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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffzufuhrvorrichtung,
welche eine Hochdruckpumpe und ein Steuereinrichtung zur Steuerung
der Hochdruckpumpe aufweist.
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Eine
Hochdruckpumpe hat einen Kolben und eine Druckkammer, und der Kolben
ist derart hin und her bewegbar, dass der Kolben Kraftstoff komprimiert und
pumpt, der durch die Druckkammer gesaugt wird. Bei dem Vorangehenden
wird in der Druckkammer komprimierter Kraftstoff auf der Grundlage
eines Ventilschließzeitpunkts eines Einlassventils gemessen.
Mit anderen Worten, Kraftstoff in der Druckkammer wird zu einer
Quelle zurückgeführt, von welcher Kraftstoff gesaugt
wird, während das Einlassventil geöffnet ist,
nachdem der Kolben angefangen hat, sich von einem unteren Totpunkt
nach oben zu bewegen. Wenn das Einlassventil geschlossen ist, wird Kraftstoff
in der Druckkammer komprimiert.
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Das
Einlassventil ist mit einer Nadel kontaktierbar, die an einem bewegbaren
Kern durch Schweißen fixiert ist. Auf diese Weise bewegen
sich der bewegbare Kern und die Nadel einteilig und bilden eine
bewegbare Einheit. Wenn eine Spule nicht mit Energie versorgt wird
und dadurch keine magnetische Anziehungskraft gebildet wird, wird
die bewegbare Einheit durch eine Vorspannkraft einer Feder in Richtung
des Einlassventils oder in Richtung einer Öffnungsposition
bzw. -stellung gezwungen. Als eine Folge wird das Öffnungsventil
geöffnet.
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Um
das Einlassventil zu schließen, das wie zuvor geöffnet
wurde, wird eine Energiezufuhr vorgenommen, um die bewegbare Einheit
in Richtung einer Schließposition bzw. -stellung anzuziehen,
oder um die bewegbare Einheit in einer Richtung weg von dem Einlassventil
zu bewegen. Aufgrund des Vorangehenden wird das Einlassventil, wenn
die bewegbare Einheit an die Schließposition versetzt wird,
aufgrund einer Feder des Einlassventils und aufgrund eines Drucks
von Kraftstoff in der Druckkammer geschlossen, die sich stromabwärts
des Einlassventils befindet (vgl. beispielsweise
JP-A-H9-151768 ).
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Bei
dem Stand der Technik kann jedoch, wenn die bewegbare Einheit in
Richtung der Schließposition versetzt wird, aufgrund eines
Zusammenstoßes der bewegbaren Einheit mit einem anderen
Element Störung erzeugt werden. Manchmal kann die Störung
so groß sein, dass die Störung für einen
Fahrer unvorteilhaft wahrnehmbar sein kann.
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Die
vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der vorangehenden Nachteile
gemacht. Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kraftstoffzufuhrvorrichtung
bereitzustellen, welche in der Lage ist, Störung zu reduzieren,
welche erzeugt wird, während eine bewegbare Einheit in
Richtung einer Schließposition versetzt wird.
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Zur
Erzielung der Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist eine an einem
Fahrzeug montierte Kraftstoffzufuhrvorrichtung bereitgestellt, wobei
die Vorrichtung einen Empfänger, eine Kraftstoffpassage,
ein Ventilelement, eine Druckkammer, eine Ausstoßeinheit,
eine bewegbare Einheit, eine Spule, einen Schaltungsabschnitt und
einen Ansteuersteuerabschnitt umfasst. Der Empfänger empfängt
von außen Kraftstoff. Die Kraftstoffpassage ist mit dem Empfänger
verbunden. Das Ventilelement steht in der Kraftstoffpassage bereit.
Die Druckkammer befindet sich stromabwärts der Kraftstoffpassage
und die Druckkammer empfängt Kraftstoff und komprimiert Kraftstoff
in der Druckkammer. Die Ausstoßeinheit stößt
Kraftstoff aus, der in der Druckkammer komprimiert ist. Die bewegbare
Einheit ist mit dem Ventilelement kontaktierbar, und die bewegbare
Einheit ist zwischen einer Schließposition und einer Öffnungsposition
versetzbar. Die Spule erzeugt eine magnetische Anziehungskraft,
welche die bewegbare Einheit anzieht. Der Ansteuerschaltungsabschnitt
ist dahingehend ausgestaltet, dass er der Spule mit einem elektrischen
Ansteuerstrom derart Energie zuführt, dass die Spule die
magnetische Anziehungskraft erzeugt. Der Ansteuerschaltungsabschnitt
führt der Spule mit dem elektrischen Ansteuerstrom mit
einem ersten Wert derart Energie zu, dass die bewegbare Einheit
von der Öffnungsposition zu der Schließposition
versetzt wird. Der Ansteuerschaltungsabschnitt führt der
Spule mit dem elektrischen Ansteuerstrom mit einem zweiten Wert,
der kleiner als der erste Wert ist, derart Energie zu, dass die
bewegbare Einheit an der Schließposition gehalten wird.
Der Ansteuersteuerabschnitt ist derart ausgestaltet, dass er den
Ansteuerschaltungsabschnitt steuert, den elektrischen Ansteuerstrom
von dem ersten Wert auf den zweiten Wert zu ändern, um
die bewegbare Einheit in Richtung der Schließposition zu
versetzen, während die bewegbare Einheit auf der Grundlage
einer Energiezufuhr zu der Spule mit dem elektrischen Ansteuerstrom
mit dem ersten Wert in Richtung der Schließposition versetzt
wird.
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Die
Erfindung wird zusammen mit ihren zusätzlichen Aufgaben,
Merkmalen und Vorteilen am besten aus der folgenden Beschreibung,
den beigefügten Ansprüchen und den beigefügten
Zeichnungen verstanden. Es zeigen:
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1 ein
erläuterndes Schaubild einer allgemeinen Konfiguration,
welche eine Kraftstoffzufuhrvorrichtung gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst;
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2 eine
schematische Querschnittsansicht, welche eine Konfiguration einer
Hochdruckpumpe der Kraftstoffzufuhrvorrichtung gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
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3 ein
Blockschaltbild der Kraftstoffzufuhrvorrichtung gemäß dem
ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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4 ein
erläuterndes Schaubild eines Betriebs der Hochdruckpumpe
der Kraftstoffzufuhrvorrichtung gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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5 ein
erläuterndes Schaubild eines Betriebs einer Kraftstoffzufuhrvorrichtung
eines vergleichenden Beispiels;
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6 ein
erläuterndes Schaubild eines Betriebs der Kraftstoffzufuhrvorrichtung
gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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7 ein
erläuterndes Schaubild, welches eine Beziehung zwischen
einer Energiezufuhrzeitdauer und einer Schwingungsamplitude zeigt;
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8 ein
erläuterndes Schaubild, welches eine Lernsteuerung des
ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung
zeigt;
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9 ein
Flussdiagramm, welches eine Lernsteuerung des ersten Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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10 ein
Flussdiagramm, welches einen Lernbedingungsbestimmungsbetrieb des
ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung
zeigt;
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11A ein erläuterndes Schaubild, welches
eine Beziehung zwischen einer Pumpendrehzahl und einer Ventilschließkraft
zeigt;
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11B ein erläuterndes Schaubild, welches
eine Beziehung zwischen einer Maschinendrehzahl und einer Schwingungsamplitude
zeigt;
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12A ein erläuterndes Schaubild, welches
ein Verhalten eines Nockenhubs und einer Nockendrehzahl zeigt;
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12B ein erläuterndes Schaubild, welches
eine Beziehung zwischen einem Maschinenlastverhältnis und
einer Schwingungsamplitude zeigt;
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13A ein erläuterndes Schaubild, welches
eine Lernsteuerung für jeden von Betriebsbereichen zeigt;
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13B ein anderes erläuterndes, Schaubild,
welches eine Lernsteuerung für jeden von Betriebsbereichen
zeigt;
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14A noch ein weiteres erläuterndes Schaubild,
welches eine Lernsteuerung für jeden der Betriebsbereiche
zeigt;
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14B noch ein weiteres erläuterndes Schaubild,
welches eine Lernsteuerung für jeden der Betriebsbereiche
zeigt;
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15 ein
Flussdiagramm, welches eine Modifikation des Lernbedingungsbestimmungsbetriebs
des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung
zeigt;
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16 ein
erläuterndes Schaubild, welches eine Lernsteuerung gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
zeigt;
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17 ein
erläuterndes Schaubild, welches eine Lernsteuerung gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
zeigt;
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18A ein Blockschaltbild einer Kraftstoffzufuhrvorrichtung
gemäß dem anderen Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung; und
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18B ein weiteres Blockschaltbild einer Kraftstoffzufuhrvorrichtung
gemäß dem anderen Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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(Erstes Ausführungsbeispiel)
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1 zeigt
eine allgemeine Konfiguration, welche eine Kraftstoffzufuhrvorrichtung 100 gemäß dem
ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst.
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Die
Kraftstoffzufuhrvorrichtung 100 des vorliegenden Ausführungsbeispiels
umfasst eine Hochdruckpumpe 10, eine elektronische Steuervorrichtung
(ECU) 101, und einen Kraftstoffdrucksensor 102.
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Die
Hochdruckpumpe 10 umfasst eine Kolbeneinheit 30,
eine Messventileinheit 50 und eine Ausstoßventileinheit 70.
Die Hochdruckpumpe 10 komprimiert Kraftstoff, welcher durch
eine Niederdruckpumpe 201 von einem Kraftstofftank 200 gepumpt
wird, und die Hochdruckpumpe 10 stößt
den komprimierten Kraftstoff an eine Kraftstoffleitung 400 aus.
Die Hochdruckpumpe 10 definiert darin eine Druckkammer 14,
in welcher Kraftstoff komprimiert wird bzw. ist. Genauer wird, wenn
sich eine Nockenwelle 300 mit einem Nocken 301 dreht,
ein Kolben 31 entlang eines Nockenprofils des Nockens 301 hin und
her versetzt. Als Folge davon wird ein Volumen der Druckkammer 14 geändert.
Kraftstoff wird durch die Ausstoßventileinheit 70 gemäß von
Druck von Kraftstoff in der Druckkammer 14 an die Kraftstoffleitung 400 ausgestoßen.
Die Kraftstoffleitung 400 ist mit mehreren Einspritzeinrichtungen 401 verbunden. Jede
der Einspritzeinrichtungen 401 spritzt Kraftstoff in eine
Verbrennungskammer 501 ein, die in einem Zylinder 500 einer
Maschine definiert ist.
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Die
Messventileinheit 50 stellt eine Menge von Kraftstoff in
der Druckkammer 14 ein, und die ECU 101 steuert
eine Energiezufuhr zu der Messventileinheit 50. Da die
ECU 101 mit dem Kraftstoffdrucksensor 102 verbunden
ist, welcher für die Kraftstoffleitung 400 bereitgestellt
ist, steuert die ECU 101 die Energiezufuhr zu der Messventileinheit 50 auf
der Grundlage von Kraftstoffdruck in der Kraftstoffleitung 400.
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Als
Nächstes wird eine Konfiguration der Hochdruckpumpe beschrieben. 2 ist
eine schematische Querschnittsansicht, welche die Konfiguration
der Hochdruckpumpe 10 zeigt.
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Wie
in 2 gezeigt, umfasst die Hochdruckpumpe 10 hauptsächlich
einen Gehäusekörper 11. Der Gehäusekörper 11 ist
beispielsweise aus martensitischem Edelstahl gefertigt. An einer
Seite des Gehäusekörpers 11 (obere Seite
in 2) ist eine Abdeckung 12 angebracht.
Außerdem ist an der anderen Seite des Gehäusekörpers 11 gegenüber der
Abdeckung 12 die Kolbeneinheit 30 bereitgestellt.
Zudem sind die Messventileinheit 50 und die Ausstoßventileinheit 70 in
einer Richtung angeordnet, welche senkrecht zu einer Richtung ist,
in welcher die Abdeckung 12 und die Kolbeneinheit 30 angeordnet
sind.
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Eine
Kraftstoffkammer 13, welche als ein „Empfänger” dient,
ist zwischen dem Gehäusekörper 11 und
der Abdeckung 12 in einem Zustand definiert, bei welchem
die Abdeckung 12 an dem Gehäusekörper 11 angebracht
ist. Die Kraftstoffkammer 13 empfängt Kraftstoff,
der von der Niederdruckpumpe 201 von dem Kraftstofftank 200 zugeführt
wird (vgl. 1). Der auf diese Weise in die
Kraftstoffkammer 13 zugeführte Kraftstoff wird über
das Innere der Messventileinheit 50, über die
Druckkammer 14, welche um die Mitte des Gehäusekörpers 11 herum
bereitgestellt ist, und über die Ausstoßventileinheit 70 (vgl. 1)
gepumpt, und dann wird er der Kraftstoffleitung 400 zugeführt.
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Als
Nächstes werden wiederum die Kolbeneinheit 30,
die Messventileinheit 50 und die Ausstoßventileinheit 70 beschrieben.
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Zuerst
wird die Kolbeneinheit 30 beschrieben. Die Kolbeneinheit 30 umfasst
den Kolben 31, eine Kolbenstütze 32,
eine Öldichtung, einen unteren Sitz 34, eine Hubeinheit 35 und
eine Kolbenfeder 36.
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Der
Gehäusekörper 11 definiert darin einen Zylinder 15.
Der Zylinder 15 empfängt darin den Kolben 31 derart
bzw. nimmt ihn derart auf, dass der Kolben 31 in dem Zylinder 15 in
einer Längsrichtung des Kolbens 31 hin und her
versetzbar ist. Die Kolbenstütze 32 ist an einem
Longitudinalen Ende des Zylinders 15 bereitgestellt. Auf
diese Weise stützen die Kolbenstütze 32 und
der Zylinder 15 den Kolben 31 derart, dass der
Kolben 31 in der Längsrichtung hin und her bewegbar
ist.
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Der
Kolben 31 hat ein Ende benachbart zu der Druckkammer 14 und
das andere Ende entfernt von der Druckkammer 14 angeordnet.
Das eine Ende des Kolbens 31 hat einen äußeren
Durchmesser gleich einem inneren Durchmesser des Zylinders 15. Das
andere Ende des Kolbens 31 hat einen kleineren Durchmesser
als derjenige des anderen Endes des Kolbens 31. Die Kolbenstütze 32 hat
eine in der Kolbenstütze 32 bereitgestellte Kraftstoffdichtung 37. Die
Kraftstoffdichtung 37 begrenzt einen Kraftstoffleckage
bzw. -austritt von der Druckkammer 14 zu der Maschine.
Außerdem hat die Kolbenstütze 32 die Öldichtung 33 an
einem Ende der Kolbenstütze 32 bereitgestellt.
Die Öldichtung 33 begrenzt einen Öleintritt
von der Maschine in die Druckkammer 14.
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Der
untere Sitz 34 ist an dem anderen Endabschnitt des Kolbens 31 entfernt
von der Druckkammer 14 angebracht, und der untere Sitz 34 integriert
die Hubeinheit 35 und den Kolben 31. Die Hubeinheit 35 ist
ein Hohlzylinder mit einem geöffneten Ende an seiner einen
Seite und empfängt darin die Kolbenfeder 36 bzw.
nimmt sie darin auf. Ein Ende der Kolbenfeder 36 greift
in den Gehäusekörper 11 ein und das andere
Ende greift in den unteren Sitz 34 ein.
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Bei
der vorangehenden Konfiguration ist die Hubeinheit 35 mit
einer Kontaktfläche des Nockens 31 in Kontakt,
welche unter der Hubeinheit 35 bereitgestellt ist, und
welche an der Nockenwelle 300 (vgl. 1) angebracht
ist. Auf diese Weise ist die Hubeinheit 35 gemäß dem
Nockenprofil des Nockens 301 hin und her versetzbar, wenn
sich die Nockenwelle 300 dreht. Dementsprechend ist der
Kolben 31 in der Längsrichtung hin und her versetzbar.
Die Kolbenfeder 36 ist eine Rückstellfeder des
Kolbens 31 und zwingt die Hubeinheit 35 in Richtung
der Kontaktfläche des Nockens 301.
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Als
Nächstes wird die Messventileinheit 50 beschrieben.
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Die
Messventileinheit 50 umfasst einen Rohrabschnitt 51,
eine Ventileinheitabdeckung 52, einen Verbinder 53 und
ein Verbindergehäuse 54. Der Rohrabschnitt 51 ist
ein Teil des Gehäusekörpers 11, und die
Ventileinheitabdeckung 52 deckt eine Öffnung des
Rohrabschnitts 51 ab.
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Der
Rohrabschnitt 51 hat eine im Allgemeinen hohlzylindrische
Form und definiert darin eine Kraftstoffpassage 55 und
eine Verbindungspassage 16, welche die Kraftstoffpassage 55 mit
der Kraftstoffkammer 13 verbindet. Zudem ist eine Gummidichtung 17 an
einem äußeren Rand des Rohrabschnitts 51 bereitgestellt,
um den Kraftstoffaustritt aus der Kraftstoffpassage 55 zu
begrenzen. Die Kraftstoffpassage 55 empfängt darin
einen Sitzkörper 56, welcher eine im Allgemeinen
hohlzylindrische Form aufweist. Der Sitzkörper 56 hat
eine Gummidichtung 57, die an einem äußeren
Rand des Sitzkörpers 56 bereitgestellt ist, und
die Gummidichtung 57 dichtet eine Lücke zwischen
dem Sitzkörper 56 und einer Innenwand des Rohrabschnitts 51.
Aufgrund der vorangehenden Konfiguration fließt Kraftstoff
in den Sitzkörper 56.
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Der
Sitzkörper 56 empfängt darin ein Einlassventil 58.
Das Einlassventil 58 hat einen scheibenförmigen
Bodenabschnitt 59 und einen hohlzylindrischen Wandabschnitt 60.
Der Bodenabschnitt 59 und der Wandabschnitt 60 definieren
darin einen Innenraum, in welchen eine Feder 61 aufgenommen ist.
Die Feder 61 hat einen Endabschnitt, welcher in einen Eingreifabschnitt 62,
der sich auf einer Seite des Einlassventils 59 in Richtung
der Druckkammer 14 befindet, eingreift oder von ihm gestoppt
wird. Es sei erwähnt, dass der Eingreifabschnitt 62 in
einen Snapring 63 eingreift, welcher an einer Innenwand des
Sitzkörpers 56 angebracht ist.
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Zudem
kontaktiert der Bodenabschnitt 59 des Einlassventils 58 eine
Nadel 64. Die Nadel 64 erstreckt sich durch die
Ventileinheitabdeckung 52 und erreicht eine Position in
dem Verbinder 53. Der Verbinder 53 hat eine Spule 65 und
einen Anschluss 53a, welcher zur Energiezufuhr zu der Spule 65 verwendet
wird. Bei Positionen radial einwärts der Spule 65 sind
ein stationärer Kern 66, eine Feder 67 und
ein bewegbarer Kern 68 bereitgestellt. Der stationäre Kern 66 wird
an einer vorbestimmten Position gehalten. Der bewegbare Kern 68 ist
durch Schweißen an der Nadel 64 fixiert. Mit anderen
Worten, der bewegbare Kern 68 ist einteilig mit der Nadel 64.
Zudem hat die Feder 67 ein Ende, welches in den stationären Kern 66 eingreift,
und das andere Ende greift in den bewegbaren Kern 68 ein.
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Aufgrund
der vorangehenden Konfiguration erzeugt die Spule 65, wenn
dem Anschluss 53a des Verbinders 53 Energie zugeführt
wird, einen magnetischen Fluss, welcher eine magnetische Anziehungskraft
verursacht, die zwischen dem stationären Kern 66 und
dem bewegbaren Kern 68 gebildet wird. Als eine Folge wird
der bewegbare Kern 68 in Richtung des stationären
Kerns 66 bewegt, und dadurch wird die Nadel 64 in
einer Richtung weg von der Druckkammer 14 bewegt. Als eine
Folge wird das Einlassventil 58 beweglich, ohne dass eine
Begrenzung durch die Nadel 64 auferlegt wird. Dementsprechend
ist der Bodenabschnitt 59 des Einlassventils 58 bewegbar,
um einen Sitzteil 69 des Sitzkörpers 56 zu
kontaktieren. Auf diese Weise wird, wenn das Einlassventil 58 auf
dem Sitzteil 69 sitzt, die Kraftstoffpassage 55 zu
der Druckkammer 14 unterbrochen. Im Gegensatz dazu verschwindet
die magnetische Anziehungskraft, wenn der Anschluss 53a des
Verbinders 53 nicht mehr mit Energie versorgt wird, und dadurch
zwingt eine Vorspannkraft der Feder 67 den bewegbaren Kern 68,
sich in einer Richtung weg von dem stationären Kern 66 zu
bewegen. Als eine Folge bewegt sich die Nadel 64 in Richtung
der Druckkammer 14, und dadurch bewegt sich das Einlassventil 58 in
Richtung der Druckkammer 14. Bei dem vorangehenden Fall
wird der Bodenabschnitt 59 des Einlassventils 58 von
dem Sitzteil 69 abgenommen, und dadurch wird die Kraftstoffpassage 55 mit
der Druckkammer 14 verbunden.
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Als
Nächstes wird die Ausstoßventileinheit 70 beschrieben.
Die Ausstoßventileinheit 70 hat einen Aufnahme-
bzw. Empfangsabschnitt 18, ein Ventilelement 71,
eine Feder 72, einen Eingreifabschnitt 73 und
eine Ausstoßöffnung 74. Der Empfangsabschnitt 18 ist
eine an dem Gehäusekörper 11 gebildete
zylindrische Bohrung.
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Der
Aufnahmeabschnitt 18 definiert darin eine Aufnahmekammer 19.
Die Aufnahmekammer 19 empfängt darin das Ventilelement 71,
die Feder 72 und den Eingreifabschnitt 73 bzw.
nimmt sie auf. Das Ventilelement 71 wird in Richtung der
Druckkammer 14 durch eine Vorspannkraft der Feder 72 gezwungen,
deren eines Ende in den Eingreifabschnitt 73 eingreift.
Aufgrund der vorangehenden Konfiguration schließt das Ventilelement 71 eine Öffnung
der Aufnahmekammer 19, welche sich zu der Druckkammer 14 öffnet,
während Druck von Kraftstoff in der Druckkammer 14 niedrig
ist. Als eine Folge wird die Verbindung zwischen der Druckkammer 14 und
der Empfangskammer 19 unterbrochen. Im Gegensatz dazu bewegt
sich das Ventilelement 71 in Richtung der Ausstoßöffnung 74,
wenn Druck von Kraftstoff in der Druckkammer 14 größer
wird, und dadurch der Kraftstoffdruck die Summe der Vorspannkraft
der Feder 72 und den Druck von Kraftstoff in der Kraftstoffleitung 400 überschreitet.
Beispielsweise definiert das Ventilelement 71 darin einen
Raum durch welchen Kraftstoff läuft. Wenn der Kraftstoff
in die Druckkammer 14 fließt, fließt
Kraftstoff durch den Innenraum des Ventilelements 71 und
wird durch die Ausstoßöffnung 74 ausgestoßen.
Mit anderen Worten, das Ventilelement 71 funktioniert als
ein Prüfventil, welches in der Lage ist, einen Ausstoß von
Kraftstoff zu stoppen und zuzulassen.
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Als
Nächstes wird eine Blockkonfiguration der Kraftstoffzufuhrvorrichtung
unter Bezugnahme auf 3 beschrieben.
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Wie
zuvor umfasst die Kraftstoffzufuhrvorrichtung 100 die ECU 101.
Die ECU 101 ist elektrisch mit dem Anschluss 53a des
Verbinders 53 verbunden und steuert eine Energiezufuhr zu
der Spule 65. Mit anderen Worten, die ECU 101 steuert
den Versatz der Nadel 64 der Messventileinheit 50.
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Die
Kraftstoffzufuhrvorrichtung 100 umfasst die ECU 101 und
den Kraftstoffdrucksensor 102. Beispielsweise ist die ECU 101 ein
Mikrocomputer, welcher eine CPU, ein ROM, ein RAM, einen Eingang/Ausgang,
und eine sie verbindende Busleitung hat. Die ECU 101 des
vorliegenden Ausführungsbeispiels hat eine Kraftstoffdrucksteuereinrichtung 103 und
eine Ansteuerschaltung 104.
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Der
Kraftstoffdrucksensor 102 ist ein Sensor zum Messen eines
Drucks von Kraftstoff, welcher aus der Ausstoßöffnung 74 (vgl. 2)
ausgestoßen wird. Dementsprechend ist der Kraftstoffdrucksensor 102 wie
zuvor für die Kraftstoffleitung 400 bereitgestellt,
welche sich stromabwärts der Ausstoßöffnung 74 der
Ausstoßventileinheit 70 befindet. Der Kraftstoffdrucksensor 102 ist
nicht darauf beschränkt, an der Kraftstoffleitung 400 bereitgestellt
zu sein, sondern er kann sich alternativ an einer beliebigen Position
befinden, vorausgesetzt, dass der Kraftstoffdrucksensor 102 in
der Lage ist, Druck von gepumptem Kraftstoff zu messen oder zu erfassen.
Dann empfängt die Kraftstoffdrucksteuereinrichtung 103 Signale
von dem Kraftstoffdrucksensor 102.
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Die
Kraftstoffdrucksteuereinrichtung 103 steuert die Ansteuerschaltung 104 auf
der Grundlage der Signale von dem Kraftstoffdrucksensor 102 derart,
dass der Kraftstoffdruck ein Solldruck wird. Die Ansteuerschaltung 104 ist
in der Lage, die Hochdruckpumpe 10 mit verschiedenen elektrischen
Ansteuerströmen (zwei Werte) gemäß einem
Ansteuersignal von der Kraftstoffdrucksteuereinrichtung 103 mit
Energie zu versorgen.
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Als
Nächstes wird ein Betrieb der Hochdruckpumpe 10 unter
Bezugnahme auf 4 beschrieben.
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Wenn
sich die in 1 gezeigte Nockenwelle 300 dreht,
wird der Kolben 31 in der Längsrichtung hin und
her bewegt, wie zuvor beschrieben. Der Kolben 31 wird zwischen
einem. oberen Totpunkt und einem unteren Totpunkt hin und her bewegt,
und eine Position des Kolbens 31 wird als ein „Nockenhub” bezeichnet,
wie in 4 gezeigt. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
werden (1) Einlasshub, (2) Rückstellhub und (3) Kompressionshub
bei dem Betrieb separat beschrieben.
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(1) Einlasshub
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Während
der Kolben 31 in Richtung des unteren Totpunkts versetzt
wird, oder in 2 nach unten versetzt wird,
ist die Energiezufuhr zu bzw. Energieversorgung der Spule 65 gestoppt.
Der vorangehende Versatz tritt in einem Bereich von einem Nockenwinkel
von A bis zu einem Nockenwinkel von B in 4 auf. Mit
anderen Worten, der vorangehende Versatz tritt in einem Bereich
von dem oberen Totpunkt bis zu dem unteren Totpunkt auf. Daher wird das
Einlassventil 58 durch die Nadel 64 gezwungen, welche
mit dem bewegbaren Kern 68 einteilig ist, welcher durch
die Feder 67 vorgespannt ist, und dadurch wird das Einlassventil 58 in
Richtung der Druckkammer 14 versetzt. Als eine Folge wird
das Einlassventil 58 von dem Sitzteil 69 des Sitzkörpers 56 abgenommen
oder von ihm beabstandet, und dadurch wird die Kraftstoffkammer 13 mit
der Druckkammer 14 verbunden. Bei dem vorangehenden Zustand
befinden sich der bewegbare Kern 68 und die Nadel 64 bei
einer „Öffnungsposition”. Zudem wird
zu dieser Zeit der Druck in der Druckkammer 14 verringert.
Dementsprechend wird der Kraftstoff in der Kraftstoffkammer 13 in
die Druckkammer 14 gesaugt.
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(2) Rückstellhub
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Wenn
sich der Kolben 31 anfängt, von dem unteren Totpunkt
in Richtung des oberen Totpunkts zu bewegen oder anfängt,
sich in 2 nach oben zu bewegen, nimmt
der Kraftstoffdruck in der Druckkammer 14 zu, und dadurch
empfängt das Einlassventil 58 eine Kraft in einer
Richtung, die durch Kraftstoff in der Druckkammer 14 verursacht
ist, derart, dass das Einlassventil 58 gezwungen wird,
auf dem Sitzteil 69 des Sitzkörpers 56 zu
sitzen. Die vorangehende Aufwärtsbewegung des Kolbens 31 tritt
in einem Bereich von dem Nockenwinkel von B bis zu einem Nockenwinkel
von D in 4 auf. Mit anderen Worten, die vorangehende
Aufwärtsbewegung des Kolbens 31 tritt in einem
Bereich von dem unteren Totpunkt zu dem oberen Totpunkt auf. Da
das Einassventil 58 von dem Sitzteil 69 des Sitzkörpers 56 abgenommen
wird und das Einlassventil 58 dadurch wie zuvor geöffnet wird,
verursacht die Aufwärtsbewegung des Kolbens 31,
dass Kraftstoff in der Druckkammer 14 zurück in die
Kraftstoffkammer 13 fließt, was im Gegensatz zu dem
Saugen des Kraftstoffs bei dem Einlasshub steht.
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(3) Kompressionshub
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Wenn
die Spule 65 während des Rückstellhubs
mit Energie versorgt wird, bildet das durch die Spule 65 erzeugte
Magnetfeld eine Magnetschaltung. Dementsprechend wird die magnetische
Anziehungskraft zwischen dem stationären Kern 66 und dem
bewegbaren Kern 68 erzeugt. Wenn die zwischen dem stationären
Kern 66 und dem bewegbaren Kern 68 erzeugte magnetische
Anziehungskraft größer als die Vorspannkraft der
Feder 67 wird, wird der bewegbare Kern 68 in Richtung
des stationären Kerns 66 versetzt. Dadurch wird
auch die Nadel 64, welche mit dem bewegbaren Kern 68 einteilig
ist, in Richtung des stationären Kerns 66 versetzt,
und als eine Folge wird das Einlassventil 58 von der Nadel 64 wegbewegt.
Bei dem vorangehenden Zustand befinden sich der bewegbare Kern 68 und
die Nadel 64 an einer „Schließposition”.
Als eine Folge empfängt das Einlassventil 58 die
Vorspannkraft der Feder 61 und Druck von Kraftstoff in
der Druckkammer 14, und dadurch wird das Einlassventil 58 auf
das Sitzteil 69 des Sitzkörpers 56 gesetzt.
Der vorangehende Betrieb entspricht dem Nockenwinkel von C in 4.
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Wenn
das Einlassventil 58 auf dem Sitzteil 69 sitzt,
wird die Verbindung zwischen der Kraftstoffkammer 13 und
der Druckkammer 14 unterbrochen. Die vorangehende Unterbrechung
beendet den Rückstellhub, bei welchem Kraftstoff von der
Druckkammer 14 in die Kraftstoffkammer 13 fließt.
Dementsprechend wird durch Einstellung eines Zeitpunkts eines Durchführens
der Unterbrechung eine Kraftstoffmenge eingestellt, welche von der
Druckkammer 14 in die Kraftstoffkammer 13 zurückgeführt wird,
und es wird auch eine in der Kraftstoffkammer 14 komprimierte
Kraftstoffmenge bestimmt.
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Wenn
sich der Kolben 31 weiter in Richtung des oberen Totpunktes
in einem Zustand bewegt, in welchem die Verbindung zwischen der
Druckkammer 14 und der Kraftstoffkammer 13 unterbrochen
ist, nimmt der Kraftstoffdruck in der Druckkammer 14 weiter
zu. Der vorangehende weitere Versatz des Kolbens 31 entspricht
einem Bereich von dem Nockenwinkel von C bis zu dem Nockenwinkel
von D in 4. Wenn der Kraftstoffdruck
in der Druckkammer 14 gleich oder größer
als ein vorbestimmter Druck wird, wird das Ventilelement 71 der
Ausstoßventileinheit 70 in einer Richtung weg
von der Druckkammer 14 versetzt. Aufgrund der vorangehenden
Konfiguration wird die Druckkammer 14 mit der Empfangskammer 19 verbunden,
und dadurch wird in der Druckkammer 14 komprimierter Kraftstoff
durch die Ausstoßöffnung 74 ausgestoßen.
Der durch die Ausstoßöffnung 74 ausgestoßene
Kraftstoff wird über die in 1 gezeigte
Kraftstoffleitung der Einspritzeinrichtung 401 zugeführt.
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Wenn
der Kolben 31 den oberen Totpunkt erreicht (entsprechend
dem Nockenwinkel von D in 4), fängt
der Kolben 31 an, sich in Richtung des unteren Totpunktes
zu bewegen oder er bewegt sich in 2 nach unten.
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Es
ist zu erwähnen, dass die Spule nicht mehr mit Energie
versorgt wird, wenn der Kraftstoffdruck in der Druckkammer 14 den
vorbestimmten Wert erreicht. Wenn der Kraftstoffdruck in der Druckkammer 14 zunimmt,
hält Kraftstoff auf einer Seite des Einlassventils 58,
die sich benachbart zu der Druckkammer 14 befindet, das
auf dem Sitzteil 69 des Sitzkörpers 56 sitzende
Einlassventil 58.
-
Durch
Wiederholung der vorangehenden Hübe (1) bis (3) komprimiert
die Hochdruckpumpe 10 gesaugten Kraftstoff und stößt
den komprimierten Kraftstoff aus. Die Ausstoßmenge von
Kraftstoff wird durch Einstellung des Zeitpunkts einer Energieversorgung
bzw. -zufuhr zu der Spule 65 der Messventileinheit 50 eingestellt.
-
Vorstehend
wurde der Betrieb der Hochdruckpumpe 10 beschrieben. Das
vorliegende Ausführungsbeispiel ist gekennzeichnet durch
Terminierung bzw. eine Zeitsteuerung einer Energiezufuhr zu der
Hochdruckpumpe 10. Auf diese Weise wird die Charakteristik
des vorliegenden Ausführungsbeispiels im Vergleich mit
einem Vergleichsbeispiel beschrieben.
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5 ist
ein erläuterndes Schaubild, das ein Vergleichsbeispiel
veranschaulicht. Das erläuternde Schaubild entspricht einem
Ventilschließbetrieb des Einlassventils 58 bei
dem Nockenwinkel von C in 4, und das
Einlassventil 58 wird bei der Zeit t4 geschlossen (vgl. „Einlassventilverhalten” von 5).
-
Wie
aus 5 ersichtlich, werden zuerst zwei verschiedene
Ansteuersignale, wie beispielsweise ein erstes Ansteuersignal, ein
zweites Ansteuersignal, ausgegeben (vgl. „erstes Ansteuersignal” und „zweites
Ansteuersignal” von 5). Dann
wird die Energiezufuhr auf der Grundlage der Ansteuersignale vorgenommen,
um die Anziehungskraft zu erzeugen, um den bewegbaren Kern 68 anzuziehen (vgl. „elektrischer
Strom” von 5). Eine auf diese Weise erzeugte
Anziehungskraft bewegt die Nadel 64, und dadurch erreicht
die Nadel 64, welche mit dem bewegbaren Kern 68 einteilig
ist, die Schließposition. Dann wird das Einlassventil 58 geschlossen (vgl. „Nadelverhalten” von 5).
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Die
Kraftstoffdrucksteuereinrichtung 103 der ECU 101,
welche in 3 gezeigt ist, gibt das erste Ansteuersignal
und das zweite Ansteuersignal an die Ansteuerschaltung 104 aus.
Dann führt die Ansteuerschaltung 104 der Hochdruckpumpe 10 Energie
zu. Die Ansteuerschaltung 104 führt einen elektrischen Ansteuerstrom
zu, welcher gemäß dem ersten Ansteuersignal und
dem zweiten Ansteuersignal von der Kraftstoffdrucksteuereinrichtung 103 geändert ist.
Genauer gesagt, führt die Ansteuerschaltung 104 den
elektrischen Ansteuerstrom der Hochdruckpumpe 10 zu, während
sich das erste Ansteuersignal auf einem hohem Pegel befindet. Bei
dem vorangehenden Fall führt die Ansteuerschaltung 104,
wenn das zweite Ansteuersignal einen hohen Pegel anzeigt, der Hochdruckpumpe 10 einen
relativ großen ersten elektrischen Ansteuerstrom zu. Der
erste elektrische Ansteuerstrom entspricht dem „elektrischen
Ansteuerstrom mit einem ersten Wert” (I1 in 5).
Im Gegensatz dazu führt die Ansteuerschaltung 104,
wenn das zweite Ansteuersignal einen geringen Pegel anzeigt, der
Hochdruckpumpe 10 einen relativ kleinen zweiten elektrischen
Ansteuerstrom zu. Der zweite elektrische Ansteuerstrom entspricht
dem „elektrischen Ansteuerstrom mit einem zweiten Wert” (I2
in 5), welcher kleiner als der erste Wert ist. Genauer
gesagt, der erste elektrische Ansteuerstrom ist ausreichend groß,
um den bewegbaren Kern 68 und die Nadel 64 von
der „Öffnungsposition” zu der „Schließposition” zu
versetzen. Zudem ist der zweite elektrische Ansteuerstrom ausreichend
groß, um den bewegbaren Kern 68 und die Nadel 64 derart
bei der „Schließposition” zu halten,
dass das Einlassventil 58 geschlossen bleibt. Wie zuvor
führt die Ansteuerschaltung 104 der Hochdruckpumpe 10 Energie durch
Schalten des elektrischen Ansteuerstroms zwischen dem ersten elektrischen
Ansteuerstrom und dem zweiten elektrischen Ansteuerstrom (zwischen dem
ersten Wert und dem zweiten Wert) zu. Beispielsweise ist es möglich,
wenn das Einlassventil 58 auf der Grundlage der Energiezufuhr
mit dem ersten elektrischen Ansteuerstrom geschlossen ist, das Einlassventil 58 ohne
die Energiezufuhr mit dem ersten elektrischen Ansteuerstrom geschlossen
zu halten, da der Kraftstoffdruck in der Druckkammer 14 im
Wesentlichen durch die Zeit eines Schließens des Ventils 58 zugenommen
hat. Auf diese Weise wird durch Energiezufuhr zu der Hochdruckpumpe 10 mit
dem zweiten elektrischen Ansteuerstrom effektiv elektrischer Energieverbrauch
eingespart. Aufgrund des vorangehenden Grunds wird der elektrische
Ansteuerstrom wie erforderlich zwischen dem ersten elektrischen
Ansteuersteuerstrom und dem zweiter elektrischen Ansteuerstrom geschaltet.
-
5 wird
erneut beschrieben. Da sowohl das erste Ansteuersignal als auch
das zweite Ansteuersignal den hohen Pegel bei der Zeit t1 anzeigen, fängt
der elektrische Ansteuerstrom der Ansteuerschaltung 104 bei
der Zeit t1 an zu steigen. Dann führt die Ansteuerschaltung 104 der
Hochdruckpumpe 10 während einer Dauer von der
Zeit t2 zu der Zeit t4 den ersten elektrischen Ansteuerstrom (I1
in 5) zu, und während einer anderen Dauer
von der Zeit t5 bis zu der Zeit t6 führt die Ansteuerschaltung 104 der
Hochdruckpumpe 10 den zweiten elektrischen Ansteuerstrom
(I2 in 5) zu. Es sei erwähnt, dass genauer der
erste elektrische Ansteuerstrom zeitweise vermindert werden kann,
wie in 5 durch „d” gemäß dem
Verhalten der Nadel 64 gezeigt. Wenn die Ansteuerschaltung 104 bei
der Zeit t1 eine Energiezufuhr startet, wird die magnetische Anziehungskraft
erzeugt, und dadurch bewegt sich der bewegbare Kern 68 in
eine Richtung weg von der Druckkammer 14. Dementsprechend
bewegt sich die Nadel 64 mit dem bewegbaren Kern 68.
In 5 ist die Bewegung der Nadel 64 bei der
Zeit t3 vollendet. Nach dem Vorangehenden wird das Einlassventil 58,
das nicht in Kontakt mit der Nadel 64 steht, bei der Zeit
t4 geschlossen (vgl. „Einlassventilverhalten” von 5),
und dadurch fängt Druck in der Druckkammer 14 von
der Zeit t4 an zu steigen (vgl. „Druck in Druckkammer” von 5).
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Bei
dem Vergleichsbeispiel wird das zweite Ansteuersignal der niedrige
Pegel bei der Zeit t4, bei welcher das Einlassventil 58 geschlossen
wird. Danach wird die Energiezufuhr mit dem zweiten elektrischen
Ansteuerstrom während der Dauer von der Zeit t5 zu der
Zeit t6 wie zuvor durchgeführt. Der vorangehende Betrieb
wird vorgenommen, da das Einlassventil nur geschlossen gehalten
werden muss, nachdem sich das Einlassventil 58 einmal zu
der Ventilschließposition bewegt hat.
-
Bei
dem Vergleichsbeispiel kann jedoch, da die Energiezufuhr mit dem
ersten elektrischen Ansteuerstrom bis zur Zeit t4 beibehalten wird,
bei welcher das Einlassventil 58 vollständig geschlossen
ist, eine Laufgeschwindigkeit der Nadel 64 zu der Zeit
t3 relativ groß sein. Die Laufgeschwindigkeit der Nadel 64 entspricht
einer Steigung eines mit K in dem Nadelverhaltensdiagramm in 5 angegebenen
Teil. Auf diese Weise kann beispielsweise aufgrund des Zusammenstoßes
zwischen dem stationären Kern 66 und dem bewegbaren
Kern 68 eine Zusammenstoßstörung erzeugt
werden, und dadurch wird eine Störung der Nadel 64 bei
dem Vergleichsbeispiel nachteilig größer.
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Um
die vorangehenden Nachteile zu beheben, wird bei dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel eine Energiezufuhrzeitdauer eingestellt,
in welcher die Hochdruckpumpe 10 mit Energie versorgt wird. 6 ist
ein erläuterndes Schaubild, welches einen Betrieb der Kraftstoffzuführvorrichtung 100 veranschaulicht.
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Bei
dem vorangehenden Vergleichsbeispiel wird das zweite Ansteuersignal
von dem hohen Pegel bei der Zeit t4, bei welcher das Einlassventil 58 geschlossen
ist, zu dem niedrigen Pegel geschaltet. Im Gegensatz dazu wird bei
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel das zweite Ansteuersignal
bei der Zeit T2 zu dem niedrigen Pegel geschaltet, bei welcher die
Bewegung der Nadel 64 in Richtung der Schließposition
noch nicht vollständig vollendet wurde. Aufgrund des Vorangehenden
wird eine Laufgeschwindigkeit der Nadel 64 nach der Zeit
T2 allmählich verringert. Die Laufzeit der Nadel 64 entspricht
einer Steigung eines Teils, welcher in dem Diagramm des Nadelverhaltens
in 6 mit K bezeichnet ist. Der vorangehende Betrieb
kann als eine „sanfte Landung” der Nadel 64 bezeichnet
werden. Aufgrund des Vorangehenden ist beispielsweise die Zusammenstoßstörung
zwischen dem stationären Kern 66 und dem bewegbaren
Kern 68 effektiv begrenzt, und dadurch wird die Störung
der Nadel 64 bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
effektiv verringert.
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Wenn
eine „Energiezufuhrdauer”, während welcher
das zweite Ansteuersignal auf dem hohen Pegel gehalten wird, kürzer
wird, kann ein Versatzbeendigungszeitpunkt, bei welchem der Versatz
der Nadel 64 in Richtung der Schließposition vollendet worden
ist, verzögert oder verspätet sein. Als eine Folge
kann ein Ventilschließzeitpunkt eines vollständig
Schließens des Einlassventils 58 verzögert
sein. Wenn der Ventilschließzeitpunkt des Einlassventils 58 verzögert
ist, kann eine Zeitdauer für den Rückstellhub
der Hochdruckpumpe 10 (vgl. den Betrieb (2)) länger
werden, und dementsprechend kann eine Zeitdauer für den
Kompressionshub der Hochdruckpumpe 10 (vgl. den Betrieb
(3)) kürzer werden. Insgesamt kann ein Ausstoß durch
die Hochdruckpumpe 10 fehlschlagen bzw. fehlerhaft sein,
wenn die Energiezufuhrzeitdauer übermäßig
kurz ist.
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7 ist
ein erläuterndes Schaubild, welches die vorangehende Beziehung
veranschaulicht. Gemäß 7 wird eine
Schwingungsamplitude stark größer oder eine Störung
wird stark größer, wenn die Energiezufuhrzeitdauer
Tv TvA überschreitet. Wird jedoch die Energiezufuhrzeitdauer
geringer als TvB, kann ein Fehler bei dem Ausstoß durch
die Hochdruckpumpe 10 auftreten. Folglich wird bei dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel die Energiezufuhrzeitdauer
Tv derart gesetzt, dass die Energiezufuhrzeitdauer Tv in einem in 7 durch
DD angegebenen Bereich bleibt. Das Setzen der Energiezufuhrzeitdauer
Tv wird durch eine Lernsteuerung ausgeführt.
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Als
Nächstes wird die Lernsteuerung der Energiezufuhrzeitdauer
Tv beschrieben. Es wird eine Steuerung der Kraftstoffdrucksteuereinrichtung 103 ausführlich
beschrieben, die in 3 veranschaulicht ist.
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In
der ECU 101 empfängt die Kraftstoffdrucksteuereinrichtung 103 ein
Signal von dem Kraftstoffdrucksensor 102, welcher den Kraftstoffdruck
erfasst, und die Kraftstoffdrucksteuereinrichtung 103 gibt
das erste Ansteuersignal und das zweite Ansteuersignal an die Ansteuerschaltung 104 aus.
Die Kraftstoffdrucksteuereinrichtung 103 setzt sowohl das
erste Ansteuersignal als auch das zweite Ansteuersignal bei der
Zeit T1 in 6 auf den hohen Pegel, um das Einlassventil 58 zu
schließen. Der vorangehende Zeitpunkt eines Anfangens bzw.
Starts der Energiezufuhr zu der Ansteuerschaltung 104 ist
als Energiezufuhrstartzeitpunkt definiert, welcher einer Zeit T1 entspricht.
Der Energiezufuhrstartzeitpunkt wird derart geregelt, dass der durch
den Kraftstoffdrucksensor 102 erfasste Kraftstoffdruck
der Solldruck wird. Auf diese Weise eilt die Zeit t1 vor, wenn der
durch den Kraftstoffdrucksensor 102 erfasste Kraftstoffdruck
abnimmt. Mit anderen Worten, der Energiezufuhrstartzeitpunkt wird
früher gesetzt.
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Danach
wird der Energiezufuhrstartzeitpunkt, bei welchem das erste Ansteuersignal
und das zweite Ansteuersignal von der Kraftstoffdrucksteuereinrichtung 103 der
hohe Pegel wird, durch „Überlaufventilschließzeitpunkt
epduty” bezeichnet. Es sei erwähnt, dass der Überlaufventilschließzeitpunkt
epduty einem Nockenwinkel (BTDC) entspricht, welcher auf dem oberen
Totpunkt basiert, wie in 4 mit D angegeben. Beispielsweise
entspricht in 4 ein Nockenwinkel „D” einem
Kurbelwinkel 0°CA und ein Nockenwinkel „A” entspricht
180°CA, was einen Zyklus in einem Fall angibt, in welchem
die Nockenwelle zwei Nocken hat. Der Nockenwinkel „A” ist
nicht auf 180°CA beschränkt, sondern er kann abhängig von
der Anzahl von Nocken ein verschiedener Wert sein. Beispielsweise
ist der Nockenwinkel „A” in einem anderen Fall,
in welchem die Nockenwelle drei Nocken hat, 120°CA. Folglich
eilt der durch BTDC angegebene Nockenwinkel in 4 in
einer Richtung von D nach A fort, wenn der Energiezufuhrstartzeitpunkt
T1 voreilt. Auf diese Weise wird der Überlaufventilschließzeitpunkt
epduty größer, wenn der Energiezufuhrzeitpunkt
T1 früher wird oder fortschreitet. Im Gegensatz dazu wird
der Überlaufventilschließzeitpunkt epduty kleiner,
wenn der Energiezufuhrzeitpunkt verzögert oder verspätet
wird. Der Überlaufventilschließzeitpunkt epduty
entspricht einem „Energiezufuhrzeitpunkt”.
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Bei
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die vorangehende
Konfiguration angewendet. Die Energiezufuhrzeitdauer Tv wird während
einer Dauer von E0 bis E1 in 8 von einem
Anfangswert allmählich verkürzt. Der Anfangswert
kann als ein Maximalwert der Energiezufuhrzeitdauer Tv gesetzt sein,
bei welchem der Anfangswert am meisten geändert werden
kann. Beispielsweise kann der Anfangswert als eine Dauer von der
Zeit t1 zu der Zeit t4 des in 5 veranschaulichten
Vergleichsbeispiels gesetzt werden.
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Je
kürzer die Energiezufuhrzeitdauer Tv wird, desto früher
wird das zweite Ansteuersignal von dem hohen Pegel auf den niedrigen
Pegel geändert. Mit anderen Worten, falls die Energiezufuhrzeitdauer Tv
kürzer gemacht wird, wird eine Dauer, bevor das zweite
Ansteuersignal von dem hohen Pegel auf den niedrigen Pegel geschaltet
wird, kürzer gemacht. Außerdem wird, wie bei der
Beschreibung von 6 beschrieben, wenn die Energiezufuhrzeitdauer
derart kurz genug gemacht wird, dass das zweite Signal von dem hohen
Pegel auf den niedrigen Pegel geändert wird, bevor der
Versatz der Nadel 64 vollendet ist, der Ventilschließzeitpunkt
des Einlassventils 58 verzögert. Als eine Folge
wird die Ausstoßmenge verringert, und dadurch. wird der
durch den Kraftstoffdrucksensor 102 erfasste Kraftstoffdruck
verringert. In dem vorangehenden Fall wird der Überlaufventilschließzeitpunkt
epduty geregelt, dass er während einer Dauer von E1 bis
E2 in 8 größer wird. Mit anderen Worten,
es wird das „Voreilen” des Überlaufventilschließzeitpunkts
epduty ausgeführt.
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Darüber
hinaus kann, wenn die Energiezufuhrzeitdauer Tv weiter bis auf einen
Schwellenwert verkürzt wird, das „Voreilen” des Überlaufventilschließzeitpunkt
epduty nicht arbeiten, um den Kraftstoffdruck in einem gewissen
Bereich zu halten. Als eine Folge kann der Kraftstoffdruck nicht
auf dem Solldruck gehalten werden (entsprechend zu T2 in 8).
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Wie
in 7 veranschaulicht, fängt der Überlaufventilschließzeitpunkt
epduty an zuzunehmen, wenn die Energiezufuhrzeitdauer Tv auf einen gewissen
Wert verkürzt wird, um das zweite Ansteuersignal auf den
niedrigen Pegel zu setzen, bevor der Versatz der Nadel 64 vollendet
ist. Der vorangehende gewisse Wert entspricht ungefähr
der Energiezufuhrzeitdauer TvA in 7. Wird
beispielsweise die Energiezufuhrzeitdauer Tv von einem größeren
Wert auf einen kleineren Wert als die Energiezufuhrzeitdauer TvA
verringert, nimmt die Schwingung steil ab. Ferner fängt
der Kraftstoffdruck, wenn die Energiezufuhrzeitdauer Tv weiter verringert
wird, an sich zu verringern, sogar wenn das „Voreilen” der Überlaufventilschließzeitpunkt
epduty ausgeführt wird. Folglich entspricht der Schwellenwert
der Energiezufuhrzeitdauer einer Energiezufuhrzeitdauer TvB in 7.
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Bei
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Energiezufuhrzeitdauer
Tv bei dem Zeitpunkt E2 in 8 bei einem
provisorischen Lernbetrieb gelernt. Dann wird bei einem Hauptlernbetrieb die
Energiezufuhrzeitdauer Tv auf der Grundlage einer Hälfte
einer Zunahme Δepduty der Überlaufventilschließzeitpunkt
epduty erhöht, welche zwischen E1 und E2 in 8 gemessen
wird. Als eine Folge wird die Energiezufuhrzeitdauer Tv als ein
Wert gesetzt, welcher ungefähr in einer Mitte des Bereichs DD
in 7 liegt.
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Die
vorangehende Lernsteuerung des vorliegenden Ausführungsbeispiels
wird unter Bezugnahme auf ein Flussdiagramm in 9 beschrieben.
Der Vorgang in dem Flussdiagramm in 9 wird bei
vorbestimmten Intervallen bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
wiederholt.
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Bei
S100 wird es bestimmt, ob die Lernbedingung erfüllt ist.
Die vorangehende Bestimmung bei S100 hängt davon ab, ob
eine Lernkennung extv auf EIN gesetzt ist. Die Lernkennung extv
wird auf EIN gesetzt oder geschaltet, wenn die Lernbedingung bei
einem später beschriebenen Vorgang erfüllt ist.
Wenn es bestimmt ist, dass die Lernkennung extv EIN ist, was JA
bei S100 entspricht, geht die Steuerung zu S110 weiter, bei welchem
die Energiezufuhrzeitdauer Tv verkürzt wird. Genauer wird
die Energiezufuhrzeitdauer Tv bei S110 aktualisiert, indem von der
derzeitigen Energiezufuhrzeitdauer Tv ein vorbestimmter Wert subtrahiert
wird. Dann geht die Steuerung zu S120 weiter. Im Gegensatz dazu
wird, wenn es bestimmt wird, dass die Lernkennung extv auf AUS ist,
was NEIN bei S100 entspricht, die Lernsteuerung beendet.
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Bei
S120 wird es bestimmt, ob der Kraftstoffdruck (epr) anfängt
sich zu verringern. Der vorangehende Bestimmungsvorgang wird vorgenommen,
um den Zeitpunkt E2 in 8 zu bestimmen. Wenn es bestimmt
wird, dass der Kraftstoffdruck anfängt sich zu verringern,
was JA bei S120 entspricht, geht die Steuerung zu S130 weiter. Im
Gegensatz dazu wird, wenn es bestimmt wird, dass der Kraftstoffdruck
auf einem konstanten Wert gehalten wird, was NEIN bei S120 entspricht,
die Lernsteuerung beendet.
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Bei
S130 wird ein provisorischer Lernbetrieb ausgeführt. Bei
dem provisorischen Lernbetrieb wird ein provisorischer Lernwert
Tvpre äquivalent zu der derzeitigen Energiezufuhrzeitdauer
Tv gesetzt. Dann geht die Steuerung zu S140 weiter, bei welchem
der Hauptlernbetrieb ausgeführt wird. Bei dem Hauptlernbetrieb
wird ein Hauptlernwert Tvcal erlangt, indem ein Rückgabewert
M zu dem provisorischen Lernwert Tvpre addiert wird. Beispielsweise
entspricht der Rückgabewert M der Hälfte der Zunahme Δepduty
der Überlaufventilschließzeitpunkt epduty, welche
zwischen E1 und E2 in 8 gemessen wird.
-
Dann
geht die Steuerung zu S150 weiter, bei welchem der Überlaufventilschließzeitpunkt
epduty aktualisiert wird. Genauer gesagt, es wird der geänderte Überlaufventilschließzeitpunkt
epduty gespeichert, da der Überlaufventilschließzeitpunkt
epduty „vorgeeilt” bzw. vorgesetzt ist. Zudem
wird die Lernkennung extv auf AUS geschaltet.
-
Dann
geht die Steuerung zu S160, bei welchem eine neue Energiezufuhrzeitdauer
Tv als der Lernwert Tvcal gesetzt wird. Dann ist die Lernsteuerung
beendet.
-
Nun
wird ein Lernbedingungsbestimmungsbetrieb unter Bezugnahme auf 10 beschrieben. Bei
dem Lernbedingungsbestimmungsbetrieb wird es bestimmt, ob die Lernbedingung
erfüllt ist. Mit anderen Worten, wenn es bestimmt wird,
dass die Lernbedingung bei dem Lernbedingungsbestimmungsbetrieb
erfüllt ist, wird die Lernkennung extv auf EIN gesetzt.
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Bei
S200 wird es bestimmt, ob die Lernkennung extv auf EIN ist. Wenn
es bestimmt wird, dass die Lernkennung extv auf EIN ist, was JA
bei S200 entspricht, wird der folgende Vorgang nicht ausgeführt,
und der Lernbedingungsbestimmungsbetrieb wird beendet. Im Gegensatz
dazu geht die Steuerung, wenn es bestimmt wird, dass die Lernkennung extv
auf AUS ist, was NEIN bei S200 entspricht, zu S210 weiter.
-
Bei
S210 wird es bestimmt, ob die Maschine unter einem Betrieb im stationären
Zustand betrieben wird. Die vorangehende Bestimmung wird vorgenommen,
ob sowohl eine Maschinendrehzahl als auch eine Maschinenlast gleich
oder kleiner als vorbestimmte Werte sind. Alternativ kann der Betrieb
im stationären Zustand abhängig davon bestimmt
werden, ob die Maschine unter einem Bereitschafts- oder Leerlaufbetrieb
betrieben wird. Genauer kann es bestimmt werden, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit „0” ist,
während das Fahrpedal nicht gedrückt ist. Darüber
hinaus kann es, um den Betrieb im stationären Zustand zu
bestimmen, bestimmt werden, ob der Kraftstoffdruck gleich oder kleiner
als ein vorbestimmter Wert ist, oder es kann bestimmt werden, ob ein
VCT nicht angesteuert wird. Wenn es bestimmt wird, dass die Maschine
unter dem Betrieb im stationären Zustand betrieben wird,
was JA bei S210 entspricht, geht die Steuerung zu S220 weiter. Im
Gegensatz dazu wird, wenn es bestimmt wird, dass die Maschine nicht
unter dem Betrieb im stationären Zustand betrieben wird,
was NEIN bei S210 entspricht, der folgende Vorgang nicht ausgeführt,
und der Lernbedingungsbestimmungsbetrieb wird beendet.
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Bei
S220 wird es bestimmt, ob eine Maschinenkühlmitteltemperatur
gleich oder höher als ein vorbestimmter Wert S0 ist. Wenn
es bestimmt wird, dass die Maschinenkühlmitteltemperatur ≥ S0
ist, was JA bei S220 entspricht, geht die Steuerung zu S230 weiter,
bei welchem die Lernkennung extv auf EIN gesetzt wird, und dann
wird der Lernbedingungsbestimmungsbetrieb beendet. Im Gegensatz
dazu wird, wenn es bestimmt wird, dass die Maschinenkühlmitteltemperatur < S0 ist, was NEIN
bei S220 entspricht, ein Vorgang bei S230 nicht ausgeführt, und
der Lernbedingungsbestimmungsbetrieb wird beendet.
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Bei
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der Lernbetrieb
ausgeführt, wenn die Maschine unter dem Betrieb im stationären
Zustand betrieben wird (S210 in 10). Mit
anderen Worten, die Bedingung zum Ausführen des Lernbetriebs
umfasst, dass die Maschine kontinuierlich unter dem stationären
Zustand betrieben wird. Der Grund für ein Aufweisen der
vorangehenden Bedingung wird nachfolgend beschrieben. Zuerst wird
eine (A)-Beziehung zwischen der Maschinendrehzahl und der Lernbedingung
beschrieben, und als Nächstes wird eine (B)-Beziehung zwischen
der Maschinenlast und der Lernbedingung beschrieben.
-
(A) Beziehung zwischen der Maschinendrehzahl
und der Lernbedingung
-
Wie
in 11A veranschaulicht, ist es bekannt, dass wenn
eine Pumpendrehzahl Np höher wird, eine Ventilschließkraft,
welche veranlasst, dass das Einlassventil 58 geschlossen
wird, dementsprechend größer wird. Die Pumpendrehzahl
Np kann eine Drehzahl der Nockenwelle sein. Mit anderen Worten,
wenn die Pumpendrehzahl Np größer wird, wird eine
Geschwindigkeit einer Zunahme des Drucks in der Druckkammer 14,
der durch den Kolben 31 verursacht ist, größer.
Als eine Folge wird die Ventilschließkraft des Einlassventils 58 erhöht.
Im Allgemeinen ist die Pumpendrehzahl Np proportional zu einer Maschinendrehzahl
NE. Wie in 11B gezeigt, wird eine Schwingungsamplitude
größer, wenn die Maschinendrehzahl NE zunimmt,
da die Zunahme der Maschinendrehzahl NE eine Zunahme der Pumpendrehzahl
Np verursacht, und dadurch wird die Ventilschließkraft
erhöht. Mit anderen Worten, die Störung nimmt
mit der Zunahme der Maschinendrehzahl zu. Darüber hinaus
ist die Schwingungsamplitude, wie in 11B gezeigt,
wenn sich die Maschine mit einer niedrigen Drehzahl dreht, in der
Zunahme beschränkt. Genauer gesagt, wenn die Maschine im Leerlauf
ist oder unter dem Bereitschaftsbetrieb betrieben wird, verschlechtert
sich die Schwingung nicht, und zudem verschlechtert sich die Schwingung nicht
schnell unmittelbar nach dem Lauf des Fahrzeugs. Dann Eilt der Ventilschließzeitpunkt
des Einlassventils 58 vor, da die Ventilschließkraft
zunimmt, wie in 11A gezeigt, wenn die Pumpendrehzahl Np
zunimmt. Als eine Folge wird, sogar wenn die Energiezufuhrzeitdauer
Tv, welche gelernt wurde, während die Maschine mit der
niedrigen Drehzahl betrieben wird, für die Maschine bei
der hohen Drehzahl Verwendung findet, ein Auftreten eines Fehlers
des Ausstoßes beschränkt. Aufgrund der vorangehenden Gründe
kann die Lernsteuerung durchgeführt werden, wenn die Maschinendrehzahl
gleich oder kleiner als der vorbestimmte Wert ist.
-
(B) Beziehung zwischen Maschinenlast und
Lernbedingung
-
12A ist ein Schaubild, welches eine Nockengeschwindigkeit
bzw. -drehzahl veranschaulicht, welche einer Geschwindigkeit des
Kolbens 31 entspricht, die durch eine gestrichelte Kurvenlinie
angegeben ist, und die Nockendrehzahl ist über den Nockenhub
von 4 überlappt, welche durch eine durchgezogene
Kurvenlinie angegeben ist. In 12A sind
Nockenwinkel, die bei dem Betrieb mit verschiedener Maschinenlast
eingesetzt werden, durch H1, H2 und H3 angegeben. Genauer gesagt, der
Nockenwinkel H1 entspricht der niedrigsten Maschinenlast, der Nockenwinkel
H2 entspricht der zweitniedrigsten Maschinenlast und der Nockenwinkel
H3 entspricht der höchsten Maschinenlast. Wie in 12A veranschaulicht, nimmt die Nockendrehzahl mit
einer Zunahme der Maschinenlast zu. Bei dem vorangehenden Fall veranschaulicht 12B eine Beziehung zwischen einem Lastverhältnis
der Maschine und der Schwingungsamplitude für einen Fall, bei
welchem die Maschinendrehzahl NE niedrig ist und veranschaulicht
die Beziehung für einen anderen Fall, bei welchem die Maschinendrehzahl
NE hoch ist. In einem Fall, bei welchem die Maschinendrehzahl NE
niedrig ist, nimmt die Schwingungsamplitude nicht sehr zu oder die
Schwingungsamplitude bleibt fast dieselbe, auch wenn die Last größer
wird. Zudem nimmt die Schwingungsamplitude in einem Fall, in welchem
die Maschinendrehzahl NE hoch ist, geringfügig zu, wenn
die Last größer wird. Ferner wird, sogar wenn
die Energiezufuhrzeitdauer Tv, welche gelernt wurde, während
die Maschinenlast niedrig ist, verwendet wird, wenn die Maschinenlast
hoch ist, ein Auftreten eines Fehler des Ausstoßes ähnlich
wie bei dem Fall der zuvor beschriebenen Maschinendrehzahl beschränkt.
Aufgrund der vorangehenden Gründe kann die Lernsteuerung
ausgeführt werden, wenn die Maschinenlast gleich oder kleiner
als ein vorbestimmter Wert ist.
-
Wie
bei den vorangehenden (A)- und (B)-Beziehungen beschrieben, kann
es angebracht sein, die Lernbedingung zu erfüllen, wenn
sowohl die Maschinendrehzahl und die Maschinenlast gleich oder kleiner
als die vorbestimmten Werte sind.
-
Die
Erfüllung der Lernbedingung kann unter Verwendung der Maschinendrehzahl
und der Maschinenlast für jede von mehreren Betriebsbedingungen
der Maschine bestimmt werden. Beispielsweise kann, wie in 13A gezeigt, die Maschinendrehzahl NE in einen
von vier Bereichen eingeordnet werden, und die Maschinenlast KL
kann in einen von vier Bereichen eingeordnet werden. Auf diese Weise
werden als eine Folge der vorangehenden Unterteilung insgesamt 16
Betriebsbereiche erstellt, und die Lernbedingung wird für
jeden der Betriebsbereiche ausgeführt. Als eine Folge ist
es möglich, die Energiezufuhrzeitdauer Tv geeigneter zu
setzen.
-
Wie
zuvor beschrieben, wird sogar in einem Fall, in welchem die Energiezufuhrzeitdauer
Tv, welche gelernt wurde, während die Maschinendrehzahl niedrig
ist, verwendet wird, während die Maschinendrehzahl hoch
ist, ein Auftreten eines Fehler des Ausstoßes effektiv
beschränkt. Zudem wird sogar in einem anderen Fall, bei
welchem die Energiezufuhrzeitdauer Tv, welche gelernt wird, während
die Maschinenlast niedrig ist, verwendet wird, während
die Maschinenlast hoch ist, ein Auftreten eines Fehler des Ausstoßes
effektiv beschränkt. Als eine Folge kann bei einer Konfiguration,
bei welcher der Lernbetrieb für jede der mehreren Betriebsbedingungen ausgeführt
wird, ein Lernwert, welcher in einer Betriebsbedingung gelernt wird, in
einer anderen Betriebsbedingung Verwendung finden, welche verglichen
mit der einen Betriebsbedingung in einem höheren Drehbereich
oder einem höheren Lastbereich ist. Insbesondere wird der
Lernbetrieb, wenn die Maschinendrehzahl NE1 ist und die Maschinenlast
KL1 ist, in einem Betriebsbereich X durchgeführt, welcher durch
Linienschraffur angegeben ist, wie in 13B gezeigt.
Auf diese Weise kann der Lernwert in dem Betriebsbereich X in fünf
anderen Betriebsbereichen Y verwendet werden, wie durch Punktschraffur
angegeben. Die fünf anderen Betriebsbereiche Y befinden sich
auf einer Seite des Betriebsbereichs X in einem Bereich mit höherer
Drehzahl und höherer Last. In 13B ist
ein Lernwert Tv1 für sowohl den Betriebsbereich X als auch
den Betriebsbereich Y gesetzt.
-
Unter
Bezugnahme auf 14A und 14B wird
ein Lernbetrieb beschrieben, welcher unter einer weiteren Niederdrehzahl-
und Niederlast-Betriebsbedingung ausgeführt wird. In einem Beispielfall
der Niederdrehzahl- und Niederlast-Betriebsbedingung gibt die Maschinendrehzahl
NE die Maschinendrehzahl NE2 (14A, 14B) an, die noch kleiner als die Maschinendrehzahl
NE1 (13B) ist, und die Maschinenlast
KL gibt die Maschinenlast KL2 (14A, 14B) an, die noch kleiner als die Maschinenlast
KL1 (13B) ist.
-
In
einem Betriebsbereich Z, welcher dem vorangehenden Beispielfall
entspricht, kann ein Lernwert Tv2 angeben. Da der Lernwert Tv2 normalerweise
kleiner als der Lernwert Tv1 ist, kann der Lernwert Tv2 in 15 Betriebsbereichen
W1 verwendet werden, die durch Punktschraffur angegeben sind. Die
Betriebsbereiche W1 befinden sich auf einer Seite des Betriebsbereichs
Z in einem Bereich mit höherer Drehzahl und höherer
Last, wie in 14A gezeigt.
-
Im
Gegensatz dazu kann der Lernwert Tv2, falls der Lernwert Tv2 gleich
oder größer als der Lernwert Tv1 ist, in alternativen
Bereichen W2 verwendet werden, welche in 14B durch
Punktschraffur angegeben sind. Wie in 14B gezeigt, umfassen
die Bereiche W2 neun Betriebsbereiche, welche sich auf einer Seite
des Betriebsbereichs Z in einem Bereich mit höherer Drehzahl
und höherer Last befinden. Auf diese Weise sind die Bereiche
W2 Teil der Betriebsbereiche W1 in 14A,
sind aber verschieden von dem anderen Teil der Betriebsbereiche
W1, welche den Lernwert Tv1 haben.
-
Wie
zuvor wurde die Ausführung des Lernbetriebs für
jede der Betriebsbedingungen auf der Grundlage der Maschinendrehzahl
und der Maschinenlast beschrieben. Die Lernbedingung kann jedoch,
wenn die Erfüllung der Lernbedingung unter Verwendung der
Maschinenkühlmitteltemperatur bestimmt wird, wie bei S220
in 10 beschrieben, für jeden von mehreren
Kühlmitteltemperaturbereichen ausgeführt werden.
Genauer gesagt, die mehreren Kühlmitteltemperaturbereiche
können wie folgt gesetzt werden, und der Lernbetrieb kann
für jeden der Kühlmitteltemperaturbereiche ausgeführt
werden.
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15 ist
ein Flussdiagramm, welches einen Lernbedingungsbestimmungsbetrieb
zur Bestimmung veranschaulicht, ob die Lernbedingung für
jede der Maschinenkühlmitteltemperaturen erfüllt
ist.
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Bei
S300 wird es bestimmt, ob die Lernkennung extv auf EIN ist. Der
Vorgang bei S300 ist gleich dem bei S200 von 10. Wenn
es bestimmt wird, dass die Lernkennung extv auf EIN ist, was JA
bei S300 entspricht, wird der folgende Vorgang nicht ausgeführt,
und der Lernbedingungsbestimmungsbetrieb wird beendet. Im Gegensatz dazu
geht die Steuerung, wenn es bestimmt wird, dass die Lernkennung
extv auf AUS ist, was NEIN bei 300 entspricht, zu S310
weiter.
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Bei
S310 wird es bestimmt, ob die Maschine unter dem Betrieb im stationären
Zustand betrieben wird. Der Vorgang bei S310 ist gleich dem bei
S210 von 10. Wenn es bestimmt wird, dass
die Maschine unter dem Betrieb im stationären Zustand betrieben
wird, was JA bei S310 entspricht, geht die Steuerung zu S320 weiter.
Im Gegensatz dazu wird, wenn es bestimmt wird, dass die Maschine
nicht unter dem Betrieb im stationären Zustand betrieben wird,
was NEIN bei S310 entspricht, der folgende Vorgang nicht ausgeführt,
und der Lernbedingungsbestimmungsbetrieb wird beendet.
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Bei
S320 wird es bestimmt, ob sich die Maschinenkühlmitteltemperatur
in einem ersten Bereich befindet. Mit anderen Worten, es wird bei
S320 bestimmt, ob die Kühlmitteltemperatur gleich oder
höher als S2 und zudem gleich oder niedriger als S1 ist (S1 ≥ Maschinenkühlmitteltemperatur ≥ S2).
Wenn es bestimmt wird, dass sich die Kühlmitteltemperatur in
dem ersten Bereich befindet, was JA bei S320 entspricht, geht die
Steuerung zu S350 weiter, bei welchem eine Kühlmitteltemperaturbedingungskennung extv1
auf EIN gesetzt wird. Dann geht die Steuerung zu S380 weiter. Im
Gegensatz dazu geht die Steuerung, wenn es bestimmt wird, dass sich
die Maschinenkühlmitteltemperatur nicht in dem ersten Bereich befindet,
was NEIN bei S320 entspricht, zu S330 weiter.
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Bei
S330 wird es bestimmt, ob sich die Maschinenkühlmitteltemperatur
in einem zweiten Bereich befindet. Mit anderen Worten, es wird bei
S330 bestimmt, ob die Maschinenkühlmitteltemperatur gleich
oder höher als S4 und zudem gleich oder niedriger als S3
ist (S3 ≥ Maschinenkühlmitteltemperatur ≥ S4).
Wenn es bestimmt wird, dass sich die Kühlmitteltemperatur
in dem zweiten Bereich befindet, was JA bei S330 entspricht, geht
die Steuerung zu S360 weiter, bei welchem eine Kühlmitteltemperaturbedingungskennung
extv2 auf EIN gesetzt wird, und dann geht die Steuerung zu S380
weiter. Im Gegensatz dazu geht die Steuerung, wenn es bestimmt wird, dass
sich die Maschinenkühlmitteltemperatur nicht in dem. zweiten
Bereich befindet, was NEIN bei S330 entspricht, zu S340 weiter.
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Bei
S340 wird es bestimmt, ob sich die Maschinenkühlmitteltemperatur
in einem dritten Bereich befindet. Mit anderen Worten, es wird bei
S340 bestimmt, ob die Maschinenkühlmitteltemperatur gleich oder
höher als S6 und zudem gleich oder niedriger als S5 ist
(S5 ≥ Maschinenkühlmitteltemperatur ≥ S6).
Wenn es bestimmt wird, dass die Kühlmitteltemperatur in
dem dritten Bereich ist, was JA bei S340 entspricht, geht die Steuerung
zu S370 weiter, bei welchem eine Kühlmitteltemperaturbedingungskennung
extv3 auf EIN gesetzt wird, und dann geht die Steuerung zu S380
weiter. Im Gegensatz dazu wird der Lernbedingungsbestimmungsbetrieb
beendet, wenn es bestimmt wird, dass sich die Kühlmitteltemperatur
nicht in dem dritten Bereich befindet, was NEIN bei S340 entspricht.
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Bei
S380, zu welchem die Steuerung von S350, S360 und S370 weitergeht,
wird die Lernkennung extv auf EIN gesetzt, und dann wird der Lernbedingungsbestimmungsbetrieb
beendet. Bei S380 wird die Lernkennung extv auf EIN gesetzt, wenn
die Kühlmitteltemperatur in einen des ersten bis dritten Bereichs
fällt. Auf diese Weise gibt die Lernkennung extv an, dass
die Lernbedingung erfüllt ist.
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In
einem Fall, in welchem der vorangehende Lernbedingungsbestimmungsbetrieb
durchgeführt wird, werden die Vorgänge S120 bis
S150, die durch die gestrichelte Linie bei dem in 9 gezeigten Lernbetrieb
angegeben sind, für jeden der Kühlmitteltemperaturbereiche
ausgeführt, wie beispielsweise den ersten Bereich, den
zweiten Bereich und den dritten Bereich. Genauer gesagt wird ein
Lernbetrieb durchgeführt, um den Lernwert zu speichern,
wenn die Kühlmitteltemperaturbedingungskennung extv1 auf
EIN ist. Ein anderer Lernbetrieb wird durchgeführt, um
den Lernwert zu speichern, wenn die Kühlmitteltemperaturbedingungskennung
extv2 auf EIN ist. Und noch ein anderer Lernbetrieb wird durchgeführt,
um den Lernwert zu speichern, wenn die Kühlmitteltemperaturbedingungskennung
extv3 auf EIN ist.
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Wie
zuvor ausführlich beschrieben, wird bei dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel das zweite Ansteuersignal auf den niedrigen
Pegel bei der Zeit T2 geändert, bei welcher die Bewegung
der Nadel 64 nicht vollendet worden ist (vgl. 6).
Aufgrund des Vorangehenden fängt die Laufgeschwindigkeit
der Nadel 64 nach der Zeit T2 an allmählich abzunehmen.
Die vorangehende Laufgeschwindigkeit der Nadel 64 entspricht
der Steigung eines durch K bezeichneten Teils in 6.
Mit anderen Worten, die Nadel 64 ist in der Lage sanft
zu landen. Als Folge davon ist der bewegbare Kern 68 in
der Lage, auf der Oberfläche des stationären Kerns 66 sanft
zu landen, und dadurch wird eine Zusammenstoßstörung
zwischen dem stationären Kern 66 und dem bewegbaren
Kern 68 geregelt. Als eine Folge ist es möglich,
die Störung der Nadel 64 effektiv zu verringern.
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Zudem
wird bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Energiezufuhrzeitdauer
Tv allmählich verkürzt, indem der Vorgang bei
S110 von 9 wiederholt wird, die Lernbedingung
bei S130 und S140 ausgeführt wird, und dann die Energiezufuhrzeitdauer
Tv bei S160 gesetzt wird. Aufgrund des Vorangehenden ist es möglich,
die Energiezufuhrzeitdauer Tv geeignet zu setzen, und dadurch ist
es möglich, die Störung der Nadel 64 effektiv
zu reduzieren. Darüber hinaus wird es bei der Lernsteuerung bei
S120 von 9 bestimmt, ob der Kraftstoffdruck verringert
ist, und dann wird der Lernbetrieb bei S130 und S140 ausgeführt.
Als eine Folge ist es möglich, den unteren Grenzwert der
Energiezufuhrzeitdauer Tv zu identifizieren, und dadurch ist es
möglich, die Energiezufuhrzeitdauer Tv geeignet zu setzen.
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Darüber
hinaus wird es bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
auch bestimmt, ob die Maschine unter dem Betrieb im stationären
Zustand betrieben wird, und zudem wird die Lernsteuerung ausgeführt,
wenn die Maschinenkühlmitteltemperatur gleich oder größer
als S0 ist. Durch Ausführen der Lernsteuerung, wenn die
Maschine unter dem Betrieb im stationären Zustand kontinuierlich
betrieben wurde, ist es möglich, die Energiezufuhrzeitdauer
Tv geeignet zu setzen. Das Vorangehende wird getan, da sich die
geeignete Energiezufuhrzeitdauer ändern kann, wenn sich
die Betriebsbedingung ändert. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
kann es zusätzlich bestimmt werden, ob sich die Betriebsbedingung
wesentlich ändert. Auf diese Weise kann alternativ die
Lernsteuerung beendet werden, wenn es bestimmt wird, dass sich die
Betriebsbedingung während der Ausführung der Lernsteuerung
wesentlich ändert.
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Ferner
wird bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Anfangswert
der Energiezufuhrzeitdauer Tv als der Maximalwert gesetzt, und die Energiezufuhrzeitdauer
Tv wird bei der Lernsteuerung allmählich verkürzt.
Auf diese Weise ist es möglich, die Energiezufuhrzeitdauer
Tv auf einen Wert zu setzen, um ein Verursachen des Fehlers bei
dem Ausstoß zu vermeiden.
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Außerdem
wird die Lernsteuerung, wie unter Bezugnahme auf 13A bis 14B beschrieben, für
jeden der Betriebsbereiche ausgeführt. Als eine Folge ist
es möglich, die Energiezufuhrzeitdauer Tv gemäß verschiedensten
Betriebsbedingungen geeignet zu setzen, und dadurch wird die Störung
der Nadel 64 effektiv verringert. Falls die Lernsteuerung
für einen Betriebsbereich einmal ausgeführt wird,
um die Energiezufuhrzeitdauer Tv zu erlangen, kann die erlangte
Energiezufuhrzeitdauer Tv in den anderen Betriebsbereichen verwendet
werden, die sich auf einer Seite des einen Betriebsbereichs in einem
Bereich mit höherer Drehzahl und höherer Last
(13B, vgl. 14) befinden.
Dann ist es vorteilhaft nicht erforderlich, die Lernsteuerung für
alle der Betriebsbereiche auszuführen.
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(Zweites Ausführungsbeispiel)
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Das
zweite Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unterscheidet
sich von dem ersten Ausführungsbeispiel in der Lernsteuerung.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden nur Teile beschrieben,
die sich von dem ersten Ausführungsbeispiel unterscheiden,
und dadurch wird eine Erläuterung der gleichen Konfiguration
des vorliegender.. Ausführungsbeispiels gleich dem ersten
Ausführungsbeispiel weggelassen. Zudem sind gleiche Komponenten
mit denselben Bezugszeichen versehen.
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Auch
bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wie in 16 gezeigt,
wird die Energiezufuhrzeitdauer Tv allmählich von dem Anfangswert
verringert. Der Anfangswert bei E4 entspricht dem Maximalwert der
Energiezufuhrzeitdauer Tv gleich dem ersten Ausführungsbeispiel,
und der Anfangswert kann beispielsweise als die Dauer von der Zeit
t1 bis zur Zeit t4 gesetzt werden, die in dem Vergleichsbeispiel
von 5 gezeigt ist.
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Die
Verkürzung der Energiezufuhrzeitdauer Tv entspricht der
Verkürzung einer gewissen Zeitdauer, für welche
das zweite Ansteuersignal auf dem hohen Pegel gehalten wird und
dann auf den niedrigen Pegel geändert wird, nachdem die
gewisse Zeitdauer verstrichen ist. Dann wird, wie bei der vorangehenden
Erläuterung von 6 beschrieben, wenn die Energiezufuhrzeitdauer
Tv verkürzt wird, der Ventilschließzeitpunkt des
Einlassventils 58 verzögert oder verspätet.
Dementsprechend wird die Ausstoßmenge verringert, und dadurch
nimmt der Überlaufventilschließzeitpunkt epduty
zu (E5 in 16).
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Bei
dem ersten Ausführungsbeispiel wird der Lernbetrieb, wenn
der Kraftstoffdruck (epr) tatsächlich anfängt
abzunehmen bzw. sich zu verringern (E2 in 8), auf
der Grundlage einer Zunahme Δepduty der Überlaufventilschließzeitpunkt
epduty ausgeführt. Im Gegensatz dazu wird bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel,
wenn der Kraftstoffdruck einen vorbestimmten Wert (E7) erreicht,
nachdem der Kraftstoffdruck anfängt abzunehmen (E6 in 16), die
Energiezufuhrzeitdauer Tv als ein provisorischer Lernwert Tvpre
gesetzt. Dann wird ein Hauptlernwert Tvcal berechnet, indem eine
vorbestimmte Zeitdauer zu dem provisorischen Lernwert Tvpre addiert
wird. Die vorbestimmte Zeitdauer wird derart bestimmt, dass der
Hauptlernwert Tvcal in einen variablen Bereich der Energiezufuhrzeitdauer
Tv während einer Zeitdauer von E5 zu E6 in 16 fällt.
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Bei
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden auch die Vorteile
erzielt, die bei dem ersten Ausführungsbeispiel erzielbar
sind.
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(Drittes Ausführungsbeispiel)
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Das
dritte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von den vorangehenden
Ausführungsbeispielen in der Lernsteuerung. Bei dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel werden nur Teile beschrieben, die sich von
den vorangehenden Ausführungsbeispielen unterscheiden,
und dadurch wird eine Erläuterung der gleichen Konfiguration
des vorliegenden Ausführungsbeispiels gleich den vorangehenden
Ausführungsbeispielen weggelassen. Zudem sind gleiche Komponenten
mit denselben Bezugszeichen versehen.
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Bei
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst die Kraftstoffzufuhrvorrichtung 100 einen
Vibrations- bzw. Schwingungssensor 105, welcher durch eine
gestrichelte Linie in 3 angegeben ist. Der Schwingungssensor 105 ist
an dem stationären Kern 66 der Hochdruckpumpe 10 bereitgestellt,
wie durch eine gestrichelte Linie in 2 angegeben, und
erfasst Schwingungen der Hochdruckpumpe 10. Alternativ
kann ein Klopfsensor 105a an dem Zylinder 500 der
Maschine bereitgestellt sein, wie durch eine gestrichelte Linie
in 1 angegeben, um das Klopfen der Maschine zu erfassen.
Der Schwingungssensor 105 gibt Signale an die Kraftstoffdrucksteuereinrichtung 103 aus.
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Bei
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Energiezufuhrzeitdauer
Tv, wie in 17 gezeigt, allmählich
von dem Anfangswert verringert. Der Anfangswert entspricht dem Maximalwert
der Energiezufuhrzeitdauer Tv ähnlich zu den vorangehenden
Ausführungsbeispielen. Der Anfangswert der Energiezufuhrzeitdauer
Tv bei E9 kann beispielsweise die Dauer von der Zeit t1 bis zu der
Zeit t4 des Vergleichsbeispiels von 5 sein.
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Die
Verkürzung der Energiezufuhrzeitdauer Tv entspricht der
allmählichen Verkürzung der gewissen Zeitdauer,
für welche das zweite Signal auf dem hohen Pegel gehalten
wird und dann das zweite Signal auf den niedrigen Pegel geändert
wird, nachdem die gewisse Zeitdauer verstrichen ist. Wie in 7 gezeigt,
verringert sich die Schwingungsamplitude stark, wenn die Energiezufuhrzeitdauer
Tv in die Nähe von TvA verringert wird.
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Bei
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird, wenn ein von
dem Schwingungssensor 105 erfasster Schwingungspegel gleich
oder niedriger als ein vorbestimmter Wert ist, der Lernwert als
die Energiezufuhrzeitdauer Tv bei der Zeit der Erfassung gesetzt
(E10 in 17). Es sollte erwähnt
sein, dass, wie in 17 durch eine gestrichelte Linie
gezeigt, falls die Energiezufuhrzeitdauer Tv kontinuierlich verringert
würde, der Schwingungspegel auf einen gewissen Pegel verringert
würde. Zudem würde auch der Kraftstoffdruck (epr)
verringert werden (E11). Auf diese Weise wird der vorbestimmte Wert,
der zur Bestimmung des Schwingungspegels verwendet wird, als ein
Wert gesetzt, der vom Verursachen der Verringerung bzw. Abnahme
des Kraftstoffdrucks beschränkt ist.
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Bei
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden auch die Vorteile
erzielt, die bei den vorangehenden Ausführungsbeispielen
erzielbar sind.
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(Viertes Ausführungsbeispiel)
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Das
vierte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von den vorangehenden
Ausführungsbeispielen in der Lernsteuerung. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
werden nur Teile beschrieben, die sich von den vorangehenden Ausführungsbeispielen
unterscheiden, und dadurch wird eine Erläuterung der gleichen
Konfiguration des vorliegenden Ausführungsbeispiels gleich
den vorangehenden Ausführungsbeispielen weggelassen. Zudem
sind gleiche Komponenten mit denselben Bezugszeichen versehen.
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Bei
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst die Kraftstoffzufuhrvorrichtung 100 einen elektrischer-Strom-Sensor 106,
welcher durch eine gestrichelte Linie in 3 angegeben
ist. Der elektrischer-Strom-Sensor 106 erfasst den durch
die Ansteuerschaltung 104 ausgegebenen elektrischen Ansteuerstrom.
Der elektrischer-Strom-Sensor 106 gibt Signale an die Kraftstoffdrucksteuereinrichtung 103 aus.
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Der
elektrische Ansteuerstrom ändert sich mit einem Verhalten
der Nadel 64, wie durch „d” bei dem Vergleichsbeispiel
von 5 gezeigt. Genauer gesagt, wenn die Nadel 64 versetzt
wird, dass sie näher an der Schließposition ist,
vermindert sich oder fällt der elektrische Ansteuerstrom.
Wenn die Energiezufuhrzeitdauer Tv weiter verkürzt wird,
wird das Auftreten des Fallens des elektrischen Ansteuerstroms verzögert.
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Bei
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird, wenn die Verzögerung
oder das Fallen des durch den elektrischer-Strom-Sensor 106 erfassten elektrischen
Ansteuerstroms gleich oder größer als ein vorbestimmter
Wert wird, der Lernwert als eine Energiezufuhrzeitdauer Tv der Zeit
der Erfassung gesetzt. Es sei erwähnt, dass, falls die
Energiezufuhrzeitdauer Tv weiter kontinuierlich verkürzt würde,
die Nadel 64 nicht in der Lage sein würde, die
Schließposition zu erreichen oder nicht angezogen würde,
damit sie an die Schließposition versetzt würde.
Als eine Folge ist ein Auftreten des Fallens des elektrischen Ansteuerstroms
beschränkt. Jedoch nimmt dementsprechend der Kraftstoffdruck
ab. Folglich wird beispielsweise der vorbestimmte Wert, der zum Bestimmen
der Verzögerung des Fallens des elektrischen Ansteuerstroms
verwendet wird, auf eine Größe gesetzt, welche
ein Verursachen der Abnahme des Kraftstoffdrucks beschränkt.
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Bei
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden auch die Vorteile
erzielt, die bei den vorangehenden Ausführungsbeispielen
erzielbar sind.
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Es
sei erwähnt, dass bei dem ersten bis vierten Ausführungsbeispiel
die Kraftstoffkammer 13 als ein „Empfänger” funktioniert,
das Einlassventil 58 als ein „Ventilelement” funktioniert,
die Nadel 64 und der bewegbare Kern 68 als eine „bewegbare
Einheit” funktionieren, die Ausstoßventileinheit 70 als
eine „Ausstoßeinheit” funktioniert, der
Kraftstoffdrucksensor 102 als „Kraftstoffdruckerfassungsabschnitt” funktioniert,
die Kraftstoffdrucksteuereinrichtung 103 als „Ansteuersteuerabschnitt” funktioniert,
die Ansteuerschaltung 104 als „Ansteuerschaltungsabschnitt” funktioniert,
der Schwingungssensor 105 als „Schwingungserfassungsabschnitt” funktioniert,
und der elektrischer-Strom-Sensor 106 als „elektrischer-Strom-Erfassungsabschnitt” funktioniert.
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(Anderes Ausführungsbeispiel)
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Bei
dem ersten Ausführungsbeispiel wird bei S120 in 9 bestimmt,
ob der Kraftstoffdruck abnimmt, und dann wird, der Hauptlernbetrieb
bei S140 auf der Grundlage der Zunahme Δepduty der Überlaufventilschließzeitpunkt
epduty ausgeführt. Alternativ können der provisorische
Lernbetrieb und der Hauptlernbetrieb auf der Grundlage der Zunahme Δepduty
der Überlaufventilschließzeitpunkt epduty ausgeführt
werden. Insbesondere wird der provisorische Lernbetrieb beispielsweise
ausgeführt, wenn die Zunahme Δepduty das vorbestimmte
Maß überschreitet, und der Rückgabewert,
welcher einer Hälfte der Zunahme (1/2 Δepduty)
entspricht, kann zu dem provisorischen Lernwert. addiert werden.
Wird die Lernsteuerung auf der Grundlage des Überlaufventilschließzeitpunkts
epduty ausgeführt, wie vorangehend, kann der provisorische
Lernbetrieb ähnlich zu dem dritten Ausführungsbeispiel
ausgelassen werden, und der Hauptlernbetrieb kann ausgeführt werden,
wenn die Zunahme Δepduty gleich oder größer
als ein vorbestimmtes Maß wird.
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Bei
den vorangehenden Ausführungsbeispielen werden die Maschinendrehzahl,
die Maschinenlast und die Maschinenkühlmitteltemperatur
als ein Parameter zur Definition der Betriebsbereiche für die
Betriebsbedingung verwendet. Alternativ kann eine Temperatur eines
Maschinenöls als ein Parameter für die Betriebsbedingung
verwendet werden.
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Außerdem
kann die Bestimmung darüber, ob die Maschine kontinuierlich
unter dem stationären Zustand betrieben wurde, auf der
Grundlage der vorangehenden Betriebsbedingung vorgenommen werden.
Alternativ kann die Bestimmung des Betriebs unter dem stationären
Zustand darüber vorgenommen werden, ob zumindest eine einer
Batteriespannung, einer Kraftstofftemperatur, eines Kraftstoffdrucks
und eines Maßes von Viskosität von Kraftstoff in
einem vorbestimmten Bereich liegt.
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Zudem
kann eine Kraftstoffdruckbedingung als die Lernbedingung zum Einsatz
kommen. Beispielsweise nimmt der Kraftstoffdruck bei der Lernsteuerung
wie in einem Fall ab, bei welchem die Abnahme des Kraftstoffdrucks
um ein vorbestimmtes Maß bei dem zweiten Ausführungsbeispiel
erfasst wird. Folglich kann sich die Verbrennung dementsprechend
verschlechtern. Folglich kann die Lernbedingung umfassen, dass der
Kraftstoffdruck wesentlich hoch ist. Zudem kann bei dem ersten und
dritten Ausführungsbeispiel die Lernbedingung umfassen, dass
der Kraftstoffdruck wesentlich hoch ist. Im Gegensatz dazu wird,
wenn die Lernsteuerung ausgeführt wird, um die Energiezufuhrzeitdauer
zu erlangen, während der Kraftstoffdruck niedrig ist, auch
die erlangte Energiezufuhrzeitdauer für den Betrieb unter
dem hohen Kraftstoffdruck verwendet. Folglich kann die Lernbedingung
bei dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel umfassen,
dass der Kraftstoffdruck niedrig ist.
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Bei
dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel wird der Kraftstoffdrucksensor 102 eingesetzt, bei
dem dritten Ausführungsbeispiel wird der Schwingungssensor 105 eingesetzt,
und bei dem vierten Ausführungsbeispiel wird der elektrischer-Strom-Sensor 106 eingesetzt,
um die Lernsteuerung auszuführen. Alternativ können
zwei oder mehr der vorangehenden Sensoren 102, 105, 106 für die
Ausführung der Lernsteuerung eingesetzt werden. Zudem kann
hauptsächlich einer der vorangehenden Sensoren 102, 105, 106 eingesetzt
werden und die anderen ein oder zwei Sensoren können ergänzend
eingesetzt werden. Genauer gesagt, wird der Kraftstoffdrucksensor 102 hauptsächlich
verwendet, und der Schwingungssensor 105 oder der elektrischer-Strom-Sensor 106 kann
ergänzend eingesetzt werden. Ferner kann, wie in 18A gezeigt, hauptsächlich der Schwingungssensor 105 verwendet
werden, und der elektrischer-Strom-Sensor 106 oder der
Kraftstoffdrucksensor 102 können ergänzend
eingesetzt werden. Zudem wird, wie in 18B gezeigt,
hauptsächlich der elektrischer-Strom-Sensor 106 verwendet,
und der Kraftstoffdrucksensor 102 oder der Schwingungssensor 105 können
ergänzend verwendet werden.
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorangehenden Ausführungsbeispiele
beschränkt und kann auf verschiedene Weisen modifiziert
werden, wie sie von den nachfolgenden Patentansprüchen umfasst
sind.
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Eine
Kraftstoffzufuhrvorrichtung umfasst eine bewegbare Einheit (64, 68),
eine Spule (65), einen Ansteuerschaltungsabschnitt (104),
und einen Ansteuersteuerabschnitt (103). Der Ansteuerschaltungsabschnitt
(104) führt der Spule (65) mit einem elektrischen
Ansteuerstrom mit einem ersten Wert (I1) derart Energie zu, dass
die bewegbare Einheit (64, 68) von einer Öffnungsposition
zu einer Schließposition versetzt wird. Der Ansteuerschaltungsabschnitt
(104) führt der Spule (65) mit dem elektrischen
Ansteuerstrom mit einem zweiten Wert (I2), der kleiner als der erste
Wert (I1) ist, derart Energie zu, dass die bewegbare Einheit (64, 68)
an der Schließposition gehalten wird. Der Ansteuersteuerabschnitt
(103) steuert den Ansteuerschaltungsabschnitt (104),
um den elektrischen Ansteuerstrom von dem ersten Wert (I1) auf den
zweiten Wert (I2) zu ändern, während die bewegbare
Einheit (64, 68) in Richtung der Schließposition
versetzt wird, auf der Grundlage einer Energiezufuhr zu der Spule
mit dem elektrischen Ansteuerstrom mit dem ersten Wert (I1).
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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