-
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine
Kraftstoffeinspritzvorrichtung.
-
Bei einer bekannten Kraftstoffeinspritzvorrichtung ist eine
Kraftstoffdruckkammer gemeinsam für eine Vielzahl Zylinder
vorgesehen, und eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung ist an einem
jeweiligen Zylinder angeordnet und spritzt den in der Kammer mit
Druck beaufschlagten Kraftstoff ein, um so Kraftstoff zu dem
Zylinder zuzuführen, und zwar unter einem hohen Druck bei dem
Verdichtungshub oder dergleichen.
-
Wenn bei einer derartigen Kraftstoffeinspritzvorrichtung die
jeweilige Kraftstoffeinspritzvorrichtung Kraftstoff einspritzt,
dann wird eine Überdruckwelle in der Nähe des Einspritzloches
unmittelbar nach der Kraftstoffeinspritzung erzeugt und
schreitet zu der Kraftstoffdruckkammer in dem Rohr fort, das die
jeweilige Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit der
Kraftstoffdruckkammer verbindet. Wenn die Überdruckwelle die
Kraftstoffdruckkammer erreicht, dann ändert sich der
Kraftstoffdruck in der Kammer. Als nächstes reflektiert die
Kammer die Überdruckwelle als eine Unterdruckwelle, und diese
schreitet zu der Kraftstoffeinspritzvorrichtung fort. Wenn die
Unterdruckwelle die Kraftstoffeinspritzvorrichtung erreicht,
dann ändert sich der Kraftstoffdruck in der Nähe des
Einspritzloches. Als nächstes wird die Unterdruckwelle in der
Nähe des Einspritzloches als eine Überdruckwelle erneut
reflektiert, und diese schreitet zu der Kraftstoffdruckkammer
fort. Eine derartige Reflektion der Druckwelle wird wiederholt,
bis die Druckwelle aufgrund einer Dämpfung verschwindet.
-
Im Allgemeinen wird eine Ventilöffnungszeitperiode von jeder
Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß einem Kraftstoffdruck in
der Kraftstoffdruckkammer gesteuert. Jedoch bewirkt der
Kraftstoffdruck in der Nähe des Einspritzloches eine tatsächlich
eingespritzte Kraftstoffmenge. Wie dies vorstehend erwähnt ist,
ändert sich der Kraftstoffdruck in der Nähe des Einspritzloches
unmittelbar nach der Kraftstoffeinspritzung beim Eintreffen der
Druckwelle. Jedoch verschwindet die Druckwelle bis zu der
Kraftstoffeinspritzung bei dem nächsten Zyklus, und somit ändert
sich der Kraftstoffdruck in der Nähe des Einspritzloches bei der
nächsten Kraftstoffeinspritzung kaum, und er entspricht im
Wesentlichen dem Kraftstoffdruck in der Kraftstoffdruckkammer.
Dementsprechend treten keine Probleme auf, falls die
Ventilöffnungszeitperiode gemäß dem Kraftstoffdruck in der
Kraftstoffdruckkammer gesteuert wird.
-
Wenn jede Kraftstoffeinspritzvorrichtung eine
Kraftstoffeinspritzung pro Zyklus durchführt, dann kann die
Ventilöffnungszeitperiode bei der Kraftstoffeinspritzung somit
gemäß dem Kraftstoffdruck in der Kraftstoffdruckkammer gesteuert
werden. Wenn jedoch die Kraftstoffeinspritzvorrichtung zumindest
zwei Kraftstoffeinspritzungen pro Zyklus durchführt, zum
Beispiel wenn eine Pilot-Kraftstoffeinspritzung und eine Haupt-
Kraftstoffeinspritzung durchgeführt werden oder wenn eine Haupt-
Kraftstoffeinspritzung und eine Nach-Kraftstoffeinspritzung
durchgeführt werden oder dergleichen, dann verschwindet die bei
der ersten Kraftstoffeinspritzung erzeugte Druckwelle (welche
die Pilot-Kraftstoffeinspritzung im Falle der Pilot-
Kraftstoffeinspritzung und der Haupt-Kraftstoffeinspritzung ist,
oder welche die Haupt-Kraftstoffeinspritzung im Falle der Haupt-
Kraftstoffeinspritzung und der Nach-Kraftstoffeinspritzung ist)
nicht in der kurzen Zeit bis zu der zweiten
Kraftstoffeinspritzung (welche die Haupt-Kraftstoffeinspritzung
im Falle der Pilot-Kraftstoffeinspritzung und der Haupt-
Kraftstoffeinspritzung ist, oder welche die Nach-
Kraftstoffeinspritzung im Falle der Haupt-Kraftstoffeinspritzung
und der Nach-Kraftstoffeinspritzung ist). Somit erreicht die
Druckwelle die Nähe des Einspritzloches bei der zweiten
Kraftstoffeinspritzung, und der Kraftstoffdruck kann sich darin
ändern. In einem derartigen Fall kann eine gewünschte
Kraftstoffmenge nicht eingespritzt werden, auch wenn die
Ventilöffnungszeitperiode gemäß dem Kraftstoffdruck in der
Kraftstoffdruckkammer gesteuert wird.
-
Um zu bestimmen, ob die Druckwelle in der Kraftstoffdruckkammer
reflektiert wird und die Nähe des Einspritzloches bei der
zweiten Kraftstoffeinspritzung erreicht oder nicht, ist es
erforderlich, die Druckfortschrittsgeschwindigkeit des
Kraftstoffes zu erhalten.
-
In der japanischen ungeprüften Patentoffenlegungsschrift JP-
2000-18064 wird die Zeitperiode von jenem Zeitpunkt, bei dem die
in der Nähe des Einspritzloches erzeugte Druckwelle bei
geöffneter Kraftstoffeinspritzvorrichtung die
Kraftstoffdruckkammer als eine Überdruckwelle erreicht, bis zu
jenem Zeitpunkt gemessen, bei dem sie zu der
Kraftstoffdruckkammer als eine Überdruckwelle erneut
zurückkehrt, nachdem sie zu der Nähe des Einspritzloches als
eine Unterdruckwelle fortgeschritten ist, und die
Druckfortschrittsgeschwindigkeit wird dadurch berechnet, dass
die doppelte Rohrlänge durch die gemessene Zeitperiode dividiert
wird.
-
Die Druckfortschrittsgeschwindigkeit ändert sich gemäß der
Temperatur, dem Druck, der Eigenschaft des Kraftstoffes und
dergleichen. Dementsprechend muss die gegenwärtige
Druckfortschrittsgeschwindigkeit unmittelbar vor der zweiten
Kraftstoffeinspritzung berechnet werden, um zu bestimmen, ob die
Druckwelle durch die erste Kraftstoffeinspritzung die zweite
Kraftstoffeinspritzung beeinträchtigt oder nicht, und zwar unter
Verwendung der Druckfortschrittsgeschwindigkeit.
-
Jedoch kann bei dem vorstehend beschriebenen Stand der Technik
die Druckfortschrittsgeschwindigkeit nicht berechnet werden, bis
die in der Nähe des Einspritzloches durch die erste
Kraftstoffeinspritzung erzeugte Druckwelle die
Kraftstoffdruckkammer erreicht, und danach schreitet die
Druckwelle zu der Kraftstoffdruckkammer über die Nähe des
Einspritzloches zurück. Wenn somit die
Druckfortschrittsgeschwindigkeit nicht berechnet wird, bis die
in der Nähe des Einspritzloches erzeugte Druckwelle in dem Rohr
dreimal entlangwandert, und eine Länge des Rohres relativ lang
ist, dann startet die zweite Kraftstoffeinspritzung, bevor die
Druckfortschrittsgeschwindigkeit berechnet wird. Daher kann auf
der Grundlage der berechneten Druckfortschrittsgeschwindigkeit
nicht bestimmt werden, ob eine Korrektur der
Ventilöffnungszeitperiode bei Betrachtung der Druckwelle bei der
zweiten Kraftstoffeinspritzung erforderlich ist oder nicht.
Kurzfassung der Erfindung
-
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
Kraftstoffeinspritzvorrichtung vorzusehen, mit einer
Kraftstoffdruckkammer und einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung,
die mit der Kraftstoffdruckkammer über ein Rohr verbunden ist,
bei dem, wenn die Kraftstoffeinspritzvorrichtung zumindest zwei
Kraftstoffeinspritzungen pro Zyklus durchführt, eine Korrektur
einer Kraftstoffeinspritzmenge bei der zweiten
Kraftstoffeinspritzung korrekt durchgeführt werden kann.
-
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine
Kraftstoffeinspritzvorrichtung vorgesehen, mit einer
Kraftstoffdruckkammer und einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung,
die mit der Kraftstoffdruckkammer über ein Rohr verbunden ist,
wobei, wenn die Kraftstoffeinspritzvorrichtung zumindest zwei
Kraftstoffeinspritzungen pro Zyklus durchführt, eine
Druckfortschrittsgeschwindigkeit des Kraftstoffes zwischen der
ersten Kraftstoffeinspritzung und der zweiten
Kraftstoffeinspritzung von den beiden Kraftstoffeinspritzungen
berechnet wird, und eine Kraftstoffeinspritzmenge bei der
zweiten Kraftstoffeinspritzung wird auf der Grundlage der
Druckfortschrittsgeschwindigkeit korrigiert.
-
Zu den Zeichnungen:
-
Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht einer
Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
und
-
Fig. 2 zeigt eine Zeitkarte eines Antriebspulses, einer Änderung
einer Kraftstoffeinspritzrate und einer Änderung eines
Kraftstoffdruckes in jedem Abschnitt, wenn eine Pilot-
Kraftstoffeinspritzung und eine Haupt-Kraftstoffeinspritzung
durchgeführt werden.
-
Die Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht einer
Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
Das Bezugszeichen 1 bezeichnet eine
Kraftstoffeinspritzvorrichtung, die an einem jeweiligen Zylinder
angeordnet ist, und das Bezugszeichen 2 bezeichnet eine
Kraftstoffdruckkammer. Jede Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1 und
jede Kraftstoffdruckkammer 2 sind über ein Rohr 3 verbunden.
Jede Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1 spritzt Kraftstoff, der in
einer für jeden Zylinder gemeinsamen Kammer 2 mit hohem Druck
beaufschlagt wird, zum Beispiel direkt in den Zylinder einer
Dieselkraftmaschine oder einer Direkteinspritz-
Funkenzündungskraftmaschine ein. Selbstverständlich kann die
Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1 dazu verwendet werden, um
Kraftstoff zum Beispiel in einen Einlassanschluss und nicht in
einen Zylinder einzuspritzen.
-
Das Bezugszeichen 4 bezeichnet eine Hochdruckpumpe, um den
Kraftstoff in der Kammer 2 mit Druck zu beaufschlagen. Die
Hochdruckpumpe 4 wird üblicherweise durch die Kraftmaschine
angetrieben, und pumpt zum Beispiel eine bei dem
Kraftstoffeinspritzungen verbrauchte Kraftstoffmenge durch zwei
Kraftstoffeinspritzvorrichtungen in die Kraftstoffdruckkammer 2
am Ende der Kraftstoffeinspritzungen. Das Bezugszeichen 5bezeichnet eine Hochdruckpumpe für diesen Zweck. Das
Bezugszeichen 6 bezeichnet einen Kraftstoffbehälter, und das
Bezugszeichen 7 bezeichnet ein Saugrohr, durch das die
Hochdruckpumpe 4 den Kraftstoff aus den Kraftstoffbehälter 6
ansaugt. Das Bezugszeichen 9 bezeichnet einen Drucksensor, um
einen Kraftstoffdruck in der Kraftstoffdruckkammer 2 zu
erfassen. Das Bezugszeichen 10 bezeichnet einen
Temperatursensor, um eine Kraftstofftemperatur in der
Kraftstoffdruckkammer 2 zu erfassen. Der Temperatursensor 2 kann
in der Hochdruckpumpe 4 angeordnet sein.
-
Eine der Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 1 ist mit einem
Niederdruckrohr 8 verbunden, welches mit dem Kraftstoffbehälter
in Verbindung ist. Die andere Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1
ist mit dem Niederdruckrohr 8 über Verbindungsrohre 11
verbunden, durch das jeweils zwei angrenzende
Kraftstoffeinspritzvorrichtungen miteinander in Verbindung sind.
Die Hochdruckpumpe 4 saugt außerdem Kraftstoff von dem
Niederdruckrohr 8 über ein Verzweigungsrohr 12 an.
-
Jede Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1 hat einen Ventilkörper,
der zum Beispiel in der axialen Richtung gleiten kann, und der
Spitzenabschnitt des Ventilkörpers kann das Einspritzloch öffnen
und schließen. Im Allgemeinen wird der Ventilkörper durch eine
Schließfeder in der Schließrichtung vorgespannt. Wenn der
Hochdruckkraftstoff in der Kraftstoffdruckkammer 2 der
Spitzenseite und der entfernten Seite des Ventilkörpers durch
das Rohr 3 zugeführt wird, dann schließt der Ventilkörper
mittels der Schließfeder das Einspritzloch. Wenn der
Hochdruckkraftstoff an der entfernten Seite des Ventilkörpers zu
dem Kraftstoffbehälter 6 über das Niederdruckrohr 8 ausströmt,
dann öffnet der Ventilkörper das Einspritzloch durch die
Druckkraft des noch an der Spitzenseite des Ventilkörpers
wirkenden Hochdruckkraftstoffes entgegen der Vorspannkraft der
Schließfeder. Wenn die Strömung des Hochdruckkraftstoffes an der
entfernten Seite des Ventilkörpers gestoppt wird, dann wirkt die
Druckkraft des Hochdruckkraftstoffes auch an der entfernten
Seite des Ventilkörpers und versetzt die Druckkraft des
Hochdruckkraftstoffes, der an der Spitzenseite des Ventilkörpers
wirkt. Daher schließt der Ventilkörper erneut durch die
Schließfeder.
-
Um eine gewünschte Kraftstoffmenge aus jeder
Kraftstoffeinspritzvorrichtung einzuspritzen, welche auf der
Grundlage eines gegenwärtigen Kraftmaschinenbetriebszustandes
bestimmt ist, wird die Ventilöffnungszeitperiode des
Ventilkörpers gesteuert. Die durch jede
Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1 eingespritzte Kraftstoffmenge
ändert sich nicht nur durch die Ventilöffnungszeitperiode
sondern auch durch einen Kraftstoffeinspritzdruck. Wenn
dementsprechend die Ventilöffnungszeitperiode des Ventilkörpers
bestimmt wird, dann muss ein Kraftstoffdruck in der Nähe des
Einspritzloches von jeder Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1
betrachtet werden. Es ist jedoch schwierig, einen Drucksensor in
der Nähe des Einspritzloches von jeder
Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1 anzuordnen, da dies relativ
hohe Kosten und einen relativ großen Montageraum erfordert.
Dementsprechend wird ein Kraftstoffdruck in der
Kraftstoffdruckkammer 2 als ein Kraftstoffdruck in der Nähe des
Einspritzloches von jeder Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1
verwendet, und somit wird die Ventilöffnungszeitperiode von
jeder Kraftstoffeinspritzvorrichtung festgelegt.
-
Wie dies vorstehend beschrieben ist, verschwindet die
unmittelbar nach der Kraftstoffeinspritzung erzeugte Druckwelle
bis zu der Kraftstoffeinspritzvorrichtung bei dem nächsten
Zyklus, falls jede Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1 lediglich
eine Haupt-Kraftstoffeinspritzung durchführt, und somit gibt es
keine Druckänderung in der Nähe des Einspritzloches bei der
nächsten Kraftstoffeinspritzung durch die Druckwelle, die das
Rohr 3 verlässt und dorthin zurückkehrt. Dementsprechend tritt
kein großes Problem auf, auch wenn angenommen wird, dass der
Kraftstoffdruck in der Nähe des Einspritzloches dem
Kraftstoffdruck in der Kraftstoffdruckkammer 2 entspricht und
die Ventilöffnungszeitperiode auf der Grundlage des
Kraftstoffdruckes in der Kraftstoffdruckkammer 2 festgelegt
wird.
-
Wenn die Kraftstoffeinspritzvorrichtung zwei
Kraftstoffeinspritzungen pro Zyklus durchführt, so dass eine
Pilot-Kraftstoffeinspritzung oder eine Nach-
Kraftstoffeinspritzung zusätzlich zu der Haupt-
Kraftstoffeinspritzung durchgeführt wird, dann kann die zweite
Kraftstoffeinspritzung durchgeführt werden, während die
unmittelbar nach der ersten Kraftstoffeinspritzung erzeugte
Druckwelle das Rohr 3 verlässt und dorthin zurückkehrt, ohne
dass sie verschwindet. Falls die zweite Kraftstoffeinspritzung
durchgeführt wird, wenn die Druckwelle die Nähe des
Einspritzloches nicht erreicht hat, dann kann der
Kraftstoffdruck in der Kraftstoffdruckkammer 2 als der
Kraftstoffdruck in der Nähe des Einspritzloches verwendet
werden. In diesem Fall ändert sich der Kraftstoffdruck in der
Kraftstoffdruckkammer 2 stets aufgrund der Druckwellen, die
durch die Kraftstoffeinspritzung bei der jeweiligen
Kraftstoffeinspritzvorrichtung erzeugt werden, und somit wird
ein Durchschnittswert davon als der Kraftstoffdruck in der
Kraftstoffdruckkammer 2 verwendet.
-
Wenn jedoch die zweite Kraftstoffeinspritzung durchgeführt
werden muss, wenn die bei der ersten Kraftstoffeinspritzung
erzeugte Druckwelle die Nähe des Einspritzloches erreicht, dann
erreicht die Druckwelle die Nähe des Einspritzloches als eine
Unterdruckwelle, und sie verringert den Kraftstoffdruck in der
Nähe des Einspritzloches. Falls daher die
Ventilöffnungszeitperiode auf der Grundlage des
Kraftstoffdruckes in der Kraftstoffdruckkammer 2 festgelegt
wird, dann wird eine tatsächliche Kraftstoffeinspritzmenge
kleiner als eine gewünschte Kraftstoffeinspritzmenge.
-
Dementsprechend muss in diesem Fall die
Ventilöffnungszeitperiode bei der zweiten
Kraftstoffeinspritzung, die auf der Grundlage der gewünschten
Kraftstoffeinspritzmenge und des Kraftstoffdruckes in der
Kraftstoffdruckkammer 2 festgelegt ist, so korrigiert werden,
dass sie größer wird.
-
Falls nicht sicher bestimmt werden kann, ob die bei der ersten
Kraftstoffeinspritzung erzeugte Druckwelle die Nähe des
Einspritzloches bei der zweiten Kraftstoffeinspritzung erreicht
oder nicht, kann somit die gewünschte Kraftstoffeinspritzmenge
nicht bei der zweiten Kraftstoffeinspritzung eingespritzt
werden. Für die Bestimmung muss eine Geschwindigkeit gehalten
werden, bei der der Druck in dem Kraftstoff fortschreitet,
nämlich eine Druckfortschrittsgeschwindigkeit. Die
Druckfortschrittsgeschwindigkeit ändert sich mit der Temperatur,
dem Druck und den Eigenschaften des Kraftstoffes, und somit muss
die Druckfortschrittsgeschwindigkeit unmittelbar vor der zweiten
Kraftstoffeinspritzung erhalten werden.
-
Die Fig. 2 zeigt eine Zeitkarte eines Antriebspulses, einer
Änderung der Kraftstoffeinspritzrate und einer Änderung des
Kraftstoffdruckes in jedem Abschnitt, wenn eine Pilot-
Kraftstoffeinspritzung und eine Haupt-Kraftstoffeinspritzung
durchgeführt werden. Der Antriebspuls ist ein Puls zum Antreiben
des Aktuators der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1, und wenn der
Aktuator angetrieben wird, wird somit der Kraftstoff mit hohem
Druck beaufschlagt, der an der entfernten Seite des
Ventilkörpers wirkt, und der Kraftstoff strömt zu dem
Niederdruckrohr 8 aus. Wie dies durch die Änderung der
Kraftstoffeinspritzrate gezeigt ist, wird der Ventilkörper daher
tatsächlich geöffnet, nachdem eine vorbestimmte
Öffnungsreaktionsverzögerungszeitperiode (t1) von der Wirkzeit
des Antriebspulses verstrichen ist, und die
Kraftstoffeinspritzung startet. Wenn der Aktuator gestoppt wird,
dann wird die Strömung des an der entfernten Seite des
Ventilkörpers wirkenden Hochdruckkraftstoffes gestoppt. Daher
wird der Ventilkörper tatsächlich geschlossen, nachdem eine
vorbestimmte Schließreaktionsverzögerungszeitperiode verstrichen
ist, und dann wird die Kraftstoffeinspritzung gestoppt.
-
Der Druck (P1) zeigt die Änderung des Kraftstoffdruckes in der
Kraftstoffdruckkammer 2. Wenn die Pilot-Kraftstoffeinspritzung
tatsächlich startet, dann wird aufgrund des Antriebspulses der
Kraftstoffdruck in der Nähe des Einspritzloches der
Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1 abgesenkt. Diese Absenkung des
Druckes schreitet zu der Kraftstoffdruckkammer 2 über das Rohr 3
fort, und der Kraftstoffdruck in der Kraftstoffdruckkammer 2
wird abgesenkt, nachdem eine vorbestimmte Zeitperiode (t2) nach
der Wirkzeit des Antriebspulses verstrichen ist. Danach
schreitet die unmittelbar nach der Kraftstoffeinspritzung
erzeugte Überdruckwelle zu der Kraftstoffdruckkammer 2 über das
Rohr 3 fort, und somit wird der Kraftstoffdruck in der
Kraftstoffdruckkammer 2 dadurch angehoben. Als nächstes wird
diese Überdruckwelle durch die Kraftstoffdruckkammer 2
reflektiert und wird zu einer Unterdruckwelle, und somit wird
der Kraftstoffdruck in der Kraftstoffdruckkammer 2 abgesenkt.
Diese Unterdruckwelle erreicht die Nähe des Einspritzloches und
senkt den Kraftstoffdruck in der Nähe des Einspritzloches ab.
Als nächstes wird diese Unterdruckwelle an der Nähe des
Einspritzloches reflektiert und wird zu einer Überdruckwelle,
und somit wird der Kraftstoffdruck in der Nähe des
Einspritzloches angehoben. Als nächstes erreicht diese
Überdruckwelle die Kraftstoffdruckkammer 2 erneut und hebt den
Kraftstoffdruck in der Kraftstoffdruckkammer 2 an. Somit ändern
sich der Kraftstoffdruck in der Nähe des Einspritzloches und der
Kraftstoffdruck in der Kraftstoffdruckkammer 2.
-
Bei der gegenwärtigen Kraftstoffeinspritzvorrichtung wird die
bekannte folgende Gleichung (1) dazu verwendet, eine
Druckfortschrittsgeschwindigkeit (a) unmittelbar vor der Haupt-
Kraftstoffeinspritzung zu berechnen, nämlich unmittelbar nach
der Pilot-Kraftstoffeinspritzung.
a = (/r1)1/2 (1)
-
Hierbei ist (E1) ein Kompressionsmodul des Kraftstoffes
unmittelbar nach der Pilot-Kraftstoffeinspritzung, und (r1) ist
eine Kraftstoffdichte unmittelbar nach der Pilot-
Kraftstoffeinspritzung.
-
Im Allgemeinen wird die Beziehung zwischen einem Volumen (V) des
Hochdruckabschnittes der Kraftstoffeinspritzvorrichtung (welches
die Summe eines Volumens der Kraftstoffdruckkammer 2, der
Volumina der vier Rohte 3, der Volumina der vier
Kraftstoffkanäle, die zu dem Einspritzloch bei den vier
Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 1 führen, und der Volumina des
Hochdruckrohres 5 bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel
ist), einem Druckabsenkungsbetrag (dP) durch die Pilot-
Kraftstoffeinspritzung, einem Volumenänderungsbetrag (dV) durch
die Pilot-Kraftstoffeinspritzung und einem Kompressionsmodul (E0)
vor der Absenkung des Druckes durch die folgende Gleichung (2)
ausgedrückt.
E0 = dP.V/dV (2)
-
Wie dies vorstehend beschrieben ist, kann die
Ventilöffnungszeitperiode der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1
auf der Grundlage des Kraftstoffdruckes in der
Kraftstoffdruckkammer 2 zum Einspritzen der gewünschten
Kraftstoffmenge festgelegt werden, wenn keine Änderung des
Kraftstoffdruckes in der Nähe des Einspritzloches durch die
Druckwelle vorhanden ist. Anders gesagt kann eine durch die
Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1 eingespritzte Kraftstoffmenge
auf der Grundlage des Kraftstoffdruckes in der
Kraftstoffdruckkammer 2 und der Zeitperiode (T) berechnet
werden, in der der Aktuator der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1durch den Antriebspuls angetrieben wird (der der
Ventilöffnungszeitperiode der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1
mit der Öffnungsreaktionsverzögerungszeitperiode und der
Schließreaktionsverzögerungszeitperiode entspricht). Wie dies
vorstehend beschrieben ist, strömt der Hochdruckkraftstoff zu
dem Niederdruckrohr über die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1
aus, wenn die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1 Kraftstoff
einspritzt. Die Kraftstoffmenge kann auch ähnlich wie die
Kraftstoffeinspritzmenge berechnet werden.
-
Und zwar kann eine Summe der Kraftstoffeinspritzmenge und der
ausgeströmten Kraftstoffmenge, das heißt eine Kraftstoffmenge
(Q), die in der Kraftstoffdruckkammer 2 verbraucht wird, auf der
Grundlage des Kraftstoffdruckes in der Kraftstoffdruckkammer 2
und der Zeitperiode berechnet werden, während der Aktuator der
Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1 durch den Antriebspuls
angetrieben wird. Im Allgemeinen wird die in der
Kraftstoffdruckkammer bis zu dem Zeitpunkt verbrauchte
Kraftstoffmenge, bei dem die Hochdruckpumpe 4 Kraftstoff
auslässt, auf der Grundlage einer derartigen verbrauchten
Kraftstoffmenge (Q) berechnet, und die Hochdruckpumpe 4 stellt
die berechnete verbrauchte Kraftstoffmenge ein und pumpt diese
zu der Kraftstoffdruckkammer 2, und somit wird der
Kraftstoffdruck in der Kraftstoffdruckkammer 2 auf den
gewünschten Kraftstoffdruck aufrechterhalten.
-
Der Kraftstoffdruck (P1) in der Kraftstoffdruckkammer 2 wird
durch die verbrauchte Kraftstoffmenge durch die Pilot-
Kraftstoffeinspritzung abgesenkt und durch die Druckwelle
geändert, die durch die Pilot-Kraftstoffeinspritzung erzeugt
wird. Durch Überwachen des Kraftstoffdruckes in der
Kraftstoffdruckkammer 2 durch den Drucksensor 9 kann ein
Durchschnittswert der Druckänderung erhalten werden, und der
Kraftstoffdruck in der Kraftstoffdruckkammer 2 wird nach der
Pilot-Kraftstoffeinspritzung eingerichtet. Daher kann der
Druckabsenkungsbetrag (dP) in der Kraftstoffdruckkammer 2 durch
die Pilot-Kraftstoffeinspritzung erhalten werden.
-
Das Volumen (V) des Hochdruckabschnittes ist bekannt, und die
durch die Pilot-Kraftstoffeinspritzung verbrauchte
Kraftstoffmenge (Q) entspricht dem Volumenänderungsbetrag (dV)
in der Gleichung (2). Daher wird der Kompressionsmodul (E0 vor
der Absenkung des Druckes, nämlich vor der Pilot-
Kraftstoffeinspritzung, auf der Grundlage der Gleichung (2)
berechnet. Der Kompressionsmodul des Kraftstoffes ändert sich
gemäß der Temperatur, dem Druck und den Eigenschaften des
Kraftstoffes. Die Temperatur und die Eigenschaften des
Kraftstoffes ändern sich nicht vor und nach der Pilot-
Kraftstoffeinspritzung, und somit ändert sich der
Kompressionsmodul des Kraftstoffes lediglich gemäß dem
Kraftstoffdruck. Die durch die Pilot-Kraftstoffeinspritzung
verbrauchte Kraftstoffmenge ist nicht groß, und somit ist der
Druckabsenkungsbetrag in der Kraftstoffdruckkammer 2 nicht groß.
Dementsprechend ist die Differenz zwischen den Kraftstoffdrücken
vor und nach der Pilot-Kraftstoffeinspritzung klein, und somit
kann der Kompressionsmodul (E0) des Kraftstoffes vor der Pilot-
Kraftstoffeinspritzung als der Kompressionsmodul (E0) des
Kraftstoffes nach der Pilot-Kraftstoffeinspritzung verwendet
werden. Jedoch kann der Kompressionsmodul (E1) des Kraftstoffes
nach der Pilot-Kraftstoffeinspritzung korrekt berechnet werden,
um den Kompressionsmodul (E0) des Kraftstoffes vor der Pilot-
Kraftstoffeinspritzung auf der Grundlage der Änderung des
Kraftstoffdruckes zu korrigieren.
-
Die Kraftstoffdichte kann auf der Grundlage der
Kraftstofftemperatur berechnet werden. Dementsprechend kann
durch Erfassen der Kraftstofftemperatur in der
Kraftstoffdruckkammer 2 durch den Temperatursensor 10
unmittelbar nach der Pilot-Kraftstoffeinspritzung die Dichte (r1)
des Kraftstoffes unmittelbar nach der Pilot-
Kraftstoffeinspritzung berechnet werden. Wenn somit der
Kompressionsmodul (E1) und die Dichte (r1) des Kraftstoffes
unmittelbar nach der Pilot-Kraftstoffeinspritzung berechnet
werden, kann die Druckfortschrittsgeschwindigkeit (a) des
Kraftstoffes unmittelbar nach der Pilot-Kraftstoffeinspritzung
auf der Grundlage der Gleichung (1) berechnet werden. Daher kann
bestimmt werden, ob die durch die Pilot-Kraftstoffeinspritzung
erzeugte Druckwelle die Nähe des Einspritzloches bei der Haupt-
Kraftstoffeinspritzung erreicht.
-
Andererseits kann eine Öffnungsreaktionsverzögerungszeitperiode
(t1) von jenem Zeitpunkt, bei dem der Antriebspuls aufgebracht
wird, bis zu jenem Zeitpunkt, bei dem die Kraftstoffeinspritzung
tatsächlich gestartet wird, experimentell erhalten werden, und
somit kann, falls eine Zeitperiode (t2) von jenem Zeitpunkt, bei
dem der Antriebspuls aufgebracht wird, bis zu jenem Zeitpunkt
gemessen wird, bei dem der Drucksensor 9 einen Abfall des
Kraftstoffdruckes der Kraftstoffdruckkammer 2 durch die Pilot-
Kraftstoffeinspritzung erfasst, eine Zeitperiode (t2-t1)
berechnet werden. Diese Zeitperiode (t2-t1) stellt eine
Zeitperiode dar, bis die Absenkung des Druckes in der Nähe des
Einspritzloches durch die Pilot-Kraftstoffeinspritzung die
Kraftstoffdruckkammer 2 erreicht, und somit kann, wenn die
Distanz von der Nähe des Einspritzloches der
Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1 bis zu der
Kraftstoffdruckkammer 2 über das Rohr gemäß der Fig. 1 durch
diese Zeitperiode (t2-t1) dividiert wird, die
Druckfortschrittsgeschwindigkeit (a) des Kraftstoffes
unmittelbar nach der Pilot-Kraftstoffeinspritzung berechnet
werden. Daher kann bestimmt werden, ob die durch die Pilot-
Kraftstoffeinspritzung erzeugte Druckwelle die Nähe des
Einspritzloches bei der Haupt-Kraftstoffeinspritzung erreicht.
-
Andererseits sind in dem Kraftstoffpfad von der
Kraftstoffdruckkammer 2 zu der Nähe des Einspritzloches von
jeder Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1 über das jeweilige Rohr 3
und vorzugsweise in dem jeweiligen Rohr 3 zwei Drucksensoren 12und 13 in einem vorbestimmten Abstand (L2) angeordnet, und eine
Druckfortschrittsgeschwindigkeit (a) unmittelbar nach der Pilot-
Kraftstoffeinspritzung kann unter Verwendung von diesen
Drucksensoren berechnet werden. In der Fig. 2 zeigt der Druck
(P2) eine Änderung des Kraftstoffdruckes, der durch den
Drucksensor 13 erfasst wird, welcher an der Seite des
Einspritzloches der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1 ist, und
der Druck (P3) zeigt eine Änderung des Kraftstoffdruckes, der
durch den Drucksensor 12 an der Seite der Kraftstoffdruckkammer
2 erfasst wird.
-
Wie dies vorstehend beschrieben ist, schreitet die Absenkung des
Druckes in der Nähe des Einspritzloches durch die Pilot-
Kraftstoffeinspritzung zu der Kraftstoffdruckkammer 2 über das
Rohr 3 fort. Dementsprechend wird eine Zeitperiode (t3) von
jenem Zeitpunkt, bei dem der Drucksensor 13 die Absenkung des
Kraftstoffdruckes erfasst, bis zu jenem Zeitpunkt gemessen, bei
dem der Drucksensor 12 die Absenkung des Kraftstoffdruckes
erfasst, und falls die vorbestimmte Distanz (L2) durch diese
Zeitpunkt (t2) dividiert wird, kann die
Druckfortschrittsgeschwindigkeit (a) des Kraftstoffes
unmittelbar nach der Pilot-Kraftstoffeinspritzung berechnet
werden. Daher kann bestimmt werden, ob die durch die Pilot-
Kraftstoffeinspritzung erzeugte Druckwelle die Nähe des
Einspritzloches bei der Haupt-Kraftstoffeinspritzung erreicht.
-
Die hierbei verwendeten Drucksensoren müssen nicht einen
präzisen Druckwert erfassen, und sie können lediglich die
Absenkung des Kraftstoffdruckes erfassen. Dementsprechend kann
zum Beispiel ein kleiner preiswerter Drucksensor wie zum
Beispiel mit einem Dehnungsmessstreifen als ein Drucksensor
verwendet werden. Eine Verformung des Rohres durch die Absenkung
des Druckes kann durch den Dehnungsmessstreifen erfasst werden.
Selbstverständlich kann der Drucksensor 9 in der
Kraftstoffdruckkammer 2 als der Drucksensor (Drucksensor 12) an
der Seite der Kraftstoffdruckkammer verwendet werden. In diesem
Fall ist die vorbestimmte Distanz (L2) eine Distanz von dem
Drucksensor 13, der an dem Rohr angeordnet ist, bis zu der
Kraftstoffdruckkammer 2. Hierbei sind die beiden
Kraftstoffeinspritzungen die Pilot-Kraftstoffeinspritzung und
die Haupt-Kraftstoffeinspritzung, aber die
Druckfortschrittsgeschwindigkeit kann auch in der gleichen Art
und Weise berechnet werden, wenn die beiden
Kraftstoffeinspritzvorrichtungen die Haupt-
Kraftstoffeinspritzung und die Nach-Kraftstoffeinspritzung sind.
-
Auch wenn die Erfindung unter Bezugnahme auf ihre spezifischen
Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, sollte klar sein, dass
verschiedene Abwandlungen durch einen Fachmann geschaffen werden
können, ohne dass der Umfang der Erfindung verlassen wird.
-
Eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung ist offenbart. Die
Kraftstoffeinspritzvorrichtung hat eine Kraftstoffdruckkammer
und eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung, die mit der
Kraftstoffdruckkammer über ein Rohr verbunden ist. Wenn die
Kraftstoffeinspritzvorrichtung zumindest zwei
Kraftstoffeinspritzungen pro Zyklus durchführt, dann wird bei
der Vorrichtung eine Druckfortschrittsgeschwindigkeit des
Kraftstoffes zwischen der ersten Kraftstoffeinspritzung und der
zweiten Kraftstoffeinspritzung der beiden
Kraftstoffeinspritzungen berechnet, und eine bei der zweiten
Kraftstoffeinspritzung eingespritzte Kraftstoffmenge wird auf
der Grundlage der Kraftstofffortschrittsgeschwindigkeit
korrigiert.