DE10353998A1 - Sammel-Kraftstoffeinspritzsystem - Google Patents

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Abstract

Eine elektronische Steuereinheit (5) eines Sammel-Kraftstoffeinspritzsystems erhöht eine Anzahl von Einspritzungen, die durch eine Einspritzvorrichtung (3) in einer Einspritzperiode bewirkt werden, und zwar von einer normalen Anzahl an Einspritzungen, wenn eine durch Subtrahieren eines Soll-Druckes von einem tatsächlichen Druck erhaltene Druckdifferenz größer ist als ein Bestimmungsschwellenwert und Zustände zur Durchführen der Einspritzung eingerichtet sind oder wenn eine Hochtemperaturverbrennung vorhergesagt wird. Falls ein normaler Einspritzmodus ein Haupteinspritzmodus ist, dann wird dieser zu einem Piloteneinspritzmodus oder einem Mehrfacheinspritzmodus geändert. Falls der normale Einspritzmodus der Piloteneinspritzmodus ist, dann wird dieser zu dem Mehrfacheinspritzmodus geändert. Falls der normale Einspritzmodus der Mehrfacheinspritzmodus ist, dann wird eine Anzahl von kleinen Einspritzungen erhöht. Somit wird eine Verbrennung abgeschwächt, und Lärm kann abgeschwächt werden, der durch eine Hochtemperaturverbrennung hervorgerufen wird.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Sammel-Kraftstoffeinspritzsystem zum Einspritzen von in einer Common-Rail gesammeltem Hochdruckkraftstoff durch Einspritzvorrichtungen.
  • Ein Sammel-Kraftstoffeinspritzsystem berechnet eine Einspritzmenge des aus einer Einspritzvorrichtung eingespritzten Kraftstoffes gemäß einem Betriebszustand einer Kraftmaschine. Zum Beispiel wird hinsichtlich einer Kraftstoffeinspritzmenge während eines normalen Betriebs eine Haupteinspritzmenge gemäß einer Beschleunigungsvorrichtungsposition und einer Kraftmaschinendrehzahl berechnet. Dann wird eine Soll-Einspritzmenge Qfin berechnet, indem die Haupteinspritzmenge gemäß Wirkungen einer Kraftmaschinenwassertemperatur, eines Turboladedrucks, des Atmosphärendrucks, der Kraftstofftemperatur und dergleichen korrigiert wird.
  • Hinsichtlich eines Drucks in einer Common-Rail (nachfolgend ein Common-Rail-Druck) wird ein Hauptdruck P gemäß der Soll-Einspritzmenge Qfin und der Kraftmaschinendrehzahl berechnet. Dann wird ein Soll-Druck Pfin berechnet, indem der Hauptdruck P gemäß der Kraftmaschinenwassertemperatur, dem Turboladedruck, dem Atmosphärendruck, der Kraftstofftemperatur und dergleichen korrigiert wird.
  • Wenn eine Beschleunigung gestoppt wird und folglich der tatsächliche Common-Rail-Druck NPC größer als der Soll-Druck Pfin wird, oder wenn eine Druckdifferenz ΔP zwischen ihnen groß wird, dann wird durch eine Verbrennung mit hoher Temperatur Lärm erzeugt. Derartiger Lärm wird dann erzeugt, wenn eine große Wärmemenge während einer Verbrennung in einer kurzen Periode erzeugt wird.
  • Eine Steuervorrichtung reguliert eine Auslassmenge des durch eine Zuführungspumpe ausgelassenen Hochdruckkraftstoffes, die den Hochdruckkraftstoff der Common-Rail zuführt. Somit wird der Common-Rail-Druck auf den Soll-Druck Pfin aufrecht erhalten. Wenn eine Druckreduzierung in der Common-Rail erforderlich ist, dann kann die Zuführungspumpe das Auslassen des Kraftstoffes stoppen. Jedoch hat die Zuführungspumpe keine Funktion zum aktiven Reduzieren des Common-Rail-Druckes.
  • Zum Beispiel ist bei einer Verzögerung unmittelbar nach einer Fahrt mit hoher Geschwindigkeit eine Kraftstoffeinspritzung mit niedrigem Druck plötzlich in jenem Zustand erforderlich, in dem die Kraftstoffeinspritzung bei hoher Geschwindigkeit und unter einem hohen Druck durchgeführt wurde. Jedoch wird die Kraftstoffeinspritzung in jenem Zustand durchgeführt, dass der tatsächliche Common-Rail-NPC größer ist als der normalerweise erforderliche Soll-Druck Pfin, oder in jenem Zustand, dass die Druckdifferenz ΔP zwischen ihnen groß ist, bis sich der Common-Rail-Druck auf den niedrigen Druck durch die Kraftstoffeinspritzung oder durch ein Austreten von Kraftstoff aus der Einspritzvorrichtung verringert hat.
  • In jenem Zustand, in dem der tatsächliche Druck NPC größer ist als der Soll-Druck Pfin, wird eine Einspritzperiode stark verkürzt. Somit wird der Lärm bei der Verbrennung erzeugt, bei der eine große Wärmemenge in einer kurzen Periode erzeugt wird. Die Erzeugung der Verbrennung mit hoher Temperatur ist für die Funktion des Fahrzeugs auch nicht vorzuziehen.
  • Als eine Technik zum Vermeiden des vorstehend genannten Problems ist eine Technik zum Anbringen eines Druckreduzierventils an die Common-Rail oder eines Hochdruckkraftstoffrohres zum Reduzieren und Regulieren des Common-Rail-Druckes bekannt. Somit wird der tatsächliche Druck NPC schnell auf den Soll-Druck Pfin reduziert, indem der in der Common-Rail gesammelte Hochdruckkraftstoff zu einem Kraftstoffbehälter zurückgeführt wird, wenn der Soll-Druck Pfin schnell verringert wird.
  • Als eine Einrichtung zum Reduzieren des Common-Rail-Druckes ohne Verwendung des Druckreduzierventils ist eine Technik zum Antreiben eines Elektromagnetventils der Einspritzvorrichtung bekannt, bei dem es in einer kürzeren Periode als jene Periode geöffnet wird, die zum Öffnen der Einspritzvorrichtung erforderlich ist, so dass die Einspritzvorrichtung eine unwirksame Einspritzung bewirkt, wie dies zum Beispiel in der japanischen ungeprüften Patentoffenlegungsschrift JP-H11-173189 offenbar ist. Somit tritt der in eine Steuerkammer der Einspritzvorrichtung aus der Common-Rail strömende Hochdruckkraftstoff zu dem Kraftstoffbehälter aus, so dass der Common-Rail-Druck reduziert wird.
  • Bei der Technik unter Verwendung des Druckreduzierventils muss das Druckreduzierventil an die Common-Rail oder an das Hochdruckkraftstoffrohr angebracht werden. Infolgedessen ist die Montage der Common-Rail an das Fahrzeug aufgrund des zusätzliches Druckreduzierventils verschlechtert. Währenddessen sind die Kosten erhöht, da die Anzahl der Bauteile bzw. der Montageprozesse erhöht ist. Bei der Technik zum Durchführen der unwirksamen Einspritzung durch die Einspritzvorrichtung wird der Common-Rail-Druck allmählich reduziert. Daher kann der tatsächliche Druck NPC nicht schnell auf den Soll-Druck Pfin reduziert werden. Infolgedessen wird der Lärm durch die Verbrennung mit hoher Temperatur bei einer frühen Stufe der Druckreduzierung erzeugt.
  • Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Sammel-Kraftstoffeinspritzsystem vorzusehen, das den durch eine ' Verbrennung mit hoher Temperatur hervorgerufenen Lärm abschwächen kann, der dann hervorgerufen wird, wenn ein tatsächlicher Common-Rail-Druck größer ist als ein Soll-Druck, der für einen Betriebszustand geeignet ist, ohne dass eine Erhöhung der Anzahl der Bauteile oder eine Verschlechterung der Montage aufgrund eines zusätzlichen Druckreduzierventils bewirkt wird.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung schwächt ein Sammel-Kraftstoffeinspritzsystem eine Verbrennung ab, indem eine Kraftstoffeinspritzung gesteuert wird, die durch eine Einspritzvorrichtung bewirkt wird, wenn eine Verbrennung mit hoher Temperatur durch eine Hochtemperaturverbrennungsvorhersagungseinrichtung vorhergesagt wird. Somit kann der durch die Hochtemperaturverbrennung erzeugte Lärm abgeschwächt werden.
  • Insbesondere kann jener Lärm abgeschwächt werden, der durch die Hochtemperaturverbrennung hervorgerufen wird, wenn ein tatsächlicher Common-Rail-Druck größer ist als ein Soll-Druck, der für einen Betriebszustand geeignet ist, ohne dass eine Anzahl der Bauteile erhöht wird oder dass die Montage aufgrund des zusätzlichen Druckreduzierventils verschlechtert wird.
    •
  • Merkmale und Vorteile von Ausführungsbeispielen werden ebenso wie die Betriebsverfahren und die Funktionen der dazugehörigen Bauteile aus der folgenden detaillierten Beschreibung, den beigefügten Ansprüchen und den Zeichnungen ersichtlich, die allesamt Bestandteil dieser Anmeldung sind. Zu den Zeichnungen:
  • 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Sammel-Kraftstoffeinspritzsystems eines ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
  • 2 zeigt eine Zeitkarte eines Betriebs des Kraftstoffeinspritzsystems gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
  • 3 zeigt eine graphische Darstellung einer Beziehung zwischen einem Common-Rail-Druck und einem Lärmniveau in dem Kraftstoffeinspritzsystem gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
  • 4A zeigt eine Ansicht eines Anstiegs einer Anzahl von Kraftstoffeinspritzvorgängen bei dem Kraftstoffeinspritzsystem gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
  • 48 zeigt eine graphische Darstellung einer Beziehung zwischen der Anzahl der Einspritzvorgänge und dem Lärmniveau bei dem Kraftstoffeinspritzsystem gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
  • 5 zeigt eine charakteristische Abbildung, die bei einer Einspritzsteuerung zum Abschwächen einer Verbrennung durch das Kraftstoffeinspritzsystem gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel verwendet wird;
  • 6 zeigt eine Flusskarte einer Verbrennungsabschwächungssteuerung des Kraftstoffeinspritzsystems gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
  • 7A zeigt eine Ansicht einer Vergrößerung einer Piloteinspritzmenge bei einem Sammel-Kraftstoffeinspritzsystem gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 7B zeigt eine graphische Darstellung einer Beziehung zwischen einer Piloteinspritzmenge und einem Lärmniveau bei dem Kraftstoffeinspritzsystem gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel;
  • 8 zeigt eine Flusskarte einer Verbrennungsabschwächungssteuerung des Kraftstoffeinspritzsystems gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel;
  • 9A zeigt eine Ansicht einer Vergrößerung eines Pilotintervalls bei einem Sammel-Kraftstoffeinspritzsystem gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 9B zeigt eine graphische Darstellung einer Beziehung zwischen dem Pilotintervall und einem Lärmniveau bei dem Kraftstoffeinspritzsystem des dritten Ausführungsbeispiels; und
  • 10 zeigt eine Flusskarte einer Verbrennungsabschwächungssteuerung des Kraftstoffeinspritzsystems gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel.
  • (Erstes Ausführungsbeispiel)
  • Unter Bezugnahme auf die 1 wird ein Sammel-Kraftstoffeinspritzsystem gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. Wie dies in der 1 gezeigt ist, ist das Sammel-Kraftstoffeinspritzsystem des gegenwärtigen Ausführungsbeispiels ein System zum Einspritzen von Kraftstoff in eine Brennkraftmaschine (nachfolgend eine Kraftmaschine) 1 wie zum Beispiel eine Vierzylinder-Dieselkraftmaschine. Das Sammel-Kraftstoffeinspritzsystem hat eine Common-Rail 2, Einspritzvorrichtungen 3, eine Zuführungspumpe 4, eine Kraftmaschinensteuereinheit (ECU) 5 und dergleichen. Die Common-Rail 2 ist ein Hochdruckgefäß zum Sammeln des Kraftstoffs unter einem hohen Druck entsprechend einem Kraftstoffeinspritzdruck. Die Einspritzvorrichtungen 3 spritzen den in der Common-Rail 2 gesammelten Kraftstoff in verschiedene Zylinder der Kraftmaschine 1 ein. Die Zuführungspumpe 4 beaufschlagt den eingezogenen Kraftstoff mit Druck, und sie führt den Hochdruckkraftstoff unter Druck zu der Common-Rail 2 zu. Die ECU entspricht einer Steuervorrichtung zum elektronischen Steuern der Einspritzvorrichtungen 3 und der Zuführungspumpe 4 gemäß einem Betriebszustand eines Fahrzeugs.
  • Ein Einlassanschluss eines jeweiligen Zylinders der Kraftmaschine 1 wird durch ein Einlassventil 6 geöffnet oder geschlossen. Ein Auslassanschluss des Zylinders wird durch ein Auslassventil 7 geöffnet oder geschlossen. Ein Kolben 8 eines jeweiligen Zylinders ist mit einer Kurbelwelle durch eine Verbindungsstange (eine Zwischenstange) verbunden. Der Kolben 8 überträgt eine in einer Brennkammer erzeugte Verbrennungsenergie zu der Kurbelwelle in der Form einer Rotationsenergie.
  • Ein Kühler 9 zum Kühlen der Wärme eines Kraftmaschinenkühlwassers ist in einem Bereich angeordnet, der dem Fahrtwind ausgesetzt ist, den das Fahrzeug während der Fahrt einfängt, und zwar in einem Kraftmaschinenraum, der die Kraftmaschine 1 aufnimmt. Ein Kühlwassertemperatursensor 50 zum Erfassen der Kraftmaschinenkühlwassertemperatur ist an dem Kühler 9 angebracht.
  • Während des Betriebs der Kraftmaschine 1 strömt das bei der Verbrennung in einem Zylinder 11 erzeugte Abgas durch ein Abgasrohr 12, und es wirkt als eine Antriebsquelle eines Turboladers (ein VGT) 13 mit variabler Geometrie. Dann wird das Abgas durch einen Katalysator und einen Krümmer ausgelassen. Der VGT 13 wird auf der Grundlage von Signalen eines Einlassdrucksensors, eines Turboladedrucksensors 42 und eines VGT-Positionssensors 45 gesteuert. Einlassluft, die aufgeladen (verdichtet) und erwärmt wurde, wird bei einem Zwischenkühler 14 gekühlt und in den Zylinder 11 durch den Einlassanschluss der Kraftmaschine 1 eingeführt.
  • Ein Einlassdrosselventil 16 ist in einem Einlassrohr 15 angeordnet. Das Einlassdrosselventil 16 reguliert eine Durchsatzrate der in die jeweiligen Zylinder 11 eingeführten Einlassluft durch Öffnen und Schließen des Einlasskanals des Einlassrohrs 15. Ein Öffnungsgrad des Drosselventils 16 wird durch einen Aktuator 17 reguliert, der auf der Grundlage eines Signals betätigt wird, das durch die ECU 5 abgegeben wird. Ein Drosselpositionssensor zum Erfassen des Ventilöffnungsgrads des Drosselventils 16 ist in dem Aktuator 17 angebracht.
  • Ein Drallsteuerventil (ein SCV) 18 ist nahe dem Einlassanschluss des Einlassrohrs 15 angeordnet. Das SCV 18 wird auf der Grundlage eines Signals betätigt, das von der ECU 5 abgegeben wird. Das SCV 18 ist in einem Umgehungskanal 21 angeordnet, der einen Einlasskanal 19 umgeht, in dem ein Einlasstemperatursensor 43 angeordnet ist. Das SCV 18 wird erregt und geöffnet, wenn eine Last groß ist. Die Erregung des SCV 18 wird gestoppt (AUS), um das SCV 18 zu schließen, wenn die Last klein ist.
  • Ein Abgasrückführungsrohr (ein EGR-Rohr) 22 ist mit dem Einlassrohr 15 verbunden. Das EGR-Rohr 22 führt einen Teil des durch das Abgasrohr 12 strömenden Abgases in das Einlassrohr 15 als Abgasrückführungsgas (EGR-Gas) ein. Ein Abgasrückführungsventil (ein EGR-Ventil) 23 ist an jenem Abschnitt angeordnet, wo das EGR-Rohr 22 in das Einlassrohr 15 mündet. Das EGR-Ventil 23 reguliert eine Menge des in das Einlassrohr 15 eingeführten EGR-Gases. Somit wird das EGR-Gas mit der Einlassluft gemischt, die in die Zylinder 11 eingezogen wird, um eine Erzeugung von Stickoxiden zu unterbinden. Die ECU 5 legt einen Öffnungsgrad des EGR-Ventils 23 für jeden Betriebszustand der Kraftmaschine 1 so fest, dass die Menge des mit der Einlassluft vermischten EGR-Gases angemessen ist. Der Öffnungsgrad des EGR-Ventils 23 wird auf einen vorbestimmten Wert auf der Grundlage der Signale von dem Einlassmengensensor 41, dem Einlasstemperatursensor 43, einem Abgassauerstoffsensor 46 und einem EGR-Positionssensor 44 gesteuert.
  • Die Common-Rail 2 ist zum kontinuierlichen Sammeln des Common-Rail-Druckes entsprechend dem Einspritzdruck erforderlich. Daher ist die Common-Rail 2 mit einem Auslassloch der Zuführungspumpe 4 durch ein Hochdruckkraftstoffrohr 24 verbunden, so dass die Common-Rail 2 den hohen Common-Rail-Druck sammeln kann. Austretender Kraftstoff aus den Einspritzvorrichtungen 3 wird zu einem Kraftstoffbehälter 10 durch ein Austrittsrohr zurückgeführt.
  • Eine Druckbegrenzungsvorrichtung 26 ist in einem Entlastungsrohr (ein Kraftstoffrückführungssignal) 25 angeordnet, der von der Common-Rail 2 zu dem Kraftstoffbehälter führt. Die Druckbegrenzungsvorrichtung 26 ist ein Drucksicherheitsventil, das dann öffnet, wenn der Kraftstoffdruck in der Common-Rail 2 eine festgelegte Druckgrenze überschreitet, um den Kraftstoffdruck in der Common-Rail 2 unterhalb der festgelegten Druckgrenze zu begrenzen.
  • Ein Common-Rail-Drucksensor 49 zum Erfassen des tatsächlichen Druckes NPC der Common-Rail 2 ist an der Common-Rail 2 angebracht. Somit überwacht die ECU den tatsächlichen Druck NPC.
  • Die Einspritzvorrichtungen 3 sind Kraftstoffeinspritzventile, die an Zylindern #1 bis #4 der Kraftmaschine 1 jeweils angebracht sind. Die Einspritzvorrichtung 3 hat eine Kraftstoffeinspritzdüse, einen Aktuator (ein Elektromagnetventil), eine Vorspanneinrichtung wie zum Beispiel eine Feder und dergleichen. Die Kraftstoffeinspritzdüse spritzt den Hochdruckkraftstoff in den jeweiligen Zylinder ein. Der Aktuator treibt eine Düsennadel in der Kraftstoffeinspritzdüse in einer Ventilöffnungsrichtung an. Die Vorspanneinrichtung spannt die Düsennadel in einer Ventilschließrichtung vor. Während das Elektromagnetventil offen ist und die Düsennadel oben positioniert ist, dann wird der in der Common-Rail 2 gesammelte Hochdruckkraftstoff aus der Einspritzvorrichtung 3 eingespritzt. Wenn eine Erregungsperiode des Elektromagnetventils verlängert wird, dann wird eine Ventilöffnungsperiode des Elektromagnetventils verlängert, und die Einspritzmenge des aus der Einspritzvorrichtung 3 eingespritzten Kraftstoffes wird vermehrt. Die Einspritzmenge des aus der Einspritzvorrichtung 3 eingespritzten Kraftstoffes wird vermehrt, wenn sich der tatsächliche Druck NPC der Common-Rail 2 erhöht.
  • Die Zuführungspumpe 4 ist eine Hochdruckpumpe, um den Hochdruckkraftstoff unter Druck zu der Common-Rail 2 zuzuführen. Die Zuführungspumpe 4 hat eine Förderpumpe zum Einziehen des Kraftstoffes aus dem Kraftstoffbehälter 10 in die Zuführungspumpe 4. Die Zuführungspumpe 4 verdichtet den eingezogenen Kraftstoff auf einen hohen Druck, und sie fördert den verdichteten Kraftstoff unter Druck zu der Common-Rail 2. Die Förderpumpe und die Zuführungspumpe 4 werden durch eine gemeinsame Nockenwelle angetrieben. Die Nockenwelle wird durch eine Abgabewelle der Kraftmaschine 1 wie zum Beispiel eine Kurbelwelle drehend angetrieben.
  • Ein Saugsteuerventil (ein Elektromagnet-Öffnungs-/Schließventil) ist an einem Kraftstoffkanal zum Einführen des Kraftstoffes zu einer Hochdruckkammer der Zuführungspumpe 4 angebracht. Das Saugsteuerventil reguliert den Druck der Common-Rail 2 durch Regulieren eines Öffnungsgrades des Kraftstoffkanals. Insbesondere steuert die ECU 5 einen Öffnungsgrad des Saugsteuerventils derart, dass der durch den Common-Rail-Drucksensor 49 erfasste tatsächliche Druck NPC mit dem Soll-Druck Pfin übereinstimmt, der durch die ECU 5 berechnet wird.
  • Die ECU 5 hat Funktionen einer CPU zum Bewirken von verschiedenen Berechnungsverarbeitungen, eine Speichervorrichtung (einen Speicher wie zum Beispiel einen ROM, einen Standby-ROM, ein EEPROM oder ein RAM) zum Speichern von verschiedenen Programmen und Daten, eine Eingabeschaltung, eine Abgabeschaltung, eine Stromversorgungsschaltung, eine Einspritzvorrichtungsantriebsschaltung, eine Pumpenantriebsschaltung und dergleichen. Analoge Signale (Spannungssignale und dergleichen) von verschiedenen Sensoren werden in die Speichervorrichtung der ECU 5 eingegeben, nachdem die Signale von analogen Signalen zu digitalen Signalen mittels eines A/D-Wandlers umgewandelt wurden.
  • Die ECU 5 führt die verschiedenen Berechnungsverarbeitungen in der CPU auf der Grundlage der in der Speichervorrichtung gespeicherten Programme und der Signale (Signale entsprechend dem Betriebszustand der Kraftmaschine 1) durch, die von den Sensoren eingegeben werden, falls eine Zündung durch einen Schlüsselschalter 27 eingeschaltet wird. Dann steuert die ECU 5 die verschiedenen Aktuatoren elektronisch auf der Grundlage der Ergebnisse der Berechnung.
  • Eine Zylinderbestimmungseinrichtung zum entsprechenden Steuern der Einspritzvorrichtungen 3 hat einen Signalrotor 31 und einen Zylinderbestimmungssensor (ein elektromagnetischer Aufnehmer) 32. Der Signalrotor 31 dreht sich gemäß der Drehung der Nockenwelle der Kraftmaschine 1. Zum Beispiel ist der Signalrotor 31 ein Drehkörper, der sich einmal dreht, während sich die Kurbelwelle zweimal dreht. Der Zylinderbestimmungssensor 32 erzeugt Zylinderbestimmungspulse gemäß einer Annäherung und einer Trennung zwischen dem Zylinderbestimmungssensor 32 und Zylinderzähnen (Vorsprünge), die an einem Umfang des Signalrotors 31 entsprechend den jeweiligen Zylindern angeordnet sind.
  • Eine Drehzahlerfassungseinrichtung zum Erfassen eines Kurbelwinkels und einer Kraftmaschinendrehzahl NE hat einen Signalrotor 33 und einen Kurbelwinkelsensor (Elektromagnetaufnehmer) 34. Der Signalrotor 31 dreht sich gemäß der Drehung der Nockenwelle der Kraftmaschine 1. Zum Beispiel ist der Signalrotor 33 ein Drehkörper, der sich einmal dreht, während sich die Kurbelwelle einmal dreht. Der Kurbelwinkelsensor 34 erzeugt NE-Signalpulse gemäß einer Annäherung und einer Trennung zwischen dem Kurbelwinkelsensor 34 und einer Vielzahl Kurbelwinkelerfassungszähne (Vorsprünge), die an einem Umfang des Signalrotors 33 angeordnet sind. Die ECU 5 erfasst den Kurbelwinkel auf der Grundlage einer Anzahl der NE- Signalpulse von einer Referenzposition (zum Beispiel ein Standardzahn), und sie erfasst die Kraftmaschinendrehzahl durch Messen der Zeitintervalle der Erzeugungen der NE-Signalpulse.
  • Die ECU 5 steuert jeweils die Einspritzvorrichtungen 3 der verschiedenen Zylinder. Die ECU 5 hat eine Einrichtung zum Berechnen einer optimalen Einspritzstartzeitgebung (Befehls-Startzeitgebung) gemäß der Kraftmaschinendrehzahl NE und der Beschleunigungsvorrichtungsposition ACCP auf der Grundlage einer charakteristischen Abbildung, die durch Messungen anhand von Experimenten und dergleichen im Voraus geschaffen wurde. Die ECU 5 hat eine Einrichtung zum Berechnen einer optimalen Haupteinspritzmenge Q gemäß der Kraftmaschinendrehzahl NE und der Beschleunigungsvorrichtungsposition ACCP auf der Grundlage einer charakteristischen Abbildung, die durch Messungen anhand von Experimenten und dergleichen im Voraus geschaffen wurde.
  • Die ECU 5 hat eine Einrichtung zum Berechnen der Soll-Einspritzmenge Qfin durch Addieren eines Einspritzkorrekturwertes zu der Haupteinspritzmenge Q. Die durch einen Kraftstofftemperatursensor 51 erfasste Kraftstofftemperatur THF, die durch den Kühlwassertemperatursensor 50 erfasste Kraftmaschinenkühlwassertemperatur THW und dergleichen werden bei der Berechnung des Einspritzkorrekturwertes berücksichtigt.
  • Bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel werden die Einspritzstartzeitgebung und die Haupteinspritzmenge Q gemäß der Kraftmaschinendrehzahl NE und der Beschleunigungsvorrichtungsposition ACCP berechnet. Die Soll-Einspritzmenge Qfin wird gemäß der Kraftstofftemperatur THF und der Kühlwassertemperatur THW berechnet. Erfassungssignale (Signale zum Erfassen des Betriebszustands der Kraftmaschine 1) von anderen Sensoren (ein Austrittskraftstofftemperatursensor 35, ein Öltemperatursensor 36, ein Beschleunigungsvorrichtungspositionssensor 37, ein Leerlaufpositionssensor 38, ein Atmosphärendrucksensor 39, ein Atmosphärentemperatur-(Umgebungstemperatur-)sensor 40, der Einlassmengensensor 41, der Turboladedrucksensor 42, der Einlasstemperatursensor 43, der EGR-Positionssensor 44, der VGT-Positionssensor 45, der Abgassauerstoffsensor 46, ein Abgastemperatursensor 47, ein Abgasdrucksensor 48, der Common-Rail-Drucksensor 49, der Drosselpositionssensor, der Einlassdrucksensor und dergleichen) können bei der Berechnung der Soll-Einspritzmenge Qfin, eines Einspritzmodus, der Einspritzzeitgebung und des Soll-Druckes Pfin berücksichtigt werden.
  • Die ECU 5 nimmt Fahrzeuginformationen auf wie zum Beispiel ein Signal, das eine Schaltposition eines Getriebes darstellt, ein Signal eines Niederdrückungsgrads eines Kupplungspedals, ein Erregungssignal einer Startvorrichtung, ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor, ein elektrisches Lastsignal einer Klimaanlage, einer Innenbeleuchtung und dergleichen, und ein Pumpenlastsignal eines Verdichters der Klimaanlage, eines Servolenksystems, einer Ölpumpe und dergleichen.
  • Das Sammel-Kraftstoffeinspritzsystem kann eine Mehrstufeneinspritzung (eine Serie von Einspritzungen einschließlich zwei oder mehrerer Einspritzungen) zum Einspritzen des Kraftstoffes in mehreren Zeiträumen während eines Zyklus der Kraftmaschine 1 durchführen, oder während die Nockenwelle der Kraftmaschine 1 zweimal gedreht wird (über einen Kurbelwinkel von 720°) für jede Einspritzvorrichtung 3 des jeweiligen Zylinders der Kraftmaschine 1. Der eine Zyklus der Kraftmaschine 1 beinhaltet einen Einlasshub, einen Verdichtungshub einen Expansionshub (ein Verbrennungshub) und einen Auslasshub in dieser Reihenfolge.
  • Insbesondere kann das Sammel-Kraftstoffeinspritzsystem eine Einspritzung in einem Piloteinspritzmodus, eine Einspritzung in einem normalen Mehrfacheinspritzmodus und eine Einspritzung in einem Modus nach einer Mehrfacheinspritzung durchführen, und zwar zusätzlich zu der Einspritzung bei einem Haupteinspritzmodus zum Durchführen ausschließlich einer Haupteinspritzung in einer Einspritzperiode. Bei der Einspritzung in dem Piloteinspritzmodus wird eine kleine Einspritzung (eine Piloteinspritzung) vor der Haupteinspritzung durchgeführt. Bei der Einspritzung in dem normalen Mehrfacheinspritzmodus wird eine Vielzahl kleiner Einspritzungen vor und nach der Haupteinspritzung durchgeführt. Bei der Einspritzung in dem Modus nach der Mehrfacheinspritzung wird eine Vielzahl kleiner Einspritzungen nach der Haupteinspritzung durchgeführt.
  • Daher bestimmt die ECU 5 den Einspritzmodus gemäß dem Betriebszustand der Kraftmaschine 1. Insbesondere hat die ECU 5 eine Einspritzmodusbestimmungseinrichtung zum Bestimmen des optimalen Einspritzmodus gemäß der Kraftmaschinendrehzahl NE und der Beschleunigungsvorrichtungsposition ACCP auf der Grundlage einer charakteristischen Abbildung, die durch Messungen anhand von Experimenten und dergleichen im Voraus geschaffen wurde.
  • Die ECU 5 hat eine Berechnungseinrichtung einer Mehrstufeneinspritzmenge zum Berechnen einer kleinen Einspritzmenge (eine Einspritzmenge der kleinen Einspritzung) und einer Haupteinspritzmenge (eine Einspritzmenge der Haupteinspritzung) gemäß dem Betriebszustand der Kraftmaschine 1, wenn die ECU 5 die Mehrstufeneinspritzung durchführt.
  • Insbesondere hat die ECU 5 eine Einrichtung zum Berechnen der kleinen Einspritzmenge QPILOT gemäß der Kraftmaschinendrehzahl NE und der Soll-Einspritzmenge Qfin auf der Grundlage einer charakteristischen Abbildung, die durch Messungen anhand von Experimenten und dergleichen im Voraus geschaffen wurde, und zum Berechnen der Haupteinspritzmenge QMAIN durch Subtrahieren der kleinen Einspritzmenge QPILOT von der Soll-Einspritzmenge Qfin, wenn die ECU 5 die Einspritzung in dem Piloteinspritzmodus durchführt. Die ECU 5 hat eine Einrichtung zum Berechnen der kleinen Einspritzmengen QMINI für die Vielzahl der kleinen Einspritzungen gemäß der Kraftmaschinendrehzahl NE und der Soll-Einspritzmenge Qfin auf der Grundlage einer charakteristischen Abbildung, die durch Messungen anhand von Experimenten und dergleichen im Voraus geschaffen wurde, und zum Berechnen der Haupteinspritzmenge QMAIN durch Subtrahieren der Summe der kleinen Einspritzmengen QMINI von der Soll-Einspritzmenge Qfin, wenn die ECU 5 die Einspritzung in dem Mehrfacheinspritzmodus durchführt.
  • Die ECU 5 hat eine Intervallberechnungseinrichtung zum Berechnen eines Intervalls zwischen den Kraftstoffeinspritzungen in einer Einspritzperiode gemäß dem Betriebszustand der Kraftmaschine 1, wenn die ECU 5 die Mehrstufeneinspritzung durchführt.
  • Insbesondere hat die ECU 5 eine Einrichtung zum Berechnen eines Intervalls (ein Pilotintervall) zwischen der kleinen Einspritzung und der Haupteinspritzung gemäß der Kraftmaschinendrehzahl NE und der Soll-Einspritzmenge Qfin auf der Grundlage einer charakteristischen Abbildung, die durch Messungen anhand von Experimenten und dergleichen im Voraus geschaffen wurde, wenn die ECU 5 die Einspritzung in dem Piloteinspritzmodus durchführt. Die ECU 5 hat eine Einrichtung zum Berechnen von Intervallen (Intervalle der kleinen Einspritzungen) von der Vielzahl der kleinen Einspritzungen und eines Intervalls (ein Hauptintervall) zwischen der Haupteinspritzung und der kleinen Einspritzung, die unmittelbar nach oder vor der Haupteinspritzung durchgeführt wird, und zwar gemäß der Kraftmaschinendrehzahl NE und der Soll-Einspritzmenge Qfin auf der Grundlage einer charakteristischen Abbildung, die durch Messungen anhand von Experimenten und dergleichen im Voraus geschaffen wurde, wenn die ECU 5 die Einspritzung in dem Mehrfacheinspritzmodus durchführt.
  • Die ECU 5 hat eine Einrichtung zum Berechnen einer Periode der kleinen Einspritzung gemäß der kleinen Einspritzmenge und des tatsächlichen Druckes NPC auf der Grundlage einer charakteristischen Abbildung, die durch Messungen anhand von Experimenten und dergleichen im Voraus geschaffen wurde, und zum Berechnen einer Haupteinspritzperiode gemäß der Haupteinspritzmenge und dem tatsächlichen Druck NPC auf der Grundlage einer charakteristischen Abbildung, die durch Messungen anhand von Experimenten im Voraus geschaffen wurde.
  • Die ECU 5 hat eine Einrichtung zum Berechnen eines optimalen Hauptdruckes P in der Common-Rail 2 gemäß der Soll-Einspritzmenge Qfin und der Kraftmaschinendrehzahl NE auf der Grundlage einer charakteristischen Abbildung, die durch Messungen anhand von Experimenten und dergleichen im Voraus geschaffen wurde, und zum Berechnen eines Soll-Druckes Pfin durch Addieren eines Einspritzdruckes zu dem Hauptdruck P, wobei die Kraftstofftemperatur THF, die Kraftmaschinenkühlwassertemperatur THW und dergleichen berücksichtigt werden. Die ECU 5 hat eine Einrichtung zum Steuern des durch den Common-Rail-Drucksensor 49 erfassten tatsächlichen Druckes NPC auf den Soll-Druck Pfin durch Antreiben und Steuern des Saugsteuerventils der Zuführungspumpe 4.
  • Die ECU 5 steuert die Auslassmenge der Zuführungspumpe 4, die den Hochdruckkraftstoff der Common-Rail 2 zuführt, um den tatsächlichen Druck NPC der Common-Rail 2 auf den Soll-Druck Pfin aufrechtzuerhalten. Insbesondere kann die Zuführungspumpe 4 den tatsächlichen Druck NPC der Common-Rail 2 auf den Soll-Druck Pfin erhöhen. Falls die Druckreduzierung der Common-Rail 2 erforderlich ist, dann kann die Zuführungspumpe 4 das Auslassen von Kraftstoff stoppen. Jedoch kann die Zuführungspumpe 4 den Druck der Common-Rail 2 nicht aktiv reduzieren.
  • Wenn das Fahrzeug aus einem Fahrtzustand mit hoher Geschwindigkeit verzögert wird, wie dies durch einen Zeitpunkt A1 in der 2 gezeigt ist, dann ist eine Kraftstoffeinspritzung unter einem niedrigen Druck plötzlich in einem Zustand erforderlich, bei dem die Kraftstoffeinspritzung bei hoher Geschwindigkeit und unter einem hohen Druck durchgeführt wurde, oder der Soll-Druck Pfin wird von einem hohen Wert auf einem niedrigen Wert plötzlich verringert, wie dies in der 2 gezeigt ist. In der 2 stellt Pc den Common-Rail-Druck dar, und Fd ist eine Verzögerungsbestimmungsmarke. Jedoch wird die Kraftstoffeinspritzung aus der Einspritzvorrichtung 3 in jenem Zustand durchgeführt, in dem der tatsächliche Common-Rail-NPC größer ist als der normalerweise erforderliche Soll-Druck Pfin, oder in jenem Zustand, in dem die Druckdifferenz ΔP zwischen ihnen groß ist, bis der tatsächliche Druck NPC auf den niedrigen Druck durch die Einspritzung oder das Austreten von Kraftstoff aus der Einspritzvorrichtung 3 während einer Periode t1 bis t2 gemäß der 2 verringert wird.
  • In dem Zustand, bei dem der tatsächliche Druck NPC größer ist als der Soll-Druck Pfin, wird die Einspritzperiode stark verkürzt, und der Lärm wird durch die Verbrennung erzeugt, bei der eine große Wärmemenge in einer kurzen Periode erzeugt wird.
  • Die Hochtemperaturverbrennung ist für die Funktion des Fahrzeugs nicht vorzuziehen.
  • Eine Beziehung zwischen dem tatsächlichen Druck NPC der Common-Rail 2 und dem Lärmniveau L in einem spezifischen Zustand der Kraftmaschine 1 (vorbestimmte Zustände der Kraftmaschinendrehzahl NE und der Einspritzmenge) ist in der 3 gezeigt. Wie dies in der 3 gezeigt ist, steigt das Lärmniveau L an, wenn sich der tatsächliche Druck NPC erhöht.
  • Daher hat die ECU 5 des gegenwärtigen Ausführungsbeispiels eine Hochtemperaturverbrennungsvorhersageeinrichtung zum Vorhersagen der Erzeugung einer Hochtemperaturverbrennung in den jeweiligen Zylindern der Kraftmaschine 1. Die ECU 5 hat eine Verbrennungsabschwächungseinrichtung zum Abschwächen der Verbrennung durch Steuern der Kraftstoffeinspritzung durch die Einspritzvorrichtung 3, falls die Hochtemperaturverbrennung vorhergesagt wird.
  • Die Hochtemperaturverbrennungsvorhersageeinrichtung des gegenwärtigen Ausführungsbeispieles sagt die Erzeugung der Hochtemperaturverbrennung in der Kraftmaschine 1 in jenem Zustand vorher, dass eine Druckdifferenz ΔP, die durch Subtrahieren des Solldruckes Pfin von dem tatsächlichen Druck NPC erzeugt wird, größer ist als ein vorbestimmter Bestimmungsschwellwert (eine durchgezogene Linie α in der 2), und die Kraftstoffeinspritzung wird durch die Einspritzvorrichtung 3 durchgeführt, oder dass die Soll-Einspritzmenge Qfin größer als Null ist. Falls der Zustand eingerichtet ist, dann setzt die ECU 5 eine Ausführungsmarke Fe, wie dies durch eine Linie Fe in der 2 gezeigt ist, und sie führt die Steuerung zum Abschwächen der Verbrennung durch.
  • Die Verbrennungsabschwächungseinrichtung des gegenwärtigen Ausführungsbeispieles führt die Steuerung zum Abschwächen der Verbrennung durch Erhöhen einer Anzahl der Einspritzvorgänge durch, die durch die Einspritzvorrichtung 3 in einer Einspritzvorrichtung bewirkt wird, und zwar von einer normalen Anzahl von Einspritzvorgängen, wenn die Hochtemperaturverbrennungsvorhersagungseinrichtung die Hochtemperaturverbrennung vorhersagt, oder wenn die Ausführungsmarke Fe gesetzt ist.
  • Falls ein normaler Einspritzmodus, der durch die Einspritzmodusbestimmungseinrichtung normaler Weise bestimmt wird, der Haupteinspritzmodus ist, dann wird der Einspritzmodus insbesondere zu dem Piloteinspritzmodus oder dem Mehrfacheinspritzmodus geändert. Falls der durch die Einspritzmodusbestimmungseinrichtung bestimmte normale Einspritzmodus der Piloteinspritzmodus ist, dann wird der Einspritzmodus zu dem Mehrfacheinspritzmodus geändert. Falls der durch die Einspritzmodusbestimmungseinrichtung bestimmte normale Einspritzmodus der Mehrfacheinspritzmodus ist, dann wird der Einspritzmodus zu einem Mehrfacheinspritzmodus geändert, bei dem die Anzahl der kleinen Einspritzungen erhöht ist. Der Einspritzmodus wird in Bereichen „A" gemäß der 2 geändert.
  • Wenn der durch die Einspritzmodusbestimmungseinrichtung bestimmte Einspritzmodus der Piloteinspritzmodus ist, wie dies durch eine durchgezogene Linie in der 4A gezeigt ist, wenn die Hochtemperaturverbrennung vorhergesagt ist, dann wird insbesondere die Anzahl der kleinen Einspritzungen so erhöht, dass der Einspritzmodus zu dem Mehrfacheinspritzmodus geändert wird, wie dies durch eine durchgezogene Linie in der 4A gezeigt ist. In der 4A stellt R ein Einspritzverhältnis dar.
  • Eine Gesamteinspritzmenge in einer Einspritzperiode wird auf die Soll-Einspritzmenge Qfin aufrechterhalten, und sie wird nicht geändert, auch wenn die Anzahl der kleinen Einspritzungen erhöht ist. Daher verringert die ECU 5 die Haupteinspritzmenge durch ein Vermehren einer Gesamteinspritzmenge der kleinen Einspritzungen, deren Anzahl erhöht ist.
  • Die Verbrennungsabschwächungseinrichtung der ECU 5 erhöht die Anzahl der Einspritzungen durch die Einspritzvorrichtung 3, wenn die Druckdifferenz ΔP erhöht wird, die durch Subtrahieren des Soll-Druckes Pfin von dem tatsächlichen Druck NPC erhalten wird. Insbesondere in jenem Fall, wenn der durch die Einspritzmodusbestimmungseinrichtung bestimmte Einspritzmodus der Haupteinspritzmodus ist, dann wird gemäß der Erhöhung der Druckdifferenz ΔP der Einspritzmodus zu dem Piloteinspritzmodus, zu dem Mehrfacheinspritzmodus einschließlich zweier kleiner Einspritzungen geändert, und dann zu dem Mehrfacheinspritzmodus einschließlich dreier kleiner Einspritzungen, so dass die Anzahl der Einspritzungen erhöht wird.
  • Die spezifische Anzahl der Einspritzungen wird gemäß der Druckdifferenz ΔP und der Kraftmaschinendrehzahl NE auf der Grundlage einer charakteristischen Abbildung bestimmt, die in der 5 gezeigt ist, welche durch Messungen anhand von Experimenten und dergleichen im Voraus geschaffen wurde.
  • Alternativ kann die spezifische Anzahl der Einspritzungen gemäß dem tatsächlichen Druck NPC und der Kraftmaschinendrehzahl NE auf der Grundlage einer charakteristischen Abbildung (in der 5 gezeigt) bestimmt werden, die durch Messungen anhand von Experimenten und dergleichen im Voraus geschaffen wurde. Alternativ kann die Anzahl der Einspritzungen gemäß der Soll-Einspritzungsmenge Qfin und der Kraftmaschinendrehzahl NE auf der Grundlage einer charakteristischen Abbildung (in der 5 gezeigt) bestimmt werden, die durch Messungen anhand von Experimenten und dergleichen geschaffen wurde.
  • Als nächstes wird eine Flusskarte der Verbrennungsabschwächungssteuerung auf der Grundlage der 6 beschrieben.
  • Falls die Verarbeitung in den Fluss der Verbrennungsabschwächungssteuerung eintritt (START), dann wird bei dem Schritt S1 die Druckdifferenz ΔP durch Subtrahieren des Soll-Druckes Pf in von dem tatsächlichen Druck NPC berechnet.
  • Dann wird bei dem Schritt S2 bestimmt, ob die bei dem Schritt S1 berechnete Druckdifferenz ΔP größer ist als der Bestimmungsschwellwert α oder nicht.
  • Falls das Ergebnis der Bestimmung bei dem Schritt S2 „NEIN" lautet, dann wird bei einem Schritt S3 ein normaler Einspritzmodus bestimmt. Insbesondere wird die Anzahl der Einspritzungen auf der Grundlage einer Abbildung einer normalen Einspritzung für den normalen Einspritzmodus bestimmt.
  • Falls das Ergebnis der Bestimmung bei dem Schritt S2 „JA" lautet, dann wird bei einem Schritt S4 bestimmt, ob das Fahrzeug in einem Verzögerungszustand ist oder nicht, und zwar auf der Grundlage der Soll-Einspritzmenge Qfin, der Änderung der Beschleunigungsposition ACCP und dergleichen. Falls das Ergebnis der Bestimmung bei dem Schritt S4 „NEIN" lautet, dann besteht eine Möglichkeit, dass einige Fehler bei den Sensoren erzeugt werden. In diesem Fall schreitet die Verarbeitung zu einer Routine zum Durchführen einer Fehlerbestimmung und dergleichen weiter.
  • Falls das Ergebnis der Bestimmung bei dem Schritt S4 „JA" lautet, dann wird die Erzeugung der Hochtemperaturverbrennung in der Kraftmaschine 1 vorhergesagt. In diesem Fall wird bei einem Schritt S5 die Mehrfacheinspritzausführungsmarke Fe eingeschaltet, um die Anzahl der Einspritzungen in einer Einspritzperiode zu erhöhen, um so den Verbrennungslärm zu reduzieren.
  • Nachfolgend wird bei einem Schritt S6 der Einspritzmodus bestimmt, der eine größere Anzahl der Einspritzungen vorsieht als jene Anzahl, der Einspritzungen, die durch die Einspritzmodusbestimmungseinrichtung normalerweise bestimmt wird. Insbesondere wird gemäß der vorstehenden Beschreibung die Anzahl der Einspritzungen gemäß dem Betriebszustand der Kraftmaschine 1 bestimmt, der durch Sensoren erfasst ist, und zwar auf der Grundlage der charakteristischen Abbildung, die in der 5 gezeigt ist.
  • Dann kehrt die Verarbeitung zu einer Steuerroutine einer normalen Einspritzung zurück (ENDE) und die Einspritzsteuerung der Einspritzvorrichtung 3 wird durchgeführt.
  • Das Sammel-Kraftstoffeinspritzsystem des ersten Ausführungsbeispieles erhöht die Anzahl der Einspritzungen in einer Einspritzperiode, falls die ECU 5 die Hochtemperaturverbrennung vorhersagt. Somit wird die Verbrennung abgeschwächt, und der durch die Hochtemperaturverbrennung erzeugte Lärm kann abgeschwächt werden.
  • Eine Beziehung zwischen der Anzahl N von Einspritzungen und dem Lärmniveau L bei einem spezifischen Betriebszustand der Kraftmaschine 1 (vorbestimmte Zustände der Kraftmaschinendrehzahl NE und der Einspritzmenge) ist in der 4B gezeigt. Wie dies in der 4B gezeigt ist, wird das Lärmniveau L reduziert, wenn sich die Anzahl N der Einspritzungen erhöht.
  • Somit kann das Sammel-Kraftstoffeinspritzsystem des gegenwärtigen Ausführungsbeispieles den Lärm auf Grund der Hochtemperaturverbrennung abschwächen, auch wenn das Druckreduzierventil (eine Einrichtung zum schnellen Reduzieren der Common-Rail 2) nicht angebracht ist, dass bei dem Stand der Technik beschrieben ist. Daher kann die Verschlechterung der Montage verhindert werden, die dann hervorgerufen werden würde, wenn das Druckreduzierventil an der Common-Rail 2 oder dem Hochdruckkraftstoffrohr 24 angebracht ist. Währenddessen kann ein Anstieg der Kosten auf Grund des zusätzlichen Druckreduzierventils und eines Anstiegs der Montageprozesse verhindert werden.
  • Bei der Technologie zum Durchführen der unwirksamen Einspritzung mit der Einspritzvorrichtung 3, die bei dem Stand der Technik beschrieben ist, wird der Common-Rail-Druck allmählich reduziert. Daher kann die Druckdifferenz ΔP nicht schnell reduziert werden. In Folge dessen besteht ein Problem, dass der Lärm durch die Hochtemperaturverbrennung bei der frühen Stufe der Druckreduzierung erzeugt wird. Im Gegensatz dazu tritt ein derartiges Problem bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel nicht auf.
  • (Zweites Ausführungsbeispiel)
  • Als nächstes wird ein Sammel-Kraftstoffeinspritzsystem gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel auf der Grundlage der 7 und 8 beschrieben.
  • Eine Verbrennungsabschwächungseinrichtung des zweiten Ausführungsbeispieles schwächt die Verbrennung ab, indem der Einspritzmodus auf den Mehrstufeneinspritzmodus (der Piloteinspritzmodus oder der Mehrfacheinspritzmodus) festgelegt wird, so dass die Einspritzmenge der kleinen Einspritzung von der Einspritzmenge der kleinen Einspritzung bei dem normalen Einspritzmodus vermehrt wird, wie dies durch eine durchgezogene Linie Qp1 und eine gestrichelte Linie Qp2 in der 7A gezeigt ist. Die durchgezogene Linie Qp1 in der 7A stellt ein Einspritzverhältnis bei dem normalen Einspritzmodus dar. Die gestrichelte Linie Qp2 in der 7A stellt ein Einspritzverhältnis bei dem korrigierten Einspritzmodus dar. Die Haupteinspritzmenge wird dadurch verringert, dass die Einspritzmenge der kleinen Einspritzung vermehrt wird, wie dies in 7A gezeigt ist.
  • Die Verbrennungsabschwächungseinrichtung des gegenwärtigen Ausführungsbeispieles vermehrt die Einspritzmenge der kleinen Einspritzung, wenn die Druckdifferenz ΔP erhöht wird, die durch Subtrahieren des Soll-Druckes Pfin von dem tatsächlichen Druck NPC erhalten wird. Insbesondere wird ein Korrekturkoeffizient K aus einer Formel oder einer Abbildung berechnet, der sich dann erhöht, wenn sich die Druckdifferenz ΔP erhöht, und dann wird die kleine Einspritzmenge durch Multiplizieren der kleinen Einspritzmenge mit dem Korrekturkoeffizienten K vermehrt. Somit wird eine Druckkorrektur entsprechend der Druckdifferenz ΔP der kleinen Einspritzmenge hinzugefügt.
  • Alternativ kann die kleine Einspritzmenge, die größer ist als die kleine Einspritzmenge bei dem normalen Einspritzmodus, gemäß der Druckdifferenz ΔP und der Kraftmaschinendrehzahl NE auf der Grundlage einer charakteristischen Abbildung (in der 5 gezeigt) festgelegt werden, die durch Messungen anhand von Experimenten und dergleichen im Voraus geschaffen wurde. Alternativ kann die kleine Einspritzmenge, die größer ist als die kleine Einspritzmenge bei dem normalen Einspritzmodus, gemäß dem tatsächlichen Druck NPC und der Kraftmaschinendrehzahl NE auf der Grundlage einer charakteristischen Abbildung (in der 5 gezeigt) festgelegt werden, die durch Messungen anhand von Experimenten und dergleichen im Voraus geschaffen wurde. Alternativ kann die kleine Einspritzmenge, die größer ist als die kleine Einspritzmenge bei dem normalen Einspritzmodus, gemäß der Soll-Einspritzmenge Qfin und der Kraftmaschinendrehzahl NE auf der Grundlage einer charakteristischen Abbildung (in der 5 gezeigt) festgelegt werden, welche durch Messungen anhand von Experimenten und dergleichen im Voraus geschaffen wurde.
  • Als nächstes wird eine Flusskarte der Verbrennungsabschwächungssteuerung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispieles auf der Grundlage der 8 beschrieben. Die Schritte nach dem Schritt S1 bis zu dem Schritt S5 sind gleich wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel.
  • Nachdem die Mehrstufeneinspritzausführungsmarke Fe bei dem Schritt S5 eingeschaltet wurde, wird bei einem Schritt S6 die kleine Einspritzmenge Qp bestimmt, die größer ist als die normale kleine Einspritzmenge Qp, welche durch die Mehrstufeneinspritzmengenberechnungseinrichtung normalerweise bestimmt wird. Insbesondere wird der Korrekturkoeffizient K entsprechend der Druckdifferenz ΔP mit der Formel oder der Abbildung berechnet, und dann wird die kleine Einspritzmenge Qp, die größer ist als die normale kleine Einspritzmenge Qp, durch Multiplizieren des Wertes der kleinen Einspritzmenge Qp mit dem Korrekturkoeffizienten K berechnet. Die Haupteinspritzmenge wird durch Vermehren der kleinen Einspritzmenge Qp so verringert, dass die Gesamteinspritzmenge, die in einer Einspritzperiode eingespritzt wird, gleich der Soll-Einspritzmenge Qfin ist.
  • Falls die ECU 5 die Hochtemperaturverbrennung vorhersagt, dann führt das Sammel-Kraftstoffeinspritzsystem des zweiten Ausführungsbeispieles die Mehrstufeneinspritzung (die Einspritzung in dem Piloteinspritzmodus oder die Einspritzung in dem Mehrfacheinspritzmodus) durch, bei dem die kleine Einspritzmenge Qp von der normalen kleinen Einspritzmenge Qp vermehrt ist. Somit wird die Verbrennung abgeschwächt, und der Lärm auf Grund der Hochtemperaturverbrennung kann abgeschwächt werden.
  • Eine Beziehung zwischen der Piloteinspritzmenge Qp (ein Beispiel der kleinen Einspritzmenge) und dem Lärmniveau L bei einem spezifischen Zustand der Kraftmaschine 1 (vorbestimmte Zustände der Kraftmaschinendrehzahl NE und der Einspritzmenge) ist in der 7B gezeigt. Wie dies in der 7B gezeigt ist, wird das Lärmniveau L verringert, wenn sich die Piloteinspritzmenge Qp vermehrt (die kleine Einspritzmenge).
  • Somit kann das Sammel-Kraftstoffeinspritzsystem des zweiten Ausführungsbeispieles eine gleiche Wirkung wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel bewirken.
  • (Drittes Ausführungsbeispiel)
  • Als nächstes wird ein Sammel-Kraftstoffeinspritzsystem gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung auf der Grundlage der 9 und 10 beschrieben.
  • Eine Verbrennungsabschwächungseinrichtung des dritten Ausführungsbeispieles schwächt die Verbrennung ab, indem die kleine Einspritzung und die Haupteinspritzung in einer Einspritzperiode durch die Einspritzvorrichtung 3 durchgeführt werden und indem ein Intervall INT zwischen den Einspritzungen in einer Einspritzperiode verlängert wird, wie dies durch gestrichelte Linien in der 9A gezeigt ist, und zwar von einem normalen Einspritzintervall, das durch durchgezogenen Linien in der 9B gezeigt ist.
  • Die Verbrennungsabschwächungseinrichtung des gegenwärtigen Ausführungsbeispieles verlängert das Einspritzintervall INT in einer Einspritzperiode, wenn sich, die Druckdifferenz ΔP erhöht, die durch Subtrahieren des Soll-Druckes Pfin von dem tatsächlichen Druck NPC erhalten wird. Insbesondere berechnet die Verbrennungsabschwächungseinrichtung einen Korrekturkoeffizienten K entsprechend der Druckdifferenz ΔP aus einer Formel oder einer Abbildung, und sie vergrößert das Einspritzintervall INT durch Multiplizieren des Wertes des Einspritzintervalls mit dem Korrekturkoeffizienten K. Somit wird die Druckkorrektur entsprechend der Druckdifferenz ΔP dem Einspritzintervall INT hinzugefügt.
  • Alternativ kann das Einspritzintervall INT, das länger ist als das normale Einspritzintervall INT, gemäß der Druckdifferenz ΔP und der Kraftmaschinendrehzahl NE auf der Grundlage einer charakteristischen Abbildung (in der 5 gezeigt) festgelegt werden, die durch Messungen anhand von Experimenten und dergleichen im Voraus geschaffen wurde. Alternativ kann das Einspritzintervall INT, das länger ist als das normale Einspritzintervall INT, gemäß dem tatsächlichen Druck NPC und der Kraftmaschinendrehzahl NE auf der Grundlage einer charakteristischen Abbildung (in der 5 gezeigt) festgelegt werden, die durch Messungen anhand von Experimenten und dergleichen im Voraus geschaffen wurde. Alternativ kann das Einspritzintervall INT, das länger ist als das normale Einspritzintervall INT, gemäß der Soll-Einspritzmenge Qfin und der Kraftmaschinendrehzahl NE auf der Grundlage einer charakteristischen Abbildung (in der 5) festgelegt werden, die durch Messungen anhand von Experimenten und dergleichen im Voraus geschaffen wurde.
  • Als nächstes wird eine Flusskarte der Verbrennungsabschwächungssteuerung des dritten Ausführungsbeispieles auf der Grundlage der 10 beschrieben. Die Schritte nach dem Schritt S1 bis zu dem Schritt S5 sind gleich wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel.
  • Nachdem die Mehrstufeneinspritzausführungsmarke Fe bei dem Schritt S5 eingeschaltet wurde, berechnet die Intervallberechnungseinrichtung bei einem Schritt S6 das Einspritzintervall INT, das länger ist als das normale Einspritzintervall, welches das durch die Intervallberechnungseinrichtung normalerweise bestimmte Intervall ist. Insbesondere wird der Korrekturkoeffizient K entsprechend der Druckdifferenz ΔP mit der Formel oder der Abbildung berechnet, und das Einspritzintervall INT, das länger ist als das normale Einspritzintervall INT, wird durch Multiplizieren des Wertes des Einspritzintervalls INT mit dem Korrekturkoeffizienten K berechnet.
  • Falls die ECU 5 die Hochtemperaturverbrennung vorhersagt, dann führt das Sammel-Kraftstoffeinspritzsystem des dritten Ausführungsbeispieles die Mehrstufeneinspritzung (die Einspritzung in dem Piloteinspritzmodus oder in dem Mehrfacheinspritzmodus) durch, und es verlängert das Einspritzintervall INT von dem normalen Einspritzintervall INT. Somit wird die Verbrennung abgeschwächt und der Lärm auf Grund der Hochtemperaturverbrennung kann abgeschwächt werden.
  • Eine Beziehung zwischen dem Pilotintervall INT (ein Beispiel des Einspritzintervalls INT bei der Mehrstufeneinspritzung) und dem Lärmniveau L bei einem spezifischen Zustand der Kraftmaschine 1 (vorbestimmte Zustände der Kraftmaschinendrehzahl NE und der Einspritzmenge) ist in der 9B gezeigt. Wie dies in der 9B gezeigt ist, wird das Lärmniveau L verringert, wenn das Pilotintervall INT verlängert wird.
  • Somit kann das Sammel-Kraftstoffeinspritzsystem des dritten Ausführungsbeispieles eine ähnliche Wirkung wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel bewirken.
  • (Abwandlung) Als eine Einrichtung zum Abschwächen der Verbrennung kann ebenfalls eine Kombination der Einrichtungen des ersten bis dritten Ausführungsbeispieles verwendet werden, wenn die Hochtemperaturverbrennung vorhergesagt wird.
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern sie kann in anderen Formen implementiert werden, ohne dass der Umfang der Erfindung verlassen wird.
  • Eine elektronische Steuereinheit (5) eines Sammel-Kraftstoffeinspritzsystems erhöht eine Anzahl von Einspritzungen, die durch eine Einspritzvorrichtung (3) in einer Einspritzperiode bewirkt werden, und zwar von einer normalen Anzahl an Einspritzungen, wenn eine durch Subtrahieren eines Soll-Druckes von einem tatsächlichen Druck erhaltene Druckdifferenz größer ist als ein Bestimmungsschwellwert und Zustände zum Durchführen der Einspritzung eingerichtet sind, oder wenn eine Hochtemperaturverbrennung vorhergesagt wird. Falls ein normaler Einspritzmodus ein Haupteinspritzmodus ist, dann wird dieser zu einem Piloteinspritzmodus oder einem Mehrfacheinspritzmodus geändert. Falls der normale Einspritzmodus der Piloteinspritzmodus ist, dann wird dieser zu dem Mehrfacheinspritzmodus geändert. Falls der normale Einspritzmodus der Mehrfacheinspritzmodus ist, dann wird eine Anzahl von kleinen Einspritzungen erhöht. Somit wird eine Verbrennung abgeschwächt, und Lärm kann abgeschwächt werden, der durch eine Hochtemperaturverbrennung hervorgerufen wird.

Claims (11)

  1. Sammel-Kraftstoffeinspritzsystem, dadurch gekennzeichnet, dass das Sammel-Kraftstoffeinspritzsystem eine Common-Rail (2) zum Sammeln von Hochdruckkraftstoff, eine Einspritzvorrichtung (3) zum Einspritzen des in der Common-Rail (2) gesammelten Hochdruckkraftstoffes und eine Steuereinrichtung (5) zum Steuern der Einspritzvorrichtung (3) gemäß einem Betriebszustand einer Kraftmaschine (1) aufweist, die Steuereinrichtung (5) eine Hochtemperaturverbrennungsvorhersagungseinrichtung (S2, S4) zum Vorhersagen einer Erzeugung einer Hochtemperaturverbrennung in der Kraftmaschine (1) aufweist, und die Steuereinrichtung (5) eine Verbrennungsabschwächungseinrichtung (S6) zum Abschwächen der Verbrennung in der Kraftmaschine (1) aufweist, indem die Kraftstoffeinspritzung durch die Einspritzvorrichtung (3) gesteuert wird, wenn die Hochtemperaturverbrennung durch die Hochtemperaturverbrennungsvorhersagungseinrichtung (S2, S4) vorhergesagt wird.
  2. Sammel-Kraftstoffeinspritzsystem gemäß Anspruch 1, des weiteren dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungsabschwächungseinrichtung (56) die Verbrennung abschwächt, indem eine Anzahl der Einspritzungen erhöht wird, die durch die Einspritzvorrichtung (3) in einer Einspritzperiode durchgeführt werden, ohne dass die Gesamteinspritzmenge geändert wird, wenn die Hochtemperaturverbrennung durch die Hochtemperaturverbrennungsvorhersagungseinrichtung (S2, S4) vorhergesagt wird.
  3. Sammel-Kraftstoffeinspritzsystem gemäß Anspruch 1, des, weiteren dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungsabschwächungseinrichtung (S6) die Verbrennung abschwächt, indem eine kleine Einspritzung und eine Haupteinspritzung durch die Einspritzvorrichtung (3) in einer Einspritzperiode durchgeführt werden, indem eine Einspritzmenge der kleinen Einspritzung vermehrt wird und indem eine Einspritzmenge der Haupteinspritzung entsprechend der Vermehrung der Einspritzmenge der kleinen Einspritzung verringert wird, wenn die Hochtemperaturverbrennung durch die Hochtemperaturvorhersagungseinrichtung (S2, S4) vorhergesagt wird.
  4. Sammel-Kraftstoffeinspritzsystem gemäß Anspruch 1, des weiteren dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungsabschwächungseinrichtung (S6) die Verbrennung abschwächt, indem eine kleine Einspritzung und eine Haupteinspritzung durch die Einspritzvorrichtung (3) in einer Einspritzperiode durchgeführt werden und indem ein Intervall zwischen den Kraftstoffeinspritzungen in der einen Einspritzperiode verlängert wird, wenn die Hochtemperaturverbrennung durch die Hochtemperaturverbrennungsvorhersagungseinrichtung (S2, S4) vorhergesagt wird.
  5. Sammel-Kraftstoffeinspritzsystem gemäß Anspruch 2, des weiteren dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungsabschwächungseinrichtung (S6) eine Korrektur zum Erhöhen der Anzahl der Einspritzungen durch die Einspritzvorrichtung (3) durchführt, wenn eine Druckdifferenz einen vorbestimmten Wert überschreitet, die durch Subtrahieren eines für den Betriebszustand der Kraftmaschine (1) geeigneten Soll-Druckes von dem tatsächlichen Druck der Common-Rail (2) erhalten wird.
  6. Sammel-Kraftstoffeinspritzsystem gemäß Anspruch 2, des weiteren dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungsabschwächungseinrichtung (S6) eine Korrektur zum Erhöhen der Anzahl der Einspritzungen durch die Einspritzvorrichtung (3) durchführt, wenn eine Haupteinspritzmenge oder eine für den Betriebszustand der Kraftmaschine (1) geeignete Soll-Einspritzmenge vermehrt wird.
  7. Sammel-Kraftstoffeinspritzsystem gemäß Anspruch 3, des weiteren dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungsabschwächungseinrichtung (S6) eine Korrektur zum Vermehren der Einspritzmenge der kleinen Einspritzung durchführt, falls eine Druckdifferenz einen vorbestimmten Wert überschreitet, die durch Subtrahieren eines für den Betriebszustand der Kraftmaschine (1) geeigneten Soll-Druckes von dem tatsächlichen Druck der Common-Rail (2) erhalten wird.
  8. Sammel-Kraftstoffeinspritzsystem gemäß Anspruch 3, des weiteren dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungsabschwächungseinrichtung (S6) eine Korrektur zum Vermehren der Einspritzmenge der kleinen Einspritzung durchführt, wenn sich eine Haupteinspritzmenge oder eine für den Betriebszustand der Kraftmaschine (1) geeignete Soll-Einspritzmenge vermehrt.
  9. Sammel-Kraftstoffeinspritzsystem gemäß Anspruch 4, des weiteren dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungsabschwächungseinrichtung (S6) eine Korrektur zum Verlängern des Intervalls zwischen den Kraftstoffeinspritzungen durchführt, falls eine Druckdifferenz einen vorbestimmten Wert überschreitet, die durch Subtrahieren eines für den Betriebszustand der Kraftmaschine (1) geeigneten Soll-Druckes von dem tatsächlichen Druck der Common-Rail (2) erhalten wird.
  10. Sammel-Kraftstoffeinspritzsystem gemäß Anspruch 4, des weiteren dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungsabschwächungseinrichtung (S6) eine Korrektur zum Verlängern des Intervalls zwischen den Kraftstoffeinspritzungen durchführt, wenn sich eine Haupteinspritzmenge oder eine für den Betriebszustand der Kraftmaschine (1) geeignete Soll-Einspritzmenge vermehrt.
  11. Sammel-Kraftstoffeinspritzsystem gemäß Anspruch 1, des weiteren dadurch gekennzeichnet, dass die Hochtemperaturvorhersagungseinrichtung (S2, S4) die Erzeugung der Hochtemperaturverbrennung in der Kraftmaschine (1) vorhersagt, falls eine Druckdifferenz, die durch Subtrahieren eines für den Betriebszustand der Kraftmaschine (1) geeigneten Soll-Druckes von dem tatsächlichen Druck der Common-Rail (2) erhalten wird, größer ist als ein vorbestimmter Bestimmungsschwellwert und ein Zustand zum Durchführen der Kraftstoffeinspritzung durch die Einspritzvorrichtung (3) eingerichtet ist.
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