-
Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftstoffeinspritzsteuersystem,
das mit einer Kraftstoffpumpe zum Fördern von Kraftstoff
zu einer Sammelkammer und einem Kraftstoffeinspritzventil zum Einspritzen
von in der Sammelkammer gespeichertem Kraftstoff versehen ist. Die
vorliegende Erfindung betrifft ferner das Kraftstoffeinspritzventil.
-
Ein
Common-Rail-Dieselverbrennungsmotor beispielsweise gemäß
JP-A-11-82104 hat
ein Kraftstoffeinspritzsteuersystem mit einer Sammelkammer (Common-Rail),
die für jeden Zylinder gemeinsam vorgesehen ist, um Kraftstoff
zu einem jeweiligen Kraftstoffeinspritzventil zuzuführen.
Bei einem solchen Reguliersystem kann ein Einspritzdruck eines Kraftstoffeinspritzventils
gesteuert werden, indem der Kraftstoffdruck in einer Common-Rail
reguliert wird.
-
Dabei
ist eine Schuheinspritzung bei einer Einspritzung von Kraftstoff
aus einem Kraftstoffeinspritzventil von Vorteil. Insbesondere wird
bei der Schuheinspritzung eine Einspritzrate (Einspritzmenge pro
Zeiteinheit) im Wesentlichen in der Form von Schuhen auf halbem
Weg über eine Einspritzperiode des Kraftstoffs erhöht.
Bei der Schuheinspritzung wird die Einspritzrate in einem frühzeitigen
Stadium der Einspritzung verringert, so dass eine Temperatur in
einer Brennkammer mit einer geringen Hitzeentwicklung erhöht
wird. Darauf wird die Einspritzrate erhöht, um das Ausgangsdrehmoment
zu verstärken. Demgemäß kann das Ausgangsdrehmoment
mit einer Verringerung einer Verbrennungstemperatur verbessert werden,
um schädliches Stickoxid (NOx) und eine Verbrennungsgeräuschentwicklung über
einen Verbrennungstakt zu unterdrücken.
-
Herkömmlicherweise
wird eine Mehrstufeneinspritzsteuerung durchgeführt, so
dass diese mehrere Kraftstoffeinspritzungen in einem Verbrennungszyklus
aufweist. Insbesondere werden mehrere kleine Einspritzungen vor
einer Haupteinspritzung durchgeführt, die die maximale
Einspritzmenge hat, um die Schuheinspritzung zu imitieren.
-
Auch
wenn jedoch eine Anweisungseinspritzperiode bei der Mehrstufeneinspritzung
konstant eingestellt wird, variiert eine tatsächliche Einspritzmenge
in Abhängigkeit von einem Intervall zwischen den Kraftstoffeinspritzungen.
Demgemäß ist eine Korrektur der Anweisungseinspritzperiode
gemäß dem Intervall erforderlich. Zusätzlich
erfordert die Anpassung von den jeweiligen Kraftstoffeinspritzungen
Arbeitsaufwand. Ferner ist es schwierig, eine Variation hinsichtlich
Strahleigenschaften des Kraftstoffeinspritzventils bei der jeweiligen
Kraftstoffeinspritzung auszugleichen.
-
Im
Allgemeinen wird der Kraftstoffdruck in der Common-Rail hauptsächlich
gemäß einer Abgascharakteristik oder einem Verbrennungsgeräusch bestimmt,
wenn die Mehrstufeneinspritzung durchgeführt wird. Demgemäß ist
der Kraftstoffdruck im Hinblick auf die Erzeugung einer hohen Leistung
nicht notwendigerweise geeignet. Ferner wird die Kraftstoffpumpe
im Allgemeinen durch einen Dieselverbrennungsmotor angetrieben.
Demgemäß wird ein Ausgangsdrehmoment des Dieselverbrennungsmotors
zum Druckfördern von Kraftstoff zu der Common-Rail verbraucht
und wird folglich ein tatsächliches Ausgangsdrehmoment
des Dieselverbrennungsmotors verringert.
-
Im
Hinblick auf das vorstehend genannte und andere Probleme ist es
eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kraftstoffeinspritzsteuersystem herzustellen,
das eine Kraftstoffpumpe und ein Kraftstoffeinspritzventil aufweist
und das eine Kraftstoffeinspritzsteuerung weitergehend geeignet
durchführen kann. Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, ein Kraftstoffeinspritzventil herzustellen, das seine
Kraftstoffeinspritzbetriebsart geeignet manipulieren kann.
-
Gemäß einem
Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist ein Kraftstoffeinspritzsteuersystem zum
Steuern einer Kraftstoffeinspritzung einer Brennkraftmaschine vorgesehen,
wobei das Steuersystem eine Sammelkammer zum Speichern von druckbeaufschlagtem
Kraftstoff aufweist. Das Steuersystem weist ferner eine Kraftstoffpumpe
zum Druckfördern von Kraftstoff zu der Sammelkammer auf.
Das Steuersystem weist ferner zumindest ein Kraftstoffeinspritzventil
auf, das geeignet ist, in der Sammelkammer gespeicherten Kraftstoff
einzuspritzen, wenn es elektrisch betätigt wird. Das Steuersystem
weist ferner eine Erhöhungseinheit zum Erhöhen
einer Drucks des Kraftstoffs auf, so dass dieser einen Grenzwert
in einer Periode übersteigt, in der das Kraftstoffeinspritzventil
Kraftstoff einspritzt. Das Kraftstoffeinspritzventil ändert
einen Pfad des Kraftstoffs innerhalb des Kraftstoffeinspritzventils,
um eine Einspritzrate zu erhöhen, wenn ein Druck des von
der Sammelkammer zugeführten Kraftstoffs den Grenzwert übersteigt.
-
Gemäß einem
weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist ein Kraftstoffeinspritzsteuersystem
zum Steuern einer Kraftstoffeinspritzung einer Brennkraftmaschine
vorgesehen, wobei das Steuersystem eine Sammelkammer zum Speichern von
Kraftstoff aufweist, der druckbeaufschlagt wird. Das Steuersystem
weist ferner eine Kraftstoffpumpe zum Druckfördern von
Kraftstoff zu der Sammelkammer auf. Das Steuersystem weist ferner
zumindest ein Kraftstoffeinspritzventil auf, das geeignet ist, in der
Sammelkammer gespeicherten Kraftstoff einzuspritzen, wenn es elektrisch
betätigt wird. Das Steuersystem weist ferner eine Erhöhungseinheit
zum Erhöhen eines Drucks des Kraftstoffs auf, so dass dieser
einen Grenzwert in einer Periode übersteigt, in der das
Kraftstoffeinspritzventil Kraftstoff einspritzt. Das Kraftstoffeinspritzventil
ist geeignet, einen Hub einer Düsennadel zu erweitern bzw.
zu vergrößern, wenn ein Druck des von der Sammelkammer
zugeführten Kraftstoffs den Grenzwert übersteigt.
-
Gemäß einem
weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung weist ein Kraftstoffeinspritzsteuersystem
eine Sammelkammer zum Speichern von Kraftstoff auf, der druckbeaufschlagt
wird. Das Steuersystem weist ferner eine Kraftstoffpumpe zum Druckfördern
von Kraftstoff zu der Sammelkammer und zum Steuern eines Drucks
des Kraftstoffs in der Sammelkammer auf. Das Steuersystem weist
ferner zumindest ein Kraftstoffeinspritzventil zum Einspritzen von in
der Sammelkammer gespeichertem Kraftstoff auf. Das Steuersystem
weist ferner einen Gegenströmungsdurchgang auf, der die
Sammelkammer mit der Kraftstoffpumpe verbindet, um in einem Ansaugtakt
der Kraftstoffpumpe Kraftstoff von der Sammelkammer zu der Kraftstoffpumpe
zurückzusaugen.
-
Gemäß einem
weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist ein Kraftstoffeinspritzventil zum
Einspritzen von Kraftstoff in eine Brennkraftmaschine vorgesehen,
wobei das Kraftstoffeinspritzventil ein Stellglied aufweist. Das
Kraftstoffeinspritzventil weist eine Düsennadel auf, die
angepasst ist, so dass dieser Kraftstoff von einem Kraftstoffdurchgang
zugeführt wird, und ein Düsenloch zu öffnen,
um dadurch den Kraftstoff in eine Brennkraftmaschine einzuspritzen,
wenn sie durch das Stellglied axial bewegt wird. Das Kraftstoffeinspritzventil
weist eine Erweiterungseinheit zum Erweitern bzw. Vergrößern
eines Hubs der Düsennadel auf, wenn ein Druck des Kraftstoffs
einen Grenzwert übersteigt.
-
Die
vorstehend genannte und weitere Aufgaben, Merkmale sowie Vorteile
der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden genauen Beschreibung
unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erkennbar.
-
1 ist
eine schematische Ansicht, die ein Verbrennungsmotorsystem gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
-
2 ist
eine Schnittansicht, die ein Kraftstoffeinspritzventil gemäß dem
ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
-
3 ist
eine schematische Ansicht, die eine erste Hälfte eines
Ansaugtakts einer Kraftstoffpumpe des Verbrennungsmotorssystems
gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
zeigt;
-
4 ist
eine schematische Ansicht, die eine zweite Hälfte des Ansaugtakts
der Kraftstoffpumpe gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
zeigt;
-
5 ist
eine schematische Ansicht, die eine erste Hälfte eines
Druckfördertakts der Kraftstoffpumpe gemäß dem
ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
-
6 ist
eine schematische Ansicht, die eine zweite Hälfte des Druckfördertakts
der Kraftstoffpumpe gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
zeigt;
-
7 ist
ein Zeitdiagramm, das eine Schuheinspritzung des Kraftstoffeinspritzventils
gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
zeigt;
-
8 ist
ein Zeitdiagramm, das eine weitere Betriebsart der Schuheinspritzung
des Kraftstoffeinspritzventils gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel zeigt;
-
9 ist
ein Zeitdiagramm, das die Schuheinspritzung des Kraftstoffeinspritzventils
gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
zeigt;
-
10 ist
eine schematische Ansicht, die eine Druckreguliereinheit von Sammelkammern
gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel
zeigt;
-
11 ist
ein Zeitdiagramm, das eine Schuheinspritzung des Kraftstoffeinspritzventils
gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel
zeigt;
-
12 ist
eine Schnittansicht, die ein Kraftstoffeinspritzventil gemäß dem
dritten Ausführungsbeispiel zeigt;
-
13 ist
eine schematische Ansicht, die ein Verbrennungsmotorsystem gemäß einem
vierten Ausführungsbeispiel zeigt;
-
14 ist
ein Zeitdiagramm, das eine Schuheinspritzung des Kraftstoffeinspritzventils
gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel
zeigt; und
-
15 ist
ein Ablaufdiagramm, das eine Steuerung eines Kraftstoffdrucks in
den Sammelkammern gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel zeigt.
-
(Erstes Ausführungsbeispiel)
-
Im
Folgenden wird das erste Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme
auf die Figuren beschrieben, bei dem ein Kraftstoffeinspritzsteuersystem
und ein Einspritzventil auf einen Dieselverbrennungsmotor angewendet
werden.
-
Wie
in 1 gezeigt ist, saugt eine Kraftstoffpumpe 10,
die mechanisch betrieben wird, Kraftstoff aus einem Kraftstofftank
an und fördert den Kraftstoff unter Druck zu einem Sammelrohr 20.
Das Sammelrohr 20 speichert den mit Druck beaufschlagten
und ausgestoßenen Hochdruckkraftstoff und führt
den Hochdruckkraftstoff zu einem Kraftstoffeinspritzventil 30 eines
jeweiligen Zylinders eines Verbrennungsmotors, wie z. B. eines Vierzylinderverbrennungsmotors
zu. Das Kraftstoffeinspritzventil 30 hat ein Spitzenende,
das zu einer Brennkammer 52 eines Dieselverbrennungsmotors 50 vorsteht,
wodurch das Kraftstoffeinspritzventil 30 Kraftstoff in
die Brennkammer 52 einspritzen kann.
-
Die
Kraftstoffpumpe 10 weist eine Hochdruckpumpe 60 auf,
der Kraftstoff von dem Kraftstofftank unter Verwendung der (nicht
gezeigten) Förderpumpe zugeführt wird. Die Hochdruckpumpe 60 beaufschlagt
den Kraftstoff mit Druck und stößt diesen aus.
Ein Dosierventil 70 steuert eine Menge des Kraftstoffs,
der zu der Hochdruckpumpe 60 zugeführt wird.
-
Die
Hochdruckpumpe 60 ist eine Kolbenpumpe zum Druckbeaufschlagen
des Kraftstoffs, der unter Verwendung des Dosierventils 70 dosiert
wird, und zum Ausstoßen des Kraftstoffs nach außen.
Die Hochdruckpumpe 60 ist mit einem Paar Kolben 62a, 62b ausgestattet,
die durch eine Antriebswelle 61 axial angetrieben werden.
Die Hochdruckpumpe 60 hat Kompressionskammern 63a, 63b,
deren Volumen sich mit einer axialen Bewegung der Kolben 62a, 62b verändert.
Die Hochdruckpumpe 60 hat Einlassanschlüsse 64a, 64b,
durch die die Kompressionskammern 63a, 63b Kraftstoff
ansaugen. Die Einlassanschlüsse 64a, 64b sind
mit Rückschlagventilen 65a, 65b ausgestattet,
um eine Rückwärtsströmung des Kraftstoffs
aus den Kompressionskammern 63a, 63b zu deren
stromaufwärtiger Seite zu beschränken. Ferner
weist die Kraftstoffpumpe 10 Auslassanschlüsse 66a, 66b auf,
durch die der Kraftstoff von den Kompressionskammern 63a, 63b zu dem
Sammelrohr 20 ausgestoßen wird. Die Auslassanschlüsse 66a, 66b sind
mit Rückschlagventilen 67a, 67b ausgestattet.
Die Rückschlagventile 67a, 67b öffnen
sich mechanisch, wenn ein Druck in den Kompressionskammern 63a, 63b um
einen vorbestimmten Druck größer als ein Druck
stromabwärts der Auslassanschlüsse 66a, 66b an
der Seite des Sammelrohrs 20 wird. Die Kraftstoffpumpe 10 hat
einen Einlassanschluss 69a, der die Kompressionskammer 63a mit
einem Gegenströmungsdurchgang 68a gemäß der
Verschiebung des Kolbens 62a verbinden kann. Die Kraftstoffpumpe 10 hat
ferner einen Einlassanschluss 69b, der die Kompressionskammer 63b mit
einem Gegenströmungsdurchgang 68b gemäß der
Verschiebung des Kolbens 62b verbinden kann.
-
Das
Paar Kompressionskammern 63a, 63b kann sich abwechselnd
mit einer Rotation der Antriebswelle 61 ausdehnen und zusammenziehen. Wenn
nämlich das Volumen der Kompressionskammer 63a sich
ausdehnt, zieht sich das Volumen der Kompressionskammer 63b zusammen.
Wenn alternativ das Volumen der Kompressionskammer 63a sich
zusammenzieht, dehnt sich das Volumen der Kompressionskammer 63b aus.
-
Das
Sammelrohr 20 weist zwei Sammelkammern (Sammelkammerabschnitte) 21a, 21b auf,
die voneinander getrennt sind. Die Sammelkammern 21a, 21b sind
entsprechend mit den Kompressionskammern 63a, 63b,
insbesondere Auslassanschlüssen 66a, 66b durch
Druckförderdurchgänge 22a, 22b verbunden.
Bei diesem Aufbau fördert die Kompressionskammer 63a Kraftstoff
unter Druck zu der Sammelkammer 21a durch den Druckförderdurchgang 22a und
fördert die Kompressionskammer 63b Kraftstoff
unter Druck zu der Sammelkammer 21b durch den Druckförderdurchgang 22b.
Die Gegenströmungsdurchgänge 68a, 68b stehen
entsprechend mit den Druckförderdurchgängen 22a, 22b in
Verbindung. Das Sammelrohr 20 ist mit Druckregulierventilen 23a, 23b zum
entsprechenden Verringern eines Drucks innerhalb der Sammelkammer 21a, 21b ausgestattet.
Die Druckregulierventile 23a, 23b können Ventilvorrichtungen sein,
die beispielsweise jeweils auf zwei Positionen elektrisch gesteuert
werden.
-
Das
Dosierventil 70 steuert die Menge des von der Förderpumpe
zu der Hochdruckpumpe 60 angesaugten Kraftstoffs. Das Dosierventil 70 weist einen
Solenoid 73 auf, der eine elektromagnetische Kraft auf
einen Schieber 72 aufbringt, um dadurch die relative Verschiebungsposition
des Schiebers 72 mit Bezug auf einen Körper 71 zu
steuern. Dadurch ist die Durchgangsfläche zwischen der
stromaufwärtigen Seite des Dosierventils 70 und
der stromabwärtigen Seite des Dosierventils 70 variabel,
um die Menge des Kraftstoffs zu steuern, der zu den Kompressionskammern 63a, 63b der
Hochdruckpumpe 60 zugeführt wird.
-
Die
Antriebswelle 61 ist mit einer Kurbelwelle 54 als
Ausgangswelle des Dieselverbrennungsmotors 50 über
eine variable Druckförderzeitabstimmungsvorrichtung 80 verbunden.
Bei diesem Aufbau wird ein Drehmoment von der Kurbelwelle 54 auf
die Antriebswelle 54 übertragen.
-
Die
variable Druckförderzeitabstimmungsvorrichtung 80 hat
einen Mechanismus zum variablen Steuern des Drehwinkels der Antriebswelle 61 mit Bezug
auf die Kurbelwelle 54, um die Zeitabstimmung der Druckförderung
variabel zu steuern. Die variable Druckförderzeitabstimmungsvorrichtung 80 weist
einen ersten Rotor 81 und einen zweiten Rotor 82 auf.
Der erste Rotor 81 ist mechanisch mit der Kurbelwelle 54 verbunden.
Der zweite Rotor 82 ist mechanisch mit der Antriebswelle 61 verbunden.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der zweite Rotor 82 mit
zwei oder mehr Vorsprüngen 82a ausgestattet und
ist der zweite Rotor 82 in dem ersten Rotor 81 aufgenommen.
Der Vorsprung 82a des zweiten Rotors 82 und die
Innenwand des ersten Rotors 81 definieren eine Nachstellkammer 83 und
eine Vorstellkammer 84. Die Nachstellkammer 83 wird
verwendet, um den Drehwinkel (die Drehphasendifferenz) der Antriebswelle 61 mit
Bezug auf die Kurbelwelle 54 nachzustellen. Die Vorstellkammer 84 wird verwendet,
um die Drehphasendifferenz der Antriebswelle 61 mit Bezug
auf die Kurbelwelle 54 vorzustellen.
-
Die
variable Druckförderzeitabstimmungsvorrichtung 80 wird
hydraulisch durch eine Einströmung und eine Ausströmung
von Öl zwischen der Nachstellkammer 83 und der
Vorstellkammer 84 betrieben. Die Einströmung und
Ausströmung des Öls wird unter Verwendung eines Ölsteuerventils
(OCV) 90 gesteuert.
-
Das
OCV 90 steuert das Öl, das unter Verwendung einer
Hydraulikpumpe 100 von einem Ölsumpf 102 zu
der Nachstellkammer 83 oder der Vorstellkammer 84 durch
einen Zufuhrpfad 91, einen Nachstellpfad 92 oder
einen Vorstellpfad 93 zugeführt wird. Das OCV 90 steuert Öl,
das aus der Nachstellkammer 83 oder der Vorstellkammer 84 in
den Ölsumpf 102 durch den Nachstellpfad 92,
den Vorstellpfad 93 oder einen Ausstoßpfad 94 strömt.
Die Durchgangsfläche von jeweils dem Nachstellpfad 92, dem
Vorstellpfad 93, dem Zufuhrpfad 91 und dem Ausstoßpfad 94 wird
mit einem Schieber 95 eingestellt. Insbesondere wird der
Schieber 95 von einer Feder 96 zu der linken Seite
in 1 vorgespannt und wird mit einer elektromagnetischen
Kraft von einem Solenoid 97 zu der rechten Seite in 1 beaufschlagt.
Bei diesem Aufbau kann die axiale Position des Schiebers 95 durch
Abgeben eines Manipulationssignals an den elektromagnetischen Solenoid 97 manipuliert
werden, um eine Einschaltdauer des Manipulationssignals zu steuern.
-
Eine
elektrische Steuereinheit (ECU) 110 als Steuervorrichtung
steuert eine Ausgangsleistung des Dieselverbrennungsmotors 50.
Insbesondere nimmt die ECU 110 Erfassungssignale von verschiedenartigen
Sensoren zum Erfassen eines Betriebszustands des Dieselverbrennungsmotors 50 auf,
wie z. B. einen Druck in der Sammelkammer 21a, 21b,
der unter Verwendung von Kraftstoffdrucksensoren 112a, 112b erfasst
wird, und eine Anforderung von Anwendern, wie z. B. eine Beschleunigerposition.
Die ECU 110 manipuliert verschiedenartige Stellglieder,
wie z. B. die Druckregulierventile 23a, 23b, das
Kraftstoffeinspritzventil 30, das Dosierventil 70 und
das OCV 90 zum Steuern der Abgabe des Dieselverbrennungsmotors 50 auf
der Grundlage der Erfassungsergebnisse.
-
Wie
in 2 gezeigt ist, hat das Kraftstoffeinspritzventil 30 ein
Spitzenende, das einen Nadelaufnahmeabschnitt 31 definiert,
der im Wesentlichen eine zylindrische Gestalt hat. Eine Düsennadel 32 ist axial
in dem Nadelaufnahmeabschnitt 31 bewegbar. Das Kraftstoffeinspritzventil 30 hat
ein Spitzenende, das einen Nadelsitz 33 definiert, der
im Wesentlichen eine ringförmige Gestalt hat. Die Düsennadel 32 wird an
den Nadelsitz 33 gesetzt, um dadurch den Nadelaufnahmeabschnitt 31 von
der Brennkammer 52 des Dieselverbrennungsmotors 50 außerhalb
des Nadelaufnahmeabschnitts 31 zu blockieren bzw. zu trennen.
Alternativ wird die Düsennadel 32 von dem Nadelsitz 33 abgehoben,
um den Nadelaufnahmeabschnitt 31 mit dem Äußeren
des Nadelaufnahmeabschnitts 31 in Verbindung zu bringen.
Hochdruckkraftstoff wird von dem Sammelrohr 20 zu dem Nadelaufnahmeabschnitt 31 durch
einen Hochdruckkraftstoffdurchgang 34 zugeführt.
-
Die
Düsennadel 32 hat eine Rückseite, die einer
Gegendruckkammer 35 gegenüberliegt. Die Rückseite
der Düsennadel 32 ist an der entgegengesetzten
Seite des Spitzenendes gelegen, an der die Düsennadel 32 dem
Nadelsitz 33 gegenübersteht. Hochdruckkraftstoff
wird von dem Sammelrohr 20 zu der Gegendruckkammer 35 durch
den Hochdruckkraftstoffdurchgang 34 und einen Saugdurchlass 36 zugeführt.
Die Düsennadel 32 hat eine Spitzenendrückseite
an der oberen Seite in 2 und die Spitzenendrückseite
wird durch eine Nadelfeder 37 zu dem Spitzenende des Kraftstoffeinspritzventils 30 vorgespannt.
Die Düsennadel 32 hat einen mittleren Abschnitt,
der mit einem Vorsprung 32a versehen ist, der senkrecht
zu der Achse der Düsennadel vorsteht. Die Düsennadel 32 steht
in Kontakt mit einem Regulierelement 38, wenn sie um eine
vorbestimmte Länge angehoben wird. Das Regulierelement 38 wird
mit einer Federkraft durch eine komprimierte Regulierfeder 39 beaufschlagt,
so dass die Düsennadel 32 geschlossen wird.
-
Die
Gegendruckkammer 35 kann mit einem Niederdruckkraftstoffdurchgang 41 durch
einen Ausstoßdurchlass 40 in Verbindung stehen.
Der Niederdruckkraftstoffdurchgang 41 ist mit dem Kraftstofftank
verbunden. Ein Ventil 42 steuert eine Verbindung zwischen
der Gegendruckkammer 35 und dem Niederdruckkraftstoffdurchgang 41.
Insbesondere wird die Gegendruckkammer 35 von dem Niederdruckkraftstoffdurchgang 41 abgesperrt
bzw. getrennt, wenn der Ausstoßdurchlass 40 durch
das Ventil 42 geschlossen wird, und die Gegendruckkammer 35 wird
in Verbindung mit dem Niederdruckkraftstoffdurchgang 41 gebracht,
wenn der Ausstoßdurchlass 40 geöffnet
wird.
-
Das
Ventil 42 wird durch eine Ventilfeder 43 zu dem
Spitzenende des Kraftstoffeinspritzventils 30 vorgespannt.
Das Ventil 42 ist zu der Rückseite des Kraftstoffeinspritzventils 30 bewegbar,
indem es durch die elektromagnetische Kraft eines Solenoids 44 angezogen
wird.
-
Bei
einer solchen Konstruktion zieht der Solenoid 44 das Ventil 42 nicht
an, wenn diesem keine Elektrizität zugeführt wird,
und das Ventil 42 blockiert den Ausstoßdurchlass 40,
indem es mit der Federkraft der Ventilfeder 43 vorgespannt
wird. In diesem Zustand wird die Düsennadel 32 zu
dem Spitzenende des Kraftstoffeinspritzventils 30 durch
die Nadelfeder 37 vorgespannt und wird auf den Nadelsitz 33 gesetzt,
wodurch sich das Kraftstoffeinspritzventil 33 in einem
geschlossenen Zustand befindet.
-
Der
Solenoid 44 zieht das Ventil 42 zu der Rückseite
des Kraftstoffeinspritzventils 30 an, wenn ihm Elektrizität
zugeführt wird, wodurch der Ausstoßdurchlass 40 geöffnet
wird. In diesem Zustand strömt Hochdruckkraftstoff von
der Gegendruckkammer 35 in den Niederdruckkraftstoffdurchgang 41 durch
den Ausstoßdurchlass 40. Somit wird ein Druck,
der von dem Hochdruckkraftstoff in der Gegendruckkammer 35 auf
die Düsennadel 32 aufgebracht wird, geringer als
ein Druck, der von dem Hochdruckkraftstoff in dem Nadelaufnahmeabschnitt 31 auf
die Düsennadel 32 aufgebracht wird. Wenn eine
Kraft entsprechend der Druckdifferenz größer als
eine Kraft wird, die auf die Düsennadel 32 zu
dem Spitzenende des Kraftstoffeinspritzventils 30 aufgebracht
wird, wird in diesem Zustand die Düsennadel 32 von
dem Nadelsitz 33 abgehoben, wodurch das Kraftstoffeinspritzventil 30 sich
in einem geöffneten Zustand befindet.
-
Der
Hub der Düsennadel 32 des Kraftstoffeinspritzventils 30 wird
durch das Regulierelement 38 reguliert. Der Hub wird nämlich
innerhalb eines Hubs in einem Zustand reguliert, in dem die Düsennadel 32 in
Kontakt mit dem Regulierelement 38 steht, außer die
Kraft wird größer als die Elastizität
der Regulierfeder 39, die ausreichend ist, um das Regulierelement 38 zu
verschieben. Der Hub wird nämlich innerhalb eines Hubs
in einem Zustand reguliert, in dem die Düsennadel 32 in
Kontakt mit dem Regulierelement 38 steht, außer
die Kraft wird größer als die Elastizität
der Regulierfeder 39, die ausreichend ist, um das Regulierelement 38 zu
verschieben. Das Regulierelement 38 kann verschoben werden,
um den Hub zu erweitern bzw. zu vergrößern, indem
der Druck des Kraftstoffs in dem Sammelrohr 20 erhöht wird.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird insbesondere
dann, wenn die ECU 110 das Kraftstoffeinspritzventil 30 auf
den geöffneten Zustand steuert, der Kraftstoffdruck in
dem Sammelrohr 20 erhöht, so dass dieser einen
Grenzwert übersteigt, um die Elastizität der Regulierfeder 39 ausreichend
zu übersteigen. Dadurch kann der Hub graduell in einer Kraftstoffeinspritzperiode
erhöht werden. Bei diesem Betrieb wird eine Schuheinspritzung
durchgeführt, um eine Einspritzrate (Einspritzmenge pro
Zeiteinheit) im Wesentlichen in der Gestalt von Schuhen zu ändern,
indem eine Einspritzrate auf halbem Weg über eine Einspritzperiode
erhöht wird. Im Folgenden wird eine Schuheinspritzung des
vorliegenden Ausführungsbeispiels beschrieben.
-
In
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Innere des
Sammelrohrs 20 in zwei Sammelkammern 21a, 21b geteilt,
die entsprechend den zwei Kraftstoffeinspritzventilen 30 zugeordnet
sind. Bei diesem Aufbau kann eine Erhöhung des Kraftstoffdrucks
in den Sammelkammern 21a, 21b durch eine Druckförderung
des Kraftstoffs unter Verwendung der Kraftstoffpumpe 10 im
Vergleich mit dem Sammelrohr 20 vergrößert
werden, in dem eine einzige Sammelkammer vorgesehen ist, die für
alle Kraftstoffeinspritzventile 30 gemeinsam ist. Somit
kann der Druck in der Sammelkammer 21a, 21b ausreichend erhöht
werden, um den Grenzwert zu übersteigen, um dadurch den
Hub in der Kraftstoffeinspritzperiode von jedem der Kraftstoffeinspritzventile 30 zu
erweitern bzw. zu vergrößern.
-
Darüber
hinaus bilden in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel das
Kraftstoffeinspritzventil 30 und die Kraftstoffpumpe 10 ein
synchrones System. Insbesondere stimmt bei dem synchronen System ein
Zyklus der Kraftstoffeinspritzung des Kraftstoffeinspritzventils 30 mit
einem Zyklus einer Druckförderung der Kraftstoffpumpe 10 eins
zu eins überein, so dass Kraftstoff in Synchronisation
mit der Kraftstoffeinspritzung von dem jeweiligen Kraftstoffeinspritzventil 30 mit
Druck beaufschlagt und ausgestoßen werden kann. Hier ändern
sich eine Startzeit der Kraftstoffeinspritzung und die Kraftstoffeinspritzperiode
gemäß dem Betriebszustand, wie z. B. der Drehzahl
der Kurbelwelle 54, der angeforderten Einspritzmenge und
dergleichen des Dieselverbrennungsmotors 50. Daher wird
in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Druckförderzeitabstimmung
des Kraftstoffs der Kraftstoffpumpe 10 durch Manipulieren
der variablen Druckförderzeitabstimmungsvorrichtung 80 gesteuert,
so dass der Kraftstoffdruck in der Sammelkammer 21a, 21b den
Grenzwert in der Kraftstoffeinspritzperiode übersteigt.
-
Ferner
muss nach der Kraftstoffeinspritzung der Druck in der Sammelkammer 21a, 21b verringert werden,
so dass er die Elastizität der Regulierfeder 39 nicht übersteigt
und die Düsennadel 32 nicht angehoben werden kann.
Demgemäß strömt in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
Kraftstoff von den Sammelkammern 21a, 21b zu den
Kompressionskammern 63a, 63b durch die Gegenströmungsdurchgänge 68a, 68b in
einem Ansaugtakt der Kraftstoffpumpe 10 zurück.
Im Folgenden wird der vorliegende Aufbau im Einzelnen unter Bezugnahme
auf die 3 bis 6 beschrieben.
In den 3 bis 6 wird das Paar Kolben 62a, 62b,
das Paar Kompressionskammern 63a, 63b entsprechend
als Kolben 62, Kompressionskammer 63 und dergleichen
beschrieben.
-
<Erste
Hälfte des Ansaugtakts der Kraftstoffpumpe 10>
-
Wie
in 3 gezeigt ist, dehnt sich die Kompressionskammer 63 mit
einer axialen Bewegung des Kolbens 62 aus, wodurch das
Rückschlagventil 65 sich öffnet, und
wird Kraftstoff in die Kompressionskammer 63 durch das
Dosierventil 70 angesaugt. Die Menge des angesaugten Kraftstoffs
wird entsprechend der Durchgangsfläche zwischen der stromaufwärtigen
Seite des Dosierventils 70 und der stromabwärtigen
Seite des Dosierventils 70 gesteuert.
-
<Zweite
Hälfte des Ansaugtakts der Kraftstoffpumpe 10>
-
Wie
in 4 gezeigt ist, strömt dann, wenn der
Einlassanschluss 69 sich mit der axialen Bewegung des Kolbens 62 öffnet,
Hochdruckkraftstoff von dem Sammelrohr 20 zu der Kompressionskammer 63 durch
den Gegenströmungsdurchgang 68 zurück. Dadurch
erhöht sich der Druck in der Kompressionskammer 63,
so dass das Rückschlagventil 65 sich schließt,
um das Ansaugen des Kraftstoffs von dem Dosierventil 70 anzuhalten.
Hier befindet sich die andere Kompressionskammer 63 (nicht
gezeigt) in einem Druckfördertakt und benötigt
Energie, um den Kolben 62 axial zu bewegen, um Kraftstoff
zu komprimieren. Die Energie, die von der Kurbelwelle 54 erhalten
wird, kann teilweise mit dem Hochdruckkraftstoff erzeugt werden,
der von dem Sammelrohr 20 zurückströmt.
-
<Erste
Hälfte des Druckfördertakts der Kraftstoffpumpe 10>
-
Wie
in 5 gezeigt ist, strömt dann, wenn die
Kompressionskammer 63 sich mit der axialen Bewegung des
Kolbens 62 zusammenzieht, Kraftstoff von der Kompressionskammer 63 in
das Sammelrohr 20 durch den Einlassanschluss 69.
In diesem Zustand wird das Rückschlagventil 67 geschlossen
und wird der Kraftstoff nicht mit Druck beaufschlagt und durch den
Auslassanschluss 66 ausgestoßen.
-
<Zweite
Hälfte des Druckfördertakts der Kraftstoffpumpe 10>
-
Wie
in 6 gezeigt ist, erhöht sich dann, wenn
der Einlassanschluss 69 mit der axialen Bewegung des Kolbens 62 geschlossen
wird, der Druck in der Kompressionskammer 63, so dass das
Rückschlagventil 67 geöffnet wird, wodurch
der Auslassanschluss 66 geöffnet wird. Somit wird
der in der Kompressionskammer 63 mit Druck beaufschlagte Kraftstoff
mit Druck beaufschlagt und zu dem Sammelrohr 20 durch den
Auslassanschluss 66 ausgestoßen.
-
7 ist
ein Beispiel einer Kraftstoffeinspritzsteuerung gemäß dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel.
-
In
dem vorliegenden Beispiel, das in 7 gezeigt
ist, wird eine Stufe einer kleinen Einspritzung zu jeder Zeit vor
und nach der Schuheinspritzung durchgeführt. Die Schuheinspritzung
ist eine Haupteinspritzung, in der die Einspritzmenge maximal ist. Der
Einspritzdruck des Kraftstoffs in der Sammelkammer 21 wird
in der Haupteinspritzung erhöht, so dass der Einspritzdruck
den Grenzwert übersteigt, der durch die gestrichelte Linie
in 7 dargestellt ist. Der Hub der Düsennadel 32 kann
erweitert bzw. vergrößert werden, wenn der Einspritzdruck den Grenzwert übersteigt,
der durch die gestrichelte Linie dargestellt ist. In diesem Betrieb
wird der Hub erweitert, um die Einspritzrate zu verbessern, um dadurch die
Schuheinspritzung zu ermöglichen. In dem in 7 gezeigten
Beispiel verringert das Druckregulierventil 23 den Einspritzdruck,
um die kleine Einspritzung nach der Schuheinspritzung durchzuführen.
Der Einlassanschluss 69 öffnet sich mit der axialen
Bewegung des Kolbens 62, wodurch der Kraftstoff in der
Sammelkammer 21 zu der Kompressionskammer 63 zurückgewonnen
werden kann. In diesem Zustand kann der Kraftstoffdruck in der Sammelkammer 21 zur
Zeit der Kraftstoffeinspritzung in anderen Zylindern verringert
werden. Wenn daher die kleine Einspritzung nach der Schuheinspritzung
nicht durchgeführt wird, muss das Druckregulierventil 23 nicht
verwendet werden, um den Druck zu verringern.
-
8 stellt
einen Betrieb dar, bei dem die Schuheinspritzung nicht durchgeführt
wird. Die 8(a) bis 8(e) entsprechen
den jeweiligen 7(a) bis 7(e). Bei diesem Betrieb wird die Menge des
in die Kompressionskammer 63 durch den Einlassanschluss 64 gesaugten
Kraftstoffs durch das Dosierventil 70 auf im Wesentlichen
null eingestellt. Dadurch verringert sich die Menge des Kraftstoffs, der
mit Druck beaufschlagt wird und in die Sammelkammer 21 in
dem Druckfördertakt der Kraftstoffpumpe 10 ausgestoßen
wird, so dass die Menge des Kraftstoffs, der in die Sammelkammer 21 zugeführt wird,
sich verringert. Somit kann der Kraftstoffdruck in der Sammelkammer 21 so
reguliert werden, dass er den Grenzwert nicht übersteigt,
bei dem der Hub der Düsennadel 32 erweitert wird,
wodurch eine Einspritzung mit niedriger Rate durchgeführt
werden kann.
-
9 zeigt
eine Schuheinspritzung einer Kraftstoffeinspritzsteuerung von jedem
der Zylinder.
-
Wie
in 9 gezeigt ist, kann der Druck in den Sammelkammern 21a, 21b in
der Haupteinspritzung bei einem synchronen System erhöht
werden, bei dem der Einspritzzyklus einem Druckförderzyklus eins
zu eins entspricht. Der Einspritzzyklus ist im Wesentlichen äquivalent
zu einem Zyklus des Kolbens, der sich auf dem oberen Kompressionstotpunkt
befindet. In diesem Betrieb kann die Schuheinspritzung durch graduelles
Erhöhen des Einspritzdrucks in der Haupteinspritzung durchgeführt
werden.
-
Gemäß dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel, das vorstehend beschrieben
ist, können die folgenden Wirkungen erreicht werden.
- (1) Der Kraftstoffdruck wird erhöht,
um den Grenzwert zu übersteigen, so dass sich der Hub der
Düsennadel 32 in der Periode der Kraftstoffeinspritzung
des Kraftstoffeinspritzventils 30 erweitert. In diesem
Betrieb kann der Hub der Düsennadel 32 in der
Periode der Kraftstoffeinspritzrichtung erweitert werden. Somit
kann die Einspritzrate des Kraftstoffeinspritzventils 30 erhöht
werden, wenn der Kraftstoffdruck den Grenzwert im Vergleich mit
dem Zustand übersteigt, in dem der Kraftstoffdruck gleich
wie oder geringer als der Grenzwert ist. In diesem Betrieb kann
die Kraftstoffeinspritzung von dem Zustand, in dem die Rate der
Kraftstoffeinspritzung gering ist, zu dem Zustand, in dem die Rate
der Kraftstoffeinspritzung groß ist, verschoben werden,
wodurch die Schuheinspritzung durchgeführt werden kann.
- (2) Die Gegenströmungsdurchgänge 68a, 68b verbinden
die entsprechenden Kompressionskammern 63a, 63b der
Kraftstoffpumpe 10 mit der Sammelkammer 21a, 21b,
so dass der Kraftstoff von der Sammelkammer 21a, 21b zu
der Kraftstoffpumpe 10 entsprechend durch die Gegenströmungsdurchgänge 68a, 68b in
dem Ansaugtakt der Kraftstoffpumpe 10 zurückströmt.
Bei diesem Aufbau kann der Kraftstoffdruck in den Sammelkammern 21a, 21b nach
dem Erhöhen des Kraftstoffdrucks in den Sammelkammern 21a, 21b verringert
werden. Dadurch kann der Kraftstoffdruck in den Sammelkammern 21a, 21b weitergehend
geeignet gesteuert werden.
-
Ferner
kann unter dieser Bedingung die Energie, die bei der Kraftstoffpumpe 10 beim
Druckfördern des Kraftstoffs verbraucht wird, zurück
gewonnen werden, um den Betrieb der Kraftstoffpumpe 10 mit
dem zurückströmenden Kraftstoff zu unterstützten.
- (3) Bei dem vorliegenden Aufbau steht die Kompressionskammer 63 mit
dem Gegenströmungsdurchgang 68 in Zusammenhang
mit der axialen Bewegung des Kolbens 62 in Verbindung und wird
von diesem abgesperrt. Dadurch kann die Kompressionskammer 63 mit
dem Gegenströmungsdurchgang 68 in dem Ansaugtakt
der Kraftstoffpumpe 10 in Verbindung gebracht werden, wodurch
Kraftstoff geeignet in dem Ansaugtakt zurückströmen
kann.
- (4) Die Kraftstoffpumpe 10 ist mit dem Auslassanschluss 66 und
dem Rückschlagventil 67 ausgestattet. Kraftstoff
wird von der Kompressionskammer 63 in die Sammelkammer 21 durch
den Auslassanschluss 66 ausgestoßen. Das Rückschlagventil 67 öffnet
und schließt sich mechanisch gemäß der
Druckdifferenz zwischen der stromaufwärtigen Seite des
Auslassanschlusses 66 und der stromabwärtigen
Seite des Auslassanschlusses 66. Bei diesem Aufbau wird
Kraftstoff mit Druck beaufschlagt und durch den Gegenströmungsdurchgang 68 ausgestoßen,
bis der Kolben 62 die Kompressionskammer 63 von
dem Gegenströmungsdurchgang 68 in einem Ausstoßtakt
der Kraftstoffpumpe 10 absperrt. Wenn der Kolben 62 die
Kompressionskammer 63 von dem Gegenströmungsdurchgang 68 absperrt,
beginnt dann der Druck in der Kompressionskammer 63 anzusteigen.
Wenn der Druck ausreichend ansteigt, um das Rückschlagventil 67 zu öffnen,
wird Kraftstoff von der Kompressionskammer 63 in die Sammelkammer 21 durch
das Rückschlagventil 67 ausgestoßen.
Bei diesem Aufbau kann der Druck, bei dem der Kraftstoff ausgestoßen
wird, wenn das Rückschlagventil 67 sich öffnet,
frei wählbar im Voraus bestimmt werden.
- (5) Bei dem vorliegenden Aufbau ist die Kraftstoffpumpe 10 mit
mehreren Kompressionskammern 63 ausgestattet. Das Volumen
der jeweiligen Kompressionskammern 63a, 63b vergrößert
und verringert sich abwechselnd mit der axialen Bewegung des Kolbens 62.
Bei diesem Betrieb strömt Hochdruckkraftstoff zurück
von der Sammelkammer 21 in eine der Kompressionskammern 63a, 63b in
einem Ansaugtakt und kann der Hochdruckkraftstoff einen Kompressionstakt
in der anderen der Kompressionskammern 63a, 63b unterstützen.
Somit wird Energie, die zum Druckfördern von Kraftstoff
in die Sammelkammer 21 verbraucht wird, teilweise zurück
gewinnbar.
- (6) Bei dem vorliegenden Aufbau steht die Kompressionskammer 63 mit
dem Gegenströmungsdurchgang 68 in Verbindung,
wenn der Kolben 62 sich um eine vorbestimmte Länge
von der Ausgangsposition bewegt, bei der der Ansaugtakt beginnt.
Dadurch strömt Kraftstoff nicht zurück zu der
Kompressionskammer 63 durch den Gegenströmungsdurchgang 68,
bis der Kolben 62 sich um die vorbestimmte Länge
in dem Ansaugtakt bewegt. Daher kann Kraftstoff in die Kompressionskammer 63 gesaugt
werden, ohne durch die Gegenströmung beeinflusst zu werden,
bis der Kolben 62 sich um die vorbestimmte Länge
bewegt.
- (7) Bei dem vorliegenden Aufbau wird Kraftstoff von dem Kraftstofftank
in die Kompressionskammer 63 durch das Dosierventil 70 und
den Einlassanschluss 64a gesaugt. Der Einlassanschluss 64a ist
mit dem Rückschlagventil 65a zum Beschränken
der Gegenströmung des Kraftstoffs von der Kompressionskammer 63 in
das Dosierventil 70 ausgestattet. Dadurch kann beschränkt werden,
dass Kraftstoff, der in die Kompressionskammer 63 durch
den Gegenströmungsdurchgang 68 zurück
strömt, weitergehend zurück in das Dosierventil 70 strömt.
Somit kann Kraftstoff, der in die Kompressionskammer 63 zurück strömt,
bei der folgenden Druckförderung des Kraftstoffs eingesetzt
werden. Ferner kann die Menge des Kraftstoffs, der in die Kompressionskammer 63 durch
den Einlassanschluss 64 gesaugt wird, verringert werden.
- (8) Bei dem vorliegenden Aufbau ist die variable Druckförderzeitabstimmungsvorrichtung 80 vorgesehen,
um einen variablen Druckförderzeitabstimmungsbetrieb der
Kraftstoffpumpe 10 zu bewirken. Auch wenn sich dadurch
die Einspritzzeitabstimmung gemäß dem Betriebszustand
des Dieselverbrennungsmotors 50 ändert, kann der Kraftstoffdruck
erhöht werden, so dass er den Grenzwert, bei dem der Hub
erweitert wird, in der Periode der Kraftstoffeinspritzung übersteigt.
- (9) Bei dem vorliegenden Aufbau hat das Sammelrohr 20 mehrere
Sammelkammern 21a, 21b, die entsprechend mehreren
Kraftstoffeinspritzventilen 30 zugeordnet sind. Dadurch
kann der Druck in den Sammelkammern 21a, 21b relativ
zu der Menge des Kraftstoffs erhöht werden, der mit Druck
beaufschlagt und ausgestoßen wird. Somit kann der Druck
in der Sammelkammer 21a, 21b ohne Vergrößern
der Kraftstoffpumpe 10 in einem breiten Bereich gesteuert
werden.
- (10) Bei dem vorliegenden Aufbau sind die Druckregulierventile 23a, 23b zum
Rückführen von Kraftstoff von der Sammelkammer 21a, 21b in dem
Kraftstofftank vorgesehen. Dadurch kann auch dann, wenn der Kraftstoffdruck
in der Sammelkammer 21a, 21b sich bei der Kraftstoffeinspritzung
nicht ausreichend verringert, der Kraftstoffdruck in der Sammelkammer 21a, 21b durch die
Druckregulierventile 23a, 23b für die
folgende Kraftstoffeinspritzung abgelassen werden. Somit kann der
Kraftstoffdruck durchgehend so gesteuert werden, dass er den Grenzwert
in der Periode der Kraftstoffeinspritzung übersteigt. Zusätzlich kann
der Kraftstoffdruck in der Sammelkammer 21a, 21b geeignet
beim Beginn der Kraftstoffeinspritzung gesteuert werden.
- (11) Bei dem vorliegenden Aufbau des Kraftstoffeinspritzventils 30 wird
der Hub der Düsennadel 32 erweitert, wenn der
Kraftstoffdruck den Grenzwert übersteigt. Bei diesem Betrieb
kann die Kraftstoffeinspritzung von dem Zustand, in dem die Rate der
Kraftstoffeinspritzung gering ist, zu dem Zustand, in dem die Rate
der Kraftstoffeinspritzung groß ist, verschoben werden,
wodurch die Schuheinspritzung durchgeführt werden kann.
- (12) Bei dem vorliegenden Aufbau weist das Kraftstoffeinspritzventil 30 die
Nadelfeder 37 als erstes Vorspannelement und die Regulierfeder 39 als
zweites Vorspannelement auf. Die Nadelfeder 37 spannt die Düsennadel 32 vor,
so dass diese sich im geschlossenen Zustand befindet. Wenn die Düsennadel 32 sich
axial bewegt und der Hub der Düsennadel 32 gleich
wie oder größer als der vorbestimmte Hub wird,
bringt die Regulierfeder 39 eine Elastizität auf
die Düsennadel 32 auf, um die axiale Bewegung
der Düsennadel 32 zu regulieren. Dadurch kann
ein Kraftstoffdruck, der die Elastizität der Regulierfeder 39 übersteigen
kann, als Grenzwert bestimmt werden.
-
(Zweites Ausführungsbeispiel)
-
Im
Folgenden wird das zweite Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme
auf die Zeichnungen beschrieben.
-
Wie
in 10 gezeigt ist, wird in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
anstelle der Ausstattung mit den Druckregulierventilen 23a, 23b der Kraftstoff
von der Sammelkammer 21a, 21b in den Kraftstofftank
durch das Dosierventil 70 zurückgeführt.
-
Wie
in 10 gezeigt ist, hat der Körper 71 des
Dosierventils 70 einen Auslassanschluss 74 und einen
Druckregulieranschluss 75. Der Schieber 72 hat
ein Verbindungsloch 76 zum Steuern einer Verbindung zwischen
dem Druckregulieranschluss 75 und dem Auslassanschluss 74 gemäß einer
axialen Bewegung des Schiebers 72. Der Druckregulieranschluss 75 steht
mit einem Druckregulierdurchgang 77 in Verbindung, der
mit dem Gegenströmungsdurchgang 68 und dem Druckförderdurchgang 22 in Verbindung
steht.
-
Der
Kraftstoffdruck in der Sammelkammer 21a, 21b kann
durch axiales Bewegen des Schiebers 72 verringert werden,
so dass der Druckregulieranschluss 75 mit dem Verbindungsloch 76 in
Verbindung steht.
-
In
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel hat der Druckregulierdurchgang 77,
der Druckregulieranschluss 75, das Verbindungsloch 76 und
der Auslassanschluss 74 jeweils eine Durchgangsfläche, die
ausreichend groß ist, um eine Erhöhung der Temperatur
des Kraftstoffs zu regulieren. Wenn dabei Kraftstoff von der Sammelkammer 21a, 21b zu
Bauteilen in einem Niederdrucksystem abgeführt wird, erhält
die elastische Energie des Kraftstoffs auf hohem Druck eine kinetische
Energie und wird in Wärmeenergie umgewandelt. Insbesondere
steigt die Strömungsgeschwindigkeit des Kraftstoffs an,
wenn er zu dem Niederdrucksystem abgelassen wird, da der Kraftstoffdruck
in der Sammelkammer 21a, 21b ansteigt. Wenn die
Strömungsgeschwindigkeit des Kraftstoffs, der von der Sammelkammer 21a, 21b abgeführt
wird, in dem Niederdrucksystem im Wesentlichen null wird, erzeugt
der Kraftstoff eine Menge Wärmeenergie.
-
Wenn
unter Bezugnahme auf 1 die Druckregulierventile 23a, 23b sich
in dem geschlossenen Zustand befinden, um den Hochdruckkraftstoff in
dem Sammelrohr 20 in einem abgedichteten bzw. abgeschlossenen
Zustand zu halten, wird eine beträchtliche Kraft auf die
Druckregulierventile 23a, 23b ausgeübt.
Demgemäß könnte die Fläche eines
Ventilelements beschränkt werden, so dass dieses einen Widerstand
gegen die Kraft bewirkt. Daher könnten die Durchgangsflächen
in den Druckregulierventilen 23a, 23b klein sein,
wenn sie sich in dem geöffneten Zustand befinden. Wenn
jedes der Druckregulierventile 23a, 23b sich in
dem geöffneten Zustand befindet, um einen Druck in der
Sammelkammer 21a, 21b zu verringern, tritt der
Hochdruckkraftstoff durch kleine Durchgänge, die in den
Druckregulierventilen 23a, 23b definiert sind,
und strömt in das Niederdrucksystem einschließlich
des Kraftstofftanks. In diesem Zustand erhöht sich die Strömungsgeschwindigkeit
des Hochdruckkraftstoffs aufgrund einer Drosselwirkung, wenn er
durch die kleine Durchgangsfläche tritt. Wenn darauf die
Strömungsgeschwindigkeit des Kraftstoffs in dem Niederdrucksystem
im Wesentlichen null wird, erzeugt der Kraftstoff eine beträchtliche
Wärmeenergie.
-
Dagegen
kann in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Durchgangsfläche
unter Verwendung des Dosierventils 70 einfach vergrößert
werden. Dadurch wird die Drosselwirkung verringert, die erzeugt
wird, wenn der Kraftstoff in das Niederdrucksystem strömt,
so dass eine Erhöhung der Temperatur des Kraftstoffs geeignet
gesteuert werden kann.
-
11 ist
ein Beispiel einer Kraftstoffeinspritzsteuerung gemäß dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel. Die 11(a) bis 11(e) entsprechen den entsprechenden 7(a) bis 7(e).
Wie in den 11(a) bis 11(e) gezeigt
ist, wird der Druckregulieranschluss 75 des Dosierventils 70 nach
der Schuheinspritzung geöffnet, wodurch der Druck in der
Sammelkammer 21a, 21b geeignet verringert werden
kann.
-
Ferner
können gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
die folgenden Wirkungen zusätzlich zu den Wirkungen (1)–(12)
erhalten werden, die in dem ersten Ausführungsbeispiel
beschrieben sind.
- (13) Bei dem vorliegenden
Aufbau werden die Sammelkammern 21a, 21b durch
das Dosierventil 70 mit dem Kraftstofftank verbunden und
von diesem getrennt. Dadurch kann ein Druck in der Sammelkammer 21a, 21b geeignet
verringert werden.
-
(Drittes Ausführungsbeispiel)
-
Im
Folgenden wird das dritte Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme
auf die Zeichnungen beschrieben.
-
In
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel hat ein Kraftstoffeinspritzventil
einen Aufbau, bei dem die Anzahl von Düsenlöchern
geändert werden kann, wenn ein Druck des Kraftstoffs, der
von der Sammelkammer 21 zugeführt wird, den Grenzwert übersteigt, um
dadurch den Pfad des Kraftstoffs gemäß dem Druck
des von der Sammelkammer 21 zugeführten Kraftstoffs
zu manipulieren. 12 zeigt einen Aufbau eines
Kraftstoffeinspritzventils 200 des vorliegenden Ausführungsbeispiels.
-
Das
Kraftstoffeinspritzventil 200 hat einen Körper,
das ein Ende hat, das mit einem Nadelaufnahmeabschnitt 202 versehen
ist, das im Wesentlichen eine zylindrische Gestalt hat. Zwei Düsennadeln
mit einer äußeren Nadel 204 und einer
inneren Nadel 206 sind axial in dem Nadelaufnahmeabschnitt 202 bewegbar.
Die äußere Nadel 204 öffnet
und schließt ein erstes Düsenloch 208,
das in einem Spitzenende des Kraftstoffeinspritzventils 200 ausgebildet
ist. Die innere Nadel 206 öffnet und schließt
ein zweites Düsenloch 210, das in einem Spitzenende des
Kraftstoffeinspritzventils 200 ausgebildet ist. Dem Nadelaufnahmeabschnitt 202 wird
Hochdruckkraftstoff von der Sammelkammer 21 zugeführt.
-
Eine äußere
Feder 212 übt eine Kraft auf die Rückseite
der äußeren Nadel 204 in eine Ventilschließrichtung
aus. Eine innere Feder 214 übt eine Kraft auf
die Rückseite der inneren Nadel 206 in eine Ventilschließrichtung
aus. Die Rückseite von der äußeren Nadel 204 und
der inneren Nadel 206 liegen jeweils einer Gegendruckkammer 216 gegenüber. Kraftstoff
wird von der Sammelkammer 21 zu der Gegendruckkammer 216 zugeführt.
-
Die
Gegendruckkammer 216 kann mit dem Kraftstofftank durch
ein Ventil 218 in Verbindung stehen. Das Ventil 218 hat
eine Rückseite, die die Gegendruckkammer 216 von
dem Kraftstofftank absperrt, wenn es auf einen Ventilsitz 220 gesetzt
wird, der im Wesentlichen eine ringförmige Gestalt hat.
Die Rückseite des Ventils 218 verbindet die Gegendruckkammer 216 mit
dem Kraftstofftank, wenn es von dem Ventilsitz 220 zu dem
Ende des Körpers abgehoben wird.
-
Das
Ventil 218 ist mit einem kleindurchmessrigen Kolben 224 an
der Seite des Ventilsitzes 220 über einen Druckstift 222 verbunden.
Der kleindurchmessrige Kolben 224 hat eine Rückseite,
die einem Ende des großdurchmessrigen Kolbens 226 gegenüberliegt,
der einen Durchmesser hat, der größer als derjenige
des kleindurchmessrigen Kolbens 224 ist. Der kleindurchmessrige
Kolben 224, der großdurchmessrige Kolben 226 und
der innere Umfang des Körpers sind unterteilt, um eine
Verschiebungsübertragungskammer 228 zu definieren.
Die Verschiebungsübertragungskammer 228 ist mit
einem geeigneten Fluid, wie zum Beispiel Kraftstoff gefüllt.
-
Der
großdurchmessrige Kolben 226 hat eine Rückseite,
die mit einem piezoelektrischen Element 230 verbunden ist.
Das piezoelektrische Element 230 hat eine hintere Wand
an der entgegengesetzten Seite des großdurchmessrigen Kolbens 226,
und die hintere Wand ist mit dem Körper fixiert.
-
Wenn
das piezoelektrische Element 230 nicht mit einem Strom
beaufschlagt wird, befindet sich das piezoelektrische Element 230 in
einem zusammengezogenen Zustand. In diesem Zustand übt der
Hochdruckkraftstoff in der Sammelkammer 21 eine Kraft auf
das Ventil 218 und den kleindurchmessrigen Kolben 224 aus,
so dass das Ventil 218 und der kleindurchmessrige Kolben 224 an
der hinteren Seite des Körpers gelegen sind. Dadurch wird
die Gegendruckkammer 216 über das Ventil 218 von dem
Kraftstofftank abgesperrt. Daher üben der Druck des Kraftstoffs
in der Sammelkammer 21, insbesondere der Druck des Kraftstoffs
in der Gegendruckkammer 216 und die Elastizität
der äußeren Feder 212 sowie der inneren
Feder 214 eine Kraft auf die äußere Nadel 204 und
die innere Nadel 206 aus. Dadurch werden die äußere
Nadel 204 und die innere Nadel 206 zu dem Ende
des Körpers vorgespannt, so dass sie sich in dem geschlossenen
Zustand befinden.
-
Wenn
sich das piezoelektrische Element 230 in einem verlängerten
Zustand befindet, in dem ihm ein elektrischer Strom zugeführt
wird, bewegt sich das Ventil 218 zu dem Ende des Körpers.
Dadurch steht die Gegendruckkammer 216 in Verbindung mit dem
Kraftstofftank. Folglich verringert sich der Druck des Kraftstoffs
in der Gegendruckkammer 216. In diesem Zustand übt
der Hochdruckkraftstoff in dem Nadelaufnahmeabschnitt 202 eine
Kraft auf die äußere Nadel 204 zu der
hinteren Seite des Körpers aus und übt der Kraftstoff
in der Gegendruckkammer 216 und die äußere
Feder 212 eine Kraft auf die äußere Nadel 204 zu
einer vorderen Seite des Körpers aus. Wenn die von dem
Hochdruckkraftstoff in dem Nadelaufnahmeabschnitt 202 ausgeübte
Kraft größer als die Kraft wird, die von dem Kraftstoff
in der Gegendruckkammer 216 und der äußeren
Feder 212 ausgeübt wird, wird die äußere
Nadel 204 bewegt, so dass sie sich in dem offenen Zustand
befindet. Die äußere Nadel 204 öffnet
nämlich das erste Düsenloch 208, so dass
der Nadelaufnahmeabschnitt 202 mit der Brennkammer 52 des
Dieselverbrennungsmotors 50 durch das erste Düsenloch 208 verbunden wird.
-
In
diesem Zustand wird die innere Nadel 206 noch in dem geschlossenen
Zustand gehalten. Dieser Zustand wird gebildet, da der Kraftstoffdruck,
der zum Öffnen der inneren Nadel 206 erforderlich
ist, höher als der Kraftstoffdruck eingerichtet ist, der
zum Öffnen der äußeren Nadel 204 erforderlich
ist. Der Kraftstoffdruck in der Sammelkammer 21 erhöht
sich in der zweiten Hälfte des Druckfördertakts,
der in 6 gezeigt ist, wodurch die innere Nadel 206 bewegt
wird, so dass sie sich in dem offenen Zustand befindet.
-
Die
innere Nadel 206 öffnet nämlich das zweite
Düsenloch 210, so dass der Nadelaufnahmeabschnitt 202 mit
der Brennkammer 52 des Dieselverbrennungsmotors 50 durch
das zweite Düsenloch verbunden wird. Der vorliegende Betrieb
kann mit einer Konfiguration bewirkt werden, bei der ein Kraftstoffdruck
in dem Nadelaufnahmeabschnitt 202 sich erhöht,
so dass der Kraftstoffdruck die sich ergebende Kraft übersteigt,
die durch die Elastizität der inneren Feder 214 und
den Kraftstoffdruck in der Gegendruckkammer 216 ausgeübt
wird, wenn das Ventil 218 sich öffnet.
-
Bei
dem Kraftstoffeinspritzventil 200 kann die Einspritzrate
durch Öffnen der inneren Nadel 206 in einer Kraftstoffeinspritzperiode
verbessert werden. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
kann insbesondere die Einspritzrate durchgehend unter Verwendung
des Kraftstoffeinspritzventils 200 im Vergleich mit dem
Kraftstoffeinspritzventil 30 im ersten Ausführungsbeispiel
erhöht werden. Insbesondere wird bei dem Kraftstoffeinspritzventil 30 des
ersten Ausführungsbeispiels angenommen, dass die axiale Bewegung
der Düsennadel 32 reguliert wird, wenn der Vorsprung 32a in
Kontakt mit dem Regulierelement 38 gelangt. In einem Fall
jedoch, in dem die Trägheitskraft der Düsennadel 32 die
Elastizität der Regulierfeder 39 übersteigt,
kann die Düsennadel 32 sich axial weitergehend über
die Position, an der die axiale Bewegung der Düsennadel 32 zeitweilig
durch das Regulierelement 38 reguliert werden sollte, vor der
Erhöhung des Kraftstoffdrucks in der Sammelkammer 21 bewegen.
Dagegen hat in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel das
Kraftstoffeinspritzventil 200 zwei unabhängige
Düsennadeln 204, 206. Bei diesem Aufbau
des Kraftstoffeinspritzventils 200 kann eine axiale Bewegung
von einer der Düsennadeln 204, 206 eine
axiale Bewegung der anderen der Düsennadeln 204, 206 nicht
induzieren. Daher kann eine Zeitabstimmung zum Erhöhen
der Einspritzrate präzise durch Öffnen der inneren
Nadel 206 gemäß dem Kraftstoffdruck in
der Sammelkammer 21 gesteuert werden.
-
(Viertes Ausführungsbeispiel)
-
Im
Folgenden wird das vierte Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme
auf die Zeichnungen beschrieben.
-
Wie
in 13 gezeigt ist, ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
die Antriebswelle 61 der Hochdruckpumpe 60 direkt
mit der Kurbelwelle 54 unter Auslassung der variablen Druckfördereitabstimmungsvorrichtung 80 mechanisch
verbunden. Demgemäß ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
eine Vorrichtung zum Steuern der relativen Drehphasendifferenz nicht
vorgesehen und wird der Drehwinkel der Antriebswelle 61 der
Hochdruckpumpe 60 einzig gemäß dem Drehwinkel
der Kurbelwelle 54 bestimmt.
-
Bei
einer solchen einfachen Konstruktion des vorliegenden Ausführungsbeispiels
wird die folgende Konfiguration vorgesehen, um die Einspritzrate
bei einer optimalen Zeitabstimmung ungeachtet einer Änderung
der Kraftstoffeinspritzzeitabstimmung oder Ähnlichem zu
erhöhen. Insbesondere wird eine mechanische Verbindungsbetriebsart
zwischen der Antriebswelle 61 und der Kurbelwelle 54 gesteuert, um
eine Einspritzrate bei einer Zeitabstimmung genau zu erhöhen,
bei der die Einspritzrate erhöht werden soll, wenn die
Einspritzzeitabstimmung der Schuheinspritzung am weitesten vorgestellt
ist. Anders gesagt wird die mechanische Verbindungsbetriebsart so
gesteuert, dass eine tatsächliche Einspritzrate bei einer
Zeitabstimmung mit der meisten Vorstellung erhöht werden
kann, bei der die Einspritzrate zu erhöhen ist. Alternativ
werden dann, wenn eine tatsächliche Einspritzstartzeit
sich an der Verzögerungsseite mit Bezug auf die vorstehend
genannte Kraftstoffeinspritzung als Referenz befindet, die Druckregulierventile 23a, 23b betätigt,
um den Kraftstoffdruck in der Sammelkammer 21a, 21b zu
reduzieren, um dadurch zu beschränken, dass der Kraftstoffdruck
zum falschen Zeitpunkt ansteigt.
-
Die 14(a) bis 14(e) entsprechen
den entsprechenden 7(a) bis 7(e).
-
In 14(c) zeigt die Zweipunktstrichlinie ein
Verhalten eines Kraftstoffdrucks an, wenn die Druckregulierventile 23a, 23b nicht
geöffnet sind. Wenn die Einspritzstartzeit sich an der
Verzögerungsseite befindet, ist die Zeitabstimmung, bei
der der Kraftstoffdruck den Grenzwert übersteigt, übermäßig
rasch und steigt folglich die Einspritzrate bei einer übermäßig
frühzeitigen Zeitabstimmung an. Daher werden, wie in 14(c) gezeigt ist, die Druckregulierventile 23a, 23b in
Synchronisation mit dem Starten der Druckförderung des
Kraftstoffs geöffnet, um eine Erhöhung des Kraftstoffdrucks
in den Sammelkammern 21a, 21b zu regulieren. Gemäß einem
solchen Betrieb kann die Zeitabstimmung, bei der der Kraftstoffdruck
sich über dem Grenzwert erhöht, geeignet gesteuert
werden, so dass die Erhöhungszeitabstimmung der Einspritzrate
geeignet gesteuert werden kann.
-
Die
ECU 110 wiederholt den in 15 gezeigten
Prozess beispielsweise mit einem vorbestimmten Zyklus.
-
In
der Reihe der Prozesse erhält Schritt S10 zuerst einen
Befehlswert (Anweisungseinspritzstartzeit TFIN) der Einspritzstartzeit
des Kraftstoffeinspritzventils 30. Die Anweisungseinspritzstartzeit TFIN
kann mit einem gut bekannten Verfahren berechnet werden. Schritt
S12 korrigiert eine Dosiermenge des Dosierventils 70 auf
der Grundlage der Anweisungseinspritzstartzeit TFIN. In dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel ist die Antriebswelle 61 mechanisch
mit der Kurbelwelle 54 in einer optimalen Konfiguration
in einem Zustand verbunden, in dem die Anweisungseinspritzstartzeit
TFIN am weitesten vorgestellt ist. Wenn die Anweisungseinspritzstartzeit TFIN
relativ zu der am weitesten Zeitabstimmung nachgestellt ist, werden
die Druckregulierventile 23a, 23b geöffnet,
um den Kraftstoff, der zu dem Sammelkammern 21a, 21b unter
Verwendung der Hochdruckpumpe 60 gefördert wird,
zu dem Kraftstoff zurückzuführen, um die Erhöhung
des Kraftstoffdrucks in der Sammelkammer 21a, 21b in
einem frühzeitigen Stadium zu regulieren. Wenn demgemäß die
Anweisungseinspritzstartzeit TFIN relativ zu der am weitesten vorgestellten
Zeitabstimmung nachgestellt wird, muss der Kraftstoff weitergehend
zu der Sammelkammer 21a, 21b entsprechend der
Menge des Kraftstoffs, der zu dem Kraftstofftank zurückgeführt wird,
durch Öffnen der Druckregulierventile 23a, 23b gefördert
werden. Somit wird die Dosiermenge des Dosierventils 70 auf
der Grundlage der Anweisungseinspritzstartzeit TFIN korrigiert.
-
Schritt
S14 bestimmt eine Betriebsart jedes Druckregulierventils auf der
Grundlage der Anweisungseinspritzstartzeit TFIN. Insbesondere wird
eine geeignete Manipulation von jedem der Druckregulierventile 23a, 23b bestimmt,
um den Kraftstoff in den Kraftstofftank zurückzuführen,
um eine Erhöhung des Kraftstoffdrucks in der Sammelkammer 21a, 21b in
einem frühzeitigen Stadium zu beschränken. Schritt
S16 betreibt die Druckregulierventile 23a, 23b auf
der Grundlage der Bestimmung des Schritts S14. Wenn der Prozess
des Schritts S16 abgeschlossen ist, wird der vorliegende Prozess
einmal beendet.
-
Gemäß dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel können die folgenden
Wirkungen zusätzlich zu den Wirkungen von (1)–(7)
und (9)–(12) des ersten Ausführungsbeispiels erhalten
werden.
-
(14)
Die Druckregulierventile 23a, 23b werden so manipuliert,
dass sie die Zeitabstimmung variabel steuern, bei der der Kraftstoffdruck
in der Sammelkammer 21a, 21b den Grenzwert zum
Erweitern des Hubs der Düsennadel übersteigt.
Dadurch kann die Zeitabstimmung zum Erweitern des Hubs variabel
ohne Bereitstellen einer zusätzlichen Vorrichtung zum Ändern
der Zeitabstimmung zum Fördern des Kraftstoffs von der
Kraftstoffpumpe 10 variabel gesteuert werden.
-
(Andere Ausführungsbeispiele)
-
In
jedem Ausführungsbeispiel kann das Kraftstoffeinspritzventil
den Hub der Düsennadel erweitern, wenn der Kraftstoffdruck,
der zugeführt wird, den Grenzwert übersteigt.
Jedoch ist das Kraftstoffeinspritzventil nicht auf den in dem jeweiligen
Ausführungsbeispiel gezeigten Aufbau beschränkt.
Beispielsweise kann ein zweites Regulierelement zum Regulieren der
axialen Bewegung des Regulierelements 38 vorgesehen werden.
Das zweite Regulierelement kann ebenso mit einer Elastizität
von einer Druckfeder beaufschlagt werden. Bei diesem Aufbau kann
der Hub der Düsennadel erweitert werden, bis das Regulierelement 38 in
Kontakt mit dem zweiten Regulierelement in einem Zustand gelangt,
in dem der zugeführte Kraftstoffdruck den Grenzwert übersteigt.
Zusätzlich kann der Hub der Düsennadel weitergehend
durch weiteres Erhöhen des zugeführten Kraftstoffdrucks
zum axialen Bewegen des zweiten Regulierelements erweitert werden.
-
Das
Kraftstoffeinspritzventil, das den Hub der Düsennadel erweitern
kann, wenn der zugeführte Kraftstoffdruck den Grenzwert übersteigt,
ist nicht auf dasjenige beschränkt, das mit einem elektromagnetischen
Solenoid als elektronisch gesteuertes Stellglied versehen ist. Beispielsweise
kann das Kraftstoffeinspritzventil mit einem Piezostellglied als
elektronisch gesteuertes Stellglied versehen werden.
-
Das
Kraftstoffeinspritzventil des dritten Ausführungsbeispiels
kann auf den Aufbau von dem ersten, zweiten bzw. vierten Ausführungsbeispiel
angewendet werden.
-
In
dem dritten Ausführungsbeispiel weist das Kraftstoffeinspritzventil
mehrere Düsennadeln und mehrere Düsenlöcher
auf, die den entsprechenden Düsennadeln zugeordnet sind.
Die Anzahl der Düsenlöcher, die geöffnet
werden, erhöht sich, wenn der Druck des von der Sammelkammer
zugeführten Kraftstoffs den Grenzwert übersteigt.
Dabei ist das Kraftstoffeinspritzventil nicht auf den in dem dritten Ausführungsbeispiel
gezeigten Aufbau beschränkt. Beispielsweise kann eine Mittelnadel
für das Kraftstoffeinspritzventil vorgesehen werden. In
diesem Fall nimmt die Mittelnadel die innere Nadel 206 auf und
ist die Mittelnadel in der äußeren Nadel 204 untergebracht.
Ferner kann ein Düsenloch zusätzlich zu dem ersten
Düsenloch 208 und dem zweiten Düsenloch 210 vorgesehen
werden, das durch die Mittelnadel geöffnet und geschlossen
wird. Bei diesem Aufbau kann eine Untergrenze des Drucks, bei dem
die Mittelnadel sich öffnet, geringer als der Druck zum Öffnen
der inneren Nadel eingerichtet werden und höher als der
Druck zum Öffnen der äußeren Nadel eingerichtet
werden. Somit kann das Kraftstoffeinspritzventil, das mit der Mittelnadel
versehen ist, die Einspritzrate mit drei Stufen gemäß dem
Kraftstoffdruck steuern.
-
Das
elektronisch gesteuerte Stellglied des Kraftstoffeinspritzventils 200 ist
nicht auf das Piezostellglied beschränkt, sondern es kann
beispielsweise ein elektromagnetischer Solenoid sein.
-
Bei
jedem der vorstehend genannten Ausführungsbeispiele ist
eine variable Einheit für das Kraftstoffeinspritzventil
vorgesehen, um den inneren Aufbau bei einer Zeitabstimmung variabel
zu manipulieren, bei der der Kraftstoffdruck den Grenzwert übersteigt.
Dabei sind die variablen Einheiten nicht auf diejenigen in den vorstehend
genannten Ausführungsbeispielen beschränkt. Beispielsweise
kann die variable Einheit durch Vorsehen eines Verbindungsdurchgangs
aufgebaut werden, um dazwischen die Druckförderdurchgänge 22a, 22b zu
verbinden, die jeweils das Paar Kompressionskammern 63a, 63b mit
den Sammelkammern 21a, 21b der Hochdruckpumpe 60 verbinden.
Bei diesem Aufbau kann ein elektronisch gesteuertes Ventilelement
für den Verbindungsdurchgang vorgesehen werden, um die Durchgangsfläche
des Verbindungsdurchgangs zu steuern. Bei diesem Aufbau kann das
Ventilelement geöffnet werden, um den Verbindungsdurchgang
zu verbinden, wenn die Kraftstoffeinspritzzeitabstimmung nachgestellt
wird. Dadurch strömt Kraftstoff von der Kompressionskammer
von einem der Kolben 62a, 62b in dem Kompressionstakt
in die Kompressionskammer des anderen der Kolben 62, 62b in
dem Ansaugtakt. Somit kann eine Erhöhung des Kraftstoffdrucks
in der Sammelkammer verzögert werden. Ferner kann die Energie,
die durch den Kolben in dem Kompressionstakt verbraucht wird, teilweise
zurück gewonnen werden, um den Kolben in dem Ansaugtakt
zu unterstützen.
-
Beispielsweise
kann ähnlich wie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel
Kraftstoff aus der Kompressionskammer von einem der Kolben 62a, 62b in dem
Kompressionstakt in den Kraftstofftank durch den Druckregulierdurchgang 77,
den Druckregulieranschluss 75, das Verbindungsloch 76 und
den Auslassanschluss 74 gefördert werden. In diesem
Betrieb und bei diesem Aufbau kann die Erhöhung des Kraftstoffdrucks
in der Sammelkammer ebenso verzögert werden.
-
Beispielsweise
kann ein lastfreies Stoßen vor der Kraftstoffeinspritzung
durchgeführt werden. Insbesondere kann das Ventil 42 innerhalb
einer extrem kurzen Periode geöffnet werden, so dass die Düsennadel 32 sich
bei allen Kraftstoffeinspritzventilen 30 nicht öffnet,
die mit der Sammelkammer verbunden sind, zu denen der Kraftstoff
gefördert wird. Auch bei diesem Betrieb kann der Kraftstoff
teilweise von der Sammelkammer in den Kraftstofftank durch den Ausstoßdurchlass 40 und
den Niederdruckkraftstoffdurchgang 41 zurück geführt
werden, um dadurch den Kraftstoffdruck in der Sammelkammer 21a, 21b zu
verringern. Somit kann die Zeitabstimmung zum Erhöhen des
Kraftstoffdrucks in der Sammelkammer ebenso verzögert werden.
-
In
den vorstehend genannten Ausführungsbeispielen ist eine
variable Zeitabstimmungseinheit, wie zum Beispiel die variable Druckförderzeitabstimmungsvorrichtung 80 und
das OCV 90 für das Kraftstoffeinspritzventil vorgesehen.
Dabei ist die variable Zeitabstimmungseinheit nicht auf die variable Druckförderzeitabstimmungsvorrichtung 80 oder
das OCV 90 beschränkt. Beispielsweise kann ein
elektromagnetisches Ventil für jeweils den Auslassanschluss 66 und
den Einlassanschluss 69 vorgesehen werden. Bei diesem Aufbau
kann das elektromagnetische Ventil, dessen Öffnungszeitabstimmung
gesteuert wird, als variable Zeitabstimmungseinheit dienen.
-
Die
Anzahl der Zylinder des Dieselverbrennungsmotors 50, die
Anzahl der Kompressionskammern 63 der Kraftstoffpumpe 10 und
die Anzahl der Dosierventile 70 kann frei wählbar
bestimmt werden. Die Anzahl der Sammelkammern in dem Sammelrohr 20 kann
ebenso frei wählbar bestimmt werden.
-
Die
Brennkraftmaschine ist nicht auf einen Dieselverbrennungsmotor beschränkt,
sondern kann verschiedenartige Verbrennungsmotoren umfassen, wie
zum Beispiel einen Direkteinspritzbenzinverbrennungsmotor, Dabei
kann der Vorteil der Schuheinspritzung bei einem Kompressionszündungsverbrennungsmotor
deutlich bewirkt werden.
-
Die
vorstehend genannten Prozesse, wie zum Beispiel Berechnungen und
Bestimmungen sind nicht auf diejenigen beschränkt, die
durch die ECU 110 ausgeführt werden. Die Steuereinheit
kann verschiedenartige Strukturen einschließlich der ECU 110 haben,
die als Beispiel gezeigt ist.
-
Die
vorstehend genannten Strukturen der Ausführungsbeispiele
können geeignet kombiniert werden.
-
Es
ist erkennbar, dass, während die Prozesse der Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung hier so beschrieben wurden, dass sie
eine spezifische Abfolge von Schritten aufweisen, weitere alternative
Ausführungsbeispiele mit verschiedenartigen anderen Abfolgen
dieser Schritte und/oder zusätzlichen Schritten, die hier
nicht offenbart sind, ebenso innerhalb des Konzepts der vorliegenden
Erfindung liegen sollen.
-
Verschiedenartige
Modifikationen und Abwandlungen können an den vorstehend
genannten Ausführungsbeispielen ohne Abweichung von dem Grundgedanken
der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden.
-
Somit
ist das Kraftstoffeinspritzsteuersystem für eine Brennkraftmaschine 50 zum
Steuern der Einspritzung des Kraftstoffs vorgesehen. Das Steuersystem
weist eine Sammelkammer 21 zum Sammeln von druckbeaufschlagtem
Kraftstoff und eine Kraftstoffpumpe 10 zum Druckfördern
von Kraftstoff zu der Sammelkammer 21 auf. Ein Kraftstoffeinspritzventil 30 wird
elektrisch zum Einspritzen von Kraftstoff betätigt, der
in der Sammelkammer 21 gespeichert wird. Eine Erhöhungseinheit 110 erhöht
einen Druck des Kraftstoffs, so dass dieser einen Grenzwert in einer
Periode übersteigt, in der das Kraftstoffeinspritzventil 30 den
Kraftstoff einspritzt. Das Kraftstoffeinspritzventil 30 ändert
einen Pfad des Kraftstoffs innerhalb des Kraftstoffeinspritzventils 30,
um eine Einspritzrate zu erhöhen, wenn ein Druck des von
der Sammelkammer 21 zugeführten Kraftstoffs den
Grenzwert übersteigt.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-