DE102016102773A1

DE102016102773A1 - Kraftstoffeinspritzeinrichtung

Info

Publication number: DE102016102773A1
Application number: DE102016102773.1A
Authority: DE
Inventors: Jun Kawakami
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2015-02-18
Filing date: 2016-02-17
Publication date: 2016-08-18
Also published as: JP5962795B1; JP2016151237A; US20160237972A1

Abstract

Ein Verbrennungszustand wird verbessert in einem Kraftstoffeinspritzventil mit einer Mehrzahl von Düsenlöchern, die angepasst sind, um mit einer Zeitdifferenz geschlossen zu werden. Ein Kraftstoffeinspritzventil wird bereitgestellt, welches eine Gesamtdüsenlochfläche hat, die größer wird, wenn ein Betätigungsausmaß einer Düsennadel groß ist, als wenn dieses klein ist, wobei, wenn die Gesamtdüsenlochfläche von einem Großzustand zu einem Kleinzustand geändert wird, der Kraftstoffdruck derart erhöht wird, dass der Kraftstoffdruck größer wird, wenn die Gesamtdüsenlochfläche sich in dem Kleinzustand befindet als wenn diese sich in dem Großzustand befindet.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung.
Beschreibung des zugehörigen Standes der Technik
Es ist ein Kraftstoffeinspritzventil bekannt geworden, das mit einer äußeren Düsennadel zum Öffnen und Schließen erster Düsenlöcher und einer inneren Düsennadel zum Öffnen und Schließen zweiter Düsenlöcher versehen ist, wobei das Ventil ferner versehen ist mit einem Mechanismus, in welchem, wenn und nachdem die äußere Düsennadel um ein vorbestimmtes Ausmaß hochgeht, die innere Düsennadel mit der äußeren Düsennadel hochgeht (siehe zum Beispiel eine erste Patentliteratur).
In einem üblichen Kraftstoffeinspritzventil mit einer äußeren Düsennadel und einer inneren Düsennadel geht die äußere Düsennadel zuerst hoch, sodass Kraftstoff aus ersten Düsenlöchern eingespritzt wird, und wird dann, wenn und nachdem die äußere Düsennadel ein vorbestimmtes Ausmaß hochgeht, die innere Düsennadel dadurch, dass die äußere Düsennadel die innere Düsennadel vorantreibt, dazu gebracht, hochzugehen. Wie die innere Düsennadel hochgeht, wird Kraftstoff aus den ersten Düsenlöchern und den zweiten Düsenlöchern eingespritzt. Danach geht, wie die äußere Düsennadel heruntergeht, in gleicher Weise die innere Düsennadel herunter. Wenn die äußere Düsennadel und die innere Düsennadel heruntergehen und ein Hubausmaß der äußeren Düsennadel ein vorbestimmtes Ausmaß wird, wird die innere Düsennadel unten in Sitz gebracht, sodass die Kraftstoffeinspritzung aus den zweiten Düsenlöchern beendet wird, und wird Kraftstoff lediglich aus den ersten Düsenlöchern eingespritzt. Abschließend wird die äußere Düsennadel unten in Sitz gebracht, und wird die Kraftstoffeinspritzung aus den ersten Düsenlöchern beendet.
ZITIERLISTE
PATENTLITERATUR

Erste Patentliteratur: Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2006-161678
Zweites Patentdokument: Japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift Nr. 2007-016773

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
TECHNISCHES PROBLEM
In dem Kraftstoffeinspritzventil mit dem oben erwähnten Mechanismus gibt es nach dem Insitzbringen der ersten Düsennadel und vor der Beendigung der Kraftstoffeinspritzung einen Zeitraum, in dem Kraftstoff lediglich aus den ersten Düsenlöchern eingespritzt wird. In diesem Zeitraum wird die Kraftstoffeinspritzmenge pro Zeiteinheit (das heißt eine Einspritzrate) klein im Vergleich zu der Zeit, in der Kraftstoff aus den ersten Düsenlöchern und den zweiten Düsenlöchern eingespritzt wird. Hier nimmt in einem Kraftstoffeinspritzventil mit nur einer einzigen Düsennadel die Einspritzrate nur in einem relativ kurzen Zeitraum direkt vor dem Insitzbringen der Düsennadel ab. Andererseits nimmt in dem Kraftstoffeinspritzventil mit der oben erwähnten äußeren Düsennadel und inneren Düsennadel die Einspritzrate in einem Zeitraum von direkt vor dem Insitzbringen der inneren Düsennadel bis zum Insitzbringen der äußeren Düsennadel ab. Aus diesem Grund ist ein langer Zeitraum erforderlich, um die Kraftstoffeinspritzung zu vollenden. Hier wird es, wenn der Zeitraum einer Kraftstoffeinspritzung lang wird, an dem Ende der Kraftstoffeinspritzung dazu kommen, dass Kraftstoff in einen Zylinder eingespritzt wird, indem der in einem frühen Stadium der Kraftstoffeinspritzung eingespritzte Kraftstoff gebrannt oder gezündet und hohe Temperatur und hohen Druck gemacht hat, infolge dessen eine Verbrennung in einem Zustand beginnen wird, in dem das eingespritzte Gemisch von Kraftstoff und Luft unzureichend ist, sodass es leicht wird, dass Rauch auftritt.
Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht des wie oben genannten Problems gemacht, und deren Ziel ist es, einen Verbrennungszustand zu verbessern in einem Kraftstoffeinspritzventil, welches eine Mehrzahl von Düsenlöchern hat, die angepasst sind, um mit einer Zeitdifferenz geschlossen zu werden.
PROBLEMLÖSUNG
Um das zuvor genannte Problem zu lösen, ist eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung versehen mit: einem Kraftstoffeinspritzventil, das eine Gesamtdüsenlochfläche hat, welche, wenn ein Betätigungsausmaß einer Düsennadel groß ist, größer wird als wenn dieses klein ist, und einer Steuervorrichtung, welche den Kraftstoffdruck bei einer Änderung der Gesamtdüsenlochfläche von einem Großzustand zu einem Kleinzustand derart erhöht, dass der Kraftstoffdruck, wenn die Gesamtdüsenlochfläche sich in dem Kleinzustand befindet, größer wird als wenn sie sich in dem Großzustand befindet.
Die Kraftstoffeinspritzrate kann vermindert werden, indem die Gesamtdüsenlochfläche von dem Großzustand zu dem Kleinzustand geändert wird, jedoch ist es möglich, zu unterbinden, dass die Einspritzrate tatsächlich vermindert wird, indem der Druck des zu dieser Zeit einzuspritzenden Kraftstoffs erhöht wird. Das heißt, es ist möglich, den Zustand aufrechtzuerhalten, in dem die Einspritzrate hoch ist. Im Ergebnis kann die Zeit oder der Zeitpunkt, zu dem die Düsennadel heruntergelassen wird, früh gemacht werden, ohne dass die Gesamtmenge der Kraftstoffeinspritzmenge verändert wird, sodass der Zeitraum einer Kraftstoffeinspritzung verkürzt werden kann. Aus diesem Grund kann die Erzeugung von Rauch unterdrückt werden. Darüber hinaus kann die Kraftstoffzerstäubung infolge einer Erhöhung in dem Druck des Kraftstoffs ebenfalls unterstützt werden und kann folglich dessen Verbrennung unterstützt werden, womit auch die Erzeugung von Rauch unterdrückt werden kann.
Zusätzlich ist in der Kraftstoffeinspritzeinrichtung, bei welcher das Kraftstoffeinspritzventil ein erstes Düsenloch, ein zweites Düsenloch, eine erste Düsennadel zum Öffnen und Schließen des ersten Düsenlochs und eine zweite Düsennadel zum Öffnen und Schließen des zweiten Düsenlochs hat, wobei die zweite Düsennadel so betätigbar ist, dass sie mit der ersten Düsennadel hochgeht, wenn ein Hubausmaß der ersten Düsennadel gleich zu einem oder größer als ein erstes vorbestimmtes Ausmaß ist, ferner eine Vorkehrung getroffen für eine Druckänderungseinheit, welche den Druck von von dem Kraftstoffeinspritzventil einzuspritzendem Kraftstoff ändert, wobei die Steuervorrichtung beginnt, den Kraftstoffdruck mittels der Druckänderungseinheit zu erhöhen, wenn die erste Düsennadel und die zweite Düsennadel heruntergehen, sodass das Hubausmaß der zweiten Düsennadel ein zweites vorbestimmtes Ausmaß wird, nachdem das Hubausmaß der ersten Düsennadel gleich zu dem oder größer als das erste vorbestimmte Ausmaß wird.
Es ist möglich zu unterbinden, dass die Einspritzrate tatsächlich vermindert wird, indem der Druck von einzuspritzendem Kraftstoff von der Zeit oder dem Zeitpunkt an erhöht wird, zu dem die Einspritzrate von aus dem zweiten Düsenloch einzuspritzendem Kraftstoff sich zu vermindern beginnt. Das heißt, es ist möglich, den Zustand aufrechtzuerhalten, in dem die Einspritzrate hoch ist. Im Ergebnis können die Zeiten oder Zeitpunkte, zu denen die erste Düsennadel bzw. die zweite Düsennadel zum Heruntergehen gebracht werden, früh gemacht werden, ohne dass die Gesamtmenge der Kraftstoffeinspritzmenge verändert wird, sodass der Zeitraum einer Kraftstoffeinspritzung verkürzt werden kann. Aus diesem Grund kann die Erzeugung von Rauch unterdrückt werden. Zusätzlich kann wegen einer Erhöhung in dem Druck des Kraftstoffs die Kraftstoffzerstäubung ebenfalls unterstützt werden und kann folglich dessen Verbrennung unterstützt werden, womit die Erzeugung von Rauch ebenfalls unterdrückt werden kann. Das erste vorbestimmte Ausmaß ist ein Hubausmaß der ersten Düsennadel zu der Zeit, zu der die zweite Düsennadel hochzugehen beginnt. Wenn das Hubausmaß der ersten Düsennadel gleich zu dem oder größer als das erste vorbestimmte Ausmaß ist, wird Kraftstoff aus dem ersten Düsenloch und dem zweiten Düsenloch eingespritzt, wohingegen Kraftstoff lediglich aus dem ersten Düsenloch eingespritzt wird, wenn das Hubausmaß der ersten Düsennadel kleiner als das erste vorbestimmte Ausmaß ist.
Außerdem kann das zweite vorbestimmte Ausmaß ein Hubausmaß sein, bei dem die Einspritzrate von aus dem zweiten Düsenloch einzuspritzendem Kraftstoff abnimmt, wenn der Kraftstoffdruck nicht erhöht wird. Das zweite vorbestimmte Ausmaß kann auch benannt werden als ein Hubausmaß der zweiten Düsennadel zu sein, wenn die Querschnittsfläche einer Passage für Kraftstoff zwischen der zweiten Düsennadel und einem Ventilsitz dafür gleich zu der Querschnittsfläche des zweiten Düsenlochs wird.
Ferner kann die Steuervorrichtung den Kraftstoffdruck mittels der Druckänderungseinheit so erhöhen, dass eine kombinierte Kraftstoffeinspritzrate, welche die Summe der Einspritzraten des ersten Düsenlochs und des zweiten Düsenlochs ist, nicht verändert wird, wenn die erste Düsennadel und die zweite Düsennadel heruntergehen, sodass das Hubausmaß der zweiten Düsennadel das zweite vorbestimmte Ausmaß wird, nachdem das Hubausmaß der ersten Düsennadel gleich zu dem oder größer als das erste vorbestimmte Ausmaß wird.
Hier ist es, wenn die Kraftstoffeinspritzrate durch das Heruntergehen der zweiten Düsennadel vermindert werden kann, möglich, die Verminderung der Einspritzrate zu unterbinden, indem der Druck von einzuspritzendem Kraftstoff erhöht wird. Zu dieser Zeit ist es durch Einstellen des Kraftstoffdrucks, sodass die kombinierte Kraftstoffeinspritzrate des ersten Düsenlochs und des zweiten Düsenlochs nicht verändert wird, möglich, ein Auftreten der Drehmomentschwankung vor und nach Erhöhen des Kraftstoffdrucks zu unterdrücken.
VORTEILHAFTE WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, einen Verbrennungszustand zu verbessern in einem Kraftstoffeinspritzventil, das eine Mehrzahl von Düsenlöchern hat, die angepasst sind, um mit einer Zeitdifferenz geschlossen zu werden.
Weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung von exemplarischen Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren ersichtlich.
FIGURENKURZBESCHREIBUNG
1 ist eine Querschnittsansicht eines Kraftstoffeinspritzventils in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt das Kraftstoffeinspritzventil in einem Zustand, in dem Kraftstoff aus äußeren Düsenlöchern eingespritzt wird und aus inneren Düsenlöchern kein Kraftstoff eingespritzt wird.
3 zeigt das Kraftstoffeinspritzventil in einem Zustand, in dem Kraftstoff aus den äußeren Düsenlöchern und den inneren Düsenlöchern eingespritzt wird.
4 ist ein Zeitdiagramm, das über Zeiten die Änderungen eines Einspritzsignals, eines Verstärkereinheit-Ansteuersignals, einer Druckerhöhung, eines Düsennadelhubausmaßes und einer Kraftstoffeinspritzrate zu der Zeit einer Einspritzsteuerung gemäß dieser Ausführungsform zeigt.
5 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Steuerungsablauf für eine Verstärkereinheit gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
6 ist eine Ansicht, die einen Betriebsbereich zeigt, in dem die äußeren Düsenlöcher und die inneren Düsenlöcher genutzt werden.
7 ist ein Zeitdiagramm zum Durchführen eines Vergleichs zwischen einer Einspritzrate zu der Zeit einer Kraftstoffeinspritzung in üblicher Weise und einer Einspritzrate zu der Zeit einer Kraftstoffeinspritzung gemäß dieser Ausführungsform.
8 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Steuerungsablauf für eine Verstärkereinheit gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachstehend werden die besten Arten zum Ausführen der vorliegenden Erfindung exemplarisch im Detail auf Basis von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben. Jedoch sind die Abmessungen, Materialien, Formen, relativen Anordnungen usw. von in den Ausführungsformen beschriebenen Bauelementen nicht dazu gedacht, den Umfang der vorliegenden Erfindung auf diese allein zu beschränken, insbesondere solange es keine spezifischen Angaben gibt.
<Erste Ausführungsform>
1 ist eine Querschnittsansicht eines Kraftstoffeinspritzventils 1 in dieser ersten Ausführungsform. Das Kraftstoffeinspritzventil 1 ist zum Beispiel an einem Verbrennungsmotor wie einem Dieselmotor angewendet. Das Kraftstoffeinspritzventil 1 ist für jeden von Zylindern des Verbrennungsmotors vorgesehen und dient zum direkt in einen entsprechenden Zylinder Einspritzen von Kraftstoff. Hier ist zu bemerken, dass in dieser Ausführungsform, um das Kraftstoffeinspritzventil 1 in einer einfachen sowie knappen und präzisen Art und Weise zu beschreiben, ein Teil von Komponenten dessen weggelassen ist.
Das Kraftstoffeinspritzventil 1 ist mit einer Düseneinheit 2, einer Rückdruckeinheit 3 und einer Verstärkereinheit 4 versehen. Kraftstoff wird der Rückdruckeinheit 3 und der Verstärkereinheit 4 aus einer nicht dargestellten gemeinsamen Kraftstoffleitung bzw. Common-Rail oder dergleichen geliefert. Dann wird in der Rückdruckeinheit 3 bzw. der Verstärkereinheit 4 der Druck des Kraftstoffs unter Verwendung eines piezoelektrischen Elements oder dergleichen eingestellt. Hier ist zu bemerken, dass die Rückdruckeinheit 3 und die Verstärkereinheit 4 im Inneren der Düseneinheit 2 angeordnet sein können oder im Äußeren der Düseneinheit 2 angeordnet sein können. Ein Drucksensor 19 zum Erfassen des Kraftstoffdrucks ist in der Verstärkereinheit 4 angeordnet. Der Drucksensor 19 erfasst den Druck des aus der Verstärkereinheit 4 ausströmenden Kraftstoffs, und dieser Druck des Kraftstoffs ist gleich zu dem Druck von von dem Kraftstoffeinspritzventil 1 einzuspritzendem Kraftstoff. Die Verstärkereinheit 4 gemäß dieser Ausführungsform verstärkt den Kraftstoffdruck in einem vorbestimmten Verhältnis. Hier ist zu bemerken, dass die Strukturen der Rückdruckeinheit 3 und der Verstärkereinheit 4 gut bekannt sind und daher deren Erläuterung weggelassen wird. In dieser Ausführungsform entspricht die Verstärkereinheit 4 einer Druckänderungseinheit in der vorliegenden Erfindung.
Die Düseneinheit 2 ist mit einer Platte 11 und einem Düsenkörper 21 versehen. Der Düsenkörper 21 ist ein Element mit einer ringzylindrischen Form, wobei ein Ende dieser auf der Seite der Platte 11 offen ist und das andere Ende dieser verschlossen ist, wobei eine äußere Düsennadel 6, eine innere Düsennadel 7, ein Zylinder 42, eine äußere Feder 43 und eine innere Feder 44 in dem Düsenkörper 21 aufgenommen sind. Die Platte 11 ist mittels nicht dargestellter Haltemuttern usw. unbeweglich an einem oberen Ende des Düsenkörpers 21 befestigt.
Darüber hinaus sind äußere Düsenlöcher 22 und innere Düsenlöcher 23 in dem Bodenabschnitt des Düsenkörpers 21 ausgebildet. Für die äußeren Düsenlöcher 22 und die inneren Düsenlöcher 23 sind eine Mehrzahl von Durchgangslöchern in dem Düsenkörper 21 entlang konzentrischer Ringe unterschiedlicher Durchmesser um die Mittelachse des Düsenkörpers 21 herum ausgebildet. Die äußeren Düsenlöcher 22 sind, wie von der Mittelachse des Düsenkörpers 21 her gesehen, mehr außenseitig als die inneren Düsenlöcher 23 ausgebildet. Hier ist zu bemerken, dass in dieser Ausführungsform die äußeren Düsenlöcher 22 einem ersten Düsenloch in der vorliegenden Erfindung entsprechen und die inneren Düsenlöcher 23 einem zweiten Düsenloch in der vorliegenden Erfindung entsprechen.
Die äußere Düsennadel 6 und die innere Düsennadel 7 sind Ventilkörper, welche an ihren düsenlochseitigen Enden das Öffnen und Schließen der äußeren Düsenlöcher 22 bzw. der inneren Düsenlöcher 23 durchführen. Die Mittelachsen der äußeren Düsennadel 6 und der inneren Düsennadel 7 sind koaxial zur Mittelachse des Düsenkörpers 21. Die äußere Düsennadel 6 ist ein ringzylindrischer Ventilkörper, welcher einen Hohlabschnitt rund um seine Mittelachse aufweist. Die innere Düsennadel 7 ist ein Ventilkörper mit einer vollzylindrischen Form, welcher in den Hohlabschnitt der äußeren Düsennadel 6 derart eingesetzt ist, dass er in der Mittelachsenrichtung der äußeren Düsennadel 6 bewegbar ist. Hier ist zu bemerken, dass in dieser Ausführungsform die äußere Düsennadel 6 einer ersten Düsennadel in der vorliegenden Erfindung entspricht und die innere Düsennadel 7 einer zweiten Düsennadel in der vorliegenden Erfindung entspricht.
Auf der in der Axialrichtung der äußeren Düsennadel 6 zu der Seite der Düsenlöcher 22, 23 entgegengesetzten Seite (nachstehend als Düsenlochentgegengesetztseite bezeichnet) ist ein ringzylindrischer Zylinder 42 angeordnet, welcher zum Führen der Bewegung der äußeren Düsennadel 6 dient. Der Zylinder 42 hat ein düsenlochentgegengesetztseitiges Ende in Anlage an einer Wandfläche 41 der Platte 11. Die äußere Feder 43 zum in die Richtung der Düsenlöcher Drücken der äußeren Düsennadel 6 ist zwischen einem düsenlochseitigen Ende des Zylinders 42 und der äußeren Düsennadel 6 angeordnet. Die innere Feder 44 zum in die Richtung der Düsenlöcher Drücken der inneren Düsennadel 7 ist zwischen der Wandfläche 41 der Platte 11 und der inneren Düsennadel 7 angeordnet.
Einige Räume sind in dem Inneren des Düsenkörpers 21 ausgebildet. Eine Düsenkammer 32 ist zwischen der Innenwand des Düsenkörpers 21 und der Seitenwand der äußeren Düsennadel 6 ausgebildet. Diese Düsenkammer 32 ist an einem Ende dieser durch eine in der Platte 11 ausgebildete Passage 12 mit einem Ende einer Kraftstoffzuführpassage 28 und an dem anderen Ende dieser mit den äußeren Düsenlöchern 22 und den inneren Düsenlöchern 23 verbunden. Die Kraftstoffzuführpassage 28 ist an dem anderen Ende dieser mit der Verstärkereinheit 4 verbunden. Der durch die Kraftstoffzuführpassage 28 in die Düsenkammer 32 eingeleitete Hochdruckkraftstoff wird aus den äußeren Düsenlöchern 22 und den inneren Düsenlöchern 23 eingespritzt.
Außerdem ist an dem düsenlochentgegengesetztseitigen Ende des Düsenkörpers 21 durch eine äußere düsenlochentgegengesetztseitige Druckaufnahmefläche 62 der äußeren Düsennadel 6, eine innere düsenlochentgegengesetztseitige Druckaufnahmefläche 72 der inneren Düsennadel 7, die Wandfläche 41 der Platte 11 und die Innenwand des Zylinders 42 eine Rückdruckkammer 31 definiert. Diese Rückdruckkammer 31 führt durch eine in der Platte 11 ausgebildete Passage 13 zu einem Ende einer Kraftstoffpassage 30. Diese Kraftstoffpassage 30 ist an dem anderen Ende dieser mit der Rückdruckeinheit 3 verbunden. Durch Ansteuern bzw. Betreiben der Rückdruckeinheit 3 kann der Druck in der Rückdruckkammer 31 eingestellt werden. Hier wird, wenn ein Ansteuersignal in die Rückdruckeinheit 3 eingegeben wird, der Druck in der Rückdruckkammer 31 vermindert. Als Ergebnis dessen vermindert sich die beiden düsenlochentgegengesetztseitigen Druckaufnahmeflächen 62, 72 beaufschlagte Kraft, sodass die äußere Düsennadel 6 nahe an die Düsenlochentgegengesetztseite gezogen wird.
Eine Ringnut 63 ist in der Innenwand der äußeren Düsennadel 6 ausgebildet. Diese Nut 63 ist derart ausgebildet, dass eine Innenumfangsfläche dieser parallel zu der Richtung der Mittelachse der äußeren Düsennadel 6 wird und Innenwandflächen dieser auf der Düsenlochseite und auf der Düsenlochentgegengesetztseite orthogonal zu der Richtung der Mittelachse der äußeren Düsennadel 6 sind. Die Wandfläche dieser Nut 63 auf der Düsenlochentgegengesetztseite wird als eine nutoberendige Fläche 64 bezeichnet, und die Wandfläche dieser auf der Düsenlochseite wird als eine nutunterendige Fläche 65 bezeichnet.
Andererseits ist die innere Düsennadel 7 mit einem Vorsprung 73 mit vollzylindrischer Form ausgebildet, welcher koaxial zu der inneren Düsennadel 7 ist und im Durchmesser größer als die innere Düsennadel 7 ist. Eine Endfläche dieses Vorsprungs 73 auf der Düsenlochentgegengesetztseite wird als eine vorsprungsoberendige Fläche 74 bezeichnet, und eine Endfläche dessen auf der Düsenlochseite wird als eine vorsprungsunterendige Fläche 75 bezeichnet.
Die nutoberendige Fläche 64 und die vorsprungsoberendige Fläche 74 sind einander gegenüberliegend angeordnet, und die nutunterendige Fläche 65 und die vorsprungsunterendige Fläche 75 sind einander gegenüberliegend angeordnet. Darüber hinaus ist die Höhe des Vorsprungs 73, das heißt die Distanz zwischen der vorsprungsoberendigen Fläche 74 und der vorsprungsunterendigen Fläche 75, kürzer als die Distanz von der nutoberendigen Fläche 64 bis zu der nutunterendigen Fläche 65.
Wie in 1 gezeigt, sind in dem Zustand, in dem beide Düsennadeln 6, 7 beide Düsenlöcher 22 bzw. 23 verschließen, Spalten zwischen der vorsprungsoberendigen Fläche 74 und der nutoberendigen Fläche 64 und zwischen der vorsprungsunterendigen Fläche 75 und der nutunterendigen Fläche 65 jeweils ausgebildet.
An der Innenwandfläche des Düsenkörpers 21 ist in der Umgebung der äußeren Düsenlöcher 22 und der inneren Düsenlöcher 23 ein Ventilsitz 26 geformt, an welchem jede von der äußeren Düsennadel 6 und der inneren Düsennadel 7 zum Sitzen gebracht ist. 1 zeigt einen Zustand, in dem die äußere Düsennadel 6 und die innere Düsennadel 7 in Sitz gebracht sind, wobei die äußeren Düsenlöcher 22 von der äußeren Düsennadel 6 verschlossen sind und die inneren Düsenlöcher 23 von der inneren Düsennadel 7 verschlossen sind.
Die Funktionen der äußeren Düsennadel 6 und der inneren Düsennadel 7 werden erläutert werden. 2 zeigt das Kraftstoffeinspritzventil 1 in einem Zustand, in dem Kraftstoff aus äußeren Düsenlöchern 22 eingespritzt wird und aus inneren Düsenlöchern 23 kein Kraftstoff eingespritzt wird. 3 zeigt das Kraftstoffeinspritzventil 1 in einem Zustand, in dem Kraftstoff aus den äußeren Düsenlöchern 22 und den inneren Düsenlöchern 23 eingespritzt wird.
Wenn ein Ansteuersignal in die Rückdruckeinheit 3 eingegeben wird, wird der Druck in der Rückdruckkammer 31 vermindert, sodass der der äußeren düsenlochentgegengesetztseitigen Druckaufnahmefläche 62 beaufschlagte Druck vermindert wird. Dementsprechend wird eine in die Richtung entgegengesetzt zu den Düsenlöchern wirkende Kraft groß anstatt einer in die Richtung der Düsenlöcher wirkenden Kraft, sodass die äußere Düsennadel 6 dazu gebracht wird, sich in die Richtung entgegengesetzt zu den Düsenlöchern zu bewegen. Im Ergebnis wird die äußere Düsennadel 6 von dem Ventilsitz 26 wegbewegt, sodass Hochdruckkraftstoff aus den äußeren Düsenlöchern 22 eingespritzt wird (2).
Wenn die äußere Düsennadel 6 weiter in die Richtung entgegengesetzt zu den Düsenlöchern bewegt wird, kommt die nutunterendige Fläche 65 in der äußeren Düsennadel 6 an der vorsprungsunterendigen Fläche 75 zur Anlage. Danach wird die innere Düsennadel 7 zusammen mit der äußeren Düsennadel 6 in die Richtung zur Wandfläche 41 hin bewegt. Zu dieser Zeit wird die innere Düsennadel 7 von dem Ventilsitz 26 wegbewegt, sodass Hochdruckkraftstoff aus den inneren Düsenlöchern 23 eingespritzt wird (3). Dementsprechend kann das Kraftstoffeinspritzventil 1 gemäß der vorliegenden Erfindung als ein Kraftstoffeinspritzventil benannt werden, in welchem eine Gesamtdüsenlochfläche, wenn ein Betätigungsausmaß einer Düsennadel groß ist, größer wird als wenn es klein ist.
Anschließend wird, wenn die Eingabe des Ansteuersignals in die Rückdruckeinheit 3 beendet ist, der Druck in der Rückdruckkammer 31 hoch, sodass der der äußeren düsenlochentgegengesetztseitigen Druckaufnahmefläche 62 und der inneren düsenlochentgegengesetztseitigen Druckaufnahmefläche 72 beaufschlagte Druck erhöht wird. Demgemäß werden beide der äußeren Düsennadel 6 und der inneren Düsennadel 7 in die Richtung zu den Düsenlöchern hin bewegt. Danach wird zuerst die innere Düsennadel 7 in dem Ventilsitz 26 zum Sitzen gebracht, sodass die Einspritzung von Kraftstoff aus den inneren Düsenlöchern 23 gestoppt wird (2), und dann wird die äußere Düsennadel 6 in dem Ventilsitz 26 zum Sitzen gebracht, sodass auch die Einspritzung von Kraftstoff aus den äußeren Düsenlöchern 22 gestoppt wird (1).
Bei dem wie oben erwähnt aufgebauten Kraftstoffeinspritzventil 1 ist in Kombination damit ein ESG 10 angeordnet, welches ein elektronisches Steuergerät zum Steuern des Kraftstoffeinspritzventils 1 ist. Dieses ESG 10 steuert das Kraftstoffeinspritzventil 1 in Übereinstimmung mit den Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors und/oder Fahreranforderungen. Neben den oben erwähnten Sensoren sind ein Beschleunigungseinrichtungs-Öffnungssensor 17, welcher zum Erfassen einer Motorlast dient mittels Ausgebens eines elektrischen Signals, das zu einem Ausmaß korrespondiert, um welches ein Fahrer ein Gaspedal niedergedrückt hat, und ein Kurbelwellenpositionssensor 18, welcher zum Erfassen der Rotationsgeschwindigkeit bzw. Drehzahl des Motors dient, mit dem ESG 10 durch elektrische Leitungen verbunden, und die Ausgabesignale dieser Vielzahl von Sensorarten werden in das ESG 10 eingegeben. Andererseits sind die Rückdruckeinheit 3 und die Verstärkereinheit 4 mit dem ESG 10 durch elektrische Leitungen verbunden, sodass diese Einheiten durch das ESG 10 gesteuert werden. Hier ist zu bemerken, dass das ESG 10 die Rückdruckeinheit 3 und die Verstärkereinheit 4 des Kraftstoffeinspritzventils 1 steuert, jedoch im Folgenden angenommen wird, dass das ESG 10 das Kraftstoffeinspritzventil 1 steuert. Das ESG 10 reguliert den Kraftstoffdruck durch Betreiben der Verstärkereinheit 4. Ferner bewirkt das ESG 10 durch Betreiben der Rückdruckeinheit 3, dass die äußere Düsennadel 6 und die innere Düsennadel 7 hochgehen und heruntergehen. Hier ist zu bemerken, dass in dieser Ausführungsform die Bewegungen der äußeren Düsennadel 6 und der inneren Düsennadel 7 zur Düsenlochentgegengesetztseite hin jeweils als „Hochgehen” bezeichnet werden und die Bewegungen dieser zur Düsenlochseite hin als „Heruntergehen” bezeichnet werden. Darüber hinaus wird ein Bewegungsausmaß von der Sitzposition von jeder von der äußeren Düsennadel 6 und der inneren Düsennadel 7 zur Düsenlochentgegengesetztseite hin als ein „Hubausmaß” bezeichnet.
In dem wie auf diese Weise aufgebauten Kraftstoffeinspritzventil 1 gibt es eine Korrelation zwischen dem Hubausmaß der äußeren Düsennadel 6 und dem Hubausmaß der inneren Düsennadel 7, sodass das Hubausmaß der inneren Düsennadel 7 entsprechend dem Hubausmaß der äußeren Düsennadel 6 bestimmt ist. Demgemäß kann die innere Düsennadel 7 nicht unabhängig von der äußeren Düsennadel 6 betätigt werden. Aus diesem Grund wird zu der Zeit eines Beendens einer Kraftstoffeinspritzung die innere Düsennadel 7 zuerst in Sitz gebracht und wird dann die äußere Düsennadel 6 in Sitz gebracht und gibt es folglich einen Zeitraum, in dem Kraftstoff lediglich aus den äußeren Düsenlöchern 22 eingespritzt wird.
Hier gibt es, wenn der Kraftstoffeinspritzungszeitraum lang wird, eine Befürchtung, dass Rauch erzeugt werden kann. Das heißt, wenn der Kraftstoffeinspritzungszeitraum lang wird, ist nahe dem Ende des Kraftstoffeinspritzungszeitraums wegen früher Verbrennung das Innere des Zylinders bereits in einem Zustand hoher Temperatur und hohen Drucks, sodass eine Verbrennung direkt nach Einspritzung von Kraftstoff beginnt und der Kraftstoff in einem Zustand verbrennt, in dem dessen Gemisch mit Luft unzureichend ist, was darin resultiert, dass leicht Rauch auftreten kann. Aus solch einem Grund wird dazu tendiert, dass während eines Zeitraums, nachdem die innere Düsennadel 7 in Sitz gebracht wurde, bis die äußere Düsennadel 6 in Sitz gebracht ist, leicht Rauch erzeugt werden kann.
Andererseits wird in dieser Ausführungsform der Kraftstoffdruck durch die Verstärkereinheit 4 zum Steigen gebracht, sodass unterbunden wird, dass die Kraftstoffeinspritzrate sich mit einem Heruntergehen der inneren Düsennadel 7 vermindert. Somit kann durch Unterdrücken der Verminderung der Einspritzrate der Kraftstoffeinspritzzeitraum ohne Ändern der Gesamtmenge der Kraftstoffeinspritzmenge verkürzt werden und kann folglich eine Verbrennung in dem Zustand unzureichender Mischung von Luft und Kraftstoff unterbunden werden, wodurch es ermöglicht wird, die Erzeugung von Rauch zu unterdrücken.
4 ist ein Zeitdiagramm, das zu der Zeit einer Einspritzsteuerung gemäß dieser Ausführungsform über Zeiten die Änderung eines Einspritzsignals, eines Verstärkereinheit-Ansteuersignals, einer Druckerhöhung, eines Düsennadel-Hubausmaßes und einer Kraftstoffeinspritzrate zeigt. Das Einspritzsignal ist ein Ansteuersignal für die Rückdruckeinheit 3 und ist ein in die Rückdruckeinheit 3 eingegebenes Signal. Wenn dieses Signal an die Rückdruckeinheit 3 gesendet wird, vermindert die Rückdruckeinheit 3 den Druck in der Rückdruckkammer 31. Das Verstärkereinheit-Ansteuersignal ist ein Ansteuersignal für die Verstärkereinheit 4, und wenn dieses Ansteuersignal in die Verstärkereinheit 4 eingegeben wird, erhöht die Verstärkereinheit 4 den Kraftstoffdruck. Die Verstärkereinheit 4 verstärkt den Druck von Kraftstoff, welcher an diese von einer nicht dargestellten gemeinsamen Kraftstoffleitung gesendet wird. Die Druckerhöhung gibt ein Druckerhöhungsausmaß von dem Kraftstoffdruck in der gemeinsamen Kraftstoffleitung an. Eine Volllinie in dem Düsennadel-Hubausmaß gibt das Hubausmaß der äußeren Düsennadel 6 an, und eine abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linie gibt das Hubausmaß der inneren Düsennadel 7 an. Die Einspritzrate gibt eine Einspritzmenge an, die pro Zeiteinheit in Kombination aus den äußeren Düsenlöchern 22 und den inneren Düsenlöchern 23 eingespritzt wird. Hier ist zu bemerken, dass eine abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linie in der Einspritzrate einen Fall zeigt, in dem die Rückdruckeinheit 3 in dem gleichen Zeitraum wie in dieser Ausführungsform angesteuert wird und die Erhöhung im Kraftstoffdruck durch die Verstärkereinheit 4 nicht durchgeführt wird.
In 4 ist T1 ein Startpunkt des Einspritzsignals. T2 ist ein Zeitpunkt, zu dem die Kraftstoffeinspritzung aus den äußeren Düsenlöchern 22 begonnen wird, das heißt ein Zeitpunkt, zu dem die äußere Düsennadel 6 hochzugehen beginnt. T3 ist ein Zeitpunkt, zu dem die Querschnittsfläche einer Passage für Kraftstoff zwischen der äußeren Düsennadel 6 und dem Ventilsitz 26 gleich zu der Querschnittsfläche der äußeren Düsenlöcher 22 wird. Die Querschnittsfläche der äußeren Düsenlöcher 22 zu dieser Zeit ist ein Wert, welcher eine Gesamtsumme von all den Querschnittsflächen der Mehrzahl von äußeren Düsenlöchern 22 ist. T4 ist ein Zeitpunkt, zu dem die Kraftstoffeinspritzung aus den inneren Düsenlöchern 23 begonnen wird, das heißt ein Zeitpunkt, zu dem die innere Düsennadel 7 hochzugehen beginnt. Ein Hubausmaß der äußeren Düsennadel 6 zu diesem T4 entspricht einem ersten vorbestimmten Ausmaß in der vorliegenden Erfindung. T5 ist ein Zeitpunkt, zu dem die Querschnittsfläche einer Passage für Kraftstoff zwischen der inneren Düsennadel 7 und dem Ventilsitz 26 gleich zu der Querschnittsfläche der inneren Düsenlöcher 23 wird. Die Querschnittsfläche der inneren Düsenlöcher 23 zu dieser Zeit ist ein Wert, welcher eine Gesamtsumme von all den Querschnittsflächen der Mehrzahl von inneren Düsenlöchern 23 ist.
T6 ist ein Zeitpunkt, zu dem die Eingabe des Einspritzsignals beendet wird. T7 ist ein Zeitpunkt, zu dem die äußere Düsennadel 6 und die innere Düsennadel 7 herunterzugehen beginnen. T8 ist ein Zeitpunkt, zu dem die Querschnittsfläche einer Passage für Kraftstoff zwischen der inneren Düsennadel 7 und dem Ventilsitz 26 gleich zu der Querschnittsfläche der inneren Düsenlöcher 23 wird, und ist ferner ein Zeitpunkt, zu dem sich die Einspritzrate vermindert in dem Fall, in dem der Kraftstoffdruck nicht von der Verstärkereinheit 4 verstärkt wird. Außerdem ist T8 ein Zeitpunkt, zu dem begonnen wird, den Kraftstoffdruck mittels der Verstärkereinheit 4 zu verstärken. Ein Hubausmaß der inneren Düsennadel 7 zu diesem Zeitpunkt T8 entspricht einem zweiten vorbestimmten Ausmaß in der vorliegenden Erfindung. T9 ist ein Zeitpunkt, zu dem die Kraftstoffeinspritzung aus den inneren Düsenlöchern 23 beendet wird, das heißt ein Zeitpunkt, zu dem die innere Düsennadel 7 auf dem Ventilsitz 26 sitzt. T10 ist ein Zeitpunkt, zu dem die Eingabe des Ansteuersignals in die Verstärkereinheit 4 beendet wird. T11 gibt einen Zeitpunkt an, zu dem die Kraftstoffeinspritzung aus den äußeren Düsenlöchern 22 beendet wird, das heißt einen Zeitpunkt, zu dem die äußere Düsennadel 6 auf dem Ventilsitz 26 sitzt. Diese einzelnen Zeitpunkte T1 bis T11 sind gemäß der Kraftstoffeinspritzmenge und dem Kraftstoffdruck bestimmt.
Wenn das Einspritzsignal bei T1 von dem ESG 10 in das Kraftstoffeinspritzventil 1 eingegeben wird, beginnt die äußere Düsennadel 6 bei T2 hochzugehen. Ein Zeitraum von T1 bis T2 kann als eine Ansprechverzögerung der äußeren Düsennadel 6 benannt werden. In einem Zeitraum von T2 bis T3 erhöht sich die Einspritzrate wie sich das Düsennadel-Hubausmaß der äußeren Düsennadel 6 erhöht. In einem Zeitraum von T3 bis T4 wird die Einspritzrate bei DQ1 konstant. Zu dieser Zeit geht die äußere Düsennadel 6 weiter hoch, aber wird die Einspritzrate durch die Querschnittsfläche der äußeren Düsenlöcher 22 bestimmt und erhöht sich folglich die Einspritzrate nicht. Dann kommen, wenn das Hubausmaß der äußeren Düsennadel 6 das erste vorbestimmte Ausmaß bei T4 wird, die nutunterendige Fläche 65 und die vorsprungsunterendige Fläche 75 miteinander in Anlage, sodass die innere Düsennadel 7 hochzugehen beginnt. In einem Zeitraum von T4 bis T5 erhöht sich die Einspritzrate wie sich das Düsennadel-Hubausmaß der inneren Düsennadel 7 erhöht.
Danach wird von T5 an die Einspritzrate im Wesentlichen konstant bei DQ2. Zu dieser Zeit gehen die äußere Düsennadel 6 und die innere Düsennadel 7 weiter hoch, aber wird die Einspritzrate durch die Querschnittsflächen der äußeren Düsenlöcher 22 und der inneren Düsenlöcher 23 bestimmt und ist folglich die Einspritzrate im Wesentlichen konstant bis T8.
Sogar wenn das Einspritzsignal bei T6 beendet wird, befinden sich die äußere Düsennadel 6 und die innere Düsennadel 7 jeweils in einem Angehobenzustand und nimmt daher die Einspritzrate nicht sofort ab. Infolge der Beendigung des Einspritzsignals beginnen die äußere Düsennadel 6 und die innere Düsennadel 7 bei T7 herunterzugehen. Ein Zeitraum von T6 bis T7 kann als eine Ansprechverzögerung benannt werden von der Beendigung des Einspritzsignals an, bis die äußere Düsennadel 6 und die innere Düsennadel 7 tatsächlich herunterzugehen beginnen. Zu dieser Zeit wird die Einspritzrate durch die Querschnittsflächen der äußeren Düsenlöcher 22 und der inneren Düsenlöcher 23 bestimmt und vermindert sich folglich die Einspritzrate nicht, obwohl die äußere Düsennadel 6 und die innere Düsennadel 7 heruntergehen.
T8 ist ein Zeitpunkt, zu dem die Einspritzrate sich zu vermindern beginnt, wenn der Kraftstoffdruck nicht erhöht wird. In einem Zeitraum von T8 bis T9 sind die inneren Düsenlöcher 23 offen und ist die Querschnittsfläche der Passage für Kraftstoff zwischen der inneren Düsennadel 7 und dem Ventilsitz 26 kleiner als die Querschnittsfläche der inneren Düsenlöcher 23. Aus diesem Grund kann die Kraftstoffeinspritzrate aus den inneren Düsenlöchern 23 nicht mit der Querschnittsfläche der inneren Düsenlöcher 23 verändert werden, aber mit der Querschnittsfläche der Passage für Kraftstoff zwischen der inneren Düsennadel 7 und dem Ventilsitz 26. Demgemäß kann nach T8 die Kraftstoffeinspritzrate aus den inneren Düsenlöchern 23 gemäß dem Heruntergehen der inneren Düsennadel 7 vermindert werden, aber wird in dieser Ausführungsform der Kraftstoffdruck zum Ansteigen gebracht, indem die Verstärkereinheit 4 angesteuert wird von T8 an, welcher ein Zeitpunkt ist, zu dem die Kraftstoffeinspritzrate aus den inneren Düsenlöchern 23 sich zu vermindern beginnt. Das heißt, das Ansteuersignal wird vom Zeitpunkt T8 an in die Verstärkereinheit 4 eingegeben, sodass der Kraftstoffdruck durch die Verstärkereinheit 4 erhöht wird. Im Ergebnis dessen nimmt die „Druckerhöhung”, welche ein Erhöhungsausmaß im Kraftstoffdruck ist, in dem Zeitraum von T8 bis T9 allmählich zu.
T9 ist ein Zeitpunkt, zu dem die innere Düsennadel 7 auf dem Ventilsitz 26 sitzt. Das heißt, bei T9 ist die Kraftstoffeinspritzung aus den inneren Düsenlöchern 23 beendet. Der Zeitraum von T8 bis T9 ist ein Zeitraum, in dem der Kraftstoffdruck höher wird in Übereinstimmung mit der Verminderung in der Querschnittsfläche der Passage für Kraftstoff zwischen der inneren Düsennadel 7 und dem Ventilsitz 26 und in 4 im Ergebnis die Einspritzrate im Wesentlichen konstant bei DQ2 wird. Hier ist zu bemerken, dass die Verstärkereinheit 4 derart eingerichtet sein kann, dass die Druckerhöhung in dem Zeitraum von T8 bis T9 entsprechend der Verminderung der Einspritzrate ansteigt. Das heißt, wenn der Kraftstoffdruck sich allmählich erhöht, nachdem das Ansteuersignal in die Verstärkereinheit 4 eingegeben wurde, kann die Spezifikation der Verstärkereinheit 4 so bestimmt sein, dass der Kraftstoffdruck erhöht wird, sodass die Verminderung der Einspritzrate kompensiert wird.
In einem Zeitraum von T9 bis T10 ist die Querschnittsfläche der Passage für Kraftstoff zwischen der äußeren Düsennadel 6 und dem Ventilsitz 26 größer als die Querschnittsfläche der äußeren Düsenlöcher 22. Aus diesem Grund wird die Kraftstoffeinspritzrate aus den äußeren Düsenlöchern 22 konstant. Zu dieser Zeit ist in 4 die Druckerhöhung konstant. Hier ist zu bemerken, dass die Spezifikation der Verstärkereinheit 4 derart bestimmt sein kann, dass die Druckerhöhung in dem Zeitraum von T9 bis T10 konstant wird.
Bei T10 wird das Ansteuersignal für die Verstärkereinheit 4 gestoppt. Dementsprechend vermindert sich von T10 an die Druckerhöhung. Hier kann T10 derart bestimmt sein, dass die Querschnittsfläche der Passage für Kraftstoff zwischen der äußeren Düsennadel 6 und dem Ventilsitz 26 gleich zu der Querschnittsfläche der äußeren Düsenlöcher 22 wird, wenn die Druckerhöhung 0 wird. Somit vermindert sich in einem Zeitraum von T10 bis T11 die Einspritzrate aus den äußeren Düsenlöchern 22 mit der Verminderung im Hubausmaß der äußeren Düsennadel 6 oder der Verminderung im Kraftstoffdruck. Dann sitzt bei T11 die äußere Düsennadel 6 auf dem Ventilsitz 26 auf, wodurch die Kraftstoffeinspritzung von dem Kraftstoffeinspritzventil 1 beendet wird.
In der in 4 gezeigten Einspritzrate wird die Kraftstoffeinspritzmenge um einen Bereich A1 eines schraffierten Abschnitts größer in dem Fall, in dem der Kraftstoffdruck von T8 an erhöht wird (in dem Fall der Volllinie), als in dem Fall, in dem der Kraftstoffdruck nicht erhöht wird (in dem Fall der abwechselnd lang und kurz gestrichelten Linie). Dementsprechend ist es in Fällen, in denen der Kraftstoffdruck wie üblich nicht erhöht wird, notwendig, das Einspritzsignal für einen längeren Zeitraum einzugeben, um die gleiche Kraftstoffmenge wie in der vorliegenden Erfindung einzuspritzen. Aus diesem Grund wird der Kraftstoffeinspritzzeitraum länger. Andererseits kann in dieser Ausführungsform der Kraftstoffeinspritzzeitraum verkürzt werden durch Unterbinden der Verminderung im Kraftstoffeinspritzverhältnis.
Hier ist zu bemerken, dass in dem in 4 gezeigten Beispiel die Eingabe des Ansteuersignals in die Verstärkereinheit 4 bei T10 gestoppt wird, aber anstatt dessen die Eingabe des Ansteuersignals in die Verstärkereinheit 4 zu einer anderen Zeit gestoppt werden kann. Zum Beispiel kann das Ansteuersignal in die Verstärkereinheit 4 bis zu dem Zeitpunkt T11, zu dem die äußere Düsennadel 6 auf dem Ventilsitz 26 sitzt, eingegeben werden oder kann das Ansteuersignal in die Verstärkereinheit 4 derart eingegeben werden, dass die Druckerhöhung 0 wird bei T11. Darüber hinaus kann das Ansteuersignal für die Verstärkereinheit 4 zu einem Zeitpunkt nach T8 und vor T10 gestoppt werden. Auch in diesen Fällen kann die Verminderung in der Einspritzrate unterbunden werden, wodurch es ermöglicht wird, den Kraftstoffeinspritzzeitraum zu verkürzen.
Ferner wird in dieser Ausführungsform die Erhöhung im Kraftstoffdruck von T8 an begonnen, jedoch kann anstatt dessen die Erhöhung im Kraftstoffdruck von T7 an begonnen werden, zu dem die innere Düsennadel 7 herunterzugehen beginnt. In dem in 4 gezeigten Beispiel ist der Zeitraum von T7 bis T8 relativ lang, jedoch kann der Zeitraum von T7 und T8 kurz werden in dem Fall, in dem die Kraftstoffeinspritzmenge klein ist, oder in Abhängigkeit von der Spezifikation des Kraftstoffeinspritzventils 1. In solch einem Fall ist es durch Eingeben des Ansteuersignals in die Verstärkereinheit 4 von T7 an auch möglich, die Schwankung der Einspritzrate zu unterdrücken. Darüber hinaus ist es auch möglich, die Steuerung zu vereinfachen. Ferner kann die Erhöhung im Kraftstoffdruck von T9 an begonnen werden, anstatt die Erhöhung im Kraftstoffdruck von T8 an zu beginnen. Der Kraftstoffdruck sollte nur größer werden in dem Fall, in dem Kraftstoff lediglich aus den äußeren Düsenlöchern 22 eingespritzt wird, als in dem Fall, in dem Kraftstoff aus den äußeren Düsenlöchern 22 und den inneren Düsenlöchern 23 eingespritzt wird. Das heißt, es ist nur notwendig, den Kraftstoffdruck zu erhöhen bei einer Änderung der Gesamtdüsenlochfläche von einem Großzustand in einen Kleinzustand, derart, dass der Kraftstoffdruck, wenn die Gesamtdüsenlochfläche sich in dem Kleinzustand befindet, größer wird als wenn sie sich in dem Großzustand befindet. Durch auf diese Weise Verfahren ist es möglich, den Kraftstoffeinspritzzeitraum zu verkürzen.
Darüber hinaus hat der Zeitpunkt von T8 eine Korrelation mit dem Kraftstoffdruck und der Kraftstoffeinspritzmenge und kann im Voraus unter Verwendung dieser Werte geschätzt werden, sodass das Ansteuersignal in die Verstärkereinheit 4 eingegeben werden kann, bevor sich die Einspritzrate tatsächlich vermindert. Andererseits kann, weil der Kraftstoffdruck infolge der Verminderung in der Einspritzrate erhöht wird, das Ansteuersignal in die Verstärkereinheit 4 zu der Zeit eingegeben werden, wenn diese Erhöhung im Kraftstoffdruck von dem Drucksensor 19 erfasst wird.
5 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Steuerungsablauf oder eine Routine für die Verstärkereinheit 4 gemäß dieser Ausführungsform zeigt. Die Routine in diesem Ablaufdiagramm wird mittels des ESG 10 bei jedem Verbrennungszyklus ausgeführt. Hier ist zu bemerken, dass die Steuerung der äußeren Düsennadel 6 und der inneren Düsennadel 7 von dem ESG 10 separat ausgeführt wird. Darüber hinaus wird dieses Ablaufdiagramm von vor einer Kraftstoffeinspritzung an gestartet. In dieser Ausführungsform entspricht das ESG 10, welches die Routine in dem in 5 gezeigten Ablaufdiagramm ausführt, einer Steuervorrichtung in der vorliegenden Erfindung.
In Schritt S101 wird der Betriebszustand der Brennkraftmaschine erfasst. Hier werden die Motorlast und die Motorrotationsgeschwindigkeit bzw. Motordrehzahl erfasst. In diesem Schritt wird eine physikalische Größe, welche in Korrelation zu der Kraftstoffeinspritzmenge ist, erfasst.
In Schritt S102 wird bestimmt, ob ein Betriebsbereich des Verbrennungsmotors ein Bereich ist, in dem die inneren Düsenlöcher 23 verwendet sind. 6 ist eine Ansicht, die einen Betriebsbereich zeigt, in dem die äußeren Düsenlöcher 22 und die inneren Düsenlöcher 23 verwendet sind. In 6 repräsentiert die Abszissenachse die Motorrotationsgeschwindigkeit und repräsentiert die Ordinatenachse die Motorlast. Ein in 6 mit „äußere Düsenlöcher” bezeichneter Bereich ist ein Bereich, in dem nur die äußeren Düsenlöcher 22 verwendet werden, und ein mit „innere Düsenlöcher” bezeichneter Bereich ist ein Bereich, in dem die äußeren Düsenlöcher 22 und die inneren Düsenlöcher 23 verwendet werden. Der Zusammenhang von 6 wurde im Voraus durch Experimente, Simulationen oder dergleichen erlangt und in dem ESG 10 gespeichert. Die inneren Düsenlöcher 23 werden in einem Betriebsbereich verwendet, in dem die Kraftstoffeinspritzmenge relativ groß ist. Das ESG 10 bestimmt auf Basis des in Schritt S101 erfassten Betriebszustandes aus dem in 6 gezeigten Zusammenhang, ob der Betriebsbereich des Verbrennungsmotors ein Bereich ist, in dem die äußeren Düsenlöcher 22 verwendet werden. In Fällen, in denen in Schritt S102 eine bejahende Bestimmung getroffen wird, geht die Routine zu Schritt S103, wohingegen in Fällen, in denen eine verneinende Bestimmung getroffen wird, diese Routine beendet wird.
In Schritt S103 wird die Kraftstoffeinspritzmenge berechnet. Die Kraftstoffeinspritzmenge wird auf Basis des in Schritt S101 erfassten Betriebszustandes des Verbrennungsmotors berechnet. Diese Kraftstoffeinspritzmenge ist eine Gesamtmenge von in einem Zyklus in jeden Zylinder eingespritztem Kraftstoff. Der Zusammenhang zwischen dem Betriebszustand des Verbrennungsmotors und der Kraftstoffeinspritzmenge kann durch Experimente, Simulationen oder dergleichen im Voraus erlangt worden sein und kann aufgezeichnet worden sein.
In Schritt S104 ist auf Basis der in Schritt S103 berechneten Kraftstoffeinspritzmenge die Zeit, zu der sich die Einspritzrate zu vermindern beginnt in dem Fall, in dem der Kraftstoffdruck nicht durch die Verstärkereinheit 4 verstärkt wird. In diesem Schritt wird die Zeit oder der Zeitpunkt zum Beginnen der Eingabe des Ansteuersignals in die Verstärkereinheit 4 erlangt. Das heißt, in diesem Schritt wird der oben erwähnte Zeitpunkt T8 erlangt. Weil die Kraftstoffeinspritzmenge und der oben genannte Zeitpunkt T8 eine Korrelation miteinander haben, wurde diese Korrelation im Voraus erlangt und in dem ESG 10 gespeichert. Hier gibt es ferner eine Korrelation zwischen der Kraftstoffeinspritzmenge und einem Zeitpunkt, zu dem das Einspritzsignal eingegeben wird. Dann werden, wenn der Zeitpunkt, zu dem das Einspritzsignal eingegeben wird, bestimmt ist, die Änderungen über die Zeit der Hubausmaße der äußeren Düsennadel 6 und der inneren Düsennadel 7 vom Start der Eingabe des Einspritzsignals an ebenfalls bestimmt. Demgemäß gibt es ferner eine Korrelation zwischen der Kraftstoffeinspritzmenge und einem Zeitpunkt vom Start der Eingabe des Einspritzsignals bis zu dem oben genannten Zeitpunkt T8. Aus diesem Grund kann die Zeit, zu der das Hubausmaß der inneren Düsennadel 7 das zweite vorbestimmte Ausmaß wird, in Übereinstimmung mit der Kraftstoffeinspritzmenge erlangt werden. Hier ist zu bemerken, dass die Kraftstoffeinspritzmenge auf Basis des Betriebszustandes des Verbrennungsmotors festgelegt wird und folglich in Fällen, in denen der Kraftstoffdruck nicht durch die Verstärkereinheit 4 verstärkt wird, die Zeit, zu der die Einspritzrate sich zu vermindern beginnt, ebenfalls auf Basis des Betriebszustandes des Verbrennungsmotors berechnet werden kann. Außerdem wurden unter der Annahme, dass der Kraftstoffdruck durch die Verstärkereinheit 4 verstärkt wird, die Kraftstoffeinspritzmenge, die Eingabestartzeit für das Einspritzsignal und der Eingabezeitraum für das Einspritzsignal in Verbindung mit dem Betriebszustand des Verbrennungsmotors durch Experimente, Simulationen oder dergleichen im Voraus erlangt und wurden in dem ESG 10 gespeichert. Ferner kann die Zeit, zu der die Einspritzrate sich zu vermindern beginnt in dem Fall, in dem der Kraftstoffdruck nicht durch die Verstärkereinheit 4 verstärkt wird, durch Experimente, Simulationen oder dergleichen im Voraus in Verbindung mit dem Betriebszustand des Verbrennungsmotors erlangt und in dem ESG 10 gespeichert worden sein.
In Schritt S105 wird die Zeit oder der Zeitpunkt zum Beenden der Eingabe des Ansteuersignals in die Verstärkereinheit 4 berechnet. Zum Beispiel kann die Zeit oder der Zeitpunkt zum Beenden der Eingabe des Ansteuersignals in die Verstärkereinheit 4 derart bestimmt werden, dass die Querschnittsfläche der Passage für Kraftstoff zwischen der äußeren Düsennadel 6 und dem Ventilsitz 26 gleich zu der Querschnittsfläche der äußeren Düsenlöcher 22 wird, wenn die Druckerhöhung 0 wird. Stattdessen kann der Zeitpunkt, zu dem die äußere Düsennadel 6 auf dem Ventilsitz 26 sitzt, als die Zeit oder der Zeitpunkt zum Beenden der Eingabe des Ansteuersignals in die Verstärkereinheit 4 verwendet werden oder kann die Zeit oder der Zeitpunkt zum Beenden der Eingabe des Ansteuersignals in die Verstärkereinheit 4 derart bestimmt werden, dass die Druckerhöhung 0 wird zu dem Zeitpunkt, zu dem die äußere Düsennadel 6 auf dem Ventilsitz 26 sitzt. Ferner kann eine optimale Zeit oder Zeitpunkt zum Beenden der Eingabe des Ansteuersignals in die Verstärkereinheit 4 im Voraus durch Experimente, Simulationen oder dergleichen in Verbindung mit dem Betriebszustand des Verbrennungsmotors erlangt worden sein. Der Zusammenhang zwischen der Kraftstoffeinspritzmenge und der Zeit zum Beenden der Eingabe des Ansteuersignals in die Verstärkereinheit 4 kann aufgezeichnet und in dem ESG 10 gespeichert worden sein.
In Schritt S106 wird das Ansteuersignal nach Warten bis zu der in Schritt S104 berechneten Zeit oder Zeitpunkt in die Verstärkereinheit 4 eingegeben. Das heißt, das Ansteuern der Verstärkereinheit 4 wird zu der Zeit oder dem Zeitpunkt (T8) begonnen, zu dem sich die Einspritzrate zu vermindern beginnt in dem Fall, in dem der Kraftstoffdruck nicht durch die Verstärkereinheit 4 verstärkt wird. Diese Zeit oder dieser Zeitpunkt (T8) kann gelernt werden durch zum Beispiel mittels eines Zeitzählers Zählen oder Messen eines Zeitraums, der von dem Startzeitpunkt für die Eingabe des Einspritzsignals an vergangen ist.
In Schritt S107 wird nach Warten bis zu der in Schritt S105 berechneten Zeit die Eingabe des Ansteuersignals in die Verstärkereinheit 4 beendet. Die Zeit oder der Zeitpunkt zum Beenden der Eingabe des Ansteuersignals in die Verstärkereinheit 4 kann gelernt werden durch zum Beispiel mittels eines Zeitzählers Zählen oder Messen eines Zeitraums, der von dem Startzeitpunkt für die Eingabe des Einspritzsignals an vergangen ist.
Hier ist zu bemerken, dass in dem in 5 gezeigten Ablaufdiagramm die Eingabestartzeit und die Eingabebeendigungszeit des Ansteuersignals für die Verstärkereinheit 4 für jeden Zyklus berechnet werden, aber anstatt dessen diese für jede von einer Mehrzahl von Zyklen berechnet werden können. Darüber hinaus können die Eingabestartzeit und die Eingabebeendigungszeit des Ansteuersignals für die Verstärkereinheit 4 berechnet werden unter Verwendung eines Mittelwertes der Kraftstoffeinspritzmenge in einer Mehrzahl von vergangenen Zyklen.
Ferner ist in dem in 5 gezeigten Ablaufdiagramm in Schritt S104 die Zeit, zu der die Einspritzrate sich zu vermindern beginnt in dem Fall, in dem der Kraftstoffdruck nicht durch die Verstärkereinheit 4 verstärkt wird, jedoch kann anstatt dessen ein Sensor zum Erfassen des Hubausmaßes der inneren Düsennadel 7 vorgesehen sein, wobei, wenn das von dem Sensor erfasste Hubausmaß das zweite vorbestimmte Ausmaß erreicht, das Verstärken des Kraftstoffdrucks durch die Verstärkereinheit 4 begonnen werden kann. Darüber hinaus kann, weil es auch auf Basis des Erfassungswertes des Drucksensors 19 gelernt werden kann, dass das Hubausmaß der inneren Düsennadel 7 das zweite vorbestimmte Ausmaß erreicht hat, das Verstärken des Kraftstoffdrucks durch die Verstärkereinheit 4 auf Basis des Erfassungswertes des Drucksensors 19 begonnen werden.
Auf diese Weise ist es möglich, zu unterbinden, dass die Kraftstoffeinspritzrate vermindert wird, indem der Kraftstoffdruck erhöht wird in Übereinstimmung mit der Zeit, zu der sich die Einspritzrate von aus den inneren Düsenlöchern 23 einzuspritzendem Kraftstoff zu vermindern beginnt. Hier ist 7 ein Zeitdiagramm zum Durchführen eines Vergleichs zwischen einer Einspritzrate zu der Zeit einer üblichen Kraftstoffeinspritzung und einer Einspritzrate zu der Zeit einer Kraftstoffeinspritzung gemäß dieser Ausführungsform. Eine Volllinie zeigt die Einspritzrate gemäß dieser Ausführungsform, und eine unterbrochene Linie zeigt die übliche Einspritzrate. Darüber hinaus zeigt eine abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linie einen Fall, in dem die Rückdruckeinheit 3 in dem gleichen Zeitraum wie in dieser Ausführungsform angesteuert wird und die Erhöhung im Kraftstoffdruck durch die Verstärkereinheit 4 nicht durchgeführt wird. Zeitpunkte T2, T8, T10 und T11 in 7 sind die gleichen wie in 4. Der Bereich eines schraffierten Abschnitts A2 und der Bereich eines schraffierten Abschnitts A3 sind zueinander gleich. Dementsprechend zeigt 7 den Fall, in dem die Kraftstoffeinspritzmenge gemäß dieser Ausführungsform und die Kraftstoffeinspritzmenge gemäß der üblichen Technik zueinander gleich sind.
In der üblichen Technik beginnt sich zu einem mit T12 bezeichneten Zeitpunkt die Kraftstoffeinspritzrate aus den inneren Düsenlöchern 23 zu vermindern. In der üblichen Technik wird das Verstärken des Kraftstoffdrucks nicht durchgeführt und nimmt folglich, wenn die Einspritzrate der inneren Düsenlöcher 23 sich von T12 an vermindert, die Einspritzrate des Kraftstoffeinspritzventils 1 als Ganzes ebenfalls ab. Dann sind zu einem mit T13 bezeichneten Zeitpunkt die äußeren Düsenlöcher 22 geschlossen und wird die Einspritzrate null. Andererseits ist in dieser Ausführungsform der Eingabezeitraum für das Einspritzsignal kürzer gemacht als in der üblichen Technik, sodass die äußere Düsennadel 6 und die innere Düsennadel 7 früher als in der üblichen Technik herunterzugehen beginnen. Aus diesem Grund kann sich zu dem mit T8 bezeichneten Zeitpunkt die Einspritzrate von Kraftstoff aus den inneren Düsenlöchern 23 vermindern. Jedoch wird in dieser Ausführungsform der Kraftstoffdruck dazu gebracht, sich von T8 an zu erhöhen, und wird die Verminderung in der Einspritzrate unterbunden. Dann kommt, weil die äußere Düsennadel 6 und die innere Düsennadel 7 früher herunterzugehen beginnen als in der üblichen Technik, der Zeitpunkt T11, zu dem die Einspritzrate null wird, gemäß dieser Ausführungsform vor dem Zeitpunkt T13, zu dem die Einspritzrate in der üblichen Technik null wird. Aus diesem Grund kann in dieser Ausführungsform der Kraftstoffeinspritzzeitraum verkürzt werden sogar in Fällen, in denen die gleiche Kraftstoffmenge wie in der üblichen Technik eingespritzt wird. Dann kann, wenn der Kraftstoffeinspritzzeitraum wie in dieser Ausführungsform verkürzt wird, unterbunden werden, dass Verbrennung in einem Zustand ausgeführt wird, in dem das Gemisch von Kraftstoff und Luft unzureichend ist, womit es ermöglicht wird, die Erzeugung von Rauch zu vermindern. Darüber hinaus kann durch Erhöhen des Kraftstoffdrucks eine Kraftstoffzerstäubung erreicht werden, wodurch die Erzeugung von Rauch ebenfalls vermindert werden kann. Außerdem ist es wegen der Verbesserung des Kraftstoffzustandes auch möglich, die Kraftstoffausnutzung zu verbessern.
Jedoch kann der Kraftstoffeinspritzzeitraum auch verkürzt werden, indem der Kraftstoffdruck vom Beginn der Kraftstoffeinspritzung an erhöht wird. Jedoch kann, wenn die Kraftstoffeinspritzrate zur Zeit des Beginns einer Kraftstoffeinspritzung hoch ist, eine schnelle Verbrennung stattfinden und somit eine Befürchtung verursachen, dass Geräusche erzeugt werden. Darüber hinaus kann die Verbrennungstemperatur zu hoch werden und kann sich die Ausgabemenge von NOx erhöhen. Im Gegensatz dazu kann durch Einspritzen von Kraftstoff mit einem relativ niedrigen Druck zu der Startzeit eines Kraftstoffeinspritzungsbeginns, wie in dieser Ausführungsform die Erzeugung von Geräuschen unterdrückt werden und kann ebenfalls die Erzeugung von NOx unterdrückt werden.
<Zweite Ausführungsform>
In dieser zweiten Ausführungsform wird, wenn der Kraftstoffdruck durch die Verstärkereinheit 4 erhöht wird, die Verstärkereinheit 4 so gesteuert, dass die Einspritzrate konstant wird. Aus diesem Grund wird die Verstärkereinheit 4 gemäß dieser Ausführungsform als in der Lage angenommen, den Kraftstoffdruck in beliebiger Weise zu regulieren. Die anderen Komponenten usw. in dieser zweiten Ausführungsform sind die gleichen wie jene in der ersten Ausführungsform, sodass deren Erläuterung weggelassen wird.
Die Verstärkereinheit 4 gemäß der oben genannten ersten Ausführungsform verstärkt den Kraftstoffdruck in einem vorbestimmten Verhältnis, aber führt keine Steuerung gemäß dem Kraftstoffdruck aus. Weil der Kraftstoffdruck sich mit dem Betriebszustand des Verbrennungsmotors ändern kann, gibt es in dem Fall des Erhöhens des Kraftstoffdrucks um das vorbestimmte Verhältnis eine Befürchtung, dass sich die Einspritzrate vor und nachdem der Kraftstoff durch die Verstärkereinheit 4 verstärkt wird, ändern kann. Wenn sich die Einspritzrate ändert, gibt es eine Befürchtung, dass die Drehmomentschwankung auftreten kann. In dieser zweiten Ausführungsform wird ein Erhöhungsausmaß in dem Kraftstoffdruck, bei welchem die Einspritzrate konstant wird, berechnet und wird die Verstärkereinheit 4 angesteuert, um das so berechnete Erhöhungsausmaß im Kraftstoffdruck zu erreichen.
8 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Steuerungsablauf oder eine Routine für die Verstärkereinheit 4 gemäß dieser zweiten Ausführungsform zeigt. Die Routine in diesem Ablaufdiagramm wird durch das ESG 10 bei jedem Verbrennungszyklus ausgeführt. Hier ist zu bemerken, dass die Steuerung der äußeren Düsennadel 6 und der inneren Düsennadel 7 von dem ESG 10 separat ausgeführt wird. Für jene Schritte, in welchen die gleichen Verarbeitungen wie in dem zuvor genannten Ablaufdiagramm in 5 ausgeführt werden, sind die gleichen Zeichen angefügt und wird deren Erläuterung weggelassen. In dieser zweiten Ausführungsform entspricht das ESG 10, welches die Routine des in 8 gezeigten Ablaufdiagramms ausführt, der Steuervorrichtung in der vorliegenden Erfindung.
In dem in 8 gezeigten Ablaufdiagramm oder Routine geht, wenn die Verarbeitung von Schritt S104 beendet ist, die Routine zu Schritt S201. In Schritt S201 wird die Zeit oder der Zeitpunkt zum Beenden der Eingabe des Ansteuersignals in die Verstärkereinheit 4 berechnet. Zum Beispiel kann die Zeit oder der Zeitpunkt zum Beenden der Eingabe des Ansteuersignals in die Verstärkereinheit 4 derart bestimmt werden, dass die Querschnittsfläche der Passage für Kraftstoff zwischen der äußeren Düsennadel 6 und dem Ventilsitz 26 gleich zu der Querschnittsfläche der äußeren Düsenlöcher 22 wird, wenn die Druckerhöhung 0 wird. Stattdessen kann der Zeitpunkt, zu dem die äußere Düsennadel 6 auf dem Ventilsitz 26 sitzt, als die Zeit oder der Zeitpunkt zum Beenden der Eingabe des Ansteuersignals in die Verstärkereinheit 4 verwendet werden oder kann die Zeit oder der Zeitpunkt zum Beenden der Eingabe des Ansteuersignals in die Verstärkereinheit 4 derart bestimmt werden, dass die Druckerhöhung 0 wird zu dem Zeitpunkt, zu dem die äußere Düsennadel 6 auf dem Ventilsitz 26 sitzt. Ferner können eine optimale Zeit oder Zeitpunkt zum Beenden der Eingabe des Ansteuersignals in die Verstärkereinheit 4 im Voraus durch Experimente, Simulationen oder dergleichen in Verbindung mit dem Betriebszustand des Verbrennungsmotors erlangt worden sein. Der Zusammenhang zwischen der Kraftstoffeinspritzmenge und der Zeit zum Beenden der Eingabe des Ansteuersignals in die Verstärkereinheit 4 kann aufgezeichnet und in dem ESG 10 gespeichert worden sein.
In Schritt S202 wird der Kraftstoffdruck erlangt. Dieser Kraftstoffdruck ist ein Kraftstoffdruck zu der Zeit, zu der die Erhöhung im Kraftstoffdruck durch die Verstärkereinheit 4 nicht durchgeführt wird, und ist ein Kraftstoffdruck in dem Zeitraum von T9 bis T10 in 4. In diesem Schritt wird der Kraftstoffdruck vor durch die Verstärkereinheit 4 Verstärktsein erlangt. Weil dieser Kraftstoffdruck in Korrelation zu dem Betriebszustand des Verbrennungsmotors steht, kann der Kraftstoffdruck auf Basis des Betriebszustandes des Verbrennungsmotors erlangt werden. Hier ist zu bemerken, dass der Zusammenhang zwischen dem Betriebszustand des Verbrennungsmotors und dem Kraftstoffdruck im Voraus durch Experimente usw. erlangt wurde und in dem ESG 10 gespeichert wurde.
In Schritt S203 wird ein erforderliches Druckerhöhungsausmaß berechnet. Das erforderliche Druckerhöhungsausmaß ist ein Erhöhungsausmaß im Kraftstoffdruck zu der Zeit, zu der der Kraftstoffdruck durch die Verstärkereinheit 4 verstärkt wird. In diesem Schritt wird das erforderliche Druckerhöhungsausmaß derart berechnet, dass eine Kraftstoffeinspritzrate zu der Zeit, zu der Kraftstoff nur aus den äußeren Düsenlöchern 22 eingespritzt wird (das heißt eine Einspritzrate in dem Zeitraum von T9 bis T10 in 4), gleich zu einer Kraftstoffeinspritzrate zu der Zeit wird, zu der Kraftstoff aus beiden von den äußeren Düsenlöchern 22 und den inneren Düsenlöchern 23 eingespritzt wird (das heißt einer Einspritzrate bei T8 in 4). Hier wird das erforderliche Druckerhöhungsausmaß berechnet auf Basis der folgenden Beziehung. [mathematisch 1]
DQ ist eine Kraftstoffeinspritzrate zu dem Zeitpunkt T8 in 4 und steht in Korrelation zu dem Betriebszustand des Verbrennungsmotors und wird folglich auf Basis des Betriebszustandes des Verbrennungsmotors erlangt. Der Zusammenhang zwischen dem Betriebszustand des Verbrennungsmotors und DQ kann durch Experimente, Simulationen oder dergleichen im Voraus erlangt werden. CD ist ein Durchflusskoeffizient und wurde im Voraus erlangt. A ist die Querschnittsfläche der äußeren Düsenlöcher 22 und wird im Voraus erlangt. PCR ist ein Kraftstoffdruck, nachdem er verstärkt wurde, und ist ein Kraftstoffdruck, der erforderlich ist, um die Einspritzrate konstant zu halten. PA ist ein Druck einer Atmosphäre (ein Druck in einer Verbrennungskammer) zu der Zeit einer Kraftstoffeinspritzung und kann auf Basis des Betriebszustandes des Verbrennungsmotors geschätzt werden, ist jedoch ausreichend klein im Vergleich zu dem Kraftstoffdruck PCR und wird folglich in dieser Ausführungsform auf 0 gesetzt. D ist eine Kraftstoffdichte und wurde im Voraus als eine angenommene Kraftstoffdichte erlangt. Der Kraftstoffdruck PCR kann auf Basis dieses Ausdrucks berechnet werden. Das erforderliche Druckerhöhungsausmaß wird durch von diesem Kraftstoffdruck PCR Subtrahieren des in Schritt S202 erlangten Kraftstoffdrucks berechnet.
In Schritt S204 wird nach Warten bis zu der in Schritt S104 berechneten Zeit oder Zeitpunkt das Ansteuersignal in die Verstärkereinheit 4 eingegeben. Das heißt, das Ansteuern der Verstärkereinheit 4 wird zu der Zeit oder dem Zeitpunkt (T8) begonnen, zu dem sich die Einspritzrate von Kraftstoff aus den inneren Düsenlöchern 23 zu vermindern beginnt. Die Zeit oder der Zeitpunkt (T8), zu dem sich die Einspritzrate von Kraftstoff aus den inneren Düsenlöchern 23 zu vermindern beginnt, kann gelernt werden durch zum Beispiel mittels eines Zeitzählers Zählen oder Messen eines Zeitraums, der von dem Startzeitpunkt der Eingabe des Einspritzsignals an vergangen ist. Zu dieser Zeit wird die Verstärkereinheit 4 so gesteuert, dass der Kraftstoffdruck um das erforderliche Druckerhöhungsausmaß höher wird.
In Schritt S205 wird nach Warten bis zu der in Schritt S201 berechneten Zeit oder Zeitpunkt die Eingabe des Ansteuersignals in die Verstärkereinheit 4 beendet. Die Zeit oder der Zeitpunkt zum Beenden der Eingabe des Ansteuersignals in die Verstärkereinheit 4 kann gelernt werden durch beispielsweise mittels eines Zeitzählers Zählen oder Messen eines Zeitraums, der vom Startzeitpunkt der Eingabe des Einspritzsignals an vergangen ist.
Hier ist zu bemerken, dass in dem in 8 gezeigten Ablaufdiagramm der Kraftstoffdruck um das erforderliche Druckerhöhungsausmaß erhöht wird, das zu erzielen in Schritt S203 berechnet wurde, und folglich die einen Erfassungswert seitens des Drucksensors 19 nutzende Steuerung nicht ausgeführt wird. Das heißt, wenn Kraftstoff lediglich aus den äußeren Düsenlöchern 22 eingespritzt wird, wird der Kraftstoffdruck um das erforderliche Druckerhöhungsausmaß, welches im Voraus erlangt wurde, erhöht. Stattdessen kann in dieser Ausführungsform bis zum Schritt S205 der Kraftstoffdruck auch in einer rückführenden Weise gesteuert werden, sodass die Kraftstoffeinspritzrate konstant wird. Das heißt, die Verstärkereinheit 4 kann so gesteuert werden, dass der von dem Drucksensor 19 erfasste Druck der in Schritt S203 berechnete Kraftstoffdruck PCR wird.
Wie oben beschrieben, kann gemäß dieser zweiten Ausführungsform während der Zeit, zu der die innere Düsennadel 7 heruntergeht, unterbunden werden, dass die Einspritzrate sich ändert, wodurch es ermöglicht wird, zu unterdrücken, dass die Drehmomentschwankung auftritt.
Bezugszeichenliste

1: Kraftstoffeinspritzventil
2: Düseneinheit
3: Rückdruckeinheit
4: Verstärkereinheit
6: äußere Düsennadel
7: innere Düsennadel
10: ESG
17: Beschleunigungseinrichtungs-Öffnungssensor
18: Kurbelwellenpositionssensor
19: Drucksensor
21: Düsenkörper
22: äußere Düsenlöcher
23: innere Düsenlöcher
26: Ventilsitz
31: Rückdruckkammer
32: Düsenkammer
63: Nut
73: Vorsprung

Claims

Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit: einem Kraftstoffeinspritzventil, das eine Gesamtdüsenlochfläche hat, welche, wenn ein Betätigungsausmaß einer Düsennadel groß ist, größer wird als wenn dieses klein ist, und einer Steuervorrichtung, die konfiguriert ist, den Kraftstoffdruck bei einer Änderung der Gesamtdüsenlochfläche von einem Großzustand zu einem Kleinzustand derart zu erhöhen, dass der Kraftstoffdruck, wenn sich die Gesamtdüsenlochfläche in dem Kleinzustand befindet, größer wird als wenn diese sich in dem Großzustand befindet, wobei das Kraftstoffeinspritzventil ein erstes Düsenloch, ein zweites Düsenloch, eine erste Düsennadel zum Öffnen und Schließen des ersten Düsenlochs und eine zweite Düsennadel zum Öffnen und Schließen des zweiten Düsenlochs hat, und wobei die zweite Düsennadel so betätigbar ist, dass sie mit der ersten Düsennadel hochgeht, wenn ein Hubausmaß der ersten Düsennadel gleich zu einem oder größer als ein erstes vorbestimmtes Ausmaß ist, wobei die Kraftstoffeinspritzeinrichtung ferner aufweist: eine Druckänderungseinheit, die konfiguriert ist, den Druck von von dem Kraftstoffeinspritzventil einzuspritzendem Kraftstoff zu ändern, und wobei die Steuervorrichtung ferner konfiguriert ist, den Kraftstoffdruck mittels der Druckänderungseinheit zu erhöhen, wenn die erste Düsennadel und die zweite Düsennadel heruntergehen, sodass das Hubausmaß der zweiten Düsennadel ein zweites vorbestimmtes Ausmaß wird, nachdem das Hubausmaß der ersten Düsennadel gleich zu dem oder größer als das erste vorbestimmte Ausmaß wird.
Kraftstoffeinspritzeinrichtung wie in Anspruch 1 dargelegt, wobei das zweite vorbestimmte Ausmaß ein Hubausmaß ist, bei welchem sich die Einspritzrate von aus den zweiten Düsenlöchern einzuspritzendem Kraftstoff vermindert, wenn der Kraftstoffdruck nicht erhöht wird.
Kraftstoffeinspritzeinrichtung wie in Anspruch 2 dargelegt, wobei die Steuervorrichtung ferner konfiguriert ist, den Kraftstoffdruck mittels der Druckänderungseinheit zu erhöhen, sodass eine kombinierte Kraftstoffeinspritzrate, welche die Summe der Einspritzraten des ersten Düsenlochs und des zweiten Düsenlochs ist, nicht verändert wird, wenn die erste Düsennadel und die zweite Düsennadel heruntergehen, sodass das Hubausmaß der zweiten Düsennadel das zweite vorbestimmte Ausmaß wird, nachdem das Hubausmaß der ersten Düsennadel gleich zu dem oder größer als das erste vorbestimmte Ausmaß wird.