DE102007000067A1

DE102007000067A1 - Kraftstoffeinspritzgerät

Info

Publication number: DE102007000067A1
Application number: DE102007000067A
Authority: DE
Inventors: Koji Kariya Ishizuka
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2006-02-02
Filing date: 2007-02-01
Publication date: 2007-08-09
Anticipated expiration: 2027-02-02
Also published as: JP2007205286A; US7520265B2; US20070175446A1; JP4605038B2; DE102007000067B4

Abstract

Eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung berechnet einen Abweichungskorrekturwert durch ein Einbeziehen eines Innenzylinderdrucks in einspritzelementindividuelle Daten, die auf einer Einspritzrate eines Einspritzelements (2) basieren, die außerhalb eines Zylinders eines Verbrennungsmotors gemessen wird. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung korrigiert eine Zieleinspritzmenge und eine Erzeugungszeitabstimmung eines Befehlssignals des Einspritzelements auf Basis des Abweichungskorrekturwerts. Somit kann eine genaue Einspritzcharakteristik, die im Wesentlichen den mittleren Werten entspricht, im Inneren des Zylinders erhalten werden, und eine hochgenaue Einspritzsteuerung kann durchgeführt werden. Somit kann die Kraftstoffeinspritzvorrichtung eine genaue Mehrfacheinspritzung durchführen, die eine äußerst hohe Genauigkeit erfordert, um gleichzeitig eine Verringerung von Verbrennungsmotorvibrationen und Verbrennungsmotorlärm, eine Reinigung von Abgas und eine Verbesserung einer Verbrennungsmotorausgabe und eines Kraftstoffverbrauchs auf einem hohen Niveau zu erreichen.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung für ein Einspritzen von Kraftstoff in einen Verbrennungsmotor. Im Speziellen bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Technologie des Korrigierens einer Abweichung eines Einspritzelements.
Stand der Technik
Es gibt ein Einspritzelement, an dem eine Codetabelle befestigt ist, die einspritzindividuelle Daten auf Basis einer Einspritzrate des Einspritzelements speichert, die außerhalb eines Zylinders eines Verbrennungsmotors gemessen wird, wenn das Einspritzelement versendet wird. Zum Beispiel werden eine Einspritzstartverzögerung Td, eine Einspritzendverzögerung Te und mehrere Einspritzmengen Q außerhalb des Zylinders des Verbrennungsmotors gemessen, wenn das Einspritzelement versendet bzw. ausgeliefert wird. Dann werden Abweichungen von bestimmten mittleren Werten in Erregungszeitspannen oder dergleichen umgewandelt und in der Codetabelle, wie ein QR-Code, gespeichert. Die Code-Tabelle ist an dem Einspritzelement befestigt.

Ein Fahrzeug, in dem das Einspritzelement montiert ist, liest die einspritzindividuellen Daten des Einspritzelements von der Codetabelle, die an dem Einspritzelement befestigt ist, und speichert die einspritzindividuellen Daten in einem Steuerelement. Das Steuerelement hat eine Korrekturvorrichtung für ein Durchführen einer Abweichungskorrektur des Einspritzelements auf Basis der gespeicherten einspritzelementindividuellen Daten. Die Korrekturvorrichtung korrigiert einen Steuerparameter, der zu einem Motorbetriebszustand korrespondiert, auf Basis die einspritzindividuellen Daten, um die Einspritzcharakteristik des Einspritzelements auf die bestimmten mittleren Werte zu bringen, im Speziellen auf die bestimmten mittleren Werte plus/minus geeignete Abweichungen (zum Beispiel wie in JP-A-2003-227393 beschrieben ist).

In den vergangenen Jahren, um gleichzeitig eine Verringerung von Motorvibrationen und Motorgeräuschen, eine Reinigung von Abgas und eine Verbesserung einer Motorausgabe und eines Kraftstoffverbrauchs auf einem hohen Niveau zu erreichen, ist eine hochgenaue Einspritzsteuerung erforderlich geworden. Im Speziellen ist eine extrem genaue Einspritzsteuerung für eine Multi- bzw. Mehrfacheinspritzung erforderlich, die mehrere Kraftstoffeinspritzungen während eines Zyklus durchführt. Deshalb wird die Abweichungskorrektur durchgeführt, um die Einspritzabweichung des Einspritzelements zu korrigieren. Jedoch ist es schwierig gewesen, die genaue Einspritzcharakteristik, die im Wesentlichen den bestimmten mittleren Werten entspricht, in einem Zustand zu erhalten, in dem das Einspritzelement tatsächlich in dem Verbrennungsmotor montiert ist.

Der Erfinder entdeckte, dass sich eine Tendenz zur Abweichung zwischen einer Außenseite und einer Innenseite des Zylinders unterscheidet. Das heißt, die Korrektur wird im Inneren des Zylinders auf Grund des Innenzylinderdrucks Pcyl übermäßig, falls ein Abweichungskorrekturwert direkt von den einspritzindividuellen Daten berechnet wird, die außerhalb des Zylinders erhalten werden. In solch einem Fall gibt es eine Möglichkeit, dass die Einspritzcharakteristik von den bestimmten mittleren Werten abweicht.

Darstellung der Erfindung

Technische Aufgabe

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung vorzusehen, die im Inneren eines Zylinders eine genaue Einspritzcharakteristik erhalten kann, die im Wesentlichen den mittleren Werten entspricht, selbst wenn Abweichungsdaten eines Einspritzelements außerhalb des Zylinders gemessen werden bzw. gemessen worden sind.

Technische Lösung

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung führt eine Korrekturvorrichtung einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung eine Abweichungskorrektur eines Einspritzelements durch Einbeziehen eines Innenzylinderdrucks in die einspritzindividuellen Daten durch, die durch Messung erhalten werden, die außerhalb eines Zylinders durchgeführt wird. Demzufolge kann im Inneren des Zylinders eine genaue Einspritzcharakteristik erhalten werden, die im Wesentlichen bestimmten mittleren Werten entspricht. Somit, selbst wenn die Abweichungsdaten des Einspritzelements außerhalb des Zylinders gemessen werden, kann die genaue Einspritzcharakteristik, die im Wesentlichen den bestimmten mittleren Werten entspricht, sogar im Inneren des Zylinders erhalten werden. Als eine Folge kann eine hochgenaue Einspritzsteuerung durchgeführt werden.

Kurze Beschreibung der Abbildungen der Zeichnungen
Merkmale und Vorteile einer Ausführungsform werden klar ersichtlich, genauso wie Betriebsverfahren und die Funktion der zugehörigen Teile, von einem Studium der folgenden detaillierten Beschreibung, der angehängten Ansprüche und der Zeichnungen, die alle einen Teil dieser Anmeldung bilden. In den Zeichnungen ist:
1 ein schematisches Diagramm, das eine Common-Rail-Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß einer Beispielsausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 eine Querschnittansicht, die ein Einspritzelement gemäß der Ausführungsform von 1 zeigt;
3 ein schematisches Diagramm, das ein Modell des Einspritzelements gemäß der Ausführungsform von 1 zeigt;
4A bis 4E sind Diagramme, die einen Betrieb des Einspritzelements gemäß der Ausführungsform von 1 zeigen;
5 ein Zeitablaufdiagramm, das Beziehungen zwischen einem Einspritzelementantriebsstrom, einem Steuerkammerdruck, einem Nadelhubbetrag und einer Einspritzrate gemäß der Ausführungsform von 1 zeigt;
6A bis 6C sind Diagramme, die einen wesentlichen Abschnitt des Einspritzelements gemäß der Ausführungsform von 1 zeigen;
7 ein Zeitablaufdiagramm, das Änderungen im Inneren eines Zylinders von Zuständen außerhalb des Zylinders gemäß der Ausführungsform von 1 zeigt;
8 ein Diagramm, das eine übermäßige Korrektur im Inneren des Zylinders zeigt;
9 ein Graph, der eine Beziehung zwischen einer Empfindlichkeit bzw. Abhängigkeit einer Einspritzstartverzögerung und einem Ventilöffnungsdruck zeigt;
10A bis 10B sind Diagramme, die eine Beziehung zwischen einem Sitzdurchmesser und einem Innenzylinderdruck druckaufnehmenden Bereich zeigen;
11A bis 11B sind Diagramme, die eine Abnahme einer Abweichung einer Einspritzströmungsrate auf Grund des Innenzylinderdrucks zeigen;
12 ein Diagramm, das eine Abnahme einer Abweichung der Einspritzrate auf Grund des Innenzylinderdrucks zeigt;
13A bis 13B sind Diagramme, die eine Messung der Einspritzrate des Einspritzelements außerhalb des Zylinders gemäß der Ausführungsform von 1 zeigen;
14 ein Kennfeld für ein Erhalten der Einspritzstartverzögerung von dem Innenzylinderdruck und einer Öffnungsströmungsmenge gemäß der Ausführungsform von 1;
15 ein Diagramm, das eine Änderung der Einspritzrate zwischen der Innenseite und der Außenseite des Zylinders zeigt; und
16 ein Blockdiagramm, das einen Korrekturablauf einer Innenzylindereinspritzabweichung gemäß der Ausführungsform von 1 zeigt.
Bester Weg zur Ausführung der Erfindung
Mit Bezug auf 1 ist eine Common-Rail-Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß einer Beispielsausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Common-Rail-Kraftstoffeinspritzvorrichtung ist ein System für ein Durchführen einer Kraftstoffeinspritzung in einen Dieselmotor oder dergleichen. Die Common-Rail-Kraftstoffeinspritzvorrichtung hat eine Common-Rail 1, Einspritzelemente 2, eine Zuführpumpe 3, ein Steuerelement 4 und dergleichen. Das Steuerelement 4 besteht aus einer Motorsteuereinheit 4a (ECU) und einer Antriebseinheit 4b (EDU). Die EDU 4b kann in einem Gehäuse der ECU 4a untergebracht sein.
Der Verbrennungsmotor hat mehrere Zylinder, von denen jeder einen Ansaughub, einen Kompressionshub, einen Explosionshub und einen Auslasshub in Folge durchführt. Als ein Beispiel des Verbrennungsmotors ist ein Vier-Zylinder-Verbrennungsmotor gezeigt, der vier Einspritzelemente 2 hat. Die vorliegende Erfindung kann auf einen Verbrennungsmotor angewendet werden, der eine andere Anzahl von Zylindern hat.
Die Common-Rail 1 ist ein Druckakkumulationsbehälter für ein Akkumulieren eines Hochdruckkraftstoffs, der zu den Einspritzelementen 2 zugeführt werden soll. Um einen Common-Rail-Druck Pc als einen stark erhöhten Druck zu akkumulieren, der einem Druck für ein Zuführen des Kraftstoffs zu den Einspritzelementen 2 entspricht, ist die Common-Rail 1 mit einem Auslassloch der Zuführpumpe 3 verbunden, die den Hochdruckkraftstoff durch ein Kraftstoffrohr 5 (Hochdruckkraftstoffströmungspassage) unter Druck liefert. Die Common-Rail 1 ist mit mehreren Einspritzrohren 6 für ein Zuführen des Hochdruckkraftstoffs zu den Einspritzelementen 2 verbunden.
Von den Einspritzelementen 2 entweichender Kraftstoff wird zu einem Kraftstoffbehälter 8 durch eine Kraftstoffrückführströmungspassage 7 (Entweichrohr) zurückgeführt. Ein Druckbegrenzungselement 9 ist an einer Kraftstoffrückführpassage 7 (Entlastungsrohr) befestigt, das von der Common-Rail 1 zu dem Kraftstoffbehälter 8 führt. Das Druckbegrenzungselement 9 hat eine Funktion eines Drucksicherheitsventils, das öffnet, wenn der Kraftstoffdruck in der Common-Rail 1 einen Grenzstelldruck übersteigt, um den Kraftstoffdruck in der Common-Rail 1 auf den Grenzstelldruck oder darunter zu begrenzen. Das Druckbegrenzungselement 9 hat auch eine Funktion eines Druckverringerungsventils, das schnell den Common-Rail-Druck Pc in Erwiderung auf einen Befehl von der ECU 4a verringert.
Das Einspritzelement 2 ist an jedem Zylinder des Verbrennungsmotors für ein Einspritzen und Zuführen des Kraftstoffs in den Zylinder montiert. Das Einspritzelement 2 ist mit einem stromabwärtigen Ende von jedem von den Einspritzrohren 6 verbunden, die von der Common-Rail 1 abzweigen, liefert durch die Einspritzung den Hochdruckkraftstoff, der in der Common-Rail 1 akkumuliert ist, in jeden Zylinder.
Die Zuführpumpe 3 ist eine Kraftstoffpumpe für ein Liefern unter Druck bzw. Druckliefern des Hochdruckkraftstoffs zu der Common-Rail 1. Die Zuführpumpe 3 hat eine Speisepumpe für ein Ansaugen des Kraftstoffs von dem Kraftstoffbehälter 8 in die Zuführpumpe 3 und eine Hochdruckpumpe für ein Druckbeaufschlagen des angesaugten Kraftstoffs auf einen hohen Druck und für ein Druckliefern des Hochdruckkraftstoffs zu der Common-Rail 1. Eine gemeinsame Kurbelwelle 11 treibt die Speisepumpe und die Hochdruckpumpe an. Die Nockenwelle 11 wird beispielsweise durch eine Kurbelwelle des Verbrennungsmotors angetrieben und gedreht. Die Zuführpumpe 3 hat ein Ansaugsteuerventil (SCV) für ein Messen einer Kraftstoffmenge, die durch die Hochdruckpumpe angesaugt wird. Die ECU 4a reguliert das Ansaugsteuerventil, um den Common-Rail-Druck Pc zu regulieren.
Die ECU 4a hat einen Mikrocomputer, der die Funktionen einer CPU für ein Durchführen von Steuerungsprozessen und Berechnungsprozessen hat, eine Speichervorrichtung (Speicher wie ein ROM, SRAM, EEPROM oder RAM) für ein Speichern von verschiedenen Arten von Programmen und Daten, einen Eingabeschaltkreis, einen Ausgabeschaltkreis, einen Energiequellenschaltkreis, einen Einspritzelementantriebsschaltkreis und ein Pumpenantriebsschaltkreis. Die ECU 4a führt verschiedene Berechnungsprozesse auf Basis von Sensorsignalen aus (Motorparameter: Signale, die Bedienungszustände von Fahrzeuginsassen oder Betriebszustände des Verbrennungsmotors entsprechen), die zu der ECU 4a eingegeben werden.
Die EDU 4b ist ein Antriebsschaltkreis für ein Aufbringen von Antriebsströmen auf die Einspritzelemente 2 und das Druckbegrenzungselement 9 in Erwiderung auf Steuersignale, die durch die ECU 4a vorgesehen sind.
Die ECU 4a ist mit verschiedenen Sensoren verbunden, wie einem Gaspedalsensor für ein Erfassen einer Gaspedalposition, einem Drehzahlsensor für ein Erfassen einer Motordrehzahl und einem Kühlmitteltemperatursensor für ein Erfassen einer Kühlmitteltemperatur des Motors und auch einem Common-Rail-Drucksensor 21 für ein Erfassen des Common-Rail-Drucks Pc.
Als nächstes wird ein grundlegender Aufbau des Einspritzelements 2 gemäß der vorliegenden Ausführungsform mit Bezug auf 2 und 3 erklärt. Das Einspritzelement 2 spritzt den Hochdruckkraftstoff, der von der Common-Rail 1 zugeführt wird, in den Zylinder des Verbrennungsmotors ein. Das Einspritzelement 2 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist ein Zwei-Wege-Ventil-Einspritzelement, das eine Steuerkammer 33 und eine Düse 36 hat. Der Common-Rail-Druck Pc wird auf die Steuerkammer 33 durch eine Einströmpassage 31 (Kraftstoffpassage, die mit einer Einlassöffnung versehen ist) beaufschlagt. Der Druck in der Steuerkammer 33 wird durch eine Ablasspassage 32 (Kraftstoffpassage, die mit einer Auslassöffnung versehen ist) abgelassen. Ein elektromagnetisches Ventil 34 (Beispiel eines elektrisch betriebenen Ventils) öffnet und schließt die Ablasspassage 32. Somit, falls der Steuerkammerdruck Pcc (Druck im Inneren der Steuerkammer 33) auf einen Ventilöffnungsdruck Popn abnimmt, hebt sich eine Nadel 35 und die Düse 36 spritzt den Kraftstoff ein.
Ein Gehäuse 37 des Einspritzelements 2 (zum Beispiel Düsenhalter) ist mit einem Zylinder 41, einer Hochdruckkraftstoffpassage 42, einer Druckablasskraftstoffpassage 43 und dergleichen ausgebildet. Der Zylinder 41 hält einen Befehlskolben 38 derart, dass der Befehlskolben 38 in einer vertikalen Richtung (Ventilöffnungs-/-schließrichtung der Nadel 35) gleiten kann. Die Hochdruckkraftstoffpassage 42 führt den Hochdruckkraftstoff, der von der Common-Rail 1 zugeführt wird, zu der Düse 36 und der Einströmpassage 31 hin. Die Druckablasskraftstoffpassage 43 lässt den Hochdruckkraftstoff zu einer Niederdruckseite ab. Der Befehlskolben 38 ist in den Zylinder 41 eingesetzt und ist mit der Nadel 35 durch einen Druckstift 44 verbunden. Der Druckstift 44 ist zwischen dem Befehlskolben 38 und der Nadel 35 angeordnet. Eine Feder 45 ist um den Druckstift 44 herum vorgesehen, für ein Vorspannen der Nadel 35 nach unten (in eine Ventilschließrichtung). Die Steuerkammer 33 ist oberhalb des Zylinders 41 ausgebildet (an der Seite des Zylinders 41 bei dem elektromagnetischen Ventil 34). Das Volumen Vcc der Steuerkammer 33 ändert sich gemäß einer vertikalen Bewegung des Befehlskolbens 38.
Die Einströmpassage 31 ist ein Einlassseitenkraftstoffbegrenzungselement für ein Druckherabsetzen des Hochdruckkraftstoffs, der von der Hochdruckkraftstoffpassage 42 zugeführt wird. Die Hochdruckkraftstoffpassage 42 ist mit der Steuerkammer 33 durch die Einströmpassage 31 verbunden. Die Ablasspassage 32 ist ein Auslassseitenkraftstoffbeschränkungselement, das oberhalb der Steuerkammer 33 ausgebildet ist, für ein Beschränken des Kraftstoffs, der von der Steuerkammer 33 zu der Druckauslasskraftstoffpassage 43 abgelassen wird (Niederdruckseite). Die Steuerkammer 33 ist mit der Druckablasskraftstoffpassage 43 durch die Ablasspassage 32 verbunden.
Das elektromagnetische Ventil 34 hat ein Solenoid 46, das eine elektromagnetische Kraft erzeugt, wenn es erregt ist (AN), ein Ventil 47, das durch die elektromagnetische Kraft, die durch das Solenoid 46 erzeugt wird, magnetisch nach oben gezogen wird (in eine Ventilöffnungsrichtung), und eine Rückstellfeder 48 für ein Vorspannen des Ventils 47 nach unten (in eine Ventilschließrichtung). Zum Beispiel hat das Ventil 47 ein Kugelventil 47a (in 3 gezeigt) für ein Öffnen und Schließen der Ablasspassage 32. Wenn das Solenoid 46 auf AUS ist, ist das Ventil 47 durch die Vorspannkraft der Rückstellfeder 48 nach unten vorgespannt und das Kugelventil 47a blockiert die Ablasspassage 32. Falls das Solenoid 46 auf AN ist, bewegt sich das Ventil 47 gegen die Vorspannkraft der Rückstellfeder 48 nach oben. Demzufolge hebt sich das Kugelventil 47a nach oben von einer Sitzfläche an, um die Ablasspassage 32 zu öffnen.
Das Gehäuse 37 des Einspritzelements 2 ist mit einem Gleitloch 51, einer Düsenkammer 52, einem konischen Ventilsitz 53 und mehreren Einspritzlöchern 54 ausgebildet. Das Gleitloch 51 hält die Nadel 35 derart, dass die Nadel 35 in der Vertikalrichtung (Öffnungs-/Schließrichtung) gleiten kann. Die Düsenkammer 52 ist mit der Hochdruckkraftstoffpassage 42 verbunden und ist in einer Ringform um die Nadel 35 herum ausgebildet. Die Nadel 35 sitzt in einer Ventilschließperiode auf dem Ventilsitz 53. Der Hochdruckkraftstoff wird durch die Einspritzlöcher 54 hindurch eingespritzt. Die Einspritzlöcher 54 sind durch einen Bohrprozess innerhalb eines Sitzdurchmessers Dns eines Sitzes 55 ausgebildet, bei dem die Nadel 35 auf dem Ventilsitz 53 sitzt.
Die Nadel 35 hat einen Gleitschaft 35a, der durch das Gleitloch 51 gehalten wird, eine Druckaufnahmefläche 35b, die unterhalb des Gleitschafts 35a ausgebildet ist, einen Schaft 35c, der einen kleinen Schaftdurchmesser hat und sich nach unten von der Druckaufnahmefläche 35b erstreckt, und ein Kegelventil 35d, das die Einspritzlöcher 54 durch Trennen von dem Ventilsitz oder Setzen auf den Ventilsitz 53 öffnet bzw. schließt. Der Gleitschaft 35a ist so vorgesehen, dass der Gleitschaft 35a sich in einer axialen Richtung hin und her bewegen kann, während er ein Abdichten zwischen der Düsenkammer 52 und der Niederdruckseite erreicht (Raum um den Druckstift 44 herum). Das Konusventil 35d bei dem spitzen Ende der Nadel 35 besteht aus einer oberen Kegelstumpfsektion und einer unten Kegelspitzenendsektion. Der Sitz 55 ist bei einer Grenze zwischen der oberen Kegelstumpfsektion und der unteren Kegelspitzenendsektion ausgebildet. Ein Aufweitungswinkel der oberen Kegelstumpfsektion ist kleiner als der des Ventilssitzes 53. Ein Aufweitungswinkel der unteren Kegelspitzenendsektion ist größer als der des Ventilssitzes 53. Wenn das Konusventil 35d auf den Ventilsitz 53 gesetzt ist, berührt der Sitz 55 des Konusventils 35d den Ventilsitz 53, um die Verbindung zwischen der Düsenkammer 52 und den Einspritzlöchern 54 zu blockieren bzw. zu unterbrechen.
In 3 bezeichnet Ltwv einen Ventilhubbetrag des Ventils 47, Dzg ist ein Senkdurchmesser der Ablasspassage 32, Pm ist ein Druck, Qor ist eine Ausströmmenge des Kraftstoffs, Qdin ist eine Einströmmenge des Kraftstoffs, Scc ist eine Querschnittfläche des Befehlkolbens 33, Nsp ist eine eingestellte Last, Sns ist eine Druckaufnahmequerschnittsfläche der Düse 36, Snz ist eine Querschnittfläche des Gleitschafts 35a, Sse ist eine Querschnittfläche des Sitzes 55, und Pcyl ist ein Druck im Inneren des Zylinders.
Als nächstes wird der grundlegende Betrieb des Einspritzelements 2 mit Bezug auf 4A bis 4E und 5 beschrieben.

(A) Das elektromagnetische Ventil ist nicht erregt, während das Einspritzelement 2 gestoppt ist. Somit schließt das Ventil 47 die Ablasspassage 32 und der Druck Pcc in der Steuerkammer 33 wird bei einem hohen Druck gehalten. Der Druck Pcc ist mit einer großen nach unten wirkenden Kraft Fdown ausbalanciert, wie in 4A gezeigt ist. Somit wird die Nadel 35 gegen den Ventilsitz 53 gepresst, so dass die Verbindung zwischen der Düsenkammer 52 und den Einspritzlöchern 54 unterbrochen ist. Somit wird die Kraftstoffeinspritzung durch die Kraftstoffeinspritzlöcher 54 hindurch nicht durchgeführt.
(B) Falls der Antriebsstrom I von der EDU 4b auf das elektromagnetische Ventil auf Grund des Einspritzstartbefehls von der ECU 4a 34 aufgebracht wird (Einspritzbefehl: AN), zieht das Solenoid 46 das Ventil 47 (TWV) an, wie in 4B gezeigt ist. Falls das Ventil beginnt sich nach oben anzuheben, wird die Ablasspassage 32 geöffnet und der Druck Pcc in der Steuerkammer 33, der in die Einströmpassage 31 druckvermindert wird, beginnt sich zu verringern. Demzufolge verringert sich die nach unten wirkende Kraft Fdown.
(C) Falls der Druck Pcc in der Steuerkammer 33 sich auf den Ventilöffnungsdruck Popn verringert, beginnt sich die Nadel 35 anzuheben, wie in 4C gezeigt ist. Falls sich die Nadel 35 von dem Ventilsitz 53 trennt, ist die Düsenkammer 52 mit den Einspritzlöchern 54 verbunden. Somit wird der Hochdruckkraftstoff, der zu der Düsenkammer 52 zugeführt wird, durch die Einspritzlöcher 54 hindurch eingespritzt. Eine Zeitspanne von dem Zeitpunkt an, wenn der Einspritzstartsteuerbefehl ausgegeben wird, zu dem Zeitpunkt, wenn die Einspritzung tatsächlich begonnen wird, wie in 5 gezeigt ist, wird nachstehend als eine Einspritzstartverzögerung Td bezeichnet. Wenn sich die Nadel 35 anhebt (das heißt, wenn sich ein Düsenhub Ln erhöht), erhöht sich die Einspritzrate Qd, wie in 5 gezeigt ist. Falls die Einspritzrate Qd die maximale Einspritzrate während der Einspritzung erreicht, erhöht sich die Einspritzrate Qd nicht weiter, so dass eine Einspritzwellenform eine Trapezform wird, wie in 5 gezeigt ist. Das Einspritzelement 2 ist ein Einspritzelement einer fliegenden Nadelart, in der die Nadel 35 sich weiter anhebt, selbst nachdem die maximale Einspritzrate erreicht ist.
(D) Falls der Antriebsstrom I, der auf das elektromagnetische Ventil 34 durch die EDU 4b aufgebracht wird, auf Grund eines Einspritzstoppbefehls von der ECU 4a (Einspritzbefehl: AUS) gestoppt wird, hört das Solenoid 46 auf, das Ventil 47 magnetisch anzuziehen, so dass das Ventil 47 beginnt sich abzusenken, wie in 4D gezeigt ist. Falls das Ventil 47 (TWV) des elektromagnetischen Ventils 34 die Ablasspassage 32 schließt, beginnt sich der Druck Pcc in der Steuerkammer 33 zu erhöhen. Demzufolge erhöht sich die nach unten wirkende Kraft Fdown. Falls der Druck Pcc in der Steuerkammer 33 sich auf den Ventilschließdruck erhöht, beginnt sich die Nadel 35 abzusenken.
(E) Falls sich die Nadel 35 absenkt und auf den Ventilsitz 53 setzt, ist die Verbindung zwischen der Düsenkammer 52 und den Einspritzlöchern 54 unterbrochen, wie in 4E gezeigt ist. Somit ist die Kraftstoffeinspritzung von den Einspritzlöchern 54 gestoppt, und der Zustand wird wieder angenommen, der in 4A gezeigt ist. Eine Zeitspanne von der Zeit an, wenn das Antriebssignal I gestoppt wird, zu der Zeit, wenn die Einspritzung tatsächlich stoppt, wie in 5 gezeigt ist, wird nachstehend als eine Einspritzendverzögerung Te bezeichnet.

Als nächstes wird eine Kraftstoffeinspritzsteuerung erklärt, die durch die ECU 4a gemäß der vorliegenden Ausführungsform durchgeführt wird. In der vorliegenden Ausführungsform werden die mehreren Kraftstoffeinspritzungen (Multi- bzw. Mehrfacheinspritzung) während eines Zyklus gemäß dem Betriebszustand des Verbrennungsmotors durchgeführt, um gleichzeitig eine Hemmung einer Motorvibration und eines Motorlärms, eine Reinigung von Abgas und eine Verbesserung einer Motorausgabe und eines Kraftstoffverbrauchs auf einem hohen Niveau zu erreichen.
Die ECU 4a berechnet eine Zieleinspritzzeitabstimmung und eine Zieleinspritzmenge gemäß dem vorliegenden Betriebszustand auf Basis der Programme (Kennfelder), die in dem ROM gespeichert sind, und den Verbrennungsmotorparametern, die in den RAM für jede Kraftstoffeinspritzung eingegeben werden. In der Zwischenzeit berechnet die ECU 4a eine Zeitabstimmung für ein Erzeugen des Befehlssignals I des Einspritzelements 2, das heißt eine AN/AUS-Zeitabstimmung des Einspritzelementantriebsstroms I, um das Einspritzelement 2 zu veranlassen, die Kraftstoffeinspritzung bei der Zieleinspritzzeitabstimmung zu beginnen und die Zieleinspritzmenge einzuspritzen.
Die einspritzindividuellen Daten sind an jedem Einspritzelement 2, das in der Kraftstoffeinspritzvorrichtung montiert ist, in der Form des QR-Codes oder dergleichen befestigt. Die einspritzindividuellen Daten sind Einspritzelementabweichungsdaten, die auf der Einspritzrate des Einspritzelements 2 basieren, die außerhalb des Zylinders des Verbrennungsmotors gemessen werden, wenn das Einspritzelement 2 versendet bzw. ausgeliefert wird. Die ECU 4a liest die einspritzindividuellen Daten von jedem Einspritzelement 2 von der Codetabelle aus, die an dem Einspritzelement 2 befestigt ist, und speichert die einspritzindividuellen Daten in der Speichervorrichtung, wenn das Einspritzelement 2 in dem Fahrzeug montiert ist.
Die ECU 4a hat eine Korrekturvorrichtung für ein Durchführen einer Abweichungskorrektur des Einspritzelements 2 auf Basis der gespeicherten einspritzelementindividuellen Daten. Die Korrekturvorrichtung korrigiert einen Steuerparameter für eine Kraftstoffeinspritzung gemäß einem Verbrennungsmotorbetriebszustand auf Basis der einspritzelementindividuellen Daten, um die Einspritzcharakteristik des Einspritzelements auf bestimmte mittlere Werte zu bringen.
In den vergangenen Jahren, um gleichzeitig die Verringerung einer Verbrennungsmotorvibration und eines Verbrennungsmotorlärms, eine Reinigung von Abgas und eine Verbesserung einer Verbrennungsmotorausgabe und eines Kraftstoffverbrauchs auf einem hohen Niveau zu erreichen, ist eine hochgenaue Einspritzsteuerung des Einspritzelements 2 erforderlich geworden. Im Speziellen ist eine extrem genaue Einspritzsteuerung in der Multi- bzw. Mehrfacheinspritzung erfordert. Deshalb korrigiert die ECU 4a die Einspritzabweichung von jedem Einspritzelement 2, um die genaue Einspritzcharakteristik von jedem Einspritzelement 2 zu erhalten, die im Wesentlichen den bestimmten mittleren Werten entspricht.
Jedoch können in einigen Fällen die genauen Einspritzcharakteristiken, die im Wesentlichen den bestimmten mittleren Werten entsprechen, nicht in einem Zustand erhalten werden, in dem das Einspritzelement 2 tatsächlich in dem Verbrennungsmotor montiert ist.
Der Erfinder hat entdeckt, dass die Tendenz zur Abweichung sich zwischen einer Außenseite und einer Innenseite des Zylinders unterscheidet. Der Erfinder hat entdeckt, dass die Korrektur auf Grund eines Innenzylinderdrucks Pcyl während des Betriebs des Verbrennungsmotors übermäßig wird, falls ein Abweichungskorrekturwert direkt von den einspritzindividuellen Daten berechnet wird, die außerhalb des Zylinders erhalten werden, und das ist eine Möglichkeit gibt, dass die Einspritzcharakteristik von den bestimmten mittleren Werten abweicht.
Eine herkömmliche Technologie führt die Einspritzkorrektur auf Basis der einspritzelementindividuellen Daten durch, die außerhalb des Zylinders erhalten werden, und so durch, dass die Einspritzcharakteristik im Wesentlichen den bestimmten mittleren Werten außerhalb des Zylinders entspricht.
Wenn das Einspritzelement 2 die Einspritzung im Inneren des Zylinders beginnt, wie in 6A und 6B gezeigt ist, wirkt der Innenzylinderdruck Pcyl auf den Innenumfang des Sitzes 55 in einer Innenzylinderdruckaufnahmefläche Acyl. Somit wird die nach oben wirkende Kraft auf die Nadel 35 aufgebracht, so dass sich die Einspritzcharakteristiken zwischen der Außenseite und der Innenseite des Zylinders unterscheiden. Ahi in 6B bezeichnet eine Hochdruckaufnahmeschnittfläche.
Somit erhöht sich, wie in 7 gezeigt ist, der Ventilöffnungsdruck Popn von einem Außenseitenzylinderwert Popn(0) zu einem Innenseitenzylinderwert Popn(1). Als eine Folge eilt die Anhebestartzeitabstimmung der Nadel 35 voraus, so dass die Einspritzstartverzögerung Td von einem Außenseitenzylinderwert Td(0) zu einem Innenseitenzylinderwert Td(1) verkürzt ist. Da die Sitzzeitabstimmung der Nadel 35 verzögert ist, ist die Einspritzendverzögerung Te von einem Außenseitenzylinderwert Te(0) zu einem Innenseitenzylinderwert Te(1) verlängert. Auf Grund eines Einflusses des Innenzylinderdrucks Pcyl, eilt die Einspritzstartzeitabstimmung voraus und die Einspritzendzeitabstimmung ist verzögert.
In gleicher Weise wird in dem Fall, wo das Einspritzelement 2 die Einspritzung im Inneren des Zylinders durchführt, ein Differenzialdruck zwischen dem Kraftstoffdruck Pnzl, der zu der Düse 36 zugeführt wird, und dem Innenzylinderdruck Pcyl klein im Vergleich zu dem Differenzialdruck zwischen dem Kraftstoffdruck Pnzl und dem Außenseitenzylinderdruck, wie in 6C gezeigt ist. Demzufolge verringert sich, wie in 7 gezeigt ist, die maximale Einspritzrate Qmax von einem Außenseitenzylinderwert Qmax(0) zu einem Innenseitenzylinderwert Qmax(1).
Als nächstes wird ein Beispiel mit Bezug auf 8 beschrieben, in dem der Abweichungskorrekturwert zwischen der Innenseite und der Außenseite des Zylinders ungeeignet (übermäßig) wird. Zum Beispiel ist angenommen, dass drei einzelne Einspritzelemente A, B, C jeweils Abweichungen A, B, C der Einspritzstartverzögerung Td haben. Die jeweiligen individuellen Einspritzelemente A, B, C sind derart eingestellt, dass der Bereich der Abweichung in einen bestimmten Nicht- Einstellungsabweichungsbereich σ fällt, selbst wenn die Einstellung nicht durchgeführt wird.
Die Korrekturvorrichtung der herkömmlichen Technologie korrigiert die Einspritzstartverzögerung Td in einem vorbestimmten Einstellungsabweichungsbereich σ', der im Wesentlichen einem mittleren Wert außerhalb des Zylinders entspricht, wie auf der linken Seite einer Strich-Zweipunkt-Linie in 8 gezeigt ist. Eine Strichpunktlinie σc in 8 stellt die Mitte der Abweichung dar. Korrekturbeträge A', B', C' für die jeweiligen individuellen Einspritzelemente A, B, C werden erhalten.
Die Abweichung neigt dazu sich im Inneren des Zylinders auf Grund des Einflusses des Innenzylinderdrucks Pcyl zu verringern. Deshalb, wie auf der rechten Seite Strich-Zweipunkt-Linie in 8 gezeigt ist, falls die Korrekturbeträge A', B', C' auch im Inneren des Zylinders hinzugefügt werden, werden die Abweichungen B, C der einzelnen Elemente B, C übermäßig korrigiert, was die Einspritzgenauigkeit verschlechtert. In einigen Fällen gibt es eine Möglichkeit, dass der Einstellungsabweichungsbereich σ' auf Grund einer übermäßigen Korrektur breiter wird als der Nicht-Einstellungsabweichungsbereich σ. Deshalb hat die ECU 4a gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Innenzylinderdruckkorrekturvorrichtung, die gleichzeitig eine erste Korrekturfunktion des Korrigierens der Einspritzrate Qd, der Einspritzstartzeitabstimmung und der Einspritzendzeitabstimmung, die durch den Einfluss des Innenzylinderdrucks Pcyl ungeachtet der individuellen Abweichung des Einspritzelements 2 geändert werden, und eine zweite Korrekturfunktion des Korrigierens der Einspritzrate Qd, der Einspritzstartzeitabstimmung und der Einspritzendzeitabstimmung erreicht, die durch den Einfluss des Innenzylinderdrucks Pcyl auf Grund der individuellen Abweichung des Einspritzelements 2 geändert werden. Die Innenzylinderdruckkorrekturvorrichtung ist Teil der vorstehend beschriebenen Korrekturvorrichtung (Programm) für ein Korrigieren der Abweichung der Einspritzcharakteristik, die sich zwischen der Innenseite und der Außenseite des Zylinders unterscheidet, auf geeignete Werte durch Einbeziehen des Innenzylinderdrucks Pcyl in die einspritzelementindividuellen Daten.
Die ECU 4a hat eine Innenzylinderdruckeinstellvorrichtung für ein Erfassen oder Schätzen des Innenzylinderdrucks Pcyl oder für ein Einstellen des Innenzylinderdrucks Pcyl auf einen vorbestimmten Wert für wenigstens die Innenzylinderdruckkorrekturvorrichtung.
Als nächstes wird die Innenzylinderdruckkorrekturvorrichtung erklärt. Zuerst werden Faktoren, die eine Änderung der Einspritzcharakteristik bewirken, auf Basis der Beziehung zwischen der individuellen Abweichung des Einspritzelements 2 und dem Innenzylinderdruck Pcyl geschätzt.
Geschätzter Faktor #1: Ein Faktor einer Verschlechterung einer Empfindlichkeit der Einspritzstartverzögerung Td auf Grund der Erhöhung des Ventilöffnungsdrucks Popn wird geschätzt. Wie vorstehend beschrieben ist, erfährt die Nadel 35 die Unterstützung durch den Innenzylinderdruck Pcyl im Inneren des Zylinders. Demzufolge steigt der absolute Wert des Ventilöffnungsdrucks Popn an, so dass die Abweichungsempfindlichkeit der Einspritzstartverzögerung Td verringert ist. Wie in 9 gezeigt ist, wenn die Erhöhungsbreite ΔP des Ventilöffnungsdrucks Popn die selbe ist, ist der Änderungsunterschied ΔT1 der Einspritzstartverzögerung Td, die zu dem höheren Ventilöffnungsdruck Popn gehört, kleiner als der Änderungsunterschied ΔT2 der Einspritzstartverzögerung, die zu dem niedrigeren Ventilöffnungsdruck Popn gehört.
Geschätzter Faktor #2: Die Änderung der Einspritzstartverzögerung Td auf Grund des Einflusses der Abweichung des Sitzdurchmessers Dns wird geschätzt. Außerhalb des Zylinders nimmt der Ventilöffnungsdruck Popn einfach ab, wenn sich der Sitzdurchmesser Dns erhöht. Die Einspritzstartverzögerung Td erhöht sich und die Einspritzmenge Q verringert sich dementsprechend. Im Inneren des Zylinders, wie in 10A gezeigt ist, nimmt die Unterstützung durch den Innenzylinderdruck Pcyl ab, wenn der Sitzdurchmesser Dns abnimmt. Der Unterstützungsumfang der Nadel 35 durch den Innenzylinderdruck Pcyl erhöht sich, wenn sich der Sitzdurchmesser Dns erhöht, wie in 10B gezeigt ist. Beziehungen herrschen vor, die in der folgenden Tabelle (1) gezeigt sind.
Tabelle (1): Tabelle 0001
Geschätzter Faktor #3: Eine Änderung einer Einspritzrate Q' auf Grund einer Abweichung ΔQ'0 einer Einspritzströmungsmenge Q'0 wird geschätzt. Außerhalb des Zylinders ist der Druck in dem Einspritzraum der Atmosphärendruck, wie in 11A gezeigt ist. Demzufolge ist der Differenzialdruck zwischen dem Kraftstoffdruck Pnzl, der zu der Düse 36 zugeführt wird, und dem Atmosphärendruck groß. Im Inneren des Zylinders, wie in 11B gezeigt ist, ist der Druck in dem Einspritzraum der Innenzylinderdruck Pcyl. Deshalb ist der Differenzialdruck zwischen dem Kraftstoffdruck Pnzl, der zu der Düse 36 zugeführt wird, und dem Innenzylinderdruck Pcyl gering im Vergleich zu dem Fall der Außenseite des Zylinders.
Die Empfindlichkeit bzw. Abhängigkeit einer Abweichung ΔQ' der Einspritzrate Q' bezüglich der Einspritzströmungsmengenabweichung ΔQ'0 ist außerhalb des Zylinders größer als innerhalb des Zylinders, wie durch die folgenden Gleichungen gezeigt ist. Q' = Q'0 × √Pnzl – Pcyl Q' + ΔQ' = (Q'0 + ΔQ'0) × √Pnzl – Pcyl ΔQ' = ΔQ'0 × √Pnzl – Pcyl
Die Abweichungen der Einspritzströmungsmengen Q'0 der individuellen Einspritzelemente A, B ist im Inneren des Zylinders kleiner als außerhalb des Zylinders, wie in 12 gezeigt ist. Das heißt im Inneren des Zylinders nehmen beide Einspritzraten Q' der individuellen Einspritzelemente A, B ab, und der Unterschied zwischen den Einspritzraten Q' nimmt auch ab. Die Empfindlichkeit der einzelnen Unterschiede verringert sich auch in dem Fall, wo die Einspritzströmungsmenge Q'0 sich zwischen der Innenseite und der Außenseite des Zylinders auf Grund einer Kraftstofftemperatur und dergleichen unterscheidet.
Wie vorstehend beschrieben ist, sind die einspritzelementindividuellen Daten in der Form der Codetabelle, wie der QR-Code, an jedem Einspritzelement 2 befestigt. Die einspritzindividuellen Daten sind Einspritzelementabweichungsdaten, die auf der Einspritzrate des Einspritzelements 2 basieren, die außerhalb des Zylinders des Verbrennungsmotors gemessen werden, wenn das Einspritzelement 2 ausgeliefert wird. Wenn das Einspritzelement 2 ausgeliefert wird, werden die Einspritzmenge Q, die Einspritzstartverzögerung Td, die Einspritzendverzögerung Te und die Einspritzrate Qd von jedem Einspritzelement 2 bei mehreren Punkten bzw. Werten des Common-Rail-Drucks Pc und der Einspritzelementerregungszeitspanne Tq außerhalb des Zylinders gemessen, wie in 13A und 13B gezeigt ist. Somit werden die Unterschiede (Abweichungsgrad) zwischen den Messdaten und den bestimmten mittleren Werten erhalten. Die auf diese Weise erhaltenden Abweichungsdaten werden an dem Einspritzelement 2 als die Codetabelle, wie der QR-Code, befestigt.
Die ECU 4a liest die einspritzelementindividuellen Daten von jedem Einspritzelement 2 aus der Codetabelle aus, die an dem Einspritzelement 2 befestigt ist, und speichert die einspritzelementindividuellen Daten in der Speichervorrichtung, wenn das Einspritzelement 2 in dem Fahrzeug montiert ist.
Zum Beispiel werden die Abweichungen des Sitzdurchmessers Dns, der Öffnungsströmungsmenge Qor (Strömungsmenge von Kraftstoff, die von der Steuerkammer 33 durch die Ablasspassage 32 hindurch abgeleitet wird), des Ventilhubs Ltwv (Hubbetrag von einem Sitzzustand zu einem maximalen Hub des Ventils 47) und dergleichen geschätzt, wie durch einen folgenden Ausdruck (1) gezeigt ist, auf Basis der Abweichungen der Einspritzmenge Q, der Einspritzstartverzögerung Td, der Einspritzendverzögerung Te, der Einspritzrate Qd und dergleichen, die von der Codetabelle ausgelesen werden, und werden in der Speichervorrichtung gespeichert. Matrix A in Ausdruck (1) stellt bestimmte Werte dar, die durch eine Sensivitätsanalyse und dergleichen erhalten werden.
Ausdruck (1):
Die Innenzylinderdruckkorrekturvorrichtung der ECU 4a führt eine Berechnung der folgenden Abweichungskorrektur für jede Einspritzung des Einspritzelements 2 durch.
Erster Schritt: Der Innenzylinderventilöffnungsdruck Popn(1) wird von dem Sitzdurchmesser Dns berechnet. Der Innenzylinderventilöffnungsdruck Popn(1) wird durch folgenden Ausdruck (2) berechnet. Ppul in Ausdruck (2) stellt eine Druckpulsation bzw. ein Druckpulsieren dar.
Ausdruck (2):
Zweiter Schritt: Die Innenzylindereinspritzstartverzögerung Td(1) wird von der Beziehung zwischen dem Innenzylinderventilöffnungsdruck Popn(1), der vorstehend berechnet wird, und der Öffnungsströmungsmenge Qor berechnet. Zum Beispiel wird die Innenzylindereinspritzstartverzögerung Td(1) von der Beziehung zwischen dem Innenzylinderventilöffnungsdruck Popn(1) und der Öffnungsströmungsmenge Qor auf Basis eines Kennfelds berechnet, das in 14 gezeigt ist.
Dritter Schritt: Das Doppelte der Differenz zwischen der Innenzylindereinspritzstartverzögerung Td(1), die bei dem zweiten Schritt berechnet wird, und der Außenseitenzylindereinspritzstartverzögerung Td(0) wird zu der Einspritzelementeinspritzzeitspanne T hinzugefügt. Das heißt eine Zylinderinnenseiten-Außenseitendifferenz ΔTd der Einspritzelementeinspritzzeitspanne T zwischen der Innenseite und der Außenseite des Zylinders wird als das doppelte der Differenz zwischen der Innenzylindereinspritzstartverzögerung Td(1) und der Außenseitenzylindereinspritzstartverzögerung Td(0) berechnet, wie in 15 gezeigt ist ((Td(1) – Td(0)) × 2).
Vierter Schritt: Eine Zylinderinnenseiten-Außenseitendifferenz ΔQd der Einspritzrate zwischen der Innenseite und der Außenseite des Zylinders wird von dem folgenden Ausdruck (3) berechnet. In Ausdruck (3) stellt Qd die Innenzylindereinspritzrate dar und Qd0 ist die Außenseitenzylindereinspritzrate.
Ausdruck (3):
Ein Korrekturwert Qc der Einspritzmenge wird unter Verwendung der Zylinderinnenseiten-Außenseitendifferenz ΔTd der Einspritzelementerregungszeitspanne und der Zylinderinnenseiten-Außenseitendifferenz ΔQd der Einspritzrate berechnet. Genauer gesagt wird der Korrekturwert der Einspritzmenge auf Basis des folgenden Ausdrucks (4) berechnet. In Ausdruck (4) stellt Q die Innenzylindereinspritzmenge dar und Q0 ist die Außenseitenzylindereinspritzmenge. Ausdruck (4):
Als nächstes wird ein Ablauf der Korrektur der Innenzylindereinspritzabweichung, die durch die ECU 4a durchgeführt wird, mit Bezug auf 16 erklärt.
Schritt S1 liest einen Zielwert der Einspritzmenge Q aus, der für jede Kraftstoffeinspritzung berechnet wird.
Schritt S2 liest den Common-Rail-Druck Pc, den Innenzylinderdruck Pcyl und den Sitzdurchmesser Dns (Abweichung) aus. Der Innenzylinderdruck Pcyl kann ein geschätzter Wert sein oder ein Wert, der tatsächlich durch einen Innenzylinderdrucksensor erfasst wird.
Schritt S3 berechnet den Korrekturwert Qc der Einspritzmenge Q durch den vierten Schritt, der vorstehend beschrieben ist.
Schritt S4 berechnet die Druckpulsation Ppul.
Schritt S5 berechnet den Innenzylinderventilöffnungsdruck Popn(1) durch den ersten Schritt, der vorstehend beschrieben ist.
Schritt S6 liest die Abweichung der Öffnungsströmungsmenge Qor aus.
Schritt S7 berechnet die Innenzylindereinspritzstartverzögerung Td(1) durch den zweiten Schritt, der vorstehend beschrieben ist.
Schritt S8 liest die Abweichung des Ventilhubs Ltwv aus.
Schritt S9 berechnet den Korrekturwert TQc der Einspritzelementerregungszeitspanne (Ventilöffnungszeitspanne) auf Basis des dritten und vierten Schritts, die vorstehend beschrieben sind.
Schritt S10 berechnet den Korrekturwert Tc der Erzeugungszeitabstimmung des Befehlssignals des Einspritzelements 2 (AN/AUS-Zeitabstimmung des Einspritzelementantriebstroms I) auf Basis der Innenzylindereinspritzstartverzögerung Td(1), die durch den zweiten Schritt berechnet wird, der vorstehend beschrieben ist.
Die Common-Rail-Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform erhält den Innenzylinderabweichungskorrekturwert durch Einbeziehen des Innenzylinderdrucks Pcyl in die einspritzelementindividuellen Daten, die durch die Messung erhalten werden, die außerhalb des Zylinders durchgeführt wird, wie vorstehend beschrieben ist. Somit korrigiert die Kraftstoffeinspritzvorrichtung die Zieleinspritzmenge und die Erzeugungszeitabstimmung des Befehlssignals des Einspritzelements 2 (AN/AUS-Zeitabstimmung des Einspritzelementantriebstroms I). Demzufolge kann die genaue Einspritzcharakteristik, die im Wesentlichen den bestimmten mittleren Werten entspricht, im Inneren des Zylinders erhalten werden. Somit, selbst wenn die Abweichungsdaten des Einspritzelements 2 außerhalb des Zylinders gemessen werden, kann die genaue Einspritzcharakteristik, die im Wesentlichen den mittleren Werten entspricht, im Inneren des Zylinders erhalten werden. Als eine Folge kann eine signifikant genaue Einspritzsteuerung durchgeführt werden.
Da die Abweichung des Einspritzelements 2 durch Einbeziehen des Innenzylinderdrucks Pcyl in die einspritzelementindividuellen Daten korrigiert wird, die durch eine Messung erhalten werden, die außerhalb des Zylinders durchgeführt wird, kann eine extrem genaue Einspritzsteuerung durchgeführt werden. Demzufolge kann durch Anwenden dieses Schemas auf die Multi- bzw. Mehrfacheinspritzung, eine extrem genaue Mehrfacheinspritzsteuerung durchgeführt werden. Als eine Folge können eine Hemmung der Verbrennungsmotorvibration und des Verbrennungsmotorlärms, eine Reinigung des Abgases und eine Verbesserung der Verbrennungsmotorausgabe und des Kraftstoffverbrauchs gleichzeitig auf einem hohen Niveau erreicht werden.
Darüber hinaus wird der Innenzylinderventilöffnungsdruck Popn(1) unter Berücksichtigung der Pulsation erhalten, die in dem Common-Rail-Druck Pc bewirkt wird, der auf das Einspritzelement 2 aufgebracht wird, und die Abweichungskorrektur, die den Innenzylinderdruck Pcyl berücksichtigt, wird auf Basis des Innenzylinderventilöffnungsdrucks Popn(1) durchgeführt. Demzufolge kann der Einfluss der Pulsation, die die Mehrfacheinspritzung begleitet, korrigiert werden. Als eine Folge kann eine extrem genaue Multi- bzw. Mehrfacheinspritzsteuerung im Inneren des Zylinders realisiert werden, so dass die Einspritzcharakteristik im Wesentlichen den bestimmten mittleren Werten entspricht.
In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wird die Multi- bzw. Mehrfacheinspritzung durchgeführt. Alternativ kann die vorliegende Erfindung auf eine einzelne Einspritzung angewendet werden, die nur eine einzige Einspritzung während eines Zyklus durchführt.
In dem Fall, wo die vorliegende Erfindung auf die Mehrfacheinspritzung angewendet wird, kann die Mehrfacheinspritzung eine Gleichmengenmehrfacheinspritzung sein, die eine Einspritzmenge, die während eines Zyklus eingespritzt werden soll, im Wesentlichen gleichmäßig aufteilt und eine Einspritzung der aufgeteilten Einspritzmenge mehrere Male während des Zyklus durchführt. Alternativ kann die vorliegende Erfindung auf eine Mehrfacheinspritzung angewendet werden, die eine Einspritzung während eines Zyklus in eine Einspritzung einer kleineren Menge und eine Haupteinspritzung aufteilt und wenigstens eine Einspritzung einer kleinen Menge vor der Haupteinspritzung durchführt.
Die vorliegende Erfindung kann auf eine Mehrfacheinspritzung angewendet werden, die wenigstens eine Einspritzung einer kleinen Menge vor der Haupteinspritzung und wenigstens eine Einspritzung einer kleinen Menge nach der Haupteinspritzung durchführt.
In der zuvor beschriebenen Ausführungsform treibt das elektromagnetische Ventil 34 das Ventil 47 mit der Anziehungskraft des Solenoids 46 als ein Beispiel des elektrisch betriebenen Ventils an. Alternativ kann ein elektrisch betriebenes Ventil, das ein anderes elektrisches Betätigungselement verwendet, und das, wenn es erregt wird bzw. betätigt wird, das Ventil 47 antreibt, verwendet werden. Zum Beispiel kann das Ventil 47 durch Betätigung eines Piezobetätigungselements angetrieben werden.
In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist die vorliegende Erfindung auf die Common-Rail-Kraftstoffeinspritzvorrichtung angewendet. Die vorliegende Erfindung kann aber auch auf eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung angewendet werden, die die Common-Rail nicht verwendet. Die vorliegende Erfindung kann auf eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung angewendet werden, die anstelle in einem Dieselmotor in einem Benzinmotor oder dergleichen verwendet wird.
Die vorliegende Erfindung sollte nicht auf die offenbarten Ausführungsformen begrenzt werden, sondern kann auf viele andere Arten umgesetzt werden, ohne von dem Umfang der Erfindung abzuweichen, wie er durch die angehängten Ansprüche definiert ist.
Eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung berechnet einen Abweichungskorrekturwert durch ein Einbeziehen eines Innenzylinderdrucks in einspritzelementindividuelle Daten, die auf einer Einspritzrate eines Einspritzelements (2) basieren, die außerhalb eines Zylinders eines Verbrennungsmotors gemessen wird. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung korrigiert eine Zieleinspritzmenge und eine Erzeugungszeitabstimmung eines Befehlssignals des Einspritzelements auf Basis des Abweichungskorrekturwerts. Somit kann eine genaue Einspritzcharakteristik, die im Wesentlichen den mittleren Werten entspricht, im Inneren des Zylinders erhalten werden, und eine hochgenaue Einspritzsteuerung kann durchgeführt werden. Somit kann die Kraftstoffeinspritzvorrichtung eine genaue Mehrfacheinspritzung durchführen, die eine äußerst hohe Genauigkeit erfordert, um gleichzeitig eine Verringerung von Verbrennungsmotorvibrationen und Verbrennungsmotorlärm, eine Reinigung von Abgas und eine Verbesserung einer Verbrennungsmotorausgabe und eines Kraftstoffverbrauchs auf einem hohen Niveau zu erreichen.

Claims

Kraftstoffeinspritzvorrichtung eines Verbrennungsmotors, wobei die Kraftstoffeinspritzvorrichtung folgendes aufweist: ein Einspritzelement (2) für ein Einspritzen von Kraftstoff; eine Korrekturvorrichtung (S3, S7, S9, S10), die eine Abweichungskorrektur des Einspritzelements durch Verwenden von einspritzelementindividuellen Daten durchführt, die auf einer Einspritzrate des Einspritzelements basieren, die außerhalb eines Zylinders des Verbrennungsmotors gemessen wird; und eine Einstellvorrichtung (S2), die einen Innenzylinderdruck im Inneren des Zylinders des Verbrennungsmotors erfasst oder schätzt, oder die den Innenzylinderdruck auf einen vorbestimmten Wert einstellt, wobei die Korrekturvorrichtung die Abweichungskorrektur des Einspritzelements durch Einbeziehen des Innenzylinderdrucks in die einspritzelementindividuellen Daten durchführt.
Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das Einspritzelement ein Zwei-Wege-Ventil-Einspritzelement ist, das eine Steuerkammer (33), die mit einem Kraftstoffzuführdruck durch eine Einströmpassage (31) hindurch beaufschlagt wird und die durch eine Ablasspassage (32) druckentlastet wird, und ein elektromagnetisches Ventil (34) hat, das die Ablasspassage öffnet und schließt, wobei das Einspritzelement eine Nadel (35) durch Steuern des Drucks im Inneren der Steuerkammer antreibt und steuert.
Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß Anspruch 2, des Weiteren mit einer Berechnungsvorrichtung (S4, S5), die einen Innenzylinderventilöffnungsdruck im Inneren der Steuerkammer, bei dem die Nadel beginnt sich anzuheben, auf Basis des Innenzylinderdrucks, der durch die Einstellvorrichtung erhalten wird, und der einspritzelementindividuellen Daten berechnet, wobei die Korrekturvorrichtung einen Innenzylinderabweichungskorrekturwert für die Abweichungskorrektur des Einspritzelements unter Berücksichtigung des Innenzylinderventilöffnungsdrucks berechnet.
Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß Anspruch 3, wobei die Korrekturvorrichtung einen Abweichungskorrekturwert einer Zieleinspritzmenge unter Berücksichtigung des Innenzylinderventilöffnungsdrucks berechnet.
Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß Anspruch 3, wobei die Korrekturvorrichtung einen Abweichungskorrekturwert einer Zieleinspritzzeitabstimmung unter Berücksichtigung des Innenzylinderventilöffnungsdrucks berechnet.
Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Kraftstoffeinspritzvorrichtung eine Mehrfacheinspritzung durchführt, die eine Kraftstoffeinspritzung mehrere Male während eines Zyklus durchführt.
Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß Anspruch 3, wobei die Kraftstoffeinspritzvorrichtung eine Mehrfacheinspritzung durchführt, die eine Kraftstoffeinspritzung mehrere Male während eines Zyklus durchführt, und die Berechnungsvorrichtung den Innenzylinderventilöffnungsdruck unter Berücksichtigung einer Pulsation berechnet, die in dem Kraftstoffzuführdruck erzeugt wird, der auf das Einspritzelement aufgebracht wird.
Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Korrekturvorrichtung einen Innenzylinderabweichungskorrekturwert für ein Korrigieren einer Abweichung des Einspritzelements durch Einbeziehen des Innenzylinderdrucks in die einspritzelementindividuellen Daten berechnet.
Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß Anspruch 8, wobei das Einspritzelement ein Zwei-Wege-Ventil-Einspritzelement ist, das eine Steuerkammer (33), die mit einem Kraftstoffdruck durch eine Einströmpassage (31) beaufschlagt wird und die durch eine Ablasspassage (32) druckentlastet wird, und ein elektromagnetisches Ventil (34) hat, das die Ablasspassage öffnet und schließt, wobei das Einspritzelement durch Steuern des Drucks im Inneren der Steuerkammer eine Nadel 35 antreibt und steuert.
Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß Anspruch 8 oder 9, wobei die Kraftstoffeinspritzvorrichtung eine Mehrfacheinspritzung durchführt, die eine Kraftstoffeinspritzung mehrere Male während eines Zyklus durchführt.