DE112015005997B4

DE112015005997B4 - Kraftstoffeinspritzventilsteuervorrichtung

Info

Publication number: DE112015005997B4
Application number: DE112015005997.0T
Authority: DE
Inventors: Masayuki Niwa; Noritsugu Kato; Makoto Tanaka
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2015-01-20
Filing date: 2015-12-22
Publication date: 2022-02-03
Anticipated expiration: 2035-12-23
Also published as: US10087875B2; JP2016133055A; CN107208584A; DE112015005997T5; US20180010546A1; JP6463638B2; WO2016116993A1

Abstract

Kraftstoffeinspritzventilsteuervorrichtung (1) für ein Kraftstoffeinspritzventil (10; 50), die ein Öffnen und Schließen eines Einspritzlochs (35; 605) des Kraftstoffeinspritzventils (10; 50) steuert, das ein Gehäuse (30; 60), das das Einspritzloch (35; 605), von dem ein Kraftstoff eingespritzt werden kann, hat, eine Nadel (40; 80), die gegen ein Ventilauflager (342; 606), das um das Einspritzloch (35; 605) herum gebildet ist, stößt oder sich von demselben trennt, und einen Antriebsabschnitt (45, 46, 47; 70) aufweist, der die Nadel (40; 80) antreibt, um die Nadel (40; 80) und das Ventilauflager (342; 606) voneinander zu trennen, wenn der Antriebsabschnitt (45, 46, 47; 70) mit einem Strom versorgt wird, mit:einem Betriebszustandserfassungsabschnitt (21, 22, 23), der einen Betriebszustand einer Verbrennungsmaschine (11) erfasst (S101; S301; S401; S701), die eine Verbrennungskammer (110) hat, in die das Kraftstoffeinspritzventil (10; 50) den Kraftstoff einspritzt;einem Einspritzbedingungsberechnungsabschnitt (241), der auf der Basis des Betriebszustands der Verbrennungsmaschine (11), der durch den Betriebszustandserfassungsabschnitt (21, 22, 23) erfasst wird, eine Kraftstoffeinspritzbedingung des Kraftstoffeinspritzventils (10; 50) berechnet (S102; S302; S402; S702);einem Stromkurvenverlaufseinstellabschnitt (242), der auf der Basis der Kraftstoffeinspritzbedingung, die durch den Einspritzbedingungsberechnungsabschnitt (241) berechnet (S102; S302; S402; S702) wird, einen Stromkurvenverlauf eines Stroms, mit dem der Antriebsabschnitt (45, 46, 47; 70) zu versorgen ist, einstellt (S103-S110; S303-S310; S403-S408; S703-S713), um eine Laufgeschwindigkeit der Nadel (40; 80) in einer Ventilöffnungsrichtung einzustellen, um gleich einer oder niedriger als eine Bezugslaufgeschwindigkeit zu sein, wenn ein Kurbelwinkel der Verbrennungsmaschine (11) gleich einem oder mehr als ein vorbestimmter Kurbelwinkel ist, und um die Laufgeschwindigkeit der Nadel (40; 80) in der Ventilöffnungsrichtung einzustellen, um höher als die Bezugslaufgeschwindigkeit zu sein, wenn der Kurbelwinkel der Verbrennungsmaschine (11) weniger als der vorbestimmte Kurbelwinkel ist; undeinem Stromversorgungsabschnitt (241), der auf der Basis des Stromkurvenverlaufs, der durch den Stromkurvenverlaufseinstellabschnitt (242) eingestellt wird, den Antriebsabschnitt (45, 46, 47; 70) mit dem Strom versorgt.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
Diese Anmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung Nr. 2015-8331 , eingereicht am 20. Januar 2015.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Kraftstoffeinspritzventilsteuervorrichtung, die Kraftstoff in eine Verbrennungskammer einer Verbrennungsmaschine (auf die im Folgenden als „Maschine“ Bezug genommen ist) einspritzen lässt.
HINTERGRUNDTECHNIK
Bis heute ist eine Kraftstoffeinspritzventilsteuervorrichtung bekannt, die ein Öffnen und Schließen eines Einspritzlochs eines Kraftstoffeinspritzventils steuert, das durch eine hin und her gehende Bewegung einer Nadel das Einspritzloch eines Gehäuses öffnet und schließt und einen Kraftstoff in das Gehäuse einspritzt. Eine Patentschrift 1 offenbart beispielsweise eine Kraftstoffeinspritzventilsteuervorrichtung, die einen PM-Bezugszeitpunktberechnungsabschnitt, der einen Kraftstoffeinspritzzeitpunkt berechnet, bei dem eine Menge von Feststoffpartikeln, die von einer Maschine entladen werden, minimiert wird, einen Feststoffpartikelmengenerfassungsabschnitt, der die Menge von Feststoffpartikeln, die in einem Abgas enthalten sind, erfasst, und einen Einspritzzeitpunktänderungsabschnitt aufweist, der fähig ist, einen Kraftstoffeinspritzzeitpunkt eines Kraftstoffeinspritzventils zu ändern. Bei der Kraftstoffeinspritzventilsteuervorrichtung wird der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt geändert, um auf der Basis des Kraftstoffeinspritzzeitpunkts, der durch den PM-Bezugszeitpunktberechnungsabschnitt berechnet wird, eine Kraftstoffeffizienz in einem Bereich zu verbessern, in dem die Menge von Feststoffpartikeln, die durch den Feststoffpartikelmengenerfassungsabschnitt erfasst wird, einen vorbestimmten oberen Grenzwert nicht überschreitet.
Bei der in der Patentschrift 1 offenbarten Kraftstoffeinspritzventilsteuervorrichtung ist jedoch, da lediglich der Einspritzzeitpunkt auf der Basis der Menge der Feststoffpartikel, die durch den Feststoffpartikelmengenerfassungsabschnitt erfasst wird, geändert wird, der Zeitpunkt, der für den Zweck eines Verbesserns der Kraftstoffeffizienz änderbar ist, relativ beschränkt. Aus diesem Grund kann die Kraftstoffeffizienz nicht ausreichend verbessert werden. Da zusätzlich eine Stabilität der Menge von Feststoffpartikeln, die durch eine Kraftstoffsprühstoßvariation zwischen Verbrennungszyklen der Maschine erzeugt wird, niedrig ist, besteht ein Risiko, dass sich die Menge von erzeugten Feststoffpartikeln erhöht, wenn sich eine Kraftstoffeinspritzbedingung ändert.
SCHRIFTEN DES STANDS DER TECHNIK
PATENTSCHRIFT
Patentschrift 1: JP 2013-44250 A
Die DE 10 2012 012 480 A1 offenbart eine Common-Rail-Einzelfluideinspritzanlage, die rampenförmige Einspritzkurven am Einspritzanfang und Einspritzende eines Einspritzvorgangs eines Kraftstoffeinspritzventils aufweist. Dies wird durch eine Aufnahme einer Ventilgeschwindigkeitssteuervorrichtung erreicht, die in einer Ventilsteuerkammer eines Kraftstoffeinspritzventils fest angebracht ist. Die Ventilgeschwindigkeitssteuervorrichtung steuert die Geschwindigkeit eines Ventils durch Begrenzen eines Kraftstoffflusses in eine und aus einer Ventilsteuerkammer.
DE 10 2008 044 144 A1 offenbart eine Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung sowie ein Verfahren zur Steuerung einer Einspritzeigenschaft eines Kraftstoffeinspritzventils. Eine Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung ist konfiguriert, einen Ansteuerungsstrom einer Elektromagnetbetätigungseinrichtung eines Kraftstoffeinspritzventils zur Betätigung eines Ventilelements zum Öffnen und Schließen eines Düsenlochs zuzuführen. Die Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung umfasst eine Speichereinheit, die konfiguriert ist, Informationen zu speichern, die eine Variation einer Einspritzzeitverzögerung für jedes Kraftstoffeinspritzventil betreffen, wobei die Einspritzzeitverzögerung eine Zeitdauer von einem ersten Zeitpunkt, zu dem eine Zufuhr des Ansteuerungsstroms gestartet wird, zu einem zweiten Zeitpunkt ist, zu dem das Ventilelement das Düsenloch öffnet. Die Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung umfasst ferner eine Änderungseinheit, die konfiguriert ist, einen Stromwert des Ansteuerungsstroms auf der Grundlage der Informationen bei einer Anfangsstufe der Zufuhr des Ansteuerungsstroms zu ändern.
Die DE 10 2004 062 073 B4 offenbart ein Verfahren zur Kompensation von Prelleffekten in einem piezogesteuerten Einspritzsystem einer Verbrennungskraftmaschine, mit einem von einem Piezoaktuator angesteuerten Steuerventil, mit folgenden Verfahrensschritten: Erfassen eines Ist-Prellverhaltens des Steuerventils; und Ermitteln und Ausregeln einer Abweichung zwischen dem Ist-Prellverhalten und einem Soll-Prellverhalten des Steuerventils, wobei eine Ansteuerinformation für das Steuerventil generiert wird, durch die eine Geschwindigkeitscharakteristik einer Nadel des Steuerventils beeinflusst wird, wobei beim Ausregeln der Abweichung zwischen dem Ist-Prellverhalten und dem Soll-Prellverhalten des Steuerventils ein Minimieren eines Ausmaßes von Flächen zwischen Maxima im Kapazitätsverlauf des Piezoaktuators und einer die Maxima verbindenden Bezugslinie durchgeführt wird.
Die US 2013 / 0 192 562 A1 offenbart eine Kraftstoffeinspritzungs-Steuerungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor, der ein Kraftstoffeinspritzventil enthält, wobei das Kraftstoffeinspritzventil aufweist: ein Gehäuse, das einen Kraftstoffkanal, einen beutelförmigen Abschnitt, ein Einspritzloch und einen Ventilsitzabschnitt aufweist; ein Nadelventil, das sich in dem Gehäuse hin- und herbewegt und mit dem Ventilsitzabschnitt in Kontakt kommt; und eine Antriebseinheit, die das Nadelventil öffnet und schließt. Die Steuervorrichtung für die Kraftstoffeinspritzung umfasst einen Einspritzsteuerungsabschnitt, der die Steuerung für die Antriebseinheit steuert, um eine Vielzahl von Einspritzungen durchzuführen, einschließlich einer ersten Einspritzung und einer zweiten Einspritzung, wobei die erste Einspritzung durch Öffnen des Nadelventils auf einen Zwischenhub durchgeführt wird und die zweite Einspritzung gestartet wird, wenn das Nadelventil nach der ersten Einspritzung geschlossen wird und durch Öffnen des Nadelventils auf einen vollen Hub durchgeführt wird.
US 2008 / 0 041 977 A1 und US 8 100 345 B2 offenbaren eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung. Eine Nadel wird angetrieben, ein Einspritzloch zu öffnen, indem ein Kraftstoffdruck in einer Einspritzsteuerkammer verringert wird, um dadurch in einem Kraftstoffspeicher gespeicherten Kraftstoff einzuspritzen, während die Nadel angetrieben wird, das Einspritzloch zu schließen, indem der Kraftstoffdruck in der Einspritzsteuerkammer erhöht wird, um dadurch die Einspritzung von Kraftstoff aus dem Einspritzloch zu beenden. Bei einem Ventilschließhub der Nadel zum Schließen der Einspritzbohrung wird der Kraftstoffspeicher und die Einspritzsteuerkammer mit Druck durch den Kraftstoff aus einem gemeinsamen Speicher beaufschlagt, so dass der Druck zur Kraftstoffversorgung des Kraftstoffspeichers niedriger ist als der zur Kraftstoffversorgung der Einspritzsteuerkammer. Auf diese Weise kann eine Kraft, die auf die Nadel in Richtung der Einspritzlochseite wirkt, im Ventilschließhub erhöht werden, um dadurch eine Ventilschließgeschwindigkeit der Nadel zu beschleunigen.
JP 2010 - 236 494 A offenbart ein Kraftstoffeinspritzventil und eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung. Das Kraftstoffeinspritzventil umfasst: eine Nadel mit einem Teil mit kleinem Durchmesser und einem Teil mit großem Durchmesser, der weiter an der Basisendseite als der Teil mit kleinem Durchmesser positioniert ist und einen Schaftdurchmesser aufweist, der größer ist als der des Teils mit kleinem Durchmesser, und der entlang einer Innenwandfläche eines Nadelkörpers verschiebbar ist; eine öldichte Kammer, in der eine Spitzenend-Seitenfläche des Teils mit großem Durchmesser freiliegt, entspricht einer Gegendruckkammer, in der eine Seitenfläche des Basisendes des Teils mit großem Durchmesser freiliegt; ein Verbindungsteil, das durch eine Seitenfläche des Teils mit großem Durchmesser und eine Innenwand des Nadelkörpers gebildet wird und die öldichte Kammer mit der Gegendruckkammer verbindet; und ein piezoelektrisches Element zum Ausdehnen und Zusammenziehen, wenn ein elektrischer Strom daran angelegt wird. Die Nadel gleitet durch eine Druckänderung in der öldichten Kammer, die mit dem Ausdehnen und Zusammenziehen des piezoelektrischen Elements einhergeht, um das Öffnen und Schließen des Ventils zu steuern. Die Innenwand des Nadelkörpers enthält einen Drosselteil, der gemeinsam mit der Seitenfläche des Teils mit großem Durchmesser in einem geschlossenen Zustand des Ventils den Verbindungsteil bildet, und einen Teil mit vergrößertem Durchmesser, der an der Basisendseite des Drosselteils angeordnet ist. Ein Abstand zwischen dem Teil mit großem Durchmesser und der Seitenfläche des Teils mit großem Durchmesser ist größer als ein Abstand zwischen dem Drosselteil und der Seitenfläche des Teils mit großem Durchmesser.
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung besteht darin, eine Kraftstoffeinspritzventilsteuervorrichtung zu schaffen, die die Kraftstoffeffizienz verbessert, während die Menge von erzeugten Feststoffpartikeln reduziert wird.
Die vorliegende Offenbarung ist auf eine Kraftstoffeinspritzventilsteuervorrichtung gerichtet, die ein Öffnen und Schließen eines Einspritzlochs eines Kraftstoffeinspritzventils steuert, das eine Nadel, die gegen ein Ventilauflager, das um das Einspritzloch eines Gehäuses herum gebildet ist, stößt oder sich von demselben trennt, und einen Antriebsabschnitt hat, der die Nadel so antreibt, dass die Nadel und das Ventilauflager voneinander getrennt werden, wenn der Antriebsabschnitt mit einem elektrischen Strom versorgt wird. Die Kraftstoffeinspritzventilsteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung weist einen Betriebszustandserfassungsabschnitt, der einen Betriebszustand einer Verbrennungsmaschine erfasst, einen Einspritzbedingungsberechnungsabschnitt, der auf der Basis des Betriebszustands der Verbrennungsmaschine, der durch den Betriebszustandserfassungsabschnitt erfasst wird, eine Kraftstoffeinspritzbedingung des Kraftstoffeinspritzventils berechnet, einen Stromkurvenverlaufseinstellabschnitt, der auf der Basis der Kraftstoffeinspritzbedingung, die durch den Einspritzbedingungsberechnungsabschnitt berechnet wird, einen Stromkurvenverlauf eines Stroms, mit dem der Antriebsabschnitt zu versorgen ist, einstellt, und einen Stromversorgungsabschnitt auf, der auf der Basis des Stromkurvenverlaufs, der durch den Stromkurvenverlaufseinstellabschnitt eingestellt wird, den Antriebsabschnitt mit einem Strom versorgt.
Gemäß der Kraftstoffeinspritzventilsteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung stellt der Stromkurvenverlaufseinstellabschnitt den Stromkurvenverlauf so ein, dass eine Laufgeschwindigkeit der Nadel in einer Ventilöffnungsrichtung gleich einer oder niedriger als eine Bezugslaufgeschwindigkeit ist, wenn ein Kurbelwinkel der Verbrennungsmaschine gleich einem oder mehr als ein vorbestimmter Kurbelwinkel ist, und stellt den Stromkurvenverlauf so ein, dass die Laufgeschwindigkeit der Nadel in der Ventilöffnungsrichtung höher als die Bezugslaufgeschwindigkeit ist, wenn der Kurbelwinkel der Verbrennungsmaschine weniger als der vorbestimmte Kurbelwinkel ist.
Bei der Kraftstoffeinspritzventilsteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung ändert der Stromkurvenverlaufseinstellabschnitt die Laufgeschwindigkeit der Nadel in der Ventilöffnungsrichtung gemäß dem Kurbelwinkel der Verbrennungsmaschine. Wenn der Kurbelwinkel der Verbrennungsmaschine gleich dem oder mehr als der vorbestimmte Kurbelwinkel ist, stellt der Stromkurvenverlaufseinstellabschnitt den Stromkurvenverlauf so ein, dass die Laufgeschwindigkeit der Nadel in der Ventilöffnungsrichtung gleich der oder niedriger als die Bezugslaufgeschwindigkeit wird. Wenn der Kurbelwinkel der Verbrennungsmaschine weniger als der vorbestimmte Kurbelwinkel ist, stellt der Stromkurvenverlaufseinstellabschnitt den Stromkurvenverlauf so ein, dass die Laufgeschwindigkeit der Nadel in der Ventilöffnungsrichtung höher als die Bezugslaufgeschwindigkeit wird. Bei diesem Beispiel bedeutet ein Kurbelwinkel von „mehr als der vorbestimmte Kurbelwinkel“ ein Kurbelwinkel auf einer Frühverstellungsseite hinsichtlich des vorbestimmten Kurbelwinkels. Die „Bezugslaufgeschwindigkeit“ bedeutet die Laufgeschwindigkeit der Nadel in der Ventilöffnungsrichtung bei dem vorbestimmten Kurbelwinkel.
Bei der Kraftstoffeinspritzventilsteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung wird der Antriebsabschnitt des Kraftstoffeinspritzventils auf der Basis des eingestellten Stromkurvenverlaufs von dem Stromversorgungsabschnitt mit einem Strom versorgt. Als ein Resultat führt von dem Gesichtspunkt einer Sprühstoßankunftsdistanz, die eine Distanz ist, die durch einen Kraftstoff, der bei der Kraftstoffeinspritzung des Kraftstoffeinspritzventils in einem zerstäubten Zustand eingespritzt wird, erreichbar ist, wenn der Kurbelwinkel der Verbrennungsmaschine gleich dem oder mehr als der vorbestimmte Kurbelwinkel ist, das Kraftstoffeinspritzventil die Kraftstoffeinspritzung so durch, dass die Sprühstoßankunftsdistanz, unmittelbar nachdem die Einspritzung begonnen hat, kürzer ist, jedoch die Sprühstoßankunftsdistanz, unmittelbar nachdem das Sprühen mit einer relativ langen Sprühzeit beendet wurde, lang ist. Wenn der Kurbelwinkel der Verbrennungsmaschine gleich dem oder weniger als der vorbestimmte Kurbelwinkel ist, führt das Kraftstoffeinspritzventil die Kraftstoffeinspritzung so durch, dass die Sprühstoßankunftsdistanz, unmittelbar nachdem die Einspritzung begonnen hat, länger ist, jedoch die Sprühstoßankunftsdistanz, unmittelbar nachdem das Sprühen mit einer relativ kurzen Sprühzeit beendet wurde, kurz ist. Als ein Resultat kann die Menge von Kraftstoff, der mit einer inneren Wand der Verbrennungsmaschine, die eine Verbrennungskammer bildet, wie zum Beispiel einer Endfläche eines Kolbens, kollidiert, reduziert werden. Die Kraftstoffeinspritzventilsteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung kann daher einen Zeitpunkt erhöhen, zu dem der Kraftstoff eingespritzt werden kann, und die Kraftstoffeffizienz verbessern, während ein Kraftstoffhaften an der inneren Wand der Verbrennungsmaschine reduziert wird, um die Erzeugung von Feststoffpartikeln zu unterdrücken.
Figurenliste
Der im Vorhergehenden beschriebene Zweck und andere Zwecke der vorliegenden Offenbarung sowie Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Offenbarung sind in der folgenden detaillierten Beschreibung und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen weiter verdeutlicht.

1 ist ein schematisches Diagramm einer Verbrennungsmaschine, die bei einer Kraftstoffeinspritzventilsteuervorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung verwendet wird.
2 ist eine Querschnittsansicht eines Kraftstoffeinspritzventils, das durch die Kraftstoffeinspritzventilsteuervorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung zu steuern ist.
3 ist ein Flussdiagramm einer Kraftstoffeinspritzsteuerung bei der Kraftstoffeinspritzventilsteuervorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung.
4 ist ein charakteristisches Diagramm, das eine zeitliche Änderung eines Stroms, mit dem ein Antriebsabschnitt des Kraftstoffeinspritzventils zu versorgen ist, und einer Hubmenge einer Nadel darstellt, gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung.
5 ist ein charakteristisches Diagramm, das eine Beziehung zwischen einer verstrichenen Zeit und einer Sprühstoßankunftsdistanz nach einer Kraftstoffeinspritzung bei der Kraftstoffeinspritzventilsteuervorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung darstellt.
6 ist ein charakteristisches Diagramm, das eine Beziehung zwischen der verstrichenen Zeit und der Sprühstoßankunftsdistanz nach der Kraftstoffeinspritzung bei der Kraftstoffeinspritzventilsteuervorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung darstellt.
7 ist ein charakteristisches Diagramm, das eine Beziehung zwischen einem Kurbelwinkel einer Maschine und einer Menge von erzeugten Feststoffpartikeln darstellt, gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung.
8 ist ein charakteristisches Diagramm, das eine zeitliche Änderung eines Stroms, mit dem ein Antriebsabschnitt eines Kraftstoffeinspritzventils zu versorgen ist, und einer Hubmenge einer Nadel darstellt, gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung.
9 ist ein Flussdiagramm einer Kraftstoffeinspritzsteuerung bei einer Kraftstoffeinspritzventilsteuervorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung.
10 ist ein charakteristisches Diagramm, das eine zeitliche Änderung eines Stroms, mit dem ein Antriebsabschnitt eines Kraftstoffeinspritzventils zu versorgen ist, und einer Hubmenge einer Nadel darstellt, gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung.
11 ist ein charakteristisches Diagramm, das eine zeitliche Änderung eines Stroms, mit dem ein Antriebsabschnitt eines Kraftstoffeinspritzventils zu versorgen ist, und eine Hubmenge einer Nadel darstellt, gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung.
12 ist ein Flussdiagramm einer Kraftstoffeinspritzsteuerung bei einer Kraftstoffeinspritzventilsteuervorrichtung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung.
13 ist ein charakteristisches Diagramm, das eine Beziehung zwischen einem Kurbelwinkel einer Maschine und einer Hubmenge einer Nadel darstellt, gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung.
14 ist eine Querschnittsansicht eines durch eine Kraftstoffeinspritzventilsteuervorrichtung gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung zu steuernden Kraftstoffeinspritzventils.
15 ist ein charakteristisches Diagramm, das eine zeitliche Änderung eines Stroms, mit dem ein Antriebsabschnitt eines Kraftstoffeinspritzventils zu versorgen ist, und einer Hubmenge einer Nadel darstellt, gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung.
16 ist ein Flussdiagramm einer Kraftstoffeinspritzsteuerung bei einer Kraftstoffeinspritzventilsteuervorrichtung gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung.
17 ist ein charakteristisches Diagramm, das eine zeitliche Änderung einer Hubmenge einer Nadel eines Kraftstoffeinspritzventils und einer Sprühstoßankunftsdistanz bei einem Kraftstoffeinspritzventil darstellt, gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung.

AUSFÜHRUNGSBEISPIEL ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung sind unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Folgenden beschrieben.
(Erstes Ausführungsbeispiel)
Eine Kraftstoffeinspritzventilsteuervorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung ist unter Bezugnahme auf 1 bis 7 beschrieben. Eine Kraftstoffeinspritzventilsteuervorrichtung 1 steuert ein Kraftstoffeinspritzventil 10, das durch einen Strom, mit dem versorgt wird, geöffnet wird und einen Kraftstoff in eine Verbrennungskammer 110 einer Maschine 11 einspritzt.
Ein Maschinensystem 5, das mit der Kraftstoffeinspritzventilsteuervorrichtung 1 versehen ist, ist zuerst unter Bezugnahme auf 1 beschrieben. Das Maschinensystem 5 weist die Maschine 11, ein Einlasssystem 12, ein Auslasssystem 13, eine Zündkerze 14, einen Kraftstofftank 15, eine Kraftstoffpumpe 16, ein Kraftstoffzuleitungsrohr 17, das Kraftstoffeinspritzventil 10, die Kraftstoffeinspritzventilsteuervorrichtung 1 und so weiter auf.
Die Maschine 11 weist einen Zylinder 111, einen Zylinderkopf 112, einen Kolben 113, eine Verbindungsstange 114, eine Kurbelhülle 115, eine Kurbelwelle 116 und so weiter auf.
Der Kolben 113 ist gehäust, um sich in der Verbrennungskammer 110, die durch den Zylinder 111 und den Zylinderkopf 112 aufgeteilt bzw. separiert ist, hin und her zu bewegen. Der Kolben 113 ist durch die Verbindungsstange 114 mit der Kurbelwelle 116, die in der Kurbelhülle 115 drehbar gehäust ist, gekoppelt.
Das Einlasssystem 12 hat einen Einlassluftkanal 120, in dem eine Atmosphäre strömt. Der Einlassluftkanal 120 ist durch eine Einlasspforte 121, die in dem Zylinderkopf 112 vorgesehen ist, mit der Verbrennungskammer 110 verbindbar. Die Einlasspforte 121 wird durch ein Einlassventil 117 geöffnet und geschlossen.
Das Auslasssystem 13 hat einen Auslassgaskanal 130, in dem ein Verbrennungsabgas strömt, und das Verbrennungsabgas wird durch eine Verbrennung des Kraftstoffs in der Verbrennungskammer 110 erzeugt. Der Abgaskanal 130 ist durch eine Auslasspforte 131, die in dem Zylinderkopf 112 vorgesehen ist, mit der Verbrennungskammer 110 verbindbar. Die Auslasspforte 131 wird durch ein Auslassventil 118 geöffnet und geschlossen.
Die Zündkerze 14 ist in dem Zylinderkopf 112 angeordnet. Die Zündkerze 14 zündet eine Luft-Kraftstoff-Mischung einer Luft, die in die Verbrennungskammer 110 eingeleitet wird, mit einem Kraftstoff, der durch das Kraftstoffeinspritzventil eingespritzt wird.
Der Kraftstofftank 15 speichert den Kraftstoff, der in die Verbrennungskammer 110 eingespritzt werden wird.
Die Kraftstoffpumpe 16 setzt den Kraftstoff in dem Kraftstofftank 15 bis zu einem Druck unter Druck, mit dem durch das Kraftstoffeinspritzventil 10 eingespritzt werden kann, und entlädt den unter Druck gesetzten Kraftstoff.
Das Kraftstoffzuleitungsrohr 17 speichert den Kraftstoff, der durch die Kraftstoffpumpe 16 unter Druck gesetzt wird, vorübergehend und hält einen konstanten Druck des Kraftstoffs, der durch das Kraftstoffeinspritzventil 10 eingespritzt werden wird, bei.
Das Kraftstoffeinspritzventil 10 ist in dem Zylinder 111 angeordnet. Wenn die Kraftstoffeinspritzventilsteuervorrichtung 1 das Kraftstoffeinspritzventil 10 mit einem Strom versorgt, spritzt das Kraftstoffeinspritzventil 10 den Kraftstoff in die Verbrennungskammer 110 ein. Eine detaillierte Konfiguration des Kraftstoffeinspritzventils 10 ist später beschrieben.
Die Kraftstoffeinspritzventilsteuervorrichtung 1 weist einen Einlassluftdrucksensor 21, einen Kurbelwinkelsensor 22, einen Einspritzdrucksensor 23, einen elektronischen Steuerabschnitt (auf den im Folgenden als eine „ECU“ Bezug genommen ist) 24, einen Kraftstoffeinspritzsteuerabschnitt 25 als einen „Stromversorgungsabschnitt“ und so weiter auf. Der Einlassluftdrucksensor 21, der Kurbelwinkelsensor 22 und der Einspritzdrucksensor 23 entsprechen einem „Betriebszustandserfassungsabschnitt“.
Der Einlassluftdrucksensor 21 ist in dem Einlasssystem 12 angeordnet. Der Einlassluftdrucksensor 21 ist mit der ECU 24 elektrisch verbunden. Der Einlassluftdrucksensor 21 erfasst einen Druck eines Gases, das in dem Einlassluftkanal 120 strömt. Der Einlassluftdrucksensor 21 gibt basierend auf einem erfassten Druck ein elektrisches Signal zu der ECU 24 aus.
Der Kurbelwinkelsensor 22 ist in der Kurbelhülle 115 angeordnet, und der Kurbelwinkelsensor 22 ist mit der ECU 24 elektrisch verbunden. Der Kurbelwinkelsensor 22 erfasst einen Drehwinkel der Kurbelwelle 116. Der Kurbelwinkelsensor 22 gibt basierend auf dem erfassten Drehwinkel das elektrische Signal zu der ECU 24 aus.
Der Einspritzdrucksensor 23 ist in dem Kraftstoffzuleitungsrohr 17 angeordnet. Der Einspritzdrucksensor 23 ist mit der ECU 24 elektrisch verbunden. Der Einspritzdrucksensor 23 erfasst einen Druck des Kraftstoffs in dem Kraftstoffzuleitungsrohr 17. Der Einspritzdrucksensor 23 gibt basierend auf dem erfassten Druck des Kraftstoffs das elektrische Signal zu der ECU 24 aus.
Die ECU 24 ist ein kompakter Computer, der eine CPU als einen Rechenabschnitt, einen ROM und einen RAM als einen Speicherungsabschnitt und so weiter hat. Die ECU 24 weist einen Betriebsbedingungsberechnungsabschnitt 241 als einen „Einspritzbedingungsberechnungsabschnitt“, einen Kraftstoffeinspritzungseinstellabschnitt 242 als einen „Stromkurvenverlaufseinstellabschnitt“, einen Zündkerzensteuerabschnitt 243 und so weiter auf.
Der Betriebsbedingungsberechnungsabschnitt 241 ist mit dem Einlassluftdrucksensor 21, dem Kurbelwinkelsensor 22 und dem Einspritzdrucksensor 23 elektrisch verbunden. Der Betriebsbedingungsberechnungsabschnitt 241 berechnet auf der Basis der elektrischen Signale, die durch den Einlassluftdrucksensor 21, den Kurbelwinkelsensor 22 und den Einspritzdrucksensor 23 ausgegeben werden, die Kraftstoffeinspritzbedingung, unter der das Kraftstoffeinspritzventil 10 den Kraftstoff einspritzt, und berechnet einen Zündzeitpunkt der Zündkerze 14.
Der Kraftstoffeinspritzungseinstellabschnitt 242 stellt auf der Basis der Kraftstoffeinspritzbedingung, die durch den Betriebsbedingungsberechnungsabschnitt 241 berechnet wird, einen Stromkurvenverlauf, der Informationen, wie zum Beispiel ein Betrag des Stroms, mit dem das Kraftstoffeinspritzventil 10 zu versorgen ist, einen Zeitpunkt, zu dem mit dem Strom zu versorgen ist und so weiter, aufweist, ein und stellt die Betriebsbedingung der Kraftstoffpumpe 16 ein.
Der Zündkerzensteuerabschnitt 243 lässt auf der Basis des Zündzeitpunkts, der durch den Betriebsbedingungsberechnungsabschnitt 241 berechnet wird, die Zündkerze 14 zünden.
Der Kraftstoffeinspritzsteuerabschnitt 25 ist mit dem Kraftstoffeinspritzungseinstellabschnitt 242 elektrisch verbunden. Der Kraftstoffeinspritzsteuerabschnitt 25 weist einen Ventilsteuerabschnitt 251 und einen Pumpensteuerabschnitt 252 als einen „Stromversorgungsabschnitt“ auf.
Der Ventilsteuerabschnitt 251 ist mit dem Kraftstoffeinspritzventil 10 elektrisch verbunden. Der Ventilsteuerabschnitt 251 versorgt das Kraftstoffeinspritzventil 10 auf der Basis eines Stromkurvenverlaufs, der durch den Kraftstoffeinspritzungseinstellabschnitt 242 ausgegeben wird, mit dem Strom.
Der Pumpensteuerabschnitt 252 ist mit der Kraftstoffpumpe 16 elektrisch verbunden. Der Pumpensteuerabschnitt 252 gibt auf der Basis der Betriebsbedingung, die durch den Kraftstoffeinspritzungseinstellabschnitt 242 ausgegeben wird, einen Strom aus, um den Betrieb der Kraftstoffpumpe 16 zu steuern. Der Pumpensteuerabschnitt 252 und die Kraftstoffpumpe 16 entsprechen einem „Einspritzdruckänderungsabschnitt“.
Eine Konfiguration des Kraftstoffeinspritzventils 10 ist als Nächstes unter Bezugnahme auf 2 beschrieben. Das Kraftstoffeinspritzventil 10 weist ein Gehäuse 30, eine Nadel 40, einen beweglichen Kern 45, einen fixierten Kern 46, eine Spule 47, Federn 48, 49 und so weiter auf. 2 stellt eine Ventilöffnungsrichtung, die eine Richtung ist, entlang der die Nadel 40 von einem Ventilauflager 342 getrennt wird, und eine Ventilschließrichtung dar, entlang der die Nadel 40 gegen das Ventilauflager 342 stößt.
Das Gehäuse 30 weist ein erstes Zylinderglied 31, ein zweites Zylinderglied 32, ein drittes Zylinderglied 33 und eine Einspritzdüse 34 auf. Sowohl das erste Zylinderglied 31, das zweite Zylinderglied 32 als auch das dritte Zylinderglied 33 sind im Wesentlichen zylindrische Glieder. Das erste Zylinderglied 31, das zweite Zylinderglied 32 und das dritte Zylinderglied 33 sind in der angeführten Reihenfolge koaxial angeordnet und aneinandergefügt.
Die Einspritzdüse 34 ist an einem Endabschnitt des ersten Zylinderglieds 31 abgewandt von dem zweiten Zylinderglied 32 angeordnet und an das erste Zylinderglied 31 geschweißt. Das Einspritzloch 34 ist ein mit einem Boden versehenes zylindrisches Glied. Ein Bodenabschnitt 341 des Einspritzlochs 34 weist mehrere Einspritzlöcher 35 auf, die zwischen einer Innenseite und einer Außenseite des Gehäuses 30 eine Verbindung herstellen. Eine innere Wand des Bodenabschnitts 341 ist mit dem ringförmigen Ventilauflager 342 gebildet.
Die Nadel 40 ist gehäust, um in dem Gehäuse 30 hin und her bewegbar zu sein. Die Nadel 40 weist einen Schaftabschnitt 41, einen Verschlussabschnitt 42, einen Flanschabschnitt 43 und so weiter auf.
Der Schaftabschnitt 41 ist ein zylindrischer stangenförmiger Abschnitt. Ein Gleitberührungs- bzw. Gleitkontaktabschnitt 44 ist zwischen dem Schaftabschnitt 41 und dem Verschlussabschnitt 42 angeordnet. Der Gleitkontaktabschnitt 44 ist im Wesentlichen ein zylindrischer Abschnitt, und ein Teil einer äußeren Wand 441 ist abgeschrägt. Ein nicht abgeschrägter Abschnitt der Außenwand 441 in dem Gleitkontaktabschnitt 44 ist auf einer inneren Wand des Einspritzlochs 34 gleitfähig. Mit der vorhergehenden Konfiguration führt die Einspritzdüse 34 eine hin und her gehende Bewegung einer Spitze der Nadel 40 auf der Seite des Ventilauflagers 342. Der Schaftabschnitt 41 hat ein Loch 411, das ein Inneres und ein Äußeres eines Endabschnitts des Schaftabschnitts 41 auf der Seite des fixierten Kerns 46 verbindet.
Der Verschlussabschnitt 42 ist auf einem Endabschnitt des Schaftabschnitts 41 auf der Seite des Ventilauflagers 342 angeordnet, um gegen das Ventilauflager 342 stoßen zu können. Die Nadel 40 öffnet und schließt die Einspritzlöcher 35, wenn der Verschlussabschnitt 42 von dem Ventilauflager 342 getrennt wird oder gegen das Ventilauflager 342 stößt, und erlaubt oder blockiert eine Kommunikation zwischen einem Inneren und einem Äußeren des Gehäuses 30.
Der Flanschabschnitt 43 ist auf einer radial äußeren Seite eines Endabschnitts des Schaftabschnitts 41 abgewandt von dem Verschlussabschnitt 42 angeordnet. Eine Endfläche des Flanschabschnitts 43 auf der Seite des Ventilauflagers 342 kann gegen den beweglichen Kern 45 stoßen.
Die Nadel 40 bewegt sich innerhalb des Gehäuses 30 hin und her, während der Gleitkontaktabschnitt 44 durch die Einspritzdüse 34 getragen wird, und der Schaftabschnitt 41 durch das zweite Zylinderglied 32 durch den beweglichen Kern 45 getragen wird.
Der bewegliche Kern 45 ist im Wesentlichen ein zylindrisches Glied, das auf einer radial äußeren Seite des Schaftabschnitts 41 angeordnet ist. Der bewegliche Kern 45 ist magnetisch stabilisiert. Der bewegliche Kern 45 hat im Wesentlichen in der Mitte des beweglichen Kerns 45 ein Durchgangsloch 451. Der Schaftabschnitt der Nadel 40 ist in das Durchgangsloch 451 eingeführt.
Der fixierte Kern 46 ist im Wesentlichen ein zylindrisches Glied, das auf einer Seite des beweglichen Kerns 45 abgewandt von dem Ventilauflager 342 angeordnet ist. Der fixierte Kern 46 ist magnetisch stabilisiert. Der fixierte Kern 46 ist an das dritte Zylinderglied 33 des Gehäuses 30 geschweißt und an einem Inneren des Gehäuses 30 fixiert.
Die Spule 47 ist im Wesentlichen ein zylindrisches Glied und angeordnet, um hauptsächlich radiale äußere Seiten des zweiten Zylinderglieds 32 und des dritten Zylinderglieds 33 zu umgeben. Wenn die Spule 47 von dem Ventilsteuerabschnitt 251 mit einem Strom versorgt wird, entwickelt die Spule 47 ein magnetisches Feld. Wenn sich ein magnetisches Feld um die Spule 47 herum entwickelt, wird durch den fixierten Kern 46, den beweglichen Kern 45, das erste Zylinderglied 31 und das dritte Zylinderglied 33 eine magnetische Schaltung gebildet. Mit der vorhergehenden Konfiguration wird zwischen dem fixierten Kern 46 und dem beweglichen Kern 45 eine magnetische Anziehungskraft erzeugt, und der bewegliche Kern 45 wird zu dem fixierten Kern 46 angezogen. In dieser Situation läuft die Nadel 40, die gegen eine Oberfläche des beweglichen Kerns 45 abgewandt von der Seite des Ventilauflagers 342 stößt, zu der Seite des fixierten Kerns 46, das heißt, zusammen mit dem beweglichen Kern 45 in der Ventilöffnungsrichtung. Der beweglich Kern 45, der fixierte Kern 46 und die Spule 47 entsprechen einem „Antriebsabschnitt“.
Die Feder 48 ist angeordnet, derart, dass ein Ende der Feder 48 gegen eine Federstoßoberfläche 431 des Flanschabschnitts 43 stößt. Das andere Ende der Feder 48 stößt gegen ein Ende eines Anpassungsrohrs 36, das in ein Inneres des fixierten Kerns 46 pressgepasst ist. Die Feder 48 hat eine Kraft, die sich in einer axialen Richtung erstreckt. Mit der vorhergehenden Konfiguration drängt die Feder 48 die Nadel 40 in eine Richtung des Ventilauflagers 342, das heißt in die Ventilschließrichtung, zusammen mit dem beweglichen Kern 45.
Ein Ende der Feder 49 stößt gegen eine Stufenoberfläche 452 des beweglichen Kerns 45. Das andere Ende der Feder 49 stößt gegen eine ringförmige Stufenoberfläche 311, die in dem ersten Zylinderglied 31 vorgesehen ist. Die Feder 49 hat eine Kraft, die sich in der axialen Richtung erstreckt. Mit der vorhergehenden Konfiguration drängt die Feder 49 den beweglichen Kern 45 in eine Richtung entgegengesetzt zu dem Ventilauflager 342, das heißt in die Ventilöffnungsrichtung, zusammen mit der Nadel 40.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist eine drängende Kraft der Feder 48 eingestellt, um größer als eine drängende Kraft der Feder 49 zu sein. Mit der vorhergehenden Konfiguration stößt in einem Zustand, in dem kein Strom in die Spule 47 fließt, der Verschlussabschnitt 42 der Nadel 40 gegen das Ventilauflager 342, das heißt, ist in dem Ventilschließzustand.
Ein im Wesentlichen zylindrisches Kraftstoffeinleitungsrohr 37 ist in einen Endabschnitt des dritten Zylinderglieds 33 abgewandt von dem zweiten Zylinderglied 32 gepasst und an denselben geschweißt. Ein Filter 371 ist innerhalb des Kraftstoffeinleitungsrohrs 37 angeordnet. Der Filter 371 sammelt Fremdstoffe, die in dem Kraftstoff, der von einer Einleitungspforte 372 des Kraftstoffeinleitungsrohrs 37 fließt, enthalten sind.
Radial äußere Seiten des Kraftstoffeinleitungsrohrs 37 und des dritten Zylinderglieds 33 sind mit Harz geformt. Ein geformter Abschnitt ist mit einem Verbinder 38 ausgestattet. Ein Anschluss 381 zum Versorgen der Spule 47 mit einer elektrischen Leistung ist in dem Verbinder 38 einlegeteilgeformt. Ein zylindrischer Halter 39 ist zusätzlich auf einer radial äußeren Seite der Spule 47 angeordnet, um die Spule 47 abzudecken.
Der Kraftstoff, der von der Einleitungspforte 372 des Kraftstoffeinleitungsrohrs 37 fließt, fließt auf einer radial inneren Seite des fixierten Kerns 46, in einem Inneren des Anpassungsrohrs 36, dem Inneren des Flanschabschnitts 43 und des Schaftabschnitts 41 der Nadel 40, dem Loch 411 und einem Zwischenraum zwischen dem ersten Zylinderglied 31 und dem Schaftabschnitt 41 der Nadel 40 und wird in das Innere der Einspritzdüse 34 geführt. Ein Abschnitt, der sich von der Einleitungspforte 372 des Kraftstoffeinleitungsrohrs 37 zu dem Zwischenraum zwischen dem ersten Zylinderglied 31 und dem Schaftabschnitt 41 der Nadel 40 erstreckt, dient als ein Kraftstoffkanal 300 zum Einleiten des Kraftstoffs in das Einspritzloch 34.
Ein Steuerverfahren des Kraftstoffeinspritzventils 10 durch die Kraftstoffeinspritzventilsteuervorrichtung 1 ist als Nächstes unter Bezugnahme auf 3 beschrieben. 3 stellt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Einstellen eines Stromkurvenverlaufs eines Stroms dar, mit dem das Kraftstoffeinspritzventil 10 zu versorgen ist. Bei der Kraftstoffeinspritzventilsteuervorrichtung 1 wird ein Stromkurvenverlauf zum Steuern eines Antriebs des Kraftstoffeinspritzventils 10 entlang eines Flussdiagramms, das in 3 dargestellt ist, für jeden Verbrennungszyklus eines Einlasstaktes, eines Verdichtungstaktes, eines Ausdehnungstaktes und eines Auslasstaktes bei der Maschine 11 eingestellt.
Bei S101 werden die Betriebszustände der Maschine 11 gelesen. Der Betriebsbedingungsberechnungsabschnitt 241 liest auf der Basis der elektrischen Signale, die durch den Einlassluftdrucksensor 21, den Kurbelwinkelsensor 22 und den Einspritzdrucksensor 23 ausgegeben werden, Betriebszustände der Maschine 11. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel werden unterdessen der Druck des Gases, das in dem Einlassluftkanal 120 strömt, der Drehwinkel der Kurbelwelle 116 und der Druck des Kraftstoffs in dem Kraftstoffzuleitungsrohr 17 als „die Betriebszustände der Verbrennungsmaschine“ gelesen. Numerische Werte zum Lesen der Betriebszustände der Maschine 11 sind jedoch nicht auf dieses Beispiel begrenzt.
Bei S102 werden als Nächstes die Kraftstoffeinspritzbedingungen des Kraftstoffeinspritzventils 10 berechnet. Der Betriebsbedingungsberechnungsabschnitt 241 berechnet auf der Basis der Betriebszustände der Maschine 11, die bei S101 gelesen werden, die Kraftstoffeinspritzbedingungen des Kraftstoffeinspritzventils 10 bei einem Verbrennungszyklus. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel werden eine Kraftstoffeinspritzmenge Qtotal, ein Einspritzbeginnzeitpunkt SOI(i) des Kraftstoffs, ein Kraftstoffeinspritzdruck Pf und die Zahl von Einspritzungen N bei dem einen Verbrennungszyklus berechnet. Wenn die Zahl der Einspritzungen N bei dem einen Verbrennungszyklus zwei oder mehr ist, berechnet zusätzlich der Betriebsbedingungsberechnungsabschnitt 241 eine Kraftstoffeinspritzmenge Q(i) bei jeder Kraftstoffeinspritzung. Bei diesem Beispiel ist beispielsweise in dieser Beschreibung die Zahl der Einspritzungen N auf zwei eingestellt, die Zahl der Kraftstoffeinspritzungen bei einem Verbrennungszyklus ist jedoch nicht auf dieses Beispiel begrenzt. Die berechneten Kraftstoffeinspritzbedingungen werden in dem ROM, dem RAM oder dergleichen einmal gespeichert.
Bei S103 bis S110 stellt als Nächstes der Kraftstoffeinspritzungseinstellabschnitt 242 auf der Basis der Kraftstoffeinspritzbedingungen, die bei S102 berechnet werden, einen Kurvenverlauf eines Stroms ein, mit dem die Spule 47 des Kraftstoffeinspritzventils 10 zu versorgen ist.
Bei S103 anschließend an S102 bestätigt der Kraftstoffeinspritzungseinstellabschnitt 242, dass ein Stromkurvenverlauf, der nun einzustellen ist, ein Stromkurvenverlauf einer ersten Kraftstoffeinspritzung bei einem Verbrennungszyklus ist.
Bei S104 bestimmt als Nächstes der Kraftstoffeinspritzungseinstellabschnitt 242, ob ein Einspritzbeginnzeitpunkt SOI(1) der ersten Kraftstoffeinspritzung, der bei S102 berechnet wird, gleich oder mehr als 180 Grad BTDC ist oder nicht, was einem unteren Totpunkt (engl.: Bottom Dead Center) zwischen dem Einlasstakt und dem Verdichtungstakt der Maschine 11 entspricht. Wenn der Einspritzbeginnzeitpunkt SOI(1) der ersten Kraftstoffeinspritzung, der bei S102 berechnet wird, gleich oder mehr als 180 Grad BTDC ist, wenn mit anderen Worten die Maschine 11 in dem Einlasstakt ist oder sich der Kolben 113 bei einer Position des unteren Totpunkts zwischen dem Einlasstakt und dem Verdichtungstakt der Maschine 11 befindet, schreitet der Fluss zu S105 fort. Wenn der Einspritzbeginnzeitpunkt SOI(1) der ersten Kraftstoffeinspritzung, der bei S102 berechnet wird, weniger als 180 Grad BTDC ist, wenn mit anderen Worten die Maschine 11 in dem Verdichtungstakt ist, schreitet der Fluss zu S106 fort. Die 180 Grad BTDC entsprechen einem „vorbestimmten Kurbelwinkel“.
Bei S105 stellt der Kraftstoffeinspritzungseinstellabschnitt 242 als Nächstes den Stromkurverlauf so ein, dass eine zeitliche Änderung ΔIpu(1) eines Anhebe- bzw. Ansprechstroms in der Nadel 40 bei der ersten Kraftstoffeinspritzung gleich einem oder weniger als ein vorbestimmter Bezugswert ΔIstd wird. Bei S106 stellt zusätzlich der Kraftstoffeinspritzungseinstellabschnitt 242 den Stromkurvenverlauf so ein, dass die zeitliche Änderung des Anhebestroms in der Nadel 40, mit dem das Kraftstoffeinspritzventil 10 zu versorgen ist, mehr als der vorbestimmte Bezugswert ΔIstd wird.
Der Anhebestrom der Nadel 40 bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist nun unter Bezugnahme auf 4(a) und 4(b) beschrieben. 4(a) stellt eine zeitliche Änderung eines Stroms I dar, mit dem die Spule 47 durch den Kraftstoffeinspritzsteuerabschnitt 25 zu versorgen ist. 4(b) stellt zusätzlich eine zeitliche Änderung der Hubmenge L der Nadel 40 dar, die sich durch die Versorgung mit dem Strom in der Ventilöffnungsrichtung bewegt.
Bei der Kraftstoffeinspritzventilsteuervorrichtung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist, wie in 4(a) dargestellt ist, der Kraftstoffeinspritzsteuerabschnitt 25 angeordnet, sodass ein maximaler Wert des Anhebestroms in der Nadel 40 änderbar ist. Bei diesem Beispiel ist der „Anhebestrom“ der Nadel 40 ein Strom, mit dem die Spule 47 zu versorgen ist, um zu erlauben, dass die Nadel 40 in der Ventilöffnungsrichtung von einem Zustand läuft, in dem das Kraftstoffeinspritzventil 10 geöffnet ist. In 4(a) stellt der Anhebestrom der Nadel 40 einen Strom dar, der seit einer Zeit 0 bis zu einer 110 fließt, zu der der Strom maximal wird.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel stellt eine durchgezogene Linie Is1, die in 4(a) dargestellt ist, beispielsweise die zeitliche Änderung des Stroms dar, wenn der Einspritzbeginnzeitpunkt SOI(i) 180 Grad BTDC ist. Auf der durchgezogenen Linie Is1 wird der Stromkurvenverlauf so eingestellt, dass der Strom zu der Zeit t10 ein maximaler Höchststrom Ips wird. In dieser Situation wird eine zeitliche Änderung ΔIpu(i) des Anhebestroms, das heißt eine Erhöhungs-/Verringerungsmenge des Stroms pro Zeiteinheit, als ein vorbestimmter Bezugswert ΔIstd eingestellt. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist, wenn die zeitliche Änderung ΔIpu(i) des Anhebestroms der vorbestimmte Bezugswert ΔIstb ist, die zeitliche Änderung der Hubmenge L der Nadel 40 bei dem Kraftstoffeinspritzventil 10 durch eine durchgezogene Linie Ls1, die in 4(b) dargestellt ist, angegeben. Wenn die zeitliche Änderung ΔIpu(i) des Anhebestroms der vorbestimmte Bezugswert ΔIstd ist, entspricht die Laufgeschwindigkeit der Nadel 40 seit der Zeit 0 bis zu einer Zeit t11, zu der die Hubmenge eine Hubmenge Lm wird, die eine maximale Hubmenge ist, einer „Bezugslaufgeschwindigkeit“.
Wenn andererseits der Stromkurvenverlauf so eingestellt ist, dass der Höchststrom zu der Zeit t10 ein Höchststrom Ip0, der weniger als der Höchststrom Ips ist, wird (Strichpunktlinie Io1 in 4(a)), ist die zeitliche Änderung ΔIpu(i) des Anhebestroms in der Nadel 40 mehr reduziert als der vorbestimmte Bezugswert ΔIstd, wie es in 4(a) dargestellt ist. In dieser Situation wird, wie es durch eine punktierte Linie Lo1 in 4(b) angegeben ist, eine Zeit, bis die Nadel 40 die Hubmenge Lm einnimmt, eine Zeit t13, die länger als die Zeit t11 der durchgezogenen Linie Is1 ist. Wenn mit anderen Worten der Stromkurvenverlauf so eingestellt ist, dass der Höchststrom zu der Zeit t10 der Höchststrom Ip0, der weniger als der Höchststrom Ips ist, wird, verringert sich die Laufgeschwindigkeit der Nadel 40 mehr als die Bezugslaufgeschwindigkeit.
Wenn zusätzlich der Stromkurvenverlauf so eingestellt ist, dass der Höchststrom zu der Zeit t10 ein Höchststrom Iph, der mehr als der Höchststrom Ips ist, wird (punktierte Linie Ih1 in 4(a)), wird die zeitliche Änderung ΔIpu(i) des Anhebestroms in der Nadel 40 mehr als der vorbestimmte Bezugswert ΔIstb, wie es in 4(a) dargestellt ist. In dieser Situation wird, wie durch eine punktierte Linie Lh1 von 4(b) angegeben ist, eine Zeit, bis die Nadel 40 die Hubmenge Lm einnimmt, eine Zeit t12, die kürzer als die Zeit t11 der durchgezogenen Linie Ls1 ist. Wenn mit anderen Worten der Stromkurvenverlauf eingestellt ist, derart, dass der Höchststrom zu der Zeit t10 der Höchststrom Iph, der mehr als der Höchststrom Ips ist, wird, erhöht sich die Laufgeschwindigkeit der Nadel 40 verglichen mit der Bezugslaufgeschwindigkeit.
Wie im Vorhergehenden beschrieben ist, wird bei S105 und S 106 der Stromkurvenverlauf eingestellt, derart, dass sich ein Betrag des Höchststroms bei dem Anhebestrom der Nadel 40 auf der der Basis des Bestimmungsresultats bei S104 ändert, und sich die zeitliche Änderung des Anhebestroms in der Nadel 40 ändert.
Bei S107 wird als Nächstes eine Zeit, während der mit dem Strom versorgt wird, gemäß der Kraftstoffeinspritzmenge der ersten Kraftstoffeinspritzung, das heißt eine Einspritzbefehlsbreite Tinj(1) der ersten Kraftstoffeinspritzung, eingestellt. Wie in Fig, 4(a) dargestellt ist, wird genauer gesagt eine Zeit, während der sich der Strom I von „0“ erhöht und dann zu „0“ zurückkehrt, beispielsweise bei der durchgezogenen Linie Is1 von 4(a) eine Zeit „ti“, als eine Einspritzbefehlsbreite Tinj(i) eingestellt.
Bei S108 werden dann Informationen über den Stromkurvenverlauf, der bei S105 bis S107 eingestellt wird, in dem ROM, dem RAM oder dergleichen als Informationen I(1) der ersten Kraftstoffeinspritzung gespeichert.
Bei S109 wird dann bestimmt, ob der Stromkurvenverlauf, der dieses Mal eingestellt wurde, ein Stromkurvenverlauf einer n-ten Kraftstoffeinspritzung in dem einen Verbrennungszyklus ist oder nicht. Wenn beispielsweise die Zahl der Einspritzungen N, die bei S102 eingestellt wird, zwei ist, und die Einstellung des Stromkurvenverlaufs zu dieser Zeit die Einstellung des Stromkurvenverlaufs bei der ersten Kraftstoffeinspritzung ist, schreitet der Fluss zu S110 fort.
Bei S110 wird als Nächstes zu der Reihenfolge der Kraftstoffeinspritzung, bei der ein vorausgehender Stromkurvenverlauf eingestellt wurde, „1“ addiert, die Reihenfolge der Kraftstoffeinspritzungen wird als „2“ eingestellt, und der Fluss schreitet zu S104 fort.
Bei S104 bis S108 wird als Nächstes der Stromkurvenverlauf bei einer zweiten Kraftstoffeinspritzung in dem einen Verbrennungszyklus auf die gleiche Art und Weise wie derselbe der ersten Kraftstoffeinspritzung eingestellt.
Bei S109 wird dann bestimmt, ob der Stromkurvenverlauf, der dieses Mal eingestellt wird, ein Stromkurvenverlauf einer n-ten Kraftstoffeinspritzung bei dem einen Verbrennungszyklus ist oder nicht. Wenn die Zahl der Einspritzungen N, die bei S102 eingestellt wurde, „2“ ist, und die Einstellung des Stromkurvenverlaufs zu dieser Zeit die Einstellung des Stromkurvenverlaufs bei der zweiten Kraftstoffeinspritzung ist, wird die Einstellung des Stromkurvenverlaufs der Kraftstoffeinspritzung bei dem einen Verbrennungszyklus beendet.
Bei der Kraftstoffeinspritzventilsteuervorrichtung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ändert sich die zeitliche Änderung ΔIpu(i) des Anhebestroms der Nadel 40, und die Laufgeschwindigkeit der Nadel 40 ändert sich gemäß dessen, ob der Einspritzbeginnzeitpunkt SOI(i) größer als 180 Grad BTDC ist oder nicht. Vorteile eines Änderns der Laufgeschwindigkeit der Nadel 40 sind unter Bezugnahme auf 5 bis 7 beschrieben.
Eine Beziehung zwischen der Laufgeschwindigkeit der Nadel 40 und einer Sprühstoßankunftsdistanz Dinj des Kraftstoffs ist zuerst unter Bezugnahme auf 5 beschrieben. Bei diesem Beispiel stellt die „Sprühstoßankunftsdistanz“ eine Distanz dar, die durch den Kraftstoff, der von dem Kraftstoffeinspritzventil in einem zerstäubten Zustand eingespritzt wurde, erreichbar ist. In Fig, 5 ist eine Beziehung zwischen der Sprühstoßankunftsdistanz Dinj und einer Zeit „t“, wenn die Laufgeschwindigkeit der Nadel 40 eine Bezugslaufgeschwindigkeit ist, durch eine durchgezogene Linie Ds1 angegeben.
Bei dem Kraftstoffeinspritzventil 10 ändert sich, wenn sich die Laufgeschwindigkeit der Nadel 40 ändert, die Sprühstoßankunftsdistanz Dinj des Kraftstoffs, der in die Verbrennungskammer 110 eingespritzt wird. Wenn genauer gesagt die Laufgeschwindigkeit der Nadel 40 niedriger als die Bezugslaufgeschwindigkeit wird, wie es durch eine punktierte Linie Do1 in 5 angegeben ist, ist, unmittelbar nachdem die Einspritzung begonnen hat, die Sprühstoßankunftsdistanz Dinj kürzer als bei der durchgezogenen Linie Ds1 (von einer Zeit „0“ zu einer Zeit t15 in 5). Da jedoch der Kraftstoff eine relativ lange Zeit eingespritzt wird, wird die Sprühstoßankunftsdistanz Dinj nach der Zeit t15 länger als bei der durchgezogenen Linie Ds1.
Wenn andererseits die Laufgeschwindigkeit der Nadel 40 höher als die Bezugslaufgeschwindigkeit wird, wird die Sprühstoßankunftsdistanz Dinj länger als bei der durchgezogenen Linie Ds1, unmittelbar nachdem die Einspritzung begonnen hat, wie es durch eine punktierte Linie Dh1 in 5 (von der Zeit „0“ zu einer Zeit t14 in 5) angegeben ist. Da jedoch der Kraftstoff lediglich eine relativ kurze Zeit eingespritzt wird, wird nach der Zeit t14 eine Sprühstoßankunftsdistanz Dinj kürzer bei der durchgezogenen Linie Ds1.
Bei der Kraftstoffeinspritzventilsteuervorrichtung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel kann der Kraftstoff eingespritzt werden, derart, dass der eingespritzte Kraftstoff mit einer inneren Wand des Zylinders 111 und einer Kolbenoberfläche 119 des Kolbens 113, die die Verbrennungskammer 110 bilden, durch die Verwendung einer Änderung der Sprühstoßankunftsdistanz Dinj des Kraftstoffs, die durch eine Änderung der Laufgeschwindigkeit der Nadel 40 verursacht wird, nicht kollidiert.
6(a) und 6(b) stellen eine Beziehung zwischen der Sprühstoßankunftsdistanz Dinj des Kraftstoffs und der Zeit „t“ dar. In 6(a) und 6(b) ist eine zeitliche Änderung einer Distanz von den Einspritzlöchern 35 des Kraftstoffeinspritzventils 10 zu der inneren Wand der Maschine 11, die die Verbrennungskammer 110 bildet, beispielsweise der Kolbenoberfläche 119 des Kolbens 113, durch eine Zweipunktstrichlinie Ep1 angegeben. In 6(a) und 6(b) ist eine Beziehung zwischen der Sprühstoßankunftsdistanz Dinj bei dem Kraftstoffeinspritzventil, bei dem die Laufgeschwindigkeit der Nadel in der Ventilöffnungsrichtung nicht gesteuert wird, und der Zeit „t“ durch eine durchgezogene Linie Es1 angegeben. Das Kraftstoffeinspritzventil, bei dem die Laufgeschwindigkeit der Nadel in der Ventilöffnungsrichtung nicht gesteuert wird, wird im Folgenden ein Kraftstoffeinspritzventil bei einem Vergleichsbeispiel genannt.
6(a) stellt eine Beziehung zwischen der Sprühstoßankunftsdistanz Dinj und der Zeit „t“ dar, wenn der Kurbelwinkel mehr als 180 Grad BTDC ist. Bei dem Kraftstoffeinspritzventil des Vergleichsbeispiels besteht, wie durch die durchgezogene Linie Es1, die in 6(a) dargestellt ist, angegeben ist, da es eine Zeit (eine Zeit von einer Zeit t16 bis zu einer Zeit t17 in 6(a)) gibt, während der die Sprühstoßankunftsdistanz Dinj länger als die Distanz von den Einspritzlöchern des Kraftstoffeinspritzventils zu der Kolbenoberfläche ist, ein Risiko, dass der Kraftstoff mit der Kolbenoberfläche des Kolbens kollidieren kann, der zwischen der Zeit t16 und der Zeit t17 von dem oberen Totpunkt zu dem unteren Totpunkt läuft. Bei dem Kraftstoffeinspritzventil 10, bei dem die Kraftstoffeinspritzung durch die Kraftstoffeinspritzventilsteuervorrichtung 1 gesteuert wird, wie durch eine punktierte Linie Eh1 in 6(a) angegeben ist, ist jedoch, da die Laufgeschwindigkeit der Nadel 40 in der Ventilöffnungsrichtung verringert wird, die Sprühstoßankunftsdistanz Dinj nicht länger als die Distanz zwischen den Einspritzlöchern des Kraftstoffeinspritzventils und der Kolbenoberfläche. Mit der vorhergehenden Konfiguration kollidiert der Kraftstoff, der durch das Kraftstoffeinspritzventil 10 eingespritzt wird, nicht mit der Kolbenoberfläche 119.
6(b) stellt eine Beziehung zwischen der Sprühstoßankunftsdistanz Dinj und der Zeit „t“ dar, wenn der Kurbelwinkel weniger als 180 Grad BTDC ist. Bei dem Kraftstoffeinspritzventil des Vergleichsbeispiels besteht, wie es durch die durchgezogene Linie Es1, die in 6(b) dargestellt ist, angegeben ist, da eine Zeit, während der die Sprühstoßankunftsdistanz Dinj länger als die Distanz von den Einspritzlöchern des Kraftstoffeinspritzventils zu der Kolbenoberfläche ist, relativ früh (eine Zeit t181 in 6(b)) ist, ein Risiko, dass der Kraftstoff mit der Kolbenoberfläche des Kolbens kollidieren kann, der zwischen der Zeit t181 und einer Zeit t19 von dem unteren Totpunkt zu dem oberen Totpunkt läuft. Bei dem Kraftstoffeinspritzventil 10, bei dem die Kraftstoffeinspritzung durch die Kraftstoffeinspritzventilsteuervorrichtung 1 gesteuert wird, ist jedoch, wie es durch eine punktierte Linie Eo1 in 6(b) angegeben ist, die Laufgeschwindigkeit der Nadel 40 in der Ventilöffnungsrichtung höher als dieselbe des Kraftstoffeinspritzventils des Vergleichsbeispiels, unmittelbar nachdem die Einspritzung begonnen hat. In dieser Situation befindet sich jedoch der Kolben 113 relativ entfernt von dem Kraftstoffeinspritzventil 10, und es ist unwahrscheinlich, dass der Kraftstoff mit der Kolbenoberfläche 119 des Kolbens 113 kollidiert. Wenn zusätzlich die Laufgeschwindigkeit der Nadel 40 in der Ventilöffnungsrichtung erhöht wird, da die Kraftstoffeinspritzung in einer relativ kurzen Zeit beendet wird, wird die Sprühstoßankunftsdistanz Dinj verkürzt. Als ein Resultat ist, da eine Zeit, wenn der Kraftstoff mit der Kolbenoberfläche 119 des Kolbens 113 kollidieren kann, später als dieselbe des Kraftstoffeinspritzventils bei dem Vergleichsbeispiel ist (eine Zeit t182 in 6(b)), die Menge von Kraftstoff, der mit der Kolbenoberfläche 119 des Kolbens 113 kollidiert, kleiner als dieselbe des Kraftstoffeinspritzventils bei dem Vergleichsbeispiel.
7 stellt eine Beziehung zwischen der Zahl von entladenen Partikeln Pc der Feststoffpartikel bei einer Maschine 11 und einem Kurbelwinkel CA der Maschine 11 dar. In 7 ist eine Beziehung zwischen der Zahl von entladenen Partikeln Pc der Feststoffpartikel von dem Kraftstoffeinspritzventil 10 und dem Kurbelwinkel CA (engl.: crank angle) durch eine punktierte Linie Pc1 angegeben, und eine Beziehung zwischen der Zahl von entladenen Partikeln Pc der Feststoffpartikel von dem Kraftstoffeinspritzventil und dem Kurbelwinkel CA bei dem Vergleichsbeispiel ist durch eine durchgezogene Linie Pc0 angegeben.
Wie unter Bezugnahme auf 5 und 6 beschrieben ist, verringert sich bei der Kraftstoffeinspritzventilsteuervorrichtung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, wenn der Einspritzbeginnzeitpunkt SOI(i) des Kraftstoffs mehr als 180 Grad BTDC ist, die Laufgeschwindigkeit der Nadel 40 in der Ventilöffnungsrichtung, und die Kraftstoffeinspritzungen werden gesteuert, derart, dass der Kraftstoff, der zu dem Kolben 113 eingespritzt wird, der sich von dem Kraftstoffeinspritzventil 10 hin zu dem unteren Totpunkt weg bewegt, mit der inneren Wand der Maschine 11, die die Verbrennungskammer 110 bildet, nicht kollidiert. Mit der vorhergehenden Konfiguration wird beispielsweise bei 300 Grad BTDC, die mehr als 180 Grad BTDC sind, bei dem Kurbelwinkel der Maschine 11, der durch die Abszissenachse in 7 angegeben ist, verglichen mit der Zahl von entladenen Partikeln Pcs1 der Feststoffpartikel bei dem Kraftstoffeinspritzventil des Vergleichsbeispiels die Zahl von entladenen Partikeln Pcv1 der Feststoffpartikel bei dem Kraftstoffeinspritzventil 10 reduziert.
Wenn zusätzlich der Einspritzbeginnzeitpunkt SOI(i) des Kraftstoffs gleich oder weniger als 180 Grad BTDC ist, wird die Laufgeschwindigkeit der Nadel 40 in der Ventilöffnungsrichtung eingestellt, um gleich der oder höher als die Bezugslaufgeschwindigkeit zu sein, wobei die Kraftstoffeinspritzung beendet wird, bevor der Kolben 113, der hin zu dem oberen Totpunkt läuft, dem Kraftstoffeinspritzventil 10 näherkommt, und die Kraftstoffeinspritzungen werden gesteuert, derart, dass der eingespritzte Kraftstoff nicht mit der inneren Wand der Maschine 11, die die Verbrennungskammer 110 bildet, kollidiert. Mit der vorhergehenden Konfiguration wird bei 90 Grad BTDC, was weniger als 180 Grad BTDC ist, bei dem Kurbelwinkel, der durch die Abszissenachse in 7 dargestellt ist, verglichen mit der Zahl von entladenen Partikeln Pcs2 der Feststoffpartikel bei dem Kraftstoffeinspritzventil des Vergleichsbeispiels die Zahl von entladenen Partikeln Pcv1 der Feststoffpartikel bei dem Kraftstoffeinspritzventil 10 reduziert.
Wie im Vorhergehenden beschrieben ist, ändert sich bei der Kraftstoffeinspritzventilsteuervorrichtung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel die Ventilöffnungsgeschwindigkeit der Nadel 40 gemäß dem Kurbelwinkel, und es ist unwahrscheinlich, dass der eingespritzte Kraftstoff mit der inneren Wand der Maschine 11, die die Verbrennungskammer 110 bildet, kollidiert. Mit der vorhergehenden Konfiguration kann ein Zeitpunkt, zu dem die Kraftstoffeinspritzungen durchgeführt werden können, erhöht werden, während die Menge von erzeugten Feststoffpartikeln reduziert wird. Die Kraftstoffeinspritzventilsteuervorrichtung 1 kann daher die Verbrennungseffizienz des Kraftstoffs in der Verbrennungskammer 110 und die Kraftstoffeffizienz der Maschine 11 verbessern.
(Zweites Ausführungsbeispiel)
Eine Kraftstoffeinspritzventilsteuervorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung ist anschließend unter Bezugnahme auf 8 beschrieben. Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel in einem Verfahren zum Ändern der Laufgeschwindigkeit der Nadel in der Ventilöffnungsrichtung. Die im Wesentlichen gleichen Teile wie jene bei dem ersten Ausführungsbeispiel sind durch identische Bezugsziffern oder Bezugssymbole bezeichnet, und die Beschreibung derselben ist weggelassen.
Bei der Kraftstoffeinspritzventilsteuervorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel wird der Stromkurvenverlauf für jede Kraftstoffeinspritzung entlang des Flussdiagramms des Verfahrens zum Einstellen des Stromkurvenverlaufs bei dem ersten Ausführungsbeispiel (Bezug nehmend auf 3) eingestellt. In dieser Situation wird bei der Kraftstoffeinspritzventilsteuervorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel, wenn eine zeitliche Änderung ΔIpu(i) bei einem Anhebestrom einer Nadel 40 bei S105 und 106 geändert wird, eine Zeit, bis der Anhebestrom der Nadel 40 einen Höchststrom Ips erreicht, geändert. Die Steuerinhalte sind im Folgenden unter Bezugnahme auf 8(a) und 8(b) beschrieben.
8(a) stellt eine zeitliche Änderung eines Stroms I, mit dem die Spule 47 durch den Kraftstoffeinspritzsteuerabschnitt 25 zu versorgen ist, dar. In 8(a) ist eine zeitliche Änderung des Stroms, wenn ein Einspritzbeginnzeitpunkt SOI 180 Grad BTDC ist, durch eine durchgezogene Linie Is2 bezeichnet. 8(b) stellt zusätzlich eine zeitliche Änderung einer Hubmenge L der Nadel 40 in einer Ventilöffnungsrichtung durch die Versorgung mit dem Strom dar. In 8(b) ist eine zeitliche Änderung der Hubmenge der Nadel 40, wenn der Einspritzbeginnzeitpunkt SOI 180 Grad BTDC ist, durch eine durchgezogene Linie Ls2 bezeichnet.
Bei S105 wird, wie es durch eine punktierte Linie Io2 in 8(a) angegeben ist, wenn der Kraftstoffeinspritzungseinstellabschnitt 242 einen Stromkurvenverlauf einstellt, derart, dass eine Zeit, bis der Höchststrom Ips erreicht wird, als eine Zeit t22 eingestellt ist, die länger als eine Zeit t20 ist, eine zeitliche Änderung ΔIpu(i) des Anhebestroms bei der Nadel 40 weniger als ein vorbestimmter Bezugswert ΔIst. In dieser Situation wird, wie durch eine strichpunktierte Linie Lo2 in 8(b) angegeben ist, eine Zeit, bis die Nadel 40 die Hubmenge Lm einnimmt, eine Zeit t25, die länger als die Zeit t23 der durchgezogenen Linie Ls2 ist.
Bei S106 wird, wie es durch eine punktierte Line Ih2 in 8(a) angegeben ist, wenn der Kraftstoffeinspritzungseinstellabschnitt 242 einen Stromkurvenverlauf einstellt, derart, dass eine Zeit, bis der Höchststrom Ips erreicht wird, als eine Zeit t21 eingestellt ist, die kürzer als die Zeit t20 ist, die erforderlich ist, bis der Höchststrom Ips durch eine durchgezogene Linie Is2 erreicht wird, eine zeitliche Änderung ΔIpu(i) des Anhebestroms bei der Nadel 40 mehr als der vorbestimmte Bezugswert ΔIstd. In dieser Situation wird, wie es durch eine punktierte Linie Lh2 von 8(b) angegeben ist, eine Zeit, bis die Nadel 40 die Hubmenge Lm einnimmt, eine Zeit t24, die kürzer als die Zeit t23 der durchgezogenen Linie Ls2 ist.
Bei der Kraftstoffeinspritzventilsteuervorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel wird, wenn der Einspritzbeginnzeitpunkt SOI(i) gleich oder mehr als 180 Grad BTDC ist, wie es durch die strichpunktierte Linie Io2 in 8(a) angegeben ist, eine Zeit, bis der Höchststrom Ips erreicht wird, eingestellt, um gleich der oder länger als die Zeit in dem Fall der 180 Grad BTDC zu sein, wobei die Laufgeschwindigkeit der Nadel 40 in der Ventilöffnungsrichtung eingestellt ist, um gleich der oder niedriger als die Bezugslaufgeschwindigkeit zu sein. Wenn der Einspritzbeginnzeitpunkt SOI(i) weniger als 180 Grad BTDC ist, wie es durch die punktierte Linie Ih2 in 8(a) angegeben ist, ist eine Zeit, bis der Höchststrom Ips erreicht wird, eingestellt, um kürzer als die Zeit in dem Fall von 180 Grad BTDC zu sein, wobei die Laufgeschwindigkeit der Nadel 40 in der Ventilöffnungsrichtung eingestellt ist, um gleich der öder höher als die Bezugslaufgeschwindigkeit zu sein. Mit der vorhergehenden Konfiguration ist es unwahrscheinlich, dass der Kraftstoff, der durch das Kraftstoffeinspritzventil 10 eingespritzt wird, mit der inneren Wand der Maschine 11 kollidiert, die die Verbrennungskammer 110 bildet. Das zweite Ausführungsbeispiel erzielt daher die gleichen Vorteile wie jene bei dem ersten Ausführungsbeispiel.
(Drittes Ausführungsbeispiel)
Eine Kraftstoffeinspritzventilsteuervorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung ist anschließend unter Bezugnahme auf 9 und 10 beschrieben. Das dritte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel in einem Verfahren zum Ändern der Laufgeschwindigkeit der Nadel in der Ventilöffnungsrichtung. Die im Wesentlichen gleichen Teile wie jene bei dem ersten Ausführungsbeispiel sind durch identische Bezugsziffern oder Bezugssymbole bezeichnet und die Beschreibung derselben ist weggelassen.
Bei der Kraftstoffeinspritzventilsteuervorrichtung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel wird ein Stromkurvenverlauf für jede Kraftstoffeinspritzung entlang eines Flussdiagramms, das in 9 dargestellt ist, eingestellt.
Bei S301 wird zuerst wie bei S101 des ersten Ausführungsbeispiels ein Betriebszustand der Maschine 11 gelesen. Bei S302 werden dann wie bei S102 des ersten Ausführungsbeispiels Kraftstoffeinspritzbedingungen eines Kraftstoffeinspritzventils 10 berechnet. Bei S303 wird dann wie bei S103 des ersten Ausführungsbeispiels bestätigt, dass ein Stromkurvenverlauf, der nun eingestellt ist, ein Stromkurvenverlauf einer ersten Kraftstoffeinspritzung bei einem Verbrennungszyklus ist.
Bei S304 wird dann wie bei S104 des ersten Ausführungsbeispiels bestimmt, ob der Einspritzbeginnzeitpunkt SOI(1) der ersten Kraftstoffeinspritzung, der bei S302 berechnet wird, gleich einem oder mehr als ein Kurbelwinkel 180 Grad BTDC ist oder nicht. Wenn der Einspritzbeginnzeitpunkt SOI(1) der ersten Kraftstoffeinspritzung, der bei S302 berechnet wird, gleich oder mehr als 180 Grad BTDC ist, schreitet das Verfahren zu S305 fort. Wenn der Einspritzbeginnzeitpunkt SOI(1) der ersten Kraftstoffeinspritzung, der bei S302 berechnet wird, weniger als 180 Grad BTDC ist, schreitet das Verfahren zu S306 fort.
Bei S305 stellt dann der Kraftstoffeinspritzungseinstellabschnitt 242 den Stromkurvenverlauf ein, um den Vorladestrom AUS-zuschalten. Bei S306 stellt der Kraftstoffeinspritzungseinstellabschnitt 242 den Stromkurvenverlauf ein, um den Vorladestrom EIN-zuschalten.
Eine Änderung der Laufgeschwindigkeit der Nadel 40 in der Ventilöffnungsrichtung aufgrund der Anwesenheit oder Abwesenheit des Vorladestroms ist nun unter Bezugnahme auf 10(a) und 10(b) beschrieben. 10(a) stellt eine zeitliche Änderung eines Stroms I, mit dem die Spule 47 durch den Kraftstoffeinspritzsteuerabschnitt 25 zu versorgen ist, dar. 10(b) stellt eine zeitliche Änderung der Hubmenge L der Nadel 40 dar.
Bei der Kraftstoffeinspritzventilsteuervorrichtung 1 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel ermöglicht, wie es in 10(a) dargestellt ist, der Kraftstoffeinspritzsteuerabschnitt 25, dass der Vorladestrom als „Vorstrom“ fließt, bevor der Anhebestrom der Nadel 40 fließt.
Wenn bei S305 der Kraftstoffeinspritzsteuerabschnitt 25 einen Stromkurvenverlauf zum AUS-Schalten des Vorladestroms einstellt, fließt ein Strom, bei dem der Stromwert zu einer Zeit t30 der Höchststrom Ips, wie durch eine durchgezogene Linie Is3 von 10(a) angegeben ist, wird, in der Spule 47. Mit der vorhergehenden Konfiguration ändert sich die Hubmenge L der Nadel 40, wie es durch eine durchgezogene Linie Ls3 in 10(b) angegeben ist, und die Hubmenge L maximiert sich zu einer Zeit t31.
Bei S306 fließt andererseits, wenn der Kraftstoffeinspritzsteuerabschnitt 25 einen Stromkurvenverlauf zum EIN-Schalten des Vorladestroms einstellt, ein so großer Vorladestrom Ipc, dass der bewegliche Kern 45 nicht zu dem fixierten Kern 46 angezogen wird, in der Spule 47 vor der Zeit „0“, wie es durch die punktierte Linie Ih3 von 10(a) angegeben ist. Nachdem der Vorladestrom Ipc geflossen ist, wird, wenn der Strom, der den gleichen Stromkurvenverlauf wie derselbe der durchgezogenen Linie Ls3 hat, in der Spule 47 fließt, die Hubmenge L der Nadel 40 zu einer Zeit t32 maximiert, die kürzer als die Zeit t31 ist, da die Laufgeschwindigkeit der Nadel 40 höher als dieselbe der durchgezogenen Linie Ls3 wird, wie es durch eine punktierte Linie Lh3 in 10(b) angegeben ist.
Anschließend an S305 und S306 stellt bei S307 der Kraftstoffeinspritzsteuerabschnitt 25 die Einspritzbefehlsbreite Tinj(1) der ersten Kraftstoffeinspritzung wie bei S107 des ersten Ausführungsbeispiels ein. Bei S308 speichert dann wie bei S108 des ersten Ausführungsbeispiels der Kraftstoffeinspritzsteuerabschnitt 25 Informationen über den Stromkurvenverlauf, der bei S305, S306 und S307 eingestellt wird, als Informationen I(1) der ersten Kraftstoffeinspritzung in dem ROM, dem RAM oder dergleichen. Bei S309 wird als Nächstes wie bei S109 des ersten Ausführungsbeispiels bestimmt, ob der Stromkurvenverlauf, der dieses Mal eingestellt wird, ein Stromkurvenverlauf einer N-ten Kraftstoffeinspritzung bei dem einen Verbrennungszyklus ist oder nicht. Wenn die Einstellung des Stromkurvenverlaufs zu dieser Zeit kleiner als die Zahl von Einspritzungen N bei dem einen Verbrennungszyklus ist, schreitet das Verfahren zu S310 fort. Bei S310 wird wie bei S110 des ersten Ausführungsbeispiels „1“ zu der Reihenfolge der Kraftstoffeinspritzung, bei der die vorausgehende Einstellung des Stromkurvenverlaufs durchgeführt wird, addiert, und das Verfahren schreitet zu S304 fort. Wenn die Einstellung des Stromkurvenverlaufs zu dieser Zeit die gleiche Zahl wie die Zahl von Einspritzungen N bei dem einen Verbrennungszyklus hat, wird die Einstellung des Stromkurvenverlaufs der Kraftstoffeinspritzungen bei dem einen Verbrennungszyklus beendet.
Bei der Kraftstoffeinspritzventilsteuervorrichtung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel wird, wenn der Einspritzbeginnzeitpunkt SOI(i) weniger als 180 Grad BTDC ist, der Stromkurvenverlauf zum EIN-Schalten des Vorladestroms eingestellt, und die Laufgeschwindigkeit der Nadel 40 in der Ventilöffnungsrichtungsrichtung wird auf mehr erhöht als die Bezugslaufgeschwindigkeit. Als ein Resultat ist es, wenn der Einspritzbeginnzeitpunkt SOI(i) weniger als 180 Grad BTDC ist, unwahrscheinlich, dass der Kraftstoff, der durch das Kraftstoffeinspritzventil 10 eingespritzt wird, mit der inneren Wand der Maschine 11 kollidiert, die die Verbrennungskammer 110 bildet. Das dritte Ausführungsbeispiel hat daher die gleichen Vorteile wie jene bei dem ersten Ausführungsbeispiel.
Bei der Kraftstoffeinspritzventilsteuervorrichtung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel kann zusätzlich die Laufgeschwindigkeit der Nadel 40 in der Ventilöffnungsrichtung durch lediglich EIN- und AUS-Schalten des Vorladestroms geändert werden. Mit der vorhergehenden Konfiguration wird die Menge von erzeugten Feststoffpartikeln mit einer relativ einfachen Steuerung reduziert, und ein Zeitpunkt, zu dem die Kraftstoffeinspritzungen durchgeführt werden können, kann erhöht bzw. verzögert werden.
(Viertes Ausführungsbeispiel)
Eine Kraftstoffeinspritzventilsteuervorrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung ist im Folgenden unter Bezugnahme auf 11 beschrieben. Das vierte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel in einer zeitlichen Änderung der Laufgeschwindigkeit der Nadel in der Ventilöffnungsrichtung. Die im Wesentlichen gleich Teile wie jene bei dem ersten Ausführungsbeispiel sind durch identische Bezugsziffern oder Bezugssymbole bezeichnet und eine Beschreibung derselben ist weggelassen.
Bei der Kraftstoffeinspritzventilsteuervorrichtung gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel wird der Stromkurvenverlauf für jede Kraftstoffeinspritzung entlang des Flussdiagramms zum Einstellen des Stromkurvenverlaufs bei dem ersten Ausführungsbeispiel eingestellt (Bezug nehmend auf 3). In dieser Situation wird bei der Kraftstoffeinspritzventilsteuervorrichtung gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel bei S105 und S106 eine zeitliche Änderung eines Anhebestroms der Nadel 40 geändert. Im Folgenden sind die Steuerinhalte unter Bezugnahme auf 11(a) und 11(b) beschrieben. 11(a) stellt eine zeitliche Änderung eines Stroms I dar, mit dem die Spule 47 durch den Kraftstoffeinspritzsteuerabschnitt 25 zu versorgen ist. In 11(a) ist eine zeitliche Änderung des Stroms, wenn ein Einspritzbeginnzeitpunkt SOI(i) 180 Grad BTDC ist, durch eine durchgezogenen Linie Is4 angegeben. 11(b) stellt eine zeitliche Änderung der Hubmenge L der Nadel 40 dar. In 11(b) ist eine zeitliche Änderung der Hubmenge L der Nadel 40, wenn der Einspritzbeginnzeitpunkt SOI(i) 180 Grad BTDC ist, durch eine durchgezogene Linie Ls4 angegeben.
Bei S105 stellt der Kraftstoffeinspritzungseinstellabschnitt 242 den Stromkurvenverlauf so ein, dass eine zeitliche Änderung ΔIpu(i) eines Anhebestroms bei der Nadel 40 gleich einem oder weniger als ein vorbestimmter Bezugswert ΔIstd wird.
In dieser Situation wird bei dem vierten Ausführungsbeispiel ein Stromkurvenverlauf eingestellt, derart, dass eine zeitliche Änderung ΔIpu(i) des Anhebestroms weniger als ein vorbestimmter Bezugswert ΔIstd wird, unmittelbar nachdem der Anhebestrom damit beginnt, zu fließen, wie es durch eine strichpunktierte Linie Io4 von 11(a) angegeben ist. Der Stromkurvenverlauf wird ferner derart eingestellt, dass, wenn ein Stromwert des Anhebestroms näher zu einem Höchststrom Ips kommt, eine zeitliche Änderung ΔIpu(i) des Anhebestroms mehr als dieselbe wird, unmittelbar nachdem der Anhebestrom damit beginnt, zu fließen. Mit der vorhergehenden Konfiguration ist, wie es durch eine strichpunktierte Linie Lo4 in 11(b) angegeben ist, die Laufgeschwindigkeit der Nadel 40 in der Ventilöffnungsrichtung niedriger als die Bezugslaufgeschwindigkeit unmittelbar nach dem Laufen, wird jedoch höher als die Bezugslaufgeschwindigkeit, wenn die Hubmenge näher zu der maximalen Hubmenge Lm kommt.
Der Kraftstoffeinspritzungseinstellabschnitt 242 stellt bei S106 den Stromkurvenverlauf so ein, dass die zeitliche Änderung des Anhebestroms bei der Nadel 40 mehr als der vorbestimmte Bezugswert ΔIstd wird. In dieser Situation wird bei dem vierten Ausführungsbeispiel der Stromkurvenverlauf eingestellt, derart, dass die zeitliche Änderung ΔIpu(i) des Anhebestroms mehr als der vorbestimmte Bezugswert ΔIstd wird, unmittelbar nachdem der Anhebestrom damit begonnen hat, zu fließen, wie es durch eine punktierte Line Ih4 von 11(a) angegeben ist. Der Stromkurvenverlauf wird ferner derart eingestellt, dass, wenn der Stromwert des Anhebestroms näher zu dem Höchststrom Ips kommt, die zeitliche Änderung ΔIpu(i) bei dem Anhebestrom weniger als dieselbe wird, unmittelbar nachdem der Anhebestrom damit begonnen hat, zu fließen. Mit der vorhergehenden Konfiguration ist, wie es durch die punktierte Linie Lh4 in 11(b) angegeben ist, die Laufgeschwindigkeit der Nadel 40 in der Ventilöffnungsrichtung unmittelbar nach dem Laufen relativ hoch, wird jedoch relativ niedrig, wenn die Hubmenge näher zu der maximalen Hubmenge Lm kommt.
Bei der Kraftstoffeinspritzventilsteuervorrichtung gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel ändert sich eine zeitliche Änderung des Anhebestroms der Nadel 40. Mit der vorhergehenden Konfiguration kann die Laufgeschwindigkeit der Nadel 40 in der Ventilöffnungsrichtung bei einer Kraftstoffeinspritzung frei geändert werden. Das vierte Ausführungsbeispiel kann daher die Vorteile des ersten Ausführungsbeispiels erzielen und die Sprühstoßankunftsdistanz Dinj des Kraftstoffs gemäß dem Zustand der Maschine 11 anpassen.
(Fünftes Ausführungsbeispiel)
Eine Kraftstoffeinspritzventilsteuervorrichtung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung ist anschließend unter Bezugnahme auf 12 und 13 beschrieben. Das fünfte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel dahingehend, dass sich eine Laufgeschwindigkeit einer Nadel in einer Ventilöffnungsrichtung für jede Kraftstoffeinspritzung unterscheidet. Die im Wesentlichen gleichen Teile wie jene bei dem ersten Ausführungsbeispiel sind durch identische Bezugsziffern oder Bezugssymbole bezeichnet und die Beschreibung derselben ist weggelassen.
Bei der Kraftstoffeinspritzventilsteuervorrichtung gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel wird ein Stromkurvenverlauf für jede Kraftstoffeinspritzung entlang eines Flussdiagramms, das in 12 dargestellt ist, eingestellt.
Bei S401 wird zuerst wie bei S101 des ersten Ausführungsbeispiels ein Betriebszustand der Maschine 11 gelesen. Bei S402 werden als Nächstes die Kraftstoffeinspritzbedingungen des Kraftstoffeinspritzventils 10 wie bei S102 des ersten Ausführungsbeispiels berechnet. Bei S403 wird dann wie bei S103 des ersten Ausführungsbeispiels bestätigt, dass ein nun eingestellter Stromkurvenverlauf ein Stromkurvenverlauf einer ersten Kraftstoffeinspritzung bei einem Verbrennungszyklus ist.
Bei S404 wird als Nächstes eine zeitliche Änderung ΔIpu(i) des Anhebestroms bei der Nadel 40 eingestellt. Bei dem fünften Ausführungsbeispiel wird die zeitliche Änderung ΔIpu(i) des Anhebestroms durch eine folgende Formel (1) eingestellt. $Δ Iup (i) = Δ Istd- [a \times {SOI (i) - 180}]$
Eine Konstante „a“ in der Formel (1) ist nebenbei bemerkt ein beliebig einstellbarer Koeffizient.
Nachdem die zeitliche Änderung ΔIpu(i) des Anhebestroms berechnet wurde, schreitet das Verfahren zu S405 fort.
Bei S405 wird anschließend wie bei S107 des ersten Ausführungsbeispiels eine Einspritzbefehlsbreite Tinj(1) eingestellt. Bei S406 werden dann wie bei S108 des ersten Ausführungsbeispiels Informationen über den Stromkurvenverlauf, die bei S404 und S405 eingestellt werden, in dem ROM, dem RAM oder dergleichen als Informationen 1(1) über die erste Kraftstoffeinspritzung gespeichert. Bei S407 wird als Nächstes wie bei S109 des ersten Ausführungsbeispiels bestimmt, ob der Stromkurvenverlauf, der dieses Mal eingestellt ist, ein Stromkurvenverlauf einer N-ten Kraftstoffeinspritzung bei dem einen Verbrennungszyklus ist oder nicht. Wenn bei der Einstellung des Stromkurvenverlaufs dieses Mal die Zahl von Malen kleiner als die Zahl von Einspritzungen N bei dem einen Verbrennungszyklus ist, schreitet das Verfahren zu S408 fort. Bei S408 wird wie bei S110 des ersten Ausführungsbeispiels „1“ zu der Reihenfolge der Kraftstoffeinspritzung, bei der die vorausgehende Einstellung des Stromkurvenverlaufs durchgeführt wurde, addiert, und das Verfahren schreitet zu S404 fort. Wenn die Einstellung des Stromkurvenverlaufs bei diesem Mal die gleiche Zahl wie die Zahl von Einspritzungen N bei dem einen Verbrennungszyklus hat, wird die Einstellung des Stromkurvenverlaufs der Kraftstoffeinspritzungen bei dem einen Verbrennungszyklus beendet.
13 stellt eine Beziehung zwischen einem Kurbelwinkel CA der Maschine 11 und einer Hubmenge L der Nadel 40 bei dem Kraftstoffeinspritzventil 10 gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung dar. In 13 ist eine Position der Kolbenoberfläche 119 durch eine Zweipunktstrichlinie Lp5 angegeben. Bei diesem Beispiel sind Kurbelwinkeländerungen bei der Hubmenge der Nadel 40, wenn drei Kraftstoffeinspritzungen in einem Verbrennungszyklus durchgeführt werden, durch durchgezogene Linien Ls51, Ls52 und Ls53 angegeben. Die Zahl von Kraftstoffeinspritzungen bei dem fünften Ausführungsbeispiel ist jedoch nicht auf dieses Beispiel begrenzt. Eine erste Kraftstoffeinspritzung, die durch die durchgezogene Linie Ls51 angegeben ist, entspricht einer „ersten Kraftstoffeinspritzung“. Eine dritte Kraftstoffeinspritzung, die durch die durchgezogene Linien Ls53 angegeben ist, entspricht einer „letzten Kraftstoffeinspritzung“.
Wie in 13 dargestellt ist, ist, da die erste Kraftstoffeinspritzung (durchgezogene Linie Ls51 in 13) hinsichtlich des Kurbelwinkels relativ groß ist, ein Wert, der aus einer rechten Seite der Formel (1) berechnet wird, ein relativ kleiner Wert. Als ein Resultat wird die zeitliche Änderung ΔIpu(i) des Anhebestroms relativ klein, und bei der ersten Kraftstoffeinspritzung ist die Laufgeschwindigkeit der Nadel 40 in der Ventilöffnungsrichtung relativ niedrig. Bei der dritten Kraftstoffeinspritzung (durchgezogene Linie Ls53 in 13) ist andererseits, da der Kurbelwinkel relativ klein ist, ein Wert, der aus der rechten Seite der Formel (1) berechnet wird, größer als derselbe bei der ersten Kraftstoffeinspritzung. Die zeitliche Änderung ΔIpu(i) des Anhebestroms ist als ein Resultat größer als dieselbe bei der ersten Kraftstoffeinspritzung, und bei der dritten Kraftstoffeinspritzung ist die Laufgeschwindigkeit der Nadel 40 in der Ventilöffnungsrichtung höher als dieselbe bei der ersten Kraftstoffeinspritzung. Bei der zweiten Kraftstoffeinspritzung (durchgezogene Linie (Ls52 in 13) wird zusätzlich, da der Kurbelwinkel ein Wert zwischen der ersten Kraftstoffeinspritzung und der dritten Kraftstoffeinspritzung ist, ein Wert, der aus der rechten Seite der Formel (1) berechnet wird, ein Wert zwischen der ersten Kraftstoffeinspritzung und der dritten Kraftstoffeinspritzung. Als ein Resultat wird die zeitliche Änderung ΔIup(i) des Anhebestroms ein Betrag zwischen der ersten Kraftstoffeinspritzung und der dritten Kraftstoffeinspritzung, und die Laufgeschwindigkeit der Nadel 40 in der Ventilöffnungsrichtung bei der zweiten Kraftstoffeinspritzung ist höher als dieselbe bei der ersten Kraftstoffeinspritzung und ist niedriger als dieselbe bei der dritten Kraftstoffeinspritzung.
Bei der Kraftstoffeinspritzventilsteuervorrichtung gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel ändert sich die zeitliche Änderung ΔIpu(i) bei dem Anhebestrom gemäß einer Größe des Einspritzbeginnzeitpunkts SOI(i). Die zeitliche Änderung ΔIpu(i) des Anhebestroms wird genauer gesagt stärker reduziert, sowie der Einspritzbeginnzeitpunkt SOI(i) stärker nach früh verstellt wird, und die Laufgeschwindigkeit der Nadel 40 in der Ventilöffnungsrichtung verringert sich. Mit der vorhergehenden Konfiguration ist es bei dem fünften Ausführungsbeispiel unwahrscheinlicher, dass der Kraftstoff, der durch das Kraftstoffeinspritzventil 10 eingespritzt wird, mit der inneren Wand der Maschine 11 kollidiert, die die Verbrennungskammer 110 bildet. Das fünfte Ausführungsbeispiel kann daher die gleichen Vorteile wie jene bei dem ersten Ausführungsbeispiel erzielen. Das fünfte Ausführungsbeispiel kann weiter die Kraftstoffeffizienz verbessern, während die Menge von erzeugten Feststoffpartikeln mit einer weiteren Reduzierung der Kollision des Kraftstoffs mit der inneren Wand der Maschine 11, die die Verbrennungskammer 110 bildet, weiter reduziert wird.
(Sechstes Ausführungsbeispiel)
Eine Kraftstoffeinspritzventilsteuervorrichtung gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung ist anschließend unter Bezugnahme auf 14 und 15 beschrieben. Das sechste Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel in der Konfiguration des zu steuernden Kraftstoffeinspritzventils. Die im Wesentlichen gleichen Teile wie jene bei dem ersten Ausführungsbeispiel sind durch identische Bezugsziffern oder Bezugssymbole bezeichnet und die Beschreibung derselben ist weggelassen.
Ein durch eine Kraftstoffeinspritzventilsteuervorrichtung gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel zu steuerndes Kraftstoffeinspritzventil 50 ist in 14 dargestellt. Das Kraftstoffeinspritzventil 50 ist ein Kraftstoffeinspritzventil eines Außenöffnungssystems, bei dem ein Verschlussabschnitt zu einem Äußeren eines Gehäuses springt, um das Ventil zu öffnen. Das Kraftstoffeinspritzventil 50 weist ein Gehäuse 60, eine piezoelektrische Antriebsvorrichtung 70 als einen „Antriebsabschnitt“, eine Nadel 80 und so weiter auf. 14 stellt unterdessen eine Ventilöffnungsrichtung, die eine Richtung ist, entlang der ein Verschlussabschnitt 82 von einem Ventilauflager 606 getrennt wird, und eine Ventilschließrichtung, entlang der der Verschlussabschnitt 82 gegen das Ventilauflager 606 stößt, dar.
Das Gehäuse 60 ist zylindrisch gebildet. Das Gehäuse 60 weist eine Zuflusspforte 601, einen ersten Kraftstoffkanal 602, eine Gegendruckkammer 603, einen zweiten Kraftstoffkanal 604 und Einspritzlöcher 605 auf. Ein Kraftstoff, der innerhalb des Gehäuses 60 fließt, fließt in die Zufluss-Pforte 601, den ersten Kraftstoffkanal 602, die Gegendruckkammer 603, den zweiten Kraftstoffkanal 604 und die Einspritzlöcher 604 in der angeführten Reihenfolge und wird in die Verbrennungskammer 110 eingespritzt und dieselbe wird damit versorgt.
Die Zufluss-Pforte 601 stellt zwischen einem Äußeren des Gehäuses 60 und dem ersten Kraftstoffkanal 602 eine Verbindung her. Die piezoelektrische Antriebsvorrichtung 70 ist in dem ersten Kraftstoffkanal 602 gehäust. Die Nadel 80 ist in der Gegendruckkammer 603, dem zweiten Kraftstoffkanal 604 und den Einspritzlöchern 605 aufgenommen, um hin und her beweglich zu sein.
Die Einspritzlöcher 605 sind gebildet, sodass sich ein innerer Durchmesser der Einspritzlöcher 605 von der Seite des zweiten Kraftstoffkanals 604 hin zu einem Äußeren des Gehäuses 60 erhöht. Eine innere Wand des Gehäuses 60, die die Einspritzlöcher 605 bildet, hat das Ventilauflager 606, gegen das der Verschlussabschnitt 82 stößt, was später beschrieben ist.
Die piezoelektrische Antriebsvorrichtung 70 ist in im Wesentlichen einer säulenförmigen Form gebildet. Die piezoelektrische Antriebsvorrichtung 70 weist einen fixierten Abschnitt 71, einen beweglichen Anschnitt 72, mehrere piezoelektrische Elemente 73 und einen Balg 74 auf.
Der fixierte Abschnitt 71 und der bewegliche Abschnitt 72 sind an beiden Enden der piezoelektrischen Antriebsvorrichtung 70 angeordnet. Der fixierte Abschnitt 71 ist auf einer von dem Einspritzloch 605 abgewandten Seite an einer inneren Wand, die den ersten Kraftstoffkanal 602 bildet, fixiert.
Die mehreren piezoelektrischen Elemente sind aufeinandergestapelt, während dieselben zwischen den fixierten Abschnitt 71 und den beweglichen Abschnitt 72 gebracht sind. Wenn die mehreren piezoelektrischen Elemente 73 durch das Anlegen einer Spannung geladen werden, strecken sich die mehreren piezoelektrischen Elemente 73 in einer Richtung, in der sich der fixierte Teil 71 und der bewegliche Teil 72 voneinander weg bewegen. Wenn andererseits keine Spannung angelegt wird, ziehen sich die mehreren piezoelektrischen Elemente 73 in einer Richtung, in der der fixierte Abschnitt 71 und der bewegliche Abschnitt 72 einander näherkommen, zusammen.
Der Balg 74 ist angeordnet, um einen äußeren Umfang der mehreren piezoelektrischen Elemente 73 abzudecken. Der Balg 74 ist in einer Balgform gebildet und ist gemäß einer Ausdehnung und einer Zusammenziehung der piezoelektrischen Elemente 73 ausdehnbar und zusammenziehbar. Ein Ende des Balgs 74 ist an den fixierten Abschnitt 71 flüssigkeitsdicht gefügt, und das andere Ende ist an den beweglichen Abschnitt 72 flüssigkeitsdicht gefügt. Als ein Resultat verhindert der Balg 74, dass die piezoelektrischen Elemente 73 dem Kraftstoff, der den zweiten Kraftstoffkanal 604 füllt, ausgesetzt werden.
Die Nadel 80 hat einen Schaftabschnitt 81, einen Verschlussabschnitt 82, einen Gleitkontaktabschnitt 83, einen Flanschabschnitt 84 und dergleichen.
Der Schaftabschnitt 81 ist ein stangenartiges Glied, das in dem ersten Kraftstoffkanal 602, der Gegendruckkammer 603 und dem zweiten Kraftstoffkanal 604 gehäust ist. Eine Seite des Schaftabschnitts 81, die von den Einspritzlöchern 605 abgewandt ist, ist an den beweglichen Abschnitt 72 gefügt. Als ein Resultat kann sich der Schaftabschnitt 81 zusammen mit dem beweglichen Abschnitt 72 hin und her bewegen. Der Verschlussabschnitt 82 ist an einem Endabschnitt des Schaftabschnitts 81 auf der Seite der Einspritzlöcher 605 vorgesehen.
Der Verschlussabschnitt 82 ist gebildet, sodass sich ein äußerer Durchmesser des Verschlussabschnitts 82 von einem Endabschnitt auf der Seite des Schaftabschnitts 81 hin zu einem Endabschnitt auf einer Seite abgewandt von dem Schaftabschnitt 81 erhöht. Eine äußere Wand 821 auf einer radial äußeren Seite des Verschlussabschnitts 82 ist gebildet, um gegen das Ventilauflager 606 zu stoßen.
Der Gleitkontaktabschnitt 83 ist ein röhrenförmiger Abschnitt, der auf einer radial äußeren Seite des Schaftabschnitts 81, der sich in dem zweiten Kraftstoffkanal 604 befindet, vorgesehen ist. Eine äußere Wand 831 des Gleitkontaktabschnitts 83 ist gebildet, um auf einer inneren Wand 607 des Gehäuses 60, die den zweiten Kraftstoffkanal 604 bildet, gleitfähig zu sein. Mit der vorhergehenden Konfiguration wird die hin und her gehende Bewegung der Nadel 80 geführt.
Der Flanschabschnitt 84 ist ein ringförmiger Abschnitt, der auf einer radial äußeren Seite des Schaftabschnitts 81, der sich in der Gegendruckkammer 603 befindet, vorgesehen ist. Eine Feder 86 ist auf der Seite der Einspritzlöcher 605 des Flanschabschnitts 84 vorgesehen. Ein Ende der Feder 86 wird durch den Flanschabschnitt 84 getragen, und das andere Ende der Feder 86 wird durch die innere Wand der Gegendruckkammer 603 getragen. Die Feder 86 drängt die Nadel 80 in die Ventilschließrichtung.
Eine Feder 87 ist an der piezoelektrischen Antriebsvorrichtung 70 auf der Seite der Einspritzlöcher 605 vorgesehen. Ein Ende der Feder 87 wird durch den beweglichen Abschnitt 72 getragen, und das andere Ende der Feder 87 wird durch eine Trennwand 608, die den ersten Kraftstoffkanal 602 und die Gegendruckkammer 603 separiert, getragen. Die Feder 87 drängt die piezoelektrische Antriebsvorrichtung 70 in die Ventilschließrichtung.
Bei dem Kraftstoffeinspritzventil 50 streckt sich, wenn eine Spannung an die piezoelektrische Antriebsvorrichtung 70 angelegt ist, die piezoelektrische Antriebsvorrichtung 70 in eine Richtung einer Mittelachse C60 des Gehäuses 60. In dieser Situation bewegt sich die Nadel 80 gemäß der Streckung der piezoelektrischen Antriebsvorrichtung 70 in der Ventilöffnungsrichtung. Wenn sich die Nadel 8 in der Ventilöffnungsrichtung gegen einen Unterschied zwischen einer drängenden Kraft der Feder 86 und einer drängenden Kraft der Feder 87 bewegt, werden der Verschlussabschnitt 82 und das Ventilauflager 606 voneinander getrennt, und die Einspritzlöcher 605 werden geöffnet. Als ein Resultat wird der Kraftstoff, der den zweiten Kraftstoffkanal 604 füllt, von den Einspritzlöchern 605 in die Verbrennungskammer 110 eingespritzt.
Wenn keine Spannung an die piezoelektrische Antriebsvorrichtung 70 angelegt ist, zieht sich die piezoelektrische Antriebsvorrichtung 70 in der Richtung der Mittelachse C60 zusammen. In dieser Situation stößt, wenn sich die Nadel 80 aufgrund des Unterschieds zwischen der drängenden Kraft der Feder 86 und der drängenden Kraft der Feder 87 in der Ventilschließrichtung bewegt, der Verschlussabschnitt 82 gegen das Ventilauflager 606, und die Einspritzlöcher 605 werden geschlossen. Als ein Resultat wird die Einspritzung des Kraftstoffs von den Einspritzlöchern 605 gestoppt.
Bei der Kraftstoffeinspritzventilsteuervorrichtung gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel wird der Stromkurvenverlauf für jede Kraftstoffeinspritzung entlang des Flussdiagramms des Verfahrens zum Einstellen des Stromkurvenverlaufs bei dem ersten Ausführungsbeispiel eingestellt (Bezug nehmend auf 3). In dieser Situation ändert sich bei der Kraftstoffeinspritzventilsteuervorrichtung gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel, wenn die zeitliche Änderung ΔIpu(i) des Anhebestroms der Nadel 80 bei S105 und S106 geändert wird, ein Betrag des Höchststroms Ips bei der Nadel 80. Die Steuerinhalte sind im Folgenden unter Bezugnahme auf 15 beschrieben.
15(a) stellt eine zeitliche Änderung des Stroms I, mit dem das piezoelektrische Element 73 durch den Kraftstoffeinspritzsteuerabschnitt 25 zu versorgen ist, dar. 15(b) stellt zusätzlich eine zeitliche Änderung der Hubmenge der Nadel 80, die sich in der Ventilöffnungsrichtung bewegt, dar.
Bei der Kraftstoffeinspritzventilsteuervorrichtung gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel, wie in 15(a) dargestellt ist, ist der Kraftstoffeinspritzsteuerabschnitt 25 angeordnet, sodass ein maximaler Wert des Anhebestroms bei der Nadel 80 änderbar ist. Bei diesem Beispiel ist der „Anhebestrom“ der Nadel 80 ein Strom, mit dem das piezoelektrische Element 73 zu versorgen ist, um zu erlauben, dass die Nadel in die Ventilöffnungsrichtung aus einem Zustand läuft, in dem das Kraftstoffeinspritzventil 50 geschlossen ist. In 15(a) stellt der Anhebestrom der Nadel 80 einen Strom dar, der seit einer Zeit „0“ bis zu einer Zeit t60, bei der der maximale Strom aufrechterhalten wird, fließt.
Bei dem sechsten Ausführungsbeispiel stellt eine durchgezogene Linie Is6, die in 15(a) dargestellt ist, beispielsweise die zeitliche Änderung des Stroms dar, wenn der Einspritzbeginnzeitpunkt SOI(i) 180 Grad BTDC ist. Bei der durchgezogenen Linie Is6 ist der Stromkurvenverlauf eingestellt, sodass der Strom zu der Zeit t60 ein maximaler Höchststrom Ips wird. Die zeitliche Änderung ΔIpu(i) des Anhebestroms in dieser Situation ist ein vorbestimmter Bezugswert ΔIstd. Bei dem sechsten Ausführungsbeispiel ist, wenn die zeitliche Änderung ΔIpu(i) des Anhebestroms der vorbestimmte Bezugswert ΔIstd ist, die zeitliche Änderung der Hubmenge L der Nadel 80 bei dem Kraftstoffeinspritzventil 50 durch eine durchgezogene Linie Ls6, die in 15(b) dargestellt ist, angegeben. Seit der Zeit „0“ bis zu einer Zeit t61, bei der die Hubmenge eine Hubmenge Lm wird, die eine maximale Hubmenge ist, entspricht die Laufgeschwindigkeit der Nadel 80 einer „Bezugslaufgeschwindigkeit“.
Wenn andererseits der Stromkurvenverlauf eingestellt ist, sodass der Höchststrom zu der Zeit t60 ein Höchststrom Iph wird, der mehr als der Höchststrom Ips ist (punktierte Linie Ih6 in 15(a)), wird die zeitliche Änderung ΔIpu(i) des Anhebestroms bei der Nadel 80 mehr als der vorbestimmte Bezugswert ΔIstd, wie es in 15(a) dargestellt ist. Wie durch eine punktierte Linie Lh6 in 15(b) angegeben ist, wird eine Zeit, bis die Nadel 80 die Hubmenge Lm annimmt, eine Zeit t62, die kürzer als die Zeit t61 ist, die durch die durchgezogene Linie Ls6 angegeben ist. Die Laufgeschwindigkeit der Nadel 80 ist mit anderen Worten höher als die Bezugslaufgeschwindigkeit.
Wenn zusätzlich der Stromkurvenverlauf eingestellt wird, sodass der Höchststrom zu der Zeit t60 ein Höchststrom Ipo wird, der weniger als der Höchststrom Ips ist (strichpunktierte Linie Io6 in 15(a)), wird die zeitliche Änderung ΔIpu(i) des Anhebestroms bei der Nadel 80 weniger als der vorbestimmte Bezugswert ΔIstd, wie es in 15(a) dargestellt ist. Wie durch eine strichpunktierte Linie Lo6 in 15(b) angegeben ist, wird eine Zeit, bis die Nadel 80 die Hubmenge Lm annimmt, eine Zeit t63, die länger als die Zeit t61 ist, die durch die durchgezogene Linie Ls1 angegeben ist. Die Laufgeschwindigkeit der Nadel 80 ist mit anderen Worten niedriger als die Bezugslaufgeschwindigkeit.
Bei der Kraftstoffeinspritzventilsteuervorrichtung gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel wird abhängig davon, ob der Einspritzbeginnzeitpunkt SOI(i) gleich oder mehr als 180 Grad BTDC ist oder nicht, der Betrag des Höchststroms des Stroms, mit dem das piezoelektrische Element 73 zu versorgen ist. geändert, wodurch man fähig ist, die Laufgeschwindigkeit der Nadel 80 in der Ventilöffnungsrichtung zu ändern und die Sprühstoßankunftsdistanz Dinj des Kraftstoffs zu ändern. Mit der vorhergehenden Konfiguration hat ähnlich das sechste Ausführungsbeispiel zum Steuern des Kraftstoffeinspritzventils 50, das das piezoelektrische Element 73 als den „Antriebsabschnitt“ aufweist, die gleichen Vorteile wie jene bei dem ersten Ausführungsbeispiel.
(Siebtes Ausführungsbeispiel)
Eine Kraftstoffeinspritzventilsteuervorrichtung gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung ist als Nächstes unter Bezugnahme auf 16 und 17 beschrieben. Das siebte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem dritten Ausführungsbeispiel dahingehend, dass ein Einspritzdruck des Kraftstoffs gemäß einem Kraftstoffeinspritzbeginnzeitpunkt gesteuert wird. Die im Wesentlichen gleichen Teile wie jene bei dem dritten Ausführungsbeispiel sind durch identische Bezugsziffern oder Bezugssymbole bezeichnet und die Beschreibung derselben ist weggelassen.
Bei der Kraftstoffeinspritzventilsteuervorrichtung gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel wird der Betrieb einer Kraftstoffpumpe 16 auf der Basis einer Betriebsbedingung der Kraftstoffpumpe 16, die durch den Kraftstoffeinspritzungseinstellabschnitt 242 eingestellt wird, gesteuert, um einen Einspritzdruck des Kraftstoffs, der durch das Kraftstoffeinspritzventil 10 eingespritzt wird, anzupassen.
Bei der Kraftstoffeinspritzventilsteuervorrichtung gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel wird ein Stromkurvenverlauf für jede Kraftstoffeinspritzung entlang eines Flussdiagramms, das in 16 dargestellt ist, eingestellt.
Bei S701 wird zuerst wie bei S301 des dritten Ausführungsbeispiels ein Betriebszustand der Maschine 11 gelesen. Bei S702 werden als Nächstes die Kraftstoffeinspritzbedingungen des Kraftstoffeinspritzventils 10 wie bei S302 des dritten Ausführungsbeispiels berechnet. In dieser Situation wird ein Bezugseinspritzdruck Pfbase als ein Einspritzdruck des Kraftstoffs berechnet.
Bei S703 wird als Nächstes bestimmt, ob eine Kraftstoffeinspritzung in einem Verdichtungstakt bei den Kraftstoffeinspritzungen des Verbrennungszyklus der Maschine 11 zu dieser Zeit bzw. bei diesem Mal anwesend ist oder nicht. Es wird genauer gesagt unter Bezugnahme auf die Kraftstoffeinspritzbedingungen, die bei S702 berechnet werden, bestimmt, ob die Kraftstoffeinspritzung in dem Verdichtungstakt anwesend ist oder nicht. Wenn die Kraftstoffeinspritzung in dem Verdichtungstakt bei den Kraftstoffeinspritzungen in dem Verbrennungszyklus dieses Mal anwesend ist, schreitet das Verfahren zu S704 fort. Wenn keine Kraftstoffeinspritzung in dem Verdichtungstakt in einer Reihe von Kraftstoffeinspritzungen in dem Verbrennungszyklus dieses Mal anwesend ist, schreitet das Verfahren zu S705 fort.
Bei S704 anschließend an S703 wird der Kraftstoffeinspritzdruck Pf in dem Verbrennungszyklus bei diesem Mal als ein Kraftstoffeinspritzdruck Pfup eingestellt, der höher als der Bezugseinspritzdruck Pfbase ist.
Bei S705 anschließend an S703 wird der Kraftstoffeinspritzdruck Pf in dem Verbrennungszyklus bei diesem Mal als ein Bezugskraftstoffeinspritzdruck Pfbase eingestellt.
Eine Änderung des Kraftstoffeinspritzdrucks Pf bei dem siebten Ausführungsbeispiel ist nun unter Bezugnahme auf 17(a) und 17(b) beschrieben. 17(a) stellt eine zeitliche Änderung der Hubmenge L der Nadel 40 in einer Ventilöffnungsrichtung durch die Versorgung mit dem Strom dar. 17(b) stellt eine zeitliche Änderung der Sprühstoßankunftsdistanz Dinj des Kraftstoffs dar.
Bei der Kraftstoffeinspritzventilsteuervorrichtung gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel sind der Pumpensteuerabschnitt 252 und die Kraftstoffpumpe 16 vorgesehen, um den Kraftstoffeinspritzdruck Pf des Kraftstoffeinspritzventils 10 zu ändern.
Eine durchgezogene Linie Ls7, die in Fig, 17(a) dargestellt ist, stellt eine zeitliche Änderung der Hubmenge L der Nadel 40 dar, wenn es keine Kraftstoffeinspritzung in dem Verdichtungstakt gibt. Wie durch die durchgezogene Linie Ls7 angegeben ist, wird die Nadel 40 angetrieben, sodass die Hubmenge der Nadel 40 eine maximale Hubmenge Lms zu einer Zeit t70 wird.
Eine durchgezogene Linie Lh7, die in 17(a) dargestellt ist, gibt andererseits eine zeitliche Änderung der Hubmenge L der Nadel 40 an, wenn es die Kraftstoffeinspritzung in dem Verdichtungstakt gibt. Wie durch die durchgezogene Linie Lh7 angegeben ist, wird die Nadel 40 angetrieben, sodass die Hubmenge der Nadel 40 eine Hubmenge Lmh, die mehr als die Hubmenge Lms zu einer Zeit t71 ist, wird.
Eine durchgezogene Linie Ds7, die in 17(b) dargestellt ist, gibt eine zeitliche Änderung der Sprühstoßankunftsdistanz Dinj des Kraftstoffeinspritzventils 10 an, wenn es keine Kraftstoffeinspritzung in dem Verdichtungstakt gibt. Verglichen mit dem vorhergehenden Fall wird, wie durch eine punktierte Linie Dh7 von 17(b) angegeben ist, wenn der Kraftstoffeinspritzdruck Pf als ein Kraftstoffeinspritzdruck Pfup eingestellt ist, der höher als der Bezugseinspritzdruck Ptbase ist, die Sprühstoßankunftsdistanz Dinj länger als die durchgezogene Linie Ds7, unmittelbar nachdem die Einspritzung begonnen hat (von der Zeit „0“ zu einer Zeit t72 in 17). Nach der Zeit t72 wird jedoch die Sprühstoßankunftsdistanz Dinj kürzer als die durchgezogene Linie Ds7.
Auf diese Art und Weise wird bei S704 und S705 der Kraftstoffeinspritzdruck Pf auf der Basis des Bestimmungsresultats bei S703 geändert.
Bei S706 anschließend an S704 und S705 wird wie bei S303 des dritten Ausführungsbeispiels bestätigt, dass ein nun eingestellter Stromkurvenverlauf ein Stromkurvenverlauf einer ersten Kraftstoffeinspritzung in einem Verbrennungszyklus ist.
Bei S707 wird dann wie bei S304 des dritten Ausführungsbeispiels bestimmt, ob der Einspritzbeginnzeitpunkt SOI(i), der bei S702 berechnet wird, gleich einem oder mehr als ein Kurbelwinkel 180 Grad BTDC ist oder nicht. Wenn der Einspritzbeginnzeitpunkt SOI(i), der bei S702 berechnet wird, gleich oder mehr als 180 Grad BTDC ist, schreitet das Verfahren zu S708 fort. Wenn der Einspritzbeginnzeitpunkt SOI(i), der bei S702 berechnet wird, weniger als 180 Grad BTDC ist, schreitet das Verfahren zu S709 fort.
Bei S708 wird dann wie bei S305 des dritten Ausführungsbeispiels der Stromkurvenverlauf eingestellt, um den Vorladestrom auszuschalten. Bei S709 wird dann wie bei S306 des dritten Ausführungsbeispiels der Stromkurvenverlauf eingestellt, um den Vorladestrom EIN-zuschalten.
Bei S710 anschließend an S708 und S709 wird wie bei S307 des dritten Ausführungsbeispiels eine Einspritzbefehlsbreite Tinj(i) eingestellt.
Bei S711 werden dann Informationen über den Kraftstoffeinspritzdruck Pf, der bei S704 und S705 eingestellt wird, sowie Informationen I(i) über den Stromkurvenverlauf, der bei S708, S709 und S710 eingestellt wird, in dem ROM, dem RAM oder dergleichen als Informationen über die erste Kraftstoffeinspritzung gespeichert. Bei S712 wird als Nächstes wie bei S309 des dritten Ausführungsbeispiels bestimmt, ob der Stromkurvenverlauf, der dieses Mal eingestellt wird, ein Stromkurvenverlauf einer N-ten Kraftstoffeinspritzung in dem einen Verbrennungszyklus ist oder nicht. Wenn die Einstellung des Stromkurvenverlaufs zu dieser Zeit bzw. dieses Mal kleiner als die Zahl von Einspritzungen N in dem einen Verbrennungszyklus ist, schreitet das Verfahren zu S713 fort. Bei S713 wird wie bei S310 des dritten Ausführungsbeispiels „1“ zu der Reihenfolge der Kraftstoffeinspritzung addiert, bei der die vorausgehende Einstellung des Stromkurvenverlaufs durchgeführt wird, und das Verfahren schreitet zu S607 fort. Wenn die Einstellung des Stromkurvenverlaufs dieses Mal die gleiche Zahl wie die Zahl von Einspritzungen N in dem einen Verbrennungszyklus hat, wird das Einstellen des Stromkurvenverlaufs der Kraftstoffeinspritzungen in dem einen Verbrennungszyklus beendet.
Bei der Kraftstoffeinspritzventilsteuervorrichtung gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel wird, wenn eine Reihe von Kraftstoffeinspritzungen in dem Verbrennungszyklus die Kraftstoffeinspritzung in dem Verdichtungstakt in sich aufweist, der Kraftstoffeinspritzdruck Pf als der Kraftstoffeinspritzdruck Pfup eingestellt, der höher als der Bezugseinspritzdruck Pfbase ist. Wenn sich der Kraftstoffeinspritzdruck Pf erhöht, da sich die Laufgeschwindigkeit der Nadel 40 in der Ventilöffnungsrichtung weiter erhöht, kann ein Zeitraum, während dessen der Kraftstoff eingespritzt wird, verkürzt werden. Als ein Resultat kann die Sprühstoßankunftsdistanz weiter verkürzt werden. Das siebte Ausführungsbeispiel kann daher die gleichen Vorteile wie jene bei dem dritten Ausführungsbeispiel erzielen und weiter die Kraftstoffeffizienz verbessern, während weiter die Menge von Feststoffpartikeln, die erzeugt wird, reduziert wird.
(Andere Ausführungsbeispiele)
Bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel ist der „vorbestimmte Kurbelwinkel“ auf 180 Grad BTDC eingestellt, was dem unteren Totpunkt zwischen dem Einlasstakt und dem Verdichtungstakt der Maschine entspricht. Der „vorbestimmte Kurbelwinkel“ ist jedoch nicht auf die vorhergehende Konfiguration begrenzt.
Bei den ersten bis dritten Ausführungsbeispielen erhöht sich der Anhebestrom linear. Wie bei dem vierten Ausführungsbeispiel kann jedoch die zeitliche Änderung des Anhebestroms geändert werden.
Bei dem dritten Ausführungsbeispiel ist angenommen, dass der Höchststrom des Anhebestroms und die Zeit, um den Höchststrom zu erreichen, identisch zu jenen in dem Fall von 180 Grad BTDC sind. Wie bei den ersten und zweiten Ausführungsbeispielen können jedoch der Höchststrom oder die Zeit, um den Höchststrom zu erreichen, gemäß dem Betrag des Kurbelwinkels der Maschine geändert werden.
Bei dem siebten Ausführungsbeispiel wird die zeitliche Änderung des Anhebestroms bei der Nadel gemäß der Anwesenheit oder Abwesenheit einer Vorladung geändert. Die zeitliche Änderung des Anhebestroms kann jedoch durch das Verfahren des ersten Ausführungsbeispiels zum Ändern des Betrags des Höchststroms des Anhebestroms oder das Verfahren des zweiten Ausführungsbeispiels zum Ändern der Zeit, um den Höchststrom zu erreichen, geändert sein.
Die vorliegende Offenbarung ist unter Bezugnahme auf Ausführungsbeispiele beschrieben, es sei jedoch bemerkt, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf die Ausführungsbeispiele und die Strukturen der Ausführungsbeispiele begrenzt ist. Die vorliegende Offenbarung umfasst Modifikationen innerhalb der Bereiche, die äquivalent zu verschiedenen Modifikationsausführungsbeispielen sind. Der Schutzbereich und der technische Bereich der vorliegenden Offenbarung umfassen zusätzlich bestimmte verschiedene Kombinationen und Gestaltungen und andere Kombinationen und Gestaltungen, die durch die bestimmten verschiedenen Kombinationen und Gestaltungen, die ein einzelnes Element, etwas mehr als das oder etwas weniger als das aufweisen, erhalten werden.

Claims

Kraftstoffeinspritzventilsteuervorrichtung (1) für ein Kraftstoffeinspritzventil (10; 50), die ein Öffnen und Schließen eines Einspritzlochs (35; 605) des Kraftstoffeinspritzventils (10; 50) steuert, das ein Gehäuse (30; 60), das das Einspritzloch (35; 605), von dem ein Kraftstoff eingespritzt werden kann, hat, eine Nadel (40; 80), die gegen ein Ventilauflager (342; 606), das um das Einspritzloch (35; 605) herum gebildet ist, stößt oder sich von demselben trennt, und einen Antriebsabschnitt (45, 46, 47; 70) aufweist, der die Nadel (40; 80) antreibt, um die Nadel (40; 80) und das Ventilauflager (342; 606) voneinander zu trennen, wenn der Antriebsabschnitt (45, 46, 47; 70) mit einem Strom versorgt wird, mit: einem Betriebszustandserfassungsabschnitt (21, 22, 23), der einen Betriebszustand einer Verbrennungsmaschine (11) erfasst (S101; S301; S401; S701), die eine Verbrennungskammer (110) hat, in die das Kraftstoffeinspritzventil (10; 50) den Kraftstoff einspritzt; einem Einspritzbedingungsberechnungsabschnitt (241), der auf der Basis des Betriebszustands der Verbrennungsmaschine (11), der durch den Betriebszustandserfassungsabschnitt (21, 22, 23) erfasst wird, eine Kraftstoffeinspritzbedingung des Kraftstoffeinspritzventils (10; 50) berechnet (S102; S302; S402; S702); einem Stromkurvenverlaufseinstellabschnitt (242), der auf der Basis der Kraftstoffeinspritzbedingung, die durch den Einspritzbedingungsberechnungsabschnitt (241) berechnet (S102; S302; S402; S702) wird, einen Stromkurvenverlauf eines Stroms, mit dem der Antriebsabschnitt (45, 46, 47; 70) zu versorgen ist, einstellt (S103-S110; S303-S310; S403-S408; S703-S713), um eine Laufgeschwindigkeit der Nadel (40; 80) in einer Ventilöffnungsrichtung einzustellen, um gleich einer oder niedriger als eine Bezugslaufgeschwindigkeit zu sein, wenn ein Kurbelwinkel der Verbrennungsmaschine (11) gleich einem oder mehr als ein vorbestimmter Kurbelwinkel ist, und um die Laufgeschwindigkeit der Nadel (40; 80) in der Ventilöffnungsrichtung einzustellen, um höher als die Bezugslaufgeschwindigkeit zu sein, wenn der Kurbelwinkel der Verbrennungsmaschine (11) weniger als der vorbestimmte Kurbelwinkel ist; und einem Stromversorgungsabschnitt (241), der auf der Basis des Stromkurvenverlaufs, der durch den Stromkurvenverlaufseinstellabschnitt (242) eingestellt wird, den Antriebsabschnitt (45, 46, 47; 70) mit dem Strom versorgt.
Kraftstoffeinspritzventilsteuervorrichtung (1) nach Anspruch 1, bei der der vorbestimmte Kurbelwinkel ein Kurbelwinkel bei einem unteren Totpunkt zwischen einem Einlasstakt und einem Verdichtungstakt der Verbrennungsmaschine (11) ist.
Kraftstoffeinspritzventilsteuervorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, bei der der Stromkurvenverlaufseinstellabschnitt (242) einen Stromkurvenverlauf einstellt, um eine Laufgeschwindigkeit der Nadel (40; 80) in der Ventilöffnungsrichtung mehr zu verringern, sowie ein Kraftstoffeinspritzbeginnzeitpunkt des Kraftstoffeinspritzventils (10; 50) mehr nach früh verstellt wird.
Kraftstoffeinspritzventilsteuervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der, wenn das Kraftstoffeinspritzventil (10; 50) eine Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzungen in einem Verbrennungszyklus der Verbrennungsmaschine (11) durchführt, der Stromkurvenverlaufseinstellabschnitt (242) den Stromkurvenverlauf einstellt, um die Laufgeschwindigkeit der Nadel (40; 80) in der Ventilöffnungsrichtung bei einer ersten Kraftstoffeinspritzung des einen Verbrennungszyklus mehr zu verringern, als die Laufgeschwindigkeit der Nadel (40; 80) in der Ventilöffnungsrichtung bei den Kraftstoffeinspritzungen nach der ersten Kraftstoffeinspritzung, und den Stromkurvenverlauf einstellt, um die Laufgeschwindigkeit der Nadel (40; 80) in der Ventilöffnungsrichtung bei einer letzten Kraftstoffeinspritzeinspritzung des einen Verbrennungszyklus mehr zu erhöhen, als die Laufgeschwindigkeit der Nadel (40; 80) in der Ventilöffnungsrichtung bei den Kraftstoffeinspritzungen vor der letzten Kraftstoffeinspritzung.
Kraftstoffeinspritzventilsteuervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der der Stromkurvenverlaufseinstellabschnitt (242) einen Stromkurvenverlauf einstellt, um mit einem Strom zu versorgen, der einen Zustand aufrechterhalten kann, bei dem die Nadel (40; 80) gegen das Ventilauflager (342; 606) stößt, bevor der Antriebsabschnitt (45, 46, 47; 70) mit dem Strom versorgt wird, um die Nadel (40; 80) und das Ventilauflager (342; 606) voneinander zu trennen.
Kraftstoffeinspritzventilsteuervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der der Stromkurvenverlaufseinstellabschnitt (242) einen Stromkurvenverlauf einstellen kann, der mindestens entweder einen Höchststromwert, der ein Stromwert ist, wenn eine Hubmenge (L) der Nadel (40; 80) maximiert ist, oder eine Zeit, bis ein Stromwert des Stroms, mit dem der Antriebsabschnitt (45, 46, 47; 70) zu versorgen ist, den Höchststromwert erreicht, ändert.
Kraftstoffeinspritzventilsteuervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der der Stromkurvenverlaufseinstellabschnitt (242) einen Stromkurvenverlauf einstellen kann, der eine zeitliche Änderung des Stromwerts ändert, bis ein Stromwert des Stroms, mit dem der Antriebsabschnitt (45, 46, 47; 70) zu versorgen ist, einen Höchststromwert erreicht, der ein Stromwert ist, wenn eine Hubmenge (L) der Nadel (40; 80) maximiert ist.
Kraftstoffeinspritzventilsteuervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, mit ferner: einem Einspritzdruckänderungsabschnitt (16, 252), der einen Einspritzdruck des Kraftstoffs, der durch das Kraftstoffeinspritzventil (10; 50) eingespritzt wird, ändern (S704, S705) kann, wobei wenn der Einspritzbedingungsberechnungsabschnitt (241) die Kraftstoffeinspritzbedingung, unter der das Kraftstoffeinspritzventil (10; 50) den Kraftstoff in einem Verdichtungstakt der Verbrennungsmaschine (11) einspritzt, berechnet (S702), der Einspritzdruckänderungsabschnitt (16, 252) den Einspritzdruck des Kraftstoffs, der durch das Kraftstoffeinspritzventil (10; 50) eingespritzt wird, einstellt (S704), um höher als der Einspritzdruck des Kraftstoffs, der durch das Kraftstoffeinspritzventil (10; 50) eingespritzt wird, in einem Zyklus zu sein, in dem der Kraftstoff in lediglich einem anderen Takt abgesehen von dem Verdichtungstakt eingespritzt wird.