DE10341775A1

DE10341775A1 - Kraftstoffeinspritzsystem der Speicherbauart

Info

Publication number: DE10341775A1
Application number: DE10341775A
Authority: DE
Inventors: Toshimi Kariya Matsura; Yasunori Kariya Asakawa
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-09-11
Filing date: 2003-09-10
Publication date: 2004-04-15
Anticipated expiration: 2023-09-11
Also published as: JP2004156578A; DE10341775B4; JP4144375B2

Abstract

Während eines Zeitraums, in dem die Einspritzabsenkung durchgeführt wird, oder in einem Zeitraum, in dem der tatsächliche Druck der gemeinsamen Leitung sich von dem Vorverzögerungssolldruck der gemeinsamen Leitung zu dem Nachverzögerungssolldruck der gemeinsamen Leitung ändert, vergrößert sich eine dynamische Einspritzeinrichtungsaustrittsmenge durch Erhöhen einer Einspritzfrequenz bei einer Mehrfacheinspritzung. Somit kann eine Druckverringerungsfähigkeit oder eine Druckfolgefähigkeit des tatsächlichen Drucks der gemeinsamen Leitung verbessert werden, um sich von dem Vorverzögerungssolldruck der gemeinsamen Leitung zu dem Nachverzögerungssolldruck der gemeinsamen Leitung zu ändern. Ein Zeitraum, in dem unnötiger Hochdruckkraftstoff von einer Einspritzeinrichtung (5) zu jedem Zylinder eines Verbrennungsmotors (1) eingespritzt wird, kann verkürzt werden. Als Folge ergibt sich ein Zustand verlangsamter Verbrennung bei dem Verbrennungsmotor (1) und kann ein Verbrennungsmotorgeräusch, wie zum Beispiel ein Verbrennungsgeräusch, verringert werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftstoffeinspritzsystem der Speicherbauart zum Zuführen von in einer gemeinsamen Leitung (Common-Rail) gespeichertem Hochdruckkraftstoff in einen Verbrennungsmotor durch eine Einspritzeinrichtung durch eine Einspritzung. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Kraftstoffeinspritzsystem der Speicherbauart mit einer hervorragenden Druckverringerungsfähigkeit zum Verringern eines Kraftstoffdrucks in einer gemeinsamen Leitung von einem hohen Druck zu einem niedrigen Druck.
Herkömmlicherweise ist als ein Kraftstoffeinspritzsystem für einen Dieselverbrennungsmotor ein Kraftstoffeinspritzsystem der Speicherbauart mit einer gemeinsamen Leitung, einer Einspritzeinrichtung, einer Kraftstoffzufuhrpumpe der Ansaugsteuerungsbauart, einem Kraftstoffdrucksensor und einer Verbrennungsmotorsteuerungseinheit (ECU) beispielsweise in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2000-282929 (Seiten 1 bis 13, 1 bis 15) vorgeschlagen. Die gemeinsame Leitung speichert Kraftstoff bei einem hohen Druck entsprechend dem Kraftstoffeinspritzdruck. Die Einspritzeinrichtung führt den Hochdruckkraftstoff in der gemeinsamen Leitung in einen Zylinder des Verbrennungsmotors durch eine Einspritzung zu. Die Kraftstoffzufuhrpumpe beaufschlagt den in eine Druckbeaufschlagungskammer angesaugten Kraftstoff mit Druck auf einen hohen Druck und führt eine Druckförderung des Kraftstoffs in die gemeinsame Leitung durch. Der Kraftstoffdrucksensor erfasst den Kraftstoffdruck in der gemeinsamen Leitung. Die ECU steuert den Kraftstoffdruck in der gemeinsamen Leitung durch Regulieren einer Menge des in eine Druckbeaufschlagungskammer eingesaugten Kraftstoff auf der Grundlage einer Differenz zwischen dem tatsächlichen Kraftstoffdruck (Druck der gemeinsamen Leitung), der durch den Kraftstoffdrucksensor erfasst wird, und einem Soll-Kraftstoffdruck (Soll-Druck der gemeinsamen Leitung), der gemäß einem Betriebszustand des Verbrennungsmotors gesetzt ist.
Bei dem Kraftstoffeinspritzsystem der Speicherbauart ist ein Ansaugsteuerungsventil (SCV) mit einer hervorragenden Druckerhöhungsfähigkeit zum Erhöhen des Drucks der gemeinsamen Leitung bei der Zufuhrpumpe angeordnet. Beispielsweise reguliert während eines Beschleunigungszeitraums das SCV einen Öffnungsgrad eines Kraftstoffdurchgangs, der einen Kraftstofftank mit der Druckbeaufschlagungskammer verbindet, um die Pumpenausstoßmenge oder eine Menge des von einem Ausstoßloch der Zufuhrpumpe zu der gemeinsamen Leitung ausgestoßenem Kraftstoffs zu ändern. Somit wird der Druck der gemeinsamen Leitung rasch erhöht. Zusätzlich ist bei dem Kraftstoffeinspritzsystem der Speicherbauart ein Druckverringerungsventil mit einer hervorragenden Druckverringerungsfähigkeit zum Verringern des Drucks der gemeinsamen Leitung an einem Ende der gemeinsamen Leitung angeordnet. Beispielsweise während eines Verzögerungszeitraums öffnet das Druckverringerungsventil einen Kraftstoffausstoßdurchgang, der die gemeinsame Leitung mit dem Kraftstofftank verbindet, um den Druck der gemeinsamen Leitung rasch zu verringern.
Die Einspritzeinrichtung, die bei dem Kraftstoffeinspritzsystem der Speicherbauart verwendet wird, hat eine Düse, ein elektromagnetisches Ventil und eine Feder. Die Düse hat eine Düsennadel, die ein Einspritzloch zum Einspritzen des Kraftstoffs in jeden Zylinder des Verbrennungsmotors öffnet oder schließt. Das elektromagnetische Ventil treibt die Düsennadel in eine Ventilöffnungsrichtung durch Steuern des Kraftstoffdrucks in einer Drucksteuerungskammer, die innerhalb eines Düsenhalters zum Halten der Düse ausgebildet ist. Die Feder spannt die Düsennadel in eine Ventilschließrichtung vor.
Bei einem weiteren vorgeschlagenen Kraftstoffeinspritzsystem der Speicherbauart, das in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2000-282998 (Seiten 1 bis 18, 1 bis 17) vorgeschlagen ist, wird das elektromagnetische Ventil zum Steuern des Öffnens und des Schließens der Düsennadel in einem kürzeren Zeitraum angetrieben, als ein Zeitraum, der zum Öffnen der Düsennadel erforderlich ist, um zu bewirken, dass der Hochdruckkraftstoff in der gemeinsamen Leitung in eine Niederdruckseite eines Kraftstoffsystems überströmt. Somit wird der Druck der gemeinsamen Leitung verringert. Bei einer derartigen Einspritzeinrichtung existiert ein Verzögerungszeitraum (ein ungültiger beziehungsweise unwirksamer Einspritzzeitraum) zwischen dem Zeitpunkt, wenn sich das elektromagnetische Ventil öffnet, und dem Zeitpunkt, wenn sich die Düsennadel tatsächlich öffnet. Daher wird veranlasst, dass der Hochdruckkraftstoff, der der Drucksteuerungskammer der Einspritzeinrichtung zugeführt wird, in die Niederdruckseite durch Durchführen eines unwirksamen beziehungsweise ungültigen Einspritzvorgangs, bei dem die tatsächliche Kraftstoffeinspritzung nicht durchgeführt wird, oder durch Antreiben des elektromagnetischen Ventils zum Öffnen während eines kürzeren Zeitraums als die Verzögerungszeitdauer überströmt. Somit wird der Druck der gemeinsamen Leitung verringert.
Das Kraftstoffeinspritzsystem der Speicherbauart, das die Zufuhrpumpe mit dem Ansaugsteuerungsventil und die gemeinsame Leitung mit dem Druckverringerungsventil hat, öffnet den Kraftstoffausstoßdurchgang mit dem Druckverringerungsventil, um den Kraftstoff in der gemeinsamen Leitung in die Niederdruckseite strömen zu lassen, wenn der Druck der gemeinsamen Leitung dem Soll-Druck der gemeinsamen Leitung übersteigt, wenn das Fahrzeug verzögert wird. Der Soll-Druck der gemeinsamen Leitung wird gemäß einer Basis-Einspritzmenge (Q) und einer Verbrennungsmotordrehzahl (NE) ermittelt. Somit wird die Druckverringerungssteuerung zum Verringern des Drucks der gemeinsamen Leitung durchgeführt. Jedoch sind das Druckverringerungsventil und ein Druckverringerungsventilantriebsschaltkreis zum Antreiben des Druckverringerungsventils zusätzlich zu dem Ansaugsteuerungsventil und einem Ansaugsteuerungsventilantriebsschaltkreis zum Antreiben des Ansaugsteuerungsventils erforderlich. Als Folge werden die Kosten erhöht.
Bei einem System, das die unwirksame Einspritzfunktion zum Aufbringen eines Antriebsimpulses, der kürzer als ein Antriebsimpuls ist, der fähig ist, die Kraftstoffeinspritzung durchzuführen, auf das elektromagnetische Ventil der Einspritzeinrichtung durchführt oder dass die Einspritzung einer geringen Menge von Kraftstoff unmittelbar nach der Verzögerung durchführt, wird das elektromagnetische Ventil der Einspritzeinrichtung mit einem sehr kurzen Antriebsimpuls angetrieben, welches sich von einem normal verwendeten Verfahren der Einspritzeinrichtung unterscheidet. Daher gibt es die Möglichkeit, dass ein Betrieb der Einspritzeinrichtung unstabil wird oder die Kraftstoffeinspritzung unterbrochen wird. Für einen solchen Fall kann der Druck der gemeinsamen Leitung nicht effizient gesteuert werden. Dem gemäß wird der nicht benötigte Hochdruckkraftstoff zu jedem Zylinder des Verbrennungsmotors eingespritzt, bis der Druck der gemeinsamen Leitung sich auf den Soll-Druck der gemeinsamen Leitung verringert. Als Folge kann ein Verbrennungszustand des Verbrennungsmotors unstabil werden und kann sich ein Verbrennungsgeräusch verstärken.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kraftstoffeinspritzsystem der Speicherbauart zu schaffen, das eine hervorragende Druckverringerungsfähigkeit zum Verringern eines Kraftstoffdrucks in einer gemeinsamen Leitung während eines Übergangszeitraums von einem Zeitraum der stationären Fahrt zu einem Zeitraum der Verzögerungsfahrt hat, ohne dass ein Druckverringerungsventil oder ein Druckverringerungsventilantriebsschaltkreis zum Antreiben des Druckverringerungsventils erforderlich ist. Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kraftstoffeinspritzsystem der Speicherbauart zu schaffen, das in der Lage ist, ein Verbrennungsmotorgeräusch wie zum Beispiel ein Verbrennungsgeräusch zu verringern, bis der Kraftstoffdruck in der gemeinsamen Leitung sich auf einen Soll-Kraftstoffdruck während des Übergangszeitraums von dem Zeitraum der stationären Fahrt bis zu einem Zeitraum der Verzögerungsfahrt verringert.
Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird während eines Übergangszeitraums von einem Stationär-Fahrtzeitraum zu einem Verzögerungsfahrtzeitraum eine Kraftstoffüberströmmenge (dynamische Einspritzeinrichtungsaustrittsmenge) von einer Standardüberströmmenge erhöht, bis ein tatsächlicher Kraftstoffdruck im Wesentlichen mit einem Soll-Kraftstoffdruck übereinstimmt. Die Kraftstoffüberströmmenge ist die Menge des Hochdruckkraftstoffs, die in eine Drucksteuerungskammer zugeführt wird und die dazu veranlasst wird, in eine Niederdruckseite eines Kraftstoffsystems überzuströmen. Die Standardüberströmmenge ist ein Wert zu dem Zeitpunkt, wenn der tatsächliche Kraftstoffdruck mit Soll-Kraftstoffdruck übereinstimmt. Somit wird die Druckverringerungsfähigkeit zum Verringern des Drucks in einer gemeinsamen Leitung verbessert, ohne dass ein Druckverringerungsventil oder ein Druckverringerungsventilschaltkreis erforderlich ist. Als Folge können die Anzahl der Teile und die Zusammenbauarbeit verringert werden und können die Kosten reduziert werden.
Merkmale und Vorteile der Ausführungsbeispiele werden ebenso wie Verfahren des Betriebs und die Funktion der zugehörigen Teile aus einem Studium der folgenden genauen Beschreibung, den beigefügten Ansprüchen und den Zeichnungen erkennbar, die alle einen Teil dieser Anmeldung bilden.
1 ist ein schematisches Diagramm, das ein Kraftstoffeinspritzsystem der Bauart mit gemeinsamer Leitung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist ein schematisches Diagramm, das eine Einspritzeinrichtung mit einem Zweiwege-Elektromagnetventil gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
3 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Einspritzeinrichtungseinspritzmengensteuerungsverfahren und ein Steuerungsverfahren des Drucks der gemeinsamen Leitung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
4 ist ein Ablaufdiagramm, das das Einspritzeinrichtungseinspritzmengensteuerungsverfahren und das Steuerungsverfahren des Drucks der gemeinsamen Leitung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
5(a) ist eine Graphik, die eine Einspritzart der Einspritzeinrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
5(b) ist ein Diagramm, das ein Anzeigeverfahren der Einspritzart der Einspritzeinrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
6 ist ein Zeitablaufdiagramm, das Verhaltensweisen einer Beschleunigerposition, eines Drucks der gemeinsamen Leitung, einer Einspritzmenge und eines Verbrennungsgeräuschs während eines Übergangszeitraums von einem Stationärfahrtzeitraum zu einem Verzögerungsfahrtzeitraum gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
7 ist eine Graphik, die eine dynamische Einspritzeinrichtungsaustrittsmenge mit Bezug auf eine INJ- Einspritzfrequenz gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt; und
8 ist ein Zeitablaufdiagramm, das Verhaltensweisen einer Beschleunigerposition, einer Einspritzmenge, eines Drucks der gemeinsamen Leitung und eines Verbrennungsgeräuschs während eines Übergangszeitraums von einem Stationärfahrtzeitraum zu einem Verzögerungsfahrtzeitraum gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
(Erstes Ausführungsbeispiel)
Unter Bezugnahme auf 1 ist ein Kraftstoffeinspritzsystem der Bauart mit gemeinsamer Leitung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt.
Ein Kraftstoffeinspritzsystem der Bauart mit gemeinsamer Leitung des ersten Ausführungsbeispiels hat eine gemeinsame Leitung (Common-Rail) 2, eine Zufuhrpumpe 3 der Ansaugsteuerungsbauart, eine Vielzahl von (vier in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel) Einspritzeinrichtungen 5 und eine Verbrennungsmotorsteuerungseinheit (ECU) 10. Die gemeinsame Leitung 2 speichert Kraftstoff bei einem hohen Druck entsprechend einem Kraftstoffeinspritzdruck zum Einspritzen von Kraftstoff in die Zylinder der jeweiligen Brennkammern einer Brennkraftmaschine 1, wie zum Beispiel einem Mehrzylinder-Dieselverbrennungsmotor. Die Zufuhrpumpe 3 beaufschlagt in eine Druckbeaufschlagungskammer gesaugten Kraftstoff mit Druck und führt eine Druckförderung des Kraftstoffs zu der gemeinsamen Leitung 2 durch. Die ECU 10 steuert ein Ansaugsteuerungsventil (SCV) (Betätigungsglied) 4 der Zufuhrpumpe 3 und Elektromagnetventile (Betätigungsglieder) 7 der Vielzahl der Einspritzeinrichtungen 5 elektronisch.
Es ist erforderlich, dass die gemeinsame Leitung 2 den Hochdruck entsprechend dem Kraftstoffeinspritzdruck kontinuierlich speichert. Daher ist die gemeinsame Leitung 2 mit einem Ausstoßloch der Zufuhrpumpe 3 verbunden, das dem Hochdruckkraftstoff durch ein Kraftstoffrohr (einen Hochdruckdurchgang) 11 ausstößt. Austrittskraftstoff aus den Einspritzeinrichtungen 5 und der Zufuhrpumpe 3 wird zu einem Kraftstofftank 9 durch Austrittsrohre (Kraftstoffrezirkulationsdurchgänge) 12, 13, 14 zurückgeführt. Ein Druckbegrenzer 16 ist in einem Rückführrohr (ein Kraftstoffrezirkulationsdurchgang) 15 angeordnet, das von der gemeinsamen Leitung 2 zu dem Kraftstofftank 9 führt. Der Druckbegrenzer 16 ist ein Drucksicherheitsventil zum Begrenzen des Kraftstoffdrucks unterhalb eines Grenzdrucks durch Öffnen, wenn der Kraftstoffdruck in der gemeinsamen Leitung 2 den Grenzdruck erreicht.
Die Zufuhrpumpe 3 hat eine bekannte Förderpumpe, einen Tauchkolben und eine Druckbeaufschlagungskammer (eine Tauchkolbenkammer). Die Förderpumpe ist eine Niederdruckzufuhrpumpe, die Niederdruckkraftstoff aus dem Kraftstofftank 9 durch eine Drehung einer Pumpenantriebswelle 22 ansaugt, die sich mit einer Kurbelwelle 21 des Verbrennungsmotors 1 dreht. Der Tauchkolben wird durch die Pumpenantriebswelle 22 angetrieben. Die Druckbeaufschlagungskammer druckbeaufschlagt den Kraftstoff durch eine Hin- und Herbewegung des Tauchkolbens. Die Zufuhrpumpe 3 ist eine Hochdruckkraftstoffzufuhrpumpe, die den Niederdruckkraftstoff, der durch die Förderpumpe von dem Kraftstofftank 9 durch ein Kraftstoffrohr 19 angesaugt wird, mit Druck beaufschlagt und den Hochdruckkraftstoff zu der gemeinsamen Leitung 2 von dem Ausstoßloch ausstößt. Das SCV 4 ist in einem Kraftstoffzufuhrdurchgang, der den Kraftstofftank 9 und die Druckbeaufschlagungskammer der Zufuhrpumpe 3 verbindet, insbesondere in einem Kraftstoffzufuhrdurchgang angeordnet, der die Förderpumpe mit der Druckbeaufschlagungskammer verbindet. Das SCV 4 öffnet oder schließt den Kraftstoffzufuhrdurchgang.
Das SCV 4 wird auf der Grundlage eines Pumpenantriebssignals elektronisch gesteuert, das von der ECU 10 durch einen Pumpenantriebsschaltkreis übermittelt wird. Somit arbeitet das SCV 4 als ein Pumpendurchflussratenregulationsventil (Ansaugmengenregulationselektromagnetventil) zum Regulieren der Menge des Kraftstoffs, die in die Druckbeaufschlagungskammer von der Förderpumpe der Zufuhrpumpe 3 angesaugt wird. Das SCV 4 ändert den Kraftstoffeinspritzdruck (den Kraftstoffdruck, den Druck der gemeinsamen Leitung) zum Einspritzen des Kraftstoffs aus den jeweiligen Einspritzeinrichtungen 5 zu dem Verbrennungsmotor 1. Das SCV 4 des vorliegenden Ausführungsbeispiel hat ein Ventil (einen Ventilkörper) zum Ändern eines Öffnungsgrads des Kraftstoffdurchgangs in der Zufuhrpumpe 3 und eine Solenoidspule zum Regulieren des Ventilöffnungsgrads des Ventils gemäß dem Pumpenantriebssignal. Das SCV 4 ist ein Elektromagnetventil der normalerweise offenen Bauart (ein Pumpensteuerungsventil), dessen Ventilkörper sich vollständig öffnet, wenn eine Energiebeaufschlagung auf die Solenoidspule angehalten ist.
Die Einspritzeinrichtung 5 ist entsprechend jedem Zylinder des Verbrennungsmotors 1 montiert und ist mit dem am weitesten stromabwärts gelegenen Ende von einem von Abzweigungsrohren 17 verbunden, die von der gemeinsamen Leitung 2 abzweigen. Die Einspritzeinrichtung 5 ist ein Elektromagnetkraftstoffeinspritzventil mit einer Düse 6, einem Zweiwege-Elektromagnetventil 7 und einer Schraubenfeder (Nadelvorspanneinrichtung). Die Düse 6 führt den Hochdruckkraftstoff, der in der gemeinsamen Leitung 2 gespeichert ist, in eine Brennkammer von jedem Zylinder des Verbrennungsmotors 1 zu. Das Zweiwege-Elektromagnetventil 7 treibt eine Düsennadel 33, die in der Düse 6 aufgenommen ist, in eine Ventilöffnungsrichtung an. Die Schraubenfeder spannt die Düsennadel 33 in eine Ventilschließrichtung vor.
Die Düse 6 hat einen Düsenkörper 32 und die Düsennadel 33. Der Düsenkörper 32 ist mit einer Vielzahl von Einspritzlöchern 31 ausgebildet. Die Düsennadel 33 ist gleitfähig in dem Düsenkörper 32 aufgenommen. Die Düsennadel 33 öffnet oder schließt die Vielzahl der Einspritzlöcher 31. Bei dem Düsenkörper 32 ist ein Kraftstoffdurchgang 35 ausgebildet, der von einem Verbindungsabschnitt zu einem Kraftstoffsumpf 34 führt. Ein Anweisungskolben 36 ist an einem axial oberen Ende der Düsennadel 33 in 2 montiert. Der Anweisungskolben 36 bewegt sich mit der Düsennadel 32.
Ein Kraftstoffzufuhrdurchgang 40 ist an einem Düsenhalter 37 ausgebildet, der mit einem oberen Ende des Düsenkörpers 32 in 2 verbunden ist. Der Kraftstoffzufuhrdurchgang 40 wird zum Zuführen des Kraftstoffs in die Drucksteuerungskammer 39 von dem Verbindungsabschnitt durch eine Einlassöffnung 41 verwendet. Ein Kraftstoffausstoßdurchgang 55 ist an dem Düsenkörper 32 und dem Düsenhalter 37 ausgebildet. Der Kraftstoffausstoßdurchgang 55 wird zum Einführen des Kraftstoffs, der in einen Innenraum 54 von einem Gleitraum zwischen der Düsennadel 32 und dem Düsenkörper 32 überströmt, zu einem Kraftstoffausstoßdurchgang 51 (statischer Einspritzeinrichtungsaustritt) verwendet.
Das Elektromagnetventil 7 hat eine Solenoidspule 45, ein Ventilelement 46, eine Rückstellfeder 47 und Ähnliches. Die Solenoidspule 45 ist elektrisch mit einer Fahrzeugleistungsquelle 43 durch einen Schalter 44 der normalerweise offenen Bauart verbunden, der in dem Einspritzeinrichtungsantriebsschaltkreis EDU enthalten ist. Das Ventilelement 46 hat einen Anker, der nach oben in 2 durch eine magneto-motorische Kraft der Solenoidspule 45 gezogen wird. Die Rückstellfeder 47 spannt das Ventilelement 46 zu einer Ventilschließrichtung vor. Die Kraftstoffeinspritzung aus der Einspritzeinrichtung 5 zu der Brennkammer jedes Zylinders des Verbrennungsmotors 1 wird elektronisch mit dem Elektromagnetventilsteuerungssignal (ein INJ- Steuerungsanweisungswert) gesteuert, das von der ECU 10 zu dem Einspritzeinrichtungsantriebsschaltkreis (EDU) abgegeben wird, das das Elektromagnetventil 7 steuert.
Wenn der Einspritzeinrichtungsantriebsschaltkreis (EDU) den Einspritzeinrichtungsantriebsstrom auf die Solenoidspule 45 des Elektromagnetventils 7 aufbringt, öffnet das Ventilelement 46 des Elektromagnetventils 7 ein Verbindungsloch 49, das mit der Drucksteuerungskammer 39 durch eine Auslassöffnung 42 in Verbindung steht. Dann strömt der Kraftstoff, der in die Drucksteuerungskammer 39 zugeführt wird, zu der Niederdruckseite des Kraftstoffsystems oder die Kraftstoffrezirkulationsdurchgänge 13, 14 und den Kraftstofftank 9 durch die Auslassöffnung 42, die Kraftstoffausstoßdurchgänge 51, 52 und das Kraftstoffausstoßloch 53 über (dynamischer Einspritzeinrichtungsaustritt). Somit verringert sich der Kraftstoffdruck in der Drucksteuerungskammer 39. Wenn der Kraftstoffdruck in dem Kraftstoffsumpf 34, der an der Düsennadel 33 nach oben in 2 wirkt, die Vorspannkraft der Schraubenfeder übersteigt, hebt sich die Düsennadel 33 nach oben von einem Ventilsitz und steht das Einspritzloch 31 mit dem Kraftstoffsumpf 34 in Verbindung. Dann wird der Hochdruckkraftstoff, der in der gemeinsamen Leitung 2 gespeichert ist, in die Brennkammer von jedem Zylinder des Verbrennungsmotors 1 eingespritzt.
Die ECU hat einen Mikrocomputer mit einem bekannten Aufbau. Der Mikrocomputer hat Funktionen der CPU zum Zuführen einer Steuerungstransaktion und einer Berechnungstransaktion, einen Speicher (ROM, RAM) zum Speichern von verschiedenen Programmen und Daten, einen Eingabeschaltkreis, einen Ausgabeschaltkreis, einen Leistungszufuhrschaltkreis, den Einspritzeinrichtungsantriebsschaltkreis (EDU), den Pumpenantriebsschaltkreis und Ähnliches. Wenn ein Zündschalter eingeschaltet ist (IG EIN), wird der ECU 10 Energie zugeführt und steuert diese das SCV 4 der Zufuhrpumpe 3, das Elektromagnetventil 7 der Einspritzeinrichtung 5 und Ähnliches auf der Grundlage des in dem Speicher gespeicherten Steuerungsprogramms. Wenn der Zündschalter ausgeschaltet ist (IG AUS) und die Energiezufuhr angehalten ist, wird die Steuerung auf der Grundlage des in dem Speicher gespeicherten Steuerungsprogramms gezwungenermaßen angehalten.
Sensorsignale, die von verschiedenen Sensoren ausgegeben werden, werden in den Mikrocomputer eingegeben, nachdem die Signale von analogen Signalen zu digitalen Signalen durch einen A/D-Wandler umgewandelt sind. Der Mikrocomputer der ECU 10 ist mit einer Betriebsbedingungserfassungseinrichtung zum Erfassen eines Betriebszustands oder einer Betriebsbedingung des Verbrennungsmotors 1 verbunden, wie zum Beispiel einem Drehzahlsensor 61 zum Erfassen einer Verbrennungsmotordrehzahl (NE), einem Beschleunigerpositionssensor 62 zum Erfassen einer Beschleunigerposition (ACCP), einem Kühlwassertemperatursensor 63 zum Erfassen einer Verbrennungsmotorkühlwassertemperatur (THW), einem Kraftstofftemperatursensor 64 zum Erfassen einer Temperatur (pumpeneinlass-seitige Kraftstofftemperatur: THF) des in die Zufuhrpumpe 3 eingesaugten Kraftstoffs, einem Umgebungstemperatursensor 65 zum Erfassen einer Umgebungstemperatur (TAM) außerhalb eines Fahrzeugs, einem Drucksensor 66 der gemeinsamen Leitung zum Erfassen des Kraftstoffdrucks in der gemeinsamen Leitung 2 (der Druck der gemeinsamen Leitung: Pc) und ähnliches.
Die ECU 10 berechnet eine Basiseinspritzmenge (Q) und eine Anweisungseinspritzzeitabstimmung (T) auf der Grundlage von Verbrennungsmotorbetriebsinformationen, wie zum Beispiel der Verbrennungsmotordrehzahl NE, die durch den Drehzahlsensor 61 erfasst wird, die Beschleunigerposition ACCP, die durch den Beschleunigerpositionssensor 62 erfasst wird, und dergleichen. Die ECU 10 berechnet eine Anregungsdauer (Einspritzimpulslänge, Einspritzimpulsbreite, eine Einspritzimpulsdauer oder eine Anweisungseinspritzdauer; Tq) des Elektromagnetventils 7 der Einspritzeinrichtung 5 aus der Verbrennungsmotorbetriebsinformation, wie zum Beispiel der Verbrennungsmotordrehzahl NE oder dem tatsächlichen Druck (Pcr) der gemeinsamen Leitung, der durch den Drucksensor 66 der gemeinsamen Leitung erfasst wird, und der Basiseinspritzmenge Q. Die ECU 10 bringt einen impulsförmigen Einspritzeinrichtungsantriebsstrom (den INJ-Antriebsstromwert, der Einspritzeinrichtungseinspritzimpuls) auf das Elektromagnetventil 7 der Einspritzeinrichtung 7 durch den Einspritzeinrichtungsantriebsschaltkreis (EDU) auf. Somit wird der Verbrennungsmotor 1 betrieben. Die ECU 10 hat eine Kraftstoffdrucksteuerungseinrichtung zum Berechnen des optimalen Drucks der gemeinsamen Leitung gemäß der Betriebsbedingung des Verbrennungsmotors und zum Antreiben des SCV 4 der Zufuhrpumpe 3 durch den Pumpenantriebsschaltkreis. Somit ändert die Kraftstoffdrucksteuerungseinrichtung die Menge des von der Zufuhrpumpe 3 ausgestoßenem Kraftstoffs und steuert den Druck der gemeinsamen Leitung.
Insbesondere berechnet die ECU den Soll-Druck (PF) der gemeinsamen Leitung aus der Verbrennungsmotorbetriebsinformation, wie zum Beispiel der Verbrennungsmotordrehzahl NE, die durch den Drehzahlsensor 61 erfasst wird, und dergleichen. Zum Erzielen des Soll-Drucks PF der gemeinsamen Leitung reguliert die ECU das Pumpenantriebssignal (die SCV-Steuerungsgröße, einen SCV-Steuerungsanweisungswert oder einen Antriebsstromwert) zu dem SCV 4 der Zufuhrpumpe 3 und steuert die Druckfördermenge (Pumpenausstoßmenge) des von der Zufuhrpumpe 3 ausgestoßenen Kraftstoffs.
Vorzugsweise sollte der Drucksensor 66 der gemeinsamen Leitung an der gemeinsamen Leitung 2 angebracht sein und sollte das Pumpenantriebssignal zu dem SCV 4 rückführgeregelt sein, so dass der tatsächliche Druck Pcr der gemeinsamen Leitung, der durch den Drucksensor 66 der gemeinsamen Leitung erfasst wird, im wesentlichen mit dem Soll-Druck PF der gemeinsamen Leitung übereinstimmt, der auf der Grundlage der Verbrennungsmotorbetriebsinformation ermittelt wird.
Vorzugsweise sollte das Pumpenantriebssignal zu dem SCV 4 mit einer Einschaltdauerzyklussteuerung gesteuert werden. Beispielsweise wird eine präzise digitale Steuerung durch Einsetzen der Einschaltdauerzyklussteuerung realisiert, bei der ein Öffnungsgrad des SCV 4 durch Regulieren eines Ein-Aus-Verhältnisses des Pumpenantriebssignals pro Zeiteinheit (ein Energiebeaufschlagungszeitdauerverhältnis, ein Einschaltdauerverhältnis) gemäß einer Druckdifferenz (ΔP) zwischen dem tatsächlichen Druck Pcr der gemeinsamen Leitung und dem Soll-Druck PF der gemeinsamen Leitung geändert wird.
Das Kraftstoffeinspritzsystem der Bauart mit gemeinsamer Leitung des vorliegenden Ausführungsbeispiels kann eine Mehrstufeneinspritzung (Mehrfacheinspritzung) zum Einspritzen des Kraftstoffs zu mehreren Zeitpunkten mit der Einspritzeinrichtung 5 eines spezifischen Zylinders während eines Zyklus des Verbrennungsmotors 1 oder während zwei Drehungen der Kurbelwelle (über einen Kurbelwinkel von 720°) oder insbesondere während eines Verbrennungstakts des Zylinders durchführen. Der eine Zyklus des Verbrennungsmotors 1 weist einen Einlasstakt, einen Verdichtungstakt, einen Expansionstakt (einen Explosionstakt) und einen Auslasstakt in dieser Reihenfolge auf. Beispielsweise kann das Kraftstoffeinspritzsystem der Speicherbauart die mehrstufige Einspritzung mit einer Vielzahl von Piloteinspritzungen oder Voreinspritzungen vor einer Hautpeinspritzung oder eine andere Art der mehrstufigen Einspritzung mit einer Vielzahl von Nacheinspritzungen nach der Haupteinspritzung oder noch eine weitere Art der mehrstufigen Einspritzung mit einer oder mehreren Piloteinspritzungen vor der Haupteinspritzung und einer oder mehreren Nacheinspritzungen nach der Haupteinspritzung durch Antreiben des Elektromagnetventils 7 über mehrere Male während des Verdichtungstakts und des Expansionstakts durchführen.
Als nächstes wird ein Betriebsverfahren des SCV 4 der Zufuhrpumpe 3 und des Elektromagnetventils 7 der Einspritzeinrichtung 5 auf der Grundlage der 1 bis 4 erklärt. Ein Ablaufdiagramm, dass in den 3 und 4 gezeigt ist, wird wiederholt bei einer vorbestimmten Zeitabstimmung durchgeführt, nachdem der Zündschalter eingeschaltet ist. Beispielsweise kann die Steuerung der Einspritzmenge der Einspritzeinrichtung 5 des Zylinders #k unmittelbar nach dem Ende der Einspritzung durch die Einspritzeinrichtung 5 des Zylinders #k bei einem vorhergehenden Zyklus gestartet werden. Alternativ kann die Einspritzmengensteuerung der Einspritzeinrichtung 5 des Zylinders #k unmittelbar nach dem Ende der Einspritzung bei einem anderen Zylinder gestartet werden, bei dem die Einspritzung unmittelbar vor der Einspritzung in dem Zylinder #k durchgeführt wird. Die Einspritzung in dem Zylinder #2 wird unmittelbar vor der Einspritzung des Zylinders #1 durchgeführt. Die Einspritzung in dem Zylinder #1 wird unmittelbar vor der Einspritzung des Zylinders #3 durchgeführt. Die Einspritzung in den Zylinder #3 wird unmittelbar vor der Einspritzung in den Zylinder #4 durchgeführt. Die Einspritzung in den Zylinder #4 wird unmittelbar vor der Einspritzung in den Zylinder #2 durchgeführt. Wenn das in den 3 und 4 gezeigte Ablaufdiagramm gestartet wird, werden Verbrennungsmotorparameter (Verbrennungsmotorbetriebsinformationen), wie zum Beispiel die Verbrennungsmotordrehzahl NE, die Beschleunigerposition ACCP, die Verbrennungsmotorkühlwassertemperatur THW, die pumpeneinlassseitige Kraftstofftemperatur THF und dergleichen in Schritt S1 eingegeben. Unter dessen werden die Umgebungstemperatur TAM und der tatsächliche Druck Pcr der gemeinsamen Leitung in Schritt S1 eingegeben. Dann wird eine Beschleunigerpositionsdifferenz ΔACCP zwischen der vorhergehenden Beschleunigerposition ACCPi-1, die in einem vorhergehenden Zyklus eingegeben wird, und der gegenwärtigen Beschleunigerposition ACCPi, die in einem gegenwärtigen Zyklus eingegeben wird, in Schritt S2 berechnet.
Dann werden Normalzeitdauereinspritzungsanweisungswerte in Schritt S3 berechnet. Genauer gesagt wird eine Basiseinspritzmenge (Q) gemäß der Verbrennungsmotordrehzahl NE und gemäß der Beschleunigerposition ACCP auf der Grundlage eines charakteristischen Kennfelds oder einer Formel berechnet, die im Voraus durch eine Messung über Experimente und dergleichen erstellt werden (Basiseinspritzmengenermittlungseinrichtung). Alternativ kann eine Soll-Druck-Differenz (ΔPF) zwischen den Soll-Drücken berechnet werden, die jeweils der vorhergehenden Basiseinspritzmenge (Qi-1) und der gegenwärtigen Basiseinspritzmenge (Qi) entsprechen.
Nachfolgend wird der Soll-Druck PF der gemeinsamen Leitung gemäß der Verbrennungsmotordrehzahl NE und der Basiseinspritzmenge Q auf der Grundlage eines Kennfelds oder einer Formel berechnet, die im Voraus durch eine Messung über ein Experiment und dergleichen erstellt werden (Kraftstoffdruckermittlungseinrichtung). Alternativ kann eine Einspritzmengendifferenz (ΔQ) zwischen den Einspritzmengen berechnet werden, die jeweils dem vorhergehenden Soll-Druck (PFi-1) der gemeinsamen Leitung und dem gegenwärtigen Soll-Druck (PFi) der gemeinsamen Leitung entsprechen.
Nachfolgend wird eine Anweisungseinspritzzeitabstimmung (Normaldauerhaupteinspritzzeitabstimmung) T gemäß der Verbrennungsmotordrehzahl NE und der Basiseinspritzmenge Q auf der Grundlage eines Kennfelds oder einer Formel berechnet, die im Voraus durch eine Messung über ein Experiment und dergleichen erstellt werden (Einspritzzeitabstimmungsermittlungseinrichtung).
Dann wird ermittelt, ob die Beschleunigerpositionsdifferenz ΔACCP, die in Schritt S2 berechnet wird, gleich wie oder geringer als ein vorbestimmter Wert -α in Schritt S4 ist. Alternativ wird ermittelt, ob die Soll-Druck-Differenz ΔPF oder die Einspritzmengendifferenz ΔQ sich um zumindest einen vorbestimmten Wert in Schritt S4 verringert hat. Wenn das Ergebnis der Ermittlung in Schritt S4 "NEIN" ist, wird ermittelt, ob die Beschleunigerpositionsdifferenz ΔACCP gleich wie oder größer als ein vorbestimmter Wert +β in Schritt S5 ist. Alternativ wird ermittelt, ob die Soll-Druck-Differenz ΔPF oder die Einspritzmengendifferenz ΔQ sich um zumindest einen vorbestimmten Wert in Schritt S5 erhöht hat. Wenn das Ergebnis der Ermittlung in Schritt S5 "JA" ist, wird ermittelt, dass sich das Fahrzeug in einem Beschleunigungszeitraum befindet (ein Beschleunigungsfahrtzeitraum oder ein Beschleunigungszustand), und wird eine Verzögerungsmarke (fg) verringert (fg=0). Dann wird die Marke fg in dem Speicher in Schritt S6 gespeichert.
Dann wird ein Normalzeitraumeinspritzmuster berechnet und in dem Speicher in Schritt S7 gespeichert. Dann schreitet der Prozess zu der Ermittlung in Schritt S13 weiter. Insbesondere wird eine Einspritzfrequenz bei der mehrstufigen Einspritzung (eine Mehrfacheinspritzfrequenz, eine INJ-Einspritzfrequenz) gemäß der Verbrennungsmotordrehzahl NE und der Basiseinspritzmenge Q auf der Grundlage eines charakteristischen Kennfelds berechnet, dass im Voraus durch eine Messung über ein Experiment und dergleichen erstellt wurde.
Beispielsweise wird die INJ-Einspritzfrequenz auf dreimal von den Einspritzungen gesetzt, die aus einer Piloteinspritzung, einer Voreinspritzung und einer Haupteinspritzung besteht, oder auf dreimal die Einspritzungen gesetzt, die aus zwei Piloteinspritzungen und einer Haupteinspritzung besteht, wie in 5(a) gezeigt ist, oder auf zweimal die Einspritzungen gesetzt, die aus einer Piloteinspritzung und einer Haupteinspritzung besteht, wie in 6 gezeigt ist. 5(b) ist ein Diagramm, dass ein Anzeigeverfahren des Einspritzmusters zeigt, dass in 5(a) gezeigt ist. Genauer gesagt bezieht sich jede Einspritzung, die in der Mehrfacheinspritzung enthalten ist, auf jedes Zeichen. Wenn ein bestimmtes Zeichen in 5(b) 1 ist, wird die Einspritzung entsprechend dem Zeichen durchgeführt, und wenn das Zeichen 0 ist, wird die Einspritzung entsprechend dem Zeichen nicht durchgeführt. Somit wird das Einspritzmuster ermittelt.
Wenn das Ergebnis der Ermittlung in Schritt S4 "JA" ist, wird ermittelt, dass das Fahrzeug sich in einem Verzögerungszeitraum (einem Verzögerungsfahrtzeitraum oder einem Verzögerungszustand) befindet. Dann wird die Verzögerungsmarke fg angehoben, (fg=1) und wird in dem Speicher in Schritt S8 gespeichert. Dann schreitet der Prozess zu dem Berechnungsprozess in Schritt S9 weiter.
Wenn das Ergebnis der Ermittlung in Schritt S4 "NEIN" ist und das Ergebnis der Ermittlung in Schritt S5 "NEIN" ist, wird ermittelt, dass sich das Fahrzeug in einem stationären Zeitraum (einem Stationärfahrtzeitraum oder einem stationärem Zustand) befindet und wird die Verzögerungszeitraumeinspritzmenge in Schritt S9 festgelegt. Genauer gesagt wird eine gegenwärtige Verzögerungszeitraumeinspritzmenge Qgi auf die gegenwärtige Basiseinspritzmenge Qi gesetzt, die in Schritt S3 gesetzt wird, und wird die nächste Verzögerungszeitraumeinspritzzeitmenge Qg durch Subtrahieren einer Verkleinerungseinspritzmenge (dQ) von der gegenwärtigen Verzögerungszeitraumeinspritzmenge Qgi berechnet. Somit wird, wie in dem Zeitablaufdiagramm von 6 gezeigt ist, die Kraftstoffeinspritzung auf der Grundlage der Verkleinerungseinspritzmenge zum allmählichen Verringern der Einspritzmenge durchgeführt, während sich die Einspritzmenge von der vorherigen Einspritzmenge vor dem Start der Verzögerung (die Normalzeitraumeinspritzmenge) zu der gegenwärtigen Einspritzmenge nach der Verzögerung ändert.
Dann wird ermittelt, auf die Differenz (Qg-Q) zwischen der Verzögerungszeitraumeinspritzmenge Qg und der Basiseinspritzmenge Q gleich wie oder geringer als ein vorbestimmter Wert γ in Schritt S10 ist. Wenn das Ergebnis der Ermittlung in Schritt S10 "JA" ist, dann schreitet der Prozess zu Schritt S6 weiter und wird die Verzögerungsmarke fg zurückgesetzt (fg=0).
Wenn das Ergebnis der Ermittlung in Schritt S10 "NEIN" ist, werden Verzögerungszeitraumeinspritzanweisungswerte in Schritt S11 berechnet. Genauer gesagt wird ein Verzögerungszeitraum-Soll-Druck (PFg) der gemeinsamen Leitung gemäß der Verbrennungsmotordrehzahl NE und der Basiseinspritzmenge Q auf der Grundlage eines charakteristischen Kennfelds oder einer Formel berechnet, die im Voraus durch eine Messung über ein Experiment und ähnliches erstellet werden (Kraftstoffdruckermittlungseinrichtung). Nachfolgend wird eine Verzögerungszeitraumeinspritzzeitabstimmung (Verzögerungszeitraumhaupteinspritzzeitabstimmung:Tg) gemäß der Verbrennungsmotordrehzahl NE und der Basiseinspritzmengen Q auf der Grundlage eines charakteristischen Kennfelds oder einer Formel berechnet, die im Voraus durch eine Messung über ein Experiment und ähnliches erstellt wurden (Einspritzzeitabstimmungsermittlungseinrichtung).
Dann wird ein Verzögerungszeitraumeinspritzmuster in Schritt S12 berechnet. Genauer gesagt wird das Einspritzmuster (die INJ-Einspritzfrequenz) während des Verzögerungszeitraums gemäß einer Differenz (Pcr-PFg) zwischen dem tatsächlichen Druck Pcr der gemeinsamen Leitung und dem Verzögerungszeitraum-Soll-Druck (PFg) der gemeinsamen Leitung berechnet. Somit wird die Frequenz der Einspritzungen zum Einspritzen der vorbestimmten Einspritzmenge ermittelt, wie in dem Zeitablaufdiagramm in 6 gezeigt ist.
Wenn der Berechnungsprozess in Schritt S7 oder in Schritt S12 beendet ist, schreitet der Prozess zu dem in 4 gezeigten Ablaufdiagramm weiter. Dann wird in Schritt S13 ermittelt, ob die Haupteinspritzung erforderlich ist. Wenn das Ergebnis der Ermittlung in Schritt S13 "NEIN" ist, wird die Haupteinspritzmenge (Qmain) auf 0 gesetzt und wird in Schritt S14 keine Einspritzung durchgeführt. Dann schreitet der Prozess zu Schritt S21 weiter.
Wenn das Ergebnis der Ermittlung in Schritt S13 "JA" ist, werden Haupteinspritzanweisungswerte in Schritt S15 berechnet. Genauer gesagt wird die Haupteinspritzmenge Qmain gemäß der Verbrennungsmotordrehzahl NE und der Basiseinspritzmenge Q auf der Grundlage eines charakteristischen Kennfelds oder einer Formel berechnet, die im Voraus durch eine Messung über ein Experiment und dergleichen erstellt wurden (Haupteinspritzmengenermittlungseinrichtung).
Nachfolgend wird eine Hautpeinspritzzeitabstimmung (Tmain) gemäß der Basiseinspritzmenge Q und der Verbrennungsmotordrehzahl NE auf der Grundlage eines charakteristischen Kennfeldes oder einer Formel berechnet, die im Voraus durch eine Messung über ein Experiment und dergleichen erstellt wurden (Haupteinspritzzeitabstimmungsermittlungseinheit). Alternativ kann die Haupteinspritzmenge Qmain durch Subtrahieren einer Voreinspritzmenge (Qpre), einer Piloteinspritzmenge (Qpilot) und einer Nacheinspritzmenge (Qaft) von der Gesamteinspritzmenge (Qtotal) berechnet werden.
Dann wird in Schritt S16 ermittelt, ob die Einspritzungen, die andere als die Haupteinspritzungen sind, erforderlich sind. Wenn das Ergebnis der Ermittlung in Schritt S16 "NEIN" ist, wird das Festlegen der Einspritzungen, die andere als die Hautpeinspritzung sind, nicht durchgeführt und werden die Einspritzmengen für die Einspritzungen, die andere als die Haupteinspritzung sind, auf 0 festgelegt, so dass der Kraftstoff nur bei der Hautpeinspritzung in Schritt S17 eingespritzt wird, Dann schreitet der Prozess zu Schritt S21 weiter.
Wenn das Ergebnis der Ermittlung in Schritt S16 "JA" ist, werden Voreinspritzanweisungswerte in Schritt S18 berechnet. Genauer gesagt wird die Voreinspritzmenge Qpre gemäß der Verbrennungsmotordrehzahl NE und der Basiseinspritzmenge Q auf der Grundlage eines charakteristischen Kennfelds oder einer Formel berechnet, die im Voraus durch eine Messung über ein Experiment und dergleichen erstellt wurden (Voreinspritzmengenermittlungseinrichtung).
Nachfolgen wird die Voreinspritzzeitabstimmung (Tpre) gemäß der Basiseinspritzmenge Q und der Verbrennungsmotordrehzahl NE auf der Grundlage eines charakteristischen Kennfelds oder einer Formel berechnet, die im Voraus durch eine Messung über ein Experiment und dergleichen erstellt wurden (Voreinspritzzeitabstimmungsermittlungseinrichtung). Alternativ kann das Intervall zwischen der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung bei der Mehrfacheinspritzung gemäß der Verbrennungsmotordrehzahl NE und der Basiseinspritzrenge Q auf der Grundlage eines charakteristischen Kennfelds oder einer Formel berechnet werden, die im Voraus durch eine Messung über ein Experiment und dergleichen erstellt wurden (Ermittlungseinrichtung des einspritzfreien Intervalls). Wenn die Voreinspritzung nicht durchgeführt wird, kann der Schritt S18 weggelassen werden.
Dann werden Piloteinspritzanweisungswerte in Schritt S19 berechnet. Genauer gesagt wird die Piloteinspritzmenge Qpilot gemäß der Verbrennungsmotordrehzahl NE und der Basiseinspritzmenge Q auf der Grundlage eines charakteristischen Kennfelds oder einer Formel berechnet, die im Voraus durch eine Messung über ein Experiment und der gleichen erstellt wurden (Piloteinspritzmengenermittlungseinrichtung).
Nachfolgend wird die Piloteinspritzzeitabstimmung (Tpilot) gemäß der Basiseinspritzmenge Q und der Verbrennungsmotordrehzahl NE auf der Grundlage eines charakteristischen Kennfelds oder einer Formel berechnet, die im Voraus durch eine Messung über ein Experiment und der gleichen erstellt wurde (Piloteinspritzzeitabstimmungsermittlungseinrichtung). Alternativ wird das Intervall zwischen der Piloteinspritzung und der Haupteinspritzung bei der Mehrfacheinspritzung gemäß der Basiseinspritzmenge Q und der Verbrennungsmotordrehzahl NE auf der Grundlage eines charakteristischen Kennfelds oder einer Formel berechnet, die im Voraus durch eine Messung über ein Experiment und dergleichen erstellt wurde (Ermittlungseinrichtung des einspritzfreien Intervalls). Wenn die Piloteinspritzung nicht durchgeführt wird, kann der Vorgang in Schritt S19 weg gelassen werden.
Dann werden Nacheinspritzanweisungswerte in Schritt S20 berechnet. Genauer gesagt wird die Nacheinspritzmenge Qaft gemäß der Verbrennungsmotordrehzahl NE und der Basiseinspritzmenge Q auf der Grundlage eines charakteristischen Kennfeldes oder einer Formel berechnet, die im Voraus durch eine Messung über ein Experiment und dergleichen erstellt wurden (Nacheinspritzmengenermittlungseinrichtung).
Nachfolgend wird die Nacheinspritzzeitabstimmung (Taft) gemäß der Basiseinspritzmenge Q und der Verbrennungsmotordrehzahl NE auf der Grundlage eines charakteristischen Kennfelds oder einer Formel berechnet, die im Voraus durch eine Messung über ein Experiment und dergleichen erstellt wurden (Nacheinspritzzeitabstimmungsermittlungseinrichtung). Alternativ wird das Intervall zwischen der Haupteinspritzung und der Nacheinspritzung bei der Mehrfacheinspritzung gemäß der Verbrennungsmotordrehzahl NE und der Basiseinspritzmenge Q auf der Grundlage eines charakteristischen Kennfelds oder einer Formel berechnet, die im Voraus durch eine Messung über ein Experiment und dergleichen erstellt wurden (Ermittlungseinrichtung des einspritzfreien Intervalls). Wenn die Nacheinspritzung nicht durchgeführt wird, kann der Prozess in Schritt S20 weggelassen werden.
Dann wird ein INJ-Steuerungswert als der INJ-Steuerungsanweisungswert in eine Einspritzimpulsbreite in Schritt S21 umgewandelt. Genauer gesagt wird eine Zeitdauer der Energiebeaufschlagung (Einspritzimpulslänge, Einspritzimpulsbreite, eine Einspritzimpulszeitdauer, eine Anweisungseinspritzzeitdauer:Tq) zu dem Elektromagnetventil 7 der Einspritzeinrichtung 5 gemäß der Basiseinspritzmenge Q und dem tatsächlichen Druck Pcr der gemeinsamen Leitung auf der Grundlage eines charakteristischen Kennfelds oder einer Formel berechnet, die im Voraus durch eine Messung über ein Experiment und dergleichen erstellt wurden.
Dann wird ein Pumpensteuerungswert als der SCV-Steuerungsanweisungswert in Schritt S22 berechnet. Genauer gesagt wird ein SCV-Korrekturwert (Di) gemäß einer Differenz (Pca-PFg, Pca-PF) zwischen dem tatsächlichen Druck Pcr der gemeinsamen Leitung und dem Soll-Druck PFg, PF der gemeinsamen Leitung berechnet. Nachfolgend wird ein vorliegender Pumpensteuerungswert (der SCV-Steuerungsanweisungswert:Dscv) durch Addieren des SCV-Korrekturwert Di zu dem vorhergehenden SCV-Steuerungsanweisungswert Dscvi berechnet.
Dann werden der INJ-Steuerungswert (der INJ-Steuerungsanweisungswert:Tq) und die Anweisungseinspritzzeitabstimmung T an eine Ausgangsstufe der ECU 10 in Schritt S23 gesetzt. Unter dessen wird der Pumpensteuerungswert (der SCV-Steuerungsanweisungswert:Dscv) an die Ausgangsstufe der ECU 10 in Schritt S23 gesetzt. Dann kehrt der Prozess zu Schritt S1 zurück und wird die vorstehend genannte Steuerung wiederholt.
Als nächstes wird die Funktion des Kraftstoffeinspritzsystems der Bauart mit gemeinsamer Leitung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel auf der Grundlage der 1 bis 7 erklärt.
Die Einspritzfrequenz (die INJ-Einspritzfrequenz) der Einspritzeinrichtung 5 ist auf einmal oder zweimal bei dem Beschleunigungszeitraum gesetzt. Unter dessen wird der SCV-Steuerungsanweisungswert für das SCV 4 der Zufuhrpumpe 3 rückführgeregelt, so dass der tatsächliche Druck Pcr der gemeinsamen Leitung, der durch den Drucksensor 66 der gemeinsamen Leitung erfasst wird, im Wesentlichen mit dem Soll-Druck PF der gemeinsamen Leitung übereinstimmt. Der Beschleunigungszeitraum ist ein Übergangszeitraum von dem Stationärfahrtzeitraum zu dem Beschleunigungsfahrtzeitraum, bei dem die Differenz ΔACCP zwischen der vorherliegenden Beschleunigerposition ACCPi-1 und der gegenwärtigen Beschleunigerposition ACCPi sich über den vorbestimmten Wert +β vergrößert, da der Fahrzeugfahrer das Beschleunigerpedal tief niederdrückt und sich die gegenwärtige Basiseinspritzmenge Q von der vorhergehenden Basiseinspritzmenge Q beispielsweise um zumindest einen vorbestimmten Wert vergrößert. Somit wird bei dem Beschleunigungszeitraum der Öffnungsgrad des Kraftstoffzufuhrdurchgangs, der den Kraftstofftank 9 mit der Druckbeaufschlagungskammer der Zufuhrpumpe 3 verbindet, reguliert.
Daher wird die Pumpenausstoßmenge des Kraftstoffs, der von dem Ausstoßloch der Zufuhrpumpe 3 zu der gemeinsamen Leitung 2 ausgestoßen wird, geändert und wird der Kraftstoffdruck in der gemeinsamen Leitung 2 (der Druck der gemeinsamen Leitung) rasch erhöht.
In dem Verzögerungszeitraum wird zunächst die Einspritzmenge auf die Verzögerungszeitraumeinspritzmenge Qg zum Durchführen der Einspritzabsenkung gesetzt. Der Verzögerungszeitraum ist ein Übergangszeitraum von dem Stationärfahrtzeitraum zu dem Verzögerungsfahrtzeitraum, bei dem die Differenz ΔACCP zwischen der vorhergehenden Beschleunigerposition ACCPi-1 und der gegenwärtigen Beschleunigerposition ACCPi größer als der vorbestimmte Wert a wird, da der Fahrzeugfahrer seinen Fuß von dem Beschleunigerpedal wegnimmt, und der gegenwärtige Soll-Druck PF der gemeinsamen Leitung oder die gegenwärtige Basis-Einspritzmenge Q verringert sich von dem vorhergehenden Wert um zumindest einen vorbestimmten Wert. Bei dem Einspritzungsabsenken wird die tatsächliche Einspritzmenge, die in die Brennkammer von jedem Zylinder eingespritzt wird, allmählich von der vorhergehenden Basis-Einspritzmenge Q verringert, die gesetzt wird, bevor die Verzögerung gestartet wird, um eine Nachverzögerungseinspritzmenge Qg (die Einspritzmenge Qg nach der Verzögerung) während einer vorbestimmten Zeitdauer in dem Stationärzeitraum vorzugeben, bei dem die Beschleunigerposition ACCP unverändert ist, nachdem die Verzögerung gestartet ist. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Einspritzungsabsenkung für eine kontinuierliche Verringerung der tatsächlichen Einspritzmenge um einen vorbestimmten Gradienten (Qgi-dQ) pro Zeiteinheit durchgeführt. Alternativ kann eine andere Art einer Einspritzungsabsenkung zum Verringern der tatsächlichen Einspritzmenge stufenweise um einen vorbestimmten Stufengrad (Qgi-dQ) durchgeführt werden.
Die Kraftstoffeinspritzung von der Eintrittseinrichtung 5, die an jedem Zylinder des Verbrennungsmotors 1 montiert ist, zu der Brennkammer des Zylinders wird wie folgt durchgeführt. Bei der Anweisungseinspritzzeitabstimmung T der Einspritzeinrichtung 5 oder bei jeder Einspritzzeitabstimmung bei der Mehrfacheinspritzung (die Piloteinspritzzeitabstimmung Tpilot, die Voreinspritzzeitabstimmung Ttre, die Haupteinspritzzeitabstimmung Tmain oder die Nacheinspritzzeitabstimmung Taft), wird der normalerweise offene Schalter 44, der in jedem Einspritzeinrichtungsantriebsschaltkreis EDU enthalten ist, geschlossen. Somit wird der impulsförmige Einspritzeinrichtungsantriebsstrom (INJ-Einspritzimpuls) auf die Solenoidspule 45 des Elektromagnetventils 7 der Einspritzeinrichtung 5 aufgebracht. Dann öffnet sich das Ventilelement 46 des Elektromagnetventils 7 der Einspritzeinrichtung 5.
Während das Ventilelement 46 offen ist, strömt der Hochdruckkraftstoff, der in die Drucksteuerungskammer 39 von dem Abzweigungsdurchgang 17 der gemeinsamen Leitung 2 durch den Kraftstoffdurchgang 40 und die Einlassöffnung 41 zugeführt wird, zu den Austrittsrohren 13, 14 von dem Kraftstoffausstoßloch 53 durch das Verbindungsloch 49, die Auslassöffnung 42 und die Kraftstoffausstoßdurchgänge 51, 52 über (dynamischer Einspritzeinrichtungsaustritt). Daher übersteigt die Düsennadel 33 die Vorspannkraft der Nadelvorspanneinrichtung, wie zum Beispiel der Feder, und hebt sich von dem Ventilsitz des Düsenkörpers 32 ab. Somit steht das Einspritzloch 31 in Verbindung mit dem Kraftstoffsumpf 34 und wird der Hochdruckkraftstoff, der in der gemeinsamen Leitung 2 gespeichert ist, in die Brennkammer jedes Zylinders des Verbrennungsmotors 1 eingespritzt.
Wenn darauf die Einspritzimpulsbreite Tq oder jeder Einspritzzeitraum der Mehrfacheinspritzung (eine Piloteinspritzungszeitdauer, eine Voreinspritzungszeitdauer, eine Haupteinspritzungszeitdauer oder eine Nacheinspritzungszeitdauer) von jeder Einspritzeinrichtungseinspritzimpulsstartzeitabstimmung zum Starten der Abgabe des Einspritzimpulses der Einspritzeinrichtung (INJ) verläuft, wird der normalerweise offene Schalter 44 zu der Einspritzeinrichtungseinspritzimpulsendzeitabstimmung zum Beenden der Abgabe des Einspritzimpulses der Einspritzeinrichtung (INJ) geöffnet. Dann schließt sich das Ventilelement 46 des Elektromagnetventils 7 der Einspritzeinrichtung 5.
Während das Elektromagnetventil 7 der Einspritzeinrichtung 5 geschlossen ist, wird der Hochdruckkraftstoff in die Drucksteuerungskammer 39 von dem Abzweigungsrohr 17 der gemeinsamen Leitung 2 durch den Kraftstoffzufuhrdurchgang 40 und die Einlassöffnung 41 zugeführt und wird die Drucksteuerungskammer 39 mit dem Hochdruckkraftstoff gefüllt. Daher wird die Düsennadel 33 an den Ventilsitz des Düsenkörpers 32 durch die Vorspannkraft der Nadelvorspanneinrichtung, wie zum Beispiel der Feder, angesetzt. Daher wird die Verbindung zwischen dem Einspritzloch 31 und dem Kraftstoffsumpf 34 abgeschaltet und wird die Kraftstoffeinspritzung zu der Brennkammer jedes Zylinders des Verbrennungsmotors 1 beendet.
Die in 7 gezeigte Graphik ist ein Ergebnis eines Experiments, bei dem die dynamische Einspritzeinrichtungsaustrittsmenge Q_LEAK gemessen würde, während die Einspritzfrequenz bei der Mehrfacheinspritzung (die INJ-Einspritzfrequenz F_INJ) von null bis fünf Mal geändert wurde. Eine Druckverringerungsfähigkeit oder eine Druckfolgefähigkeit des tatsächlichen Drucks Pcr der gemeinsamen Leitung zum Verringern von dem Stationärzeitraum-Soll-Druck PF der gemeinsamen Leitung zu dem Verzögerungszeitraum-Soll-Druck PFg wird im Vergleich mit der herkömmlichen Technologie dadurch verbessert, dass die INJ-Einspritzfrequenz F_INJ auf einen Optimalwert während der Einspritzungsverminderungszeitdauer oder der Verzögerungszeitdauer gesetzt wird, bei der der Soll-Druck PF der gemeinsamen Leitung sich um zumindest einen vorbestimmten Grad verringert, wie in den 6 und 7 gezeigt ist. In 6 stellt eine strich-punktierte Linie „a" den tatsächlichen Druck PCR der gemeinsamen Leitung in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel dar und stellt eine gestrichelte Linie „b" den tatsächlichen Druck Pcr der gemeinsamen Leitung nach der herkömmlichen Technologie dar.
Wie in dem Zeitablaufdiagramm in 6 gezeigt ist, ist daher für den Fall, bei dem das Einspritzmuster während der normalen Zeitdauer und das Einspritzmuster nach der Verzögerung jeweils auf zwei Mal gesetzt sind (eine Piloteinspritzung und eine Haupteinspritzung), die Einspritzfrequenz auf fünf Mal (vier Piloteinspritzungen und eine Haupteinspritzung) gesetzt, wenn die Druckdifferenz (Pcr-PFg) auf einem Maximalwert liegt. Wenn die Druckdifferenz (Pcr-PFg) auf einem Minimalwert ist, ist die Einspritzfrequenz auf drei Mal gesetzt (zwei Piloteinspritzungen und eine Haupteinspritzung). Wenn die Druckdifferenz (Pcr-PFg) auf einem Wert zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert liegt, ist die Einspritzfrequenz auf vier Mal gesetzt ( drei Piloteinspritzungen und eine Haupteinspritzung). Anstelle der Piloteinspritzung kann die Nacheinspritzung oder die Voreinspritzung durchgeführt werden.
Wie vorstehend erklärt ist, wird bei dem Kraftstoffeinspritzsystem der Bauart mit gemeinsamer Leitung des vorliegenden Ausführungsbeispiels die Einspritzabsenkung zum Abschwächen eines Verzögerungsschubs oder eines Verzögerungsstoßes während eines Zeitraums seit der Verzögerungsstartzeitabstimmung durchgeführt, bis eine vorbestimmte Bedingung erfüllt ist. Bei der Verzögerungsstartzeitabstimmung verringert sich die Beschleunigerposition ACCP, der Solldruck PF der gemeinsamen Leitung oder die Basiseinspritzmenge Q um zumindest einen vorbestimmten Grad. Genauer gesagt wird die Einspritzabsenkung während eines Zeitraums durchgeführt, bei dem die Einspritzmenge sich von der Vorverzögerungseinspritzmenge (die Einspritzmenge vor der Verzögerung, die Stationäreinspritzmenge) zu der Nachverzögerungseinspritzmenge (die Einspritzmenge nach der Verzögerung) verringert. Unterdessen wird während eines Verbrennungszyklus des Verbrennungsmotors 1, bei dem der tatsächliche Druck Pcr der gemeinsamen Leitung von dem Vorverzögerungssolldruck der gemeinsamen Leitung (der Solldruck der gemeinsamen Leitung vor der Verzögerung) PF zu dem Nachverzögerungssolldruck der gemeinsamen Leitung (der Solldruck der gemeinsamen Leitung nach de Verzögerung) PFg ändert, die mehrstufige Einspritzung durch Antreiben des Elektromagnetventils 7 der Einspritzeinrichtung 5 mehrere Male zum mehrmaligen Einspritzen des Hochdruckkraftstoffs in die Brennkammer jedes Zylinders des Verbrennungsmotors 1 durchgeführt.
Während des Zeitraums, bei dem die Einspritzabsenkung durchgeführt wird, oder während des Zeitraums, bei dem der tatsächliche Druck Pcr der gemeinsamen Leitung sich von dem Vorverzögerungssolldruck PF der gemeinsamen Leitung zu dem Nachverzögerungssolldruck PFg der gemeinsamen Leitung ändert, erhöht sich der dynamische Einspritzeinrichtungsaustrittsbetrag, wenn die INJ-Einspritzfrequenz auf einen größeren Wert als in dem anderen Zeitraum gesetzt wird. Als Folge kann die Druckverringerungsfähigkeit oder die Druckfolgefähigkeit des tatsächlichen Drucks Pcr der gemeinsamen Leitung, um sich von dem Vorverzögerungssolldruck PF der gemeinsamen Leitung zu dem Nachverzögerungsdruck PFg der gemeinsamen Leitung, zu ändern, verbessert werden.
Somit kann der Druck der gemeinsamen Leitung so gesteuert werden, dass er sich rasch verringert. Daher kann der Zeitraum, in dem sich der tatsächliche Druck Pcr der gemeinsamen Leitung von dem Vorverzögerungssolldruck PF der gemeinsamen Leitung zu dem Nachverzögerungssolldruck PFg der gemeinsamen Leitung verringert, zusammengezogen werden. Somit kann der Zeitraum, in dem der unbenötigte Hochdruckkraftstoff in die Brennkammer von jedem Zylinder des Verbrennungsmotors 1 eingespritzt wird, zusammengezogen werden. Dem gemäß ergibt sich ein Zustand verlangsamter Verbrennung bei dem Verbrennungsmotor. Als Folge kann das Verbrennungsmotorgeräusch, wie zum Beispiel das Verbrennungsgeräusch, verringert werden, wie in 6 gezeigt ist. In 6 stellt eine Strich-Punkt-Linie "c" das Verbrennungsgeräusch in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel dar und stellt eine gestrichelte Linie "d" das Verbrennungsgeräusch der herkömmlichen Technologie dar.
Des weiteren kann die Druckverringerungsfähigkeit zum Verringern des Kraftstoffdrucks in der gemeinsamen Leitung 2 von dem hohen Druck auf den niedrigen Druck verbessert werden, ohne dass ein Druckverringerungsventil oder ein Druckverringerungsventilantriebsschaltkreis zum Antreiben des Druckverringerungsventils notwendig ist. Daher kann die Anzahl der Teile und der Zusammenbauarbeitsaufwand verringert werden. Als Folge können die Kosten reduziert werden.
(Zweites Ausführungsbeispiel)
Als nächstes wird ein Betriebsverfahren eines Kraftstoffeinspritzsystems der Bauart mit gemeinsamer Leitung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel auf der Grundlage von 8 erklärt.
Das Verbrennungsgeräusch und die NO_x-Ausstoßmenge kann erhöht werden, wenn der tatsächliche Druck Pcr der gemeinsamen Leitung höher als der Solldruck PF der gemeinsamen Leitung um zumindest einen vorbestimmten Wert (beispielsweise 15 MPa) ist, wenn der Betriebszustand von dem Verzögerungszustand geändert wird, bei dem das Beschleunigerpedal nicht niedergedrückt ist und die Kraftstoffeinspritzung angehalten ist, zu dem Beschleunigungszustand erneut geändert wird, bei dem das Beschleunigerpedal niedergedrückt ist, während der Verbrennungsmotor unter einer schweren Last betrieben ist. Daher werden bei der herkömmlichen Technologie die Einspritzmenge und die Einspritzzeitabstimmung reguliert, wenn der Verbrennungsmotor erneut beschleunigt wird. Jedoch kann die Fahrbarkeit zu dem Zeitpunkt, wenn der Verbrennungsmotor erneut beschleunigt wird (die Beschleunigungsfähigkeit mit Bezug auf die Änderung der Beschleunigerposition) verschlechtert werden.
Daher wird bei dem zweiten Ausführungsbeispiel, wie in 8 gezeigt ist, die Mehrfachzykluseinspritzung während des Verzögerungszeitraums durchgeführt, um die Druckverringerungsfähigkeit während des Verzögerungszeitraums zu verbessern, bei dem die Beschleunigerposition ACCP sich um zumindest einen vorbestimmten Grad verändert, oder wenn der tatsächliche Druck Pcr der gemeinsamen Leitung höher als der Solldruck PF der gemeinsamen Leitung um zumindest einen vorbestimmten Wert ist (beispielsweise 15 MPa), während die Verschlechterung der Verzögerungsfähigkeit oder der Fahrbarkeit in dem Verzögerungszeitraum verhindert wird. Genauer gesagt wird die Energiebeaufschlagungszeitdauer (die Einspritzimpulsbreite, die Anweisungseinspritzzeitdauer: Tq) des Elektromagnetventils 7 der Einspritzeinrichtung 5 stufenweise um einen vorbestimmten Stufengrad (ein vorbestimmter Grad, um den von einem vorhergehenden Zyklus verringert wird: eqpcd) pro Zeiteinheit verringert, wenn die Differenz zwischen dem tatsächlichen Druck Pcr der gemeinsamen Leitung und dem Nacheinspritzungssolldruck der gemeinsamen Leitung sich während eines Übergangszeitraums von dem Stationärfahrtzeitraum zu dem Verzögerungsfahrtzeitraum verringert, bei dem die Beschleunigerposition ACCP 0% beträgt. Das heißt, dass die Energiebeaufschlagungszeitdauer Tq stufenweise während eines Zeitraums, bei dem der Druck Pc der gemeinsamen Leitung sich von dem Vorverzögerungssolldruck PF der gemeinsamen Leitung zu dem Nachverzögerungssolldruck der gemeinsamen Leitung um zumindest einen vorbestimmten Grad (zum Beispiel 15 MPa) ändert und der tatsächliche Druck Pcr der gemeinsamen Leitung im Wesentlichen mit dem Nachverzögerungssolldruck der gemeinsamen Leitung zusammenfällt, verringert.
Somit kann die Druckverringerungszeitraumeinspritzmenge eqpcdn, die zu dem Verbrennungsmotor 1 von der Einspritzeinrichtung 5 eingespritzt wird, stufenweise um den vorbestimmten Grad eqpcd verringert werden, der von dem vorherigen Zyklus während des Zeitraums verringert wird, bei dem der Druck der gemeinsamen Leitung sich von dem Vorverzögerungssolldruck PF der gemeinsamen Leitung zu dem Nachverzögerungssolldruck der gemeinsamen Leitung verringert, wie in 8 gezeigt ist. Daher kann die Druckverringerungsfähigkeit während des Zeitraums, bei dem der tatsächliche Druck Pcr der gemeinsamen Leitung sich auf den Nachverzögerungssolldruck der gemeinsamen Leitung verringert, oder während des Verzögerungszeitraums von dem Stationärfahrtzeitraum zu dem Verzögerungsfahrtzeitraum verbessert werden. In 8 zeigt eine durchgezogene Linie "a" den tatsächlichen Druck Pcr der gemeinsamen Leitung für den Fall, bei dem die Mehrfachzykluseinspritzung während des Druckverringerungszeitraums nicht durchgeführt wird (die herkömmliche Technologie) und eine weitere durchgezogene Linie "b" zeigt den tatsächlichen Druck Pcr der gemeinsamen Leitung für den Fall, bei dem die Mehrfachzykluseinspritzung während des Druckverringerungszeitraums durchgeführt wird (das vorliegende Ausführungsbeispiel). Außerdem kann der Zeitraum, in dem der unnötige Hochdruckkraftstoff von der Einspritzeinrichtung 5 zu der Brennkammer jedes Zylinders des Verbrennungsmotors 1 eingespritzt wird, zusammengezogen werden. Daher ergibt sich ein Zustand verlangsamter Verbrennung bei dem Verbrennungsmotor 1 und kann das Verbrennungsmotorgeräusch, zum Beispiel das Verbrennungsgeräusch verringert werden. Des weiteren kann die Fahrbarkeit zu dem Zeitpunkt, wenn der Verbrennungsmotor erneut beschleunigt wird (die Beschleunigungsfähigkeit mit Bezug auf die Änderung der Beschleunigerposition), verbessert werden.
Die Druckverringerungszeitraumeinspritzmenge eqpcdn während des Zeitraums, in dem sich der Druck der gemeinsamen Leitung von dem Vorverzögerungssolldruck PF der gemeinsamen Leitung zu dem Nachverzögerungssolldruck ändert, kann aus der Einspritzfrequenz (ecqpcdn) während des Zeitraums berechnet werden, in dem sich die Einspritzmenge von der Vorverzögerungseinspritzmenge, die die Einspritzmenge zu dem Zeitpunkt ist, wenn die Beschleunigerposition ACCP sich ändert, zu der Nachverzögerungseinspritzmenge ändert. Die Nachverzögerungseinspritzmenge ist die Basiseinspritzmenge zu dem Zeitpunkt, wenn die Verbrennungsmotordrehzahl sich auf einem vorbestimmten Wert befindet und die Beschleunigerposition ACCP 0% beträgt. Somit kann die vorstehend genannte Wirkung in dem gesamten Betriebszustand des Verbrennungsmotors 1 bewirkt werden und kann eine Abweichung verringert werden. Die Druckverringerungszeitraumeinspritzmenge eqpcdn kann auf der Grundlage der Betriebsbedingung des Verbrennungsmotors 1, wie zum Beispiel die Verbrennungsmotorlast (die Beschleunigerposition: ACCP), die Verbrennungsmotordrehzahl NE, die Basiseinspritzmenge Q, die Anweisungseinspritzmenge QFIN, den tatsächlichen Druck Pcr der gemeinsamen Leitung, den Solldruck PF der gemeinsamen Leitung, die Verbrennungsmotortemperatur, die Verbrennungsmotorkühlwassertemperatur THW, die Einlasslufttemperatur, den Umgebungsdruck und ähnliches berechnet werden.
(Abwandlungen)
In den Ausführungsbeispielen ist der Drucksensor 66 der gemeinsamen Leitung direkt an die gemeinsame Leitung 2 zum Erfassen des Drucks des Kraftstoffs angebracht, der in der gemeinsamen Leitung 2 gespeichert wird (der tatsächliche Druck der gemeinsamen Leitung). Alternativ kann der Drucksensor 66 an einem Kraftstoffrohr angebracht sein, das von der Tauchkolbenkammer (die Druckbeaufschlagungskammer) der Zufuhrpumpe 3 zu dem Kraftstoffdurchgang bei der Einspritzeinrichtung 5 führt, um den Druck des Kraftstoffs, der von der Druckbeaufschlagungskammer der Zufuhrpumpe 3 ausgestoßen wird, oder den Einspritzdruck des Kraftstoffs zu erfassen, der in die Brennkammer jedes Zylinders des Verbrennungsmotors 1 eingespritzt wird.
In den Ausführungsbeispielen wird als ein Beispiel der Einspritzeinrichtung zum Einspritzen des Kraftstoffs in die Brennkammer jedes Zylinders des Verbrennungsmotors 1 die Einspritzeinrichtung 5 mit dem Zwei-Wege-Elektromagnetventil erklärt. Alternativ können andere Bauarten von Einspritzeinrichtungen, wie zum Beispiel die Einspritzeinrichtung mit dem Drei-Wege-Elektromagnetventil und ähnliches eingesetzt werden. In den Ausführungsbeispielen wird die Einspritzeinrichtung 5 mit dem Elektromagnetventil erklärt. Alternativ kann eine Einspritzeinrichtung mit einem piezoelektrischen Kraftstoffeinspritzventil eingesetzt werden.
In den Ausführungsbeispielen werden die Basiseinspritzmenge Q, die Anweisungseinspritzzeitabstimmung T und der Solldruck PF der gemeinsamen Leitung unter der Verwendung des Drehzahlsensors 61 und des Beschleunigerpositionssensors 62 als Betriebsbedingungserfassungseinrichtung zum Erfassen der Betriebsbedingung des Verbrennungsmotors 1 berechnet. Alternativ können die Basiseinspritzmenge Q, die Anweisungseinspritzzeitabstimmung T und der Solldruck PF der gemeinsamen Leitung gemäß den Erfassungssignalen (der Verbrennungsmotorbetriebsinformation (von der Betriebsbedingungserfassungseinrichtung, wie zum Beispiel dem Kühlwassertemperatursensor 63, dem Kraftstofftemperatursensor 64 oder anderen Sensoren korrigiert werden (beispielsweise ein Einlasslufttemperatursensor, ein Einlassdrucksensor, ein Zylinderermittlungssensor, ein Einspritzzeitabstimmungssensor und ähnliches).
Alternativ kann die Anweisungseinspritzmenge QFIN durch Mäßigen der Basiseinspritzmenge Q mit einem Einspritzmengenkorrekturwert entsprechend der Verbrennungsmotorkühlwassertemperatur THW, der Pumpen-einlassseitigen Kraftstofftemperatur THF und dergleichen berechnet werden (Anweisungseinspritzmengenermittlungseinrichtung). Dann kann die Energiebeaufschlagungszeitdauer Tq des Elektromagnetventils 7 der Einspritzeinrichtung 5 gemäß der Anweisungseinspritzmenge QFIN und dem tatsächlichen Druck Pcr der gemeinsamen Leitung auf der Grundlage eines charakteristischen Kennfelds oder einer Formel berechnet werden, die im voraus durch eine Messung über ein Experiment und dergleichen erstellt wurden.
Die vorliegende Erfindung sollte nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele beschränkt sein, sondern sie kann in verschiedenen anderen Wegen ohne Abweichung von dem Grundgedanken der Erfindung ausgeführt werden.
Während eines Zeitraums, bei dem die Einspritzabsenkung durchgeführt wird, oder in einem Zeitraum, in dem der tatsächliche Druck der gemeinsamen Leitung sich von dem Vorverzögerungssolldruck der gemeinsamen Leitung zu dem Nachverzögerungssolldruck der gemeinsamen Leitung ändert, vergrößert sich eine dynamische Einspritzeinrichtungsaustrittsmenge durch Erhöhen einer Einspritzfrequenz bei einer Mehrfacheinspritzung. Somit kann eine Druckverringerungsfähigkeit oder eine Druckfolgefähigkeit des tatsächlichen Drucks der gemeinsamen Leitung, um sich von dem Vorverzögerungssolldruck der gemeinsamen Leitung zu dem Nachverzögerungssolldruck der gemeinsamen Leitung zu ändern, verbessert werden. Ein Zeitraum, in dem unnötiger Hochdruckkraftstoff von einer Einspritzeinrichtung 5 zu jedem Zylinder eines Verbrennungsmotors 1 eingespritzt wird, kann zusammengezogen werden. Als Folge ergibt sich ein Zustand verlangsamter Verbrennung bei dem Verbrennungsmotors 1 und kann ein Verbrennungsmotorgeräusch, wie zum Beispiel ein Verbrennungsgeräusch, verringert werden.

Claims

Kraftstoffeinspritzsystem der Speicherbauart, gekennzeichnet durch: eine gemeinsame Leitung (2) zum Speichern von Kraftstoff bei einem hohen Druck entsprechend einem Kraftstoffeinspritzdruck; eine Kraftstoffzufuhrpumpe (3) zum Druckbeaufschlagen von eingesaugtem Kraftstoff und zum Druckfördern des Kraftstoffs in die gemeinsame Leitung (2); eine Einspritzeinrichtung (5) mit einer Düsennadel (33) zum Öffnen oder Schließen eines Einspritzlochs (31) zum Einspritzen des Kraftstoffs in einen Zylinder eines Verbrennungsmotors (1), einer Drucksteuerungskammer (39) zum Steuern eines Betriebs der Düsennadel (33), einer Nadelantriebseinrichtung (7) zum Antreiben der Düsennadel (33) in eine Ventilöffnungsrichtung durch Veranlassen, dass der Kraftstoff, der in die Drucksteuerungskammer (39) zugeführt wird, in eine Niederdruckseite eines Kraftstoffsystems überströmt, und einer Nadelvorspanneinrichtung zum Vorspannen der Düsennadel (33) in eine Ventilschließrichtung; eine Kraftstoffdruckerfassungseinrichtung (66) zum Erfassen eines tatsächlichen Kraftstoffdrucks entsprechend dem Kraftstoffeinspritzdruck; eine Kraftstoffdruckermittlungseinrichtung (S3, S11) zum Ermitteln eines Kraftstoffsolldrucks gemäß einem Betriebszustand oder einer Betriebsbedingung des Verbrennungsmotors (1); eine Kraftstoffdrucksteuerungseinrichtung (S22, S23) zum Steuern des Kraftstoffdrucks in der gemeinsamen Leitung (2) durch Ändern der Kraftstoffförderungsmenge der Kraftstoffzufuhrpumpe (3) gemäß einer Druckdifferenz zwischen dem tatsächlichen Kraftstoffdruck, der durch die Kraftstoffdruckerfassungseinrichtung (66) erfasst wird, und dem Solldruck, der durch die Kraftstoffdruckermittlungseinrichtung (S3, S11) gesetzt ist; und eine Kraftstoffüberströmmengenerhöhungseinrichtung (S9) zum Erhöhen einer Überströmmenge des Kraftstoffs, der der Drucksteuerungskammer (39) zugeführt wird und der dazu gebracht wird, in die Niederdruckseite des Kraftstoffsystem überzuströmen, ausgehend von einer Standardüberströmmenge, die die Überströmmenge zu dem Zeitpunkt ist, wenn der Sollkraftstoffdruck mit dem tatsächlichen Kraftstoffdruck übereinstimmt, bis der tatsächliche Kraftstoffdruck, der durch die Kraftstoffdruckerfassungseinrichtung (66) erfasst wird, im wesentlichen mit dem Kraftstoffsolldruck übereinstimmt, der durch die Kraftstoffdruckermittlungseinrichtung (S3, S11) gesetzt wird, während eines Übergangszeitraums von einem Stationärfahrtzeitraum zu einem Verzögerungsfahrtzeitraum.
Kraftstoffeinspritzsystem der Speicherbauart gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch: eine Einrichtung (S9) zum allmählichen Ändern der Einspritzmenge, um die Menge des Kraftstoffs, der in jeden Zylinder des Verbrennungsmotors (1) eingespritzt wird, auf die Nachverzögerungseinspritzmenge, die die Einspritzmenge nach der Verzögerung ist und die gemäß dem Betriebszustand oder der Betriebsbedingung des Verbrennungsmotors (1) gesetzt ist, stufenweise um einen vorbestimmten Stufengrad pro Zeiteinheit oder kontinuierlich mit einem vorbestimmten Gradienten pro Zeiteinheit während des Übergangszeitraums von dem Stationärfahrtzeitraum zu dem Verzögerungsfahrtzeitraum zu verringern.
Kraftstoffeinspritzsystem der Speicherbauart gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergangszeitraum von dem Stationärfahrtzeitraum zu dem Verzögerungsfahrtzeitraum ein Zeitraum ist, bei dem sich der Kraftstoffdruck von einem Sollkraftstoffdruck vor der Verzögerung zu einem weiteren Sollkraftstoffdruck nach der Verzögerung um zumindest einen vorbestimmten Grad verringert, und wobei der tatsächliche Kraftstoffdruck, der durch die Kraftstoffdruckerfassungseinrichtung (66) erfasst wird, im Wesentlichen mit dem Nachverzögerungssollkraftstoffdruck übereinstimmt, der derjenige Sollkraftstoffdruck nach der Verzögerung ist, oder ein Zeitraum, bei dem die Kraftstoffeinspritzmenge, die in jeden Zylinder des Verbrennungsmotors (1) eingespritzt wird, eine Nachverzögerungseinspritzmenge erreicht, die die Einspritzmenge nach der Verzögerung ist und die gemäß dem Betriebszustand oder der Betriebsbedingung des Verbrennungsmotors (1) gesetzt ist.
Kraftstoffeinspritzsystem der Speicherbauart gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffüberströmmengenerhöhungsseinrichtung (S9) eine Einspritzverhältnissteuerungseinrichtung (S7) zum Durchführen einer mehrstufigen Einspritzung aufweist, bei der eine Kraftstoffeinspritzung mehrere Male durch mehrmaliges Antreiben der Einspritzeinrichtung (5) durchgeführt wird, und wobei eine Einspritzfrequenzermittelungseinrichtung (S12) zum Setzen einer Einspritzfrequenz bei der mehrstufigen Einspritzung gemäß der Druckdifferenz zwischen dem tatsächlichen Kraftstoffdruck, der durch die Kraftstoffdruckerfassungseinrichtung (66) erfasst wird, und dem Nachverzögerungssollkraftstoffdruck vorgesehen ist.
Kraftstoffeinspritzsystem der Speicherbauart gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzfrequenzermittelungseinrichtung (S12) die Einspritzfrequenz bei der mehrstufigen Einspritzung stufenweise um N-Male verringert, wenn die Druckdifferenz zwischen dem tatsächlichen Kraftstoffdruck, der durch die Kraftstoffdruckerfassungseinrichtung (66) erfasst wird, und dem Nachverzögerungssollkraftstoffdruck sich verringert.
Kraftstoffeinspritzsystem der Speicherbauart, gekennzeichnet durch: eine gemeinsame Leitung (2) zum Speichern von Kraftstoff bei einem hohen Druck entsprechend einem Kraftstoffeinspritzdruck; eine Kraftstoffzufuhrpumpe (3) zum Druckbeaufschlagen von eingesaugtem Kraftstoff und zum Druckfördern des Kraftstoffs in die gemeinsame Leitung (2); eine Einspritzeinrichtung (5) mit einer Düsennadel (33) zum Öffnen oder Schließen eines Einspritzlochs (31) zum Einspritzen des Kraftstoffs in einen Zylinder eines Verbrennungsmotors (1), einer Drucksteuerungskammer (39) zum Steuern eines Betriebs der Düsennadel (33), einer Nadelantriebseinrichtung (7) zum Antreiben der Düsennadel (33) in eine Ventilöffnungsrichtung durch Veranlassen, dass der Kraftstoff, der in die Drucksteuerungskammer (39) zugeführt wird, in eine Niederdruckseite eines Kraftstoffsystems überströmt, und einer Nadelvorspanneinrichtung zum Vorspannen der Düsennadel (33) in eine Ventilschließrichtung; eine Druckerfassungseinrichtung (66) zum Erfassen eines tatsächlichen Kraftstoffdrucks entsprechend dem Kraftstoffeinspritzdruck; eine Kraftstoffdruckermittelungseinrichtung (S3, S11) zum Ermitteln eines Sollkraftstoffdrucks in Übereinstimmung mit einem Betriebszustand oder einer Betriebsbedingung des Verbrennungsmotors (1); eine Kraftstoffdrucksteuerungseinrichtung (S22, S23) zum Steuern des Kraftstoffdrucks in der gemeinsamen Leitung (2) durch Ändern der Kraftstoffausstoßmenge der Kraftstoffzufuhrpumpe (3) gemäß einer Druckdifferenz zwischen dem tatsächlichen Kraftstoffdruck, der durch die Kraftstoffdruckerfassungseinrichtung (66) erfasst wird, und dem Sollkraftstoffdruck, der durch die Kraftstoffdruckermittelungseinrichtung (S3, S11) ermittelt wird; eine Einspritzverhältnissteuerungseinrichtung (S7) zum Durchführen einer mehrstufigen Einspritzung, bei der eine Kraftstoffeinspritzung durch mehrmaliges Antreiben der Einspritzeinrichtung (5) mehrmalig durchgeführt wird; und eine Einspritzfrequenzermittelungseinrichtung (S12) zum Verringern einer Einspritzfrequenz bei der mehrstufigen Einspritzung stufenweise um N-Male, wenn die Druckdifferenz zwischen dem tatsächlichen Kraftstoffdruck, der durch die Kraftstoffdruckerfassungseinrichtung (66) erfasst wird, und dem Nachverzögerungssollkraftstoffdruck, der der Sollkraftstoffdruck nach der Verzögerung ist, sich verringert, während eines Zeitraums, bei dem der tatsächliche Kraftstoffdruck sich von dem Sollkraftstoffdruck vor der Verzögerung auf den Sollkraftstoffdruck nach der Verzögerung um zumindest einen vorbestimmten Wert verringert und der tatsächliche Kraftstoffdruck, der durch die Kraftstoffdruckerfassungseinrichtung (66) erfasst wird, im Wesentlichen mit dem Nachverzögerungssollkraftstoffdruck übereinstimmt.
Kraftstoffeinspritzsystem der Speicherbauart, gekennzeichnet durch: eine gemeinsame Leitung (2) zum Speichern von Kraftstoff bei einem hohen Druck entsprechend einem Kraftstoffeinspritzdruck; eine Kraftstoffzufuhrpumpe (3) zum Druckbeaufschlagen von eingesaugtem Kraftstoff und zum Druckfördern des Kraftstoffs in die gemeinsame Leitung (2); eine Einspritzeinrichtung (5) mit einer Düsennadel (33) zum Öffnen oder Schließen eines Einspritzlochs (31) zum Einspritzen des Kraftstoffs in einen Zylinder eines Verbrennungsmotors (1), einem Elektromagnetventil (7) zum Antreiben der Düsennadel (33) in eine Ventilöffnungsrichtung und einer Nadelvorspanneinrichtung zum Vorspannen der Düsennadel (33) in eine Ventilschließrichtung, wobei ein Ventilöffnungszeitraum der Düsennadel (33) sich vergrößert, wenn ein Zeitraum zum Energiebeaufschlagen des Elektromagnetventils (7) sich vergrößert; eine Kraftstoffdruckerfassungseinrichtung (66) zum Erfassen eines tatsächlichen Kraftstoffdrucks entsprechend dem Kraftstoffeinspritzdruck; eine Kraftstoffdruckermittelungseinrichtung (S3, S11) zum Ermitteln des Sollkraftstoffdrucks gemäß einem Betriebszustand oder einer Betriebsbedingung des Verbrennungsmotors (1); eine Kraftstoffdrucksteuerungseinrichtung (S22, S23) zum Steuern des Kraftstoffdrucks in der gemeinsamen Leitung (2) durch Ändern der Kraftstoffausstoßmenge der Kraftstoffzufuhrpumpe (3) gemäß einer Druckdifferenz zwischen dem tatsächlichen Kraftstoffdruck, der durch die Kraftstoffdruckerfassungseinrichtung (66) erfasst wird, und dem Sollkraftstoffdruck, der durch die Kraftstoffdruckermittelungseinrichtung (S3, S11) gesetzt ist; und eine Einspritzdauerermittelungseinrichtung (S9) zum allmählichen Verringern der Energiebeaufschlagungszeitdauer des Elektromagnetventils (7) der Einspritzeinrichtung (5) oder der Einspritzzeitdauer der Einspritzeinrichtung (5), wenn sich die Druckdifferenz zwischen dem tatsächlichen Kraftstoffdruck, der durch die Kraftstoffdruckerfassungseinrichtung (66) erfasst wird, und dem Nachverzögerungssollkraftstoffdruck, der der Sollkraftstoffdruck nach der Verzögerung ist, verringert, während eines Übergangszeitraums von einem Stationärfahrtzeitraum zu einem Verzögerungsfahrtzeitraum oder während eines Zeitraums, bei dem der tatsächliche Kraftstoffdruck sich von dem Sollkraftstoffdruck vor der Verzögerung zu dem Sollkraftstoffdruck nach der Verzögerung um zumindest einen vorbestimmten Grad verringert, und der tatsächliche Kraftstoffdruck, der durch die Kraftstoffdruckerfassungseinrichtung (66) erfasst wird, im Wesentlichen mit dem Nachverzögerungssollkraftstoffdruck übereinstimmt.
Kraftstoffeinspritzsystem der Speicherbauart gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzdauerermittelungseinrichtung (S9) eine Einrichtung (S9) zum allmählichen Ändern der Einspritzdauer aufweist, um die Energiebeaufschlagungszeitdauer des Elektromagnetventils (7) der Einspritzeinrichtung (5) oder die Einspritzdauer der Einspritzeinrichtung (5) auf die Energiebeaufschlagungszeitdauer oder die Einspritzzeitdauer entsprechend der Nachverzögerungseinspritzmenge, die eine Einspritzmenge nach der Verzögerung ist und gemäß dem Betriebszustand oder der Betriebsbedingung des Verbrennungsmotors (1) gesetzt ist, stufenweise um einen vorbestimmten Stufengrad pro Zeiteinheit oder kontinuierlich mit einem vorbestimmten Gradienten pro Zeiteinheit zu verringern.