DE102015107541A1

DE102015107541A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Beurteilung von Kraftstoffeigenschaften

Info

Publication number: DE102015107541A1
Application number: DE102015107541.5A
Authority: DE
Inventors: Naoyuki Yamada; Naoki MIKAMI
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2014-05-29
Filing date: 2015-05-13
Publication date: 2015-12-03
Anticipated expiration: 2035-05-14
Also published as: JP2015224608A; US9546992B2; JP6032244B2; US20150346180A1; DE102015107541B4

Abstract

Ein Kraftstoffeinspritzsystem besitzt ein Common-Rail, welches Kraftstoff speichert, einen Kraftstoffinjektor, welcher den Kraftstoff einspritzt, einen Kraftstoffdurchlass, welche den Kraftstoff zu dem Kraftstoffinjektor führt, und einen Kraftstoffdrucksensor, welcher einen Kraftstoffdruck erfasst. Eine ECU erlangt eine Wellenform eines Kraftstoffdrucks, die eine Veränderung eines Kraftstoffdrucks darstellt, basierend auf dem erfassten Kraftstoffdruck bei der Kraftstoffeinspritzung. Die ECU berechnet eine Geschwindigkeit einer Kraftstoffdruckwelle, welche die Wellenform des Kraftstoffdrucks bildet, basierend auf einer Schwankungsperiode der Wellenform des Kraftstoffdrucks und einer Kraftstoffdurchlasslänge, und eine Kraftstoffdichte basierend auf der Geschwindigkeit der Kraftstoffdruckwelle. Die ECU berechnet ferner eine Kraftstoff-Cetanzahl und eine kinematische Viskosität des Kraftstoffes basierend auf der Kraftstoffdichte und der Kraftstoff-Cetanzahl. Die ECU beurteilt Kraftstoffeigenschaften basierend auf der kinematischen Viskosität des Kraftstoffes.

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft Vorrichtungen und Verfahren zum Beurteilen von Kraftstoffeigenschaften, welche Eigenschaften von Kraftstoff beurteilen, welcher zu einem Kraftstoffeinspritzsystem geführt werden soll.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Es gibt eine herkömmliche Vorrichtung, welche in der Lage ist, das Auftreten einer Unregelmäßigkeit einer Kraftstoffzuführpumpe zu beurteilen, wenn eine Temperatur des in das Innere der Kraftstoffzuführpumpe strömenden Kraftstoffes eine vorbestimmte Temperatur überschreitet. Eine solche herkömmliche Beurteilungsvorrichtung wird beispielsweise in Patentdokument 1, der japanischen Patentveröffentlichung mit der Nummer 2006-194224 , offenbart. Wenn beispielsweise durch die Verwendung eines minderwertigen Kraftstoffes eine Unregelmäßigkeit, wie ein Kraftstoff-Strömungsfehler im Inneren der Kraftstoffströmungspumpe auftritt, da eine Temperatur des Kraftstoffes als ein Schmieröl zunimmt, beurteilt die Vorrichtung das Auftreten einer Unregelmäßigkeit der Kraftstoffzuführpumpe basierend auf der erfassten erhöhten Temperatur des Kraftstoffes.
Da eine Temperatur des Kraftstoffes jedoch allmählich ansteigt und es lange dauert, bevor die Vorrichtung das Auftreten der Unregelmäßigkeit der Kraftstoffzuführpumpe korrekt erfasst, besteht ein mögliches Hindernis für die Bewegung der Kraftstoffzuführpumpe und der Kraftstoffinjektoren usw. Das heißt, es ist notwendig, dass die Vorrichtung einen hochpräzisen Temperatursensor verwendet, um eine Temperatur des Kraftstoffes mit einem schnellen Ansprechverhalten und hoher Genauigkeit zu erfassen.
Kurzfassung
Es ist daher gewünscht, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Beurteilung von Kraftstoffeigenschaften zum Erfassen von Eigenschaften des Kraftstoffes mit einem schnellen Ansprechverhalten und hoher Genauigkeit vorzusehen.
Eine beispielhafte Ausführungsform sieht eine Kraftstoffeigenschafts-Beurteilungsvorrichtung für die Verwendung in einem Kraftstoffeinspritzsystem vor. Das Kraftstoffeinspritzsystem besitzt eine Druck-Sammel- bzw. Aufnahmekammer, wie ein Common-Rail, einen oder mehrere Kraftstoffinjektoren, einen Kraftstoffdurchlass und einen Kraftstoffdrucksensor. Die Druck-Sammelkammer ist in der Lage, Hochdruckkraftstoff zu speichern bzw. aufzunehmen. Jeder der Kraftstoffinjektoren besitzt eine Kraftstoff-Einspritzöffnung, durch welche der Kraftstoff in einen entsprechenden Zylinder einer Verbrennungskraftmaschine, wie einer Dieselmaschine, eingespritzt wird. Durch den Kraftstoffdurchlass wird der Kraftstoff von der Druck-Sammelkammer zu der Kraftstoff-Einspritzöffnung geführt. Der Kraftstoffdrucksensor ist in der Lage, einen Kraftstoffdruck des Kraftstoffes in dem Kraftstoffdurchlass zu erfassen. Die Kraftstoffeigenschafts-Beurteilungsvorrichtung besitzt einen Kraftstoffdruck-Wellenform-Erlangungsabschnitt, einen Kraftstoffdruck-Wellengeschwindigkeits-Berechnungsabschnitt, einen Kraftstoffdichte-Berechnungsabschnitt, einen Kraftstoff-Cetanzahl-Berechnungsabschnitt, einen Berechnungsabschnitt für eine kinematische Viskosität von Kraftstoff und einen Beurteilungsabschnitt. Der Kraftstoffdruck-Wellenform-Erlangungsabschnitt erlangt eine Wellenform eines Kraftstoffdrucks, welche eine Veränderung eines Kraftstoffdrucks des Kraftstoffes darstellt, basierend auf dem durch den Kraftstoffdrucksensor erfassten Kraftstoffdruck, wenn der Kraftstoffinjektor den Kraftstoff einspritzt. Der Kraftstoffdruck-Wellengeschwindigkeits-Berechnungsabschnitt berechnet eine Geschwindigkeit einer Kraftstoffdruckwelle, welche die Wellenform des Kraftstoffdrucks bildet, basierend auf einer Schwankungsperiode der Wellenform des Kraftstoffdrucks, welche durch den Kraftstoffdruck-Wellenform-Erlangungsabschnitt erhalten wird, und einer Kraftstoffdurchlasslänge. Der Kraftstoffdichte-Berechnungsabschnitt berechnet eine Dichte des Kraftstoffes basierend auf der Geschwindigkeit einer Kraftstoffdruckwelle, welche durch den Kraftstoffdruck-Wellengeschwindigkeits-Berechnungsabschnitt berechnet wird. Der Kraftstoff-Cetanzahl-Berechnungsabschnitt berechnet eine Cetanzahl des Kraftstoffes. Der Berechnungsabschnitt für eine kinematische Viskosität von Kraftstoff berechnet eine kinematische Viskosität des Kraftstoffes basierend auf der durch den Kraftstoffdichte-Berechnungsabschnitt berechneten Dichte des Kraftstoffes und der durch den Kraftstoff-Cetanzahl-Berechnungsabschnitt berechneten Cetanzahl des Kraftstoffes. Der Beurteilungsabschnitt beurteilt einen Zustand von Kraftstoffeigenschaften des Kraftstoffes basierend auf der durch den Berechnungsabschnitt für eine kinematische Viskosität von Kraftstoff berechneten kinematischen Viskosität des Kraftstoffes.
Bei der Kraftstoffeigenschafts-Beurteilungsvorrichtung mit der vorstehend beschriebenen Struktur speichert die Druck-Sammelkammer, wie ein Common-Rail, Hochdruckkraftstoff. Der Hochdruckkraftstoff wird von der Druck-Sammelkammer zu der Kraftstoff-Einspritzöffnung des Kraftstoffinjektors geführt. Der Kraftstoffdrucksensor erfasst einen Kraftstoffdruck des Kraftstoffes, welcher in dem Kraftstoffdurchlass strömt. Zusätzlich wird ebenso eine Cetanzahl des Kraftstoffes berechnet. Es gibt verschiedene Verfahren, um die Cetanzahl des Kraftstoffes zu berechnen.
Eine Wellenform eines Kraftstoffdrucks, die eine Veränderung eines Kraftstoffdrucks des Kraftstoffes darstellt, wird basierend auf dem durch den Kraftstoffdrucksensor erfassten Kraftstoffdruck berechnet, wenn der Kraftstoffinjektor den Kraftstoff einspritzt. Eine Geschwindigkeit einer Kraftstoffdruckwelle, welche die Wellenform des Kraftstoffdrucks bildet, wird basierend auf einer Schwankungsperiode der berechneten Wellenform des Kraftstoffdrucks und der Kraftstoffdurchlasslänge berechnet. Das heißt, die in dem Kraftstoffdurchlass erhaltene Kraftstoffdruckwelle bewegt sich nach der Kraftstoffeinspritzung mit einer hin- und hergehenden Bewegung im Inneren des Kraftstoffdurchlasses. Es ist daher möglich, eine Geschwindigkeit der Kraftstoffdruckwelle basierend auf der Schwankungsperiode der Wellenform der Kraftstoffdruckwelle und der Kraftstoffdurchlasslänge zu berechnen. Mit Blick auf die Schwankung der Wellenform der Kraftstoffdruckwelle ist es geeignet, den Kraftstoffdrucksensor bei einer optionalen Position in dem Kraftstoffdurchlass anzuordnen. Die Dichte des Kraftstoffes wird basierend auf der berechneten Geschwindigkeit der Kraftstoffdruckwelle berechnet. Das heißt, es ist möglich, die Dichte des Kraftstoffes basierend auf der physikalischen Beziehung zwischen der Geschwindigkeit der Kraftstoffdruckwelle und der Dichte des Kraftstoffes zu berechnen.
Die kinematische Viskosität des Kraftstoffes wird basierend auf der berechneten Dichte des Kraftstoffes und der berechneten Cetanzahl des Kraftstoffes berechnet. Das heißt, es besteht eine Korrelation bzw. ein Zusammenhang zwischen der Kraftstoffdichte und der kinematischen Viskosität des Kraftstoffes. Durch weiteres Berücksichtigen der Cetanzahl des Kraftstoffes ist es möglich, dass zwischen der Dichte des Kraftstoffes und der kinematischen Viskosität des Kraftstoffes ein starker Zusammenhang besteht. Es ist daher möglich, die kinematische Viskosität des Kraftstoffes basierend auf der Dichte des Kraftstoffes unter Verwendung des vorstehend beschriebenen Zusammenhangs zu berechnen. Es ist möglich, den Zusammenhang zwischen der Dichte des Kraftstoffes, der kinematischen Viskosität des Kraftstoffes und der Cetanzahl des Kraftstoffes im Vorhinein basierend auf Ergebnissen von verschiedenen Experimenten zu erhalten.
Da die kinematische Viskosität des Kraftstoffes die Charakteristika des Kraftstoffes als ein Schmiermittel darstellt, ist es möglich, basierend auf der kinematischen Viskosität des Kraftstoffes zu beurteilen, ob der Kraftstoff korrekte bzw. angemessene Kraftstoffeigenschaften besitzt. Es ist möglich, die Kraftstoffzustände basierend auf dem Kraftstoffdruck zu beurteilen, welcher durch den Kraftstoffdrucksensor zu dem Zeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung erfasst wird. Entsprechend ermöglicht dies, dass der Kraftstoffeigenschafts-Beurteilungsabschnitt schnell und mit hoher Genauigkeit beurteilt, ob der Kraftstoff korrekte Kraftstoffeigenschaften besitzt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Kraftstoffeigenschafts-Beurteilungsvorrichtung für die Verwendung in einem Kraftstoffeinspritzsystem vorgesehen. Das Kraftstoffeinspritzsystem besitzt eine Druck-Sammelkammer, wie ein Common-Rail, einen oder mehrere Kraftstoffinjektoren, einen Kraftstoffdurchlass und einen Kraftstoffdrucksensor. Die Druck-Sammelkammer speichert Hochdruckkraftstoff. Jeder der Kraftstoffinjektoren besitzt eine Kraftstoff-Einspritzöffnung, durch welche der Kraftstoff in einen entsprechenden Zylinder einer Verbrennungskraftmaschine, wie einer Dieselmaschine, eingespritzt wird. Durch den Kraftstoffdurchlass wird der Kraftstoff von der Druck-Sammelkammer zu der Kraftstoff-Einspritzöffnung geführt. Der Kraftstoffdrucksensor erfasst einen Kraftstoffdruck des Kraftstoffes in dem Kraftstoffdurchlass. Die Kraftstoffeigenschafts-Beurteilungsvorrichtung besitzt einen Kraftstoffdruck-Wellenform-Erlangungsabschnitt, einen Kraftstoffdruck-Wellengeschwindigkeits-Berechnungsabschnitt, einen Kraftstoffdichte-Berechnungsabschnitt, einen Kraftstoff-Cetanzahl-Berechnungsabschnitt und einen Beurteilungsabschnitt. Der Kraftstoffdruck-Wellenform-Erlangungsabschnitt erlangt eine Wellenform eines Kraftstoffdrucks, welche eine Veränderung eines Kraftstoffdrucks des Kraftstoffes darstellt, basierend auf dem durch den Kraftstoffdrucksensor erfassten Kraftstoffdruck, wenn der Kraftstoffinjektor den Kraftstoff einspritzt. Der Kraftstoffdruck-Wellengeschwindigkeits-Berechnungsabschnitt berechnet eine Geschwindigkeit einer Kraftstoffdruckwelle, welche die Wellenform des Kraftstoffdrucks bildet, basierend auf einer Schwankungsperiode der Wellenform des Kraftstoffdrucks, welche durch den Kraftstoffdruck-Wellenform-Erlangungsabschnitt erhalten wird, und einer Kraftstoffdurchlasslänge des Kraftstoffdurchlasses. Der Kraftstoffdichte-Berechnungsabschnitt berechnet eine Dichte des Kraftstoffes basierend auf der Geschwindigkeit einer Kraftstoffdruckwelle, welche durch den Kraftstoffdruck-Wellengeschwindigkeits-Berechnungsabschnitt berechnet wird. Der Kraftstoff-Cetanzahl-Berechnungsabschnitt berechnet eine Cetanzahl des Kraftstoffes.
Der Beurteilungsabschnitt beurteilt einen Zustand von Kraftstoffeigenschaften des Kraftstoffes basierend auf der Dichte des Kraftstoffes, welche durch den Kraftstoffdichte-Berechnungsabschnitt berechnet wird, und der Cetanzahl des Kraftstoffes, welche durch den Kraftstoff-Cetanzahl-Berechnungsabschnitt berechnet wird.
Wie vorstehend beschrieben, besteht zwischen der Dichte des Kraftstoffes, der kinematischen Viskosität des Kraftstoffes und der Cetanzahl des Kraftstoffes ein Zusammenhang. Entsprechend ist es möglich, die Kraftstoffeigenschaften des Kraftstoffes basierend auf der berechneten Dichte des Kraftstoffes und der berechneten Cetanzahl des Kraftstoffes mit hoher Genauigkeit zu beurteilen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Beurteilen von Kraftstoffeigenschaften vorgesehen, welches bei einem Kraftstoffeinspritzsystem verwendet werden soll. Das Kraftstoffeinspritzsystem besitzt die vorstehend beschriebene Struktur. Das Verfahren besitzt insbesondere zumindest die nachfolgenden Schritte. Ein Erlangungsschritt erlangt eine Wellenform eines Kraftstoffdrucks, die eine Veränderung eines Kraftstoffdrucks des Kraftstoffes darstellt, basierend auf dem Kraftstoffdruck, welcher erfasst wird, wenn der Kraftstoffinjektor den Kraftstoff einspritzt. Ein Geschwindigkeits-Berechnungsschritt berechnet eine Geschwindigkeit einer Kraftstoffdruckwelle, welche die Wellenform des Kraftstoffdrucks bildet, basierend auf einer Schwankungsperiode der Wellenform des Kraftstoffdrucks und einer Kraftstoffdurchlasslänge des Kraftstoffdurchlasses. Ein Dichte-Berechnungsschritt berechnet eine Dichte des Kraftstoffes basierend auf der Geschwindigkeit der berechneten Kraftstoffdruckwelle. Ein Cetanzahl-Berechnungsschritt berechnet eine Cetanzahl des Kraftstoffes. Ein Berechnungsschritt einer kinematischen Viskosität berechnet eine kinematische Viskosität des Kraftstoffes basierend auf der berechneten Dichte des Kraftstoffes und der berechneten Cetanzahl des Kraftstoffes. Ein Beurteilungsschritt beurteilt einen Zustand von Kraftstoffeigenschaften des Kraftstoffes basierend auf der berechneten kinematischen Viskosität des Kraftstoffes.
Es ist möglich, dass das Verfahren den gleichen Vorgang und die gleichen Effekte der vorstehend beschriebenen Kraftstoffeigenschafts-Beurteilungsvorrichtung vorsieht.
Kurze Beschreibung der Abbildungen
Eine bevorzugte, nicht beschränkende Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist beispielhaft mit Bezug auf die beigefügten Abbildungen beschrieben, in denen:
1 eine schematische Ansicht ist, welche ein Kraftstoffeinspritzsystem mit einer Kraftstoffeigenschafts-Beurteilungsvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
2A bis 2C Diagramme sind, welche eine Veränderung einer Kraftstoff-Einspritzrate und eines Kraftstoffdrucks gemäß Kraftstoffeinspritz-Anweisungssignalen, welche durch das in 1 gezeigte Kraftstoffeinspritzsystem verwendet werden, zeigen;
3 ein Flussdiagramm ist, welches einen Kraftstoffeigenschafts-Beurteilungsvorgang zeigt, der durch die Kraftstoffeigenschafts-Beurteilungsvorrichtung in dem in 1 gezeigten Kraftstoffeinspritzsystem durchgeführt wird;
4 ein Graph ist, welcher eine Beziehung zwischen einer Cetanzahl und einer Maschinendrehzahl zeigt, wenn die Kraftstoffinjektoren Kraftstoff während einer Kraftstoffeigenschaftsbeurteilung einspritzen, die durch die Kraftstoffeigenschafts-Beurteilungsvorrichtung gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird;
5 ein Graph ist, der einen Zusammenhang zwischen einer Dichte von Kraftstoff mit niedriger Cetanzahl und der kinematischen Viskosität zeigt; und
6 ein Graph ist, der einen Zusammenhang zwischen einer Dichte von Kraftstoff mit hoher Cetanzahl und der kinematischen Viskosität zeigt.
Detaillierte B eschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Nachfolgend sind verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Abbildungen beschrieben. In der nachfolgenden Beschreibung der verschiedenen Ausführungsformen bezeichnen in den verschiedenen Abbildungen gleiche Bezugszeichen oder Zahlen gleiche oder äquivalente Komponenten.
Beispielhafte Ausführungsform
Mit Bezug auf 1 bis 6 erfolgt eine Beschreibung einer Vorrichtung und eines Verfahrens zum Beurteilen von Kraftstoffeigenschaften gemäß einer beispielshaften Ausführungsform. Die Kraftstoffeigenschafts-Beurteilungsvorrichtung gemäß der beispielhaften Ausführungsform wird auf ein Kraftstoffeinspritzsystem vom Common-Rail-Typ für eine auf einem Motorfahrzeug montierte Dieselmaschine angewendet.
1 ist eine schematische Ansicht, welche das Kraftstoffeinspritzsystem mit der Kraftstoffeigenschafts-Beurteilungsvorrichtung gemäß der beispielhaften Ausführungsform zeigt. Die beispielhafte Ausführungsform verwendet eine Dieselmaschine (Verbrennungskraftmaschine) mit vier Zylindern #1 bis #4. Wie in 1 gezeigt ist, spritzen Kraftstoffinjektoren 10 einen Hochdruckkraftstoff in die Zylinder #1 bis #4 der Dieselmaschine ein, um in den Zylindern #1 bis #4 der Dieselmaschine eine Kompressionszündungsverbrennung durchzuführen.
Das heißt, 1 zeigt eine schematische Struktur des Kraftstoffeinspritzsystems mit den Kraftstoffinjektoren 10 und der Kraftstoffeigenschafts-Beurteilungsvorrichtung gemäß der beispielhaften Ausführungsform. Nun erfolgt eine Beschreibung des Kraftstoffeinspritzsystems für die Dieselmaschine mit den Kraftstoffinjektoren 10.
Ein Kraftstofftank 40 speichert Kraftstoff. Eine Kraftstoffpumpe 41 führt Hochdruckkraftstoff zu einem Common-Rail 42 (Druck-Sammelkammer). Das Common-Rail 42 speichert den Hochdruckkraftstoff. Das Common-Rail 42 steht über Kraftstoffleitungen 42b mit den Kraftstoffinjektoren 10 (welche jeweils den Zylindern #1 bis #4 der Dieselmaschine entsprechen) in Verbindung. Der in dem Common-Rail 42 gespeicherte Hochdruckkraftstoff wird zu den Kraftstoffinjektoren 10 (jeweils entsprechend den Zylindern #1 bis #4) geführt. Die Kraftstoffinjektoren 10 führen die Kraftstoffeinspritzung in einer vorbestimmten Reihenfolge durch. Die beispielhafte Ausführungsform führt die Kraftstoffeinspritzung in der Reihenfolge des Kraftstoff-Einspritzwerts #1, des Kraftstoff-Einspritzwerts #3, des Kraftstoff-Einspritzwerts #4 und des Kraftstoff-Einspritzwerts #2 wiederholend durch.
Die Kraftstoffpumpe 41 ist mit einer Kolbenpumpe mit einem Kolben ausgerüstet, so dass der Hochdruckkraftstoff in Synchronisation mit einer hin- und hergehenden Bewegung des Kolbens zugeführt wird. Die Kraftstoffpumpe 41 wird durch eine Kurbelwelle der Dieselmaschine als eine Antriebs-Leistungsquelle angetrieben. Die Kraftstoffpumpe 41 führt den Hochdruckkraftstoff zu vorbestimmten Zeiten während der Kraftstoff-Einspritzperiode in dieser Reihenfolge zu dem Zylinder #1, dem Zylinder #3, dem Zylinder #4 und dem Zylinder #2.
Jeder der Kraftstoffinjektoren 10 ist mit einem Körper 11, einem Nadelventil 12 und einen elektrischen Stellglied 13 usw. ausgerüstet. Der Körper 11 besitzt darin einen Hochdruck-Kraftstoffdurchlass 11a und eine Einspritzöffnung, durch welche der Kraftstoff in den entsprechenden Zylinder eingespritzt wird. Der Körper 11 nimmt das Nadelventil 12 darin auf, um eine Kraftstoff-Einspritzöffnung 11b zu öffnen und zu verschließen. Die Kraftstoffleitungen 42b und der Hochdruck-Kraftstoffdurchlass 11a bilden einen Kraftstoffdurchlass, durch welchen Hochdruckkraftstoff von dem Common-Rail 42 zu der Einspritzöffnung 11b von jedem der Kraftstoffinjektoren 10 geführt wird.
Eine Gegendruckkammer 11c ist im Inneren des Körpers 11 ausgebildet, um einen Gegendruck zu dem Nadelventil 12 zu führen. Ein Hochdruckdurchlass 11a und ein Niederdruckdurchlass 11d stehen mit der Gegendruckkammer 11c in Verbindung. Das elektrische Stellglied 13 treibt ein Steuerungsventil 14 an, um eine Verbindung der Gegendruckkammer 11c mit dem Hochdruck-Kraftstoffdurchlass 11a oder dem Niederdruckdurchlass 11d umzuschalten. Eine Maschinen-Steuerungseinheit (ECU) 30 steuert den Betrieb des elektrischen Stellglieds 13.
Wenn die ECU 30 das Steuerungsventil 14 betätigt, um die Gegendruckkammer 11c mit dem Niederdruckdurchlass 11d zu verbinden, nimmt ein Druck des in der Gegendruckkammer 11c gespeicherten Kraftstoffes ab und das Nadelventil 12 wird angehoben (Ventil öffnen) und die Einspritzöffnung 11b öffnet sich. Folglich wird der von dem Common-Rail 42 zu dem Hochdruckdurchlass 11a geführte Hochdruckkraftstoff über die Einspritzöffnung 11b in die Verbrennungskammer eingespritzt.
Wenn die ECU 30 andererseits das Steuerungsventil 14 betätigt, um die Gegendruckkammer 11c mit dem Hochdruck-Kraftstoffdurchlass 11a zu verbinden, nimmt der Druck des Kraftstoffes in der Gegendruckkammer 11c zu und das Nadelventil 12 senkt sich (Ventil schließen) und die Einspritzöffnung 11 wird verschlossen. Die Kraftstoffeinspritzung wird gestoppt.
Ein Kraftstoffdrucksensor 20 ist mit einem Schaft 21, einem Druck-Sensorelement 22 usw. ausgerüstet. Der Schaft 21 ist an dem Körper 11 befestigt. Ein Diaphragma-Abschnitt 21a ist in dem Schaft 21 ausgebildet. Der Diaphragma-Abschnitt 21a wird durch den Druck des Hochdruckkraftstoffes, welcher den Hochdruck-Kraftstoffdurchlass 11a durchläuft, elastisch verformt. Ein Druck-Sensorelement 22 ist an dem Diaphragma-Abschnitt 21a befestigt. Der Diaphragma-Abschnitt 21a erzeugt ein Druck-Erfassungssignal aufgrund eines Betrags einer elastischen Verformung, welche bei dem Diaphragma-Abschnitt 21a erzeugt wird. Das Druck-Sensorelement 22 überträgt das erzeugte Druck-Erfassungssignal zu der ECU 30.
Der Kraftstoffdrucksensor 20 ist bei jedem der Kraftstoffinjektoren 10 montiert. Nachfolgend ist der bei dem Zylinder #1 montierte Kraftstoffinjektor 10 als der „Injektor 10 (#1)” bezeichnet und der bei dem Injektor 10 (#1) montierte Kraftstoffdrucksensor 20 ist als der „Kraftstoffdrucksensor 20 (#1)” bezeichnet. In gleicher Art und Weise sind die Kraftstoffinjektoren 10, welche bei den Zylindern #2 bis #4 montiert sind, jeweils als die Injektoren 10 (#1) bis (#4) bezeichnet. Die Kraftstoffdrucksensoren 20, welche bei den Injektoren 10 (#2) bis (#4) montiert sind, sind jeweils als die „Kraftstoffdrucksensoren 20 (#1) bis (#4)” bezeichnet.
Die ECU 30 ist ein Mikrocomputer mit einer bekannten Struktur, welcher auf herkömmlichen Märkten verfügbar ist. Das heißt, die ECU 30 ist mit einer zentralen Verarbeitungseinheit (CPU), einem Nurlesespeicher (ROM), einem Direktzugriffsspeicher (RAM), einer Speichervorrichtung und einer Eingangs/Ausgangs-Schnittstelle usw. ausgerüstet.
Die ECU 30 berechnet Einspritz-Zielbedingungen bzw. -zustände basierend auf eifern Betätigungsbetrag eines Gaspedals, einem Maschinenlastbetrag, einer Maschinendrehzahl NE usw. eines Kraftfahrzeugs. Die ECU 30 erstellt beispielsweise ein Kennfeld hinsichtlich optimaler Einspritzbedingungen entsprechend einem Maschinenlastbetrag und einer Maschinendrehzahl und speichert das Kennfeld in dem Speicherabschnitt. Die ECU 30 ruft die Daten von dem Kennfeld basierend auf einem aktuellen Maschinenlastbetrag und einer aktuellen Maschinendrehzahl ab und berechnet optimale Einspritz-Zielbedingungen basierend auf den abgerufenen Daten.
2A bis 2C sind Zeitdiagramme, die eine Veränderung einer Kraftstoff-Einspritzrate und eines Kraftstoffdrucks entsprechend Kraftstoffeinspritz-Anweisungssignalen zeigen, welche durch das in 1 gezeigte Kraftstoffeinspritzsystem verwendet werden.
Wie in 2A gezeigt ist, erzeugt die ECU 30 die Kraftstoffeinspritz-Anweisungssignale t1, t2 und tq, welche den berechneten optimalen Einspritz-Zielbedingungen entsprechen, basierend auf den Kraftstoffeinspritzratenparametern td, te und Rmax. Die ECU 30 berechnet erlernte Werte hinsichtlich der Kraftstoffeinspritzratenparameter td, te und Rmax basierend auf einer Veränderung von erfassten Werten (einer Wellenform des Kraftstoffdrucks), die von dem Kraftstoffdrucksensoren 20 übertragen werden. Diese Kraftstoffeinspritzratenparameter td, te und Rmax sind später detailliert erläutert.
Nachfolgend erfolgt eine Beschreibung eines Verfahrens zum Erhalten dieser Kraftstoffeinspritzratenparameter und zum Berechnen der erlernten Werte hinsichtlich der Kraftstoffeinspritzratenparameter mit Bezug auf 2A bis 2C. Die nachfolgende Beschreibung erläutert die erlernten Werte der Kraftstoffeinspritzratenparameter lediglich basierend auf den von dem Kraftstoffdrucksensor 20 (#1) übertragenen Erfassungswerten. Die anderen erlernten Werte können jedoch basierend auf den von den anderen Kraftstoffdrucksensoren 20 (#2) bis (#4) übertragenen Erfassungswerten durch das gleiche Verfahren erhalten werden. Das heißt, die ECU 30 berechnet die erlernten Werte der Kraftstoffeinspritzratenparameter basierend auf den erfassten Werten, die von den Kraftstoffdrucksensoren 20 (#1) bis (#4) übertragen werden.
Wenn beispielsweise der Injektor 10 (#1) Kraftstoff in den entsprechenden Zylinder #1 einspritzt, erfasst die ECU 30 eine Wellenform eines Kraftstoffdrucks (siehe 2C) als eine Veränderung des Kraftstoffdrucks, die durch die Kraftstoffeinspritzung hervorgerufen wird, basierend auf den erfassten Werten, welche von dem Kraftstoffdrucksensor 20 (#1) übertragen werden. Die ECU 30 berechnet eine Wellenform der Kraftstoff-Einspritzrate (siehe 2B) basierend auf der Wellenform des erfassten Kraftstoffdrucks, die eine Veränderung des Kraftstoff-Einspritzbetrags pro Zeiteinheit angibt. Die ECU 30 berechnet die erlernten Werte der Kraftstoffeinspritzratenparameter td, te und Rmax, welche die Wellenform der Kraftstoff-Einspritzrate (als Kraftstoff-Einspritzzustand) spezifizieren, und führt die Kraftstoff-Einspritzsteuerung basierend auf den erlernten Werten der Kraftstoffeinspritzratenparameter td, te und Rmax durch.
Wie in 2C gezeigt ist, nimmt der Erfassungswert des Kraftstoffdrucks, welcher von dem Kraftstoffdrucksensor 20 (#1) übertragen wird, bei dem Veränderungspunkt P aufgrund des Starts der Kraftstoffeinspritzung ab, erreicht die maximale Kraftstoff-Einspritzrate und nimmt anschließend ab, und besitzt den minimalen Wert bei dem Veränderungspunkt P2. Nach dem Veränderungspunkt P2 beginnt der von dem Kraftstoffdrucksensor 20 (#1) übertragene Erfassungswert des Kraftstoffdrucks bei dem Veränderungspunkt P3 zuzunehmen, welcher hervorgerufen wird, wenn das Nadelventil 12 beginnt abzusinken (Ventil schließen). Danach beendet der Erfassungswert des von dem Kraftstoffdrucksensor 20 (#1) übertragenen Kraftstoffdrucks die Zunahme bei dem Veränderungspunkt P4, wenn das Nadelventil 12 geschlossen ist und die Kraftstoffeinspritzung stoppt. Danach wird der Erfassungswert des Kraftstoffdrucks, welcher von dem Kraftstoffdrucksensor 20 (#1) übertragen wird, mit einer Schwankung allmählich schwacher, während dieser wiederholend zu und abnimmt (wie in 2C durch die strichpunktierte Linie Wc gezeigt). Das heißt, nach der Kraftstoffeinspritzung wird in der Kraftstoffleitung 42b und dem Hochdruck-Kraftstoffdurchlass 11a durch die hin- und hergehende Bewegung der Wellenform des Kraftstoffdrucks des in der Kraftstoffleitung 42b und dem Hochdruck-Kraftstoffdurchlass 11a verbleibenden Kraftstoffes eine stehende Welle erzeugt.
Unmittelbar nach der Kraftstoffeinspritzung wird ein Kraftstoffdruck des Kraftstoffes in dem Gesamtsystem durch einen Kraftstoff-Einspritzbetrag verringert. Genauer gesagt, wie in 2C gezeigt ist, wird der Kraftstoffdruck des Kraftstoffes ausgehend von einem Referenzdruck Ps vor der Kraftstoffeinspritzung hin zu dem Kraftstoffdruck P0 unmittelbar nach der Kraftstoffeinspritzung um einen Abnahme-Kraftstoffbetrag ΔPc reduziert.
Die Wellenform des Kraftstoffdrucks, wie in 2C gezeigt, und die Kraftstoff-Einspritzrate, wie in 2B gezeigt, stehen in Zusammenhang. Insbesondere besteht ein Zusammenhang zwischen der Erzeugungszeit des Veränderungspunkts P1 (siehe 2C) und der Kraftstoffeinspritz-Startzeit R1 (siehe 2B). In ähnlicher Art und Weise besteht ein Zusammenhang zwischen der Erzeugungszeit des Veränderungspunkts P3 (siehe 2C) und der Kraftstoffeinspritz-Abschlusszeit R4 (siehe 2B). Ferner besteht ein Zusammenhang zwischen einem Kraftstoffdruck-Abnahmebetrag ΔP ausgehend von dem Veränderungspunkt P1 hin zu einem Veränderungspunkt P2 und der maximalen Kraftstoff-Einspritzrate (dem Kraftstoffeinspritzratenparameter Rmax).
2A zeigt die Kraftstoffeinspritz-Anweisungssignale, welche zu dem Kraftstoffinjektor 10 (#1) übertragen werden. Der Kraftstoffeinspritzratenparameter td, wie vorstehend beschrieben, stellt eine Verzögerungszeit (Kraftstoffeinspritz-Start-Verzögerungszeit td) der Kraftstoffeinspritz-Startzeit R1 ausgehend von einer Kraftstoffeinspritz-Start-Anweisungszeit t1 dar.
Der Kraftstoffeinspritzratenparameter te stellt eine Verzögerungszeit (Kraftstoffeinspritz-Abschluss-Verzögerungszeit te) der Kraftstoffeinspritz-Abschluss-Zeit R4 ausgehend von einer Kraftstoffeinspritz-Abschluss-Anweisungszeit T2 dar.
Entsprechend werden im Vorhinein variable Korrelationskoeffizienten erhalten, welche die vorstehend beschriebenen variablen Korrelationen bzw. Zusammenhänge darstellen. Die ECU 30 berechnet die Kraftstoffeinspritzratenparameter td, te und Rmax basierend auf den Erzeugungszeiten der Veränderungspunkte P3 und P4 und dem Kraftstoffdruck-Abnahmebetrag ΔP, welcher aus der Wellenform des Kraftstoffdrucks des Kraftstoffdrucksensors 20 (#1) erhalten wird, unter Verwendung dieser Korrelationskoeffizienten.
Zusätzlich kann die ECU 30 eine Wellenform der Kraftstoff-Einspritzrate basierend auf diesen Kraftstoffeinspritzratenparametern td, te und Rmax schätzen bzw. bestimmen. Die ECU 30 berechnet den Kraftstoff-Einspritzbetrag Q des Kraftstoffinjektors 10 (#1) basierend auf einem Bereich der bestimmten Wellenform der Kraftstoff-Einspritzrate (durch die schraffierte Fläche (oder die punktierte Fläche) in 2B bezeichnet).
Wie vorstehend beschrieben, ist es möglich, dass die ECU 30 einen tatsächlichen Kraftstoffeinspritzzustand entsprechend den Kraftstoffeinspritz-Anweisungssignalen basierend auf den von dem Kraftstoffdrucksensor 20 (#1) übertragenen Erfassungswerten berechnet und die erlernten Werte basierend auf dem berechneten tatsächlichen Kraftstoffeinspritzzustand erhält. Die ECU 30 berechnet den Ziel-Kraftstoffeinspritzzustand basierend auf den erhaltenen erlernten Werten und erzeugt die Kraftstoffeinspritz-Anweisungssignale bei bzw. hinsichtlich des Ziel-Kraftstoffeinspritzzustands.
Nun erfolgt eine Beschreibung des Kraftstoffeigenschafts-Beurteilungsvorgangs, welcher durch die ECU 30 als die Kraftstoffeigenschafts-Beurteilungsvorrichtung in dem Kraftstoffeinspritzsystem durchgeführt wird. Der Kraftstoffeigenschafts-Beurteilungsvorgang beurteilt Eigenschaften des gegenwärtig verwendeten Kraftstoffes.
3 ist ein Flussdiagramm, welches den durch die ECU 30 als die Kraftstoffeigenschafts-Beurteilungsvorrichtung in dem in 1 gezeigten Kraftstoffeinspritzsystem durchgeführten Kraftstoffeigenschafts-Beurteilungsvorgang zeigt.
Die ECU 30 (Kraftstoffeigenschafts-Beurteilungsvorrichtung) führt den Kraftstoffeigenschafts-Beurteilungsvorgang mit einer vorbestimmten Periode wiederholend durch.
Bei Schritt S10, welcher in 3 gezeigt ist, beurteilt die ECU 30, ob eine vorbestimmte Bedingung geschaffen ist, um die Kraftstoffeinspritzung der Kraftstoffeigenschaftsbeurteilung korrekt durchzuführen. Insbesondere wenn ein Erwärmungsvorgang der Dieselmaschine abgeschlossen wurde und sich die Dieselmaschine in einem Kraftstoff-Zufuhrunterbrechungs-Zustand befindet, beurteilt die ECU 30, dass die vorbestimmte Bedingung für die Kraftstoffeinspritzung der Kraftstoffeigenschaftsbeurteilung geschaffen wurde.
Wenn das Beurteilungsergebnis bei Schritt S10 eine Verneinung („Nein” bei Schritt S10) angibt, schreitet der Betriebsfluss zu dem Schritt am Ende voran. Die ECU 30 schließt den in 3 gezeigten Kraftstoffeigenschafts-Beurteilungsvorgang ab.
Wenn das Beurteilungsergebnis bei Schritt S10 andererseits eine Zustimmung („Ja” bei Schritt S10) angibt, das heißt, wenn dieses angibt, dass die vorbestimmte Bedingung der Kraftstoffeinspritzung der Kraftstoffeigenschaftsbeurteilung geschaffen wurde, schreitet der Betriebsfluss zu Schritt S11 voran.
Bei Schritt S11 spritzt der Kraftstoffinjektor Kraftstoff in den entsprechenden Zylinder ein. Genauer gesagt erzeugt und überträgt die ECU 30, wenn die Maschinendrehzahl NE eine vorbestimmte Maschinendrehzahl NEj erreicht, das Kraftstoffeinspritz-Anweisungssignal zu einem der Kraftstoffinjektoren 10, um Kraftstoff eines vorbestimmten Betrags Qj einzuspritzen. Diese Kraftstoffeinspritzung während des Kraftstoffeigenschafts-Erfassungsvorgangs wird für einen der Kraftstoff-Einspritzwerte 10 lediglich einmal durchgeführt. Zu dieser Zeit überträgt die ECU 30 das Kraftstoff-Einspritzsignal zu dem Kraftstoffinjektor 10, so dass der Kraftstoffinjektor 10 Kraftstoff des vorbestimmten Betrags Qj einspritzt.
Die ECU 30 führt den Vorgang bei den Schritten S12 bis S16 durch, um eine Kraftstoffdichte ρ zu berechnen, und diese führt gleichzeitig den Vorgang bei den Schritten S21 bis S24 durch, um einen Zusammenhang zwischen der Kraftstoffdichte ρ und einer kinematischen Viskosität ν auszuwählen. Es ist geeignet, dass die ECU 30 den Vorgang bei den Schritten S12 bis S16 und den Vorgang bei den Schritten S21 bis S24 zu unterschiedlichen Zeiten durchführt. Der Vorgang schreitet zu Schritt S12 voran.
Bei Schritt S12 erhält die ECU 30 die Wellenform des Kraftstoffdrucks (siehe 2C) als die Kraftstoffdruckveränderung, welche durch die Kraftstoffeinspritzung hervorgerufen wird, basierend auf dem Erfassungswert des Kraftstoffdrucksensors 20 (#1), wenn beispielsweise der Kraftstoffinjektor 10 (#1) Kraftstoff einspritzt. Der Vorgang schreitet zu Schritt S13 voran.
Bei Schritt S13 berechnet die ECU 30 die Geschwindigkeit v der Kraftstoffdruckwelle, welche die Wellenform des Kraftstoffdrucks bildet. Genauer gesagt misst die ECU 30 eine Schwankungsperiode in der Wellenform des Kraftstoffdrucks, welche nach der Kraftstoffeinspritzung erzeugt wird, und berechnet eine Periode T der Schwankung der Wellenform des Kraftstoffdrucks, wie in 2C durch die strichpunktierte Linie Wc gezeigt ist,.
Die ECU 30 dividiert die Länge 2L, welche dem Doppelten der Kraftstoffdurchlasslänge L entspricht, die einer Summe der Kraftstoffdurchlasslänge der Kraftstoffleitung 42b und der Kraftstoffdurchlasslange des Hochdruck-Kraftstoffdurchlasses 11a entspricht, durch die Periode T, um die Geschwindigkeit v der Kraftstoffdruckwelle zu erhalten. Der Betriebsfluss schreitet zu Schritt S14 voran.
Bei Schritt S14 berechnet die ECU 30 einen verringerten Kraftstoffbetrag bzw. Kraftstoff-Abnahmebetrag ΔPc des Kraftstoffdrucks vor und nach der Kraftstoffeinspritzung des Kraftstoffinjektors 10 (#1). Genauer gesagt, wie in 2C gezeigt ist, subtrahiert die ECU 30 den Kraftstoffdruck Pe nach der Kraftstoffeinspritzung von dem Referenz-Kraftstoffdruck Ps vor der Kraftstoffeinspritzung, um den Kraftstoff-Abnahmebetrag ΔPc (das heißt, ΔPc = Ps – Pe) zu erhalten. Der Betriebsfluss schreitet zu Schritt S15 voran.
Bei Schritt S15 berechnet die ECU 30 den Kraftstoff-Einspritzbetrag Q des Kraftstoffes, welcher durch den Kraftstoffinjektor 10 (#1) eingespritzt wird. Genauer gesagt schätzt bzw. bestimmt die ECU 30, wie vorstehend beschrieben, die Wellenform der Kraftstoff-Einspritzrate basierend auf den Kraftstoffeinspritzratenparametern td, te und Rmax, und berechnet den Kraftstoff-Einspritzbetrag Q basierend auf dem Bereich (siehe den schraffierten Bereich (oder gepunkteten Bereich) in 2B) der Wellenform der geschätzten bzw. bestimmten Kraftstoff-Einspritzrate. Es ist möglich, die Reihenfolge der Ausführung der Schritte S13 bis S15 optional zu verändern. Der Betriebsfluss schreitet zu Schritt S16 voran.
Bei Schritt S16 berechnet die ECU 30 die Kraftstoffdichte ρ basierend auf der Geschwindigkeit v der Kraftstoffdruckwelle, dem Abnahme-Kraftstoffbetrag ΔPc, dem Kraftstoff-Einspritzbetrag Q und dem Volumen V des Kraftstoffdurchlasses. Genauer gesagt, die ECU 30 berechnet die Kraftstoffdichte ρ ungeachtet der Strömungslehre unter Verwendung der nachfolgenden Gleichung: ρ = ΔPc × V/(Q × v²), wobei das Volumen V einer Summe des Volumens der Kraftstoffleitungen 42b und des Volumens des Hochdruck-Kraftstoffdurchlasses 11a entspricht.
Die ECU 30 führt außerdem den Vorgang bei Schritt S21 durch. Bei Schritt S21 berechnet die ECU 30 einen Veränderungsbetrag ΔNE der Maschinendrehzahl NE nach der Kraftstoffeinspritzung des Kraftstoffinjektors 10 (#1).
4 ist ein Graph, welcher eine Beziehung zwischen einer Cetanzahl und der Maschinendrehzahl NE zeigt, wenn die Kraftstoffinjektoren 10 (#1, #2, #3 und #4) während einer Kraftstoffeigenschaftsbeurteilung, die durch die ECU 30 als die Kraftstoffeigenschafts-Beurteilungsvorrichtung gemäß der beispielhaften Ausführungsform durchgeführt wird, Kraftstoff einspritzen.
Wie in 4 gezeigt ist, nimmt die Maschinendrehzahl NE aufgrund des durch die Verbrennung des eingespritzten Kraftstoffes erzeugten Drehmoments Tq zu, wenn der Kraftstoffinjektor 10 (#1) den Kraftstoff des vorbestimmten Betrags Qj zu der Zeit einspritzt, wenn die Maschinendrehzahl NE die vorbestimmte Maschinendrehzahl NEj erreicht. Entsprechend erfasst die ECU 30 den Veränderungsbetrag ΔNE der Maschinendrehzahl NE, welcher durch die Kraftstoffeinspritzung hervorgerufen wird, basierend auf der Maschinendrehzahl NE, die durch einen Maschinendrehzahlsensor 25 erfasst wird. Der Betriebsfluss schreitet zu Schritt S22 voran.
Bei Schritt S22 berechnet die ECU einen Veränderungsbetrag ΔTq des Drehmoments Tq basierend auf dem erfassten Veränderungsbetrag ΔNE. Genauer gesagt, die ECU 30 berechnet das Drehmoment Tq der Dieselmaschine unter Verwendung der nachfolgenden Gleichung. Tq = k × NE × ΔNE, worin k einer Proportionalitätskonstante entspricht.
Die ECU 30 berechnet den Veränderungsbetrag ΔTq des Drehmoments TQ der Dieselmaschine.
Wie in 4 gezeigt ist, variiert ein Zunahmebetrag der Maschinendrehzahl NE in Abhängigkeit der Cetanzahl CN des Kraftstoffes, wenn der Kraftstoffinjektor 10 (#1) den Kraftstoff des vorbestimmten Betrags Qj einspritzt. Insbesondere nimmt der Zunahmebetrag der Maschinendrehzahl NE umso stärker zu, je stärker die Cetanzahl des Kraftstoffes zunimmt. Entsprechend variiert der Veränderungsbetrag ΔTq des Drehmoments Tq der Dieselmaschine, welcher basierend auf der Maschinendrehzahl NE berechnet wird, aufgrund der Cetanzahl des Kraftstoffes. Der Betriebsfluss schreitet zu Schritt S13 voran.
Bei Schritt S23 berechnet die ECU 30 die Cetanzahl des Kraftstoffes basierend auf dem Veränderungsbetrag ΔTq des Drehmoments Tq der Dieselmaschine. Genauer gesagt, die ECU 30 berechnet die Cetanzahl des Kraftstoffes basierend auf einer Beziehung zwischen der Cetanzahl des Kraftstoffes und dem Veränderungsbetrag ΔTq des Drehmoments Tq der Dieselmaschine, wobei der Veränderungsbetrag ΔTq des Drehmoments Tq der Dieselmaschine im Vorhinein durch Experimente erhalten wird.
Es ist ebenso möglich, dass die ECU 30 die Cetanzahl des Kraftstoffes basierend auf dem Veränderungsbetrag ΔNE der Maschinendrehzahl NE berechnet, welcher durch die Kraftstoffeinspritzung hervorgerufen wird. Der Betriebsfluss schreitet zu Schritt S24 voran.
5 ist ein Graph, welcher einen Zusammenhang zwischen einer Kraftstoffdichte ρ eines Kraftstoffes mit niedriger Cetanzahl und einer kinematischen Viskosität ν zeigt.
Bei Schritt S24 wählt die ECU 30 einen Zusammenhang zwischen der Kraftstoffdichte ρ und der kinematischen Viskosität ν basierend auf der berechneten Cetanzahl aus. Genauer gesagt, wie in 5 gezeigt ist, besteht im Allgemeinen ein Zusammenhang zwischen der Kraftstoffdichte ρ und der kinematischen Viskosität ν des Kraftstoffes. Jedoch besitzen unterschiedliche Kraftstoffe einen unterschiedlichen Zusammenhang zwischen der Kraftstoffdichte ρ und der kinematischen Viskosität ν. Kraftstoff mit niedriger Cetanzahl, wie durch das Bezugszeichen „O” dargestellt, besitzt einen starken Zusammenhang zwischen der Kraftstoffdichte ρ und der kinematischen Viskosität ν mit lediglich einer kleinen Variation.
Die in 5 gezeigte durchgehende Linie gibt einen Graphen an, welcher den Zusammenhang zwischen der Kraftstoffdichte ρ und der kinematischen Viskosität ν bei einem Kraftstoff mit niedriger Cetanzahl zeigt. Die gestrichelten geraden Linien, welche in 5 gezeigt sind, zeigen eine Obergrenze und eine Untergrenze eines Bereichs, in welchem eine Variation, die von der durchgehende Linie aus gemessen wird, kleiner als ein vorbestimmter Wert ist.
6 ist ein Graph, welcher einen Zusammenhang zwischen einer Kraftstoffdichte ρ eines Kraftstoffes mit hoher Cetanzahl und einer kinematischen Viskosität zeigt.
Wie durch das in 6 gezeigte Bezugszeichen „O” bezeichnet, besitzt der Kraftstoff mit hoher Cetanzahl einen starken Zusammenhang zwischen der Kraftstoffdichte ρ und der kinematischen Viskosität ν, und dieser besitzt eine relativ kleine Variation.
Im Vergleich zu dem in 5 gezeigten Kraftstoff mit niedriger Cetanzahl ist der Kraftstoff mit hoher Cetanzahl in Richtung hin zu einer Seite hoher kinematischer Viskosität ν und einer erhöhten Steigung verschoben, wie durch die in 6 gezeigte durchgehende Linie dargestellt ist. Die ECU 30 wählt einen optimalen Graphen aus, welcher den Zusammenhang zwischen der Kraftstoffdichte ρ und der kinematischen Viskosität ν bei einem Kraftstoff mit niedriger Cetanzahl zeigt, basierend auf der berechneten Cetanzahl des Kraftstoffes.
Bei Schritt S17 berechnet die ECU 30 die kinematische Viskosität ν des Kraftstoffes basierend auf der Kraftstoffdichte ρ unter Verwendung des Graphen, welcher den Zusammenhang zwischen der Kraftstoffdichte ρ und der kinematischen Viskosität ν des ausgewählten Kraftstoffes zeigt. Das heißt, die ECU 30 berechnet die kinematische Viskosität ν des Kraftstoffes basierend auf der berechneten Kraftstoffdichte ρ unter Verwendung des Zusammenhangs zwischen der Kraftstoffdichte ρ und der kinematischen Viskosität ν, und der Cetanzahl des Kraftstoffes. Der Betriebsfluss schreitet zu Schritt S18 voran.
Bei Schritt S18 beurteilt die ECU 30, ob die berechnete kinematische Viskosität ν des Kraftstoffes kleiner ist als ein Schwellenwert γ. Je stärker die kinematische Viskosität ν von Kraftstoff hin zu einem niedrigen Wert geht, desto stärker sind die Schmiereigenschaften von Kraftstoff reduziert und der Kraftstoff besitzt schlechte Schmiereigenschaften. Der Schwellenwert γ ist derart ermittelt, um zu ermitteln, ob der zu verwendende Kraftstoff einen negativen Einfluss besitzt.
Wenn das Beurteilungsergebnis bei Schritt S18 eine Zustimmung angibt („Ja” bei Schritt S18), das heißt, dass die berechnete kinematische Viskosität ν des Kraftstoffes kleiner als der Schwellenwert γ ist, schreitet der Betriebsfluss zu Schritt S19 voran.
Bei Schritt S19 führt die ECU 30 eine Gegenmaßnahme zu der Verschlechterung der Kraftstoffeigenschaften des Kraftstoffes durch.
Die Kraftstoff-Einspritzcharakteristika der Kraftstoffinjektoren 10 verändern sich aufgrund der kinematischen Viskosität ν des Kraftstoffes. Entsprechend steuert die ECU 30 den Kraftstoffeinspritzzustand der Kraftstoffinjektoren 10 basierend auf der berechneten kinematischen Viskosität ν des Kraftstoffes. Genauer gesagt, die ECU 30 passt den Ziel-Kraftstoffeinspritzzustand (Kraftstoffeinspritzschritte, die Kraftstoffeinspritz-Startzeit, die Kraftstoffeinspritz-Abschlusszeit, Kraftstoff-Einspritzbetrag usw.) an, das heißt, kompensiert diesen. Die ECU 30 schließt den in 3 gezeigten Vorgang ab.
Wenn das Beurteilungsergebnis bei Schritt S18 andererseits eine Verneinung angibt („Nein” bei Schritt S18), das heißt, dass die berechnete kinematische Viskosität ν des Kraftstoffes nicht kleiner als der Schwellenwert γ ist, schließt die ECU 30 den in 3 gezeigten Vorgang ab. Das heißt, die ECU 30 beurteilt, dass der Kraftstoff korrekte Eigenschaften besitzt, und führt keine Gegenmaßnahme zu der Verschlechterung der Kraftstoffeigenschaften des Kraftstoffes durch.
Der Vorgang bei Schritt S12 entspricht einem Kraftstoffdruck-Wellenform-Erlangungsabschnitt und der Vorgang bei Schritt S13 entspricht einem Kraftstoffdruck-Wellengeschwindigkeits-Berechnungsabschnitt. Der Vorgang bei Schritt S14 entspricht einem Abnahmebetrag-Berechnungsabschnitt und der Vorgang bei Schritt S15 entspricht einem Kraftstoff-Einspritzbetrag-Berechnungsabschnitt. Der Vorgang bei Schritt S21 bis Schritt S23 entspricht einem Kraftstoff-Cetanzahl-Berechnungsabschnitt und der Vorgang bei Schritt S17 entspricht einem Berechnungsabschnitt einer kinematischen Viskosität von Kraftstoff. Der Vorgang bei Schritt S18 entspricht einem Beurteilungsabschnitt und der Vorgang bei Schritt S19 entspricht einem Steuerungsabschnitt.
Die Kraftstoffeigenschafts-Beurteilungsvorrichtung gemäß der vorstehend beschriebenen beispielhaften Ausführungsform besitzt die nachfolgenden Merkmale und Effekte.
Die ECU 30 berechnet die Wellenform des Kraftstoffdrucks basierend auf dem Kraftstoffdruck, welcher durch den Kraftstoffdrucksensor 20 erfasst wird, wenn die Kraftstoffinjektoren 10 Kraftstoff einspritzen. Die Wellenform des Kraftstoffdrucks gibt eine Veränderung des Kraftstoffdrucks an.
Die ECU 30 berechnet eine Geschwindigkeit v einer Kraftstoffdruckwelle, die eine Wellenform des Kraftstoffdrucks bildet, basierend auf der Periode T der Schwankung der Wellenform des Kraftstoffdrucks und der Kraftstoffdurchlasslänge L. Das heißt, die Kraftstoffdruckwelle, welche nach der Kraftstoffeinspritzung im Inneren des Kraftstoffdurchlasses verbleibt, bewegt sich in dem Kraftstoffdurchlass hin und her und erzeugt eine Schwankung. Entsprechend ist es möglich, dass die ECU 30 die Geschwindigkeit v der Kraftstoffdruckwelle basierend auf der Periode T der Schwankung der Wellenform des Kraftstoffdrucks und der Kraftstoffdurchlasslänge L berechnet.
Es ist möglich, den Kraftstoffdrucksensor 20 bei einer optionalen Position in dem Kraftstoffdurchlass anzuordnen. Die ECU 30 berechnet die Kraftstoffdichte ρ des Kraftstoffes basierend auf der Geschwindigkeit v der Kraftstoffdruckwelle. Das heißt, es ist möglich, dass die ECU 30 die Kraftstoffdichte ρ des Kraftstoffes basierend auf einer physikalischen Beziehung zwischen der Geschwindigkeit v der Kraftstoffdruckwelle und der Kraftstoffdichte ρ des Kraftstoffes berechnet.
Die ECU 30 berechnet die kinematische Viskosität ν des Kraftstoffes basierend auf der berechneten Kraftstoffdichte ρ des Kraftstoffes und der berechneten Cetanzahl CN.
Das heißt, es kann erkannt werden, dass zwischen der Kraftstoffdichte ρ des Kraftstoffes und der Cetanzahl CN des Kraftstoffes ein Zusammenhang besteht. Ferner kann gemäß den durch die Erfinder der vorliegenden Erfindung durchgeführten experimentellen Ergebnisse erkannt werden, ein Ausmaß des Zusammenhangs zwischen der Kraftstoffdichte ρ des Kraftstoffes und der Cetanzahl CN des Kraftstoffes unter Berücksichtigung der Cetanzahl des Kraftstoffes weiter zu erhöhen. Entsprechend ist es möglich, die kinematische Viskosität ν des Kraftstoffes basierend auf der Kraftstoffdichte ρ des Kraftstoffes zu berechnen.
Da die kinematische Viskosität ν des Kraftstoffes die Charakteristika von Kraftstoff als ein Schmiermittel zeigt, ist es möglich, dass die ECU 30 basierend auf der kinematischen Viskosität ν des Kraftstoffes beurteilt, ob die Kraftstoffeigenschaften korrekt sind. Daher ist es möglich, dass die ECU 30 die Kraftstoffeigenschaften basierend auf dem durch den Kraftstoffdrucksensor 20 erfassten Kraftstoffdruck erfasst, wenn die Kraftstoffinjektoren 10 Kraftstoff einspritzen. Entsprechend ist es dadurch möglich, die Eigenschaften des gegenwärtig in der Dieselmaschine verwendeten Kraftstoffes korrekt und schnell mit hoher Genauigkeit zu erfassen.
Die Kraftstoffinjektoren 10 spritzen Kraftstoff ein, so dass der basierend auf der Kraftstoffdruck-Wellenform berechnete Kraftstoff-Einspritzbetrag Q zu dem vorbestimmten Kraftstoffbetrag Qj wird. Entsprechend ist es möglich, dass die ECU 30 den Veränderungsbetrag ΔNE der Maschinendrehzahl erfasst, während die Kraftstoffinjektoren 10 einen korrekten Betrag von Kraftstoff einspritzen. Es ist daher möglich, dass die ECU 10 mit hoher Genauigkeit einen Veränderungsbetrag ΔTq des Drehmoments Tq berechnet, welcher basierend auf dem Veränderungsbetrag ΔNE der Maschinendrehzahl NE berechnet wird, und die Cetanzahl CN des Kraftstoffes.
Die ECU 30 berechnet den Abnahme-Kraftstoffbetrag ΔPc des Kraftstoffdrucks zwischen einer Zeit vor der Kraftstoffeinspritzung des Kraftstoffinjektors 10 und einer Zeit nach der Kraftstoffeinspritzung des Kraftstoffinjektors 10 basierend auf der erhaltenen Wellenform des Kraftstoffdrucks. Ferner berechnet die ECU 30 einen Einspritzbetrag Q des Kraftstoffes durch den Kraftstoffinjektor 10 basierend auf der erhaltenen Wellenform des Kraftstoffdrucks. Die ECU 30 berechnet die Kraftstoffdichte ρ des Kraftstoffes basierend auf der berechneten Geschwindigkeit v der Kraftstoffdruckwelle, dem berechneten Abnahme-Kraftstoffbetrag ΔPc und dem berechneten Kraftstoff-Einspritzbetrag Q, und dem Volumen V des Kraftstoffdurchlasses. Das heißt, es ist möglich, dass die ECU 30 die Kraftstoffdichte ρ des Kraftstoffes lediglich unter Verwendung der erhaltenen Wellenform des Kraftstoffdrucks basierend auf der physikalischen Beziehung zwischen der berechneten Geschwindigkeit v der Kraftstoffdruckwelle, dem berechneten Abnahme-Kraftstoffbetrag ΔPc und dem berechneten Kraftstoff-Einspritzbetrag Q, und dem Volumen V des Kraftstoffdurchlasses berechnet.
Das heißt, die ECU 30 als die Kraftstoffeigenschafts-Beurteilungsvorrichtung gemäß der beispielhaften Ausführungsform berechnet die kinematische Viskosität ν des Kraftstoffes auf einfache Art und Weise basierend auf der Kraftstoffdichte ρ und der Cetanzahl CN des Kraftstoffes.
Die ECU 30 berechnet die Geschwindigkeit v der Kraftstoffdruckwelle durch Dividieren der Länge 2L, was dem Doppelten der Kraftstoffdurchlasslänge L entspricht, durch die Periode T der Schwankung der Wellenform des Kraftstoffdrucks. Entsprechend ist es möglich, dass die ECU 30 die Geschwindigkeit v der Kraftstoffdruckwelle auf einfache Art und Weise basierend auf der Periode T der Schwankung der Wellenform des Kraftstoffdrucks und der Kraftstoffdurchlasslänge L berechnet.
Die Charakteristika der Kraftstoffeinspritzung durch den Kraftstoffinjektor 10 werden basierend auf der kinematischen Viskosität ν verändert. Es ist daher möglich, dass die ECU 30 den Kraftstoffeinspritzzustand des Kraftstoffinjektors 10 basierend auf der berechneten kinematischen Viskosität ν des Kraftstoffes anpasst. Dies ermöglicht es, dass die Kraftstoffinjektoren 10 den Kraftstoff gemäß den Kraftstoffeigenschaften einspritzen.
Es ist möglich, dass die nachfolgenden Modifikationen der Kraftstoffeigenschafts-Beurteilungsvorrichtung gemäß der beispielhaften Ausführungsform vorliegen.
Es ist möglich, dass die ECU 30 die Periode T der Schwankung der Wellenform des Kraftstoffdrucks durch Durchführen der Frequenzanalyse der erhaltenen Wellenform des Kraftstoffdrucks berechnet.
Ferner ist es möglich, das nachfolgende Verfahren zu verwenden, um die Cetanzahl CN des Kraftstoffes zu berechnen.
Ein zusätzlicher Drucksensor (Innendrucksensor), welcher in der Lage ist, einen Innendruck von Kraftstoff in dem Zylinder der Dieselmaschine zu erfassen, ist auf der Dieselmaschine montiert, die ECU 30 empfängt ein von dem Innendrucksensor übertragenes Erfassungssignal und berechnet eine Zeit der Kraftstoffzündung basierend auf dem Innendruck des Zylinders. Die ECU 30 berechnet die Cetanzahl des Kraftstoffes basierend auf dem berechneten Zündzeitpunkt basierend auf einer Beziehung zwischen Zündzeitpunkten und Cetanzahlen, welche durch verschiedene Experimente ermittelt wurde. Obwohl weitere Verfahren zum Berechnen einer Cetanzahl von Kraftstoff existieren, ist hier auf eine Erläuterung davon verzichtet.
Es ist ebenso möglich, eine Kraftstoffdichte ρ von Kraftstoff durch die nachfolgende Gleichung zu berechnen: ρ = K/v².
Das heißt, es ist möglich, dass die ECU 30 die Kraftstoffdichte ρ von Kraftstoff basierend auf einer Volumenelastizität K von Kraftstoff und der Geschwindigkeit v der Kraftstoffdruckwelle berechnet.
Es ist möglich, eine Volumenelastizität K von Kraftstoff im Vorhinein durch Experimente usw. zu erhalten. Ferner ist es möglich, die Volumenelastizität K von Kraftstoff durch die nachfolgende Gleichung zu berechnen: ΔPc = K × Q/V. Das heißt, es ist möglich, die Volumenelastizität K von Kraftstoff basierend auf dem Abnahme-Kraftstoffbetrag ΔPc des Kraftstoffdrucks, dem Kraftstoff-Einspritzbetrag Q und dem Volumen V des Kraftstoffdurchlasses zu berechnen. Wie zuvor beschrieben, entspricht das Volumen V des Kraftstoffdurchlasses einer Gesamtsumme des Volumens der Kraftstoffleitung 42b und des Volumens des Hochdruckdurchlasses 11a. Es ist ebenso möglich, dass die ECU 30 einen Zuführbetrag des Kraftstoffes, welcher von der Kraftstoffpumpe 41 zugeführt wird, basierend auf der berechneten Volumenelastizität K des Kraftstoffes anpasst.
Wie zuvor beschrieben, besteht ein starker Zusammenhang zwischen der Kraftstoffdichte ρ von Kraftstoff, der kinematischen Viskosität ν von Kraftstoff und der Cetanzahl von Kraftstoff. Es ist entsprechend möglich, die Kraftstoffeigenschaften basierend auf der berechneten Kraftstoffdichte ρ von Kraftstoff und der berechneten Cetanzahl CN von Kraftstoff zu beurteilen.
Es ist möglich, die geraden Linien (beispielsweise in den in 5 und 6 gezeigten Graphen gezeigt) im Vorhinein vorzubereiten, welche den Zusammenhang zwischen der Kraftstoffdichte ρ und der kinematischen Viskosität ν sämtlicher Typen von Kraftstoff darstellen. Die ECU 30 berechnet die Kraftstoffdichte ρ und die kinematische Viskosität ν basierend auf der berechneten Kraftstoffdichte ρ basierend auf diesen geraden Linien. Die ECU 30 passt die berechnete kinematische Viskosität ν basierend auf der berechneten Cetanzahl CN an. Genauer gesagt, die ECU 30 verringert die kinematische Viskosität ν, wenn die Cetanzahl abnimmt, und die ECU 30 erhöht andererseits die kinematische Viskosität ν, wenn die Cetanzahl zunimmt. Das heißt, wenn die Cetanzahl von Kraftstoff einem niedrigen Wert entspricht, verringert die ECU 30 die berechnete kinematische Viskosität ν des Kraftstoffes im Vergleich zu der kinematischen Viskosität ν von Kraftstoff, wenn die Cetanzahl des Kraftstoffes einem hohen Wert entspricht. Dies ermöglicht es, dass die ECU als die Kraftstoffeigenschafts-Beurteilungsvorrichtung gemäß der beispielhaften Ausführungsform die kinematische Viskosität ν von Kraftstoff mit hoher Genauigkeit berechnet.
Es gibt eine mögliche Beurteilung, dass der Kraftstoff gute Eigenschaften aufweist, wenn die kinematische Viskosität ν des Kraftstoffes höher als ein Beurteilungswert νr ist. In diesem Fall wird die kinematische Viskosität ν des Kraftstoffes größer als der Beurteilungswert νr, solange die Kraftstoffdichte ρ des Kraftstoffes größer als ein Beurteilungswert ρr ist. Entsprechend, wenn die Kraftstoffdichte ρ von Kraftstoff, welche durch den Vorgang bei Schritt S12 bis Schritt S16 berechnet wird, höher ist als der Beurteilungswert ρr (als die vorbestimmte Dichte), ist es möglich, dass die ECU 30 beurteilt, dass der Kraftstoff korrekte Kraftstoffeigenschaften besitzt, ohne den Vorgang bei Schritt S21 bis Schritt S24 durchzuführen.
Wenn in ähnlicher Art und Weise die Cetanzahl CN von Kraftstoff höher ist als ein Beurteilungswert CNr, wird die kinematische Viskosität ν des Kraftstoffes höher als der Beurteilungswert νr. Entsprechend, wenn die Cetanzahl CN von Kraftstoff, welche durch den Vorgang bei Schritt S12 bis Schritt S16 berechnet wird, höher ist als der Beurteilungswert CNr, ist es möglich, dass die ECU 30 beurteilt, dass der Kraftstoff korrekte Kraftstoffeigenschaften besitzt, ohne den Vorgang bei Schritt S12 bis Schritt S16 durchzuführen.
Während spezifische Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung detailliert beschrieben wurden, wird durch den Fachmann erkannt, dass im Lichte der gesamten Lehren der Offenbarung verschiedene Modifikationen und Alternativen zu diesen Details entwickelt werden können. Entsprechend sind die offenbarten besonderen Anordnungen lediglich zur Darstellung gedacht und nicht als beschränkend hinsichtlich des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung, welchem die volle Breite der nachfolgenden Ansprüche und sämtlicher Äquivalente davon zukommen soll.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2006-194224 [0002]

Claims

Kraftstoffeigenschafts-Beurteilungsvorrichtung (30) für die Verwendung in einem Kraftstoffeinspritzsystem mit einer Druck-Sammelkammer (42), welche in der Lage ist, Hochdruckkraftstoff zu speichern, einem oder mehreren Kraftstoffinjektoren (10) mit einer Kraftstoff-Einspritzöffnung (11b), durch welche der Kraftstoff eingespritzt wird, einem Kraftstoffdurchlass, durch welchen der Kraftstoff von der Druck-Sammelkammer (42) zu der Kraftstoff-Einspritzöffnung geführt wird, und einem Kraftstoffdrucksensor (20), welcher in der Lage ist, einen Kraftstoffdruck des Kraftstoffes in dem Kraftstoffdurchlass zu erfassen, wobei die Kraftstoffeigenschafts-Beurteilungsvorrichtung aufweist: einen Kraftstoffdruck-Wellenform-Erlangungsabschnitt, welcher in der Lage ist, eine Wellenform eines Kraftstoffdrucks zu erlangen, die eine Veränderung eines Kraftstoffdrucks des Kraftstoffes darstellt, basierend auf dem durch den Kraftstoffdrucksensor erfassten Kraftstoffdruck, wenn der Kraftstoffinjektor den Kraftstoff einspritzt; einen Kraftstoffdruck-Wellengeschwindigkeits-Berechnungsabschnitt, welcher in der Lage ist, eine Geschwindigkeit einer Kraftstoffdruckwelle zu berechnen, welche die Wellenform des Kraftstoffdrucks bildet, basierend auf einer Schwankungsperiode der Wellenform des Kraftstoffes, welche durch den Kraftstoffdruck-Wellenform-Erlangungsabschnitt erlangt wird, und einer Kraftstoffdurchlasslänge; einen Kraftstoffdichte-Berechnungsabschnitt, welcher in der Lage ist, eine Dichte des Kraftstoffes basierend auf der Geschwindigkeit einer Kraftstoffdruckwelle, die durch den Kraftstoffdruck-Wellengeschwindigkeits-Berechnungsabschnitt berechnet wird, zu berechnen; einen Kraftstoff-Cetanzahl-Berechnungsabschnitt, welcher in der Lage ist, eine Cetanzahl des Kraftstoffes zu berechnen; einen Berechnungsabschnitt für eine kinematische Viskosität von Kraftstoff, welcher in der Lage ist, eine kinematische Viskosität des Kraftstoffes basierend auf der durch den Kraftstoffdichte-Berechnungsabschnitt berechneten Dichte des Kraftstoffes und der durch den Kraftstoff-Cetanzahl-Berechnungsabschnitt berechneten Cetanzahl des Kraftstoffes zu berechnen; und einen Beurteilungsabschnitt, welcher in der Lage ist, einen Zustand von Kraftstoffeigenschaften des Kraftstoffes basierend auf der durch den Berechnungsabschnitt für eine kinematische Viskosität von Kraftstoff berechneten kinematischen Viskosität des Kraftstoffes zu beurteilen.
Kraftstoffeigenschafts-Beurteilungsvorrichtung (30) für die Verwendung in einem Kraftstoffeinspritzsystem mit einer Druck-Sammelkammer (42), welche in der Lage ist, Hochdruckkraftstoff zu speichern, einem oder mehreren Kraftstoffinjektoren (10) mit einer Kraftstoff-Einspritzöffnung (11b), durch welche der Kraftstoff eingespritzt wird, einem Kraftstoffdurchlass, durch welchen der Kraftstoff von der Druck-Sammelkammer (42) zu der Kraftstoff-Einspritzöffnung geführt wird, und einem Kraftstoffdrucksensor (20), welcher in der Lage ist, einen Kraftstoffdruck des Kraftstoffes in dem Kraftstoffdurchlass zu erfassen, wobei die Kraftstoffeigenschafts-Beurteilungsvorrichtung aufweist: einen Kraftstoffdruck-Wellenform-Erlangungsabschnitt, welcher in der Lage ist, eine Wellenform eines Kraftstoffdrucks zu erlangen, die eine Veränderung eines Kraftstoffdrucks des Kraftstoffes darstellt, basierend auf dem durch den Kraftstoffdrucksensor erfassten Kraftstoffdruck, wenn der Kraftstoffinjektor den Kraftstoff einspritzt; einen Kraftstoffdruck-Wellengeschwindigkeits-Berechnungsabschnitt, welcher in der Lage ist, eine Geschwindigkeit einer Kraftstoffdruckwelle zu berechnen, welche die Wellenform des Kraftstoffdrucks bildet, basierend auf einer Schwankungsperiode der Wellenform des Kraftstoffes, welche durch den Kraftstoffdruck-Wellenform-Erlangungsabschnitt erlangt wird, und einer Kraftstoffdurchlasslänge; einen Kraftstoffdichte-Berechnungsabschnitt, welcher in der Lage ist, eine Dichte des Kraftstoffes basierend auf der Geschwindigkeit einer Kraftstoffdruckwelle, welche durch den Kraftstoffdruck-Wellengeschwindigkeits-Berechnungsabschnitt berechnet wird, zu berechnen; einen Kraftstoff-Cetanzahl-Berechnungsabschnitt, welcher in der Lage ist, eine Cetanzahl des Kraftstoffes zu berechnen; und einen Beurteilungsabschnitt, welcher in der Lage ist, einen Zustand von Kraftstoffeigenschaften des Kraftstoffes basierend auf der durch den Kraftstoffdichte-Berechnungsabschnitt berechneten Dichte des Kraftstoffes und der durch den Kraftstoff-Cetanzahl-Berechnungsabschnitt berechneten Cetanzahl des Kraftstoffes zu beurteilen.
Kraftstoffeigenschafts-Beurteilungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, ferner aufweisend: einen Kraftstoff-Einspritzbetrag-Berechnungsabschnitt, welcher in der Lage ist, einen Einspritzbetrag des durch den Kraftstoffinjektor einzuspritzenden Kraftstoffes basierend auf der durch den Kraftstoffdruck-Wellenform-Erlangungsabschnitt erlangten Wellenform des Kraftstoffdrucks zu berechnen, wobei eine Verbrennungskraftmaschine, auf welcher das Kraftstoffeinspritzsystem montiert ist, mit einem Maschinendrehzahlsensor (25) ausgerüstet ist, welcher in der Lage ist, eine Maschinendrehzahl der Verbrennungskraftmaschine zu erfassen, und wobei der Kraftstoff-Cetanzahl-Berechnungsabschnitt eine Cetanzahl des Kraftstoffes basierend auf einem Veränderungsbetrag der durch den Maschinendrehzahlsensor erfassten Maschinendrehzahl berechnet, wenn der Kraftstoffinjektor den Kraftstoff eingespritzt, so dass der durch den Kraftstoff-Einspritzbetrag-Berechnungsabschnitt berechnete Kraftstoff-Einspritzbetrag gleich einem vorbestimmten Betrag wird.
Kraftstoffeigenschafts-Beurteilungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2 und 3, ferner aufweisend: einen Abnahmebetrag-Berechnungsabschnitt, welcher in der Lage ist, einen Abnahmebetrag des Kraftstoffdrucks zwischen einer Zeit vor der Kraftstoffeinspritzung des Kraftstoffinjektors und einer Zeit nach der Kraftstoffeinspritzung des Kraftstoffinjektors zu berechnen; und einen Kraftstoff-Einspritzbetrag-Berechnungsabschnitt, welcher in der Lage ist, einen Einspritzbetrag des Kraftstoffes des Kraftstoffinjektors basierend auf der durch den Kraftstoffdruck-Wellenform-Erlangungsabschnitt erlangten Wellenform des Kraftstoffdrucks zu berechnen, wobei der Kraftstoffdichte-Berechnungsabschnitt die Dichte des Kraftstoffes basierend auf der Geschwindigkeit der durch den Kraftstoffdruck-Wellengeschwindigkeits-Berechnungsabschnitt berechneten Geschwindigkeit der Kraftstoffdruckwelle, dem durch den Abnahmebetrag-Berechnungsabschnitt berechneten Abnahmebetrag des Kraftstoffes, dem durch den Kraftstoff-Einspritzbetrag-Berechnungsabschnitt berechneten Einspritzbetrag und einem Volumen des Kraftstoffdurchlasses berechnet.
Kraftstoffeigenschafts-Beurteilungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Berechnungsabschnitt für eine kinematische Viskosität von Kraftstoff die kinematische Viskosität des Kraftstoffes basierend auf der durch den Kraftstoffdichte-Berechnungsabschnitt berechneten Kraftstoffdichte unter Verwendung eines Zusammenhangs berechnet, der im Vorhinein zwischen der Dichte des Kraftstoffes, der kinematischen Viskosität des Kraftstoffes und der Cetanzahl des Kraftstoffes erhalten wird.
Kraftstoffeigenschafts-Beurteilungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Berechnungsabschnitt für eine kinematische Viskosität von Kraftstoff eine kinematische Viskosität des Kraftstoffes basierend auf der durch den Kraftstoffdichte-Berechnungsabschnitt berechneten Kraftstoffdichte unter Verwendung eines Zusammenhangs berechnet, der im Vorhinein zwischen der Dichte des Kraftstoffes und der kinematischen Viskosität des Kraftstoffes erhalten wird, und der Berechnungsabschnitt für eine kinematische Viskosität von Kraftstoff die kinematische Viskosität des Kraftstoffes basierend auf der durch den Kraftstoff-Cetanzahl-Berechnungsabschnitt berechneten Cetanzahl des Kraftstoffes anpasst.
Kraftstoffeigenschafts-Beurteilungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Kraftstoffdruck-Wellengeschwindigkeits-Berechnungsabschnitt eine Geschwindigkeit der Kraftstoffdruckwelle durch Dividieren einer Länge, welche dem Doppelten der Länge des Kraftstoffdurchlasses entspricht, durch die Schwankungsperiode der Wellenform des Kraftstoffdrucks berechnet.
Kraftstoffeigenschafts-Beurteilungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 5 und 6, ferner aufweisend einen Steuerungsabschnitt, welcher in der Lage ist, die Kraftstoffeinspritzung des Kraftstoffinjektors basierend auf der durch den Berechnungsabschnitt für die kinematische Viskosität von Kraftstoff berechneten kinematischen Viskosität des Kraftstoffes zu steuern.
Kraftstoffeigenschafts-Beurteilungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei, wenn die durch den Kraftstoffdichte-Berechnungsabschnitt berechnete Kraftstoffdichte höher ist als eine vorbestimmte Dichte, der Beurteilungsabschnitt beurteilt, dass der Kraftstoff korrekte Eigenschaften besitzt, ohne die Cetanzahl des Kraftstoffes durch den Kraftstoff-Cetanzahl-Berechnungsabschnitt zu berechnen.
Kraftstoffeigenschafts-Beurteilungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei, wenn die Cetanzahl des Kraftstoffes, welche durch den Kraftstoff-Cetanzahl-Berechnungsabschnitt berechnet wird, höher ist als eine vorbestimmte Cetanzahl, der Beurteilungsabschnitt beurteilt, dass der Kraftstoff korrekte Eigenschaften besitzt, ohne die Kraftstoffdichte durch den Kraftstoffdichte-Berechnungsabschnitt zu berechnen.
Verfahren zum Beurteilen von Kraftstoffeigenschaften, welches in einem Kraftstoffeinspritzsystem verwendet werden soll, aufweisend: eine Druck-Sammelkammer, welche in der Lage ist, Hochdruckkraftstoff zu speichern; einen oder mehrere Kraftstoffinjektoren mit einer Kraftstoff-Einspritzöffnung, durch welche der Kraftstoff eingespritzt wird; einen Kraftstoffdurchlass, durch welchen der Kraftstoff von der Druck-Sammelkammer zu der Kraftstoff-Einspritzöffnung geführt wird; und einen Kraftstoffdrucksensor, welcher in der Lage ist, einen Kraftstoffdruck des Kraftstoffes in dem Kraftstoffdurchlass zu erfassen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Erlangen einer Wellenform eines Kraftstoffdrucks, welche eine Veränderung eines Kraftstoffdrucks des Kraftstoffes darstellt, basierend auf dem Kraftstoffdruck, welcher erfasst wird, wenn der Kraftstoffinjektor den Kraftstoff einspritzt; Berechnen einer Geschwindigkeit einer Kraftstoffdruckwelle, welche die Wellenform des Kraftstoffdrucks bildet, basierend auf einer Schwankungsperiode der Wellenform des Kraftstoffdrucks und einer Kraftstoffdurchlasslänge; Berechnen einer Dichte des Kraftstoffes basierend auf der Geschwindigkeit der berechneten Kraftstoffdruckwelle; Berechnen einer Cetanzahl des Kraftstoffes; Berechnen einer kinematischen Viskosität des Kraftstoffes basierend auf der berechneten Dichte des Kraftstoffes und der berechneten Cetanzahl des Kraftstoffes; und Beurteilen eines Zustands von Kraftstoffeigenschaften des Kraftstoffes basierend auf der berechneten kinematischen Viskosität des Kraftstoffes.