschließrichtung
bewegt, um das Einspritzloch zu schließen. Somit ist die
Einspritzung des Kraftstoffs von dem Einspritzloch gestoppt.
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Ferner
ist es bekannt, dass ein mehrstufiger Einspritzbetrieb unter Verwendung
des vorstehend beschriebenen Kraftstoffeinspritzventils ausgeführt wird,
um Kraftstoff in eine Brennkammer mehrmals je Verbrennungszyklus
einzuspritzen.
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In
dem mehrstufigen Einspritzbetrieb werden eine Haupteinspritzung,
eine Voreinspritzung, eine Nacheinspritzung, eine Piloteinspritzung
und eine Posteinspritzung ausgeführt. Die Haupteinspritzung generiert
das Hauptdrehmoment der Maschine. Die Voreinspritzung wird vor der
Haupteinspritzung ausgeführt. Die Nacheinspritzung wird
nach der Haupteinspritzung ausgeführt. Die Piloteinspritzung
wird vor der Voreinspritzung ausgeführt. Die Posteinspritzung
wird nach der Nacheinspritzung ausgeführt.
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Die
Piloteinspritzung wird ausgeführt, um Luft und eine winzige
Menge Kraftstoff vorzumischen, bevor die Zündung des Luftkraftstoffgemisches
zum Zeitpunkt eines Ausführens der Haupteinspritzung stattfindet.
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In
der Voreinspritzung wird eine winzige Menge Kraftstoff vor der Haupteinspritzung
eingespritzt, um den Kraftstoff in der Brennkammer vor der Haupteinspritzung
zu verbrennen, so dass die schnelle Verbrennung zur Zeit eines Ausführens
der Haupteinspritzung begrenzt ist. Auf diese Weise werden ein Verbrennungsgeräusch
und Schwingungen reduziert.
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In
der Nacheinspritzung wird eine winzige Menge an Kraftstoff nach
der Haupteinspritzung eingespritzt, um Partikelmaterial zu verbrennen,
das den unverbrannten Bestandteil darstellt, der in der Brennkammer
zur Zeit eines Ausführens der Haupteinspritzung generiert
wird, und um hierdurch das Abgas zu reinigen.
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In
der Posteinspritzung wird eine winzige Menge Kraftstoff eingespritzt,
um das Partikelmaterial zu verbrennen, das durch einen Dieselpartikelfilter (DPF)
eingefangen ist.
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In
dem Fall, in dem der mehrstufige Einspritzbetrieb unter Verwendung
des vorstehenden Kraftstoffeinspritzventils ausgeführt
wird, wird jedoch der Kraftstoffstrom, der von der Commonrail zugeführt
wird und von der Steuerkammer zu der Niederdruckseite strömt,
schnell blockiert, um eine Generierung der Druckpulsation in der
Steuerkammer zu verursachen. Wenn das Antriebsimpulssignal zum Ausführen
der Nacheinspritzung zu der elektromagnetischen Antriebsanordnung
zugeführt wird, um eine Verbindung zwischen der Steuerkammer
und der Niederdruckseite während des Zeitraums eines Generierens
der Druckpulsation in der Steuerkammer unmittelbar nach der Ausführung
der Haupteinspritzung herzustellen, schwanken die Hubsteuerzeit
und die Hubgeschwindigkeit des Ventilelements zum Zeitpunkt eines
Antreibens des Ventilelements in die Einspritzlochöffnungsrichtung
(die Abheberichtung) durch die Druckpulsation, so dass die Bewegung
des Ventilelements instabil wird. Hierdurch weicht die Ist-Einspritzmenge
von Kraftstoff in der Nacheinspritzung nachteilig von einer Soll-Einspritzmenge
von Kraftstoff, der für die Nacheinspritzung festgelegt
ist, ab. In der Nacheinspritzung, in der die winzige Menge Kraftstoff
eingespritzt wird, wird eine Abweichung der Ist-Einspritzmenge von
Kraftstoff in Bezug auf die Soll-Einspritzmenge von Kraftstoff groß.
Somit können, wenn die Einspritzmenge von Kraftstoff in
der Nacheinspritzung von der Soll-Einspritzmenge von Kraftstoff,
die für die Nacheinspritzung festgelegt wurde, abweicht,
keine gewünschten Wirkungen erhalten werden.
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Zum
Beispiel kann in einem Fall, in dem die Ist-Einspritzmenge von Kraftstoff
in der Nacheinspritzung kleiner als die Soll-Einspritzmenge von
Kraftstoff, die für die Nacheinspritzung festgelegt wurde, ist,
das Partikelmaterial, das in der Brennkammer nach der Haupteinspritzung
generiert wurde, nicht ausreichend verbrannt werden. Daher kann
das Abgas nicht ausreichend gereinigt werden. Im Gegensatz dazu
wird in einem Fall, in dem die Ist-Einspritzmenge von Kraftstoff
in der Nacheinspritzung größer als die Soll-Einspritzmenge
von Kraftstoff, die für die Nacheinspritzung festgelegt
wurde, ist, ein wesentliches Drehmoment durch die Verbrennung zur
Zeit eines Ausführens der Nacheinspritzung generiert. Hierdurch
ist das Fahrverhalten des Fahrzeugs verschlechtert.
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Die
vorliegende Erfindung wendet sich an die vorstehenden Nachteile.
Somit ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung
zu schaffen, die eine Abweichung einer Ist-Einspritzmenge von Kraftstoff
von einer Soll-Einspritzmenge von Kraftstoff in einer Nacheinspritzung nach
Ausführen einer Haupteinspritzung reduziert oder minimiert.
Es ist weiterhin die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kraftstoffeinspritzsystem
zu schaffen, das eine derartige Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung
aufweist.
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Um
die vorstehende Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu lösen,
wird eine Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung für ein
Kraftstoffeinspritzventil einer Brennkraftmaschine geschaffen, die
Kraftstoff durch ein Kraftstoffloch des Kraftstoffeinspritzventils viele
Male je Verbrennungszyklus bei Erhalt des Kraftstoffs von einer
Commonrail einspritzt. Das Kraftstoffeinspritzventil weist ein Ventilelement,
das sich in Bezug auf das Einspritzloch hin und her bewegt, um das
Einspritzloch zu öffnen und zu schließen, eine
Steuerkammer, die den von der Commonrail zugeführten Kraftstoff
empfängt und einen Kraftstoffdruck gegenüber dem
Ventilelement in eine Einspritzlochschließrichtung des
Ventilelements zur Zeit eines Schließens des Einspritzlochs
ausübt, und eine Druckeinstellanordnung auf, die elektromagnetisch angetrieben
ist, um eine Verbindung zwischen der Steuerkammer und einer Niederdruckseite
zu öffnen und zu schließen und hierdurch einen
Kraftstoffdruck in der Steuerkammer einzustellen, um das Ventilelement
in Bezug auf das Einspritzloch zu reziprokieren. Die Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung
weist eine Antriebssteuereinrichtung und eine Korrektureinrichtung
auf. Die Antriebssteuereinrichtung dient zum Steuern der Druckeinstellanordnung.
Die Antriebssteuereinrichtung gibt ein Antriebsimpulssignal aus, um
der Druckeinstellanordnung zu befehlen, das Ventilelement zu reziprokieren.
Die Korrektureinrichtung dient zum Korrigieren des Antriebsimpulssignals auf
der Grundlage einer Druckpulsation in der Steuerkammer zur Zeit
eines Ausführens einer Nacheinspritzung nach einer Haupteinspritzung
bei dem Kraftstoffeinspritzventil je Verbrennungszyklus.
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Die
Erfindung ist zusammen mit deren zusätzlichen Aufgaben,
Merkmalen und Vorteilen besser aus der nachstehenden Beschreibung,
den anhängenden Ansprüchen und den begleitenden
Zeichnungen zu verstehen, in denen:
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1 ein
Blockdiagramm ist, das ein Kraftstoffeinspritzsystem gemäß einem
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 eine
schematische Schnittansicht ist, die ein Kraftstoffeinspritzventil
des Ausführungsbeispiels der Erfindung zeigt;
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3 ein
Zeitdiagramm ist, das Änderungen eines Antriebsimpulssignals,
einer Einspritzrate von Kraftstoff, einer Steuerkammerdruckpulsation,
einer Commonraildruckpulsation und einer Korrektur gemäß dem
Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
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4A eine
schematische Zeichnung ist, die einen Teil eines Korrekturbetriebs
des Antriebsimpulssignals unter Verwendung eines Korrekturkennfelds
für eine Steuerkammerdruckpulsation zeigt;
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4B eine
schematische Zeichnung ist, die einen anderen Teil der Korrektur
des Antriebsimpulssignals unter Verwendung eines Korrekturkennfelds
für eine Commonraildruckpulsation zeigt;
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5 eine
Diagramm ist, das eine Beziehung zwischen einer Einspritzmenge von
Kraftstoff in einer Nacheinspritzung und eines Intervallzeitraums zwischen
einer Haupteinspritzung und der Nacheinspritzung zeigt; und
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6 ein
Ablaufdiagramm ist, das eine Korrekturroutine des Antriebsimpulssignals
gemäß dem Ausführungsbeispiel zeigt.
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Ein
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist unter
Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
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1 zeigt
ein Kraftstoffeinspritzsystem gemäß dem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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Das
Kraftstoffeinspritzsystem 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels
führt Kraftstoff zu zum Beispiel einer Vierzylinderdieselmaschine
(nachstehend einfach als Maschine bezeichnet) 2 eines Fahrzeugs
zu. Das Kraftstoffeinspritzsystem 10 weist eine Hochdruckpumpe 14,
eine Commonrail 20, eine Vielzahl von Kraftstoffeinspritzventilen 30 und
eine elektronische Steuereinheit (ECU) 60 auf. Die Hochdruckpumpe 14 pumpt
Kraftstoff zu der Commonrail 20 und die Commonrail 20 sammelt
den zugeführten Hochdruckkraftstoff. Die Kraftstoffeinspritzventile 30 spritzen
den Hochdruckkraftstoff, der von der Commonrail 20 zugeführt
wird, zu Zylindern der Maschine 2 ein. Die ECU 60 steuert
das gesamte Kraftstoffeinspritzsystem 10. Die Hochdruckpumpe 14 hat
eine Förderpumpe, die Kraftstoff aus einem Kraftstoffbehälter 12 ansaugt.
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Die
Hochdruckpumpe 14, die als eine Kraftstoffzufuhrpumpe dient,
ist von einer bekannten Bauart, in der jeder Kolben durch eine Drehung
eines Nockens einer Nockenwelle reziprokierend angetrieben wird,
um Kraftstoff in eine Druckbeaufschlagungskammer zu saugen und dann
den in die Druckbeaufschlagungskammer gesaugten Kraftstoff mit Druck zu
beaufschlagen. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
weist die Hochdruckpumpe 14 die mehreren Kolben auf, die
um einen Nocken platziert sind.
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Ein
Dosierventil 16, das als ein Dosierstellglied dient, ist
auf einer Saugseite der Hochdruckpumpe 14 vorgesehen. Wenn
elektrischer Strom, der zu dem Dosierventil 16 zugeführt
wird, eingestellt wird, stellt das Dosierventil 16 die
Menge an Kraftstoff ein, die in die Hochdruckpumpe 14 während
des Saughubs von jedem entsprechenden Kolben gesaugt wird. Wenn
die Menge an Kraftstoff, die in die Hochdruckpumpe 14 angesaugt
ist, auf diese Weise eingestellt wird, wird die Menge an Kraftstoff,
die von der Hochdruckpumpe 14 geliefert wird, eingestellt.
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Die
Commonrail 20 sammelt den Kraftstoff, der von der Hochdruckpumpe 14 zugeführt
wird. Ferner führt die Commonrail 20 den angesammelten Hochdruckkraftstoff
zu den Kraftstoffeinspritzventilen 30 zu. Ein Drucksensor 22 und
ein Druckbegrenzer 24 sind an der Commonrail 20 vorgesehen.
Der Drucksensor 22 fühlt den Kraftstoffdruck (den
Commonraildruck) in dem Inneren der Commonrail 20. Wenn
der Commonraildruck übermäßig erhöht
ist, öffnet der Druckbegrenzer 24, um den Kraftstoff
von der Commonrail 20 zu der Seite des Kraftstoffbehälters 12 abzugeben,
um den Commonraildruck zu reduzieren.
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Neben
dem Drucksensor 22 ist ein Drehzahlsensor 50,
der die Drehzahl (die Zahl der Drehungen je Zeiteinheit) der Maschine 2 fühlt,
als ein Sensor zum Fühlen des Betriebszustands der Maschine 2 vorgesehen.
Ferner sind auch andere Sensoren, die den Betriebszustand der Maschine 2 fühlen,
in dem Kraftstoffeinspritzsystem 10 vorgesehen. Diese Sensoren
umfassen einen Beschleunigersensor (einen Sensor, der einen Öffnungsgrad
ACCP der Beschleunigungseinrichtung fühlt, d. h. das Ausmaß einer
Durchdrückung des Beschleunigerpedals) und Temperatursensoren
(wie zum Beispiel einen Einlasslufttemperatursensor zum Fühlen
der Temperatur der Einlassluft und einen Kühlmitteltemperatursensor zum
Fühlen der Temperatur des Kühlmittels).
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Das
Kraftstoffeinspritzventil 30 führt einen mehrstufigen
Einspritzbetrieb aus, um Kraftstoff mehrere Male je Verbrennungszyklus
einzuspritzen. In diesem Fall bezieht sich der mehrstufige Einspritzbetrieb
auf eine Ausführung einer Piloteinspritzung, einer Voreinspritzung,
einer Haupteinspritzung, einer Nacheinspritzung und mehreren Posteinspritzungen je
Verbrennungszyklus. Die Haupteinspritzung bewirkt eine Generierung
des Hauptdrehmoments der Maschine 2. Die Voreinspritzung
wird vor der Haupteinspritzung ausgeführt. Die Piloteinspritzung
wird vor der Voreinspritzung ausgeführt. Die Nacheinspritzung
wird nach der Haupteinspritzung ausgeführt. Die Posteinspritzungen
werden mehrere Male nach der Nacheinspritzung ausgeführt.
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Wie
in 2 gezeigt ist, empfängt ein Ventilkörper 32 des
Kraftstoffeinspritzventils 30 eine Düsennadel
(die als ein Ventilelement dient) 34 auf eine derartige
Art und Weise, dass die Düsennadel 34 in dem Ventilkörper 32 axial
reziprokiert. Eine Kraftstoffkammer 100 ist an einem Endabschnitt
auf einer Seite eines Einspritzlochs eines Inneren des Ventilkörpers 32 ausgebildet,
um den Kraftstoff von der Commonrail 20 zu empfangen. Die
Düsennadel 34 ist auf einen Ventilsitz 32a setzbar,
der in dem Ventilkörper 32 ausgebildet ist. Wenn
die Düsennadel 34 auf den Ventilsitz 32a gesetzt
wird, sind Einspritzlöcher 36 geschlossen, um
eine Einspritzung von Kraftstoff von den Einspritzlöchern 36 zu
stoppen. Wenn die Düsennadel 34 von dem Ventilsitz 32a abgehoben
ist, sind die Einspritzlöcher 36 geöffnet,
um Kraftstoff von den Einspritzlöchern 36 einzuspritzen.
Die Düsennadel 34 ist durch eine Feder (nicht
gezeigt) zu einer Einspritzlochschließrichtung (einer Sitzrichtung)
hin zum Schließen der Einspritzlöcher 36,
d. h. zu dem Ventilsitz 32a hin, vorgespannt.
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Eine
Steuerkammer 102 ist an einer entgegengesetzten Seite der
Düsennadel 34 ausgebildet, die entgegengesetzt
zu den Einspritzlöchern 36 ist. Der Kraftstoff
wird von der Commonrail 20 durch eine erste Öffnung
(ein erstes Drosselloch) 104 zugeführt. Der Kraftstoffdruck
der Steuerkammer 102 bringt eine Kraft auf die Düsennadel 34 in
die Einspritzlochschließrichtung zu dem Ventilsitz 32a hin
auf.
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Eine
Druckeinstellanordnung 40 ist elektromagnetisch angetrieben
und weist ein bewegliches Element 42 und eine Spule 44 auf.
In der Druckeinstellanordnung 40 wird, wenn die Spule 44 angeregt ist,
eine magnetische Anziehungskraft generiert, um das bewegliche Element 42 zu
der Spule 44 hin abzuheben. Hierdurch wird eine zweite Öffnung
(ein zweites Drosselloch) 106, das eine Verbindung ist, die
zwischen der Steuerkammer 102 und einer Niederdruckseite
(einem Abschnitt auf Seiten eines Kraftstoffablaufs in dem Kraftstoffeinspritzventil 30, der
mit dem Kraftstoffbehälter 12 in Verbindung steht) ausgebildet
ist, geöffnet. Somit wird der Hochdruckkraftstoff in der
Steuerkammer 102 zu dem Kraftstoffbehälter 12 auf
der Niederdruckseite abgelassen. Wenn die Anregung der Spule 44 ausgeschaltet
ist, wird das bewegliche Element 42 zu der zweiten Öffnung 106 durch
eine Last einer Feder (nicht gezeigt) hin gedrängt und
hierdurch schließt die zweite Öffnung 106.
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Ein Öffnungsdurchmesser
der zweiten Öffnung 106 ist größer
als ein Öffnungsdurchmesser der ersten Öffnung 104.
Hierdurch ist, wenn die zweite Öffnung 106 geöffnet
ist, um eine Verbindung zwischen der Steuerkammer 102 und
der Niederdruckseite herzustellen, die Strömungsmenge von
Kraftstoff, der aus der Steuerkammer 102 durch die zweite Öffnung 106 strömt,
größer als die Strömungsmenge von Kraftstoff,
der durch die erste Öffnung 104 in die Steuerkammer 102 strömt.
Hierdurch ist, wenn die Steuerkammer 102 mit der Niederdruckseite
in Verbindung steht, der Kraftstoffdruck in der Steuerkammer 102 reduziert.
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In
dem Fall, in dem die Anregung der Spule 44 ausgeschaltet
ist, um die zweite Öffnung 106 mit dem beweglichen
Element 42 zu schließen, ist eine Beziehung F1 < F2 + F3 eingerichtet,
so dass die Düsennadel 34 auf den Ventilsitz 32a gesetzt
wird. Hier bezeichnet F1 die Kraft, die von dem Kraftstoff in der Kraftstoffkammer 100 auf
die Düsennadel 34 in eine Einspritzlochöffnungsrichtung
(eine Hubrichtung) weg von dem Ventilsitz 32a aufgebracht
ist. Ferner bezeichnet F2 die Kraft, die von dem Kraftstoff in der Steuerkammer 102 auf
die Düsennadel 34 in die Einspritzlochschließrichtung
zu dem Ventilsitz 32a hin aufgebracht ist. Zusätzlich
bezeichnet F3 die Kraft, die von der Feder der Düsennadel 34 in
die Einspritzlochschließrichtung zu dem Ventilsitz 32a hin
aufgebracht ist. In einem derartigen Fall ist die Kraftstoffeinspritzung
von den entsprechenden Einspitzlöchern 36 gestoppt.
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Im
Gegensatz dazu wird, wenn die Anregung der Spule 44 der
Druckeinstellanordnung 40 eingeschaltet ist, um die zweite Öffnung 106 zu öffnen,
die Kraft F2 von einem vorgegebenen Wert (einem vorgegebenen Druck)
reduziert. Hierdurch ist eine Beziehung F1 > F2 + F3 eingerichtet. Somit wird die
Düsennadel 34 von dem Ventilsitz 32a weg
gehoben und hierdurch wird der Kraftstoff von den Einspritzlöchern 36 eingespritzt.
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Die
ECU 60 von 1, die als eine Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung
dient, ist ein Mikrocomputer, der eine CPU, einen RAM, einen ROM
und einen Flashspeicher aufweist. Die ECU 60 fühlt
den Betriebszustand der Maschine 2 auf der Grundlage der Messsignale,
die zum Beispiel von dem Drucksensor 22, dem Drehzahlsensor 50,
dem Beschleunigersensor (dem Sensor, der den Öffnungsgrad
ACCP der Beschleunigungseinrichtung fühlt, d. h. das Ausmaß einer
Durchdrückung des Beschleunigerpedals) dem Einlasslufttemperatursensor
und dem Kühlmitteltemperatursensor empfangen werden. Um
die Maschine 2 in den besten Betriebszustand zu versetzen,
steuert die ECU 60 die elektrische Energiezufuhr zu dem Dosierventil 16 und
den Kraftstoffeinspritzventilen 30 auf der Grundlage des
gefühlten Betriebszustands, um die Maschine 2 anzutreiben.
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Als
Nächstes ist jede Funktion (die als eine Einrichtung dient)
der ECU 60, die bei Ausführung des entsprechenden
Steuerprogramms betrieben wird, das in dem ROM oder dem Flashspeicher
gespeichert ist, beschrieben.
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Die
ECU 60 gibt ein Antriebsimpulssignal zu der Spule 44 der
Druckeinstellanordnung 40 des Kraftstoffeinspritzventils 30 aus,
um die vorgegebene Einspritzmenge an Kraftstoff und die vorgegebene Einspritzsteuerzeit
des Kraftstoffes für jede Einspritzstufe in dem mehrstufigen
Einspritzbetrieb auf der Grundlage des Betriebszustands der Maschine 2,
der mit den Sensoren gefühlt wird, die den Drucksensor 22 und
den Drehzahlsensor 50 umfassen, einzurichten (zu befehlen).
In dem Fall des Antriebsimpulssignals, das in 3 gezeigt
ist, befiehlt die ECU 60 dem Kraftstoffeinspritzventil 30,
die Voreinspritzung, die Haupteinspritzung und die Nacheinspritzung
auszuführen.
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In
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird grundsätzlich
zur Zeit eines Ausführens des mehrstufigen Einspritzbetriebs
ein Intervallzeitraum zwischen jeder von zwei aufeinanderfolgenden
Einspritzungen fixiert und nur die Einspritzmenge an Kraftstoff
wird gemäß dem Betriebszustand der Maschine gesteuert.
Die ECU 60 speichert ein Einspritzmengencharakteristikkennfeld,
das eine Beziehung zwischen einer Impulsbreite des Antriebsimpulssignals
und der Einspritzmenge von Kraftstoff für jeden vorgegebenen
Bereich des Commonraildrucks in den ROM oder dem Flashspeicher angibt.
Die ECU 60 bestimmt die Impulsbreite des Antriebsimpulssignals, die
einer Soll-Einspritzmenge bei jeder entsprechenden Einspritzstufe
des mehrstufigen Einspritzbetriebs entspricht, gemäß dem
Kraftstoffeinspritzmengencharakteristikkennfeld im Ansprechen auf
den Commonraildruck, der mit dem Drucksensor 22 gefühlt
wird.
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In
dem Fall, in dem die Impulsbreite des Antriebsimpulssignals, die
der Soll-Einspritzmenge von jeder entsprechenden Einspritzstufe
des mehrstufigen Einspritzbetriebs entspricht, für jeden
Commonrailsdruck auf der Grundlage des Einspritzmengencharakteristikkennfelds
bestimmt wird, um die Einspritzmenge an Kraftstoff, wenn die Druckpulsation
in der Steuerkammer 102 generiert wird (nachstehend auch
als Steuerkammerdruckpulsation bezeichnet), zu steuern, können
die Hubsteuerzeit und die Hubgeschwindigkeit der Düsennadel 34 schwanken,
um die instabile Bewegung der Düsennadel 34 zum
Zeitpunkt eines Hebens der Düsennadel 34 zu verursachen.
In einem derartigen Fall kann die Einspritzmenge an Kraftstoff von
dem Kraftstoffeinspritzventil 30 unter Verwendung der Impulsbreite
nicht eingespritzt werden, die auf der Grundlage des Einspritzmengencharakteristikkennfelds
bestimmt ist. Insbesondere kann in dem Fall, in dem die Nacheinspritzung
ausgeführt wird, um eine winzige Menge an Kraftstoff unmittelbar
nach der Haupteinspritzung einzuspritzen, die Einspritzmenge an
Kraftstoff möglicherweise relativ zu der Soll-Einspritzmenge
durch die Einflüsse der Haupteinspritzung schwanken.
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Die
Ursachen, die die Druckpulsation in der Steuerkammer 102 hervorrufen,
können möglicherweise die folgenden zwei Ursachen
umfassen.
- (1) Wenn das bewegliche Element 42 der
Druckeinstellanordnung 40 des Kraftstoffeinspritzventils 30 den
Hochdruckkraftstoffstrom blockiert, der von der Steuerkammer 102 zu
der Niederdruckseite abläuft, um die Haupteinspritzung
zu beenden, tritt die Druckpulsation in der Steuerkammer 102 auf.
- (2) Wie in 3 gezeigt ist, wird die Druckpulsation
auch zwischen der Commonrail 20 und dem Kraftstoffeinspritzventil 30 (nachstehend
auch als Commonraildruckpulsation bezeichnet) in der Leitung, die
die Commonrail 20 und das Kraftstoffeinspritzventil 30 verbindet,
durch den von der Commonrail 20 zugeführten Kraftstoff
und der Kraftstoffeinspritzung von dem Kraftstoffeinspritzventil 30 generiert.
Die Commonraildruckpulsation kann zu der Steuerkammer 102 geleitet
werden, um die Steuerkammerdruckpulsation zu verursachen. Die Amplitude
und der Zeitraum der Commonraildruckpulsation unterscheiden sich von
der Amplitude und dem Zeitraum der Druckpulsation, die in der Steuerkammer 102 zur
Zeit eines Blockierens der Verbindung zwischen der Steuerkammer 102 und
der Niederdruckseite durch das bewegliche Element 42 generiert
wird. Die Amplitude der Commonraildruckpulsation wird reduziert,
wenn die Commonraildruckpulsation durch die erste Öffnung 104 gelangt.
Somit wird, wenn die Commonraildruckpulsation zu der Steuerkammer 102 geleitet
wird, die Amplitude der Commonraildruckpulsation kleiner als die Druckpulsation,
die in der Steuerkammer 102 zur Zeit eines Blockierens
der Verbindung zwischen der Steuerkammer 102 und der Niederdruckseite durch
das bewegliche Element 42 generiert wird. Daher wird die
Beendigung der Haupteinspritzung durch das Blockieren der Verbindung
zwischen der Steuerkammer 102 und der Niederdruckseite durch
das bewegliche Element 42 der Druckeinstellanordnung 40 als
die Hauptursache der Steuerkammerdruckschwankung erachtet.
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Zusätzlich
zu der Steuerkammerdruckpulsation verursacht auch die Commonraildruckpulsation des
Kraftstoffes, der von den Einspritzlöchern 36 eingespritzt
wird, die Schwankung in der Einspritzmenge an Kraftstoff in der
Nacheinspritzung. Die Steuerkammerdruckpulsation hat die größeren
Einflüsse auf die Bewegung der Düsennadel 34 zur
Zeit eines Abhebens der Düsennadel 34 im Vergleich
zu der Commonraildruckpulsation. Somit hat die Steuerkammerdruckpulsation
die größeren Einflüsse auf die Schwankungen
der Einspritzmenge an Kraftstoff in der Nacheinspritzung.
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In
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Impulsbreite
des Antriebsimpulssignals, die der Soll-Einspritzmenge an Kraftstoff
für die Nacheinspritzung entspricht, die auf der Grundlage
des Einspritzmengencharakteristikkennfelds erhalten wird, auf der
Grundlage der Druckpulsation der Steuerkammer 102 und der
Druckpulsation zwischen der Commonrail 20 und dem Kraftstoffeinspritzventil 30 korrigiert.
Dann wird die Nacheinspritzung durch Einspritzen der Soll-Einspritzmenge
an Kraftstoff ausgeführt, die durch das Antriebsimpulssignal
befohlen wird, das die korrigierte Impulsbreite hat.
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Nachstehend
ist der beispielhafte Fall eines Korrigierens der Impulsbreite des
Antriebsimpulssignals der Nacheinspritzung beschrieben, die auf
der Grundlage des Einspritzmengencharakteristikkennfelds erhalten
wird.
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Nachstehend
ist ein erster beispielhafter Korrekturfall beschrieben.
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Die
Amplitude und der Zeitraum der Steuerkammerdruckpulsation und die
Amplitude und der Zeitraum der Commonraildruckpulsation können
auf der Grundlage des Commonraildrucks, der Einspritzmenge an Kraftstoff
in der Voreinspritzung, der Einspritzmenge an Kraftstoff in der
Haupteinspritzung, einem Volumen der Steuerkammer 102 (in
dem Fall der Steuerkammerdruckpulsation) und anderen Parametern
abgeschätzt werden. Ferner können die Amplitude
der Steuerkammerdruckpulsation und die Amplitude der Commonraildruckpulsation
zur Zeit eines Ausfahrens der Nacheinspritzung auf der Grundlage
des Intervallzeitraums zwischen der Haupteinspritzung und der Nacheinspritzung
abgeschätzt werden. Die Einspritzmenge an Kraftstoff in
der Nacheinspritzung schwankt abhängig von der Amplitude
und dem Zeitraum (die als eine Variabilitätscharakteristik
dienen) der Steuerkammerdruckpulsation und der Amplitude und des
Zeitraums (die als eine Variabilitätscharakterstik dienen)
der Commonraildruckpulsation. Daher ist es auf der Grundlage des Commonraildrucks,
der Einspritzmenge an Kraftstoff in der Voreinspritzung, der Einspritzmenge
an Kraftstoff in der Haupteinspritzung, dem Intervallzeitraum zwischen
der Haupteinspritzung und der Nacheinspritzung, dem Volumen der
Steuerkammer 102 und den anderen Parametern möglich,
die Amplitude und den Zeitraum der Steuerkammerdruckpulsation und die
Amplitude und den Zeitraum der Commonraildruckpulsation ebenso wie
die Amplitude der Steuerkammerdruckpulsation und die Amplitude der
Commonraildruckpulsation zur Zeit eines Ausführens der Nacheinspritzung
abzuschätzen. Dann kann die Impulsbreite des Antriebsimpulssignals
der Nacheinspritzung auf der Grundlage der abgeschätzten
Variabilitätscharakteristik der Steuerkammerdruckpulsation
und der abgeschätzten Variabilitätscharakteristik der
Commonraildruckpulsation korrigiert werden.
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Dementsprechend
schätzt die ECU 60, wie in 4A gezeigt
ist, auf der Grundlage des Commonraildrucks, der Einspritzmenge
an Kraftstoff in der Voreinspitzung, der Einspritzmenge an Kraftstoff in
der Haupteinspritzung, des Intervallzeitraums zwischen der Haupteinspritzung
und der Nacheinspritzung, des Volumens der Steuerkammer 102 und
der anderen Parameter angesichts des Korrekturkennfelds für
die Steuerkammerdruckpulsation die Variabilitätscharakteristik
der Steuerkammerdruckpulsation ab und erhält einen Korrekturwert
Kc der Impulsbreite des Antriebsimpulssignals für die Steuerkammerdruckpulsation.
Ferner schätzt die ECU 60, wie in 4B gezeigt
ist, auf der Grundlage des Commonraildrucks, der Einspritzmenge
an Kraftstoff in der Voreinspitzung, der Einspritzmenge an Kraftstoff
in der Haupteinspritzung, des Intervallzeitraums zwischen der Haupteinspritzung
und der Nacheinspritzung und der anderen Parameter angesichts des Korrekturkennfelds
für die Commonraildruckpulsation die Variabilitätscharakteristik
der Commonraildruckpulsation ab und erhält einen Korrekturwert
Kr der Impulsbreite des Antriebsimpulssignals für die Commonraildruckpulsation.
-
Dann
verwendet die ECU 60, wie auf der unteren Seite von 3 gezeigt
ist, eine mathematische Gleichung (Funktion) oder ein Kennfeld,
um einen Korrekturwert der Impulsbreite des Antriebssignals für
den Fall, in dem die Steuerkammerdruckpulsation und die Commonraildruckpulsation
gemischt werden, auf der Grundlage der erhaltenen Korrekturwerte
Kc, Kr ohne Ändern des Intervallzeitraums zwischen der
Haupteinspritzung und der Nacheinspritzung zu erhalten.
-
Das
Kennfeld und die mathematische Gleichung (Funktion) kann im Voraus
auf der Grundlage von gemessenen Werten in Untersuchungen oder einem
Simulationsergebnis erhalten werden.
-
Nachstehend
ist ein zweiter beispielhafter Korrekturfall beschrieben.
-
In 5 gibt
das Bezugszeichen 200 die Variabilitätscharakteristik
(in der Form von Punkten) an, die zur Zeit eines Messens der Einspritzmenge
an Kraftstoff in der Nacheinspritzung in dem Fall erhalten wird,
in dem der Intervallzeitraum zwischen der Haupteinspritzung und
der Nacheinspritzung geändert wird, während die
Impulsbreite des Antriebsimpulssignals der Nacheinspritzung fixiert
ist. Angesichts der Variabilitätscharakteristik 200 der
Einspritzmenge an Kraftstoff in der Nacheinspritzung in Bezug auf
den Intervallzeitraum zwischen der Haupteinspritzung und der Nacheinspritzung
ist es klar zu verstehen, dass die Einspritzmenge an Kraftstoff
in der Nacheinspritzung sich ändert, wenn der Intervallzeitraum
zwischen der Haupteinspritzung und der Nacheinspritzung geändert
wird.
-
Dies
dürfte durch die wesentliche Änderung des Grads
einer Druckpulsation in der Steuerkammer 102 während
der Anstiegszeit des Antriebsimpulssignals der Nacheinspritzung
begründet sein, wenn sich der Intervallzeitraum zwischen
der Haupteinspritzung und der Nacheinspritzung ändert, sogar
wenn die Impulsbreite des Antriebsimpulssignals der Nacheinspritzung
fest ist. Wie vorstehend beschrieben ist, ist die Steuerkammerdruckpulsation
durch die Leitung der Commonraildruckpulsation zu der Steuerkammer 102 zu
erwarten und wird zur Zeit eines Blockierens des Hochdruckkraftstoffstroms
von der Steuerkammer 102 zu der Niederdruckseite durch
das bewegliche Element 42 der Druckeinstellanordnung 40 generiert,
um die Haupteinspritzung zu beenden.
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Die
Hubzeit der Düsennadel 34 ist durch den Druck
der Steuerkammer 102 bestimmt. Daher schwankt sogar in
dem Fall, in dem die Impulsbreite des Antriebsimpulssignals konstant
gehalten ist, wenn der Intervallzeitraum zwischen der Haupteinspritzung
und der Nacheinspritzung geändert wird, die Hubzeit der
Düsennadel 34. Ferner schwankt die Hubgeschwindigkeit
der Düsennadel 34 abhängig von der Änderungsrate
des Drucks der Steuerkammer 102.
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Wenn
die Hubzeit und die Hubgeschwindigkeit der Düsennadel 34 in
der Nacheinspritzung schwanken, ändert sich die Einspritzmenge
an Kraftstoff in der Nacheinspritzung.
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Ferner
schwankt, wie vorstehend diskutiert ist, die Einspritzmenge an Kraftstoff
in der Nacheinspritzung auch durch die Commonraildruckpulsation, die
in dem Kraftstoff generiert wird, der von dem Einspritzloch 36 eingespritzt
wird.
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Somit
ist die Variabilitätscharakteristik 200 der Einspritzmenge
an Kraftstoff in der Nacheinspritzung durch zwei Arten von Druckwellen
verursacht, d. h. der Steuerkammerdruckpulsation und der Commonraildruckpulsation,
und kann unter Verwendung der nachstehenden Gleichung (1) angenähert
berechnet werden. a + b·exp(–c·x)·sin(d·x
+ e) + f·exp(–g·x)·sin(h·x
+ i) Gleichung (1)
-
In
der vorstehenden Gleichung (1) gibt ”x” den Intervallzeitraum
zwischen der Haupteinspritzung und der Nacheinspritzung an. Ferner
geben ”a” bis ”i” Koeffizienten
an, die auf der Grundlage des Commonrailsdrucks, der Einspritzmenge
an Kraftstoff in der Voreinspritzung, der Einspritzmenge an Kraftstoff
in der Haupteinspritzung, des Volumens der Steuerkammer 102 der
entsprechenden Kraftstoffeinspritzventile 30 und der anderen
Parameter bestimmt sind.
-
Ferner
gibt in der Gleichung (1) der Term b·exp(–c·x)·sin(d·x
+ e) die Variabilitätscharakteristik der Einspritzmenge
an Kraftstoff in der Nacheinspritzung an, die durch die Steuerkammerdruckpulsation verursacht
ist, und gibt der Term f·exp(–g·x)·sin(h·x
+ i) die Variabilitätscharakteristik der Einspritzmenge an
Kraftstoff in der Nacheinspritzung an, die durch die Commonraildruckpulsation
verursacht ist. Zusätzlich gibt exp(–c·x)
ein Abklingmodul (modulus of decay) der Variabilitätscharakteristik
der Einspritzmenge an Kraftstoff in der Nacheinspritzung an, das durch
die Steuerkammerdruckpulsation verursacht ist, und gibt exp(–g·x)
ein Abklingmodul (modulus of decay) der Variabilitätscharakteristik
der Einspritzmenge an Kraftstoff in der Nacheinspritzung an, die durch
die Commonraildruckpulsation verursacht ist. Ferner gibt sin(d·x
+ e) einen Zeitraum der Variabilitätscharakteristik der
Einspritzmenge an Kraftstoff in der Nacheinspritzung an, die durch
die Steuerkammerdruckpulsation verursacht ist, und gibt sin(h·x
+ i) einen Zeitraum der Variabilitätscharakteristik der
Einspritzmenge an Kraftstoff in der Nacheinspritzung, die durch
die Commonraildruckpulsation verursacht ist. In 5 gibt
ein Bezugszeichen 210 eine Variabilitätscharakteristik
an, die durch Verwendung der Gleichung (1) angenähert ist.
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Die
ECU 60 korrigiert die Impulsbreite des Antriebsimpulssignals
der Nacheinspritzung ohne Ändern des Intervallzeitraums
zwischen der Haupteinspritzung und der Nacheinspritzung, wie unten
in 3 angegeben ist, auf eine derartige Art und Weise,
dass die Einspritzmenge an Kraftstoff in der Nacheinspritzung mit
deren Sollwert übereinstimmt, auf der Grundlage der Variabilitätscharakteristik 210, die
durch Verwendung der Gleichung (1) angenähert ist. Zum
Beispiel wird in dem Fall, in dem die Amplitude der Variabilitätscharakteristik 210 verhältnismäßig
groß ist, die Impulsbreite zur Zeit eines Anstiegs des
Antriebsimpulssignals der Nacheinspritzung verkürzt. Ferner
ist in dem Fall, in dem die Amplitude der Variabilitätscharakteristik 210 verhältnismäßig
klein ist, die Impulsbreite zur Zeit eines Anstiegs des Antriebsimpulssignals
der Nacheinspritzung verlängert.
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Ebenso
ist es in dem Fall, in dem die Voreinspritzung vor der Haupteinspritzung
ausgeführt wird, denkbar, dass die Steuerkammerdruckpulsation,
die in der Steuerkammer 102 zur Zeit eines Ausführens der
Nacheinspritzung generiert wird, und die Commonraildruckpulsation,
die zwischen der Commonrail 20 und dem Kraftstoffeinspritzventil 30 zur
Zeit eines Ausführens der Voreinspritzung generiert wird,
zur Zeit eines Ausführens der Nacheinspritzung immer noch
vorhanden ist. Ferner ist es, da die Gleichung (1) die Variabilitätscharakteristik
der gemessenen Einspritzmenge an Kraftstoff in der Nacheinspritzung annähert,
denkbar, dass die Gleichung (1) die Variabilitätscharakteristik
der Einspritzmenge an Kraftstoff in der Nacheinspritzung annähert,
die den Einfluss der Druckpulsation aufweist, die zur Zeit eines
Ausführens der Voreinspritzung generiert wird.
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Ferner
liegt in dem Fall, in dem die Piloteinspritzung vor der Voreinspitzung
ausgeführt wird, die Ausführungssteuerzeit der
Piloteinspritzung im Wesentlichen vor der Ausführungssteuerzeit
der Voreinspritzung. Daher sollte in dem Fall eines Erhaltens des
Antriebsimpulssignals für die Nacheinspritzung es nicht
erforderlich sein, den Einfluss der Druckpulsation, der durch die
Piloteinspritzung generiert wird, zu berücksichtigen.
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In
dem Fall, in dem die Impulsbreite des Antriebsimpulssignals der
Nacheinspritzung auf der Grundlage der Variabilitätscharakteristik 210 korrigiert
wird, die durch die Gleichung (1) angenähert wird, wird
der Korrekturwert, der verwendet wird, um die Impulsbreite des Antriebsimpulssignals
der Nacheinspritzung zu korrigieren, durch Verwendung der mathematischen
Gleichung (Funktion) oder des Kennfelds auf der Grundlage eines
Ergebnisses der Berechnung der Gleichung (1) bei Festlegen von Werten
der Variablen ”x” und der Koeffizienten ”a” bis ”i” der
Gleichung (1) erhalten.
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Alternativ
können die Werte der Variablen und der Koeffizienten der
Gleichung (1) für den Term der Variabilitätscharakteristik,
die durch die Steuerkammerdruckpulsation verursacht ist, und für
den Term der Variabilitätscharakteristik, die durch die Commonraildruckpulsation
verursacht ist, festgelegt werden. Dann kann gleichermaßen
zu dem ersten beispielhaften Korrekturfall der Korrekturwert, der verwendet
wird, um die Impulsbreite des Antriebsimpulssignals der Nacheinspritzung
zu korrigieren, durch Verwendung des entsprechenden Kennfelds auf
der Grundlage des Terms der Variabilitätscharakteristik,
die durch die Steuerkammerdruckpulsation verursacht ist, erhalten
werden. Ferner kann der Korrekturwert, der verwendet wird, um die
Impulsbreite des Antriebsimpulssignals der Nacheinspritzung zu korrigieren,
durch Verwendung des anderen entsprechenden Kennfelds auf der Grundlage
des Terms der Variabilitätscharakteristik, die durch die
Commonraildruckpulsation verursacht ist, erhalten werden. Dann kann
auf der Grundlage der somit erhaltenen Korrekturwerte der Korrekturwert
der Impulsbreite des Antriebsimpulssignals für den Fall,
in dem die Steuerkammerdruckpulsation und die Commonraildruckpulsation
gemischt sind, unter Verwendung der mathematischen Gleichung (Funktion)
oder des Kennfelds erhalten werden.
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Wie
vorstehend diskutiert ist, gibt in der vorstehenden Gleichung (1) ”x” den
Intervallzeitraum zwischen der Haupteinspritzung und der Nacheinspritzung
an. Ferner geben ”a” bis ”i” die
Koeffizienten, die auf der Grundlage des Commonraildrucks bestimmt
sind, die Einspritzmenge an Kraftstoff in der Voreinspritzung, die
Einspritzmenge an Kraftstoff in der Haupteinspritzung, das Volumen
der Steuerkammer 102 für die entsprechenden Kraftstoffeinspritzventile 30 und
die anderen Parameter anaher ist es, wenn die Werte der Variable ”x” und
die Koeffizienten ”a” bis ”i” der
Gleichung (1) geeignet festgelegt sind, möglich, den Korrekturwert
der Impulsbreite des Antriebsimpulssignals auf der Grundlage der
abgeschätzten Variabilitätscharakteristik der
Steuerkammerdruckpulsation und der abgeschätzten Variabilitätscharakteristik
der Commonraildruckpulsation zu erhalten, die auf der Grundlage
der Gleichung (1) angesichts der verschiedenen Werte der Einspritzmenge
an Kraftstoff in der Voreinspritzung, der Einspritzmenge an Kraftstoff
in der Haupteinspritzung, des Volumens der Steuerkammer 102 und
des Intervallzeitraums zwischen der Haupteinspritzung und der Nacheinspritzung
abgeschätzt sind.
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In
einem Fall, in dem das Volumen der Steuerkammer 102 von
einem Kraftstoffeinspritzventil zu einem anderen Kraftstoffeinspritzventil
variiert, kann die Variabilitätscharakteristik 200 der
Einspritzmenge an Kraftstoff in der Nacheinspritzung, die in 5 gezeigt
ist, für jedes der Kraftstoffeinspritzventile gemessen
werden, die jeweils die Steuerkammern 102 mit den unterschiedlichen
Volumen haben. Dann kann für jedes der Kraftstoffeinspritzventile
die Impulsbreite des Antriebsimpulssignals der Nacheinspritzung
auf der Grundlage der Variabilitätscharakteristik 210 der
Nacheinspritzmenge auf der Grundlage der Variabilitätscharakteristik 210 der
Einspritzmenge an Kraftstoff in der Nacheinspritzung, die durch
Verwendung der Gleichung (1) angenähert ist, korrigiert
werden.
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Die
Amplitude der Steuerkammerdruckpulsation ist reduziert, wenn die
Einspritzmenge an Kraftstoff in der Haupteinspritzung reduziert
ist. Ferner ist die Amplitude der Steuerkammerdruckpulsation reduziert,
wenn der Intervallzeitraum zwischen der Haupteinspritzung und der
Nacheinspritzung verlängert ist. Daher ist in dem Fall,
in dem die Einspritzmenge an Kraftstoff in der Haupteinspritzung
kleiner als ein vorgegebener Wert ist, oder in dem Fall, in dem
der Intervallzeitraum zwischen der Haupteinspritzung und der Nacheinspritzung
länger als ein vorgegebener Wert ist, die Amplitude der
Steuerkammerdruckpulsation verhältnismäßig
klein, während die Änderung der Einspritzmenge
an Kraftstoff in der Nacheinspritzung verhältnismäßig
klein ist. Daher ist es nicht erforderlich, die Impulsbreite des
Antriebsimpulssignals für die Einspritzmenge an Kraftstoff
in der Nacheinspritzung zu korrigieren.
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In
dem ersten und zweiten beispielhaften Korrekturfall schätzt
die ECU 60 die Amplitude und den Zeitraum der Steuerkammerdruckpulsation
und die Amplitude und den Zeitraum der Commonraildruckpulsation
auf der Grundlage des Intervallzeitraums zwischen der Haupteinspritzung
und der Nacheinspritzung, dem Volumen der Steuerkammer 102 und
der Voreinspritzung, die vor der Haupteinspritzung ausgeführt
wird, ab. Dann korrigiert die ECU 60 die Impulsbreite des
Antriebsimpulssignals der Nacheinspritzung auf der Grundlage der
abgeschätzten Steuerkammerdruckpulsation und der abgeschätzten
Commonraildruckpulsation. Somit kann die hochgenaue Korrektur ausgeführt
werden.
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Als
Nächstes ist die Korrektur des Antriebsimpulssignals der
Nacheinspritzung unter Bezugnahme auf die Korrekturroutine von 6 beschrieben.
Die Korrekturroutine von 6 ist die Routine zum Ausführen
des zweiten beispielhaften Korrekturfalls, der vorstehend beschrieben
ist, und wird einmal je Verbrennungszyklus ausgeführt.
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Bei
Schritt S300 von 6 bestimmt die ECU 60,
ob das Einspritzmuster das ist, das zum Ausführen der Nacheinspritzung
festgelegt ist. Wenn bestimmt ist, dass das Einspritzmuster zum
Ausführen der Nacheinspritzung bei Schritt S300 nicht festgelegt
ist (d. h. NEIN bei Schritt S300), schreitet die ECU 60 zu
Schritt S308. Bei Schritt S308 führt die ECU 60 den
normalen Einspritzsteuerbetrieb aus, in dem die Korrektur der Impulsbreite
des Antriebsimpulssignals nicht durchgeführt wird. Dann
beendet die ECU 60 die vorliegende Routine.
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Im
Gegensatz dazu schreitet, wenn bestimmt ist, dass das Einspritzmuster
zum Ausführen der Nacheinspritzung bei Schritt S300 festgelegt
ist (d. h. JA bei Schritt S300), die ECU 60 zu Schritt S302.
Bei Schritt S302 wird bestimmt, ob die Einspritzmenge an Kraftstoff
in der Haupteinspritzung gleich oder größer als
ein vorgegebener Wert ist. Wenn bestimmt ist, dass die Einspritzmenge
an Kraftstoff in der Haupteinspritzung kleiner als der vorgegebene
Wert bei Schritt S302 ist (d. h. NEIN bei Schritt S302), bestimmt
die ECU 60, dass die Schwankung der Einspritzmenge an Kraftstoff
in der Nacheinspritzung verhältnismäßig
klein ist und schreitet zu Schritt S308, in dem die ECU 60 den
normalen Einspritzsteuerbetrieb ausführt, in dem die Korrektur
der Impulsbreite des Antriebsimpulssignals nicht ausgeführt
wird. Dann beendet die ECU 60 die vorliegende Routine.
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Im
Gegensatz dazu schreitet, wenn bestimmt ist, dass die Einspritzmenge
an Kraftstoff in der Haupteinspritzung gleich wie oder größer
als der vorgegebene Wert bei Schritt S302 ist (d. h. JA bei Schritt
S302), die ECU 60 zu Schritt S304. Bei Schritt S304 wird
bestimmt, ob der Intervallzeitraum zwischen der Haupteinspritzung
und der Nacheinspritzung gleich wie oder geringer als ein vorgegebener Wert
(ein vorgegebener Zeitraum) ist. Wenn bestimmt ist, dass der Intervallzeitraum
länger als der vorgegebene Wert bei Schritt S304 ist (d.
h. NEIN bei Schritt S304), bestimmt die ECU 60, dass die Schwankung
der Einspritzmenge an Kraftstoff in der Nacheinspritzung verhältnismäßig
klein ist und schreitet zu Schritt S308, in dem die ECU 60 den
normalen Einspritzsteuerbetrieb ausführt, in dem die Korrektur
der Impulsbreite des Antriebsimpulssignals nicht durchgeführt
wird. Dann beendet die ECU 60 die vorliegende Routine.
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Wenn
bestimmt ist, dass der Intervallzeitraum gleich wie oder geringer
als der vorgegebene Wert bei Schritt S304 ist (d. h. JA bei Schritt
S304), schreitet die ECU 60 zu Schritt S306. Bei Schritt S306
nähert die ECU 60 die Variabilitätscharakteristik
der Einspritzmenge an Kraftstoff in der Nacheinspritzung durch Verwendung
der Gleichung (1) angesichts der Amplitude und des Zeitraums der
Steuerkammerdruckpulsation und der Amplitude und des Zeitraums der
Commonraildruckpulsation an. Dann korrigiert die ECU 60 die
Impulsbreite des Antriebsimpulssignals der Nacheinspritzung durch
Verwendung der Gleichung (1) auf eine derartige Art und Weise, dass
die Einspritzmenge an Kraftstoff in der Nacheinspritzung mit der
Soll-Einspritzmenge an Kraftstoff für die Nacheinspritzung übereinstimmt.
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Hier
sollte angemerkt werden, dass, wenn der Prozess von Schritt S306
mit der Korrekturimpulsbreite des Antriebsimpulssignals der Nacheinspritzung
unter Verwendung der Korrekturkennfelder, die in 4A und 4B angegeben
sind, ersetzt wird, die Korrekturroutine von 6 als die
Routine zum Ausführen des ersten beispielhaften Korrekturfalls,
der vorstehend beschrieben ist, betrachtet werden kann.
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In
dem vorstehenden Ausführungsbeispiel ist die Impulsbreite
des Antriebsimpulssignals der Nacheinspritzung hochgenau auf der
Grundlage der Steuerkammerdruckpulsation und der Commonraildruckpulsation
korrigiert. Wenn die Impulsbreite des Antriebsimpulssignals der
Nacheinspritzung auf der Grundlage der Steuerkammerdruckpulsation
korrigiert wird, die den großen Einfluss der Schwankung der Einspritzmenge
an Kraftstoff in der Nacheinspritzung hat, ist es möglich,
die Soll-Einspritzmenge an Kraftstoff in der Nacheinspritzung einzuspritzen.
Daher ist es möglich, das Abgas durch ausreichendes Verbrennen
des unverbrannten Bestandteils (z. B. des Partikelmaterials) mit
der Nacheinspritzung zu reinigen. Ferner ist es möglich,
die Verschlechterung des Fahrverhaltens des Fahrzeugs durch Minimieren der
Generierung des Drehmoments bei der Nacheinspritzung zu begrenzen.
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Nachstehend
sind Modifikationen des vorstehenden Ausführungsbeispiels
beschrieben.
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In
dem vorstehenden Ausführungsbeispiel wird die Impulsbreite
des Antriebsimpulssignals der Nacheinspritzung auf der Grundlage
der Steuerkammerdruckpulsation und der Commonraildruckpulsation
korrigiert. Alternativ ist es möglich, die Impulsbreite
des Antriebsimpulssignals der Nacheinspritzung auf der Grundlage
von nur der Steuerkammerdruckpulsation zu korrigieren, die den großen
Einfluss auf die Schwankung der Einspritzmenge in der Nacheinspritzung
hat.
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Ferner
wird in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Soll-Einspritzmenge
an Kraftstoff in der Nacheinspritzung durch Korrigieren der Impulsbreite
des Antriebsimpulssignals der Nacheinspritzung eingespritzt. Alternativ
kann die Soll-Einspritzmenge an Kraftstoff in der Nacheinspritzung
durch Korrigieren der Anstiegszeit des Antriebsimpulssignals der
Nacheinspritzung, d. h. durch Korrigieren des Intervallzeitraums
zwischen der Haupteinspritzung und der Nacheinspritzung ohne Korrigieren
der Impulsbreite des Antriebsimpulssignals der Nacheinspritzung,
eingespritzt werden. Ferner kann alternativ die Soll-Einspritzmenge
an Kraftstoff in der Nacheinspritzung durch Korrigieren von beiden,
der Impulsbreite des Antriebsimpulssignals der Nacheinspritzung
und der Anstiegszeit des Antriebsimpulssignals der Nacheinspritzung,
eingespritzt werden.
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In
dem vorstehenden Ausführungsbeispiel sind die Funktionen
der Antriebssteuereinrichtung, der Korrektureinrichtung und der
Pulsationsabschätzeinrichtung durch die ECU 60 eingerichtet
und die Funktionen der ECU 60 sind durch das entsprechende
Steuerprogramm spezifiziert. Im Gegensatz dazu kann zumindest ein
Teil der Funktionen der Antriebssteuereinrichtung, der Korrektureinrichtung
und der Pulsationsabschätzeinrichtung durch die Hardware eingerichtet
werden, in der der Steuerkreisaufbau selber deren Funktion spezifiziert.
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Wie
vorstehend diskutiert ist, ist die vorliegende Erfindung nicht auf
das vorstehende Ausführungsbeispiel begrenzt und das vorstehende
Ausführungsbeispiel kann innerhalb des Umfangs der vorliegenden
Erfindung modifiziert werden.
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In
einem Kraftstoffeinspritzsystem steuert eine elektronische Steuereinheit
(60) eine Druckeinstellanordnung (40), die elektromagnetisch
angetrieben ist, um eine Verbindung (106) zwischen einer Steuerkammer
(102) und einer Niederdruckseite bei einem Kraftstoffeinspritzventil
(30) zu öffnen und zu schließen und hierdurch
einen Kraftstoffdruck in der Steuerkammer (102) einzustellen,
um ein Ventilelement (34) relativ zu einem Einspritzloch
(36) des Kraftstoffeinspritzventils (30) zu reziprokieren.
Die Steuereinheit (60) gibt ein Antriebsimpulssignal aus, um
der Druckeinstellanordnung (40) zu befehlen, das Ventilelement
(34) reziprokierend anzutreiben. Ferner korrigiert die
Steuereinheit (60) das Antriebsimpulssignal auf der Grundlage
einer Druckpulsation in der Steuerkammer (102) zur Zeit
eines Ausführens einer Nacheinspritzung nach einer Hautpeinspritzung bei
dem Kraftstoffeinspritzventil (30) je Verbrennungszyklus.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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