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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf ein Voreinspritzsteuergerät für eine Brennkraftmaschine
gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1, und insbesondere auf ein Voreinspritzsteuergerät für eine Brennkraftmaschine,
die die Voreinspritzung in Abhängigkeit
von den gegenwärtigen
Zuständen ändert oder
unterbricht.
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Verschiedene
Kraftstoffeinspritzsteuergeräte zum
Reduzieren von Lärm
während
einer Kraftstoffverbrennung der Brennkraftmaschinen wie insbesondere
von Diesel-Kraftmaschinen wurden entwickelt. Zum Beispiel wird bei
einer Technik, die als eine Voreinspritzung bekannt ist, eine kleine
Kraftstoffmenge in die Brennkammer vor der Hauptkraftstoffeinspritzung
eingespritzt. Bei dieser Technik wird der eingespritzte Kraftstoff
in der Brennkammer ohne Zündverzögerung sauber
verbrannt. Eine Zündverzögerung bewirkt
eine explosive Verbrennung des eingespritzten Kraftstoffes, was
zu vermehrtem Lärm
führt.
Jedoch verhindert die Voreinspritzung den Lärm, der durch die Zündverzögerung hervorgerufen
wird. Darüber
hinaus wird die Menge an Stickoxiden (NOx) in dem Abgas durch die
Voreinspritzung reduziert.
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Zum
Beispiel ist eine Voreinspritzung in der JP-A-62-58034 und in der
JP-A-1-155053 offenbart. Die erstgenannte lehrt eine Vermehrung
der Kraftstoffmenge, die während
der Voreinspritzung einzuspritzen ist, falls die Kraftmaschine kalt
ist, um eine Zündverzögerung zu
vermeiden. Die letztgenannte lehrt das Verlängern eines Zeitintervalles
(Vorintervall) zwischen der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung,
um die Wirkung der Voreinspritzung zu verstärken, falls die Kraftmaschine
kalt ist, um die Zündverzögerung zu
vermeiden. Wenn insbesondere die Temperatur der Kraftmaschine abgesenkt
ist, dann wird die Zeit der Voreinspritzung weiter von der Zeit
der Haupteinspritzung vorgerückt.
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Wenn
der Einlassdruck erhöht
ist, dann ist im Allgemeinen die Dichte der Einlassluft erhöht. Daher erreicht
die Temperatur der Luft in der Verdichtungskammer eine relativ hohe
Temperatur, wenn die Luft in der Verdichtungskammer durch einen
Kolben verdichtet wird. Eingespritzter Kraftstoff wird noch einfacher
gezündet,
wenn die Temperatur der Brennkammer erhöht ist, wenn der Kolben den
oberen Todpunkt erreicht. Höhere
Temperaturen führen
zu einer kürzeren
Zündverzögerung.
Daher kann ein hoher Einlassdruck die Wahrscheinlichkeit einer Zündverzögerung reduzieren,
ohne dass die Voreinspritzung erforderlich ist.
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Jedoch
wird bei den Geräten,
die sowohl in der JP-A-62-58034 als auch in der JP-A-1-155053 offenbart
sind, die Voreinspritzung durchgeführt, ohne dass der Einlassdruck
berücksichtigt
wird. Anders gesagt wird die Voreinspritzung weiterhin durchgeführt, auch
wenn der Einlassdruck ausreichend hoch ist, um die Zündverzögerung zu
verhindern. Somit gibt es keinen positiven Beitrag hinsichtlich
negativen Verschiebeeffekten der Voreinspritzung. Insbesondere wird
die Zeitgebung der Haupteinspritzung auf der Grundlage des gegenwärtigen Zustandes
der Kraftmaschine bestimmt, um die Kraftmaschinenleistung und den
Kraftstoffverbrauch zu optimieren. Falls die Voreinspritzung vor
der Haupteinspritzung stattfindet, dann hat die Voreinspritzung
daher negative Wirkungen hinsichtlich der Kraftmaschinenleistung
und des Kraftstoffverbrauchs.
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Bei
dem Gerät
gemäß JP-A-62-58034
werden die negativen Wirkungen der Voreinspritzung verstärkt, falls
die während
der Voreinspritzung einzuspritzende Kraftstoffmenge vermehrt wird,
während
der Einlassdruck hoch ist. Falls darüber hinaus die während der
Voreinspritzung einzuspritzende Kraftstoffmenge vermehrt wird, dann
wird die Luftmenge in der Verdichtungskammer vermehrt, die zur Verbrennung
des voreingespritzten Kraftstoffes erforderlich ist. Infolge dessen
gibt es einen Mangel an Luft, die zur Verbrennung des Hauptkraftstoffes
verfügbar
ist, der während
der Haupteinspritzung eingespritzt wird. Dies bewirkt eine unvollständige Verbrennung
des Hauptkraftstoffes, und die Rauchmenge in dem Abgas wird vermehrt.
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In ähnlicher
Weise werden bei dem Gerät
gemäß JP-A-1-155053
die negativen Wirkungen der Voreinspritzung verstärkt, falls
das Vorintervall verlängert
wird, während
der Einlassdruck hoch ist. Da die Voreinspritzung bei einer früheren Stufe
des Verdichtungshubes durchgeführt
wird, wird nämlich
die Kraftmaschinenleistung verringert, und der Kraftstoffverbrauch
wird erhöht.
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Ein
gattungsgemäßes Kraftstoffeinspritzsteuergerät für eine Kraftmaschine
ist aus der EP-A-O 570 986 bekannt. Das Gerät hat eine Einspritzvorrichtung
zum Einspritzen von Kraftstoff in eine Brennkammer der Kraftmaschine
und eine Steuereinrichtung zum Steuern der Einspritzvorrichtung, um
eine Voreinspritzung von Kraftstoff vor einer Haupteinspritzung
von Kraftstoff zu bewirken. Die Voreinspritzmenge ist so vorgeschrieben,
dass sie unter anderem gemäß einem
Einlassdruck korrigiert wird.
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Ein
weiteres Kraftstoffeinspritzsteuergerät für eine Kraftmaschine ist aus
der JP-A-09 228 880 bekannt. In dieser Druckschrift wird eine Steuerung der
Voreinspritzmenge gemäß einer
Einlassluftmenge beschrieben.
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KURZFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kraftstoffeinspritzsteuergerät für eine Kraftmaschine
gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1 derart weiter zu entwickeln, dass eine Stickoxidmenge
in dem Abgas reduziert wird.
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Gemäß der Erfindung
wird diese Aufgabe durch ein Kraftstoffeinspritzsteuergerät für eine Kraftmaschine
mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
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Vorteilhafte
Weiterentwicklungen sind in den abhängigen Ansprüchen dargelegt.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird das Voreinspritzsteuergerät so verbessert, dass die Voreinspritzung
noch vorteilhafter durchgeführt
wird.
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Das
Gerät hat
eine Einspritzvorrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff in eine
Brennkammer der Kraftmaschine und eine Steuervorrichtung zum Steuern
der Einspritzvorrichtung zum Durchführen einer Voreinspritzung
von Kraftstoff vor der Haupteinspritzung von Kraftstoff. Die Steuervorrichtung
steuert die Einspritzvorrichtung derart, dass die Wirkung der Voreinspritzung
verstärkt
wird, wenn sich der Lufteinlassdruck verringert.
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Andere
Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden
Beschreibung zusammen mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich,
die anhand von Beispielen die Prinzipien der Erfindung beschreiben.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die
Merkmale der vorliegenden Erfindung, die als neu angesehen werden,
sind insbesondere in den beigefügten
Ansprüchen
dargelegt. Die Erfindung wird zusammen mit ihren Aufgaben und Vorteilen
unter Bezugnahme auf die folgende Beschreibung der gegenwärtig bevorzugten
Ausführungsbeispiele
zusammen mit den beigefügten
Zeichnungen ersichtlich, wobei:
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1 zeigt
eine schematische Ansicht eines Voreinspritzsteuergeräts für eine Dieselkraftmaschine
gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel,
das per se nicht beansprucht wird;
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2(a) zeigt eine Querschnittsansicht in Längsrichtung
einer Einspritzvorrichtung, während ein
Solenoid demagnetisiert ist.
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2(b) zeigt eine Querschnittsansicht in Längsrichtung
der Einspritzvorrichtung während
einer nicht wirksamen Kraftstoffeinspritzperiode;
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2(c) zeigt eine Querschnittsansicht in Längsrichtung
der Einspritzvorrichtung, während Kraftstoff
eingespritzt wird;
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3 zeigt
eine Blockdarstellung eines elektrischen Aufbaus des Steuergeräts gemäß der 1;
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4 zeigt
ein Flussdiagramm einer Voreinspritzmengensteuerroutine, die durch
eine elektronische Steuereinheit (ECU) durchgeführt wird;
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5 zeigt
eine Abbildung eines Einlassdruckkorrekturfaktors, der sich auf
den Einlassdruck bezieht;
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6 zeigt
ein Flussdiagramm einer Vorintervallsteuerroutine, die durch die
ECU bei einem zweiten Ausführungsbeispiel
durchgeführt
wird, das per se nicht beansprucht wird;
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7 zeigt
eine Abbildung eines Einlassdruckkorrekturfaktors, der sich auf
den Einlassdruck bezieht;
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8 zeigt
ein Flussdiagramm einer Voreinspritzausführungssteuerroutine, die durch
die ECU bei einem Vergleichsbeispiel durchgeführt wird, das nicht beansprucht
wird;
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9 zeigt
eine Abbildung eines Voreinspritzausführungsbereiches, der sich auf
die Kraftmaschinendrehzahl und den Einlassdruck bezieht;
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10 zeigt
ein Flussdiagramm einer Voreinspritzausführungssteuerroutine, die durch
die ECU bei einem Vergleichsbeispiel durchgeführt wird, das nicht beansprucht
wird;
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11 zeigt
eine Abbildung einer Grund-Voreinspritzmenge, die sich auf die Kraftmaschinendrehzahl
und die Soll-Kraftstoffeinspritzmenge
bezieht; und
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12 zeigt
eine graphische Darstellung eines Voreinspritzausführungsbereiches,
der sich auf die Kraftmaschinendrehzahl und den Einlassdruck bezieht.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Ein
Voreinspritzsteuergerät
für eine
Dieselkraftmaschine gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung, das per se nicht beansprucht wird, wird
unter Bezugnahme auf die 1 bis 5 beschrieben.
Wie dies in der 1 gezeigt ist, hat die Dieselkraftmaschine 1 bei
dem dargestellten Ausführungsbeispiel 4 Zylinder
#1 bis #4. Ein Einspritzvorrichtung 2 ist bei jedem Zylinder #1
bis #4 vorgesehen. Kraftstoff wird von jeder Einspritzvorrichtung 2 in
eine Brennkammer des entsprechenden Zylinders #1 bis #4 eingespritzt.
Die Kraftstoffeinspritzung aus jeder Einspritzvorrichtung 2 wird
auf der Grundlage des EIN/AUS-Zustandes
eines Elektromagnetventils 3 durchgeführt, das bei der Einspritzvorrichtung 2 vorgesehen
ist.
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Die
Einspritzvorrichtung 2 ist mit einer Comman-Rail 4 verbunden,
die eine Drucksammelvorrichtung bildet. Während das Elektromagnetventil 3 geöffnet ist,
dann wird Kraftstoff in der Common-Rail 4 aus der Einspritzvorrichtung 3 in
den entsprechenden Zylinder #1 bis #4 eingespritzt. Die Common-Rail 4 muss
einen relativ hohen Druck aufrecht erhalten, der dem Kraftstoffeinspritzdruck
entspricht. Dies ist insbesondere während des Kurbelvorgangs der Kraftmaschine 1 wichtig.
Dadurch ist die Common-Rail 4 mit einem Auslassanschluss 6a einer
Zuführungspumpe 6 mit
einem Zuführungsrohr 5 verbunden.
Außerdem
ist ein Rückschlagventil 7 in
dem Zuführungsrohr 5 vorgesehen.
Das Rückschlagventil 7 lässt eine
Kraftstoffströmung
von der Zuführungspumpe 6 zu
der Common-Rail 4 zu, und es verhindert eine Kraftstoffrückströmung von
der Common-Rail 4 zu der Zuführungspumpe 6.
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Die
Zuführungspumpe 6 ist
mit einem Kraftstoffbehälter 8 durch
ein Rohr verbunden, dass sich von einem Sauganschluss 6b erstreckt.
Ein Filter 9 ist in dem Rohr zwischen der Zuführungspumpe 6 und
dem Kraftstoffbehälter 8 vorgesehen,
so dass die Zuführungspumpe 6 Kraftstoff
von dem Kraftstoffbehälter 8 durch
den Filter 9 aufnimmt. Die Zuführungspumpe 6 hat
einen Nocken (nicht gezeigt) der bei der Drehung der Dieselkraftmaschine 1 konsistent
angetrieben wird, und einen Tauchkolben (nicht gezeigt), der durch
den Nocken hin und her bewegt wird. Die Zuführungspumpe 6 führt der
Common-Rail 4 einen mit Druck beaufschlagten Kraftstoff
zu, der auf einen erforderlichen Druck durch den Tauchkolben mit Druck
beaufschlagt wurde.
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Ein
Drucksteuerventil 10 ist nahe dem Auslassanschluss 6a der
Zuführungspumpe 6 vorgesehen.
Das Drucksteuerventil 10 steuert den Druck des Kraftstoffes,
der aus dem Auslassanschluss 6a zu der Common-Rail 4 ausgelassen
wird. Das Drucksteuerventil 10 wird gemäß einem EIN-Signal von einer
elektronischen Steuereinheit (ECU) 51 geschlossen, deren
Einzelheiten später
beschrieben werden, damit eine Kraftstoffströmung von dem Auslassanschluss 6a zu
der Common-Rail 4 zugelassen wird. Das Drucksteuerventil 10 wird
gemäß einem
AUS-Signal von der ECU 51 geöffnet, um eine Kraftstoffströmung von
einem Rückflussanschluss 6b der
Zuführungspumpe 6 zu
dem Kraftstoffbehälter 8 über ein Rückflussrohr 11 zuzulassen.
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Ein
Entlastungsventil 12 ist in der Common-Rail 4 vorgesehen.
Falls eine vorbestimmte Bedingung erfüllt ist, dann wird das Entlastungsventil 12 geöffnet, um
eine Rückströmung des
mit Druck beaufschlagten Kraftstoffes in der Common-Rail 4 zu dem
Kraftstoffbehälter 8 über das
Rückflussrohr 11 zuzulassen,
so dass der Druck in der Common-Rail 4 verringert wird.
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Für einen
Zeitraum nach einer Aktivierung des Elektromagnetventils 3 für die Kraftstoffeinspritzung
spritzt die Einspritzvorrichtung 2 keinen Kraftstoff ein
und führt
den Kraftstoff zu dem Kraftstoffbehälter 8 über das
Rückflussrohr 11 zurück, um den Druck
des Kraftstoffes in der Common-Rail 4 zu verringern. Diese
Zeitperiode, während
der der Kraftstoff aus der Einspritzvorrichtung nicht eingespritzt
wird, obwohl das Elektromagnetventil 3 für die Kraftstoffeinspritzung
aktiviert ist, wird als die „nicht
wirksame Einspritzperiode" bezeichnet.
Die Einspritzvorrichtung 2 spritzt eine kleine Kraftstoffmenge
(Voreinspritzung) in die Brennkammer der jeweiligen Zylinder #1
bis #4 vor der Einspritzung des Hauptkraftstoffes (Haupteinspritzung)
ein.
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Die
Aufbaueinzelheiten der Einspritzvorrichtung 2 werden nun
beschrieben. Wie dies in der 2(a) gezeigt
ist, ist ein Zuführungsanschluss 62 in
einer Einfassung der Einspritzvorrichtung 2 vorgesehen.
Kraftstoff in der Common-Rail 4 wird durch ein Zuführungsrohr 63 zu
einer unteren Reservoirkammer 64 geleitet, die in einem
unteren Abschnitt der Einfassung 61 definiert ist. Düsenlöcher 65,
die mit der unteren Reservoirkammer 64 in Verbindung gelangen
können,
sind in einer Bodenfläche
der Einfassung 61 ausgebildet. Der Zuführungsanschluss 62 ist mit
einer oberen Reservoirkammer 67 durch eine Öffnung 66 verbunden.
Eine Düsennadel 68 ist
sowohl in der unteren Reservoirkammer 64 als auch in der oberen
Reservoirkammer 67 gleitbar aufgenommen.
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Die
Düsennadel 68 hat
einen entfernten Endbereich 69, einen Bereich 70 mit
großem
Durchmesser, einen Bereich 71 mit kleinem Durchmesser und einen
Kolbenbereich 72, die von dem unteren Ende zu dem oberen
Ende der Düsennadel 68 nacheinander
angeordnet sind. Der Bereich 70 mit großem Durchmesser gleitet innerhalb
der unteren Reservoirkammer 64, und der Kolbenbereich 72 gleitet
innerhalb der oberen Reservoirkammer 67. Eine Feder 73 drückt die
Düsennadel 68 zu
den Düsenlöchern 65. Daher
ist der entfernte Endbereich 69 der Düsennadel 68 normaler
Weise an einem Ventilsitz 74 nahe den Düsenlöchern 65 angeordnet.
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Die
obere Reservoirkammer 67 ist mit einer Aufnahmekammer 76 durch
einen Öffnung 75 in
Verbindung. Das Elektromagnetventil 3 befindet sich in der
Aufnahmekammer 76. Das Elektromagnetventil 3 hat
ein Ventilelement 77, einen Solenoid 78 und eine Feder 79.
Die Feder 79 ist zwischen der oberen Fläche des Ventilelementes 77 und
der Decke der Aufnahmekammer 76 angeordnet, um das Ventilelement 77 gegen
die Öffnung 75 zu
drücken.
Daher ist die Öffnung 75 durch
das Ventilelement 77 normalerweise geschlossen, um die
obere Reservoirkammer 67 von der Aufnahmekammer 67 abzukoppeln.
Wenn der Solenoid 78 magnetisiert wird, dann bewegt sich der
Solenoid 78 des Ventilelementes 77 von der Öffnung 75 weg
gegen die Druckkraft der Feder 79. Das Ventilelement 77 hat
einen oberen Flansch, und Durchgangslöcher 77a sind in dem
Flansch ausgebildet. Ein Rückflussanschluss 80 zum
Freilassen von Kraftstoff aus der Aufnahmekammer 76 ist
in der Einfassung 61 ausgebildet. Bei einer vorbestimmten
Bedingung, die nachfolgend beschrieben wird, wird Kraftstoff von
dem Rückflussanschluss 80 zu
dem Kraftstoffbehälter 8 durch
das Rückflussrohr 11 zurückfließen (1).
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Ein
Federunterbringungsraum, der die Feder 73 unterbringt und
die Aufnahmekammer 76 sind durch einen Verbindungskanal 81 in
Verbindung. Daher strömt
Kraftstoff, der aus dem Federunterbringungsraum austritt, in die
Aufnahmekammer 76 durch den Verbindungskanal 81.
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Der
Betrieb der Einspritzvorrichtung 2 wird nun beschrieben.
Wie dies in der 2(a) gezeigt ist, während der
Solenoid 78 demagnetisiert ist, schließt das Ventilelement 77,
das durch die Feder 79 gedrückt wird, die Öffnung 75,
so dass die obere Reservoirkammer 67 und die Aufnahmekammer 76 voneinander
abgekoppelt sind. Daher wird der Kraftstoff aus dem Zuführungsanschluss 62 gleichmäßig zwischen der
unteren Reservoirkammer 64 und der oberen Reservoirkammer 67 verteilt,
um ein Druckgleichgewicht zwischen der unteren Reservoirkammer 64 und der
oberen Reservoirkammer 67 zu halten. Infolge dessen wird
der entfernte Endbereich 69 der Düsennadel 68 an dem Ventilsitz 74 durch
die Druckkraft von der Feder 73 angeordnet, so dass kein
Kraftstoff aus den Düsenlöchern 65 eingespritzt
wird. Darüber hinaus
strömt
der Kraftstoff in der oberen Reservoirkammer 67 nicht in
den Rückflussanschluss 80 über die
Aufnahmekammer 76.
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Wie
dies in der 2(b) gezeigt, ist, wenn der
Solenoid 78 magnetisiert ist, dann bewegt sich das Ventilelement 67 von
der Öffnung 75 weg
gegen die Druckkraft der Feder 79, so dass die obere Reservoirkammer 67 und
die Aufnahmekammer 76 miteinander in Verbindung sind. Infolge
dessen strömt Kraftstoff
in der oberen Reservoirkammer 67 in der Rückflussanschluss 80 durch
die Öffnung 75,
die Aufnahmekammer 76 und die Durchgangslöcher 77a,
und er kehrt dann zu dem Kraftstoffbehälter 8 über das
Rückflussrohr 11 zurück. Wenn
der Kraftstoff aus der oberen Reservoirkammer 67 ausströmt, dann
wird der Kraftstoffdruck in der oberen Reservoirkammer 67 reduziert.
Solange jedoch die Druckdifferenz zwischen dem Kraftstoff in der
unteren Reservoirkammer 64 und dem Kraftstoff in der oberen Reservoirkammer 67 eine
Kraft auf die Nadel 68 aufbringt, die kleiner ist als die
Druckkraft der Feder 73, dann verbleibt der entfernte Endbereich 69 der
Düsennadel 68 an
dem Ventilsitz 74 angeordnet. Daher wird der Kraftstoff
nicht aus den Düsenlöchern 65 für eine Weile
eingespritzt, nachdem der Solenoid 78 zur Kraftstoffeinspritzung
aktiviert wurde, und der Kraftstoff strömt aus der oberen Reservoirkammer 67 durch
den Rückflussanschluss 70.
Diese Zeitperiode, während
der kein Kraftstoff eingespritzt wird, nachdem der Solenoid 78 aktiviert
wurde, ist die vorstehend beschriebene nicht wirksame Einspritzperiode.
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Wenn
der Kraftstoff in der oberen Reservoirkammer 67 weiterhin
ausströmt,
dann bringt die Druckdifferenz zwischen dem Kraftstoff in der unteren
Reservoirkammer 64 und dem Kraftstoff in der oberen Reservoirkammer 67 einen
Kraft auf die Nadel 68 auf, die größer ist als die Druckkraft
der Feder 73, und die Düsennadel 68 bewegt
sich von dem Ventilsitz 74 weg durch die Kraft von dem
Kraftstoffdruck in der unteren Reservoirkammer 64, wie
dies in der 2(c) gezeigt ist. Daher ist
die untere Reservoirkammer 64 mit den Düsenlöchern 65 in Verbindung,
so dass mit Druck beaufschlagter Kraftstoff aus den Düsenlöchern 65 eingespritzt
wird.
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Wenn
danach der Solenoid 78 demagnetisiert wird, dann ist die
Einspritzvorrichtung 2 erneut in der Position gemäß der 2(a) positioniert, so dass die Kraftstoffeinspritzung
beendet wird. Falls die Magnetisierungsperiode des Solenoids 78 kürzer ist
als die nicht wirksame Einspritzperiode, dann bewegt sich die Einspritzvorrichtung 2 infolge
dessen nicht von der Position gemäß der 2(b) zu
der Position gemäß der 2(c). Es wird nämlich kein Kraftstoff eingespritzt,
und der Kraftstoff strömt
aus der oberen Reservoirkammer 67 durch den Rückflussanschluss 80.
Um die Voreinspritzung durchzuführen,
wird die Magnetisierungsperiode des Solenoids 78 geringfügig länger als
die nicht wirksame Einspritzperiode festgelegt, so dass eine kleine
Kraftstoffmenge eingespritzt wird. Um die Haupteinspritzung durchzuführen wird
die Magnetisierungsperiode des Solenoids 78 sehr viel länger als
die nicht wirksame Einspritzperiode festgelegt, so dass die für die Haupteinspritzung
erforderliche Kraftstoffmenge eingespritzt wird.
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Wie
dies in der 1 gezeigt ist, sind ein Einlasskanal 13 und
ein Auslasskanal 14 mit der Brennkammer des entsprechenden
Zylinders #1 bis #4 verbunden. Ein Drosselventil (nicht gezeigt)
ist in dem Einlasskanal 13 vorgesehen. Die Lufteinlassströmung in
die Brennkammer wird durch Öffnen
und Schließen
des Drosselventils reguliert.
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Eine
Ladevorrichtung wie zum Beispiel ein Turbolader 91 ist
zum Erhöhen
des Drucks der Einlassluft vorgesehen. Der Turbolader 91 hat
einen Verdichter 92, der in dem Einlasskanal 13 angeordnet
ist, sowie eine Turbine 93, die in dem Auslasskanal 14 angeordnet
ist. Wie dies allgemein bekannt ist, wird die Turbine 93 des
Turboladers 91 durch das Abgas gedreht, und der Verdichter 92,
der koaxial mit der Turbine 93 angeordnet ist, wird um
Erhöhen
des Drucks der Einlassluft gedreht. Daher wird dichte Luft der Brennkammer
zugeführt,
um die Kraftstoffverbrennung zu fördern und die Leistung der
Dieselkraftmaschine 1 zu erhöhen.
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Eine
Glühkerze 16 ist
in jeder Brennkammer angeordnet. Die Glühkerze 16 wird durch
einen elektrischen Strom erwärmt,
der einem Glührelay 16a direkt
vor dem Kurbelvorgang der Kraftmaschine 1 zugeführt wird.
Eine Zündung
und Verbrennung des Kraftstoffs während des Kurbelvorgangs der
Kraftmaschine 1 wird durch Einspritzen von Kraftstoff aus
der Einspritzvorrichtung 2 zu der erwärmten Glühkerze 16 gefördert.
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Verschiedene
Sensoren sind in der Dieselkraftmaschine 1 zum Messen der
gegenwärtigen
Zustände
der Kraftmaschine 1 vorgesehen. Zum Beispiel ist ein Gaspedalsensor 21,
der den Niederdrückungsgrad
ACCP des Gaspedals 15 misst, nahe des Gaspedals 15 angeordnet.
Ein Vollschließschalter 22 ist
nahe dem Gaspedalsensor 21 angeordnet. Der Vollschließschalter 22 gibt
ein Vollschließsignal ab,
während
das Gaspedal 15 nicht niedergedrückt wird.
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Ein
Einlassdrucksensor 23 ist mit dem Einlasskanal 13 über einen
Filter 17 und ein Unterdruckschaltventil (VSV) 18 verbunden.
Der Einlassdrucksensor 23 misst den Druck (Einlassdruck)
der Luft in dem Einlasskanal 13. Ein Einlasstemperatursensor 30 zum
Messen der Einlasstemperatur THA ist in dem Einlasskanal 13 vorgesehen.
Ein Kühlmitteltemperatursensor 24 ist
in einem Zylinderblock der Kraftmaschine 1 angeordnet.
Der Kühlmitteltemperatursensor 24 misst
die Temperatur (Kühlmitteltemperatur)
THW des Kühlmittels,
das innerhalb des Zylinderblocks der Kraftmaschine 1 strömt.
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Die
Dieselkraftmaschine ist in einem Fahrzeug (nicht gezeigt) angebracht.
Eine Startvorrichtung 19 zum Kurbeln der Dieselkraftmaschine 1 ist vorgesehen.
Die Startvorrichtung 19 hat einen Starterschalter 25,
der eine Aktivierung der Startvorrichtung 19 erfasst. Darüber hinaus
ist ein Schlüsselschalter
(nicht gezeigt) in dem Fahrzeug vorgesehen.
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Der
Schlüsselschalter
kann zwischen einer AUS-Position, einer EIN-Position und einer Startposition
geschaltet werden. Zum Kurbeln der Kraftmaschine 1 wird
der Schlüsselschalter
von der AUS-Position zu der Startposition gedreht, um die Startvorrichtung 19 zu
aktivieren. Der Starterschalter 25 gibt ein Startersignal
STA zu der ECU 51 nur dann ab, wenn die Starterrichtung 19 aktiviert
ist oder wenn die Kraftmaschine 1 gekurbelt wird. Nachdem
die Kraftmaschine 1 gestartet wurde, wird der Schlüsselschalter
zu der EIN-Position gedreht, und die Kraftmaschine 1 wird
in gewöhnlicher
Art und Weise betrieben.
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Ein
Kraftstofftemperatursensor 26 zum Messen der Kraftstofftemperatur
THF ist in dem Rückflussrohr 11 angeordnet.
Ein Kraftstoffdrucksensor 27 zum Messen des Kraftstoffdrucks
in der Common-Rail 4 ist in der Common-Rail 4 vorgesehen.
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Ein
Kurbelsensor 28 ist nahe einer Kurbelwelle (nicht gezeigt)
der Dieselkraftmaschine 1 angeordnet. Eine Drehung der
Kurbelwelle wird zu einer Nockenwelle (nicht gezeigt) über einen
Steuerriemen übertragen.
Die Nockenwelle wird zum Öffnen
und zum Schließen
eines Einlassventils 31 und eines Auslassventils 32 angetrieben.
Die Nockenwelle dreht sich einmal, wenn sich die Kurbelwelle zweimal dreht.
Ein Nockensensor 29 ist nahe der Nockenwelle angeordnet.
Der Kurbelsensor 28 und der Nockensensor 29 werden
zum Messen der Drehzahlen der Kurbelwelle (Kraftmaschinendrehzahl
NE) und eines Drehwinkels (Kurbelwinkel CA) der Kurbelwelle verwendet.
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Die
elektronische Steuereinheit (ECU) 51 ist zum Durchführen von
verschiedenen Steuervorgängen
der Dieselkraftmaschine 1 vorgesehen. Der elektrische Aufbau
der ECU 51 wird unter Bezugnahme auf die 3 beschrieben.
Die ECU 51 hat eine Zentralprozessoreinheit (CPU) 52,
einen Lesespeicher (ROM) 53 zum Speichern eines vorbestimmten
Programms und einer Abbildung, einen Direktzugriffsspeicher (RAM) 54 zum
vorübergehenden
Speichern von berechneten Ergebnissen von der CPU 52, einen Sicherungs-RAM 55 zum
Speichern von erforderlichen Daten, wenn die Kraftmaschine 1 gestoppt
wird, und einen Zähler 56.
Die ECU 51 hat des weiteren eine Eingabeschnittstelle 57 und
einen Abgabeschnittstelle 58, die mit der CPU 52,
dem ROM 53, dem RAM 54, dem Sicherungs-RAM 55 und
dem Zähler 56 über einen
Bus 59 verbunden sind.
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Der
Gaspedalsensor 21, der Einlassdrucksensor 23,
der Kühlmittelsensor 24,
der Kraftstofftemperatursensor 26, der Kraftstoffdrucksensor 27 und
der Einlasstemperatursensor 30 sind mit der Eingabeschnittstelle 57 durch
einen Puffer, einen Multiplexor und einen A/D-Wandler (nicht gezeigt)
verbunden. Der Kurbelsensor 28 und der Nockensensor 29 sind
mit der Eingabeschnittstelle 57 durch einen Wellenformschaltung
(nicht gezeigt) verbunden. Der Vollschließschalter 22 und der
Starterschalter 25 sind mit der Eingabeschnittstelle 57 direkt
verbunden. Die CPU 52 liest Signale von den Sensoren 21 bis 30 über die
Schnittstelle 57.
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Das
Elektromagnetventil 3, das Drucksteuerventil 10,
das Entlastungsventil 12 und das VSV 18 sind jeweils
mit der Abgabeschnittstelle 58 durch eine Antriebsschaltung
(nicht gezeigt) verbunden. Die CPU 52 steuert das Elektromagnetventil 3,
das Drucksteuerventil 10, das Entlastungsventil 12 und das
VSV 18 angemessen auf der Grundlage der Signale, die durch
die Eingabeschnittstelle 58 gelesen werden.
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Die
Kraftstoffeinspritzsteuerung und insbesondere die Voreinspritzsteuerung
wird zusammen mit verschiedenen Steuervorgängen der ECU 51 beschrieben.
Die 4 zeigt ein Flussdiagramm einer Voreinspritzmengensteuerroutine,
die durch die ECU 51 durchgeführt wird. Diese Routine wird
in vorbestimmten Kurbelwinkelintervallen (CA-Intervallen) unterbrochen.
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Bei
einem Schritt 101 liest die ECU 51 die Kraftmaschinendrehzahl
NE, die Soll-Kraftstoffeinspritzmenge Q und den Einlassdruck PM.
Die Soll-Kraftstoffeinspritzmenge Q wird durch eine unterschiedliche
Routine auf der Grundlage der gegenwärtigen Zustände der Kraftmaschine 1 berechnet. Die
Soll- Kraftstoffeinspritzmenge
Q steht in Wechselwirkung mit der Last der Kraftmaschine 1.
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Dann
berechnet die ECU 51 bei einem Schritt 102 eine
Grund-Piloteinspritzmenge
PQB auf der Grundlage der gegenwärtig
gelesenen Kraftmaschinendrehzahl NE und der Soll-Kraftstoffeinspritzmenge Q. Zum Berechnen
der Grund-Voreinspritzmenge
PQB wird auf einen Abbildung (nicht gezeigt) Bezug genommen. Diese
Abbildung zeigt die Grund-Voreinspritzmenge
PQB bezüglich
der Kraftmaschinendrehzahl NE und der Soll-Kraftstoffeinspritzmenge
Q. In dieser Abbildung verringert sich zum Beispiel die Grund-Voreinspritzmenge
PQB, wenn sich sowohl die Kraftmaschinendrehzahl NE als auch die
Soll-Kraftstoffeinspritzmenge Q (Kraftmaschinenlast) erhöhen.
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Bei
einem Schritt 103 berechnet die ECU 51 einen Einlassdruckkorrekturfaktor
Kq auf der Grundlage des gegenwärtig
gelesenen Einlassdrucks PM. Zum Berechnen des Einlassdruckkorrekturfaktors
Kq wird eine Abbildung wie jene in der 5 verwendet. Bei
dieser Abbildung verringert sich der Einlassdruckkorrekturfaktor
Kq, wenn sich der Einlassdruck PM erhöht.
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Bei
einem Schritt 104 multipliziert die ECU 51 die
gegenwärtig
berechnete Grund-Voreinspritzmenge PQB durch den gegenwärtig berechneten Einlassdruckkorrekturfaktor
kq, um die endgültige Voreinspritzmenge
PQF zu erhalten.
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Bei
einem Schritt 105 führt
die ECU 51 die Voreinspritzung bei einer vorbestimmten
Zeitgebung auf der Grundlage der gegenwärtig berechneten endgültigen Voreinspritzmenge
PQF durch, indem sie das Elektromagnetventil 3 steuert.
Dann stoppt die ECU 51 die Routine. Nachdem die Voreinspritzung durchgeführt wurde,
steuert die ECU 51 das Elektromagnetventil 3 zum
Durchführen
der Haupteinspritzung.
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Wie
dies vorstehend bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel
beschrieben ist, dass per se nicht beansprucht wird, wird die Voreinspritzung
vor der Haupteinspritzung durchgeführt, so dass der eingespritzte
Kraftstoff ohne die Zündverzögerung sanft verbrannt
wird. Daher werden eine explosive Verbrennung des eingespritzten
Kraftstoffs aufgrund der Zündverzögerung und
deren Lärm
verhindert. Darüber
hinaus wird die Stickoxidmenge (NOx) in dem Abgas reduziert.
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Zum
Berechnen der endgültigen
Voreinspritzmenge (PQF) wird der Einlassdruck PM berücksichtigt.
Insbesondere wird der Einlassdruckkorrekturfaktor Kq erhöht, wenn
sich der Einlassdruck PM verringert. Daher wird die endgültige Voreinspritzmenge
PQF vermehrt, die auf der Grundlage des Einlassdruckkorrekturfaktors
Kq und der Grund-Voreinspritzmenge PQB berechnet wird. Falls der
Einlassdruck PM entsprechend einer relativ langen Zündverzögerung relativ
niedrig ist, dann wird die Voreinspritzmenge infolge dessen vermehrt,
um die Zündverzögerung zu
verhindern.
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Wenn
andererseits der Einlassdruck PM erhöht ist, dann verringert sich
der Einlassdruckkorrekturfaktor Kq. Daher verringert sich die endgültige Voreinspritzmenge
PQF, die auf der Grundlage des Einlassdruckkorrekturfaktors Kq und
der Grund-Voreinspritzmenge
PQB berechnet wird. Falls der Einlassdruck PM ausreichend hoch ist,
um die Zündverzögerung zu
verhindern, und falls die Voreinspritzung nicht erforderlicht ist,
dann verringert sich infolge dessen die Voreinspritzmenge. Dies
lindert die Nachteile der Voreinspritzung, welche der erhöhte Kraftstoffverbrauch
und der Abgasrauch sind.
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Falls
das Gaspedal 15 plötzlich
niedergedrückt
wird, dann gibt es eine Ansprechverzögerung des Turboladers 91.
Daher wird ein Anstieg des tatsächlichen
Einlassdrucks PM von dem Zeitpunkt der Niederdrückung des Gaspedals 15 verzögert. Jedoch
wird bei dem gegenwärtigen
Ausführungsbeispiel,
das per se nicht beansprucht wird, die Voreinspritzmenge gemäß dem tatsächlichen
Einlassdruck PM geändert.
Obwohl das Ansprechverhalten des Turboladers verzögert ist,
wird daher eine Kraftstoffmenge entsprechend dem Einlassdruck PM
während der
Voreinspritzung eingespritzt. Falls die Voreinspritzmenge auf der
Grundlage der gegenwärtigen Zustände der
Kraftmaschine außer
dem Einlassdruck PM geändert
wird, dann kann die während
der Voreinspritzung eingespritzte Kraftstoffmenge zu viel oder zu
gering sein. Jedoch wird dieses Problem bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel
vermieden, dass per se nicht beansprucht wird.
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Zum
Beispiel ist bei einem niedrigen Atmosphärendruck zum Beispiel bei großen Höhenlagen der
Einlassdruck PM verglichen mit der normalen Höhenlage reduziert (das heißt Orte
unter normalem Atmosphärendruck).
Jedoch wird bei dem gegenwärtigen
Ausführungsbeispiel,
das per se nicht beansprucht wird, die Voreinspritzmenge vermehrt,
um den reduzierten Einlassdruck PM auszugleichen. Daher wird die
korrekte Kraftstoffmenge während
der Vorkraftstoffeinspritzung eingespritzt, obwohl sich der Atmosphärendruck ändern kann.
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Bei
einem zweiten Ausführungsbeispiel
gemäß den 6 und 7,
das per se nicht beansprucht wird, wird anstelle der Änderung
der während der
Voreinspritzung einzuspritzende Kraftstoffmenge auf der Grundlage
des Einlassdrucks PM das Zeitintervall zwischen der Ausführungszeit
der Voreinspritzung und der Ausführungszeit
der Haupteinspritzung auf der Grundlage des Einlassdrucks PM geändert. Dieses
Zeitintervall wird als das Vorintervall bezeichnet. Die Zeitgebung
der Haupteinspritzung wird auf der Grundlage der gegenwärtigen Zustände der Kraftmaschine 1 optimiert.
Das Vorintervall wird dadurch eingestellt, dass die Ausführungszeit
der Voreinspritzung bezüglich
der Ausführungszeit
der Haupteinspritzung geändert
wird. Wenn sich das Vorintervall verlängert (das heißt wenn
die Ausführungszeit
der Voreinspritzung weiter vor der Ausführungszeit der Haupteinspritzung
liegt), dann wird die Wirkung der Voreinspritzung verstärkt. Wenn
andererseits das Vorintervall verringert wird (das heißt wenn die
Ausführungszeit
der Voreinspritzung näher
an der Ausführungszeit
der Haupteinspritzung liegt) dann wird die Wirkung der Voreinspritzung
verringert.
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Die
Ausführungszeit
der Voreinspritzung und die Ausführungszeit
der Haupteinspritzung werden durch einen Kurbelwinkel CA angegeben.
Daher wird das Vorintervall nicht in Zeiteinheiten angegeben, sondern
durch die Differenz zwischen dem Kurbelwinkel CA bei der Voreinspritzung
und dem Kurbelwinkel CA bei der Hautpeinspritzung.
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Die 6 zeigt
ein Flussdiagramm einer Vorintervallsteuerroutine, die durch die
ECU 51 durchgeführt
wird. Diese Routine wird bei vorbestimmten Kurbelwinkelintervallen
(CA-Intervallen) unterbrechend durchgeführt.
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Bei
einem Schritt 201 liest die ECU 51 die Kraftmaschinendrehzahl
NE, die Soll-Kraftstoffeinspritzmenge Q und den Einlassdruck PM ähnlich wie bei
dem Schritt 101 in dem Flussdiagramm der 4.
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Dann
berechnet die ECU 51 bei einem Schritt 202 das
Grund-Pilotintervall
PIB auf der Grundlage der gegenwärtig
gelesenen Kraftmaschinendrehzahl NE und der Soll-Kraftstoffeinspritzmenge
Q. Zum Berechnen des Grund-Vorintervalls PIB wird auf eine Abbildung
(nicht gezeigt) Bezug genommen. Diese Abbildung zeigt das Grund-Vorintervall PIB
bezüglich
der Kraftmaschinendrehzahl NE und der Soll-Kraftstoffeinspritzmenge
Q. In dieser Abbildung erhöhen
sich zum Beispiel sowohl die Kraftmaschinendrehzahl NE und die Soll-KRratstoffeinspritzmenge
Q (Kraftmaschinenlast), wenn sich das Grund-Vorintervall PIB verringert.
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Bei
einem Schritt 203 berechnet die ECU 51 einen Einlassdruckkorrekturfaktor
Ki auf der Grundlage des gegenwärtig
gelesenen Einlassdrucks PM. Zum Berechnen des Einlassdruckkorrekturfaktors
Ki wird auf eine Abbildung ähnlich
wie in der 7 Bezug genommen. Bei dieser
Abbildung verringert sich der Einlassdruckkorrekturfaktor Ki, wenn
sich der Einlassdruck PM erhöht.
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Bei
einem Schritt 204 multipliziert die ECU 51 das
gegenwärtig
berechnete Grund-Vorintervall PIB durch den gegenwärtig berechneten
Einlassdruckkorrekturfaktor Ki, um das endgültige Vorintervall PIF zu erhalten.
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Bei
einem Schritt 205 führt
die ECU 51 die Voreinspritzung durch, indem sie das Elektromagnetventil 3 auf
der Grundlage des gegenwärtig
berechneten endgültigen
Vorintervalls PIF steuert. Die Voreinspritzung wird nämlich bei
jener Ausführungszeit durchgeführt, die
dadurch erhalten wird, dass das endgültige Vorintervall PIF von
der Ausführungszeit der
Haupteinspritzung subtrahiert wird, die bei einer anderen Routine
erhalten wird. Die Routine stoppt nach dem Schritt 205.
Die ECU 51 steuert das Elektromagnetventil 3 zum
Durchführen
der Haupteinspritzung, nachdem das endgültige Vorintervall PIF verstrichen
ist.
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Wie
dies bei dem gegenwärtigen
Ausführungsbeispiel
vorstehend beschrieben ist, das per se nicht beansprucht wird, wird
zum Berechnen des endgültigen
Vorintervalls PIF der Einlassdruck PM berücksichtigt. Wenn insbesondere
der Einlassdruck PM verringert wird, dann erhöht sich der Einlassdruckkorrekturfaktor
Ki. Daher wird das endgültige Vorintervall
PIF vergrößert, das
auf der Grundlage des Einlassdruckkorrekturfaktors Ki und des Grund-Vorintervalls PIB
berechnet wird. Falls der Einlassdruck PM entsprechend niedrig ist,
was einer relativ langen Zündverzögerung entspricht,
dann wird infolge dessen die Voreinspritzung weiter vorn von der
Ausführungszeit
der Haupteinspritzung durchgeführt,
so dass die Wirkung der Voreinspritzung verstärkt wird. Dies verhindert die
Zündverzögerung.
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Wenn
andererseits der Einlassdruck PM erhöht wird, dann verringert sich
der Einlassdruckkorrekturfaktor Ki. Daher verringert sich das endgültige Vorintervall
PIF, das auf der Grundlage des Einlassdruckkorrekturfaktors Ki und
des Grund-Vorintervalls PIB
berechnet wird. Falls der Einlassdruck PM ausreichend hoch ist,
um die Zündverzögerung zu
verhindern, und falls die Voreinspritzung nicht erforderlich ist,
dann wird infolge dessen die Voreinspritzung näher an der Ausführungszeit
der Haupteinspritzung durchgeführt,
so dass die Wirkung der Voreinspritzung reduziert wird. Daher werden
die Nachteile der Voreinspritzung reduziert.
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Bei
diesem Ausführungsbeispiel,
das per se nicht beansprucht wird, wird ähnlich wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel,
das per se nicht beansprucht wird, ungeachtet von Verzögerungen
des Ansprechverhaltens des Turboladers 91 und der Änderungen
des Atmosphärendrucks
die Voreinspritzung korrekt mit einem Vorintervall durchgeführt, das
dem tatsächlichen
Einlassdruck PM entspricht.
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Ein
Vergleichsbeispiel, das nicht beansprucht wird, wird nun unter Bezugnahme
auf die 8 und 9 beschrieben.
Bei dem gegenwärtigen
Ausführungsbeispiel
wird auf der Grundlage des Einlassdrucks PM bestimmt, ob die Voreinspritzung durchgeführt werden
soll oder nicht.
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Die 8 zeigt
ein Flussdiagramm einer Voreinspritzausführungssteuerroutine, die durch
die ECU 51 durchgeführt
wird. Diese Routine wird in vorbestimmten Kurbelwinkelintervallen
(CA-Intervallen) unterbrechend durchgeführt.
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Bei
einem Schritt 301 liest die ECU 51 die Kraftmaschinendrehzahl
NE und den Einlassdruck PM.
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Bei
einem Schritt 302 bestimmt die ECU 51, ob die
Voreinspritzung durchgeführt
werden soll, und zwar auf der Grundlage der gegenwärtig gelesenen Kraftmaschinendrehzahl
NE und des Einlassdrucks PM. Dies wird unter Bezugnahme auf eine
Abbildung ähnlich
wie in der 9 bestimmt. Die Abbildung zeigt
einen Voreinspritzausführungsbereich,
in dem die Voreinspritzung durchgeführt wird, bezüglich der Kraftmaschinendrehzahl
NE und des Einlassdrucks PM. Falls sich irgendein aufgetragener
Punkt, der sowohl durch die Kraftmaschinendrehzahl NE als auch durch
den Einlassdruck PM definiert ist, in dem Voreinspritzausführungsbereich
der zweidimensionalen Ebene der Abbildung gemäß der 9 befindet, dann
wird die Voreinspritzung durchgeführt. Anders gesagt wird die
Voreinspritzung dann durchgeführt, wenn
der Einlassdruck PM kleiner ist als ein vorbestimmter Wert, der
sich auf der Grundlage der Kraftmaschinendrehzahl NE ändert. Gemäß dieser
Abbildung wird die Voreinspritzung durchgeführt, falls der Einlassdruck
PM relativ niedrig ist und die Kraftmaschinendrehzahl NE ebenfalls
relativ niedrig ist.
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Falls
die Durchführung
der Voreinspritzung bestimmt wird, dann legt die ECU 51 eine
Ausführungsmarke
XPI auf „1" bei einem Schritt 303 fest. Nach
dem Schritt 303 wird die Routine gestoppt. Falls die Marke
XPI gleich „1" ist, dann wird die
Voreinspritzung daher durchgeführt.
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Falls
andererseits bestimmt wird, die Voreinspritzung nicht durchzuführen, dann
legt die ECU 51 die Ausführungsmarke XPI bei einem Schritt 304 auf „0" fest. Nach dem Schritt 304 wird
die Routine gestoppt. Falls die Marke XPI gleich „0" ist, dann wird die
Voreinspritzung daher nicht durchgeführt, und ausschließlich die
Haupteinspritzung wird durchgeführt.
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Wie
dies vorstehend beschrieben ist, wird die Ausführung der Voreinspritzung zugelassen,
falls der Einlassdruck PM bei einer gegebenen Kraftmaschinendrehzahl
NE kleiner ist als ein vorbestimmter Wert. Falls der Einlassdruck
PM niedriger ist, was einer langen Zündverzögerung entspricht, wird daher die
Voreinspritzung durchgeführt,
und die Zündverzögerung wird
verhindert.
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Falls
andererseits der Einlassdruck PM für die jeweilige Kraftmaschinendrehzahl
NE größer ist als
ein vorbestimmter Wert, dann wird die Voreinspritzung nicht durchgeführt. Falls
der Einlassdruck ausreichend hoch ist, um das Auftreten der Zündverzögerung zu
verhindern, dann wird daher die Voreinspritzung nicht durchgeführt, und
die Nachteile der Voreinspritzung werden verhindert.
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Bei
dem Vergleichsbeispiel gemäß den 8 und 9 wird ähnlich wie
bei dem ersten und bei dem zweiten Ausführungsbeispiel, die als Kombination
beansprucht werden, ob auf der Grundlage des tatsächlichen
Eingangsdrucks PM die Voreinspritzung durchzuführen ist oder nicht, und zwar
ungeachtet von Verzögerungen
beim Ansprechverhalten des Turboladers 91 und den Änderungen
des Atmosphärendrucks.
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Ein
weiteres Vergleichsbeispiel, das nicht beansprucht wird, wird nun
unter Bezugnahme auf die 10 bis 12 beschrieben.
Da das weitere Vergleichsbeispiel eine Abwandlung von dem vorherigen
Vergleichsbeispiel ist, werden hauptsächlich die Unterschiede beschrieben.
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Die 10 zeigt
ein Flussdiagramm einer Voreinspritzausführungssteuerroutine, die durch
die ECU 51 durchgeführt
wird. Diese Routine wird in vorbestimmten Kurbelwinkelintervallen
(CA-Intervallen) unterbrechend durchgeführt.
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Bei
einem Schritt 401 liest die ECU 51 die Kraftmaschinendrehzahl
NE, die Soll-Kraftstoffeinspritzmenge Q, die durch eine andere Routine
berechnet wird, und den Einlassdruck PM.
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Bei
einem Schritt 402 berechnet die ECU 51 einen geschätzten Einlassdruck
PMY auf der Grundlage der gegenwärtig
gelesenen Kraftmaschinendrehzahl NE und der Soll-Kraftstoffeinspritzmenge
Q. Anders als bei dem tatsächlich
gemessenen Einlassdruck PM wird der geschätzte Einlassdruck PMY unter
Bezugnahme auf eine Abbildung (nicht gezeigt) berechnet, die den
geschätzten
Einlassdruck PM bezüglich
der Kraftmaschinendrehzahl NE und der Soll-Kraftstoffeinspritzmenge
Q zeigt. Diese Abbildung wird unter der Annahme empirisch hergeleitet, dass
die Kraftmaschine an Orten unter normalem Atmosphärendruck
betrieben wird.
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Bei
einem Schritt 403 berechnet die ECU 51 das Verhältnis aus
dem geschätzten
Einlassdruck PMY zu dem gegenwärtig
gelesenen tatsächlichen Einlassdruck
PM als ein Einlassdruckverhältnis
STD.
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Bei
einem Schritt 404 berechnet die ECU 51 die Grund-Voreinspritzmenge
PQB auf der Grundlage der gegenwärtig
gelesenen Kraftmaschinendrehzahl NE und der Soll-Kraftstoffeinspritzmenge Q. Zum Berechnen
der Grund-Voreinspritzmenge
PQB wird auf eine Abbildung ähnlich
wie in der 11 Bezug genommen. Gemäß der Abbildung
in der 11 wird die Grund-Voreinspritzmenge
PQB zum Beispiel auf „1" festgelegt, falls
die Kraftmaschinendrehzahl NE und die Soll-Kraftstoffeinspritzmenge Q relativ niedrig
sind. Wenn sich die Kraftmaschinendrehzahl NE und die Soll-Kraftstoffeinspritzmenge
Q erhöhen, dann
nähert
sich die Grund-Einspritzmenge PQB „0" an.
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Dann
bestimmt die ECU 51 bei einem Schritt 405, ob
das Ergebnis der Multiplikation der gegenwärtig berechneten Grund-Voreinspritzmenge
PQB mit dem Einlassdruckverhältnis
STD gleich oder größer ist
als ein vorbestimmter Referenzwert oder nicht (bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel
beträgt der
Referenzwert zum Beispiel 0,9). Falls das Ergebnis der Multiplikation
gleich oder größer als
der Referenzwert ist, dann schreitet die ECU 51 zu einem Schritt 406 weiter.
Dann legt die ECU 51 die Ausführungsmarke XPI auf „1" fest, und sie beendet
die weitere Prozedur. Daher wird in dieser Situation die Voreinspritzung
durchgeführt.
Falls das Ergebnis der Multiplikation unter dem Referenzwert liegt,
dann schreitet die ECU 51 zu einem Schritt 407 weiter. Dann
legt die ECU 51 die Ausführungsmarke auf „0" fest, und sie beendet
die Routine. Daher wird bei dieser Situation die Voreinspritzung
nicht durchgeführt, und
ausschließlich
die Haupteinspritzung wird durchgeführt.
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Wie
dies vorstehend gemäß den 10 bis 12 beschrieben
ist, wird bestimmt, ob die Voreinspritzung durchzuführen ist
oder nicht, und zwar auf der Grundlage des Einlassdruckverhältnisses STD und
der Grund-Voreinspritzmenge PQB, die auf der Grundlage der Kraftmaschinendrehzahl
NE und der Soll-Kraftstoffeinspritzmenge
Q bestimmt ist.
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Unter
geringem Atmosphärendruck
ist ähnlich
wie bei großen
Höhenlagen
der Einlassdruck PM verringert. Gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel
wird bei derartigen Bedingungen das Einlassdruckverhältnis STD
erhöht,
um den verringerten Einlassdruck PM auszugleichen. Obwohl die Grund-Voreinspritzmenge
PQB unter dem Referenzwert liegt, kann es daher passieren, dass
das Ergebnis der Multiplikation der Grund-Voreinspritzmenge PQB mit dem Einlassdruckverhältnis STD
gleich oder größer als
der Referenzwert wird. Anders gesagt kann bei jener Situation, bei
der die Voreinspritzung nicht durchgeführt wird, es sei denn, das
Einlassdruckverhältnis
STD wird berücksichtigt,
die Voreinspritzung dadurch durchgeführt werden, dass das Einlassdruckverhältnis STD
berücksichtigt
wird. Eine graphische Darstellung in der 12 zeigt
einen Voreinspritzausführungsbereich,
bei dem die Voreinspritzung durchgeführt wird, und zwar bezüglich der Kraftmaschinendrehzahl
NE und der Soll-Kraftstoffeinspritzmenge Q. Der schraffierte Bereich
ist der Voreinspritzausführbereich,
der das Einlassdruckverhältnis
STD nicht berücksichtigt.
Durch Berücksichtigen
des Einlassdruckverhältnisses
STD kann der Voreinspritzausführungsbereich
zu dem größeren Bereich
vergrößert werden,
der durch eine Zweipunktstrichlinie angegeben ist. Falls das Einlassdruckverhältnis STD
kleiner als 1 ist, dann wird der Voreinspritzausführungsbereich
kleiner als der schraffierte Bereich. Daher wird gemäß den Atmosphärendruckänderungen
bestimmt, ob die Vorkraftstoffeinspritzung korrekt durchgeführt wird
oder nicht.
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Bei
dem weiteren Vergleichsbeispiel gemäß den 10 bis 12 wird
bestimmt, ob die Voreinspritzung durchzuführen ist oder nicht, und zwar
angesichts der Soll-Kraftstoffeinspritzmenge Q (die der Kraftmaschinenlast
entspricht), des Einlassdrucks PM und der Kraftmaschinendrehzahl
NE. Daher ist die Voreinspritzung verglichen mit dem anderen Vergleichsbeispiel
noch genauer.
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Die
vorliegenden Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele
beschränkt,
und die dargestellten Ausführungsbeispiele
können
folgendermaßen
abgewandelt werden, ohne dass der Umfang der Erfindung verlassen
wird, der in den Ansprüchen
definiert ist.
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Gemäß der beanspruchten
vorliegenden Erfindung werden das erste Ausführungsbeispiel gemäß der 4 und
das zweite Ausführungsbeispiel gemäß der 6 vereinigt,
um sowohl die Voreinspritzmenge als auch das Vorintervall auf der
Grundlage des Einlassdrucks PM zu ändern.
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Die
vorliegende Erfindung kann auf Lade-Kraftmaschinen angewendet werden,
die eine Ladevorrichtung außer
dem Turbolader 91 aufweist, wie zum Beispiel eine Ladevorrichtung,
die durch das Kraftmaschinenmoment gedreht wird. Außerdem kann
die vorliegende Erfindung auf Kraftmaschinen ohne Ladevorrichtung
angewendet werden.
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Auch
wenn die Kraftmaschine 1 gemäß der 1 die Common-Rail 4 aufweist,
kann die vorliegende Erfindung auf Kraftmaschinen ohne Common-Rail
angewendet werden. Anders gesagt kann die vorliegende Erfindung
auf irgendeine Kraftmaschine angewendet werden, die die Voreinspritzung durchführt. Daher
muss die Einspritzvorrichtung 2 nicht notwendiger Weise
den Aufbau gemäß den 2(a) bis 2(c) aufweisen.
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Der
Einlassdruck PM kann auf der Grundlage der gegenwärtigen Zustände der
Kraftmaschine indirekt erhalten werden. Dabei ist es wünschenswert,
plötzliche Änderungen
des Gaspedalniederdrückungsbetrags
ACCP und der Ansprechverzögerung des
Turboladers 91 zu berücksichtigen.
Zum Beispiel bei dem dritten Ausführungsbeispiel gemäß der 8 kann
die Voreinspritzung bis zum Verstreichen einer vorbestimmten Zeitperiode
(entsprechend der Verzögerung
des Ansprechverhaltens des Turboladers 91) fortgesetzt
werden, falls der Gaspedalniederdrückungsbetrag ACCP plötzlich vergrößert wird, während die
Voreinspritzung durchgeführt
wird.
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Ein
Voreinspritzsteuergerät
für eine
Dieselkraftmaschine.
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Eine
Einspritzvorrichtung (2) spritzt Kraftstoff in eine Brennkammer
der Kraftmaschine ein. Eine Elektronische Steuereinheit (ECU) (51)
steuert die Einspritzvorrichtung (2) zum Durchführen einer
Voreinspritzung von Kraftstoff vor einer Haupteinspritzung von Kraftstoff.
Die ECU (51) steuert die Einspritzvorrichtung (2)
zum Verstärken
der Wirkung der Voreinspritzung, wenn sich der Lufteinlassdruck
(PM) verringert. Zum Beispiel vermehrt die ECU (51) die Menge
(PQS) des während
der Voreinspritzung einzuspritzenden Kraftstoffs, wenn sich der
Einlassdruck (PM) verringert. Daher wird die Voreinspritzung gemäß dem Einlassdruck
(PM) durchgeführt.