DE102016110309A1 - Kraftstoffinjektor - Google Patents

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Abstract

Ein Kraftstoffinjektor (10) beinhaltet einen Körper (11), der im Inneren mit einem Hauptweg (11a) vorgesehen ist, der einem Kraftstoff ermöglicht, zu einem Einspritzloch zu fließen, einen Ventilkörper (12), der eingerichtet ist, um den Hauptweg (11a) zu öffnen und zu schließen, und einen Kraftstoffdrucksensor (20), der an dem Körper (11) zum Erfassen einer Kraftstoffdruck-Wellenform befestigt ist. Der Körper (11) ist im Inneren mit einer von dem Hauptweg (11a) abzweigenden Abzweigungsleitung (11e, 21b) vorgesehen, die zum Leiten des Kraftstoffs zu dem Kraftstoffdrucksensor (20). Von den Frequenzkomponenten, die in der Kraftstoffdruck-Wellenform enthalten sind, wird eine Frequenzkomponente einer Kraftstoffdruckpulsation, die sich zu der Abzweigungsleitung (11e, 21b) von dem Hauptweg (11a) durch Ventil-Öffnungs-/-Schließvorgänge ausbreitet, als eine Einspritzwellenkomponente bezeichnet, und eine Frequenzkomponente einer Kraftstoffdruckpulsation, die in der Abzweigungsleitung (11e, 21b) hin- und herbewegt wird, wird als eine reflektierte Wellenkomponente bezeichnet. Weiterhin weist die Abzweigungsleitung (11e, 21b) eine Länge (L1, L2) auf, die so eingestellt ist, dass der Frequenzbereich (die Reflexionsbereiche) der reflektierten Wellenkomponente von dem Frequenzbereich (dem Einspritzbereich) der Einspritzwellenkomponente abweicht.

Description

  • Die vorliegende Offenbarung betrifft einen Kraftstoffinjektor zum Einspritzen von Kraftstoff.
  • Ein Kraftstoffinjektor, der einen Körper, der im Inneren mit einem Hauptweg vorgesehen ist, der ermöglicht, dass ein Kraftstoff durch ein Einspritzloch fließen kann, und einen Ventilkörper zum Öffnen und Schließen des Hauptwegs beinhaltet, so dass die Kraftstoffeinspritzung durch das Einspritzloch gesteuert und die Einspritzung unterbrochen werden kann, ist gemeinhin bekannt.
  • Ein Kraftstoffinjektor dieses Typs ruft in dem Hauptweg Kraftstoffdruckveränderungen (Pulsationen) durch Ventilöffnungsvorgänge oder Ventilschließvorgänge des Ventilkörpers hervor. Die JP-2011-47280-A beschreibt einen Kraftstoffinjektor, der einen an einem Körper befestigten Kraftstoffdrucksensor zum Erfassen von Kraftstoffdruckveränderungen beinhaltet, und eine Abzweigung bzw. Abzweigungsleitung, die von einem Hauptweg zum Leiten des Kraftstoffs zu dem Kraftstoffdrucksensor abzweigt, wobei die Abzweigungsleitung im Inneren des Körpers ausgebildet ist. In dieser Struktur können Kraftstoffdruckveränderungen ermittelt werden, die durch Ventil-Öffnungs-/-Schließvorgänge eines Ventilkörpers hervorgerufen werden. Durch Erfassen von Steuerzeiten eines Auftretens von gewissen Wechselpunkten in einer Kraftstoffdruck-Wellenform können von diesen Steuerzeiten des Auftretens zudem Einspritzzustände, wie z. B. ein Einspritzungsstart-Steuerzeitpunkt und ein Einspritzungsbeendungs-Steuerzeitpunkt, mit höherer Genauigkeit geschätzt werden.
  • Der in der JP-2011-47280 A beschriebene Kraftstoffinjektor ruft jedoch Kraftstoffdruckpulsationen (Reflexionspulsationen) hervor, die in der Abzweigungsleitung hin- und herbewegt werden, indem sie durch die Grenzfläche zwischen dem Hauptweg und der Abzweigungsleitung reflektiert werden, sowie Kraftstoffdruck-Pulsationen (Einspritzungspulsationen), die sich von dem Hauptweg zur Abzweigungsleitung durch Ventilöffnungs-/-Schließvorgänge ausbreiten. Eine Kraftstoffdruck-Wellenform, die durch den Kraftstoffdrucksensor erfasst wird, beinhaltet daher Frequenzkomponenten, die durch Reflexionspulsationen verursacht werden, sowie eine Frequenzkomponente, die durch eine Einspritzungspulsation verursacht wird. Dies hat zu einer Verschlechterung der Erfassungsgenauigkeit der Steuerzeiten des Auftretens der Wechselpunkte infolge der Einspritzungspulsation in der Kraftstoffdruck-Wellenform geführt, wodurch sich die Schätzgenauigkeit der Einspritzzustände verschlechtert hat.
  • Es ist eine der vorliegenden Offenbarung zugrundeliegende Aufgabe, einen Kraftstoffinjektor zu schaffen, die die Schätzgenauigkeit von Einspritzzuständen verbessern kann.
  • Zur Lösung der vorstehend angeführten Aufgabe verwendet der hierin offenbarte Kraftstoffinjektor folgende technische Mittel.
  • In einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Kraftstoffinjektor bereitgestellt, der folgende Merkmale aufweist: einen Körper, der mit einem Einspritzloch zum Einspritzen von Kraftstoff vorgesehen ist und im Inneren mit einem Hauptweg vorgesehen ist, durch den der Kraftstoff zu dem Einspritzloch fließen kann; einen Ventilkörper, der eingerichtet ist, um den Hauptweg zu öffnen und zu schließen und um einen Ventilöffnungsvorgang zum Einspritzen des Kraftstoffs durch das Einspritzloch auszuführen, und um einen Ventilschließvorgang zum Unterbrechen der Kraftstoffeinspritzung durch das Einspritzloch auszuführen; und einen Kraftstoffdrucksensor, der an dem Körper befestigt ist und eingerichtet ist, um eine Kraftstoffdruck-Wellenform zu erfassen, die eine Druckveränderung des Kraftstoffs anzeigt.
  • Der Körper ist im Inneren mit einer Abzweigungsleitung versehen, die von dem Hauptweg zum Leiten des Kraftstoffs zu dem Kraftstoffdrucksensor abzweigt, und wenn von den in der Kraftstoffdruck-Wellenform enthaltenen Frequenzkomponenten eine Frequenzkomponente einer Kraftstoffdruckpulsation, die sich zu der Abzweigungsleitung von dem Hauptweg durch den Ventilöffnungsvorgang oder den Ventilschließvorgang ausbreitet, als eine Einspritzwellenkomponente bezeichnet wird, eine Frequenzkomponente einer Kraftstoffdruckpulsation, die sich in der Abzweigungsleitung dadurch hin- und herbewegt, dass sie durch eine Grenzfläche zwischen dem Hauptweg und der Abzweigungsleitung zurückgeworfen bzw. reflektiert wird, als eine reflektierte Wellenkomponente bezeichnet wird, die Einspritzwellenkomponente einen Frequenzbereich aufweist, der als ein Einspritzbereich bezeichnet wird, und die reflektierte Wellenkomponente einen Frequenzbereich aufweist, der als ein Reflexionsbereich bezeichnet wird, weist die Abzweigungsleitung eine Länge auf, die so eingestellt ist, dass ein Reflexionsbereich von einem Einspritzbereich abweicht.
  • Gemäß der vorliegenden Offenbarung weicht der Reflexionsbereich der reflektierten Wellenkomponente, die in der Kraftstoffdruck-Wellenform enthalten ist, die durch den Kraftstoffdrucksensor erfasst wird, von dem Einspritzbereich der Einspritzwellenkomponente ab. Beim Erfassen der Steuerzeiten des Auftretens von bestimmten Wechselpunkten in der Einspritzwellenkomponente kann somit eine Verschlechterung der Erfassungsgenauigkeit aufgrund der die Einspritzwellenkomponente überlagernden reflektierten Wellenkomponente verhindert werden. Dadurch kann die Schätzgenauigkeit des Einspritzzustands, wie z. B. eines Einspritzungsstart-Steuerzeitpunkts, basierend auf dem Erfassungsergebnis verbessert werden.
  • 1 ist eine Querschnittansicht eines Kraftstoffinjektors gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, die zur Veranschaulichung des allgemeinen Umrisses eines Kraftstoffeinspritzsystems eine Common-Rail und eine Steuervorrichtung schematisch darstellt.
  • 2 ist ein funktionales Blockdiagramm, das einen Zustand darstellt, wo die Steuervorrichtung in 1 in Betrieb ist, um ein Einspritzbefehlssignal einzustellen.
  • 3 ist eine Ansicht, die ein Einspritzbefehlssignal an den Kraftstoffinjektor, der in 1 dargestellt ist, eine Einspritzraten-Wellenform, die die Veränderung der Kraftstoffeinspritzrate anzeigt, die durch das Einspritzbefehlssignal verursacht wird, und eine Kraftstoffdruck-Wellenform basierend auf dem Wert darstellt, der durch einen in 1 dargestellten Kraftstoffdrucksensor erfasst wird.
  • 4 ist eine Ansicht, die eine Kraftstoffdruck-Wellenform darstellt, von der die reflektierten Wellenkomponenten entfernt worden sind, wobei die Kraftstoffdruck-Wellenform durch eine Einspritzwellenkomponente ausgebildet ist.
  • 5 ist eine Ansicht, die eine Kraftstoffdruck-Wellenform darstellt, die sowohl eine Einspritzwellenkomponente als auch eine reflektierte Wellenkomponente enthält.
  • 6 ist eine Ansicht, die die Beziehung zwischen den Frequenzbereichen (den Reflexionsbereichen) der reflektierten Wellenkomponenten und dem Frequenzbereich (dem Einspritzbereich) einer Einspritzwellenkomponente gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
  • 7 ist eine Ansicht, die die Beziehung zwischen den Reflexionsbereichen und einem Einspritzbereich gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
  • 8 ist eine Querschnittansicht eines Kraftstoffinjektors gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
  • Nachstehend werden unter Bezugnahme auf die Zeichnung Ausführungsformen beschrieben, die einen Kraftstoffinjektor gemäß der vorliegenden Offenbarung als einen Kraftstoffinjektor in einer in einem Fahrzeug eingebauten Brennkraftmaschine verwenden. Es wird davon ausgegangen, dass die vorstehend genannte Brennkraftmaschine aus einer Dieselmaschine besteht, die einen Hochdruckkraftstoff für eine Mehrzahl von Zylindern Nr. 1 bis Nr. 4 einspritzt, so dass eine Verbrennung durch Eigenzündung verursacht wird. In jeder der Ausführungsformen sind Teile, die Elementen entsprechen, die in den vorherigen Ausführungsformen beschrieben worden sind, mit dem gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet, und es kann daher in manchen Fällen auf eine wiederholte Beschreibung verzichtet werden. In jeder der Ausführungsformen kann, wenn nur Abschnitte einer Struktur erläutert werden, die Beschreibung der zuvor beschriebenen anderen Ausführungsformen für die anderen Abschnitte der Strukturen durch Bezugnahme gelten.
  • (Erste Ausführungsform)
  • 1 ist eine schematische Ansicht, die Kraftstoffinjektoren 10, die in jeweiligen Zylindern in einer Maschine befestigt sind, einen Kraftstoffdrucksensor 20, der in einem jeweiligen Kraftstoffzylinder 10 befestigt ist, eine ECU 30 darstellt, die eine elektronische Steuervorrichtung ist, die in einem Fahrzeug befestigt ist.
  • Zunächst befasst sich die Beschreibung mit einem Kraftstoffeinspritzsystem für die Maschine, die die Kraftstoffinjektoren 10 beinhaltet. Ein Kraftstoff in einem Kraftstofftank 40 wird auf eine Common-Rail 42 übertragen, während er durch eine Hochdruckpumpe 41 verdichtet und in der Common-Rail 42 gespeichert wird, und wird den Kraftstoffinjektoren 10 (Nr. 1 bis Nr. 4) in den Zylindern zugeführt und auf diese verteilt. Die Mehrzahl der Kraftstoffinjektoren 10 (Nr. 1 bis Nr. 4) spritzen den Kraftstoff in einer zuvor eingestellten Reihenfolge der Reihe nach ein. Weiterhin wird eine Plunger-Pumpe als die Hochdruckpumpe 41 verwendet, und somit wird der Kraftstoff intermittierend übertragen, während er zeitgleich mit Hin- und Herbewegungen des Plunger-Kolbens verdichtet wird.
  • Die Kraftstoffinjektoren 10 beinhalten jeweils einen Körper 11, einen Ventilkörper 12, ein Stellglied 13, ein Steuerventil 14 und den Kraftstoffdrucksensor 20. Der Ventilkörper 12, das Stellglied 13 und das Steuerventil 14 sind in dem Körper 11 untergebracht. Der Körper 11 beinhaltet einen Hauptweg 11a, ein Einspritzloch 11b, eine Gegendruckkammer 11c, einen Niederdruckweg 11d, eine körperseitige Abzweigungsleitung 11e und eine Sitzoberfläche 11f. Der Niederdruckweg 11d und die körperseitige Abzweigungsleitung 11e werden in dem Körper 11 durch einen Bohrvorgang ausgebildet.
  • Der Ventilkörper 12 ist mit einer Aufliegeoberfläche 12a vorgesehen, die auf der Sitzoberfläche 11f in dem Körper 11 aufliegt und von diesem gelöst wird. Wenn der Ventilkörper 12 auf der Sitzoberfläche 11f aufliegt, verschließt die Aufliegeoberfläche 12a den Hauptweg 11a. Wenn der Ventilkörper 12 sich von der Sitzoberfläche 11f löst, öffnet die Aufliegeoberfläche 12a den Hauptweg 11a.
  • Der Hauptweg 11a und der Niederdruckweg 11d kommunizieren mit der Gegendruckkammer 11c. Das Steuerventil 14 verwandelt den Kommunikationszustand zwischen dem Hauptweg 11a und der Gegendruckkammer 11c, und den Kommunikationszustand zwischen dem Niederdruckweg 11d und der Gegendruckkammer 11c.
  • Wenn das Steuerventil 14 betätigt wird, so dass es in 1 nach unten geschoben wird, indem das Stellglied 13 erregt wird, das aus einer elektromagnetischen Spule, einem PTC-Element oder dergleichen besteht, löst sich das Steuerventil 14 von einer ersten Aufliegeoberfläche 11p und liegt auf einer zweiten Aufliegeoberfläche 11q auf, wodurch bewirkt wird, dass die Gegendruckkammer 11c mit dem Niederdruckweg 11b kommuniziert. Dadurch wird der Kraftstoffdruck innerhalb der Gegendruckkammer 11c reduziert, wodurch die Kraft des Gegendrucks, der auf den Ventilkörper 12 einwirkt, verringert wird, wodurch bewirkt wird, dass der Ventilkörper 12 einen Ventilöffnungsvorgang ausführt.
  • Wenn hingegen das Steuerventil 14 in 1 in Aufwärtsrichtung betätigt wird, indem die Erregung des Stellglieds 13 abgestellt wird, wird das Steuerventil 14 von der zweiten Aufliegeoberfläche 11q gelöst und liegt auf der ersten Aufliegeoberfläche 11p auf (siehe 1), wodurch bewirkt wird, dass die Gegendruckkammer 11c mit dem Hauptweg 11a kommuniziert. Dadurch wird der Kraftstoffdruck innerhalb der Gegendruckkammer 11c erhöht, wodurch die Kraft des Gegendrucks, der auf den Ventilkörper 12 ausgeübt wird, erhöht wird, wodurch bewirkt wird, dass der Ventilkörper 12 einen Ventilschließvorgang ausführt.
  • Wie vorstehend beschrieben, steuert die ECU 30 die Erregung des Stellglieds 13 zum Steuern von Öffnungs-/Schließvorgängen des Steuerventils 14, wodurch die Öffnungs-/Schließvorgänge des Ventilkörpers 12 gesteuert werden. Somit wird der Hochdruckkraftstoff, der dem Hauptweg 11a von der Common-Rail 42 zugeführt wird, durch das Einspritzloch 11b in Abhängigkeit von den Öffnungs-/Schließvorgängen des Ventilkörpers 12 eingespritzt. Die ECU 30 berechnet z. B. einen Soll-Einspritzzustand, wie z. B. einen Einspritzungsstart-Steuerzeitpunkt, einen Einspritzungsbeendungs-Steuerzeitpunkt und eine Einspritzmenge, basierend auf der Drehzahl einer Maschinen-Ausgangswelle, der Maschinenlast und dergleichen. Weiterhin gibt die ECU 30 ein Einspritzbefehlssignal an das Stellglied 13 aus, so dass der berechnete Soll-Einspritzzustand erhalten wird, wodurch der Betrieb des Kraftstoffinjektors 10 gesteuert wird.
  • Anschließend wird unter Bezugnahme auf 2 der Inhalt der Steuerung durch die ECU 30 beschrieben. Die ECU 30 beinhaltet einen Mikrocomputer. Der Mikrocomputer weist eine Betriebsvorrichtung auf, die Betriebsabläufe entsprechend vorbestimmter Programme ausführt, die als ein Soll-Einspritzzustands-Berechnungsabschnitt 31 und ein Einspritzbefehlssignal-Einstellungsabschnitt 33, die später beschrieben werden, fungieren sollen. Der Einspritzbefehlssignal-Einstellungsabschnitt 33 funktioniert zudem als ein Parameterermittlungsabschnitt 33a und ein Lernabschnitt 33b.
  • Der Soll-Einspritzzustands-Berechnungsabschnitt 31 berechnet den Soll-Einspritzzustand basierend auf der Maschinenlast und der Maschinendrehzahl, die anhand des Verstellwegs eines Fahrpedals und dergleichen berechnet werden. Optimale Einspritzzustände, die Maschinenlasten und Maschinendrehzahlen entsprechen, sind z. B. zuvor in einem Speicher 32 als ein Einspritzzustands-Kennfeld M1 gespeichert worden. Spezifische Beispiele für den zu speichernden Einspritzzustand beinhalten eine Anzahl von Einspritzungsschritten, Einspritzungsstart-Steuerzeitpunkten, Einspritzungsbeendungs-Steuerzeitpunkten, Einspritzmengen und dergleichen. Weiterhin berechnet der Soll-Einspritzzustands-Berechnungsabschnitt 31 den Soll-Einspritzzustand unter Bezugnahme auf das Einspritzzustands-Kennfeld M1, basierend auf der Maschinenlast und der Maschinendrehzahl zum gegenwärtigen Zeitpunkt.
  • Der Einspritzbefehlssignals-Einstellungsabschnitt 33 bestimmt das Einspritzbefehlssignal t1, t2 und Tq basierend auf dem berechneten Soll-Einspritzzustand. Die Einspritzbefehlssignale, die den Soll-Einspritzzuständen entsprechen, sind z. B. im Vorfeld in dem Speicher 32 als ein Befehlskennfeld M2 gespeichert worden. Weiterhin stellt der Einspritzbefehlssignals-Einstellungsabschnitt 33 das Einspritzbefehlssignal unter Bezugnahme auf das Befehlskennfeld M2 basierend auf dem berechneten Soll-Einspritzzustand ein. In der vorstehend beschriebenen Weise wird das Einspritzbefehlssignal in Reaktion auf die Maschinenlast und die Maschinendrehzahl eingestellt und von der ECU 30 an den Kraftstoffinjektor 10 ausgegeben.
  • In diesem Fall wird der Ist-Einspritzzustand für das Einspritzbefehlssignal aufgrund einer vorübergehenden Verschlechterung des Kraftstoffinjektors 10, wie z. B. einem Verschleiß des Einspritzlochs 11b, graduell verändert. Daher wird basierend auf einer Kraftstoffdruck-Wellenform, die durch den Kraftstoffdrucksensor 20 erfasst wird, der nachstehend ausführlicher beschrieben wird, eine Wellenform der Kraftstoffeinspritzrate berechnet, um den Einspritzzustand zu erfassen, und die Beziehung zwischen dem erfassten Einspritzzustand und dem ausgegebenen Einspritzbefehlssignal wird erlernt. Weiterhin wird basierend auf dem Ergebnis dieses Lernvorgangs das Einspritzbefehlssignal, das in dem Befehlskennfeld M2 gespeichert ist, korrigiert. Dadurch wird ein Steuern des Kraftstoffeinspritzzustands mit höherer Genauigkeit ermöglicht, so dass der Ist-Einspritzzustand mit dem Soll-Einspritzzustand übereinstimmt.
  • Unter erneuter Bezugnahme auf 1 ist der Kraftstoffdrucksensor 20 an dem Körper 11 befestigt und erfasst den Druck des Kraftstoffs in der körperseitigen Abzweigungsleitung 11e. Der Kraftstoffdrucksensor 20 beinhaltet einen Hauptkörper 21, ein Drucksensorelement 22 und eine eingeformte integrierte Schaltung 23.
  • Das Drucksensorelement 22 und die eingeformte integrierte Schaltung 23 werden auf dem Hauptkörper 21 gehalten, und der Hauptkörper 21 ist an dem Körper 11 befestigt. Der Hauptkörper 21 beinhaltet einen Einleitungsweg 21b, der im Inneren ausgebildet ist, und in den der Kraftstoff in der körperseitigen Abzweigungsleitung 11e eingeführt wird, und einen Verformungsinduzierungsabschnitt 21a, der eingerichtet ist, dass er sich elastisch verformt, wenn er dem Kraftstoffdruck in dem Einleitungsweg 21b ausgesetzt wird. Der Verformungsinduzierungsabschnitt 21a ist an dem Endabschnitt des Einleitungswegs 21b in dem Hauptkörper 21 ausgebildet, nämlich an dem äußerst stromabwärts gelegenen Abschnitt des Einleitungswegs 21b. Der Hauptkörper 21 weist eine an der Unterseite verschlossene zylindrische Form auf. Der untere Abschnitt des Hauptkörpers 21 entspricht dem Verformungsinduzierungsabschnitt 21a, und der Zylinderöffnungsabschnitt des Hauptkörpers 21 entspricht einem Einström-Port des Einleitungswegs 21b.
  • Die ”Abzweigungsleitung” ist ferner ein Weg, der sowohl die körperseitige Abzweigungsleitung 11e als auch den Einleitungsweg 21b beinhaltet und entspricht einem Weg, der von dem Hauptweg 11a abzweigt, so dass der Kraftstoff zu dem Verformungsinduzierungsabschnitt 21a in dem Kraftstoffdrucksensor 20 geleitet wird. Die in 1 dargestellte Abzweigungsleitung weist eine Länge (eine Abzweigungsleitungslänge L) auf, die die Summe der Länge L der körperseitigen Abzweigungsleitung 11e und der Länge L2 des Einleitungswegs 21b ist. Die Länge L1 der körperseitigen Abzweigungsleitung 11e ist größer als die Länge L2 des Einleitungswegs 21b.
  • Das Drucksensorelement 22 ist an dem Verformungsinduzierungsabschnitt 21a befestigt und gibt ein Druckerfassungssignal in Reaktion auf den Betrag einer elastischen Verformung des Verformungsinduzierungsabschnitts 21a aus. Die eingeformte integrierte Schaltung 23 wird ausgebildet durch Einformen einer elektronischen Komponente, wie z. B. eine Verstärkungsschaltung zum Verstärken des Druckerfassungssignals, das von dem Drucksensorelement 22, in Harz und einer Übertragungsschaltung zum Übertragen des Druckerfassungssignals.
  • Ein Verbinder 15 ist an dem Körper 11 angeordnet, und die eingeformte integrierte Schaltung 23, das Stellglied 13 und die ECU 30 sind durch einen Kabelbaum 16, der mit dem Verbinder 15 verbunden ist, miteinander elektronisch verbunden. Weiterhin wird das verstärkte Druckerfassungssignal an die ECU 30 übertragen und durch eine Empfangsschaltung, die in der ECU 30 beinhaltet ist, empfangen. Die Kommunikationsabläufe zum Ausführen dieses Übertragungs- und Empfangsvorgangs werden für jeden der Kraftstoffdrucksensoren 20 in den jeweiligen Zylindern ausgeführt.
  • Zusammen mit dem Beginn der Einspritzung des Kraftstoffs durch das Einspritzloch 11b wird in diesem Fall der Druck des Kraftstoffs (der Kraftstoffdruck) innerhalb des Hauptwegs 11a reduziert. Einhergehend mit der Beendigung der Einspritzung steigt der Kraftstoffdruck an. In anderen Worten ist die Veränderung des Kraftstoffdrucks auf die Veränderung der Einspritzmenge pro Zeiteinheit (der Einspritzrate) bezogen, und es kann festgestellt werden, dass die Veränderung der Einspritzrate (des Ist-Einspritzzustands) anhand der Veränderung des Kraftstoffdrucks erfasst werden kann. Weiterhin wird das Einspritzbefehlssignal in dem vorstehend erwähnten Befehlskennfeld M2 korrigiert, so dass der erfasste Ist-Einspritzzustand mit dem Soll-Einspritzzustand übereinstimmt. Dadurch kann der Einspritzzustand mit höherer Genauigkeit gesteuert werden.
  • Anschließend wird unter Bezugnahme auf 3 die Beziehung zwischen einer erfassten Wellenform, die eine Wellenform des durch den Kraftstoffdrucksensor 20 während der Kraftstoffeinspritzung erfassten Drucks ist, und einer Einspritzraten-Wellenform beschrieben, die die Veränderung der Kraftstoffeinspritzrate anzeigt.
  • 3(a) stellt ein Einspritzbefehlssignal dar, das von der ECU 30 an das Stellglied 13 in dem Kraftstoffinjektor 10 ausgegeben wird. Ein Puls-Ein des Befehlssignals wird bewirkt, dass das Stellglied 13 durch Erregung arbeitet, wodurch bewirkt wird, dass der Ventilkörper 12 einen Ventilöffnungsvorgang ausführt. In anderen Worten wird bei einem Puls-Ein-Steuerzeitpunkt t1 des Einspritzbefehlssignals der Einspritzungsstart befohlen. Bei einem Puls-Aus-Steuerzeitpunkt t2 wird die Beendigung der Einspritzung befohlen. Dementsprechend wird die Ventilöffnungs-Zeitspanne des Einspritzlochs 11b (die Einspritz-Zeitspanne) durch die Befehlssignals-Erregungszeitspanne (die Einspritzbefehls-Zeitspanne Tq) gesteuert, wodurch die Einspritzmenge Q gesteuert wird.
  • 3(b) stellt die Veränderung der Kraftstoffeinspritzrate (der Einspritzraten-Wellenform) der Kraftstoffeinspritzung durch das Einspritzloch 11b dar, die durch den vorstehend erwähnten Befehl zur Einspritzung verursacht wird. 3(c) stellt die Veränderung des erfassten Drucks (der Kraftstoffdruck-Wellenform) dar, die durch die Veränderung der Einspritzrate verursacht wird, wobei die Veränderung des erfassten Drucks (der Kraftstoffdruck-Wellenform) durch den Kraftstoffdrucksensor 20 während der Kraftstoffeinspritzung erfasst wird.
  • Da die Kraftstoffdruck-Wellenform und die Einspritzraten-Wellenform in einer Beziehung zueinander stehen, auf die später eingegangen wird, kann die Einspritzraten-Wellenform anhand der erfassten Kraftstoffdruck-Wellenform geschätzt (erfasst) werden. In anderen Worten wird, wie in 3(a) dargestellt ist, zunächst zu dem Zeitpunkt t1, zu dem der Einspritzungsstartbefehl erteilt wird, das Steuerventil 14 betätigt. Wenn dann der Ventilkörper 12 einen Ventilöffnungsvorgang nach dem Verstreichen einer Reaktionsverzögerungszeitspanne startet, beginnt die Einspritzrate sich zu erhöhen, so dass eine Einspritzung zu einem Zeitpunkt R1 gestartet wird. Zu dem Zeitpunkt hingegen, wenn eine Verzögerungszeitspanne C1 verstrichen ist, seitdem die Einspritzrate zum Zeitpunkt R1 anzusteigen begonnen hat, beginnt der erfasste Druck zu einem Wechselpunkt P1 abzunehmen. Daher erreicht die Einspritzrate eine maximale Einspritzrate zu einem Zeitpunkt R2, und dann stoppt die Verringerung des erfassten Drucks zu einem Wechselpunkt P2.
  • Anschließend wird zu dem Zeitpunkt t2, zu dem der Einspritzungsbeendungsbefehl erteilt wird, das Steuerventil 14 betätigt. Wenn der Ventilkörper 12 einen Ventilschließvorgang nach dem Verstreichen einer Reaktionsverzögerungszeitspanne startet, beginnt dann die Einspritzrate zu einem Zeitpunkt R3 abzunehmen. Zu dem Zeitpunkt, wenn eine Verzögerungszeitspanne C3 verstrichen ist, seitdem die Einspritzrate zu dem Zeitpunkt R3 abzunehmen begonnen hat, beginnt hingegen der erfasste Druck zu einem Wechselpunkt P3 anzusteigen. Danach hat die Einspritzrate null erreicht, so dass die Ist-Einspritzung zu einem Zeitpunkt R4 beendet wird, und dann wird der Anstieg des erfassten Drucks zu einem Wechselpunk P5 beendet.
  • Wie vorstehend beschrieben, ist die Kraftstoffdruck-Wellenform deutlich auf die Einspritzraten-Wellenform bezogen. Weiterhin tauchen in der Einspritzraten-Wellenform der Einspritzungsstart-Steuerzeitpunkt (der Steuerzeitpunkt des Auftretens von R1), der Einspritzungsbeendungs-Steuerzeitpunkt (der Steuerzeitpunkt des Auftretens von R4), die maximale Einspritzrate Rh, die Einspritzraten-Erhöhungsgeschwindigkeit Rα und die Einspritzraten-Verringerungsgeschwindigkeit Rβ auf. Weiterhin entspricht in 3(b) der Bereich des gestrichelten Abschnitts der Einspritzmenge. Durch Schätzen der Einspritzraten-Wellenform anhand der Kraftstoffdruck-Wellenform kann daher der Einspritzzustand erfasst werden.
  • Der Einspritzungsstart-Steuerzeitpunkt R1 und der Einspritzratenverringerungsstart-Steuerzeitpunkt R3 werden beispielsweise durch Erfassen der Steuerzeitpunkte des Auftretens der Wechselpunkte P1 und P3 in der erfassten Kraftstoffdruck-Wellenform und durch Subtrahieren der Verzögerungszeitspannen C1 und C3 von diesen erfassten Steuerzeitpunkten berechnet. Weiterhin werden die Einspritzraten-Erhöhungsgeschwindigkeit Rα und die Einspritzraten-Verringerungsgeschwindigkeit Rβ durch Erfassen der Druckverringerungsgeschwindigkeit Pα und der Druckerhöhungsgeschwindigkeit Pβ von der Kraftstoffdruck-Wellenform und durch Umwandeln dieser erfassten Werte mit einem vorbestimmten Umwandlungswert berechnet. Weiterhin wird die maximale Einspritzrate Rh durch Erfassen der maximalen Druckreduktionsmenge P1–P2 von der Kraftstoffdruck-Wellenform und durch Umwandeln des erfassten Werts mit einem vorbestimmten Umwandlungswert berechnet. Weiterhin wird der Einspritzungsbeendungs-Steuerzeitpunkt R4 basierend auf dem Einspritzratenverringerungsstart-Steuerzeitpunkt R3 und der Einspritzraten-Verringerungsgeschwindigkeit Rβ, die wie vorstehend beschrieben berechnet wurden, berechnet. Wenn somit Parameter bezüglich der Einspritzraten-Wellenform basierend auf der erfassten Kraftstoffdruck-Wellenform, wie vorstehend beschrieben, berechnet werden, funktioniert die Betriebsvorrichtung in dem Mikrocomputer als der Parameterermittlungsabschnitt 33a in dem Einspritzbefehlssignals-Einstellungsabschnitt 33.
  • Weiterhin ordnet die vorstehend erwähnte Betriebsvorrichtung das Einspritzbefehlssignal, das der Kraftstoffdruck-Wellenform entspricht, die für die Parameterberechnungen in Bezug auf die Einspritzraten-Wellenform verwendet wird, diesen berechneten Parametern zu. Weiterhin werden das Einspritzbefehlssignal und die Parameter als die erlernten Werte, die einander zugeordnet worden sind, in dem Befehlskennfeld M2 zur Aktualisierung desselben gespeichert. Dabei funktioniert die Betriebsvorrichtung als der Lernabschnitt 33b in dem Einspritzbefehlssignals-Einstellungsabschnitt 33.
  • Weiterhin ist das Befehlskennfeld M2 für jeden Wert des Kraftstoffdrucks innerhalb der Common-Rail 42 bereitgestellt, und die erlernten Werte werden in dem Befehlskennfeld M2 gespeichert und aktualisiert, sodass sie für jeden Wert des Drucks des Kraftstoffs, der dem Kraftstoffinjektor 10 zum Startzeitpunkt der Einspritzung zugeführt wird, sortiert werden. Der Druck zum Startzeitpunkt der Einspritzung entspricht dem Druck kurz vor dem Auftreten des Wechselpunkts p1 (siehe P0).
  • In diesem Fall enthält die Kraftstoffdruck-Wellenform basierend auf dem Druckerfassungssignal, das an die ECU 30 von dem Kraftstoffdrucksensor 20 ausgegeben wird, verschiedene Frequenzkomponenten. Eine Hauptfrequenzkomponente ist eine Frequenzkomponente (eine Einspritzwellenkomponente Wi) einer Kraftstoffdruckpulsation, die sich zur Abzweigungsleitung von dem Hauptweg 11a zusammen mit dem Start der Einspritzung durch das Einspritzloch 11b oder der Unterbrechung der Einspritzung ausbreitet. Die Einspritzwellenkomponente Wi, die in den in 3(c) und 4 dargestellten Wellenformen enthalten ist, ist eine Frequenzkomponente, die durch eine Kraftstoffdruckpulsation verursacht wird, die durch den Start des Ventilöffnungsvorgangs des Ventilkörpers 12, den Start des Ventilschließvorgangs des Ventilkörpers 12, den Start des Ventilöffnungsvorgangs des Steuerventils 14 und den Start des Ventilschließvorgangs des Steuerventils 14 hervorgerufen wird.
  • Andere in der vorstehend erwähnten Kraftstoffdruck-Wellenform enthaltene Frequenzkomponenten sind Frequenzkomponenten (reflektierte Wellenkomponenten) von Kraftstoffdruckpulsationen, die innerhalb der Abzweigungsleitung hin- und herbewegt werden, indem sie durch einen Grenzflächenabschnitt 11h reflektiert werden, der ein Grenzflächenabschnitt zwischen dem Hauptweg 11a und der körperseitigen Abzweigungsleitung 11e ist. Weiterhin enthält die vorstehend erwähnte Kraftstoffdruck-Wellenform auch Hochfrequenzkomponenten (Rauschkomponenten), die durch ein elektrisches Rauschen verursacht werden.
  • 2 stellt eine Filterschaltung 34 dar, die eine Schaltung ist, die die Rauschkomponenten und die reflektierten Wellenkomponenten von der Kraftstoffdruck Wellenform eliminiert und die die Einspritzwellenkomponente Wi extrahiert. Insbesondere extrahiert ein Tiefpassfilterschaltung, die die Komponenten mit Frequenzen eliminiert, die höher oder gleich einer vorbestimmten Frequenz sind, die Einspritzwellenkomponente Wi von der Kraftstoffdruck-Wellenform, die von dem Kraftstoffdrucksensor 20 ausgegeben wird.
  • Ferner weisen die Rauschkomponenten Frequenzen auf, die sehr viel höher sind als die Frequenz der Einspritzwellenkomponente Wi. Dadurch kann die Filterschaltung 34 die Rauschkomponenten ohne weiteres eliminieren, während die Einspritzwellenkomponente Wi erhalten bleibt. In einigen Fällen hingegen können die reflektierten Wellenkomponenten Frequenzen aufweisen, die die Frequenz der Einspritzwellenkomponente Wi, abhängig von der Länge der Abzweigungsleitung, überlappen. In einem solchen Fall ist die Eliminierung der reflektierten Wellenkomponenten durch die Filterschaltung 34 schwierig, und die reflektierten Wellenkomponenten überlagern die Einspritzwellenkomponente Wi, die in 4 dargestellt ist, so dass eine Kraftstoffdruck-Wellenform W gebildet wird, die in 5 dargestellt ist.
  • Im Fall des Erfassens der Wechselpunkte P1, P2, P3 und P5, der Verringerungsgeschwindigkeit Pα und der Erhöhungsgeschwindigkeit Pβ von der Kraftstoffdruck-Wellenform, die in 4 dargestellt ist, sind diese erfasste Werte deutlich auf die Einspritzraten-Wellenform bezogen, die ein Schätzen des Einspritzzustands mit höherer Genauigkeit ermöglicht. Im Fall des Erfassens der Wechselpunkte P1, P2, P3 und P5, der Verringerungsgeschwindigkeit Pα und der Erhöhungsgeschwindigkeit Pβ von der Kraftstoffdruck-Wellenform, die in 5 dargestellt ist, sind diese erfassten Werte weniger auf die Einspritzraten-Wellenform bezogen, was eine Schätzung der Einspritzrate mit höherer Genauigkeit unmöglich macht. Dies macht es insbesondere schwierig, den Wechselpunkt P3 und die Erhöhungsgeschwindigkeit Pβ zu erfassen, wodurch die Schätzung des Einspritzungsbeendungs-Steuerzeitpunkts R4 und der Einspritzmenge erschwert wird. Vorausgesetzt, dass die Frequenzen der reflektierten Wellenkomponenten nicht gleich der Frequenz der Einspritzwellenkomponente Wi sind, kann dementsprechend die Genauigkeit der Eliminierung der reflektierten Wellenkomponenten beim Extrahieren der Einspritzwellenkomponente Wi durch die Filterschaltung 34 verbessert werden.
  • 6 stellt das Ergebnis eines Experiments dar, das für die Verteilung von verschiedenen Frequenzen durchgeführt wurde, die in einer Kraftstoffdruck-Wellenform enthalten sind, die durch die Filterschaltung nicht verarbeitet worden ist und von dem Kraftstoffinjektor 10 entsprechend der vorliegenden Ausführungsform, die in 1 dargestellt ist, ausgegeben wird, wobei diese Kraftstoffdruck-Wellenform noch nicht durch die Filterschaltung 34 verarbeitet worden ist. In 6 stellt die Längsachse die Energieintensität der Frequenzkomponente dar, die durch die Querachse dargestellt wird. In 6 zeigt das Bezugszeichen Bi den Frequenzbereich (den Einspritzbereich) der Einspritzwellenkomponente Wi an. In 6 zeigen die Bezugszeichen Br1, Br2 und Br3 die Frequenzbereiche (die Reflexionsbereiche) der reflektierten Wellenkomponenten an.
  • Die Frequenzen der reflektierten Wellenkomponenten werden als die Formel von (2n – 1) × a/4L ausgedrückt. In der Formel ist „L” die Länge (die Abzweigungsleitungslänge L) der Abzweigungsleitung mit dem Verformungsinduzierungsabschnitt 21a als ein feststehendes Ende und dem Grenzflächenabschnitt 11h als ein freies Ende. In der Formel ist ”a” die Geschwindigkeit des Schalls. In der Formel ist „n” eine Ganzzahl. Dementsprechend existiert eine Mehrzahl von Reflexionsbereichen Br1, Br2 und Br3, die in einem vorbestimmten Abstand verteilt sind. In 6 zeigt das Bezugszeichen Br1 den Frequenzbereich der reflektierten Wellenkomponente in dem Fall von n = 1 an, zeigt das Bezugszeichen Br2 den Frequenzbereich der reflektierten Wellenkomponente in dem Fall von n = 2 an, und zeigt das Bezugszeichen Br3 den Frequenzbereich der reflektierten Wellenkomponente in dem Fall von n = 3 an.
  • Wie in 6 dargestellt ist, weichen in dem Kraftstoffinjektor 10 gemäß dem vorliegenden Ausführungsform die Reflexionsbereiche Br1, Br2 und Br3 von dem Einspritzbereich Bi ab. Insbesondere weicht der Reflexionsbereich Br1 der niedersten Frequenz, von der Mehrzahl der Reflexionsbereiche Br1, Br2 und Br3, auf der höheren Frequenzseite von dem Einspritzbereich Bi ab. In anderen Worten weichen alle Reflexionsbereiche Br1, Br2 und Br3 auf der höheren Frequenzseite von dem Einspritzbereich Bi ab. Der Reflexionsbereich Br1 überlappt den Einspritzbereich Bi nicht.
  • Wie vorstehend beschrieben, variieren die Frequenzen der reflektierten Wellenkomponenten abhängig von der Abzweigungsleitungslänge L. Die Frequenzen der reflektierten Wellenkomponenten sind höher, wenn die Abzweigungsleitungslänge L abnimmt. Dementsprechend ist die Abzweigungsleitungslänge L so eingestellt, dass sie sehr viel kürzer ist, so dass der Reflexionsbereich Br1 deutlich von dem Einspritzbereich Bi abweicht.
  • Die reflektierten Wellenkomponenten beinhalten Frequenzkomponenten, die durch Kraftstoffdruckpulsationen verursacht werden, die durch den Start eines Ventilöffnungsvorgangs des Ventilkörpers 12, den Start eines Ventilschließvorgangs des Ventilkörpers 12, den Start eines Ventilöffnungsvorgangs des Steuerventils 14 und den Start eines Ventilschließvorgangs des Steuerventils 14 hervorgerufen werden. Von diesen haben die Frequenzkomponenten der Kraftstoffdruckpulsation die höchsten Energieintensitätsgrade, die durch den Start eines Ventilschließvorgangs des Steuerventils 14, nämlich den Start eines Betriebs zum Aufliegen des Steuerventils 14 auf der ersten Aufliegeoberfläche 11p, hervorgerufen werden, so dass das Ventil geschlossen ist. In der vorliegenden Ausführungsform sind daher die Frequenzkomponenten der Kraftstoffdruckpulsationen, die durch den Start eines Ventilschließvorgangs des Steuerventils 14 hervorgerufen werden, als Frequenzkomponenten eingestellt, die von dem Einspritzbereich Bi abweichen, und die Reflexionsbereiche Br1, Br2 und Br3, die in 6 dargestellt sind, sind die Bereiche der vorstehend erwähnten Frequenzkomponenten, die von den dem Einspritzbereich Bi abweichen sollen.
  • Gemäß der vorliegenden Ausführungsform, die vorstehend ausführlich beschrieben worden ist, können folgende Effekte erreicht werden.
  • Die Abzweigungsleitungslänge L ist so eingestellt, dass die Reflexionsbereiche Br1, Br2 und Br3 von dem Einspritzbereich Bi abweichen. Beim Erfassen der Steuerzeitpunkte des Auftretens von bestimmten Wechselpunkten in der Einspritzwellenkomponente Wi kann daher eine Verschlechterung der Genauigkeit der vorstehend erwähnten Erfassung aufgrund der reflektierten Wellenkomponenten, die die Einspritzwellenkomponente Wi überlagern, verhindert werden. Dadurch kann die Schätzgenauigkeit des Einspritzzustands, wie z. B. eines Einspritzungsstart-Steuerzeitpunkts, basierend auf dem Ergebnis der vorstehenden erwähnten Erfassung verbessert werden.
  • Da die Abzweigungsleitungslänge L wie vorstehend beschrieben eingestellt ist, kann insbesondere die Genauigkeit der Eliminierung der reflektierten Wellenkomponenten beim Extrahieren der Einspritzwellenkomponente Wi von der Kraftstoffdruck-Wellenform durch die Filterschaltung 34 verbessert werden. Dementsprechend sind die Erfassungsergebnisse der Wechselpunkte P1, P2, P3 und P5, der Verringerungsgeschwindigkeit Pα und der Erhöhungsgeschwindigkeit Pβ von der Kraftstoffdruck-Wellenform, die durch die Filterschaltung 34 extrahiert wird, deutlich auf die Einspritzraten-Wellenform bezogen. Dementsprechend kann beim Schätzen des Einspritzungsstart-Steuerzeitpunkts R1, des Einspritzungsbeendungs-Steuerzeitpunkts R4 und der Einspritzmenge anhand der Erfassungsergebnisse die Schätzgenauigkeit verbessert werden.
  • Im Vergleich zu der vorliegenden Ausführungsform wird nachstehend ein Fall beschrieben, wo ein Reflexionsbereich Br1 in Bezug auf n = 1 auf der niederen Frequenzseite von einem Einspritzbereich Bi abweicht, und ein Reflexionsbereich Br2 in Bezug auf n = 2 auf der höheren Frequenzseite von dem Einspritzbereich Bi (siehe 7) im Gegensatz zu der vorliegenden Ausführungsform abweicht. Wenn im Fall von 7 der Reflexionsbereich Br2 von dem Einspritzbereich Bi weiter entfernt ist, ist der Reflexionsbereich Br1 dem Einspritzbereich Bi näher, und wenn der Reflexionsbereich Br1 von dem Einspritzbereich Bi weiter entfernt ist, ist der Reflexionsbereich Br2 dem Einspritzbereich Bi näher. In anderen Worten unterliegt die Abweichung von sowohl dem Reflexionsbereich Br1 als auch dem Reflexionsbereich Br2 von dem Einspritzbereich Bi Einschränkungen.
  • In der vorliegenden Ausführungsform weicht hingegen der Reflexionsbereich Br1 der niedersten Frequenz, von der Mehrzahl der Reflexionsbereiche Br1, Br2 und Br3, auf der höheren Frequenzseite von dem Einspritzbereich Bi ab. Dementsprechend sind die beiden Reflexionsbereiche Br1 und Br2 von dem Einspritzbereich Bi weiter entfernt, wodurch verhindert werden kann, dass die reflektierten Wellenkomponenten die Einspritzwellenkomponente Wi überlagern.
  • Vergleicht man 4 mit 5 ist zu erkennen, dass in der Kraftstoffdruck-Wellenform die Wellenform nach dem Wechselpunkt P2, im Gegensatz zu der Wellenform vor dem Wechselpunkt P2, deutlich durch die reflektierten Wellenkomponenten beeinflusst wird. Weiterhin weisen die Frequenzkomponenten der Kraftstoffdruckpulsationen, die durch den Ventilschließvorgang des Ventilkörpers 12 hervorgerufen werden, höhere Energieintensitätsgrade auf als die der Frequenzkomponenten, die durch den Ventilöffnungsvorgang des Ventilkörpers 12 hervorgerufen werden.
  • In der vorliegenden Ausführungsform werden im Hinblick auf diese Tatsache die Frequenzkomponenten der Kraftstoffdruckpulsationen, die durch den Ventilschließvorgang des Ventilkörpers 12 hervorgerufen werden, als Frequenzkomponenten eingestellt, die von dem Einspritzbereich Bi abweichen sollen. Insbesondere werden die Frequenzkomponenten der Kraftstoffdruckpulsationen, die durch den Start des Ventilschließvorgangs des Steuerventils 14 hervorgerufen werden, als Frequenzkomponenten eingestellt, die von dem Einspritzbereich Bi abweichen sollen. Dadurch kann der vorstehend erwähnte Effekt, der dadurch erreicht wird, dass verhindert wird, dass die reflektierten Wellenkomponenten die Einspritzwellenkomponente Wi überlagern, auf bedeutsame Weise ausgeübt werden.
  • (Zweite Ausführungsform)
  • In der vorstehend erwähnten ersten Ausführungsform ist die Abzweigungsleitungslänge L so eingestellt, dass alle Reflexionsbereiche Br1, Br2 und Br3 auf der höheren Frequenzseite von dem Einspritzbereich Bi abweichen. In der vorliegenden Ausführungsform, die in 7 dargestellt ist, ist hingegen die Abzweigungsleitungslänge L so eingestellt, dass der Reflexionsbereich Br der niedersten Frequenz auf der niederen Frequenzseite von dem Einspritzbereich Bi abweicht, und dass der Reflexionsbereich Br2 der zweitniedersten Frequenz auf der höheren Frequenzseite von dem Einspritzbereich Bi abweicht.
  • Da auf diese Weise der Reflexionsbereich Br1 der niedersten Frequenz auf der niederen Frequenzseite von dem Einspritzbereich Bi abweicht, wird die Abzweigungsleitungslänge L im Vergleich zu derjenigen in der ersten Ausführungsform verlängert. Dies ermöglicht ein Abweichen aller Reflexionsbereiche Br1, Br2 und Br3 von dem Einspritzbereich Bi, selbst wenn die Notwendigkeit besteht, die Abzweigungsleitung L zu verlängern.
  • (Dritte Ausführungsform)
  • In dem Kraftstoffinjektor 10 in 1 gemäß der vorstehend erwähnten ersten Ausführungsform ist die Länge L1 der körperseitigen Abzweigungsleitung 11b so eingestellt, dass sie länger ist als die Länge L2 des Einleitungswegs 21b. Wie in 8 dargestellt ist, ist demgegenüber in einem Krafstoffinjektor 10A gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Länge L1 der körperseitigen Abzweigungsleitung 11e so eingestellt, dass sie kürzer ist als die Länge L2 des Einleitungswegs 21b.
  • In der vorstehend erwähnten ersten Ausführungsform weist zudem die körperseitige Abzweigungsleitung 11e einen einheitlichen Wegdurchmesser über ihre gesamte Länge auf. In der vorliegenden Ausführungsform variiert hingegen die körperseitige Abzweigungsleitung 11e in Bezug auf ihren Wegdurchmesser in zwei Abstufungen, so dass sie einen Abschnitt 11e1 mit einem kleineren Durchmesser und einen Abschnitt 11e2 mit einem größeren Durchmesser aufweist. Ferner ist ein Wegdurchmesser des Einleitungswegs 21b gleich dem des Abschnitts 11e2 mit dem größeren Durchmesser. Weiterhin sind die Frequenzen der reflektierten Wellenkomponenten von der Abzweigungsleitungslänge L, jedoch nicht von den Wegdurchmessern abhängig.
  • Weiterhin ist in der vorstehend erwähnten ersten Ausführungsform die Verlängerungsrichtung der körperseitigen Abzweigungsleitung 11e nicht parallel zu der Verlängerungsrichtung des Einleitungswegs 21b. Demgegenüber ist in der vorliegenden Ausführungsform die Verlängerungsrichtung der körperseitigen Abzweigungsleitung 11e parallel zu der Verlängerungsrichtung des Einleitungswegs 21b.
  • Wie vorstehend beschrieben ist in der vorliegenden Ausführungsform die Länge L1 der körperseitigen Abzweigungsleitung 11e so eingestellt, dass sie kürzer ist als die Länge L2 des Einleitungsweg 21b. In Fällen, wo der gleiche Kraftstoffdrucksensor 20 wie der in dem Kraftstoffinjektor 10 in 1 in dem Kraftstoffinjektor 10A in 8 verwendet wird, wird daher die Abzweigungsleitungslänge L gegenüber der des Kraftstoffinjektors 10 in 1 um einen Betrag verkürzt, der der Verringerung der Länge L1 der körperseitigen Abzweigungsleitung 11e entspricht. Dadurch kann der Abweichungsgrad des Reflexionsbereichs Br1 der niedersten Frequenz auf der höheren Frequenzseite von dem Einspritzbereich Bi erhöht werden. Dadurch kann der Effekt des Verhinderns, dass die reflektierten Wellenkomponenten die Einspritzwellenkomponente Wi überlagern, verbessert werden.
  • (Andere Ausführungsformen)
  • Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die Beschreibung der vorstehend erwähnten Ausführungsformen beschränkt und kann auch dadurch implementiert werden, dass sie wie nachfolgend verändert wird. Weiterhin können charakteristische Strukturen der jeweiligen Ausführungsformen auch willkürlich kombiniert werden.
  • In der vorstehend erwähnten zweiten Ausführungsform ist der Reflexionsbereich Br1 in Bezug auf n = 1 auf der niederen Frequenzseite in Bezug auf den Einspritzbereich Bi positioniert, und der Einspritzbereich Bi ist zwischen dem Reflexionsbereich Br1 in Bezug auf n = 1 und dem Reflexionsbereich Br2 in Bezug auf n = 2 positioniert. Ein beliebiger der Reflexionsbereiche in Bezug auf n von 2 oder mehr kann hingegen auf der niederen Frequenzseite in Bezug auf den Einspritzbereich Bi positioniert sein.
  • In den vorstehend erwähnten Ausführungsformen sind die Frequenzkomponenten der Kraftstoffdruckpulsationen, die durch den Start eines Vorgangs zum Auffliegen des Steuerventils 14 auf der ersten Aufliegeoberfläche 11p hervorgerufen werden, als Frequenzkomponenten eingestellt, die von dem Einspritzbereich Bi abweichen sollen. Die Frequenzkomponenten der Kraftstoffdruckpulsationen, die durch den Start eines Vorgangs zum Auffliegen des Steuerventils 14 auf der zweiten Aufliegeoberfläche 11q hervorgerufen werden, können als Frequenzkomponenten eingestellt werden, die von dem Einspritzbereich Bi abweichen sollen. Zudem können die Frequenzkomponenten der Kraftstoffdruckpulsationen, die durch den Start eines Ventilöffnungsvorgangs des Ventilkörpers 12 hervorgerufen werden, als Frequenzkomponenten eingestellt werden, die von dem Einspritzbereich Bi abweichen sollen. Zudem können die Frequenzkomponenten der Kraftstoffdruckpulsationen, die durch den Start eines Ventilschließvorgangs des Ventilkörpers 12 hervorgerufen werden, als Frequenzkomponenten eingestellt werden, die von dem Einspritzbereich Bi abweichen sollen.
  • In den vorstehend erwähnten Ausführungsformen kommunizieren die körperseitige Abzweigungsleitung 11e und der Hauptweg 11a orthogonal miteinander. Die körperseitige Abzweigungsleitung 11e und der Hauptweg 11a können in einem spitzen Winkel und einem stumpfen Winkel (nicht orthogonal) in Kommunikation zueinander versetzt werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2011-47280 A [0003, 0004]

Claims (4)

  1. Kraftstoffinjektor, aufweisend: einen Körper (11), der mit einem Einspritzloch (11b) zum Einspritzen von Kraftstoff vorgesehen ist und im Inneren mit einem Hauptweg (11a) vorgesehen ist, der dem Kraftstoff ermöglicht, zu dem Einspritzloch zu fließen; einen Ventilkörper (12), der eingerichtet ist, um den Hauptweg zu öffnen und zu schließen und um einen Ventilöffnungsvorgang zum Einspritzen des Kraftstoffs durch das Einspritzloch und einen Ventilschließvorgang zum Unterbrechen der Kraftstoffeinspritzung durch das Einspritzloch auszuführen; und einen Kraftstoffdrucksensor (20), der an dem Körper befestigt ist und eingerichtet ist, um eine Kraftstoffdruck-Wellenform zu erfassen, die eine Druckveränderung in dem Kraftstoff anzeigt, wobei: der Körper darin eine von dem Hauptweg abzweigende Abzweigungsleitung (11e, 21b) zum Leiten des Kraftstoffs zu dem Kraftstoffdrucksensor beinhaltet; und wenn, von den in der Kraftstoffdruck-Wellenform enthaltenen Frequenzkomponenten, eine Frequenzkomponente einer Kraftstoffdruckpulsation, die sich zu der Abzweigungsleitung von dem Hauptweg durch den Ventilöffnungsvorgang oder den Ventilschließvorgangs ausbreitet, als eine Einspritzwellenkomponente (Wi) bezeichnet wird, eine Frequenzkomponente einer Kraftstoffdruckpulsation, die in der Abzweigungsleitung dadurch hin- und herbewegt wird, dass sie durch eine Grenzfläche zwischen dem Hauptweg und der Abzweigungsleitung reflektiert wird, als eine reflektierte Wellenkomponente bezeichnet wird, die Einspritzwellenkomponente einen Frequenzbereich aufweist, der als ein Einspritzbereich (Bi) bezeichnet wird, und die reflektierte Wellenkomponente einen Frequenzbereich aufweist, der als ein Reflexionsbereich (Br1, Br2, Br3) bezeichnet wird, die Länge der Abzweigungsleitung so eingestellt ist, dass ein Reflexionsbereich von einem Einspritzbereich abweicht.
  2. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 1, wobei: eine Mehrzahl der Reflexionsbereiche in einem vorbestimmten Abstand verteilt angeordnet sind; und ein Reflexionsbereich (Br1) einer niedersten Frequenz, von der Mehrzahl der Reflexionsbereiche, auf einer höheren Frequenzseite von dem Einspritzbereich abweicht.
  3. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 1 oder 2, wobei die reflektierte Wellenkomponente eine Frequenzkomponente einer Kraftstoffdruckpulsation ist, die durch den Ventilschließvorgangs hervorgerufen wird.
  4. Kraftstoffinjektor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei: der Kraftstoffdrucksensor aufweist: einen Hauptkörper (21), der an dem Körper befestigt ist und einen Einleitungsweg (21b) beinhaltet, der im Inneren ausgebildet ist und in den der Kraftstoff in der Abzweigungsleitung eingeleitet wird, und einen Verformungsinduzierungsabschnitt (21a), der so eingerichtet ist, dass er sich elastisch verformt, wenn er einem Kraftstoffdruck des Einleitungswegs (21b) ausgesetzt ist; und ein Drucksensorelement (22), das so eingerichtet ist, dass ein Signal in Reaktion auf einen Betrag einer elastischen Verformung des Verformungsinduzierungsabschnitts ausgegeben wird; die Abzweigungsleitung den Einleitungsweg und eine körperseitige Abzweigungsleitung (11e), die in dem Körper ausgebildet ist, beinhaltet; und die körperseitige Abzweigungsleitung eine Länge aufweist, die so eingestellt ist, dass sie kürzer ist als eine Länge des Einleitungswegs.
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