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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Speicher-Kraftstoffeinspritzsteuersystem.
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Ein
vorher vorgeschlagenes Speicher-Kraftstoffeinspritzsystem
hat einen Speicher (ein Common Rail), Einspritzeinrichtungen (Kraftstoffeinspritzventile)
und eine Kraftstoffzuführpumpe.
Das Common Rail speichert einen Hochdruckkraftstoff. Die Einspritzeinrichtungen
spritzen den Hochdruckkraftstoff, der von dem Common Rail zugeführt wird,
in die Zylinder einer Brennkraftmaschine ein. Die Kraftstoffzuführpumpe
ist von einer Einlassdosierart, die den in eine Druckbeaufschlagungskammer
von dieser eingesaugten Kraftstoff mit Druck beaufschlagt, und den
mit Druck beaufschlagten Kraftstoff zu dem Common Rail pumpt.
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Um
bei diesem Speicher-Kraftstoffeinspritzsystem einen Kraftstoffdruck
(einen Common Rail Druck) des Common Rails, der dem Kraftstoffeinspritzdruck
entspricht, auf einen Solldruck einzustellen, hat die Zuführpumpe
ein Einlassdosierventil, das eine von der Zuführpumpe zu dem Common Rail
gelieferte Kraftstoffmenge einstellt. Mit diesem Aufbau wird ein Öffnungsgrad
eines Kraftstoffzuführdurchgangs,
der der Druckbeaufschlagungskammer einen Kraftstoff von einem Kraftstofftank
zuführt,
beispielsweise zu der Zeit einer Beschleunigung des Fahrzeugs so
eingestellt, dass die Liefermenge, die von der Zuführpumpe
zu dem Common Rail geliefert wird, geändert wird, um den Common Rail
Druck zu erhöhen.
Desweiteren ist ein Druckverminderungsventil, das den Common Rail
Druck auf einen niedrigeren Druck abbaut, bei einem Ende des Common Rails
vorgesehen. Mit diesem Aufbau öffnet
beispielsweise zu der Zeit eines Verzögerns des Fahrzeugs das Druckverminderungsventil
einen Kraftstoffausflussdurchgang, der den Kraftstoff so von dem
Common Rail zu einer Niederdruckseite (dem Kraftstofftank) des Kraftstoffsystems
leitet, dass der Common Rail Druck vermindert wird.
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Wie
es vorstehend beschrieben ist, wird der Common Rail Druck durch
die Pumpliefermenge des Kraftstoffs eingestellt, der von der Zuführpumpe
geliefert wird. Diese Pumpenliefermenge wird basierend auf einer
Einspritzmenge von Kraftstoff von der jeweiligen Einspritzeinrichtung
und der Kraftstoffaustrittsmenge bestimmt, die aus den jeweiligen
Abdichtabschnitten austritt, wie beispielsweise einem Abdichtabschnitt
der jeweiligen Einspritzeinrichtung, einem Abdichtabschnitt der
Zuführpumpe,
einem Abdichtabschnitt des Druckverminderungsventils. In diesem
Fall, wie es in 8 gezeigt
ist, kann bei einem normalen Common Rail Drucksteuerzustand der
Common Rail Druck durch das Dosierventil gesteuert werden. Bei dem
normalen Common Rail Drucksteuerungszustand ist das Dosierventil
der Zuführpumpe
nicht vollkommen geöffnet
und die Pumpenzuführmenge
erreicht nicht ihre Grenze (ihr oberes Limit). Insbesondere ist
bei diesem normalen Common Rail Drucksteuerzustand der Common Rail Druck
immer noch auf einen Solldruck einstellbar, und deshalb gibt es
kein Problem im Hinblick auf die Drucknachfolgekapazität. Jedoch
wird bei dem Fall, bei dem das Dosierventil vollkommen geöffnet ist
und die Pumpenliefermenge ihr oberes Limit erreicht, wenn der Common
Rail Solldruck groß wird
oder wenn die Kraftstofftemperatur groß wird oder wenn die Kraftstoffeigenschaft
(beispielsweise eine Kraftstoffviskosität) klein wird, die Kraftstoffaustrittsmenge erhöht, wie
es in 2A gezeigt ist,
die eine vorher vorgeschlagene Technik darstellt. Somit wird die
Liefermenge der Zuführpumpe
geringer als die benötigte
Liefermenge und kann deshalb nicht dem Common Rail Druck folgen.
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Insbesondere
bei dem Fall, wie er in 2A gezeigt
wird, bei dem das Dosierventil vollkommen geöffnet ist und die Zuführpumpe
bei der maximalen Lieferkapazität
betrieben wird, selbst wenn die benötigte Liefermenge basierend
auf dem Common Rail Solldruck der Einspritzmenge und der Austrittsmenge
auf einen vorbestimmten Wert gesetzt wird, kann eine Erhöhung bei
der Kraftstofftemperatur eine Erhöhung bei der Austrittsmenge
bewirken. Dies kann zur Folge haben, dass die Liefermenge der Zuführpumpe
geringer wird, als die benötigte
Liefermenge der Zuführpumpe.
Das heißt,
die Liefermenge der Zuführpumpe
wird unzureichend und dadurch wird der Common Rail Solldruck nicht
erreicht.
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3A zeigt eine graphische
Darstellung, die eine durch eine Änderung bei der Kraftstofftemperatur
hervorgerufene Änderung
bei dem gegenwärtigen
Common Rail Druck (dem aktuellen Druck) bei dem Fall der vorher
vorgeschlagenen Technik anzeigt. Das heißt, wenn die Kraftstofftemperatur
hoch wird, wird die Liefermenge unzureichend und dabei wird der
gegenwärtige
Druck des Common Rails niedriger als der Common Rail Solldruck.
Somit kann der Common Rail Solldruck nicht erreicht werden. Wenn
der gegenwärtige
Rail Druck geringer als der Solldruck wird, wie es vorstehend beschrieben
ist, wird die Kraftstofftemperatur vermindert. Wenn die Kraftstofftemperatur
vermindert wird, wird die Austrittsmenge reduziert. Deshalb wird
die Liefermenge der Zuführmenge
erhöht,
um die benötigte
Liefermenge zu befriedigen. Deshalb wird der gegenwärtige Druck
noch einmal erhöht.
Wie es vorstehend beschrieben ist, ändert sich der gegenwärtige Druck, d.h.,
er schwankt relativ zu dem konstanten Solldruck des Common Rails
in einer Art und Weise, die durch eine punktierte Linie in 3A dargestellt wird.
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Die
Schwankung des gegenwärtigen
Drucks des Common Rails ruft eine Schwierigkeit bei der Steuerung
der Einspritzmenge der jeweiligen Einspritzeinrichtung hervor. Deshalb
wird eine genaue Einspritzmengensteuerung nachteilhafterweise schwierig.
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Desweiteren
wird der Solldruck des Common Rails eingestellt, um die effizienteste
Kraftstoffverbrennung zu erreichen. Wenn der gegenwärtige Druck
des Common Rails geringer als der Solldruck wird, kann es somit
nachteilhafterweise eine Erhöhung
bei der Menge des Abgasrauchs (Ruß), eine Verminderung der Maschinenausgabe
und/oder eine Verschlechterung eines Kraftstoffverbrauchs der Maschine
zur Folge haben.
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Die
japanische ungeprüfte
Patentoffenlegung Nr. 2003-239794 offenbart ein Speicher-Kraftstoffeinspritzsystem,
das eine Korrektur bei einem Kraftstoffeinspritzsystemsteuerablauf
(beispielsweise einem Pumpliefermengenablauf, einem Common Rail
Drucksteuerablauf) durch Verwenden eines Kraftstoffeinspritzsystemsteuerkorrekturwerts
ausführt,
der einer Kraftstoffaustrittsmenge entspricht. Die Kraftstoffaustrittsmenge
wird in der folgenden Art und Weise geschätzt. Ein Kraftstoffdruckverminderungsbetrag
wird von der Zeit eines Stoppens der Belieferung von der Zuführpumpe
bis zu einer Zeit eines Erfüllens
einer vorbestimmten Bedingung gemessen. Basierend auf dem gemessenen
Kraftstoffdruckverminderungsbetrag und im Hinblick auf verschiedene Faktoren,
wie die Kraftstoffeigenschaft (die Viskosität des Kraftstoffs), die Variation
bei dem Kraftstoffeinspritzsystem von Vorrichtung zu Vorrichtung
und eine durch Altern hervorgerufene Änderung, wird die Kraftstoffaustrittsmenge
geschätzt.
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Jedoch
muss bei dem Fall der japanischen ungeprüften Patentoffenlegung Nr.
2003-239794 die Korrekturmenge basierend auf einem vorhergesagten
Druckverminderungsbetrag und einem gegenwärtigen Druckverminderungsbetrag
berechnet werden. Somit muss der Steuerablauf wiederholt durchgeführt werden
und dabei wird der Steuerablauf langwierig.
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Die
Erfindung richtet sich auf den vorstehenden Nachteil. Somit ist
es eine Aufgabe der Erfindung, ein Speicher-Kraftstoffeinspritzsteuersystem vorzusehen,
das dazu im Stande ist, ein Auftreten eines Kraftstoffliefermengenmangels
von einer Zuführpumpe
zu einem Common Rail effektiver zu begrenzen.
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Um
die Aufgabe der Erfindung zu erreichen ist ein Speicher-Kraftstoffeinspritzsteuersystem
vorgesehen, das eine Kraftstoffzuführpumpe, einen Speicher, zumindest
ein Kraftstoffeinspritzventil, eine Solldruckeinstelleinrichtung
und eine Druckschwankungsfühleinrichtung
hat. Die Kraftstoffzuführpumpe beaufschlagt
einen darin eingesaugten Kraftstoff mit einem Druck und pumpt diesen.
Der Speicher speichert den Hochdruckkraftstoff, der durch die Kraftstoffzuführpumpe
mit Druck beaufschlagt und gepumpt wird. Das zumindest eine Kraftstoffeinspritzventil
spritzt den Hochdruckkraftstoff, der von dem Speicher zugeführt wird,
in zumindest einen dazugehörigen
Zylinder einer Brennkraftmaschine ein. Die Solldrucksetzeinrichtung
setzt einen Solldruck des Kraftstoffs, der in dem Speicher gegenwärtig ist.
Die Druckschwankungsfühleinrichtung
fühlt,
ob eine Druckschwankungsamplitude, die eine Amplitude einer periodischen
Druckschwankung in dem Speicher ist, gleich oder größer einem
vorbestimmten Wert ist. Die Solldrucksetzeinrichtung ändert den
gegenwärtigen
Solldruck des Kraftstoffs in dem Speicher in einen niedrigeren Solldruck,
der niedriger als der gegenwärtige
Solldruck ist, wenn die Druckschwankungsfühleinrichtung fühlt, dass
die Druckschwankungsamplitude gleich oder größer als der vorbestimmte Wert
ist.
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Die
Erfindung, zusammen mit zusätzlichen Aufgaben,
Merkmalen und Vorteilen von dieser, wird am Besten durch die folgende
Beschreibung, die angehängten
Ansprüche
und die beigefügten
Zeichnungen verstanden werden, in denen:
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1 ist
eine schematische Darstellung, die einen Gesamtaufbau eines Speicher-Kraftstoffeinspritzsteuersystems
gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung zeigt;
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2A ist
eine Darstellung, die eine Beziehung zwischen einer Kraftstoffmenge
und einer Kraftstofftemperatur bei einem Fall einer vorher vorgeschlagenen
Technik zeigt;
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2B ist
eine Darstellung, die eine Beziehung zwischen der Kraftstoffmenge
und der Kraftstofftemperatur gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
zeigt;
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3A ist
eine Darstellung, die einen Kraftstoffdruck und eine Kraftstofftemperatur
bezüglich der
Zeit (T) bei dem Stand der Technik zeigt;
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3B ist
eine Darstellung, die einen Kraftstoffdruck und eine Kraftstofftemperatur
bezüglich
einer Zeit (T) bei dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
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4 ist
ein Flussdiagramm, das eine Veränderungsprozedur
zum Verändern
des Solldrucks des Common Rail Drucks gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung zeigt;
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5 ist
ein Flussdiagramm, das eine Veränderungsprozedur
zum Verändern
des Solldrucks des Common Rail Drucks gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel
der Erfindung zeigt;
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6 ist
ein Flussdiagramm, das eine Einstellprozedur zum Einstellen des
Solldrucks des Common Rail Drucks gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel
der Erfindung zeigt;
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Die 7A und 7B sind
Flussdiagramme, die eine Einstellprozedur zum Einstellen des Solldrucks
des Common Rail Drucks gemäß einem vierten
Ausführungsbeispiel
der Erfindung zeigen; und
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8 ist
eine Darstellung zum Beschreiben eines Nachteils bei dem Stand der
Technik.
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(Erstes Ausführungsbeispiel)
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Ein
Speicher-Kraftstoffeinspritzsteuersystem zum Steuern einer Kraftstoffeinspritzung
bei einer Brennkraftmaschine gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben. 1 ist eine schematische Darstellung,
die einen Gesamtaufbau des Speicher-Kraftstoffeinspritzsteuersystems des
gegenwärtigen
Ausführungsbeispiels
zeigt. Das Speicher-Kraftstoffeinspritzsteuersystem
hat einen Speicher (ein Common Rail) 1, eine Vielzahl von
Einspritzeinrichtungen (Kraftstoffeinspritzventile) 2,
eine Zuführpumpe
(eine Kraftstoffzuführpumpe) 3 und
eine elektronische Steuereinheit (ECU) 10. Der Speicher 1 bildet
eine Speicherkammer, die einen Hochdruckkraftstoff speichert, der
auf ein Niveau mit Druck beaufschlagt ist, das dem Einspritzdruck
des Kraftstoffs entspricht, der von der jeweiligen Einspritzeinrichtung 2 in
den dazugehörigen Zylinder
eingespritzt wird. Die Einspritzeinrichtungen 2 sind jeweils
mit dem Speicher 1 verbunden und spritzen den Kraftstoff
in die entsprechenden Zylinder der Maschine ein, wie beispielsweise
einer Mehrzylinderdieselmaschine. Die Zuführpumpe 3 wird durch die
Maschine gedreht. Die ECU 10 dient als eine Steuereinrichtung,
die die Einspritzeinrichtungen 2 und die Zuführpumpe 3 elektronisch
steuert. 1 zeigt nur eine der Einspritzeinrichtungen 2,
die an dem entsprechenden Zylinder vorgesehen ist, während der
Rest der Einspritzeinrichtungen 2 aus Gründen der
Einfachheit weggelassen wird.
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Der
Speicher 1 muss durchgehend den hohen Druck ansammeln,
d.h., speichern, der dem Einspritzdruck des Kraftstoffs entspricht.
Aus diesem Grund wird der Kraftstoff dem Speicher 1 durch
einen Hochdruckströmungsdurchgang 11 von
der Zuführpumpe 3 zugeführt. Die
an den Zylindern vorgesehenen Einspritzeinrichtungen 2 sind
jeweils abgezweigt von dem Speicher 1 mit den stromabwärtigen Enden der
Hochdruckströmungsdurchgänge 12 verbunden (nur
einer wird in 1 gezeigt). Jede Einspritzeinrichtung 2 ist
als ein elektromagnetisches Kraftstoffeinspritzventil ausgebildet,
das eine Kraftstoffeinspritzdüse,
einen elektromagnetischen Aktuator und eine Drängeinrichtung (beispielsweise
eine Feder) hat. Die Kraftstoffeinspritzdüse spritzt Kraftstoff in den
entsprechenden Zylinder der Maschine ein. Der elektromagnetische
Aktuator treibt eine Düsennadel an,
die in der Kraftstoffeinspritzdüse
in einer Ventilöffnungsrichtung
aufgenommen ist. Die Drängeinrichtung
drängt
die Düsennadel
in eine ventilschließende Richtung.
Die Einspritzung des Kraftstoffs von der Einspritzeinrichtung 2 in
den entsprechenden Zylinder wird durch Ein- und Ausschalten eines
elektrischen Stromes zu einem Elektromagnetsteuerventil für eine Kraftstoffeinspritzsteuerung 4 gesteuert,
das als der elektromagnetische Aktuator dient und einen Gegendruck
der Düsennadel
bei der Kraftstoffeinspritzdüse
steuert. Insbesondere solange das Elektromagnetsteuerventil für eine Kraftstoffeinspritzsteuerung 4 der
Einspritzeinrichtung 2 geöffnet ist, wird der Hochdruckkraftstoff,
der in dem Speicher 1 gespeichert ist, in den entsprechenden
Zylinder der Maschine eingespritzt.
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Die
Zuführpumpe 3 hat
eine Speisepumpe einer bekannten Art, einen Kolben und eine Druckbeaufschlagungskammer
(nicht gezeigt). Die Speisepumpe pumpt einen Kraftstoff mit niedrigem
Druck von einem Kraftstofftank 5, wenn eine Pumpenantriebswelle
der Zuführpumpe 3 durch
die Drehung einer Kurbelwelle der Maschine gedreht wird. Der Kolben
wird durch die Pumpenantriebswelle hin und her angetrieben, und
der Kraftstoff wird in der Druckbeaufschlagungskammer durch die
Hin- und Herbewegung des Kolbens mit Druck beaufschlagt. Die Zuführpumpe 3 beaufschlagt
einen Niederdruckkraftstoff, der durch die Speisepumpe (eine Niederdruckzuführpumpe)
von dem Kraftstofftank 5 durch einen Filter 6 gesaugt
wird, mit einem Druck. Dann liefert die Zuführpumpe 3 den mit
Druck beaufschlagten Hochdruckkraftstoff durch den Hochdruckströmungsdurchgang 11 zu
dem Speicher 1. Ein Dosierventil 7 ist in dem
Kraftstoffströmungsdurchgang
vorgesehen, der sich von der Speisepumpe zu der Druckbeaufschlagungskammer
in der Zuführpumpe 3 erstreckt.
Das Dosierventil 7 dient als ein elektromagnetischer Aktuator,
der einen Öffnungsgrad
des Kraftstoffströmungsdurchgangs ändert, um
eine Liefermenge (eine Pumpenliefermenge) an Kraftstoff zu ändern, die
von der Zuführpumpe 3 zu
dem Speicher 1 geliefert wird.
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Das
Dosierventil 7 ist ein Einlassdosierventil, das elektronisch
durch ein von der ECU 10 ausgegebenes Pumpenantriebssignal
gesteuert wird, um eine Einlassmenge an Kraftstoff einzustellen,
der in die Druckbeaufschlagungskammer der Zuführpumpe 3 gesaugt
wird, und um dabei den Common Rail Druck einzustellen, der dem Einspritzdruck
des Kraftstoffs entspricht, der von der Einspritzeinrichtung 2 in
den entsprechenden Zylinder eingespritzt wird. Wenn das von der
ECU 10 zugeführte
Pumpenantriebssignal, d.h., der von der ECU 10 zugeführte elektrische
Antriebsstrom, erhöht
wird, wird das Dosierventil 7 betätigt, um die Pumpenliefermenge
zu erhöhen,
d.h., um den Ventilöffnungsgrad
des Dossierventils 7 zu erhöhen und umgekehrt. Es ist wünschenswert,
dass die Steuerung des Antriebsstroms, der dem Dossierventil 7 zugeführt wird,
mittels einer Betriebsartsteuerbetätigung ausgeführt wird.
Eine hochgenaue digitale Steuerung kann durch die Betriebsartsteuerbetätigung ausgeführt werden,
bei der ein Verhältnis
von AN/AUS (eine relative Einschaltdauer) des Pumpenantriebssignals
pro Zeiteinheit eingestellt wird, um den Ventilöffnungsgrad des Dossierventils 7 zu ändern.
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Ein
ausgetretener Kraftstoff von der Einspritzeinrichtung 2 und
der ausgetretene Kraftstoff von der Zuführpumpe 3 werden jeweils
durch Niederdruckströmungsdurchgänge 13, 14 zu
dem Kraftstofftank 5 zurückgegeben. Ein Druckbegrenzer
(nicht gezeigt) wird in den Hochdruckströmungsdurchgang 11 eingesetzt,
um als ein Druckentlastungsventil zu dienen, dass die Zunahme des
Common Rail Drucks bis zu dem unnormal hohen Niveau begrenzt. Genauer
gesagt wird bei dem Druckbegrenzer, wenn der Common Rail Druck einen vorbestimmten
oberen Grenzdruck übersteigt,
ein Ventilkörper
entgegen einer Drängkraft
einer Feder von einem Ventilsitz weggehoben, um den Kraftstoff in
den entsprechenden Niederdruckströmungsdurchgang abzulassen und dabei
den Kraftstoffdruck gleich oder niedriger als den vorbestimmten
oberen Grenzdruck zu halten.
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Die
ECU 10 hat einen Mikrocomputer einer bekannten Art, der
eine CPU zum Durchführen
eines Steuervorgang und von Berechnungsvorgängen, eine Speichervorrichtung
(beispielsweise ein EEPROM, ein RAM) zum Speichern verschiedener
Programme und Daten, einen Eingabekreis, einen Ausgabekreis, einen
Stromversorgungskreis und einen Pumpenantriebskreis hat. Sensorsignale
von verschiedenen Sensoren werden durch einen A/D-Wandler von analog
in digital umgewandelt und werden dem Mikrocomputer zugeführt.
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Die
ECU 10 hat eine Einspritzmengen-/Einspritzzeitsteuereinrichtung um die
Kraftstoffeinspritzmenge und die Kraftstoffeinspritzzeit der Einspritzeinrichtung 2 des
jeweiligen Zylinders zu steuern. Die Einspritzmengen-/Einspritzzeitsteuereinrichtung
hat eine Einspritzmengen-/Einspritzzeitberechnungseinrichtung,
eine Einspritzimpulslängenberechnungseinrichtung
und eine Einspritzeinrichtungsantriebseinrichtung. Die Einspritzmengen-/Einspritzzeitberechnungseinrichtung
berechnet die optimale Einspritzzeit (Einspritzstartzeit) und die
Solleinspritzmenge (Einspritzdauer), die dem Betriebszustand der
Maschine entsprechen. Die Einspritzimpulslängenberechnungseinrichtung
berechnet den Einspritzeinrichtungseinspritzimpuls der Einspritzimpulszeitdauer
(der Einspritzimpulslänge),
um den Einspritzimpuls zu berechnen, der dem Betriebszustand der Maschine
und der Solleinspritzmenge entspricht. Die Einspritzeinrichtungsantriebseinrichtung
legt durch einen Einspritzeinrichtungsantriebskreis (nicht gezeigt)
den Einspritzeinrichtungseinspritzimpuls an das Einspritzsteuermagnetelektroventil 4 der
Einspritzeinrichtung 2 des jeweiligen Zylinders an.
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Insbesondere
berechnet die ECU 10 die Solleinspritzmenge basierend auf
der Maschinenbetriebsinformation in Hinblick auf eine Maschinenkühlmitteltemperatur,
die mit einem Kühlmitteltemperatursensor 23 gemessen
wird, und eine Kraftstofftemperatur, die mit einem Kraftstofftemperatursensor 24 gemessen
wird. Die Maschinenbetriebsinformation kann beispielsweise die Maschinendrehzahl
(die rpm der Maschine), die durch einen Drehzahlsensor 21 gefühlt wird,
und einen Eingangsöffnungsgrad
(einen Beschleunigungseinrichtungsöffnungsgrad) aufweisen, der
durch einen Eingangsöffnungsgradsensor (einen
Beschleunigungseinrichtungsöffnungsgradsensor) 22 gefühlt wird.
Die ECU 10 legt dann gemäß der Einspritzimpulslänge, die
basierend auf der berechneten Solleinspritzmenge und dem Common Rail
Druck berechnet wird, der mit einem Common Rail Drucksensor 25 gemessen
wird, den Einspritzeinrichtungseinspritzimpuls an das Elektromagnetsteuerventil
für eine
Einspritzsteuerung 4 der Einspritzeinrichtung 2 an.
Auf diese Weise wird die Maschine betrieben.
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Die
ECU 10 hat ferner eine Fühleinrichtung für ein stetiges
Pumpen, eine Fühleinrichtung
für eine stetige
Belieferung, eine Fühleinrichtung
für eine obere
Grenze eines Pumpbereichs, eine Druckschwankungsfühleinrichtung
und eine Solldruckeinstelleinrichtung. Basierend auf einer Messung
eines Strömungssensors 27,
der bei dem Hochdruckströmungsdurchgang 11 eingesetzt
ist, der sich von der Zuführpumpe 3 zu
dem Speicher 1 erstreckt, fühlt die Fühleinrichtung für ein stetiges
Pumpen einen Pumpzustand konstanter Menge, bei dem eine konstante Kraftstoffmenge
von der Zuführpumpe 3 zu
dem Speicher 1 gepumpt wird. Basierend auf einer Messung
eines Strömungssensors 28,
der in dem Hochdruckströmungsdurchgang 12 eingesetzt
ist, der sich von dem Speicher 1 zu der Einspritzeinrichtung 2 erstreckt,
fühlt die
Fühleinrichtung
für eine
stetige Belieferung einen Belieferungszustand mit einer konstanten
Menge, bei dem eine konstante Kraftstoffmenge von dem Speicher 1 zu
der Einspritzeinrichtung 2 (eine Seite von niedrigerem
Kraftstoffdruck des Speichers 1) geliefert wird. Die Fühleinrichtung einer
oberen Grenze eines Pumpbereichs fühlt, ob sich eine Pumpkapazität der Zuführpumpe 3 in
einem oberen Grenzbereich befindet, bei dem das Dossierventil 7 vollkommen
geöffnet
ist, und die Zuführpumpe 3 wird
bei ihrer maximalen Pumpkapazität
betrieben. Basierend auf einer Messung des Drucksensors 25,
der an dem Speicher 1 vorgesehen ist, fühlt die Druckschwankungsfühleinrichtung,
ob eine Druckschwankungsamplitude W, die ein Ausmaß (W) einer periodischen
Druckschwankung in dem Speicher 1 ist, gleich oder größer als
ein vorbestimmter Wert W0 ist. Die Solldruckeinstelleinrichtung
stellt einen Solldruck des Common Rail Drucks ein, der zu der Zeit eines
Erfüllens
von sowohl dem Pumpzustand konstanter Menge (dem maximalen Pumpzustand)
des Kraftstoffs von der Kraftstoffzuführpumpe 3 zu dem Speicher 1 bei
einem vollkommenen Öffnen
des Dossierventils 7, als auch dem konstanten Belieferungszustand
von dem Kraftstoff von dem Speicher 1 zu der Einspritzeinrichtung 2 erhalten
wird. Basierend auf einer gemessenen Viskosität des Kraftstoffs, die durch
eine Viskositätsfühleinrichtung 26 gefühlt wird, kann
die ECU 10 den gegenwärtigen
Solldruck des Common Rail Drucks vermindern, der durch die Solldruckeinstelleinrichtung eingestellt
wird. Somit kann der Solldruck des Common Rail Drucks basierend auf
der Eigenschaft (der Viskosität)
des Kraftstoffs geändert
werden. Wenn alternativ bestimmt wird, dass die Druckschwankungsamplitude
W gleich oder größer als
der vorbestimmte Wert W0 ist, kann die ECU 10 den gegenwärtigen Solldruck
des Common Rail Drucks vermindern, der durch die Solldruckeinstelleinrichtung
eingestellt wird.
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In
dem vorstehenden Fall fühlt
die Druckschwankungsfühleinrichtung
den Druckschwankungszustand direkt basierend auf der Messung des Drucksensors 25 (einer
Druckfühleinrichtung)
des Speichers 1. Alternativ kann die Druckschwankungsfühleinrichtung
eine Viskosität
eines zirkulierenden Kraftstoffs (zirkulierter Kraftstoff) basierend
auf einer Messung des Kraftstofftemperatursensors 24 fühlen, der
als eine Kraftstofftemperaturfühleinrichtung
dient. Dann kann die Druckschwankungsfühleinrichtung auf die vorgespeicherte
Information Bezug nehmen, die die Beziehung zwischen der Viskosität und der Druckschwankungsamplitude
W angibt, um die zugehörige
Druckschwankungsamplitude W zu bestimmen, die der gefühlten Viskosität entspricht.
Dann kann die Druckschwankungsfühleinrichtung
den Druckschwankungszustand basierend auf der zugehörigen Druckschwankungsamplitude
W fühlen,
die der gefühlten
Viskosität
entspricht.
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Insbesondere
hier wird angenommen, dass die Kraftstoffliefermenge von der Zuführpumpe 3 zu dem
Speicher 1 beim vollkommenen Öffnen
des Dossierventils 7 in dem Pumpzustand konstanter Menge liegt
und die Kraftstoffzuführmenge
von dem Druckspeicher zu der Einspritzeinrichtung 2 in
dem Belieferungszustand konstanter Menge liegt. In diesem Zustand,
wie es in 2A angezeigt wird, wenn die Kraftstofftemperatur
erhöht wird,
wird eine Austrittsmenge L erhöht,
obwohl eine Kraftstoffeinlassmenge Q1 der Zuführpumpe 3 konstant
gehalten wird. Somit wird, aufgrund einer Erhöhung der Austrittsmenge L, die
Liefermenge (die Pumpmenge) Q2 der Zuführpumpe 3 vermindert.
Bei dem Fall, bei dem die Viskosität des Kraftstoffs relativ hoch
ist, kann die Liefermenge Q2 der Zuführpumpe 3 über einer
konstanten benötigten
Liefermenge (eine benötigte
Pumpmenge) Q0 beibehalten werden, die basierend auf dem Solldruck
des Common Rail Drucks bestimmt wird, selbst wenn die Kraftstofftemperatur
erhöht
wird, wie es durch eine gepunktete Linie in 2A angezeigt wird.
Jedoch wird bei dem Fall, bei dem die Viskosität des Kraftstoffs relativ gering
ist, wenn die Kraftstofftemperatur erhöht wird, die Liefermenge Q2
der Zuführpumpe 3 vermindert
und kann dabei nicht über der
benötigten
Liefermenge (einer benötigten
Pumpmenge) Q0 beibehalten werden, wie es durch eine durchgezogene
Linie in 2A angezeigt wird.
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Wenn
die Kraftstofftemperatur erhöht
wird und dabei die Liefermenge Q2 der Zuführpumpe 3 unter die
benötigte
Liefermenge Q0 vermindert wird, wird ein gegenwärtiger Druck P1 des Common
Rail Drucks des Speichers 1 unter den konstanten Solldruck
P0 vermindert, wie es durch eine gepunktete Linie in 3A angezeigt
wird. Aufgrund der Verminderung des gegenwärtigen Drucks P1, weicht die Kraftstoffeinspritzmenge
der Einspritzeinrichtung 2 von dem geeigneten Zustand ab.
Somit kann die ausreichende Kraftstoffverbrennung nicht in dem Zylinder
beibehalten werden und dabei wird die Kraftstofftemperatur auch
vermindert. Wenn die Kraftstofftemperatur vermindert wird, wird
die Austrittsmenge L des Kraftstoffs vermindert. Somit wird die
Liefermenge Q2 der Zuführpumpe 3 erhöht, um die
benötigte Liefermenge
Q0 zu erfüllen,
und dabei beginnt der gegenwärtige
Druck P1 des Speichers 1 sich zu erhöhen. Auf diese Weise schwankt
der gegenwärtige Druck
P1 des Common Rails im Allgemeinen in einer welligen Art und Weise
unter den Solldruck P0. Die Schwankung bei dem gegenwärtigen Druck
P1 macht es schwierig, die Einspritzmenge der Einspritzeinrichtung 2 genau
zu steuern.
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Im
Hinblick auf den vorstehenden Gesichtspunkt sieht das Ausführungsbeispiel
die Fühleinrichtung
für ein
stetiges Pumpen zum Fühlen
des Pumpenzustands konstanter Menge, die Fühleinrichtung für eine stetige
Belieferung zum Fühlen
des Belieferungszustands konstanter Menge des Kraftstoffs von dem
Speicher 1, die Fühleinrichtung
für eine
obere Grenze eines Pumpbereichs zum Fühlen des oberen Grenzbereichs
der Zuführpumpe 3,
die Druckschwankungsfühleinrichtung
zum Fühlen,
ob die Druckschwankungsamplitude W des Drucks in dem Speicher 1 gleich
oder größer als
der vorbestimmte Wert W0 ist, und die Solldruckeinstelleinrichtung
zum Einstellen des Solldrucks des Common Rail Drucks des Speichers 1 vor,
um die vorstehende Änderung des
gegenwärtigen
Drucks P1 des Common Rails zu begrenzen. Der Solldruck ist basierend
auf der Viskosität
des Kraftstoffs oder der Druckschwankungsamplitude veränderbar.
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Insbesondere
um das Auftreten des Zustands zu begrenzen, bei dem die Liefermenge
Q2 der Zuführpumpe 3 weniger
als die benötigte
Liefermenge Q0 ist, wird die folgende Betätigung vorgenommen. Das heißt, bei
dem Fall, bei dem die Viskosität
des Kraftstoffs, die durch die Viskositätsfühleinrichtung 26 gefühlt wird,
niedriger als der vorbestimmte Schwellwert ist, wird bestimmt, dass
der Kraftstoff die niedrige Viskosität hat. Alternativ wird bei
dem Fall, bei dem die Druckschwankungsfühleinrichtung fühlt, dass
die Druckschwankungsamplitude W gleich oder größer als der vorbestimmte Wert
W0 ist, bestimmt, dass die Druckschwankung zu groß ist. Wenn
bestimmt wird, dass der Kraftstoff die niedrige Viskosität hat, oder
wenn die Druckschwankung zu groß ist,
wie es in 2B angezeigt ist, wird der Solldruck
P0 des Common Rail Drucks durch eine Solldruckkorrektureinrichtung
vermindert, so dass die benötigte
Liefermenge Q0 auf die kleinere benötigte Liefermenge Q'0 vermindert wird.
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Wenn
der Solldruck P0 auf den niedrigeren Solldruck P'0 korrigiert ist, kann die Liefermenge
Q2 der Zuführpumpe 3 die
benötigte
Liefermenge Q'0, die
die benötigte
Liefermenge nach der Veränderung ist,
selbst beim Erhöhen
der Kraftstofftemperatur erfüllen.
Somit wird die Schwankung des gegenwärtigen Drucks P1 eliminiert,
die durch den Mangel der Pumpmenge hervorgerufen wird. Dabei wird
der im Wesentlichen konstante Druck P1, der im Allgemeinen der gleiche
wie der korrigierte konstante Solldruck P'0 ist, beibehalten, wie es in 3B gezeigt wird.
Wie es vorstehend beschrieben ist, wird der gegenwärtige Druck
P1 bei dem niedrigeren Druck stabilisiert, so dass die Kraftstofftemperatur
P auch bei der niedrigeren Temperatur (dem niedrigeren Niveau) stabilisiert
wird.
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Ein
Viskositätssensor
kann als die Viskositätsfühleinrichtung 26 verwendet
werden. Auch kann die Viskosität
des Kraftstoffs basierend auf einer vorher erhaltenen Information
gefühlt
werden, die die Beziehung zwischen einem Druckabfall des Kraftstoffs
in dem Speicher pro Zeiteinheit beim Stoppen der Brennkraftmaschine
und einer Viskosität
des Kraftstoffs anzeigt. Insbesondere bei dem Zustand, bei dem die
Eingabe des Kraftstoffs in den Speicher 1 und die Ausgabe
des Kraftstoffs von dem Speicher 1 beide gestoppt werden,
beispielsweise bei dem Stoppzustand der Brennkraftmaschine, wird
ein Abfallgrad des Kraftstoffdrucks in dem Speicher unmittelbar
nach dem Maschinenstopp als der Betrag eines Druckabfalls pro Zeiteinheit
gefühlt.
Dieser gefühlte
Wert kann verwendet werden, um die Viskosität des Kraftstoffs basierend
auf der vorher erhaltenen Information zu bestimmen. Insbesondere
die Information (beispielsweise eine Tabelle), die die Beziehung
zwischen dem Betrag eines Druckabfalls pro Zeiteinheit und der Viskosität des Kraftstoffs
anzeigt, kann in dem Speicher vorgespeichert werden. Dann kann auf
diese Information später
Bezug genommen werden, um die Viskosität basierend auf dem gemessenen
Betrag eines Druckabfalls pro Zeiteinheit zu erhalten. Alternativ
kann die Viskosität
basierend auf einer entsprechenden Gleichung berechnet werden, die
basierend auf der Beziehung zwischen dem Betrag eines Druckabfalls
pro Zeiteinheit und der Viskosität
des Kraftstoffs vorbereitet wird, um die entsprechende Viskosität basierend
auf dem gemessenen Betrag eines Druckabfalls pro Zeiteinheit zu
erhalten.
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4 ist
ein Flussdiagramm, das eine Veränderungsprozedur
zum Verändern
des Solldrucks des Common Rail Drucks gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung zeigt. Zuerst fühlt,
d.h., bestimmt die Fühleinrichtung
für ein
stetiges Pumpen bei Schritt S1, ob die Liefermenge an Kraftstoff
von der Zuführpumpe 3 zu
dem Speicher 1 der Pumpzustand konstanter Menge ist. Wenn
bestimmt wird, dass die Liefermenge an Kraftstoff von der Zuführpumpe 3 zu
dem Speicher 1 der Pumpzustand konstanter Menge ist, geht
die Steuerung zu Schritt S2 weiter. Bei Schritt S2 fühlt, d.h.,
bestimmt die Fühleinrichtung
für eine
stetige Belieferung, ob die Kraftstoffzuführmenge von dem Speicher 1 zu
der Einspritzeinrichtung 2 der Belieferungszustand konstanter Menge
ist. Wenn bestimmt wird, dass die Kraftstoffzuführmenge von dem Speicher 1 zu
der Einspritzeinrichtung 2 der Belieferungszustand konstanter Menge
ist, geht die Steuerung zu Schritt S3 weiter. Bei Schritt S3 bestimmt
die Fühleinrichtung
einer oberen Grenze eines Pumpbereichs, ob die Pumpkapazität der Zuführpumpe 3 in
dem oberen Grenzbereich liegt, in dem die Pumpkapazität der Zuführpumpe 3 die
Maximalkapazität
ist. Wenn bestimmt wird, dass die Pumpkapazität der Zuführpumpe 3 in dem oberen
Grenzbereich liegt, geht die Steuerung zu Schritt S4 weiter.
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Bei
Schritt S4 fühlt,
d.h., bestimmt die Druckschwankungsfühleinrichtung, ob die Druckschwankungsamplitude
W des Drucks in dem Speicher 1 unter dem Pumpzustand konstanter
Menge der Kraftstoffbelieferungsmenge von der Zuführpumpe 3 zu dem
Speicher 1, dem Belieferungszustand konstanter Menge der
Kraftstoffzuführmenge
von dem Speicher 1 zu der Einspritzeinrichtung 2 und
der Maximalkapazität
der Pumpkapazität
der Zuführpumpe 3 gleich
oder größer als
der vorbestimmte Wert W0 ist. Wenn bestimmt wird, dass die Druckschwankungsamplitude
W des Drucks in dem Speicher 1 gleich oder größer als
der vorbestimmte Wert W0 ist, geht die Steuerung zu Schritt S5 weiter.
Bei Schritt S5 wird der gegenwärtige
Solldruck P0, der durch die Solldruckeinstelleinrichtung eingestellt
wird, durch Vermindern des Solldrucks P0 geändert. Wenn AUS bei einem der
Schritte S1–S4
zurückgegeben
wird, geht die Steuerung zum Start zurück. Auf diese Weise kann die Änderung
bei dem gegenwärtigen
Druck des Common Rail Drucks des Speichers 1 begrenzt werden.
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(Zweites Ausführungsbeispiel)
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5 ist
ein Flussdiagramm, das einen Veränderungsablauf
zum Verändern
des Solldrucks des Common Rail Drucks gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel
der Erfindung zeigt. Dieses Flussdiagramm wird bei der Zeit eines Maschinenstarts
oder bei der Zeit eines Fühlens
eines Auftankens des Kraftstofftanks des Fahrzeugs ausgeführt. Zuerst fühlt bei
Schritt S11 die Viskositätsfühleinrichtung 26 die
Viskosität
des Kraftstoffs. Dann wird bei Schritt S12 bestimmt, ob die gefühlte Viskosität gleich
oder größer als
ein vorbestimmter Schwellwert ist. Wenn bei Schritt S12 bestimmt
wird, dass die gefühlte
Viskosität
des Kraftstoffs gleich oder größer als
der vorbestimmte Schwellwert ist, geht die Steuerung zu Schritt
S13 weiter. Bei Schritt S13 wird der Solldruck (der oberen Grenzdruckwert)
P0 des Common Rail Drucks auf einen normalen Wert eingestellt. Insbesondere
wird bestimmt, dass die Liefermenge Q2 der Zuführpumpe 3 nicht unter
die benötigte
Liefermenge Q0 fallen wird, selbst wenn die Kraftstofftemperatur erhöht wird.
Somit wird der Solldruck P0, der von der Solldruckeinstelleinrichtung
eingestellt wurde, gelassen, ohne ihn zu ändern. Wenn im Gegensatz dazu bei
Schritt S12 ermittelt wird, dass die gefühlte Viskosität des Kraftstoffs
niedriger als der vorbestimmte Schwellwert ist, d.h., wenn ermittelt
wird, dass der Kraftstoff die niedrige Viskosität hat, geht die Steuerung zu
Schritt S14 weiter. Bei Schritt S14 ändert die Solldruckeinstelleinrichtung
den Solldruck (den oberen Grenzdruckwert) P0 des Common Rail Drucks durch
Vermindern des Solldrucks P0 auf einen niedrigeren Solldruck P'0.
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Wie
es vorstehend beschrieben ist, ist der verwendbare Druck des Kraftstoffs
basierend auf der Kraftstoffeigenschaft (der Viskosität) gegenwärtig und
dabei kann die Änderung
bei dem gegenwärtigen Druck
des Common Rail Drucks des Speichers 1 begrenzt werden.
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In
diesem Fall sollte beachtet werden, dass das Flussdiagramm von 5 nur
bei einer Erfüllung von
allen Schritten S1–S4
von 1 des ersten Ausführungsbeispiels gestartet wird.
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(Drittes Ausführungsbeispiel)
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6 ist
ein Flussdiagramm, das eine Einstellablauf zum Einstellen des Solldrucks
des Common Rail Drucks gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel
der Erfindung zeigt. Zuerst fühlt
bei Schritt S21 die Viskositätsfühleinrichtung 26 die
Viskosität des
Kraftstoffs. Dann wird bei Schritt S22 der Solldruck (der oberen
Grenzdruckwert) des Common Rail Drucks basierend auf der gefühlten Viskosität berechnet,
die bei Schritt S21 gefühlt
wird. In diesem Fall kann der Speicher der ECU 10 eine
Tabelle speichern, die den verwendbaren Druck bezüglich der Kraftstoffeigenschaft
(der Viskosität)
angibt. Der obere Grenzdruckwert kann aus dieser Tabelle erhalten werden.
In diesem Fall kann, wie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel, wenn der Solldruck
P0, der durch die Solldruckeinstelleinrichtung eingestellt wird,
von dem oberen Grenzdruckwert abweicht, der aus der Tabelle erhalten
wird, der Solldruck P0 durch die Solldruckeinstelleinrichtung in
solch einer Art und Weise geändert
werden, dass der Solldruck P0 mit dem somit erhaltenen oberen Grenzdruck
zusammenfällt.
Alternativ kann ohne einem Ausführen
einer derartigen Änderung
der obere Grenzdruckwert, der direkt aus der Tabelle erhalten wird,
als der Solldruck gesetzt werden.
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(Viertes Ausführungsbeispiel)
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Die 7A und 7B zeigen
Flussdiagramme, die eine Einstellablauf zum Einstellen des Solldrucks
des Common Rail Drucks gemäß einem vierten
Ausführungsbeispiel
der Erfindung zeigen. Zuerst wird bei Schritt S31 von 7A zu
der Zeit eines Startens der Maschine oder zu der Zeit eines Fühlens des
Auftankens des Kraftstofftanks des Fahrzeugs die Viskosität des Kraftstoffs
gefühlt
und die gefühlte
Viskosität
wird in dem Speicher der ECU 10 gespeichert. Als nächstes,
unter Bezugnahme auf 7B, wird bei Schritt S32 die
Temperatur des Kraftstoffs periodisch während dem normalen Betrieb gefühlt. Als
nächstes
wird bei Schritt S33 der Solldruck (der obere Grenzdruck) des Common
Rail Drucks basierend auf der gefühlten Viskosität und der
gefühlten
Kraftstofftemperatur berechnet. Auch in diesem Fall, wie bei dem
dritten Ausführungsbeispiel, kann
der Speicher der ECU 10 eine Tabelle speichern, die den
verwendbaren Druck bezüglich
der Kraftstoffeigenschaft (der Viskosität) und der Kraftstofftemperatur
anzeigt. Der obere Grenzdruckwert kann aus dieser Tabelle erhalten
werden. In diesem Fall, wenn der Solldruck P0, der durch die Solldruckeinstelleinrichtung
eingestellt wird, von dem oberen Grenzdruckwert abweicht, der aus
der Tabelle erhalten wird, kann der Solldruck P0 durch die Solldruckeinstelleinrichtung
in solch einer Art und Weise geändert
werden, dass der Solldruck P0 mit dem so erhaltenen oberen Grenzdruck
zusammenfällt.
Alternativ kann, ohne einem Ausführen
einer solchen Änderung,
der obere Grenzdruckwert, der direkt aus der Tabelle erhalten wird,
als der Solldruck eingestellt werden.
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Wie
es vorstehend beschrieben ist, variiert bei dem vorher vorgeschlagenen
Speicher-Kraftstoffeinspritzsteuersystem die Austrittsmenge signifikant in
Abhängigkeit
von der Eigenschaft (der Viskosität) des Kraftstoffs. Bei dem
Fall, bei dem die Eigenschaft des normalen Kraftstoffs eingestellt
wird, wenn der Kraftstoff, der die niedrige Viskosität hat, verwendet wird,
kann die Liefermenge des von der Zuführpumpe ausgegebenen Kraftstoffs
möglicherweise
aufgrund der Einflüsse
der Austrittsmenge des Kraftstoffs bei dem Fall des vorher vorgeschlagenen
Speicher-Kraftstoffeinspritzsteuersystems
ungenügend werden.
Jedoch wird gemäß den vorstehenden
Ausführungsbeispielen
ein derartiger Mangel der Liefermenge des Kraftstoffs basierend
auf der Kraftstoffeigenschaft (der Viskosität) vorhergesagt. Basierend auf
dieser Vorhersage wird der Solldruck des Common Rail Drucks vermindert,
so dass der Mangel der Liefermenge des Kraftstoffs begrenzt werden
kann. Auf diese Weise wird der gegenwärtige Druck des Common Rails
ausgeglichen und dabei kann der Zustand mit stabilem Druck erreicht
werden.
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Zusätzliche
Vorteile und Änderungen
werden den Fachleuten leicht in den Sinn kommen. Die Erfindung in
ihren breiteren Ausdrücken
ist deshalb nicht auf die gezeigten und beschriebenen genauen Details,
ein repräsentatives
Gerät und
darstellende Beispiele beschränkt.
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Eine
ECU (10) stellt einen Solldruck (P0) eines Kraftstoffs
in einem Common Rail (1) ein. Wenn eine von einer Kraftstoffzuführpumpe
(3) zu dem Common Rail (1) gepumpte Kraftstoffmenge
in einem Pumpzustand konstanter Menge ist, und eine von dem Common
Rail (1) zu dem Kraftstoffeinspritzventil (2)
gelieferte Kraftstoffmenge in einem Belieferungszustand konstanter
Menge ist, kann die ECU (10) den gegenwärtigen Solldruck auf einen
niedrigeren Wert vermindern.