DE112012003633B4

DE112012003633B4 - Steuervorrichtung für Kraftstoffeinspritzdüse

Info

Publication number: DE112012003633B4
Application number: DE112012003633.6T
Authority: DE
Inventors: Takaki Itaya; Hirotaka Nakai; Masahiro Soma
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2011-08-31
Filing date: 2012-07-20
Publication date: 2021-03-18
Anticipated expiration: 2032-07-21
Also published as: DE112012003633T5; CN103732890B; WO2013031422A1; US9376982B2; JP5572604B2; CN103732890A; JP2013050065A; US20140240886A1

Abstract

Steuervorrichtung zum Steuern eines Ansteuerstroms, dem ermöglicht werden soll, zu einer Kraftstoffeinspritzdüse (201), die ein Solenoid (214) enthält, zu fließen, dadurch gekennzeichnet, dassdie Steuervorrichtung für die Kraftstoffeinspritzdüse (201) konfiguriert ist, um, nachdem eine erste Einspritzimpulsbreite für das Einspritzen des Kraftstoffs abgeschlossen ist und bevor eine zweite Einspritzimpulsbreite, die anschließend an die erste Einspritzimpulsbreite auszugeben ist, um den Kraftstoff einzuspritzen, begonnen wird, eine dritte Impulsbreite, zum Verlangsamen der Ventilschließgeschwindigkeit, auszugeben, um es zu ermöglichen, dass der Ansteuerstrom durch das Solenoid (214) fließt, und den Ansteuerstrom, dem es durch den dritten Impuls zu ermöglichen ist, durch das Solenoid (214) zu fließen, in Übereinstimmung entweder mit einem Messwert oder mit einem Vorhersagewert des Kraftstoffdrucks zu steuern,wobei der dritte Impuls nur in vorbestimmten Betriebbereichen, die abhängig von einem Kraftstoffdruck und einer Kraftmaschinendrehzahl sind, ausgegeben wird in denen ein Steuerzeitraum sichergestellt werden kann.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine und insbesondere auf die Steuerung einer Operation eines Ventils einer Kraftstoffeinspritzdüse.
Technischer Hintergrund
Als ein Verfahren zum Verringern einer Aufprallleistung durch ein Ventil, die auf einen Ventilsitz ausgeübt wird, wenn das Ventil auf den Ventilsitz gesetzt wird, ist ein Verfahren zum Verlangsamen einer Bewegungsgeschwindigkeit (einer Ventilschließgeschwindigkeit) des Ventils durch das Bereitstellen einer verringerten erneuten Erregung eines Solenoids während der Bewegung des Ventils zu der Schließseite, nachdem die Erregung des Solenoids abgeschlossen ist, bekannt (siehe z. B. die japanische Offenlegungsschrift JP 2003 - 120 848 A ).
Außerdem sind eine Technik, um den Mehrverbrauch elektrischer Leistung zu verhindern, und eine Technik, um die erneute Erregung eines Solenoids in Reaktion auf verschiedene Betriebszustände, um die Ventilschließgeschwindigkeit geeignet beizubehalten, bekannt (siehe die japanische Offenlegungsschrift JP 2001- 510 528 A japanische Offenlegungsschrift JP 2000- 205 076 A und japanische Offenlegungsschrift JP H04 - 153 542 A). In diesen Techniken wird die Verringerung des Maximalwerts der erneuten Erregung, die für das Verlanglangsamen der Ventilschließgeschwindigkeit im Leerlauf ausgeführt wird, auf weniger als jene für den Normalbetrieb vorgeschlagen.
Entgegenhaltungsliste
Patentliteratur

PTL 1: Japanische Offenlegungsschrift JP 2003- 120 848 A
PTL 2: Japanische Offenlegungsschrift JP 2001- 510 528 A
PTL 3: Japanische Offenlegungsschrift JP 2000 - 205 076 A
PTL 4: Japanische Offenlegungsschrift JP H04 - 153 542 A

Die US 6 000 379 A betrifft ein Verfahren zum Steuern von hydraulisch betätigten elektrisch gesteuerten Kraftstoffeinspritzvorrichtungen. Das Verfahren umfasst das Steuern des Drucks eines Hochdruckarbeitsfluids, das den Injektor betätigt, um die richtige Kraftstoffmenge in die Zylinder der Verbrennungsmotors einzuspritzen.
Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Die letztere Technik des Standes der Technik steuert die erneute Erregung des Solenoids in Reaktion auf die Betriebszustände einer Kraftmaschine. Eine auf einen Sitzabschnitt zwischen einem Ventil und einem Ventilsitz ausgeübte Kraft, wenn das Ventil auf den Ventilsitz gesetzt wird, um das Ventil zu schließen, wird signifikant durch einen Kraftstoffdruck beeinflusst. Obwohl eine Kraftmaschinenlast ein Betriebszustand ist, besitzt der Kraftstoffdruck nicht notwendigerweise eine proportionale Beziehung mit der Kraftmaschinenlast. Die Vergrößerung des Kraftstoffdrucks kann z. B. den Kraftstoff zerstäuben und dadurch die Mischung des Kraftstoffs und der Luft fördern und einen guten Verbrennungszustand erreichen. Folglich kann das Bereitstellen eines hohen Kraftstoffdrucks zusätzlich zu einem Standpunkt der Einspritzmenge, die der Kraftmaschinenlast entspricht, von einem Standpunkt der Förderung der Mischung des Kraftstoffs und geringer Emissionen betrachtet werden.
Wie oben beschrieben worden ist, hängt die auf den Sitzabschnitt zwischen dem Ventil und dem Ventilsitz ausgeübte Kraft, wenn das Ventil eingesetzt wird, nicht notwendigerweise von den Betriebszuständen der Kraftmaschine ab, sondern sie hängt größtenteils von dem Kraftstoffdruck ab, wobei es folglich einen Bedarf an einer Steuerung des Öffnens und des Schließens des Ventils in Reaktion auf den Kraftstoffdruck gibt, um den Verschleiß in dem Ventil oder in dem Ventilsitz zu verringern.
Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den Verschleiß in einem Ventil oder in einem Ventilsitz in Anbetracht einer Kraft, die auf das Ventil oder den Ventilsitz wirkt, zu verringern und dadurch die Häufigkeit der lebenslangen Verwendung einer Kraftstoffeinspritzdüse zu vergrößern.
Die Lösung für das Problem
Zur Lösung der Aufgabe werden die Merkmale der unabhängigen Ansprüche vorgeschlagen. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen. Als eine Lösung, um die oben beschriebene Aufgabe zu lösen, ist eine Steuervorrichtung für eine Kraftstoffeinspritzdüse gemäß der Erfindung eine Steuervorrichtung zum Steuern eines Ansteuerstroms, dem ermöglicht werden soll, zu einer Kraftstoffeinspritzdüse, die ein Solenoid enthält, zu fließen, wobei die Steuervorrichtung für die Kraftstoffeinspritzdüse konfiguriert ist, um, nachdem eine erste
Einspritzimpulsbreite für das Einspritzen des Kraftstoffs abgeschlossen ist und bevor eine zweite Einspritzimpulsbreite, die anschließend an die erste Einspritzimpulsbreite auszugeben ist, um den Kraftstoff einzuspritzen, begonnen wird, eine dritte Impulsbreite auszugeben, um es zu ermöglichen, dass der Ansteuerstrom durch das Solenoid fließt, und den Ansteuerstrom, dem es durch den dritten Impuls zu ermöglichen ist, durch das Solenoid zu fließen, in Übereinstimmung entweder mit einem Messwert oder mit einem Vorhersagewert eines Kraftstoffdrucks zu steuern. In diesem Aspekt ist die Steuervorrichtung für die Kraftstoffeinspritzdüse nicht auf eine Schaltungsvorrichtung, die im Allgemeinen als eine Kraftmaschinen-Steuereinheit (ECU) bezeichnet wird, und/oder eine Ansteuerschaltung, die mit der oder separat von der Schaltungsvorrichtung zum Zuführen des Ansteuerstroms zu der Kraftstoffeinspritzdüse konfiguriert ist, eingeschränkt.
In der Steuervorrichtung für die oben beschriebene Kraftstoffeinspritzdüse wird ein Maximalwert des Ansteuerstroms, dem es durch den dritten Impuls zu ermöglichen ist, durch das Solenoid zu fließen, und/oder ein Vorhandensein des Ansteuerstroms, dem es durch den dritten Impuls zu ermöglichen ist, durch das Solenoid zu fließen, in Übereinstimmung entweder mit dem Messwert oder mit dem Vorhersagewert des Kraftstoffdrucks gesteuert. In diesem Aspekt wird der dritte Impuls im Allgemeinen zu einer Signalleitung ausgegeben, die zu der für einen Einspritzimpuls zum Einspritzen des Kraftstoffs völlig gleich ist, wobei er folglich als eine dritte Einspritzimpulsbreite bezeichnet werden könnte; weil jedoch der dritte Impuls nicht zum Einspritzen des Kraftstoffs dient, wird er hier ohne das Wort „Einspritzung“ bezeichnet.
Außerdem wird eine Impulsbreite des dritten Impulses in Übereinstimmung entweder mit dem Messwert oder mit dem Vorhersagewert des Kraftstoffdrucks geändert.
Außerdem wird ein Zeitpunkt des Anlegens des Ansteuerstroms, dem es durch den dritten Impuls zu ermöglichen ist, durch das Solenoid zu fließen, zusätzlich zu entweder dem Messwert oder dem Vorhersagewert des Kraftstoffdrucks in Übereinstimmung mit einer Ansteuerstrom-Signalform zum Öffnen und Schließen des Ventils, einer Kraftmaschinendrehzahl und der Anzahl der Einspritzungen gesteuert.
Außerdem wird die Steuerung so ausgeführt, dass der dritte Impuls nicht in einem ersten Betriebsbereich, der eine vergrößerte Kraftmaschinendrehzahl und einen vergrößerten Kraftstoffdruck besitzt, ausgegeben wird, so dass verhindert wird, dass der Ansteuerstrom, dem durch den dritten Impuls zu ermöglichen ist, durch das Solenoid zu fließen, fließt.
Außerdem wird die Steuerung so ausgeführt, dass der dritte Impuls in einem zweiten Betriebsbereich, der eine Kraftmaschinendrehzahl, die zu der Kraftmaschinendrehzahl in dem ersten Betriebsbereich ähnlich ist, und einen Kraftstoffdruck, der kleiner als der Kraftstoffdruck in dem ersten Betriebsbereich ist, besitzt, ausgegeben wird, so dass es ermöglicht wird, dass der Ansteuerstrom durch das Solenoid fließt.
Außerdem wird die Steuerung so ausgeführt, dass der dritte Impuls nicht in einem dritten Betriebsbereich, der eine Kraftmaschinendrehzahl, die zu der Kraftmaschinendrehzahl in dem ersten Betriebsbereich und der Kraftmaschinendrehzahl in dem zweiten Betriebsbereich ähnlich ist, und einen Kraftstoffdruck, der noch kleiner als der Kraftstoffdruck in dem zweiten Betriebsbereich ist, ausgegeben wird, so dass verhindert wird, dass der Ansteuerstrom, dem es durch den dritten Impuls zu ermöglichen ist, durch das Solenoid zu fließen, fließt.
Außerdem wird in einem Fall, in dem die Steuerung ausgeführt wird, um es dem Ansteuerstrom mit dem dritten Impuls zu ermöglichen, durch das Solenoid zu fließen, eine Impulsbreite des ersten Einspritzimpulses im Vergleich zu einem Fall, in dem die Steuerung nicht ausgeführt wird, verringert.
Die vorteilhaften Wirkungen der Erfindung
In der vorliegenden Erfindung wird die Ventilschließgeschwindigkeit des Ventils in Übereinstimmung mit dem Kraftstoffdruck gesteuert, was die Steuerung der Ventilschließgeschwindigkeit in Anbetracht der Kraft ermöglicht, die auf das Ventil oder den Ventilsitz wirkt. Dies kann den Verschleiß in dem Ventil oder in dem Ventilsitz unterdrücken und dadurch die Häufigkeit der lebenslangen Verwendung der Kraftstoffeinspritzdüse vergrößern.
Figurenliste

1 ist ein Blockschaltplan eines Kraftmaschinensystems.
2 ist ein Blockschaltplan einer Kraftstoffeinspritzdüse.
3 ist eine graphische Darstellung einer Schaltungskonfiguration zum Ansteuern der Kraftstoffeinspritzdüse.
4 ist eine graphische Darstellung der Zeitreihen eines Einspritzsignals, einer Ansteuerstrom-Signalform, einer Magnetkraft und einer Ventilverschiebung.
5 ist eine graphische Darstellung einer Beziehung einer Magnetkraft und eines Erregungszeitraums einer Ventilschließgeschwindigkeit.
6 ist ein Ablaufplan in einer ersten Ausführungsform.
7 ist eine graphische Darstellung einer Beziehung eines Kraftstoffdrucks und einer Ansteuer-Signalform in einer zweiten Ausführungsform.
8 ist ein Ablaufplan in der zweiten Ausführungsform.

Beschreibung der Ausführungsformen
Einige Ausführungsformen der Kraftstoffeinspritzdüse gemäß dieser Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben.
1 ist eine graphische Darstellung einer Konfiguration eines Kraftmaschinensystems gemäß den Ausführungsformen. Obwohl die hier beschriebenen Ausführungsformen eine Kraftmaschine annehmen, die mehr als einen Zylinder enthält, ist für die Zweckmäßigkeit der Beschreibung ein Zylinder veranschaulicht.
Nun wird ein Grundbetrieb einer Kraftmaschine 1 beschrieben. Was die Luft betrifft, die in die Kraftmaschine 1 strömt, geht die Luft durch einen Luftreiniger 2, wobei ein Luftstromsensor 3, der in einem Einlassluftkanal angebracht ist, die Menge der in die Kraftmaschine 1 strömenden Luft misst. Die Menge der in die Kraftmaschine 1 strömenden Luft ist durch ein Drosselklappenventil 4 gesteuert. Ein Einlasskollektor 5, der zum Verteilen der Luft zu anderen Zylindern dient, die nicht gezeigt sind, verteilt die Luft zu den Lufteinlassrohren für die Zylinder. Dann strömt die Luft durch ein Einlassventil 25 in eine Verbrennungskammer 22. Ein nicht gezeigtes Luftstrom-Steuerventil kann an irgendeinem Mittelpunkt eines Lufteinlassrohrs 6 verwendet werden, um der Luftströmung eine Richtwirkung zu verleihen. Was den Durchgang des Kraftstoffs betrifft, strömt der Kraftstoff aus und wird durch eine nicht gezeigte Niederdruck-Kraftstoffpumpe unter Druck gesetzt, um von einem Kraftstofftank 7 durch eine Kraftstoffleitung zu einem gemeinsamen Verteiler 8 zugeführt zu werden. Der Kraftstoff wird weiter durch eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe 10, die an einer Einlass-Nockenwelle 9 angebracht ist, unter Druck gesetzt, um den Druck zu akkumulieren. Eine Kraftmaschinen-Steuereinheit (die im Folgenden als ECU bezeichnet wird) 11 bestimmt intern einen Betriebszustand der Kraftmaschine 1 in Übereinstimmung mit den Signalen von den verschiedenen Sensoren, die an der Kraftmaschine 1 angebracht sind, um Befehlswerte, die für den Betriebszustand geeignet sind, zu den verschiedenen Aktuatoren auszugeben.
Beispiele der verschiedenen Sensoren enthalten den Luftstromsensor 3, einen Kraftstoffdrucksensor 12, der an den gemeinsamen Verteiler 8 gesetzt ist, um den Kraftstoffdruck zu detektieren, einen Phasensensor 13 zum Detektieren der Phase eines Einlassnockens 9, einen Phasensensor 15 zum Detektieren der Phase eines Auslassnockens 14, einen Kurbelwinkelsensor 17 zum Detektieren der Drehzahl einer Kurbelwelle 16, einen Kühlmitteltemperatursensor 18 zum Detektieren einer Kraftmaschinen-Kühlmitteltemperatur, einen (nicht gezeigten) Klopfsensor zum Detektieren des Klopfens und die Abgassensoren (einen Abgas-A/F-Sensor 20 und einen Abgas-O₂-Sensor 21) zum Detektieren der Abgaskonzentrationen in einem Auslassrohr 19.
Beispiele der verschiedenen Aktuatoren enthalten eine Kraftstoffeinspritzdüse 23, die Hochdruck-Kraftstoffpumpe 10, das Drosselklappenventil 4, das (nicht gezeigte) Luftstrom-Steuerventil, die (nicht gezeigten) Phasensteuerventile zum Steuern der Nockenphasen für den Einlass und den Auslass und eine Zündspule 20.
Um eine Betriebsstruktur der Kraftmaschine 1 zu beschreiben, empfängt die ECU 11 die Signale der durch den Luftstromsensor 3 gemessenen Luftmenge und von dem Abgas-A/F-Sensor 20 und dem Abgas-O₂-Sensor, um eine Kraftstoffeinspritzmenge zu berechnen. Der Kraftstoffdrucksensor 12 detektiert den Druck des durch die Hochdruckpumpe 10 unter Druck gesetzten Kraftstoffs, so dass die ECU 11 eine Einspritzdauer festsetzt. Die ECU 11 sendet ein Einspritzsignal an eine Ansteuerschaltung 30 für die Kraftstoffeinspritzdüse, wobei die Ansteuerschaltung 30 für die Kraftstoffeinspritzdüse ein Ansteuersignal an die Kraftstoffeinspritzdüse 23 ausgibt, so dass der Kraftstoff eingespritzt wird. Das Einspritzsignal enthält hauptsächlich einen Einspritzzeitpunkt, die Anzahl der Einspritzungen und die Einspritzdauer. Das Einspritzsignal wird in den Ausführungsformen eines Steuerverfahrens gemäß der Erfindung beschrieben. Alternativ kann die Ansteuerschaltung 30 in der ECU 11 vorgesehen sein.
Die Luft und der Kraftstoff, die der Verbrennungskammer 22 zugeführt werden, werden in der Verbrennungskammer 22 verdampft und gemischt, wie ein Kolben 24 eine Aufwärts- und Abwärtsbewegung ausführt, so dass ein Luft-/Kraftstoffgemisch gebildet wird. Dann werden eine Temperatur und ein Druck vergrößert, wie der Kolben 24 verdichtet. Die ECU 11 berechnet aus den Informationen, wie z. B. einer Kraftmaschinendrehzahl und der Kraftstoffeinspritzmenge, einen Zündzeitpunkt, um ein Zündsignal an eine Zündspule 27 auszugeben. Das Zündsignal enthält hauptsächlich einen Erregungs-Anfangszeitpunkt und einen Erregungs-Endzeitpunkt der Zündspule 27. Dies ermöglicht, dass eine Zündkerze 28 einen Funken zu einem Zeitpunkt kurz vor einem oberen Verdichtungs-Totpunkt des Kolbens 24 emittiert, der das Luft-/Kraftstoffgemisch in der Verbrennungskammer 22 zündet, um die Verbrennung zu verursachen. Der Zeitpunkt für die Zündung, der sich mit dem Betriebszustand ändert, kann nach dem oberen Verdichtungs-Totpunkt liegen. Die Verbrennung vergrößert den Druck und übt eine Kraft aus, um den Kolben 24 nach unten zurückzuschieben, um einen Arbeitstakt auszuführen, in dem die Kraft in der Form eines Kraftmaschinendrehmoments zu der Kurbelwelle 16 übertragen wird, die in eine Kraftmaschinenleistung umgesetzt wird. Sobald die Verbrennung abgeschlossen ist, geht das Restgas in der Verbrennungskammer 22 durch ein Auslassventil 26, um in das Auslassrohr 19 abgelassen zu werden. Das Abgas strömt durch einen Katalysator 29, der an irgendeinem Mittelpunkt des Auslassrohrs 19 positioniert ist, um in die Atmosphäre abgelassen zu werden.
Eine Steuerung der Kraftstoffeinspritzdüse 23 in 1 wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die 1, 2, 3 und 4 beschrieben.
Eine Konfiguration einer Kraftstoffeinspritzdüse (der Kraftstoffeinspritzdüse 23 in 1), die hier in den Ausführungsformen verwendet wird, wird nun unter Bezugnahme auf 2 beschrieben. In einer Kraftstoffeinspritzdüse 201, die in 2 veranschaulicht ist, führt ein Körper 202, der einen Kern 203, einen Düsenhalter 204 und ein Gehäuse 205 enthält, den Kraftstoff von der in 1 veranschaulichten Hochdruck-Kraftstoffpumpe 10 durch einen Kraftstoffdurchgang 206 zu mehreren Kraftstoffdüsen 207. Ein Ventil 208, das an seinem oberen Ende einen Anker 209 enthält, ist durch die Führungselemente 214 und 215 geführt, um in einer axialen Richtung des Ventils 208 (in einer Richtung einer Mittelachse der Kraftstoffeinspritzdüse 201) gleiten zu können, und ist in dem Düsenhalter 203 aufgenommen. Obwohl das Ventil 208 und der Anker 209 hier in den Ausführungsformen so konfiguriert sind, dass eine relative Verschiebung in der axialen Richtung des Ventils 208 ermöglicht ist und dass der Anker 209 durch eine Feder 216 zu einer offenen Seite gedrängt wird, kann der Anker 209 an dem Ventil 208 fest sein. In einem Fall, in dem der Anker 209 an dem Ventil 208 fest ist, ist die Feder 216 überflüssig.
Eine Feder 210 ist zwischen dem Ventil 208 und einem Einstellstift 211 positioniert, wobei ihre Position an ihrem oberen Ende durch den Einstellstift 211 eingeschränkt ist. Die Feder 210 drückt das Ventil 208 gegen einen Sitzabschnitt 213 eines Sitzelements 212, um die Kraftstoffdüsen 207 zu schließen. Bei Anwendung eines Ansteuerstroms von der Ansteuerschaltung 30 erregt ein Solenoid 214 einen Magnetkreis, der den Kern 203 und den Anker 209 enthält, wobei eine magnetische Anziehung zwischen dem Kern 203 und dem Anker 209 erzeugt wird und dadurch der Anker 209 in der axialen Richtung zu dem Kern 203 hochgehoben wird. Dies ermöglicht, dass der Anker 209 das Ventil 208 in der axialen Richtung von dem Sitzabschnitt 213 des Ventilsitzes hebt, um die mehreren Kraftstoffdüsen 207 zu öffnen. Dies ermöglicht, dass der durch die in 1 veranschaulichte Hochdruck-Kraftstoffpumpe 10 unter Druck gesetzte und zugeführte Kraftstoff durch den Kraftstoffdurchgang 206 hindurchgeht und durch die Kraftstoffdüsen 207 eingespritzt wird.
Nun wird eine Konfiguration der Ansteuerschaltung unter Bezugnahme auf 3 beschrieben. 3 ist eine graphische Darstellung einer Schaltungskonfiguration zum Ansteuern der Kraftstoffeinspritzdüse 201.
Eine CPU 301, die z. B. in der ECU 11 vorgesehen ist, berechnet geeignet einen Einspritzimpuls Ti und den Einspritzzeitpunkt in Reaktion auf eine Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine und gibt den Einspritzimpuls Ti in der Form eines Einspritzsignals durch eine Kommunikationsleitung 304 an eine Treiber-IC 302 für die Kraftstoffeinspritzdüse 201 aus. Die Treiber-IC 302 schaltet dann die Schaltelemente 305, 306 und 307 EIN und AUS, um den Ansteuerstrom der Kraftstoffeinspritzdüse 307 (der Kraftstoffeinspritzdüse 23 in 1 und der Kraftstoffeinspritzdüse 201 in 2) zuzuführen.
Das Schaltelement 305 ist zwischen eine Hochspannungsquelle VH, die eine höhere Spannung als eine Spannungsquelle VB, die in die Ansteuerschaltung 30 eingibt, besitzt und einen Hochspannungsanschluss der Kraftstoffeinspritzdüse 307 geschaltet. Die Schaltelemente sind z. B. mit FETs oder Transistoren konfiguriert. Die Hochspannungsquelle VH stellt z. B. 60 V bereit, die durch das Vergrößern einer Batteriespannung mit einer Spannungserhöhungsschaltung 314 erzeugt werden. Die Spannungserhöhungsschaltung ist z. B. mit einem DC/DC-Umsetzer konfiguriert. Das Schaltelement 308 ist zwischen die Niederspannungsquelle VB und den Hochspannungsanschluss der Kraftstoffeinspritzdüse 307 geschaltet. Die Niederspannungsquelle VB stellt z. B. die Batteriespannung bereit, die 12 V beträgt.
Das Schaltelement 306 ist zwischen einen Niederspannungsanschluss der Kraftstoffeinspritzdüse 307 und ein Massepotential geschaltet. Die Treiber-IC 302 verwendet die Widerstände 315, 312 und 313, die dem Detektieren des Stroms dienen, um einen Wert des Stroms, der durch die Kraftstoffeinspritzdüse 307 fließt, zu detektieren, und verwendet den detektierten Wert des Stroms, um die Schaltelemente 305, 306 und 308 EIN- und AUS-zuschalten und dadurch einen Soll-Ansteuerstrom zu erzeugen. Die Dioden 309 und 310 sind vorgesehen, um den Strom zu sperren. Die CPU 301, die mit der Treiber-IC 302 durch die Kommunikationsleitung 303 kommuniziert, kann den Ansteuerstrom, der durch die Treiber-IC 302 zu erzeugen ist, auf eine Weise umschalten, die von dem Druck des Kraftstoffs, der der Kraftstoffeinspritzdüse 307 zuzuführen ist, und der Betriebsbedingung abhängig ist.
Alternativ kann ein nicht gezeigter Kondensator mit dem Solenoid verbunden sein, um es zu ermöglichen, dass ein überschüssiger Stromwert des Solenoids zu dem Kondensator fließt und dadurch einen konstanten Wert aufrechterhält. Hinsichtlich des Entladens des überschüssigen Stromwerts kann die Verbindung des Kondensators ausgeschlossen werden, falls das Ansteuern des Ventils 208 nicht verhindert wird.
4 ist eine graphische Darstellung, in der von oben ein Einspritzsignal 401, ein Ansteuerstrom 402, eine Magnetkraft 403, die durch das Erregen des Solenoids 214 der Kraftstoffeinspritzdüse in 2 erzeugt wird, und eine Verschiebung 404 des Ventils der Kraftstoffeinspritzdüse in Bezug auf ein Steuersignal der Kraftstoffeinspritzdüse (der Kraftstoffeinspritzdüse 23 in 1 und der Kraftstoffeinspritzdüse 201 in 2) veranschaulicht sind.
Die in 1 veranschaulichte ECU 11 empfängt die Ergebnisse der Detektion des Betriebszustands von den verschiedenen Sensoren, um eine erforderliche Einspritzmenge zu detektieren, wobei sie das Einspritzsignal 401 in 4 festsetzt. Im Folgenden wird eine Prozedur, um eine Ansteuer-Signalform zu bestimmen, unter Bezugnahme auf eine graphische Darstellung der Schritte in 6 beschrieben. Die in 1 veranschaulichte ECU 11 gibt das Einspritzsignal 401 aus, um es der Ansteuerschaltung 30 für die Kraftstoffeinspritzdüse zu ermöglichen, den Ansteuerstrom 402 auszugeben, so dass das Solenoid 214 in der Kraftstoffeinspritzdüse 201 in 2 (der Kraftstoffeinspritzdüse 23 in 1) erregt wird, was zu der Magnetkraft 403 führt. Diese hebt das Ventil 208 hoch, um den Kraftstoff einzuspritzen. Um jedes Signal ausführlich zu beschreiben, wird das Einspritzsignal 401 in die Ansteuerschaltung 30 eingegeben, die wiederum die Ansteuerstrom-Signalform 402 ausgibt. Die Ansteuerstrom-Signalform 402 vergrößert den Stromwert, bis ein Maximalwert Ip des Ansteuerstroms erreicht ist. Dies ermöglicht, dass die Magnetkraft 403 eine Magnetkraft erzeugt, die signifikant genug ist, um das Ventil 208 zu öffnen. Dies ermöglicht es, dass das Ventil 208 mit einer bestimmten Verzögerung von der Magnetkraft arbeitet, wie mit der Ventilverschiebung 404 markiert ist. Dann erhält der Ansteuerstrom 402 die Stromwerte Ih1 und Ih2 aufrecht, um die Öffnung des Ventils aufrechtzuerhalten. Dies ermöglicht, dass die Magnetkraft 403 eine Magnetkraft aufrechterhält, die für die Öffnung des Ventils signifikant genug ist. Hier besitzt in Anbetracht der festen Variabilität der Ventilschließkraft des Ventils 208 und der Variabilität der Magnetkraft das in 2 veranschaulichte Solenoid 214 eine Magnetkraft über der Magnetkraft, die für die Öffnung des Ventils signifikant genug ist. Anschließend, wie das Einspritzsignal 401 endet, wird der Stromwert der Ansteuerstrom-Signalform 402 außerdem null. Dies ermöglicht es, dass die Magnetkraft 403 mit einer bestimmten Verzögerung von der Ansteuerstrom-Signalform 402 null wird. In einem Fall, in dem keine Steuerung gemäß den Ausführungsformen ausgeführt wird, nimmt die Magnetkraft 403 mit einer Magnetkraft, die mit dem Bezugszeichen 411 markiert ist, beim Schließen des Ventils zu null ab, wobei sich folglich die Ventilverschiebung 404 ändert, wie mit einer Ventilverschiebung 412 veranschaulicht ist. Die Ventilverschiebung 412 weist aufgrund einer schnellen Verringerung der Magnetkraft beim Schließen des Ventils und einer starken Ventilschießkraft, die eine resultierende Kraft des Kraftstoffdrucks und der Feder ist, ein schnelles Schließen des Ventils auf. Dies kann den Verschleiß in dem Ventil 208 und in dem Sitzabschnitt 213 des Ventilsitzes in 2 verursachen. Außerdem kann das Ventil 208 beim Schließen des Ventils aufgrund der starken Ventilschließkraft abprallen, wie mit dem Bezugszeichen 425 markiert ist.
Um die Steuerung auszuführen, um die Ventilschließgeschwindigkeit des Ventils 208 zu verlangsamen, fügt das Einspritzsignal 401 ein Impulssignal 421 zum Steuern der Ventilschließgeschwindigkeit (der Ventilschließkraft) beim Beenden (AUS-Schalten) des Einspritzimpulses hinzu, das während einer Einspritzdauer Ti kontinuierlich EIN-geschaltet ist. Zu diesem Zeitpunkt wird die Ansteuerstrom-Signalform 402 von einem Stromwert zum Ansteuern des Ventils 208 zur offenen Seite oder von einem Aufrechterhaltungs-Stromwert zum Beibehalten der Öffnung des Ventils zu einem Stromwert, der die Öffnung des Ventils nicht aufrechterhalten kann, verringert, um das Ventil zu schließen. Im Prinzip wird die Ansteuerstrom-Signalform 402 auf einen Stromwert von null verringert. Anschließend erlaubt der Impuls 421, bevor das Ventil 208 eingesetzt wird, dass ein Ansteuerstrom 422 durch das Solenoid 214 fließt. Dies ermöglicht, dass das Solenoid 214 eine Magnetkraft erzeugt, die unzureichend ist, um das Öffnen des Ventils neu zu starten, die aber ausreichend ist, um die Ventilschließgeschwindigkeit zu verlangsamen, was zu einer Änderung der Magnetkraft führt, wie mit dem Bezugszeichen 423 in 4 markiert ist. Infolge der Magnetkraft 423 ändert sich die Ventilverschiebung 404, wie mit dem Bezugszeichen 424 markiert ist, was es ermöglicht, dass das Ventil 208 eingesetzt wird, (das Schließen des Ventils ermöglicht).
Nun werden die Ansteuerstrom-Signalformen 402 und 422 ausführlich beschrieben. Der Maximalwert eines Stroms für die Ansteuerstrom-Signalform 422 ist als Ip2 definiert, während eine Dauer des Einspritzimpulses 421 (eine Impulsbreite), um den Stromwert Ip2 zu erreichen, als Ti2 definiert ist. Eine Dauer von einem Zeitpunkt, zu dem die Einspritzdauer Ti beendet ist, bis zu einem Zeitpunkt, zu dem Ti2 begonnen wird, ist als Tc definiert.
Nun wird ein Verfahren zum Festlegen von Ip2 und Ti2 beschrieben. Ip2 und Ti2, die zum Festlegen der Magnetkraft dienen, um die Ventilschließkraft festzusetzen, werden auf eine Weise geändert, die von einer Kraft abhängig ist, die die Ventilschließkraft beeinflusst. Mit anderen Worten, die Kraft, die die Ventilschließkraft der Kraftstoffeinspritzdüse beeinflusst, wird durch den Kraftstoffdruck beeinflusst, wobei folglich Ip2 und Ti2 auf eine Weise geändert werden, die von dem Kraftstoffdruck abhängig ist, wobei dadurch die Magnetkraft 423, die durch die erneute Erregung des Solenoids 214 erzeugt wird, um die Ventilschließgeschwindigkeit zu verlangsamen, in Reaktion auf den Kraftstoffdruck geändert wird. Hier wird Ip2 für einen hohen Kraftstoffdruck vergrößert und für einen geringen Kraftstoffdruck verringert. Ähnlich wird Ti2 für einen hohen Kraftstoffdruck verlängert und für einen geringen Kraftstoffdruck verkürzt, wobei dadurch die Magnetkraft 323 eingestellt wird, die die Ventilschließkraft beeinflusst. Für Ip2 und Ti2 werden obere Grenzwerte festgesetzt, um eine Ventilöffnungsoperation nicht zu erreichen und um eine ausreichende Geschwindigkeit beibehalten zu können, um das Schließen des Ventils auszuführen.
Wenn der Kraftstoffdruck als Pf, eine Kraft der in der Kraftstoffeinspritzdüse enthaltenen Feder als Psp und die Magnetkraft, die erzeugt wird, indem ermöglicht wird, dass der Strom 322 zum Steuern der Ventilschließkraft durch das Solenoid fließt, als Pi definiert ist, ist die Ventilschließkraft gleich der Summe aus dem Kraftstoffdruck Pf und der Federkraft Psp, wobei die Magnetkraft Pi kleiner als die Ventilschließkraft sein muss. Mit anderen Worten, es muss eine Beziehung im Ausdruck 1 erfüllt sein. $Pi < Pf + Psp$
Ti2 wird aufgrund der Kraftmaschinendrehzahl und der Anzahl der Einspritzungen einer Beschränkung des Zeitraums unterworfen. Folglich werden Ip2 und Ti2, um die Magnetkraft zum Verlangsamen der Ventilschließgeschwindigkeit festzusetzen, auf eine Weise festgesetzt, die von dem Kraftstoffdruck, der Kraftmaschinendrehzahl und der Anzahl der Einspritzungen abhängig ist.
Nun wird das Festlegen von Tc beschrieben. Tc, die dazu dient, einen Steuerzeitpunkt festzusetzen, um die Ventilschließgeschwindigkeit zu verlangsamen, wird festgelegt, nachdem das Ventil geöffnet worden ist und bevor es geschlossen wird. Folglich wird Tc in Übereinstimmung mit der Kraftmaschinendrehzahl und der Einspritzdauer Ti festgelegt.
5 ist eine graphische Darstellung einer Beziehung der Magnetkraft, der Ventilschließgeschwindigkeit und eines Erregungszeitraums, um das Solenoid 214 zu erregen, die in Betracht gezogen werden muss, um zu bestimmen, ob der Ansteuerstrom 422 zum Verlangsamen der Ventilschließgeschwindigkeit der Kraftstoffeinspritzdüse anzulegen ist. In Bezug auf den Erregungszeitraum für das Solenoid 214, um die Steuerung zum Verlangsamen der Ventilschließgeschwindigkeit auszuführen, nimmt die Magnetkraft zu, wie der Erregungszeitraum verlängert wird, was es ermöglicht, die Ventilschließgeschwindigkeit zu verlangsamen, wie in 5 veranschaulicht ist. Der Erregungszeitraum für den Ansteuerstrom 422 muss ein Erregungszeitraum sein, der das Ventil nicht öffnet und der die Ventilschließgeschwindigkeit nicht zu null macht, wobei außerdem der Erregungszeitraum auf eine Weise festgesetzt wird, die von der Kraftmaschinendrehzahl und der Anzahl der Einspritzungen in einem Takt (der Anzahl der aufgespaltenen Einspritzungen) abhängig ist, und von einem Intervall zwischen den Einspritzungen abhängt. Mit anderen Worten, für eine hohe Drehzahl und eine sehr kurze Steuerdauer für die aufgespaltenen Einspritzungen des Kraftstoffs wird einem Impuls für das Einspritzen des Kraftstoffs eine höhere Priorität als einem Steuerimpuls (421 in 4) zum Steuern der Ventilschließgeschwindigkeit (der Ventilschließkraft) gegeben.
Nun wird unter Bezugnahme auf einen Steuerablaufplan in 6 ein Steuerverfahren durch die Steuerung zum Verlangsamen der Ventilschließgeschwindigkeit des Ventils der Kraftstoffeinspritzdüse beschrieben.
In 6 wird im S601 der Betriebszustand beim Empfang der Ausgaben von den in 1 beschriebenen verschiedenen Sensoren bestimmt. Dann wird im S602 eine erforderliche Ausgabe auf der Grundlage des detektierten Betriebszustands festgesetzt. Im S603 berechnet die ECU 11 die Einspritzmenge basierend auf der erforderlichen Ausgabe. Im S604 wird der Kraftstoffdruck auf der Grundlage einer durch die ECU 11 empfangenen Ausgabe des Kraftstoffdrucksensors bestimmt.
Um den Kraftstoffdruckwert zu erhalten, kann der Ausgangswert des Drucksensors 12 verwendet werden, wobei aber ein Vorhersagewert des Kraftstoffdrucks, der auf der Grundlage der Kraftmaschinendrehzahl und der Ausgabe festgesetzt wird, verwendet werden kann. Mit anderen Worten, der Kraftstoffdruckwert oder der äquivalente Vorhersagewert kann als ein Wert verwendet werden, um das Umschalten der Ansteuer-Signalform zu bestimmen.
Dann wird im S605, falls bestimmt wird, dass es überflüssig ist, die Ansteuerstrom-Signalform zu ändern, (nein), mit anderen Worten, falls der Kraftstoffdruck niedrig ist, die Steuerung, um den Ansteuerstrom 422 zu der Ansteuerstrom-Signalform hinzuzufügen, nicht ausgeführt. Um zu bestimmen, ob der Kraftstoffdruck hoch oder niedrig ist, kann ein Bestimmungswert festgelegt werden, indem ein aus einem Test oder dergleichen festgesetzter Wert festgelegt wird. Indem im Voraus die Beziehung zwischen der Härte des Sitzabschnitts 213 der Kraftstoffeinspritzdüse 211, der Härte des Nadelventils 208 und der Ventilschließkraft in Übereinstimmung mit der Ventilschließgeschwindigkeit erhalten wird, kann ein Standardwert des Kraftstoffdrucks bereitgestellt werden, um den Ansteuerstrom 422 auf eine Weise, die von einer Änderung der Ventilschließgeschwindigkeit (der Ventilschließkraft) aufgrund des Kraftstoffdrucks abhängig ist, zu der Ansteuerstrom-Signalform hinzuzufügen. Es wird angegeben, dass der Bestimmungswert für den Kraftstoffdruck nur als ein Steuerstandard festgelegt ist und dass ein Standardwert durch ein weiteres Verfahren erhalten werden kann.
Falls es überflüssig ist, die Ansteuerstrom-Signalform durch das Hinzufügen des Ansteuerstroms 422 zu ändern, wird der Prozedur vom S606 gefolgt und die Anzahl der Einspritzungen und der Einspritzzeitpunkt des Kraftstoffs in einem Takt festgesetzt. Im S608 wird die Einspritzimpulsbreite Ti aus der Einspritzmengenanforderung, der Kraftmaschinendrehzahl, der Ansteuer-Signalform, der Anzahl der Einspritzungen und dem Einspritzzeitpunkt berechnet, wobei das Einspritzsignal an die Ansteuerschaltung 30 ausgegeben wird.
Nun wird die Prozedur, die zu nehmen ist, falls im S605 bestimmt wird, dass es notwendig ist, den Ansteuerstrom 422 hinzuzufügen, beschrieben. Im S605 wird eine Eingabe der Steuerung der Ventilschließgeschwindigkeit durch das Hinzufügen des Ansteuerstroms 422 zu der Ansteuerstrom-Signalform in Übereinstimmung mit dem Kraftstoffdruckwert oder dem Vorhersagewert des Kraftstoffdrucks nach S604 gewählt. Hier wird die Ansteuerstrom-Signalform in Übereinstimmung mit dem oben beschriebenen Bestimmungswert für den Kraftstoffdruck geändert. Im S609 wird die Anzahl der Einspritzungen mit der Ansteuerstrom-Signalform vor der Änderung festgesetzt. Im S610 wird der Einspritzzeitpunkt festgesetzt. Im Soll wird eine Impulsbreite Ti1 eines Einspritzimpulses festgesetzt. Dann werden im S612 der Maximalwert Ip2 des Ansteuerstroms zum Steuern der Ventilschließgeschwindigkeit und die Dauer (die Impulsbreite) Ti2 des Impulses 421 zum Erzeugen des Ansteuerstromwerts Ip2 in Übereinstimmung mit der im S609 festgesetzten Anzahl der Einspritzungen, dem im S610 festgesetzten Einspritzzeitpunkt und der im S611 festgesetzten Impulsbreite Ti1 festgesetzt. Im S613 wird der Zeitpunkt Tc zum Anlegen des Steuerimpulses 421 zum Steuern der Ventilschließgeschwindigkeit mit einem Bezugswert der im S611 berechneten Einspritzimpulsbreite Ti definiert. Dann wird im S608 die Einspritzimpulsbreite Ti festgesetzt, um einen erweiterten Abschnitt des Ventilöffnungszeitraums wegen des im S613 definierten hinzugefügten Steuerimpulses Ti2 zu berücksichtigen. Eine Dauer, die von der Einspritzimpulsbreite T abzuziehen ist, kann mit einem gespeicherten Wert oder einer Ausgabe aus dem Abgas-A/F-Sensor als Bezug festgesetzt werden.
Nun wird eine zweite Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die 7 und 8 beschrieben. 7 ist eine graphische Darstellung zum Beschreiben eines Verfahrens zum Bestimmen der Steuerung in der zweiten Ausführungsform. Eine Systemanordnung und eine Anordnung einer Kraftstoffeinspritzdüse sind im Prinzip zu jenen in 1 ähnlich. In der ersten Ausführungsform wird die Ansteuerstrom-Signalform durch das Bestimmen der Steuerung auf der Grundlage der Ausgabe von dem Kraftstoffdrucksensor geändert. In der zweiten Ausführungsform wird eine Abbildung eines Kraftstoffdrucks und einer Kraftmaschinendrehzahl, die in einer ECU 11 gespeichert ist, verwendet, um einen steuerbaren Bereich durch einen Schätzwert des Kraftstoffdrucks zu bestimmen, wie in 7 veranschaulicht ist, so dass die in 4 veranschaulichte Steuerung ausgeführt wird. Dies ermöglicht es, dass die Steuerung in einem Fall ohne einen Kraftstoffdrucksensor ausgeführt wird. Die Abbildung zum Speichern des Kraftstoffdruckwerts kann zusätzlich zu der Kraftmaschinendrehzahl außerdem einen Betriebszustand, wie z. B. eine Öffnung des Fahrpedals und eine Kühlmitteltemperatur, enthalten.
Nun wird 7 ausführlich beschrieben. Ein Bereich 701 benötigt aufgrund eines niedrigen Kraftstoffdrucks keine Steuerung. Ein Kraftstoffdruck, der die Hinzufügung des Ansteuerstroms 422 nicht benötigt, kann unter Verwendung eines Bereichs der Kraftstoffdrücke bestimmt werden, der keinen Verschleiß und keine Beschädigung beinhaltet und auf der Grundlage eines im Voraus ausgeführten Tests festgelegt wird. Für die Bestimmung des Kraftstoffdrucks ist kein Schwellenwert definiert, weil sich der Kraftstoffdruck mit den Komponentenmaterialien für ein Ventil 208 und einen Sitzabschnitt 213 eines Ventilsitzes der Kraftstoffeinspritzdüse ändert.
Nun wird ein Bereich 702 beschrieben. Für einen Kraftstoffdruck, der höher als ein Schwellenwert ist, und eine geringe Kraftmaschinendrehzahl wird der in 4 veranschaulichte Ip2 kleiner als jene in den Bereichen 703, 704 und 705 festgelegt. Ein Zeitraum für einen Zyklus einer Kraftmaschine ist außerdem lang, was einen hohen Grad der Freiheit für das Festlegen der Impulsbreite Ti2 des Impulses 421 bereitstellt, um den Ansteuerstrom 422 zu erzeugen. Folglich wird die Impulsbreite Ti2 länger als jene in den Bereichen 703, 704 und 705 festgelegt.
In dem Bereich 703 mit einer hohen Kraftmaschinendrehzahl ist es sehr schwierig, einen Zeitraum zum Steuern der Ventilschließgeschwindigkeit bei einem begrenzten Zeitraum, der verfügbar ist, um eine Magnetkraft zum Steuern der Ventilschließgeschwindigkeit zu erzeugen, sicherzustellen, wobei folglich ein Wert des Maximalwerts Ip2 für den Ansteuerstrom größer als der in dem Bereich 702 festgelegt wird. Der Zeitraum Ti2 wird infolge eines kurzen Zeitraums bis zu einer folgenden Einspritzung kürzer als der in dem Bereich 702 festgelegt.
Nun wird der Bereich 704 beschrieben. In dem Bereich mit einem hohen Kraftstoffdruck und einer geringen Kraftmaschinendrehzahl kann ein Zeitraum, der zum Steuern der Ventilschließgeschwindigkeit benötigt wird, sichergestellt werden, wobei folglich ein Wert von Ip2 für die Ventilschließgeschwindigkeit (die Ventilschließkraft) definiert werden kann. Der Wert von Ti2 wird infolge dessen, dass der Zeitraum mit Leichtigkeit sichergestellt wird, länger als der in dem Bereich 702 festgelegt.
Nun wird der Bereich 705 beschrieben. In dem Bereich 705 ist es infolge eines hohen Kraftstoffdrucks und einer hohen Kraftmaschinendrehzahl darin schwierig, einen ausreichenden Zeitraum zum Steuern der Ventilschließgeschwindigkeit sicherzustellen. Folglich können die oberen Grenzwerte für Ip2 und Ti2 nicht mit ausreichenden Größen definiert werden. Folglich wird Ti2 in einem Bereich festgelegt, in dem ein Zeitraum bis zu der folgenden Einspritzung und eine durch den Ansteuerstrom 422 erzeugte Magnetkraft keine Wirkung auf die folgende Einspritzung besitzen. Außerdem wird Ip2 in einem Bereich festgelegt, in dem das Ventil geschlossen sein kann.
Nun wird ein Bereich 706 beschrieben. In dem Bereich 706 kann infolge einer hohen Kraftmaschinendrehzahl nur ein kurzer Zeitraum zum Ausführen der Steuerung der Ventilschließgeschwindigkeit sichergestellt werden. Der Zeitraum ist noch kürzer als der in dem Bereich 705. Mit anderen Worten, es gibt einen Bereich, in dem der Zeitraum zum Ausführen der Steuerung der Ventilschließgeschwindigkeit infolge eines kurzen Einspritzzeitraums nicht sichergestellt werden kann, was zu einem kurzen Zeitraum von dem Beginn der Ventilschließoperation bis zu dem Zeitpunkt, zu dem das Ventil 208 auf dem Sitzabschnitt 213 sitzt, führt. Folglich ist es in dem Bereich 706 nicht ermöglicht, dass der Ansteuerstrom 422 durch das Solenoid 214 fließt, wobei die Steuerung, um die Ventilschließgeschwindigkeit zu verlangsamen, nicht ausgeführt wird.
Die Beziehung zwischen dem Kraftstoffdruck und der Kraftmaschinendrehzahl in 7 nimmt eine Einspritzung in einem Takt an, wobei folglich die vergrößerte Anzahl der Einspritzungen aufgrund der aufgespaltenen Einspritzung die steuerbaren Bereiche weiter einschränkt. Mit anderen Worten, in einem Fall, in dem nur ein kurzer Zeitraum von einer Einspritzung zu einer Einspritzung sichergestellt werden kann, wird die Steuerung nur in den Bereichen ausgeführt, in denen ein Steuerzeitraum sichergestellt werden kann.
Nun wird unter Bezugnahme auf 8 eine Steuerprozedur in der zweiten Ausführungsform beschrieben. Im S801 wird ein Betriebszustand mit den durch die ECU 11 empfangenen Ausgaben der verschiedenen Sensoren detektiert. Dann legt im S802 die ECU 11 eine Zielausgabe fest, wobei sie im S803 eine erforderliche Einspritzmenge berechnet. Im 804 wird in einer Abbildung des Kraftstoffdrucks wie in 7 unter Verwendung der detektierten Ausgaben von den verschiedenen Sensoren, z. B. den Ausgaben aus dem Kurbelwinkelsensor, der Drosselklappenöffnung und dem Kühlmitteltemperatursensor, ein Bereich bestimmt. Falls es der Bereich 701 ist, in dem die Steuerung der Ventilschließgeschwindigkeit überflüssig ist, oder der Bereich 706 ist, in dem die Steuerung nicht durchführbar ist, werden die Anzahl der Einspritzungen, der Einspritzzeitpunkt und der Einspritzimpuls berechnet, indem S805, S806 und S807 gefolgt wird. Wenn in S804 ein Bereich mit einem Kraftstoffdruck bestimmt wird, der die Steuerung der Ventilschließgeschwindigkeit ermöglicht, dann wird die hinzuzufügende Steuerung festgelegt (spezifisch Ip2, Ti2 und Tc in 4) und im S808 zu der Ansteuerstrom-Signalform hinzugefügt. Die Anzahl der Einspritzungen, der Einspritzzeitpunkt und der Einspritzimpuls werden in Übereinstimmung mit der geänderten Ansteuerstrom-Signalform im S805, S806 und S807 berechnet.
Bezugszeichenliste

11: Kraftmaschinen-Steuereinheit (ECU)
12: Kraftstoffdrucksensor
201: Kraftstoffeinspritzdüse
202: Ventilkörper
208: Nadelventil
210: Feder
212: Sitzelement
213: Sitzabschnitt
214: Solenoid
401: Einspritzsignal
402: Ansteuerstrom
403: Magnetkraft
404: Ventilverschiebung
421: Signal zum Steuern der Ventilschließkraft
422: Ansteuerstrom zum Steuern der Ventilschließkraft
423: Magnetkraft zum Steuern der Ventilschließkraft
424: Ventilverschiebung bei der gesteuerten Ventilschließkraft
S604: Schritt des Detektierens des Kraftstoffdruckwertes oder des Kraftstoffdruck-Vorhersagewertes
S605: Schritt des Bestimmens, ob es notwendig ist, die Ansteuerstrom-Signalform zu ändern
S612: Schritt des Berechnens des Maximalwerts Ip2 des Ansteuerstroms zum Steuern der Ventilschließgeschwindigkeit und der Impulsbreite Ti2 des Impulses zum Steuern der Ventilschließgeschwindigkeit
S613: Schritt des Berechnens des Zeitpunkts Tc zum Anwenden der Steuerung der Ventilschließgeschwindigkeit
701 bis 706: Steuerbereich 1
S804: Schritt des Berechnen des Kraftstoffdruckbereichs
S808: Schritt des Hinzufügens der Steuerung zur AnsteuerSignalform

Claims

Steuervorrichtung zum Steuern eines Ansteuerstroms, dem ermöglicht werden soll, zu einer Kraftstoffeinspritzdüse (201), die ein Solenoid (214) enthält, zu fließen, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung für die Kraftstoffeinspritzdüse (201) konfiguriert ist, um, nachdem eine erste Einspritzimpulsbreite für das Einspritzen des Kraftstoffs abgeschlossen ist und bevor eine zweite Einspritzimpulsbreite, die anschließend an die erste Einspritzimpulsbreite auszugeben ist, um den Kraftstoff einzuspritzen, begonnen wird, eine dritte Impulsbreite, zum Verlangsamen der Ventilschließgeschwindigkeit, auszugeben, um es zu ermöglichen, dass der Ansteuerstrom durch das Solenoid (214) fließt, und den Ansteuerstrom, dem es durch den dritten Impuls zu ermöglichen ist, durch das Solenoid (214) zu fließen, in Übereinstimmung entweder mit einem Messwert oder mit einem Vorhersagewert des Kraftstoffdrucks zu steuern, wobei der dritte Impuls nur in vorbestimmten Betriebbereichen, die abhängig von einem Kraftstoffdruck und einer Kraftmaschinendrehzahl sind, ausgegeben wird in denen ein Steuerzeitraum sichergestellt werden kann.
Steuervorrichtung für die Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 1, wobei ein Maximalwert des Ansteuerstroms, dem durch den dritten Impuls ermöglicht werden soll, durch das Solenoid (214) zu fließen, und/oder ein Vorhandensein des Ansteuerstroms, dem durch den dritten Impuls ermöglicht werden soll, durch das Solenoid (214) zu fließen, in Übereinstimmung entweder mit dem Messwert oder mit dem Vorhersagewert des Kraftstoffdrucks gesteuert wird.
Steuervorrichtung für die Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 2, wobei eine Impulsbreite des dritten Impulses in Übereinstimmung entweder mit dem Messwert oder mit dem Vorhersagewert des Kraftstoffdrucks geändert wird.
Steuervorrichtung für die Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 2, wobei ein Zeitpunkt des Anlegens des Ansteuerstroms, dem durch den dritten Impuls ermöglicht werden soll, durch das Solenoid (214) zu fließen, zusätzlich zu entweder dem Messwert oder dem Vorhersagewert des Kraftstoffdrucks in Übereinstimmung mit einer Ansteuerstrom-Signalform zum Öffnen und Schließen des Ventils, einer Kraftmaschinendrehzahl und der Anzahl der Einspritzungen gesteuert wird.
Steuervorrichtung für die Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 2, wobei die Steuerung so ausgeführt wird, dass der dritte Impuls nicht in einem ersten Betriebsbereich, der eine vergrößerte Kraftmaschinendrehzahl und einen vergrößerten Kraftstoffdruck besitzt, ausgegeben wird, so dass verhindert wird, dass der Ansteuerstrom, dem durch den dritten Impuls zu ermöglichen ist, durch das Solenoid (214) zu fließen, fließt.
Steuervorrichtung für die Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 5, wobei die Steuerung so ausgeführt wird, dass der dritte Impuls in einem zweiten Betriebsbereich, der eine Kraftmaschinendrehzahl, die zu der Kraftmaschinendrehzahl in dem ersten Betriebsbereich ähnlich ist, und einen Kraftstoffdruck, der kleiner als der Kraftstoffdruck in dem ersten Betriebsbereich ist, besitzt, ausgegeben wird, so dass es ermöglicht wird, dass der Ansteuerstrom durch das Solenoid (214) fließt.
Steuervorrichtung für die Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 6, wobei die Steuerung so ausgeführt wird, dass der dritte Impuls nicht in einem dritten Betriebsbereich, der eine Kraftmaschinendrehzahl, die zu der Kraftmaschinendrehzahl in dem ersten Betriebsbereich und der Kraftmaschinendrehzahl in dem zweiten Betriebsbereich ähnlich ist, und einen Kraftstoffdruck, der noch kleiner als der Kraftstoffdruck in dem zweiten Betriebsbereich ist, ausgegeben wird, so dass verhindert wird, dass der Ansteuerstrom, dem es durch den dritten Impuls zu ermöglichen ist, durch das Solenoid (214) zu fließen, fließt.
Steuervorrichtung für die Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 7, wobei in einem Fall, in dem die Steuerung ausgeführt wird, um es dem Ansteuerstrom mit dem dritten Impuls zu ermöglichen, durch das Solenoid zu fließen, eine Impulsbreite des ersten Einspritzimpulses im Vergleich zu einem Fall, in dem die Steuerung nicht ausgeführt wird, verringert wird.