DE102008000681B4

DE102008000681B4 - Kraftstoffeinspritzsystem

Info

Publication number: DE102008000681B4
Application number: DE102008000681.5A
Authority: DE
Inventors: Shinichi Sugiura
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2007-03-16
Filing date: 2008-03-14
Publication date: 2022-02-10
Anticipated expiration: 2028-03-15
Also published as: JP4613920B2; DE102008000681A1; JP2008231919A

Abstract

Kraftstoffeinspritzsystem mit:
einem Injektor (2), der einen in einen Druckspeicher (1) gefüllten Kraftstoff einspritzt;
einer Kraftstofffördervorrichtung (5), die Kraftstoff ansaugt, druckbeaufschlagt und zu dem Druckspeicher (1) fördert, wobei ein Druck des von der Kraftstofffördervorrichtung (5) zu fördernden Kraftstoffs von einer Menge von Kraftstoff abhängt, der von wenigstens einem von dem Injektor (2) und der Kraftstofffördervorrichtung (5) austritt;
einem Drucksensor (61), der einen Druck des in den Druckspeicher (1) gefüllten Kraftstoffs misst; und
einer Druckreguliereinrichtung (3), die eine Stellgröße der Kraftstofffördervorrichtung (5) unter Verwendung einer Regelungsschleife reguliert, um dadurch den Druck des in den Druckspeicher (1) gefüllten Kraftstoffs, der durch den Drucksensor (61) gemessen und von diesem mittels der Regelungsschleife rückgemeldet wird, an einen Solldruck anzugleichen, wobei die Stellgröße von einer Menge des von der Kraftstofffördervorrichtung (5) zu fördernden Kraftstoffs abhängt, wobei die Druckreguliereinrichtung (3) wirkt, um eine Verstärkung der Regelungsschleife mit einer Zunahme des Drucks des von der Kraftstofffördervorrichtung (5) zu fördernden Kraftstoffs zu erhöhen.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Kraftstoffeinspritzsysteme, die gestaltet sind, um einen mit Hochdruck beaufschlagten Kraftstoff zu speichern, der für eine Kraftstoffeinspritzung durch einen Injektor verwendet wird.
Beschreibung des Stands der Technik
Als Energiequellen für Motorfahrzeuge verwendete Brennkraftmaschinen sind gestaltet, um einen Kraftstoff in diesen als eine Einrichtung zum Entwickeln von Leistung oder Drehmoment zu verbrennen, das erforderlich ist, um Motorfahrzeuge zu bewegen. Eine derartige Brennkraftmaschine ist mit einem Kraftstoffeinspritzsystem ausgerüstet.
Insbesondere in einem derartigen Einspritzsystem wird Kraftstoff durch eine Hochdruckpumpe herauf gepumpt, um mit Druck beaufschlagt zu werden. Der mit Druck beaufschlagte Kraftstoff wird durch die Hochdruckpumpe zu einem Druckspeicher gefördert, um in diesem aufbewahrt zu werden. Ein Regulierventil dient dazu, die Strömung von Kraftstoff zu steuern, der von der Hochdruckpumpe zu dem Druckspeicher gefördert wird.
Zu einer geeigneten Zeit wird eine geeignete Menge eines in dem Druckspeicher aufbewahrten und mit Hochdruck beaufschlagten Kraftstoffs von dem Druckspeicher so in jeden Zylinder der Brennkraftmaschine geliefert, dass dieser von einer Düse des Kraftstoffinjektors dosiert wird.
Die Steuerung der Strömung des Kraftstoffs in den Druckspeicher ermöglicht es, den Druck von in dem Druckspeicher gespeichertem Kraftstoff auf einen Solldruck zu regulieren.
Eine Stellgröße, die die Leistung der Kraftstoffpumpe (Drosselventil) festlegt, wird basierend auf vorbestimmten Verstärkungen bestimmt; das ermöglicht es dem Druck von in dem Druckspeicher aufbewahrten Kraftstoff, den Veränderungen des Solldrucks mit hoher Ansprache zu folgen.
Die Verstärkungen werden bspw. für die jeweiligen Veränderungen einer Maschinendrehzahl und einer Abweichung zwischen dem Solldruck und dem Druck von in dem Druckspeicher gespeicherten Kraftstoff bestimmt.
Die Variationen von den Zustand von zu dem Druckspeicher zuzuführendem Kraftstoff angebenden Parametern, wie z.B. der Druck und die Temperatur des Kraftstoffs, variieren einen Betrag einer Veränderung des Drucks von in dem Druckspeicher gespeicherten Kraftstoff.
Um sich den Variationen in dem Betrag der Veränderung des Drucks von in dem Druckspeicher gespeicherten Kraftstoff zuzuwenden, offenbart die JP 2000-234 543 A ein Verfahren zum Korrigieren eines Volumenelastizitätskoeffizienten des durch die Kraftstoffpumpe zu fördernden Kraftstoffs. Der Volumenelastizitätskoeffizient hängt von dem Druck und der Temperatur des durch die Kraftstoffpumpe zu fördernden Kraftstoffs ab.
Wie es vorhergehend beschrieben ist, treten in einem derartigen Kraftstoffeinspritzsystem zum Antrieb eines Injektors zum Dosieren von mit Hochdruck beaufschlagtem Kraftstoff bei einem Injektor ein nachfolgend ausführlich beschriebener dynamischer Kraftstoffaustritt bzw. Kraftstoffverlust und ein statischer Kraftstoffaustritt bzw. Kraftstoffverlust auf, und ein interner Kraftstoffaustritt bzw. Kraftstoffverlust tritt bei der Kraftstoffpumpe auf. Eine Menge eines jeden von dem dynamischen Kraftstoffaustritt, dem statischen Kraftstoffaustritt und dem internen Kraftstoffaustritt hängt von der Temperatur und dem Druck eines zu dem Druckspeicher zu fördernden Kraftstoffs und von der Maschinendrehzahl ab. Jeder von dem dynamischen Kraftstoffaustritt, dem statischen Kraftstoffaustritt und dem internen Kraftstoffaustritt verändert die Variationsgrad des Drucks von in dem Druckspeicher gefüllten Kraftstoff in Erwiderung auf die Regelgrößen der Betriebsparameter, die die Leistung der Kraftstoffpumpe festlegen.
Bei dem herkömmlichen Verfahren, das in der japanischen Patentanmeldung offenbart ist, ist die Menge eines jeden von dem dynamischen Kraftstoffaustritt, dem statischen Kraftstoffaustritt und dem internen Kraftstoffaustritt hoch, wenn die Temperatur und der Druck von zu dem Druckspeicher zu förderndem Kraftstoff innerhalb eines gegebenen Hochtemperaturniveaubereichs bzw. eines gegebenen Hochdruckniveaubereichs liegen. Das kann dazu führen, dass der Variationsgrad des Drucks von in den Druckspeicher gefüllten Kraftstoff verringert wird, was die Steuerbarkeit des Drucks von in dem Druckspeicher gespeicherten Kraftstoff abhängig von den Regelgrößen bzw. gesteuerten Variablen der Betriebsparameter senkt, die die Leistung der Kraftstoffpumpe festlegen.
Demgegenüber ist die Menge eines jeden von dem dynamischen Kraftstoffaustritt, dem statischen Kraftstoffaustritt und dem internen Kraftstoffaustritt niedrig, wenn die Temperatur und der Druck von zu dem Druckspeicher zu fördernden Kraftstoff innerhalb eines gegebenen Niedrigtemperaturniveaubereichs bzw. eines gegebenen Niederdruckniveaubereichs liegen. Das kann dazu führen, dass der Druck von in den Druckspeicher gefüllten Kraftstoff häufig den Solldruck übertrifft.
Die EP 1 338 781 A2 beschreibt ein Akkumulations-Kraftstoffeinspritzsystem eines Dieselmotors. Das Kraftstoffeinspritzsystem berechnet Korrekturwerte und berechnet eine endgültige Haupteinspritzmenge und einen endgültigen Einspritzzeitpunkt durch Addition der berechneten Korrekturwerte mit unkorrigierten, basierend auf Betriebsbedingungen des Motors berechneten Werten der Einspritzmenge und des Zeitpunkts. Aus dieser Druckschrift ist bekannt, dass ein Volumenelastizitätskoeffizient des Kraftstoffs eine Funktion des Kraftstoffdrucks und der Kraftstofftemperatur ist.
Die DE 101 55 252 A1 beschreibt ein Verfahren zur Plausibilitätsprüfung eines zur Regelung einer Druckhöhe in einem Druckspeicher verwendeten Kraftstoffdruckwerts, welcher mit einem von einem Drucksensor gelieferten Kraftstoffdruckwert abgeglichen wird. Ein erwarteter Druckwert hängt dabei von einer Kompressibilität (bzw. Elastizität) des Kraftstoffs ab.
Die DE 100 29 033 A1 beschreibt ein Gerät zum Regeln des Kraftstoffdrucks in einer Brennkraftmaschine mit direkter Kraftstoffeinspritzung in einen Zylinder, welches das Überschwingen oder das Unterschwingen des Kraftstoffdrucks in einem Zustand unterdrückt, in welchem sich der Kraftstoffdruck ändert, um die Reaktion und die Stabilität zu verbessern. Eine Steuervorrichtung regelt den Kraftstoffdruck mittels Rückkopplung, so dass ein echter Kraftstoffdruck in Übereinstimmung mit einem Sollkraftstoffdruck gelangt, und enthält eine Vorrichtung zum Erhalten des Kraftstoffdruckkorrekturbetrages zur variablen Einstellung einer Steuerverstärkung zum Regeln des Kraftstoffdrucks mittels Rückkopplung, wobei die Vorrichtung zum Erhalten des Kraftstoffdruckkorrekturbetrages so arbeitet, dass sie die Steuerverstärkung ändert, wenn sich der Sollkraftstoffdruck um mehr als einen vorbestimmten Betrag geändert hat, und zwar von einer ersten Steuerverstärkung für einen Zustand, in welchem der Kraftstoffdruck stabil bleibt, auf eine zweite Steuerverstärkung für einen Zustand, in welchem sich der Kraftstoffdruck ändert.
Die DE 103 13 615 A1 zeigt eine Linearstellgliedregelungsvorrichtung hinsichtlich eines Kraftstoffdrucks. In einem Bereich mit großem Hub eines Ansaugdosierventils wird dabei zumindest einer von Rückführregelungsverstärkungsfaktoren, nämlich von einem Proportionalverstärkungsfaktor, von einem Integralverstärkungsfaktor und von einem Differentialverstärkungsfaktor, auf einen Wert gesetzt, der größer als ein Wert ist, der in einem Bereich mit mittlerem Hub von dem Ansaugdosierventil ist, so dass eine Folgecharakteristik eines tatsächlichen Kraftstoffdrucks und ein Regelungsansprechverhalten auf einen Zieleinspritzdruck verbessert werden. Des Weiteren verringern sich Abweichungen der Differenz zwischen dem tatsächlichen Kraftstoffdruck und dem Zieleinspritzdruck. Als Folge ist es möglich, die Folgecharakteristik und das Regelungsansprechverhalten bei einer Übergangszeit, wie zum Beispiel bei einer Beschleunigungszeit, zu verbessern.
Die DE 197 31 995 A1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine, insbesondere für eine Brennkraftmaschine mit einem Common-Rail-System. Wenigstens eine Pumpe fördert den Kraftstoff von einem Niederdruckbereich in einen Speicher. Der Kraftstoffdruck im Speicher ist mit einem Drucksensor erfassbar und mit einem Regler auf einen Sollwert einstellbar. Das Übertragungsverhalten des Reglers ist abhängig von Betriebsparametern vorgebbar.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Angesichts des Stands der Technik ist es eine Aufgabe von wenigstens einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung, Kraftstoffeinspritzsysteme bereit zu stellen, die in der Lage sind, den Veränderungsgrad des Drucks von in einem Druckspeicher gespeicherten Kraftstoff im Wesentlichen konstant zu halten, auch wenn die Menge des Kraftstoffaustritts in dem Kraftstoffeinspritzsystem variiert.
Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Kraftstoffeinspritzsystem bereitgestellt. Das Kraftstoffeinspritzsystem weist einen Injektor, der einen in einen Druckspeicher gefüllten Kraftstoff einspritzt, und eine Kraftstofffördervorrichtung auf, die Kraftstoff ansaugt, mit Druck beaufschlagt und zu dem Druckspeicher fördert. Ein Druck des von der Kraftstofffördervorrichtung zu fördernden Kraftstoffs hängt von der Kraftstoffmenge ab, die von wenigstens einem von dem Injektor und der Kraftstofffördervorrichtung ausgetreten ist. Das Kraftstoffeinspritzsystem weist einen Drucksensor, der den Druck des in den Druckspeicher gefüllten Kraftstoffs misst, und eine Druckreguliereinrichtung auf, die eine Stellgröße der Kraftstofffördervorrichtung unter Verwendung einer Regelungsschleife reguliert, um dadurch den durch den Drucksensor gemessenen und von diesem mittels der Regelungsschleife rückgemeldeten Druck des in den Druckspeicher gefüllten Kraftstoffs an einen Solldruck anzugleichen. Die Stellgröße hängt von der Menge des von der Kraftstofffördervorrichtung zu fördernden Kraftstoffs ab. Die Druckreguliereinrichtung dient dazu, eine Verstärkung der Regelungsschleife mit einer Zunahme des Drucks des von der Kraftstofffördervorrichtung zu fördernden Kraftstoffs zu erhöhen.
In dem Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 1 hängt der Druck des von der Kraftstofffördervorrichtung zu fördernden Kraftstoffs von der Menge des von wenigstens einem von dem Injektor und der Kraftstofffördervorrichtung austretenden Kraftstoffs ab. Aus diesem Grund hängt die Menge des von wenigstens einem von dem Injektor und der Kraftstofffördervorrichtung austretenden Kraftstoffs von dem Druck des in dem Druckspeicher gefüllten Kraftstoffs ab.
Mit dem Aufbau des Kraftstoffeinspritzsystems nach Anspruch 1 wird eine von der Menge des von der Kraftstofffördervorrichtung zu fördernden Kraftstoffs abhängige Stellgröße durch die Druckreguliereinrichtung reguliert, die derart wirkt, dass der Druck des in dem Druckspeicher gefüllten Kraftstoffs, der durch den Drucksensor gemessen und von diesem rückgemeldet wird, an den Solldruck angeglichen wird. Zu dieser Zeit wird eine Verstärkung der Regelungsscheife mit einer Zunahme des Drucks des von der Kraftstofffördervorrichtung zu fördernden Kraftstoffs durch die Druckreguliereinrichtung erhöht. Dies ermöglicht es der Stellgröße, von einer Veränderung der Menge des Kraftstoffs abzuhängen, der von wenigstens einem von dem Injektor und der Kraftstofffördervorrichtung austritt. Das macht es möglich, den Veränderungsgrad des Drucks des in dem Druckspeicher gefüllten Kraftstoffs im Wesentlichen konstant zu halten, auch wenn die Menge des Kraftstoffs von wenigstens einem von dem Injektor und der Kraftstofffördervorrichtung entweicht.
Figurenliste
Andere Aufgaben und Gesichtspunkte der Erfindung sind aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen ersichtlich, in denen:

1 eine Ansicht ist, die schematisch ein Beispiel des Aufbaus eines Kraftstoffeinspritzsystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
2 eine schematische Längsquerschnittansicht eines Injektors ist, der in 1 dargestellt ist;
3 eine Ansicht ist, die einen internen Aufbau einer in 1 dargestellten Kraftstoffpumpe zeigt;
4 ein Flussdiagramm ist, das schematisch eine Routine einer Kraftstoffeinspritzsteuerungsaufgabe darstellt, die durch eine in 1 dargestellte ECU ausgeführt werden soll;
5 ein Flussdiagramm ist, das schematisch eine Routine einer Leitungsdrucksteuerungsaufgabe darstellt, die durch eine in 1 dargestellte ECU ausgeführt werden soll;
6 ein Diagramm ist, das schematisch eine Beziehung zwischen der Temperatur von Kraftstoff, der in den in 1 dargestellten Druckspeicher gefüllt ist, und der Menge an Kraftstoffaustritt in dem Kraftstoffeinspritzsystem gemäß dem Ausführungsbeispiel darstellt;
7 ein Diagramm ist, das schematisch eine Beziehung zwischen einem jeden von einem Proportionaltermtemperaturverstärkungskoeffizienten und einem Differentialtermtemperaturverstärkungskoeffizienten und der Temperatur von Kraftstoff darstellt, der in dem Druckspeicher gemäß dem Ausführungsbeispiel aufbewahrt wird;
8 ein Diagramm ist, das eine Beziehung zwischen einem Integraltermtemperaturverstärkungskoeffizienten und der Temperatur von Kraftstoff darstellt, der in dem Druckspeicher gemäß dem Ausführungsbeispiel gespeichert wird;
9 ein Diagramm ist, das schematisch Kennlinien darstellt, die jeweils eine Beziehung zwischen einem Leitungsdruck und einer Gesamtmenge eines dynamischen Kraftstoffaustritts, eines statischen Kraftstoffaustritts und eines internen Kraftstoffaustritts gemäß dem Ausführungsbeispiel darstellt;
10 ein Diagramm ist, das schematisch eine Beziehung zwischen einem jeden von dem Proportionaltermdruckverstärkungskoeffizienten, einem Integraltermdruckverstärkungskoeffizienten und einem Ableitungstermdruckverstärkungskoeffizienten und dem Leitungsdruck gemäß dem Ausführungsbeispiel darstellt; und
11 ein Diagramm ist, das schematisch eine Beziehung zwischen einer Maschinendrehzahl und der Gesamtmenge des dynamischen Kraftstoffaustritts, des statischen Kraftstoffaustritts und des internen Kraftstoffaustritts gemäß dem Ausführungsbeispiel darstellt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE DER ERFINDUNG
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Mit Bezug auf 1 ist der Gesamtaufbau eines Kraftstoffeinspritzsystems dargestellt, das in einem Motorfahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eingebaut ist; dieses Kraftstoffeinspritzsystem dient dazu, Kraftstoff bspw. einer Direkt-Kraftstoffeinspritzmaschine zuzuführen, wie z.B. einer Dieselmaschine 12, die in dem Motorfahrzeug eingebaut ist.
Die Dieselmaschine 12 besteht aus einer Vielzahl von Zylindern 14, in denen eine Verbrennung stattfindet; einer dieser Zylinder 14 ist in 1 der Einfachheit halber schematisch dargestellt.
Das Kraftstoffeinspritzsystem 10 ist mit einem Druckspeicher 1, einer Vielzahl von Injektoren 2, einer elektronischen Steuerungseinheit (ECU) 3, einem Kraftstofftank 4 und einer Kraftstoffpumpe 5 ausgerüstet, welche als ein Beispiel für Kraftstofffördervorrichtungen dient, die gestaltet sind, um einen in dem Kraftstofftank 4 aufbewahrten Kraftstoff mit Druck zu beaufschlagen und diesen abzuliefern.
Der Kraftstofftank 4 ist aufgebaut, um mit der Kraftstoffpumpe 5 in Verbindung zu stehen, und liefert Kraftstoff, der für die Verbrennung eines jeden Zylinders 14 verwendet wird.
Die Kraftstoffpumpe 5 ist aufgebaut, um mit dem Druckspeicher 1 in Verbindung zu stehen. Die Kraftstoffpumpe 5 dient dazu, den in dem Kraftstofftank 4 aufbewahrten Kraftstoff heraufzupumpen, so dass der Kraftstoff während des Heraufpumpvorgangs durch die Kraftstoffpumpe 5 mit Druck beaufschlagt wird, um zu dem Druckspeicher 1 gefördert zu werden.
Der Druckspeicher 1 ist bspw. als eine Common-Rail gestaltet, die aus einer Reihe von Speicherbereichen aufgebaut ist, welche mittels Kleinbohrungsleitungen miteinander verbunden sind. Der Druckspeicher 1 steht mit jedem von den Zylindern 14 über einen Hochdruckkraftstoffdurchgang 16 so in Verbindung, dass er durch die Zylinder 14 gemeinsam benutzt wird.
Spezielle dient der Druckspeicher dazu:

den von der Kraftstoffpumpe 5 geförderten Kraftstoff zu speichern, wobei dessen Druck auf einem hohen Niveau gehalten wird; und
den gespeicherten, mit Hochdruck beaufschlagten Kraftstoff gleichmäßig den einzelnen der Injektoren 2 der Dieselmaschine 12 über die jeweiligen Hochdruckkraftstoffdurchgänge 16 zuzuführen.

Jeder von den Injektoren 2 ist an seinem einen distalen Ende in einer Brennkammer 18 eines entsprechenden der Zylinder 14 eingebaut, wodurch es ermöglicht wird, den mit Druck beaufschlagten Kraftstoff direkt in die Brennkammer 18 auszusprühen.
Jeder der Injektoren 2 ist zudem mit der ECU 3 verbunden. Die ECU 3 dient dazu, eine Kraftstoffeinspritzzeit, eine Kraftstoffeinspritzmenge und weitere Hilfsparameter für jeden der Injektoren 2 zu steuern.
2 stellt schematisch ein Beispiel des internen Aufbaus eines jeden der Injektoren 2 dar.
Der Injektor 2 ist als ein internes Kraftstoffeinspritzventil nach offener Art gestaltet, das in einem abgeschalteten Zustand geschlossen ist.
Insbesondere besteht der Injektor 2 aus einem im Wesentlichen zylindrischen Gehäuse 2a. Das Gehäuse 2a ist im Inneren mit einer ersten Hohlkammer 2b ausgebildet, die in dessen Längsrichtung ausgerichtet ist. Das Gehäuse 2a ist zudem an einer Innenumfangswand seines einen Endes (Kraftstoffsprühende) mit einem Ventilsitz 2c an dessen Mitte ausgebildet. Der Ventilsitz 2c weist Kraftstoffsprühdüsen bzw. Kraftstoffzerstäubungsdüsen 2d auf, die mit dem Äußeren des Injektors 2 und dessen Hohlkammer 2b in Verbindung stehen.
Der Injektor 2 besteht zudem aus einer Düsennadel 2e, einer Spiralfeder 2f und einem Steuerungskolben 2g. Die Düsennadel 2e ist in der ersten Hohlkammer 2b eingebaut. Ein Ende der Düsennadel 2e ist mit der Spiralfeder 2f so in Eingriff, dass die Spiralfeder 2f die Düsennadel 2e auf den Ventilsitz 2c vorspannt, wobei das andere Ende der Düsennadel 2e die Kraftstoffsprühdüsen 2d schließt. Ein Raum zwischen dem Außenumfang des anderen Endes der Düsennadel 2e und dem Gehäuse 2a stellt eine Düsenkammer 2h bereit, in die der in den Druckspeicher 1 gefüllte und mit Hochdruck beaufschlagte Kraftstoff durch einen entsprechenden Durchgang der Hochdruckkraftstoffdurchgänge 16 gefördert werden kann.
Der Steuerungskolben 2g ist in der ersten Hohlkammer 2b derart bewegbar aufgenommen, dass sein eines Ende mit dem einen Ende der Düsennadel 2e verbunden ist; das stellt eine Steuerungskammer 2i zwischen dem anderen Ende des Steuerungskolbens 2g und dem anderen Ende der Hohlkammer 2b bereit.
In die Steuerungskammer 2i wird der in den Druckspeicher 1 gefüllte und mit Hochdruck beaufschlagte Kraftstoff zugeführt, während dessen Druck durch eine Öffnung bzw. Blende 2j herabgesetzt wird. Da der Druck von Kraftstoff in der Drucksteuerungskammer 2i als ein Gegendruck an dem anderen Ende des Steuerungskolbens 2g wirkt, ermöglicht die Steuerung des Drucks von Kraftstoff in der Drucksteuerungskammer 2i, den Steuerungskolben 2g zu dem Ventilsitzseitenende oder dem dazu entgegengesetzten anderen Ende hin zu bewegen. Es wird angemerkt, dass die Steuerungskammer 2i aus diesem Grund nachfolgend auch als „Gegendruckkammer“ bezeichnet wird.
Zudem besteht der Injektor 2 aus einem Kraftstoffablassdurchgang 2m, einer zweiten Hohlkammer 2n und einem Drucksteuerungsmechanismus 2o mit einem Solenoid oder einem Piezoaktor 2p, der mit der ECU 3 verbunden ist. In dem Ausführungsbeispiel wird ein Solenoid als der Aktor 2p verwendet. Das Solenoid 2p dient als ein Zwei-Wege-Solenoidventil.
Die zweite Hohlkammer 2n ist so in dem Gehäuse 2a ausgebildet, dass es an der oberen Seite der ersten Hohlkammer 2b angeordnet ist, die durch eine Trennwand 2q des Gehäuses 2a abgetrennt ist.
Der Kraftstoffablassdurchgang 2m ist durch die Trennwand 2q hindurch ausgebildet, um mit der Gegendruckkammer 2i und der zweiten Hohlkammer 2n in Verbindung zu stehen.
Der Drucksteuerungsmechanismus 2o ist in der zweiten Hohlkammer 2n angeordnet und wirkt, um den Kraftstoffablassdurchgang 2m zu schließen, wenn keine Antriebssignale von der ECU 3 zu dem Solenoid 2p zugeführt werden.
Der Drucksteuerungsmechanismus 2o dient dazu, den Kraftstoffablassdurchgang 2m zu öffnen, während ein Antriebssignal von der ECU 3 kontinuierlich zu dem Solenoid 2p zugeführt wird. Dies ermöglicht es dem Kraftstoff in der Gegendruckkammer 2i, von dieser über den Ablassdurchgang 2m abzufließen, um in die zweite Hohlkammer 2n zu strömen; das führt dazu, dass der Druck in der Gegendruckkammer 2i abnimmt.
Wenn der Druck von Kraftstoff in der Gegendruckkammer 2i auf oder unter einem bestimmten Druck fällt, der erforderlich ist, um die Düsennadel 2e auf den Ventilsitz 2c gesetzt zu halten, beginnen der Steuerungskolben 2g und die Düsennadel 2e damit, sich von dem Ventilsitz 2c in eine vorbestimmte Hubposition gegen die Vorspannkraft durch die Spiralfeder 2f abzuheben. Das führt dazu, dass die Kraftstoffsprühdüsen 2d geöffnet werden, so dass der mit Hochdruck beaufschlagte Kraftstoff, der zu der Düsenkammer 2h gefördert wird, durch die Kraftstoffsprühdüsen 2d gesprüht bzw. eingespritzt wird.
Demgegenüber, wenn die Zufuhr des Antriebssignals von der ECU 3 zu dem Solenoid 2p unterbrochen wird, dient der Drucksteuerungsmechanismus 2o dazu, den Kraftstoffablassdurchgang 2m so zu schließen, dass der Druck in der Gegendruckkammer 2i damit beginnt, anzusteigen. Wenn der Druck des Kraftstoffs in der Gegendruckkammer 2i auf oder über einen vorbestimmten Druck ansteigt, der erforderlich ist, um die Düsennadel 2e in der Hubposition zu halten, beginnen der Steuerungskolben 2g und die Düsennadel 2e damit, sich mit Hilfe der Vorspannkraft durch die Spiralfeder 2f nach unten zu dem Ventilsitz 2c hin zu bewegen. Dies führt dazu, dass die Düsennadel 2e auf dem Ventilsitz 2c des Injektors 2 so gestützt (gesetzt) wird, dass die Kraftstoffsprühdüsen 2d geschlossen werden, wodurch die Kraftstoffeinspritzung durch die Kraftstoffsprühdüsen 2d unterbrochen wird.
Das Kraftstoffeinspritzsystem 10 ist mit einem Injektorentlastungsrohr L1, einem gemeinsamen Entlastungsrohr L2 und einem Pumpenentlastungsrohr L3 ausgerüstet.
Das Injektorentlastungsrohr L1 ist derart angeordnet, dass sein einer Endabschnitt mit der zweiten Hohlkammer 2n eines jeden der Injektoren 2 in Verbindung steht. Das andere Ende des Injektorentlastungsrohrs L1 steht mit einem Ende des gemeinsamen Entlastungsrohrs L2 an einem Knotenpunkt P in Verbindung. Das andere Ende des gemeinsamen Entlastungsrohrs L2 ist in Verbindung mit dem Kraftstofftank 4 angeordnet.
Die Anordnung des Injektorentlastungsrohrs L1 und des gemeinsamen Entlastungsrohrs L2 ermöglicht es dem Kraftstoff, in die zweite Hohlkammer 2n zu strömen, um durch das Injektorentlastungsrohr L1 und das gemeinsame Entlastungsrohr L2 in den Kraftstofftank 4 geliefert zu werden.
Die Kraftstoffpumpe 5 besteht aus einer Förderpumpe 51, einer Hochdruckpumpe 52 und einem Regulierventil 53. 3 stellt schematisch einen inneren Aufbau der Kraftstoffpumpe 5 dar.
Die Förderpumpe 51 steht mit der Hochdruckpumpe 52 über einen Kraftstoffdurchgang 54 in Verbindung und dient dazu, eine gegebene Menge von in den Kraftstofftank 4 gefüllten Kraftstoffs heraufzupumpen und der Hochdruckpumpe 52 über den Kraftstoffdurchgang 54 zuzuführen.
Die Hochdruckpumpe 52 steht mit dem Kraftstoffdurchgang 54 in Verbindung und dient dazu, den von der Förderpumpe 51 geförderten Kraftstoff mit Druck zu beaufschlagen.
Das Regulierventil 53 dient dazu, die Menge von Kraftstoff einzustellen, die von der Förderpumpe 51 über den Kraftstoffdurchgang 54 gefördert wird.
Die Förderpumpe 51 ist bspw. als eine Trochoidpumpe gestaltet. Insbesondere wird die Förderpumpe 51 durch Drehen einer Nockenwelle drehend angetrieben, welche durch Drehen einer Kurbelwelle 12a der Dieselmaschine 12 gedreht wird, um dadurch eine vorbestimmte Menge von Kraftstoff von dem Kraftstofftank 4 anzusaugen und diesen über den Kraftstoffdurchgang zu der Hochdruckpumpe 52 zu fördern.
Die Hochdruckpumpe 52 besteht aus einem Kraftstoffeinlass, einem Kraftstoffauslass, einer Kraftstoffablassöffnung und einer Vielzahl von Tauchkolben. Der Kraftstoffeinlass der Hochdruckpumpe 52 steht mit dem Kraftstoffdurchgang 54 in Verbindung, und deren Kraftstoffauslass steht mit einem Ende eines Kraftstofflieferrohrs L4 in Verbindung, wobei dessen anderes Ende mit dem Druckspeicher 1 in Verbindung steht. Die Kraftstoffablassöffnung der Hochdruckpumpe 52 steht mit einem Ende des Pumpenentlastungsrohrs L3 in Verbindung, wobei dessen anderes Ende mit dem einen Ende des gemeinsamen Entlastungsrohrs L2 und mit dem anderen Ende des Injektorentlastungsrohrs L1 in Verbindung steht.
Die Hochdruckpumpe 52 wird durch Drehung der Nockenwelle der Dieselmaschine 12 drehend angetrieben, um die Drehung der Nockenwelle in eine Hin- und Herbewegung eines jeden Tauchkolbens umzuwandeln.
Genauer gesagt wird der durch die Förderpumpe 51 über den Kraftstoffdurchgang 54 von dem Kraftstofftank 4 gelieferte Kraftstoff durch die Hin- und Herbewegung eines jeden Tauchkolbens druckbeaufschlagt. Danach wird der druckbeaufschlagte Kraftstoff über das Kraftstofflieferrohr L4 an den Druckspeicher 1 geliefert.
Das Regulierventil 53 ist als ein Solenoidventil gestaltet und wird durch die ECU 3 gesteuert.
Das Regulierventil 53 besteht bspw. aus einem Kraftstoffkanal 53a, der einen Teil des Kraftstoffdurchgangs 54 bildet, und aus einem Ventilbauteil 53b, das einen zylindrischen Stab aufweist und angeordnet ist, um sich in einer Richtung zu bewegen, die orthogonal zu der Längsrichtung des Kraftstoffkanals 53a ist. Diese Bewegung des Ventilbauteils 53b stellt den Öffnungsbereich des Kraftstoffkanals 53a kontinuierlich ein.
Das Regulierventil 53 besteht zudem aus einer Wicklung 53c, die um ein Ende des Ventilbauteils 53b gewickelt ist. Ein Ende der Wicklung 53c ist mit der ECU 3 verbunden, und deren anderes Ende ist geerdet.
Die ECU 3 dient dazu, ein elektrisches Antriebssignal, wie zum Beispiel einen Impulsstrom, auf die Wicklung 53c aufzubringen, um kontinuierlich die Position des Ventilbauteils 53b in der zu der Längsrichtung des Kraftstoffkanals 53a orthogonalen Richtung zu verändern. Dies ermöglicht es den Öffnungsbereich des Kraftstoffkanals 53a (Kraftstoffdurchgang 54), kontinuierlich eingestellt zu werden.
Die ECU 3 dient bspw. in einem PWM (Pulsweitenmodulation)-Steuerungsmodus dazu, den Impulsstrom, dessen Pulsweite in einem gegebenen Arbeitszyklus mit konstanter Amplitude variiert wird, auf die Wicklung 53c aufzubringen, um dadurch das Durchschnittsniveau des auf die Wicklung 53c aufzubringenden Impulsstroms gleichmäßig zu verändern.
Dies ermöglicht es, die Position des Ventilbauteils 53a in der zu der Längsrichtung des Kraftstoffkanals 53a orthogonalen Richtung mit einer Veränderung des Durchschnittsniveaus des auf die Wicklung 53c aufzubringenden Impulsstroms kontinuierlich zu verändern, wodurch der Öffnungsbereich des Kraftstoffkanals 53a (Kraftstoffdurchgang 54) kontinuierlich eingestellt wird. Dies führt dazu, dass die Menge des Kraftstoffs in die Hochdruckpumpe 52 gesaugt wird, um dadurch den Liefergrad von Kraftstoff zu dem Druckspeicher 1 einzustellen.
Wenn ein einwärts gerichteter Kraftstoffaustritt von der Abflussöffnung der Hochdruckpumpe 52 abgegeben wird, wird der einwärts gerichtete Kraftstoffaustritt durch das Pumpenentlastungsrohr L3 und das gemeinsame Entlastungsrohr L2 geliefert, um einen Kraftstofftank 4 rückgeführt zu werden.
Mit Rückbezug auf 1 ist das Kraftstoffeinspritzsystem 10 mit einem Drucksensor 61 und einem Temperatursensor 62 ausgerüstet; diese Sensoren 61 und 62 sind typische Beispiele von Sensoren zum Messen von einen Zustand eines zu dem Druckspeicher 1 zu fördernden Kraftstoffs angebenden Parametern. Die Sensoren 61 und 62 werden zuvor im Druckspeicher 1 eingebaut.
Das Kraftstoffeinspritzsystem 10 ist zudem mit einem Maschinendrehzahlsensor 63, einem Beschleunigerpedalsensor (Drosselpositionssensor) 64, einem Kurbelwinkelsensor 65, einem Luftstrommesser 66 und anderen Sensoren 67 zum Messen von Parametern ausgerüstet, die die Betriebsbedingungen der Dieselmaschine 12 und die Antriebsbedingungen des Motorfahrzeugs angeben.
Der Drucksensor 61 ist mit der ECU 3 verbunden und dient dazu, den Druck des darin gefüllten Kraftstoffs kontinuierlich oder wiederholt zu messen. Der Drucksensor 61 dient zudem dazu, einen gemessenen Istwert des Drucks des in dem Druckspeicher 1 aufbewahrten Kraftstoffs an die ECU 3 zu schicken.
Da der Druckspeicher 1 als eine Common-Rail gestaltet ist, ist es zu bemerken, dass der Druck des Kraftstoffs, der durch den Drucksensor 61 gemessen und in dem Druckspeicher 1 aufbewahrt wird, nachfolgend als ein „Leitungsdruck“ bezeichnet wird.
Der Temperatursensor 62 dient dazu, die Temperatur in dem Druckspeicher 1 kontinuierlich oder wiederholt zu messen. Der Temperatursensor 62 dient zudem dazu, einen gemessenen Istwert der Temperatur in dem Druckspeicher 1 an die ECU 3 zu schicken.
Der Maschinendrehzahlsensor 63 dient dazu, die Anzahl von Drehungen der Kurbelwelle 12a der Dieselmaschine 12 angebende Daten in bspw. regelmäßigen Zeitabständen zu messen und die gemessenen Daten zu jedem Messzeitpunkt als die Maschinendrehzahl auszugeben.
Der Beschleunigerpedalsensor 64 dient dazu, eine tatsächliche Position oder einen Hub eines durch den Fahrer betätigbaren Beschleunigerpedals des Fahrzeugs zu messen und die gemessene tatsächliche Position oder den Hub des Beschleunigerpedals als Daten auszugeben, die ein angefordertes Drehmoment des Fahrers darstellen.
Der Kurbelwinkelsensor 65 dient dazu, einen Kurbelwinkel der Kurbelwelle 12a der Dieselmaschine 12 angebende Daten in bspw. regelmäßigen Zeitabständen zu messen und die gemessenen Daten zu jedem Messzeitpunkt an die ECU 3 auszugeben.
Der Luftstrommesser 66 dient dazu, die Strömung von Luft durch einen Einlasskrümmer der Dieselmaschine 12 kontinuierlich oder periodisch zu messen und den gemessenen Wert zu jedem Messzeitpunkt an die ECU 3 auszugeben.
Jeder von einigen der anderen Sensoren 67 dient dazu, einen Istwert eines entsprechenden, die Betriebsbedingung der Dieselmaschine 12 angebenden Parameters zu messen und den gemessenen Wert eines entsprechenden Parameters an die ECU 3 auszugeben.
Jeder der verbleibenden Sensoren 67 dient dazu, einen Istwert eines entsprechenden, die Antriebsbedingungen des Motorfahrzeugs angebenden Parameters zu messen und den gemessenen Wert eines entsprechenden Parameters an die ECU 3 auszugeben.
Die ECU 3 ist als ein herkömmlicher Mikrocomputer und dessen Peripheriegeräte gestaltet; dieser Mikrocomputer besteht aus einer CPU, einem ROM, einem RAM, einem wiederbeschreibbaren ROM und so weiter.
Die ECU 3 dient dazu:

durch die Sensoren 61 bis 67 gemessene Datenteile zu empfangen und von dort zu senden; und
eine Kraftstoffeinspritzsteuerungsaufgabe basierend auf wenigstens einigen von den empfangenen Stücken von Daten, die durch die Sensoren 61 bis 67 gemessen werden, auszuführen, um eine Zeitsteuerung eines Öffnens der Sprühdüsen 2d eines jeden Injektors 2 und die des Schließens von diesen dafür zu bestimmen.

Die ECU 3 dient zudem dazu, basierend auf wenigstens einigen von den empfangenen Datenteilen, die durch die Sensoren 61 bis 67 gemessen werden, eine Leitungsdrucksteuerungsaufgabe in Übereinstimmung mit einem PID (Proportional-Integral-Differenzial)-Regelungsalgorithmus (PID-Algorithmus) auszuführen.
Insbesondere dient die ECU 3 dazu, den Arbeitszyklus des auf die Wicklung 53c aufzubringenden Antriebsimpulsstroms so einzustellen, dass die Strömung des von der Hochdruckpumpe 52 zu dem Druckspeicher 1 zuzuführenden Kraftstoffs eingestellt wird, wodurch der von dem Drucksensor 61 geregelte Leitungsdruck an einen Solldruck angepasst wird.
Ein Kraftstoffeinspritzsteuerungsprogramm P1, das bspw. in dem wiederbeschreibbaren ROM der ECU 3 gespeichert ist, veranlasst die ECU 3 (dessen CPU) dazu, zu jedem gegebenen Zyklus die Kraftstoffeinspritzsteuerungsaufgabe während einem Laufen der Dieselmaschine 12 auszuführen; die Routine dieser Kraftstoffeinspritzsteuerungsaufgabe ist in 4 dargestellt.
Mit Bezug auf 4 bestimmt die ECU 3 in Schritt S10 eine geeignete Kraftstoffeinspritzzeit und eine geeignete Menge von Kraftstoffeinspritzung für jeden Zylinder 2 basierend auf den empfangenen Datenteilen, die durch die Sensoren 61 bis 67 gemessen werden, und basierend auf Abbildern M1.
Jedes Abbild M1 ist als eine Datentabelle und/oder ein Programm gestaltet und im Voraus bspw. in dem wiederbeschreibbaren ROM der ECU 3 gespeichert.
Eines der Abbilder M1 stellt bspw. eine Variable der Kraftstoffeinspritzzeit als eine Funktion einer Variablen der Position oder des Hubs des Beschleunigerpedals und der der Maschinendrehzahl NE dar. Ein weiteres der Abbilder M1 stellt Korrekturkoeffizienten für die Variable der Kraftstoffeinspritzzeit abhängig von wenigstens einem von den verbleibenden Datenteilen dar, die durch die Sensoren 61 bis 67 gemessen werden.
Ein Weiteres der Abbilder M1 stellt eine Variable der Kraftstoffeinspritzmenge als eine Funktion einer Variablen der Position oder des Hubs des Beschleunigerpedals und der der Maschinendrehzahl NE dar. Ein Weiteres der Abbilder M1 stellt Korrekturkoeffizienten für die Variable der Kraftstoffeinspritzmenge abhängig von wenigstens einem von den verbleibenden Datenteilen dar, die durch die Sensoren 61 bis 67 gemessen werden.
Die Einheiten der Funktionsdaten in der Form von Abbildern M1 wurden durch Simulation und/oder Versuche bestimmt.
In Schritt S10 bezieht sich die ECU 3 auf die Abbilder M1 basierend auf den empfangenen Datenteilen, die durch die Sensoren 61 bis 67 gemessen werden, um dadurch eine geeignete Kraftstoffeinspritzzeit und eine geeignete Menge einer Kraftstoffeinspritzung für jeden Zylinder 2 basierend auf dem Ergebnis der Bezugnahme zu bestimmen. In Schritt S10 speichert die ECU 3 die geeignete Kraftstoffeinspritzmenge für jeden Zylinder 2 als Solleinspritzmengendaten für diesen in bspw. dem RAM.
Als nächstes bestimmt die ECU 3 in Schritt S11 basierend auf der geeigneten Kraftstoffeinspritzzeit und der geeigneten Kraftstoffeinspritzmenge für jeden Zylinder 2 folgendes:

eine geeignete Zeit eines Öffnens der Sprühdüsen 2d für jeden Zylinder 2; und
eine geeignete Zeit des Schließens von diesen für diesen.

Beispielsweise jede von der geeigneten Zeit des Öffnens der Sprühdüsen 2d für jeden Zylinder 2 und der geeigneten Zeit des Schließens der Sprühdüsen 2d für diesen wird durch die ECU 3 als ein entsprechender Kurbelwinkel der Kurbelwelle 12a bestimmt.
Insbesondere dann, wenn die Drehposition der Kurbelwelle 12a einen Kurbelwinkel entsprechend der geeigneten Zeit des Öffnens der Sprühdüsen 2d für einen der Injektoren 2 erreicht, beginnt die ECU 3 in Schritt S12 damit, das Antriebssignal an den Drucksteuerungsmechanismus 2o für den einen der Injektoren 2 zuzuführen. In Schritt S12 führt die ECU 3 kontinuierlich das Antriebssignal an den Drucksteuerungsmechanismus 2o für den einen der Injektoren 2 zu, bis die Drehposition der Kurbelwelle 12a einen Kurbelwinkel entsprechend der geeigneten Zeit des Schließens der Sprühdüsen 2d für den einen der Injektoren 2 erreicht.
Ähnlich dazu veranlasst das Leitungsdrucksteuerungsprogramm P2, das bspw. in dem wiederbeschreibbaren ROM der ECU 3 gespeichert ist, die CPU dazu, die Leitungsdrucksteuerungsaufgabe dann auszuführen, wenn eine Unterbrechung bei jedem vorbestimmten Kurbelwinkel auftritt; die Routine dieser Leitungsdrucksteuerungsaufgabe ist in 5 dargestellt.
Mit Bezug auf 5 bestimmt die ECU 3 in Schritt S100 einen Solldruck von Kraftstoff in dem Druckspeicher 1 basierend auf: einer vorliegenden Drehzahl der Maschinendrehzahl NE, die durch den Maschinendrehzahlsensor 63 gemessen wird, einem vorliegenden Wert der Kraftstoffeinspritzmenge für jeden Injektor 2, die in dessen wiederbeschreibbarem ROM gespeichert ist, und auf einem Abbild M2.
Das Abbild M2 ist als eine Datentabelle und/oder ein Programm gestaltet und ist im Voraus in bspw. dem wiederbeschreibbaren ROM der ECU 3 gespeichert.
Das Abbild M2 stellt bspw. eine Variable des Sollleitungsdrucks als eine Funktion einer Variablen der Kraftstoffeinspritzmenge für jeden Zylinder 2 und der der Maschinendrehzahl NE dar. Die Funktionsdaten in der Form des Abbilds M2 wurden durch Simulation und/oder durch Versuche bestimmt.
In Schritt S100 liest die ECU 3 insbesondere den vorliegenden Wert der Kraftstoffeinspritzmenge für jeden Injektor 2 aus, der in dem wiederbeschreibbaren ROM gespeichert ist. Anschließend bezieht sich die ECU 3 auf das Abbild M2 unter Verwendung des vorliegenden Werts der Maschinendrehzahl NE, die durch den Maschinendrehzahlsensor 63 gemessen wird, und des ausgelesenen vorliegenden Werts der Kraftstoffeinspritzmenge für jeden Injektor 2 als Suchschlüssel, um dadurch einen Sollleitungsdruck basierend auf dem Ergebnis der Bezugnahme zu bestimmen.
Als nächstes fragt die ECU 3 in Schritt S101 einen durch den Drucksensor 61 in Schritt S101 gemessenen vorliegenden Leitungsdrucks ab und berechnet die Abweichung ΔP zwischen dem bestimmten Sollleitungsdruck und dem abgefragten vorliegenden Leitungsdruck in Schritt S102.
Die ECU 3 bestimmt in Schritt S103 eine Proportionaltermverstärkung MKP, eine Integraltermverstärkung MKI und eine Differenzialtermverstärkung MKD basierend auf: der Druckabweichung ΔP, die in Schritt S102 berechnet wird, dem vorliegenden Wert der Maschinendrehzahl NE und einem Abbild M3, das in bspw. dem wiederbeschreibbaren ROM gespeichert ist; diese Verstärkungen MKP, MKI und MKD stellen drei Parameter dar, die in dem PID-Algorithmus involviert sind.
Insbesondere eine Stellgröße MK für das Regulierventil 53, wie zum Beispiel das Durchschnittsniveau des auf dessen Wicklung 53c aufzubringenden Impulsstroms, wird im Wesentlichen durch die nachfolgende Gleichung [1] ausgedrückt: $MK = MKP \cdot Δ P + MKI \int Δ Pdt + MKD \frac{d Δ P}{dt}$
Der Proportionalterm trägt zu einer Veränderung der Stellgröße MK proportional zu der Druckabweichung ΔP bei, der Integralterm ist proportional zu einem aufgerechneten Versatz von Istwerten der Druckabweichung ΔP über die Zeit zum Zurücksetzen des aufgerechneten Versatzes (Abweichung im stabilen Zustand) über die Zeit auf Null, und der Differenzialterm ist proportional zu einem Zustand zwischen einem vorhergehenden Wert der Druckabweichung ΔP und dessen vorliegenden Wert zum Verbessern einer Ansprache der Stellgröße MK auf große Fluktuationen in der Druckabweichung ΔP.
Das Abbild M3 ist als eine Datentabelle und/oder ein Programm gestaltet und im Voraus in bspw. dem wiederbeschreibbaren ROM der ECU 3 gespeichert.
Das Abbild M3 stellt bspw. eine Variable einer jeden der Proportionaltermverstärkung MKP, der Integraltermverstärkung MKI und der Differenzialtermverstärkung MKD als eine Funktion einer Variablen der Druckabweichung ΔP und einer Variablen der Maschinendrehzahl NE dar. Die Funktionsdaten in der Form des Abbilds M3 wurden durch Simulationen und/oder durch Versuche bestimmt.
Insbesondere in Schritt S103 bezieht sich die ECU 3 auf das Abbild M3 unter Verwendung der Druckabweichung ΔP, die in Schritt S102 berechnet worden ist, und des vorliegenden Werts der Maschinendrehzahl NE, die durch den Maschinendrehzahlsensor 63 gemessen worden ist, als Suchschlüssel, um dadurch die Proportionaltermverstärkung MKP, die Integraltermverstärkung MKI und die Differenzialtermverstärkung MKD basierend auf dem Ergebnis der Bezugnahme zu bestimmen.
Nachfolgend bestimmt die ECU 3 in Schritt S104, ob der vorliegende Wert der Maschinendrehzahl NE gleich wie oder größer als eine vorbestimmte Drehzahl von bspw. 1000 U/min ist.
Wenn bestimmt wird, dass der vorliegende Wert der Maschinendrehzahl NE gleich wie oder größer als die vorbestimmte Drehzahl (die Bestimmung in Schritt S104 ist JA), geht die ECU 3 auf Schritt S105 über.
In den nächsten Schritten S105 und S106 korrigiert die ECU 3 die Proportionaltermverstärkung MKP, die Integraltermverstärkung MKI und die Differenzialtermverstärkung MKD basierend auf: einem vorliegenden Wert der Temperatur von Kraftstoff, der in den Druckspeicher 1 gefüllt und durch den Temperatursensor 62 gemessen wird; und dem vorliegenden Wert des Leitungsdrucks.
In Schritt S105 bestimmt die ECU 3 basierend auf dem gemessenen vorliegenden Wert der Temperatur von einem in den Druckspeicher 1 gefüllten Kraftstoff einen Proportionaltermtemperaturverstärkungskoeffizienten KPT, einen Integraltermtemperaturverstärkungskoeffizienten KIT und einen Differenzialtermtemperaturverstärkungskoeffizienten KDT. Zudem bestimmt die ECU 3 in Schritt S105 basierend auf dem gemessenen vorliegenden Wert des Leitungsdrucks einen Proportionaltermdruckverstärkungskoeffizienten KPP, einen Integraltermdruckverstärkungskoeffizienten KIP und einen Differenzialtermdruckverstärkungskoeffizienten KDP.
6 stellt schematisch eine Beziehung zwischen der Temperatur von in den Druckspeicher 1 gefüllten Kraftstoff und der Menge eines Kraftstoffaustritts in dem Kraftstoffeinspritzsystem 10 dar. Die in 6 dargestellte Menge eines Kraftstoffaustritts ist die Gesamtmenge eines dynamischen Kraftstoffaustritts, eines statischen Kraftstoffaustritts und eines internen Kraftstoffaustritts; dieser dynamische Kraftstoffaustritts und statische Kraftstoffaustritts tritt in jedem Injektor 2 auf, und der interne Kraftstoffaustritts tritt in der Kraftstoffpumpe 5 auf. Die in 6 dargestellte Beziehung wurde durch Simulationen und/oder durch Versuche gemessen.
In dem Ausführungsbeispiel bedeutet der dynamische Kraftstoffaustritt in einem Injektor 2 einen Kraftstoffaustritt, der von der Gegendruckkammer 2i zu dem Kraftstofftank 4 abgelassen werden soll, wenn das Solenoid 2p des Drucksteuerungsmechanismus 2o erregt ist.
In den Ausführungsbeispielen bedeutet der statische Kraftstoffaustritt in einem Injektor 2 einen Kraftstoff, der gewöhnlicherweise aus Berührungsbereichen zwischen der Düsennadel 2e und der Innenwand des Gehäuses 2a zu dem Kraftstofftank 4 austritt, wenn das Solenoid 2p des Drucksteuerungsmechanismus 2o nicht erregt ist.
In dem Ausführungsbeispiel bedeutet der interne Kraftstoffaustritt in der Kraftstoffpumpe 5 einen Kraftstoffaustritt aus dessen Innenseite.
6 zeigt, dass die Gesamtmenge des dynamischen Kraftstoffaustritts, des statischen Kraftstoffaustritts und des internen Kraftstoffaustritts proportional zu einer Erhöhung der Temperatur eines in den Druckspeicher 1 gefüllten Kraftstoffs zunimmt.
In dem Ausführungsbeispiel sind Abbilder M4 und M5 im Voraus bspw. in dem wiederbeschreibbaren ROM der ECU 3 gespeichert; diese Abbilder M4 und M5 sind jeweils als eine Datentabelle und/oder ein Programm gestaltet.
Das Abbild M4 stellt bspw. eine Variable eines jeden von dem Proportionaltermtemperaturverstärkungskoeffizienten KPT und dem Differenzialtermtemperaturverstärkungskoeffizienten KDT als eine Funktion der Temperatur von in dem Druckspeicher 1 gespeicherten Kraftstoff dar. Die Funktionsdaten in der Form des Abbilds M4 wurden durch Simulationen und/oder durch Versuche bestimmt.
Wie es in 7 dargestellt ist, stellt das Abbild M4 dar, dass jeder von dem Proportionaltermtemperaturverstärkungskoeffizienten KPT und dem Differenzialtermtemperaturverstärkungskoeffizienten KDT mit einem Sinken der Temperatur von in dem Druckspeicher 1 gespeicherten Kraftstoff abnimmt, wenn die Temperatur des in dem Druckspeicher 1 gespeicherten Kraftstoff gleich wie oder niedriger als eine vorbestimmte Temperatur T_B von bspw. 40°C ist.
Demgegenüber stellt das Abbild M4 dar, dass dann, wenn die Temperatur des in dem Druckspeicher 1 aufbewahrten Kraftstoff höher als die vorbestimmte Temperatur T_B ist, jeder von dem Proportionaltermtemperaturverstärkungskoeffizienten KPT und dem Differenzialtermtemperaturverstärkungskoeffizienten KDT auf einem konstanten Wert von „1“ gehalten wird. Dies verhindert eine Korrektur eines jeden von dem Proportionaltermtemperaturverstärkungskoeffizienten KPT und dem Differenzialtermtemperaturverstärkungskoeffizienten KDT, wenn die Temperatur von in dem Druckspeicher 1 aufbewahrten Kraftstoff höher als die vorbestimmte Temperatur T_B ist.
Insbesondere in Schritt S105 bezieht sich die ECU 3 auf das Abbild M4 unter Verwendung der vorliegenden Temperatur von in den Druckspeicher 1 gefüllten Kraftstoffs als Suchschlüssel. Basierend auf dem Ergebnis der Bezugnahme bestimmt die ECU 3 in Schritt S105 den Proportionaltermtemperaturverstärkungskoeffizienten KPT und den Differenzialtermtemperaturverstärkungskoeffizienten KDT entsprechend zu der vorliegenden Temperatur von in den Druckspeicher 1 gefüllten Kraftstoff.
Das Abbild M5 stellt bspw. eine Variable des Integraltermtemperaturverstärkungskoeffizienten KIT als eine Funktion der Temperatur von in dem Druckspeicher 1 aufbewahrten Kraftstoff dar. Die Funktionsdaten in der Form des Abbilds M5 wurden durch Simulationen und/oder durch Versuche bestimmt.
Wie es in 8 dargestellt ist, stellt das Abbild M5 dar, dass dann, wenn die Temperatur von in dem Druckspeicher 1 aufbewahrten Kraftstoff gleich wie oder niedriger als die vorbestimmte Temperatur T_B ist, der Integraltermtemperaturverstärkungskoeffizient KIT auf einem konstanten Wert von „1“ gehalten wird. Dies verhindert eine Korrektur des Integraltermtemperaturverstärkungskoeffizienten KIT dann, wenn die Temperatur des in dem Druckspeicher 1 aufbewahrten Kraftstoff gleich wie oder niedriger als die vorbestimmte Temperatur T_B ist.
Demgegenüber stellt das Abbild M5 dar, dass der Integraltermtemperaturverstärkungskoeffizient KIT mit einer Zunahme der Temperatur von in dem Druckspeicher 1 aufbewahrten Kraftstoff zunimmt, wenn die Temperatur des in dem Druckspeicher 1 aufbewahrten Kraftstoffs höher als die vorbestimmte Temperatur T_B ist.
Insbesondere in Schritt S105 bezieht sich die ECU 3 auf das Abbild M5 unter Verwendung der vorliegenden Temperatur von in den Druckspeicher 1 gefüllten Kraftstoffs als Suchschlüssel. Basierend auf dem Ergebnis der Bezugnahme bestimmt die ECU 3 in Schritt S105 den Integraltermtemperaturverstärkungskoeffizienten KIT entsprechend zu der vorliegenden Temperatur von in den Druckspeicher 1 gefüllten Kraftstoff.
9 stellt schematisch Kennlinien dar, die jeweils eine Beziehung zwischen dem Leitungsdruck und der Gesamtmenge des dynamischen Kraftstoffaustritts, des statischen Kraftstoffaustritts und des internen Kraftstoffaustritts dar; diese Kennlinien werden mit einer Veränderung der Temperatur des in den Druckspeicher 1 gefüllten Kraftstoffs variiert. Jeder von den Graphen (Beziehungen), die in 9 dargestellt sind, wurde durch Simulation und/oder durch Versuche gemessen.
Jede der Kennlinien zeigt, dass die Gesamtmenge des dynamischen Kraftstoffaustritts, des statischen Kraftstoffaustritts und des internen Kraftstoffaustritts proportional zu einer Zunahme des Leitungsdrucks zunimmt.
Ausführlicher gesagt hat dann, wenn der Leitungsdruck gleich wie oder niedriger als ein vorbestimmter Druck P_B von bspw. 80 MPa ist, die Gesamtmenge des dynamischen Kraftstoffaustritts, des statischen Kraftstoffaustritts und des internen Kraftstoffaustritts eine geringere Neigung dazu, sich mit dem Leitungsdruck zu verändern.
Demgegenüber, wenn der Leitungsdruck höher als der vorbestimmte Druck P_B von bspw. 80 MPa ist, nimmt die Gesamtmenge des dynamischen Kraftstoffaustritts, des statischen Kraftstoffaustritts und des internen Kraftstoffaustritts parabelförmig mit einer Zunahme des Leitungsdrucks zu.
In dem Ausführungsbeispiel ist ein Abbild M6 in bspw. dem wiederbeschreibbaren ROM der ECU 3 im Voraus gespeichert; das Abbild M6 ist als eine Datentabelle und/oder ein Programm gestaltet.
Das Abbild M6 stellt bspw. eine Variable von jedem von dem Proportionaltermdruckverstärkungskoeffizienten KPP, dem Integraltermdruckverstärkungskoeffizienten KIP und dem Differenzialtermdruckverstärkungskoeffizienten KDP als eine Funktion des Leitungsdrucks dar. Die Funktionsdaten in der Form des Abbilds M6 wurden durch Simulationen und/oder durch Versuche bestimmt.
Wie es in 10 dargestellt ist, stellt das Abbild M6 dar, dass jeder von dem Proportionaltermdruckverstärkungskoeffizienten KPP, dem Integraltermdruckverstärkungskoeffizienten KIP und dem Differenzialtermdruckverstärkungskoeffizienten KDP auf einem konstanten Wert von „1“ gehalten wird, wenn der Leitungsdruck gleich wie oder niedriger als der vorbestimmte Druck P_B ist. Dies verhindert eine Korrektur eines jeden von dem Proportionaltermdruckverstärkungskoeffizienten KPP, dem Integraltermdruckverstärkungskoeffizienten KIP und dem Differenzialtermdruckverstärkungskoeffizienten KDP dann, wenn der Leitungsdruck gleich wie oder niedriger als der vorbestimmte Druck P_B ist.
Demgegenüber stellt das Abbild M6 dar, dass jeder von dem Proportionaltermdruckverstärkungskoeffizienten KPP, dem Integraltermdruckverstärkungskoeffizienten KIP und dem Differenzialtermdruckverstärkungskoeffizienten KDP mit einer Zunahme des Leitungsdrucks parabelförmig zunimmt, wenn der Leitungsdruck höher als der vorbestimmte Druck P_B ist.
Insbesondere in Schritt S105 bezieht sich die ECU 3 auf das Abbild M6 unter Verwendung des vorliegenden Leitungsdrucks als Suchschlüssel. Basierend auf dem Ergebnis der Bezugnahme bestimmt die ECU 3 in Schritt S105 den Proportionaltermdruckverstärkungskoeffizienten KPP, den Integraltermdruckverstärkungskoeffizienten KIP und den Differenzialtermdruckverstärkungskoeffizienten KDP entsprechend dem vorliegenden Leitungsdruck.
Als nächstes berechnet die ECU 3 in Schritt S106:

eine definitive Proportionaltermverstärkung KP basierend auf der Proportionaltermverstärkung MKP, die in Schritt S103 bestimmt wird, dem Proportionaltermtemperaturverstärkungskoeffizienten KPT, der in Schritt S105 berechnet wird, und dem Proportionaltermdruckverstärkungskoeffizienten KPP, der in Schritt S105 berechnet wird, in Übereinstimmung mit der folgenden Gleichung „KP = MKP + KPT + KPP“;
eine definitive Integraltermverstärkung KI basierend auf der Integraltermverstärkung MKI, die in Schritt S103 bestimmt wird, dem Integraltermtemperaturverstärkungskoeffizienten KIT, der in Schritt S105 berechnet wird, und dem Integraltermdruckverstärkungskoeffizienten KIP, der in Schritt S105 berechnet wird, in Übereinstimmung mit der folgenden Gleichung „KI = MKI + KIT + KIP“; und
eine definitive Differenzialtermverstärkung KD basierend auf der Differenzialtermverstärkung MKD, die in Schritt S103 bestimmt wird, dem Differenzialtermtemperaturverstärkungskoeffizienten KDT, der in Schritt S105 berechnet wird, und dem Differenzialtermdruckverstärkungskoeffizienten KDP, der in Schritt S105 berechnet wird, in Übereinstimmung mit der folgenden Gleichung „KD = MKD + KDT + KDP“.

Nachfolgend berechnen die ECU 3 in Schritt S107:

einen Proportionalterm QFP basierend auf der definitiven Proportionalverstärkung KP und der Druckabweichung ΔP in Übereinstimmung mit der folgenden Gleichung „QFP = KP • ΔP“;
einen Integralterm QFI basierend auf der definitiven Integralverstärkung KI und der Druckabweichung ΔP in Übereinstimmung mit der folgenden Gleichung „QFI = KI ∫ ΔPdt • ΔP“; und
einen Differenzialterm QFD basierend auf der definitiven Differenzialverstärkung KD und der Druckabweichung ΔP in Übereinstimmung mit der folgenden Gleichung $'' QFD = KD \cdot \frac{d Δ P}{dt}'' .$

Anschließend berechnet die ECU 3 eine Sollmenge QFB von von der Hochdruckpumpe 52 zu lieferndem Kraftstoff in Übereinstimmung mit der folgenden Gleichung: $QFB = QFP + QFI + QFD$
Die Sollmenge QFB von von der Hochdruckpumpe 52 zu lieferndem Kraftstoff ist erforderlich, um den Leitungsdruck mit dem Sollleitungsdruck abzugleichen.
Als nächstes berechnet die ECU 3 in Schritt S108 basierend auf der Temperatur von in den Druckspeicher 1 gefüllten Kraftstoff und dem Leitungsdruck einen Volumenelastizitätskoeffizienten PCREF von Kraftstoff in Übereinstimmung mit einer vorbestimmten Kennwertformel als eine Funktion der Temperatur von in den Druckspeicher 1 gefüllten Kraftstoff und dem Leitungsdruck. Die Kennwertformel wird im Voraus in bspw. dem wiederbeschreibbaren ROM oder in dem Code des Leitungsdrucksteuerungsprogramms P2 gespeichert. Es wird bemerkt, dass der Volumenelastizitätskoeffizient PCREF von Kraftstoff mit einer Zunahme der Temperatur von in den Druckspeicher 1 gefüllten Kraftstoff und dem Leitungsdruck abnimmt.
Basierend auf der Zielmenge QFB von von der Hochdruckpumpe 52 zu lieferndem Kraftstoff, die in Schritt S107 berechnet wird, und dem Volumenelastizitätskoeffizienten PCREF, der in Schritt S108 berechnet wird, berechnet die ECU 3 eine definitive Sollmenge QPMP von von der Hochdruckpumpe 52 zu lieferndem Kraftstoff in Übereinstimmung mit der folgenden Gleichung in Schritt S109: $QPMP = QFB \times PCREF / KVOL,$
wobei KVOL die Summe der Volumenkapazität eines Kraftstoffdurchgangs zwischen der Hochdruckpumpe 52 und dem Druckspeicher 1 und dem des Druckspeichers 1 darstellt.
Als nächstes berechnet die ECU 3 in Schritt S110 basierend auf der definitiven Sollmenge QPMP von von der Hochdruckpumpe 52 zu lieferndem Kraftstoff und einem Abbild M7 ein Durchschnittsniveau des auf die Wicklung 53c des Regulierventils 53 aufzubringenden Impulsstroms. Das Durchschnittsniveau des Impulsstroms ist erforderlich, um die Hochdruckpumpe 52 zu veranlassen, die definitive Sollmenge QPMP von Kraftstoff abzugeben.
Das Abbild M7 ist als eine Datentabelle und/oder ein Programm gestaltet und im Voraus bspw. in dem wiederbeschreibbaren ROM der ECU 3 gespeichert.
Das Abbild M7 stellt bspw. eine Variable des Durchschnittsniveaus des auf das Regulierventil 53 aufzubringenden Impulsstroms als eine Funktion einer Variablen der definitiven Sollmenge QPMP von von der Hochdruckpumpe 52 zu förderndem Kraftstoff dar. Die Funktionsdaten in der Form des Abbilds M7 wurden durch Simulationen und/oder durch Versuche bestimmt.
Die ECU 3 bezieht sich insbesondere in Schritt S110 auf das Abbild M7 unter Verwendung der in Schritt S109 berechneten definitiven Sollmenge QPMP von Kraftstoff als Suchschlüssel, um dadurch das Durchschnittsniveau des auf das Regulierventil aufzubringenden Impulsstroms, der der definitiven Sollmenge QPMP von Kraftstoff entspricht, zu bestimmen.
Nachfolgend bestimmt die ECU 3 in Schritt S110 einen Arbeitszyklus mit einem Impulsstrom entsprechend zu dem berechneten Durchschnittsniveau von diesem, wodurch der Impulsstrom mit dem bestimmten Arbeitszyklus an das Regulierventil 53 ausgegeben wird. Nachdem der Betrieb in Schritt S110 abgeschlossen worden ist, beendet die ECU 3 die Routine dieser Leitungsdrucksteuerungsaufgabe.
Als ein Ergebnis wird der Impulsstrom mit dem Arbeitszyklus, der dem Durchschnittsniveau des Impulsstroms entspricht, welcher erforderlich ist, um die Hochdruckpumpe 52 dazu zu veranlassen, die definitive Sollmenge QPMP von Kraftstoff abzugeben, an die Wicklung 53c des Regulierventils 53 zugeführt. Dies verändert das Ventilbauteil 53a so, dass der Öffnungsbereich des Kraftstoffkanals 53a (Kraftstoffdurchgang 54) eingestellt wird, um es zu ermöglichen, die Menge eines in die Hochdruckpumpe 52 gesaugten Kraftstoffs zu regulieren. Die Menge des in die Hochdruckpumpe 52 zu saugenden Kraftstoffs, die durch das Regulierventil 53 reguliert wird, ermöglicht es, die Menge von von der Hochdruckpumpe 52 zu lieferndem Kraftstoff auf die definitive Sollmenge QPMP von Kraftstoff zu regulieren.
Die definitive Sollmenge QPMP von Kraftstoff, der von der Hochdruckpumpe 52 zu dem Druckspeicher 1 gefördert werden soll, macht es möglich, den Druck von in den Druckspeicher 1 gefüllten Kraftstoff auf den Sollleitungsdruck einzustellen.
Es wird bemerkt, dass 11 eine Beziehung zwischen der Maschinendrehzahl NE und der Gesamtmenge des dynamischen Kraftstoffaustritts, des statischen Kraftstoffaustritts und des internen Kraftstoffaustritts darstellt.
11 zeigt, dass der Veränderungsgrad in der Gesamtmenge des dynamischen Kraftstoffaustritts, des statischen Kraftstoffaustritts und des internen Kraftstoffaustritts groß wird, wenn die Maschinendrehzahl NE gleich wie oder niedriger als eine vorbestimmte Drehzahl von bspw. 1000 Umdrehungen ist. Das bedeutet, dass die Gesamtmenge des dynamischen Kraftstoffaustritts, des statischen Kraftstoffaustritts und des internen Kraftstoffaustritts vorherrschend abhängig von der Maschinendrehzahl NE ist, wenn die Maschinendrehzahl NE gleich wie oder niedriger als die vorbestimmte Drehzahl ist.
Insbesondere dann, wenn es bestimmt ist, dass der vorliegende Wert der Maschinendrehzahl NE niedriger als die vorbestimmte Drehzahl ist (die Bestimmung in Schritt S104 ist NEIN), geht die ECU 3 auf Schritt S111 über.
In Schritt S111 überspringt die ECU 3 Korrekturvorgänge in den Schritten S105 und S106, um die Proportionaltermverstärkung MKP, die Integraltermverstärkung MKI und die Differenzialtermverstärkung MKD als die definitive Proportionaltermverstärkung KP, die definitive Integraltermverstärkung KI bzw. die definitive Differenzialtermverstärkung KD zu bestimmen.
Wie es vorhergehend beschrieben ist, ist das Kraftstoffeinspritzsystem 10 gestaltet, um eine Verstärkung, wie zum Beispiel die definitive Proportionaltermverstärkung KP, die definitive Integraltermverstärkung KI und die definitive Differenzialtermverstärkung KD der Regelungsschleife mit einer Zunahme der Temperatur und des Drucks von in den Druckspeicher 1 zu ladenden Kraftstoff zu erhöhen. Die Regelungsschleife zielt auf ein Einstellen des von dem Drucksensor 61 rückgemeldeten Leitungsdrucks ab, so dass der eingestellte Leitungsdruck mit dem Sollleitungsdruck übereinstimmt.
Die Gesamtmenge des dynamischen Kraftstoffaustritts, des statischen Kraftstoffaustritts und des internen Kraftstoffaustritts in dem Kraftstoffeinspritzsystem 10 nimmt proportional zu einer Zunahme der Temperatur oder des Drucks von in den Druckspeicher 1 gefüllten Kraftstoff zu (siehe 6 und 9). Demgegenüber nimmt die Gesamtmenge der dynamischen Kraftstoffaustritt, der statischen Kraftstoffaustritt und der internen Kraftstoffaustritt in dem Kraftstoffeinspritzsystem 10 proportional zu einer Abnahme der Temperatur oder des Drucks eines in den Druckspeicher 1 gefüllten Kraftstoffs ab (siehe 6 und 9).
Aus diesem Grund ist es auch dann, wenn sich die Gesamtmenge des dynamischen Kraftstoffaustritts, des statischen Kraftstoffaustritts und des internen Kraftstoffaustritts in dem Kraftstoffeinspritzsystem 10 mit einer Veränderung der Temperatur oder des Drucks von in den Druckspeicher 1 gefüllten Kraftstoff verändert, möglich, den Veränderungsgrad des Drucks des in den Druckspeicher 1 gefüllten Kraftstoffs konstant zu halten.
Dies verhindert oder verringert das Auftreten des Überschwingens des Drucks eines in den Druckspeicher 1 gefüllten Kraftstoffs und die Verringerung der Steuerbarkeit dessen Drucks in der Regelungsschleife.
Wie es vorhergehend ausgeführt worden ist, nimmt die Gesamtmenge des dynamischen Kraftstoffaustritts, des statischen Kraftstoffaustritts und des internen Kraftstoffaustritts mit einer Zunahme des Leitungsdrucks parabelförmig zu.
Somit ist das Kraftstoffeinspritzsystem 10 gestaltet, um jeden von dem Proportionaltermdruckverstärkungskoeffizienten KPP, dem Integraltermdruckverstärkungskoeffizienten KIP und dem Differenzialtermdruckverstärkungskoeffizienten KDP mit einer Zunahme des Leitungsdrucks zu erhöhen.
Das Kraftstoffeinspritzsystem 10 ist insbesondere gestaltet, um jeden von den Verstärkungskoeffizienten KPP, KIP und KDP mit einer Zunahme des Leitungsdrucks zu erhöhen, wodurch mit der parabelförmigen Zunahme der Gesamtmenge des dynamischen, des statischen und des internen Kraftstoffaustritts der Zunahmekurve eines jeden von den Verstärkungskoeffizienten KPP, KIP und KDP im Wesentlichen entsprochen wird.
Dies erhöht die Genauigkeit des Konstanthaltens des Veränderungsgrads des Drucks eines in den Druckspeicher 1 gefüllten Kraftstoffs. Dies macht es möglich, das Auftreten des Drucküberschwingens und den Abfall der Steuerbarkeit des Drucks des in dem Druckspeicher 1 aufbewahrten Kraftstoffs in der Regelungsschleife verlässlicher zu verringern oder zu verhindern.
Wie es vorhergehend ausgeführt worden ist, nimmt die Gesamtmenge des dynamischen, des statischen und des internen Kraftaustritts linear mit einer linearen Abnahme der Temperatur des in den Druckspeicher 1 gefüllten Kraftstoffs ab.
Somit ist das Kraftstoffeinspritzsystem 10 gestaltet, um den Proportionaltermtemperaturverstärkungskoeffizienten KPP mit einer linearen Verringerung des Leitungsdrucks linear zu verringern, wenn die Temperatur des in dem Druckspeicher 1 aufbewahrten Kraftstoffs gleich wie oder niedriger als die vorbestimmte Temperatur T_B ist. Dies verringert den Veränderungsgrad des Leitungsdrucks dann, wenn die Temperatur von in dem Druckspeicher 1 aufbewahrten Kraftstoff gleich wie oder niedriger als die vorbestimmte Temperatur T_B ist. Somit ist es möglich, das Auftreten des Drucküberschwingens verlässlicher zu verringern oder zu verhindern.
Zudem nimmt die Gesamtmenge des dynamischen, des statischen und des internen Kraftstoffaustritts linear mit einer linearen Zunahme in der Temperatur des in den Druckspeicher 1 gefüllten Kraftstoffs zu.
Somit ist das Kraftstoffeinspritzsystem 10 gestaltet, um den Integraltermtemperaturverstärkungskoeffizienten KIP mit einer linearen Zunahme in dem Leitungsdruck linear zu erhöhen, wenn die Temperatur eines in dem Druckspeicher 1 aufgenommenen Kraftstoffs höher als die vorbestimmte Temperatur T_B ist. Dies verringert eine aufgerechnete Verschiebung (Abweichung im stabilen Zustand) zwischen dem gemessenen Leitungsdruck und dem Sollleitungsdruck dann, wenn die Temperatur von in dem Druckspeicher 1 aufbewahrten Kraftstoff höher als die vorbestimmte Temperatur T_B ist. Somit ist es möglich, den Leitungsdruck auf eine geeignetere Weise mit dem Sollleitungsdruck abzugleichen.
In dem Ausführungsbeispiel ist das Regulierventil 53 gestaltet, um den Öffnungsbereich des Kraftstoffdurchgangs 54 basierend auf dem Druckschnittsniveau des darauf aufzubringenden Impulsstroms kontinuierlich einzustellen. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diesen Aufbau begrenzt.
Insbesondere kann das Regulierventil 53 gestaltet sein, um den Kraftstoffdurchgang 54 zwischen der Förderpumpe 51 und der Hochdruckpumpe 52 zu öffnen oder zu schließen. Bei dem Aufbau des modifizierten Regulierventils dient das modifizierte Regulierventil während einem Kraftstoffansaugvorgang der Hochdruckpumpe 52 dazu, den Kraftstoffdurchgang 54 unter der Steuerung der ECU 3 zu öffnen. Dies ermöglicht es der Hochdruckpumpe 52, damit zu beginnen, den von der Förderpumpe 51 geförderten Kraftstoff über den Kraftstoffdurchgang 54 anzusaugen.
Nachdem eine vorbestimmte Zeitspanne seit dem Beginn des Kraftstoffansaugens während dem Kraftstoffansaugvorgang der Hochdruckpumpe 52 verstrichen ist, dient das modifizierte Regulierventil dazu, den Kraftstoffdurchgang 54 unter der Steuerung der ECU 3 zu schließen, um dadurch den Kraftstoffansaugvorgang zu beenden. Während eines Kraftstoffdruckbeaufschlagungs- und -fördervorgang dient die Hochdruckpumpe 52 dazu, den gesamten in die Hochdruckpumpe 52 während dem Kraftstoffansaugvorgang gesaugten Kraftstoff mit Druck zu beaufschlagen und danach den mit Hochdruck beaufschlagten Kraftstoff zu dem Druckspeicher 1 zu fördern.
Bei dieser Modifikation stellt die ECU 3 insbesondere den Arbeitszyklus des auf das modifizierte Regulierventil aufzubringenden Impulsstroms so ein, dass die Dauer des Öffnens des Kraftstoffdurchgangs 54 durch das modifizierte Regulierventil verändert wird.
In dem Ausführungsbeispiel werden die Temperatur und der Druck des in den Druckspeicher 1 zu füllenden Kraftstoffs als typische Beispiele der Parameter verwendet, die den Zustand des Kraftstoffs angeben, der in den Druckspeicher 1 zu fördern ist, aber die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Verwendung begrenzt.
Alternativen der Parameter, die den Zustand des in den Druckspeicher 1 zu fördernden Kraftstoffs angeben, können insbesondere anstelle oder zusätzlich zu der Temperatur und dem Druck des in den Druckspeicher 1 zu füllenden Kraftstoffs verwendet werden; diese Alternativen werden mit einer Veränderung der Menge des Kraftstoffs verändert, der von jedem Injektor 2 und/oder der Kraftstoffpumpe 5 austritt.
Während beschrieben wurde, was derzeit als das Ausführungsbeispiel und die Abwandlung der vorliegenden Erfindung betrachtet werden, ist es verstanden, dass verschiedene Abwandlungen gemacht werden können, die noch nicht beschrieben sind, und es ist beabsichtigt, in den beigefügten Ansprüchen all diese Abwandlungen zu umfassen, die unter den Umfang der Erfindung fallen.

Claims

Kraftstoffeinspritzsystem mit: einem Injektor (2), der einen in einen Druckspeicher (1) gefüllten Kraftstoff einspritzt; einer Kraftstofffördervorrichtung (5), die Kraftstoff ansaugt, druckbeaufschlagt und zu dem Druckspeicher (1) fördert, wobei ein Druck des von der Kraftstofffördervorrichtung (5) zu fördernden Kraftstoffs von einer Menge von Kraftstoff abhängt, der von wenigstens einem von dem Injektor (2) und der Kraftstofffördervorrichtung (5) austritt; einem Drucksensor (61), der einen Druck des in den Druckspeicher (1) gefüllten Kraftstoffs misst; und einer Druckreguliereinrichtung (3), die eine Stellgröße der Kraftstofffördervorrichtung (5) unter Verwendung einer Regelungsschleife reguliert, um dadurch den Druck des in den Druckspeicher (1) gefüllten Kraftstoffs, der durch den Drucksensor (61) gemessen und von diesem mittels der Regelungsschleife rückgemeldet wird, an einen Solldruck anzugleichen, wobei die Stellgröße von einer Menge des von der Kraftstofffördervorrichtung (5) zu fördernden Kraftstoffs abhängt, wobei die Druckreguliereinrichtung (3) wirkt, um eine Verstärkung der Regelungsschleife mit einer Zunahme des Drucks des von der Kraftstofffördervorrichtung (5) zu fördernden Kraftstoffs zu erhöhen.
Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 1, wobei die Druckreguliereinrichtung (3) wirkt, um: eine Druckabweichung zwischen dem von dem Drucksensor (61) rückgemeldeten gemessenen Druck des in den Druckspeicher (1) gefüllten Kraftstoffs und dem Solldruck wiederholt zu berechnen; und die Stellgröße der Kraftstofffördervorrichtung (5) basierend auf einem ersten, zu der berechneten Druckabweichung proportionalen Term der Regelungsschleife und einem zweiten, zu einer Akkumulierung der Druckabweichung proportionalen Term der Regelungsschleife zu bestimmen.
Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 2, wobei die Druckreguliereinrichtung (3) wirkt um: den ersten Term und den zweiten Term der Regelungsschleife mit einer Zunahme des Drucks des in den Druckspeicher (1) gefüllten Kraftstoffs zu erhöhen.
Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 3, wobei die Druckreguliereinrichtung (3) wirkt, um den ersten Term und den zweiten Term der Regelungsschleife mit einer Zunahme des Drucks des in den Druckspeicher (1) gefüllten Kraftstoffs parabelförmig zu erhöhen.
Kraftstoffeinspritzsystem nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die Druckreguliereinrichtung (3) wirkt um: den ersten Term und den zweiten Term der Regelungsschleife mit einer Erhöhung einer Temperatur des in den Druckspeicher (1) gefüllten Kraftstoffs zu erhöhen.
Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 5, wobei die Druckreguliereinrichtung (3) wirkt, um: den ersten Term der Regelungsschleife mit einer Verringerung der Temperatur des in den Druckspeicher (1) gefüllten Kraftstoffs dann zu verringern, wenn die Temperatur des in den Druckspeicher (1) gefüllten Kraftstoffs gleich zu oder niedriger als eine vorbestimmte Temperatur ist; und den ersten Term der Regelungsschleife dann konstant zu halten, wenn die Temperatur des in den Druckspeicher (1) gefüllten Kraftstoffs höher als die vorbestimmte Temperatur ist.
Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Druckreguliereinrichtung (3) wirkt, um: den zweiten Term der Regelungsschleife dann konstant zu halten, wenn die Temperatur des in den Druckspeicher (1) gefüllten Kraftstoffs gleich zu oder niedriger als die vorbestimmte Temperatur ist; und den zweiten Term der Regelungsschleife mit einer Zunahme der Temperatur des in den Druckspeicher (1) gefüllten Kraftstoffs dann zu erhöhen, wenn die Temperatur des in den Druckspeicher (1) gefüllten Kraftstoffs höher als die vorbestimmte Temperatur ist.
Kraftstoffeinspritzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Injektor (2) den in den Druckspeicher (1) gefüllten Kraftstoff in eine Brennkraftmaschine einspritzt, wobei die Menge des von wenigstens einem von dem Injektor (2) und der Kraftstofffördervorrichtung (5) austretenden Kraftstoffs mit einer Variierung einer Drehzahl der Brennkraftmaschine variiert, wobei die Kraftstofffördervorrichtung (5) durch die Brennkraftmaschine angetrieben ist, um dadurch den Kraftstoffansaug-, - druckbeaufschlagungs- und -fördervorgang auszuführen, und wobei die Druckreguliereinrichtung (3) wirkt, um die Verstärkung der Regelungsschleife ungeachtet der Zunahme des Drucks des von der Kraftstofffördervorrichtung (5) zu fördernden Kraftstoffs dann beizubehalten, wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine gleich zu oder niedriger als eine vorbestimmte Drehzahl ist.
Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 2, wobei die Druckreguliereinrichtung (3) wirkt, um: die Stellgröße der Kraftstofffördervorrichtung (5) zusätzlich zu dem ersten Term und dem zweiten Term der Regelungsschleife basierend auf einem dritten Term der Regelungsschleife zu bestimmen, der proportional zu einem Unterschied zwischen einem vorliegenden Wert der berechneten Druckabweichung und einem vorherigen Wert von dieser ist.
Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 9, wobei die Druckreguliereinrichtung (3) wirkt, um: den ersten Term, den zweiten Term und den dritten Term der Regelungsschleife mit einer Zunahme des Drucks des in den Druckspeicher (1) gefüllten Kraftstoffs zu erhöhen.
Kraftstoffeinspritzsystem nach einem der Ansprüche 9 und 10, wobei die Druckreguliereinrichtung (3) wirkt, um: den ersten Term, den zweiten Term und den dritten Term der Regelungsschleife mit einer Zunahme der Temperatur des in den Druckspeicher (1) gefüllten Kraftstoffs zu erhöhen.
Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 11, wobei die Druckreguliereinrichtung (3) wirkt, um: den dritten Term der Regelungsschleife mit einer Verringerung der Temperatur des in den Druckspeicher (1) gefüllten Kraftstoffs dann zu verringern, wenn die Temperatur des in den Druckspeicher (1) gefüllten Kraftstoffs gleich zu oder niedriger als eine vorbestimmte Temperatur ist; und den dritten Term der Regelungsschleife dann konstant zu halten, wenn die Temperatur des in den Druckspeicher (1) gefüllten Kraftstoffs höher als die vorbestimmte Temperatur ist.
Kraftstoffeinspritzsystem nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei der Injektor (2) den in den Druckspeicher (1) gefüllten Kraftstoff in eine Brennkraftmaschine einspritzt, wobei die Menge des Kraftstoffs, der von wenigstens einem von dem Injektor (2) und der Kraftstofffördervorrichtung (5) austritt, mit einer Variierung einer Drehzahl der Brennkraftmaschine variiert, wobei die Kraftstofffördervorrichtung (5) durch die Brennkraftmaschine angetrieben wird, um dadurch den Kraftstoffansaug-, -druckbeaufschlagungs- und -fördervorgang auszuführen, und wobei die Druckreguliereinrichtung (3) wirkt, um die Verstärkung der Regelungsschleife ungeachtet der Zunahme des Drucks des von der Kraftstofffördervorrichtung (5) zu fördernden Kraftstoffs dann beizubehalten, wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine gleich zu oder niedriger als eine vorbestimmte Drehzahl ist.