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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Gerät zum Regeln des Kraftstoffdrucks
in einer Brennkraftmaschine mit direkter Einspritzung des Kraftstoffs
in den Zylinder, die eine Hochdruckpumpe und eine Kraftstoffdruckänderungsvorrichtung
aufweist. Genauer gesagt betrifft die Erfindung ein Gerät zum Regeln
des Kraftstoffdrucks in einer Brennkraftmaschine mit direkter Kraftstoffeinspritzung
in den Zylinder, welches ein verbessertes Reaktionsvermögen und eine
verbesserte Stabilität
bei der Kraftstoffdruckregelung aufweist, wenn sich der Kraftstoffdruck
von einem stabilen Zustand in einen Übergangszustand verschoben
hat.
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9 zeigt schematisch den
Aufbau eines üblichen
Geräts
zum Regeln des Kraftstoffdrucks in einer Brennkraftmaschine mit
direkter Kraftstoffeinspritzung in den Zylinder, bei welchem mit
einem Kraftstoffdruckregler (Kraftstoffdruckänderungsvorrichtung) geregelt
wird, so daß der
Kraftstoffdruck in einem Hochdruckkraftstoffsystem einen Sollkraftstoffdruck
annimmt.
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In 9 ist ein Kolben 2 in
einem Zylinder einer Brennkraftmaschine vorgesehen, und befindet sich
eine Brennkammer 3 oberhalb des Kolbens 2.
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Ein
Ansaugrohr 4 und ein Auslaßrohr 5 stehen in
Verbindung mit der Brennkammer 3, und ein Ansaugventil 6 und
ein Auslaßventil 7 sind
in den Öffnungen
zwischen der Brennkammer 3, dem Ansaugrohr 4 und
dem Auslaßrohr 5 vorgesehen.
Ein Injektor 8 und eine Zündkerze 9 sind in
der Brennkammer 3 angeordnet.
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Obwohl
dies hier nicht dargestellt ist, sind in dem Ansaugrohr 4 ein
Luftfilter, ein Luftflußsensor, eine
Drosselklappe, ein Ausgleichsbehälter
und ein Ansaugkrümmer
von der stromaufwärtigen
Seite aus in dieser Reihenfolge vorgesehen. In dem Auslaßrohr 5 ist
ein Luft-Kraftstoffverhältnissensor
zum Detektieren der Sauerstoffkonzentration vorgesehen.
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Die
von der Brennkraftmaschine 1 angesaugte Luft wird in dem
Ansaugrohr 4 verteilt, das mit den Zylindern über den
Luftfilter, den Luftflußsensor, die
Drosselklappe und den Ansaugkrümmer
verbunden ist.
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Kraftstoff
wie beispielsweise Benzin wird durch eine Niederdruckpumpe 11 unter
Druck gesetzt, und von einem Kraftstofftank 10 einer Niederdruckleitung 12 zugeführt, und
dann durch eine Hochdruckpumpe 13 weiter unter Druck gesetzt,
und einem Injektor 8 über
eine Hochdruckleitung 14 zugeführt.
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Die
Hochdruckleitung 14 steht mit einer Hochdruckrückführleitung 14A über den
Injektor 8 in Verbindung, und das Ausgangsende der Hochdruckrückführleitung 14A ist
mit einer Niederdruckrückführleitung 16 über einen
Kraftstoffdruckregler 15 verbunden.
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Der
Kraftstoffdruckregler 15 erhöht oder verringert den Öffnungsgrad
am Ausgangsende der Hochdruckrückführleitung 14A,
um die Kraftstoffmenge einzustellen, die zur Niederdruckrückführleitung 16 zurückgeführt wird,
um den realen Kraftstoffdruck PF (nachstehend einfach als "Kraftstoffdruck" bezeichnet) des
Injektors 8 auf einen Sollkraftstoffdruck PFo einzustellen.
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Der
Kraftstoffdruckregler schickt einen Teil des Kraftstoffs in der
Hochdruckleitung 14 zum Kraftstofftank 10 zurück, über die
Niederdruckrückführleitung 16,
um den Kraftstoffdruck PF abzusenken, oder schließt das Ausgangsende
der Hochdruckrückführleitung 14A,
um den Kraftstoffdruck PF zu erhöhen.
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Wenn
kein Erregerstrom Ri dem Kraftstoffdruckregler 15 zugeführt wird,
wird, der Kraftstoffdruck PF in der Hochdruckleitung 14 durch
die Zwangskraft einer Feder (die nachstehend noch erläutert wird)
in dem Kraftstoffdruckregler 15 eingestellt.
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Der
Kraftstoff mit einem Sollkraftstoffdruck PFo, welcher der Hochdruckleitung 14 zugeführt wird;
wird in die Brennkammer 3 über den Injektor 8 eingespritzt,
der für
jeden der Zylinder vorgesehen ist.
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Der
Kraftstoffdrucksensor 17 detektiert den Kraftstoffdruck
PF in der Hochdruckleitung 14.
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Der
Luftflußsensor
und der Drosselklappensensor im Ansaugrohr 4 detektieren
die Flußrate
der angesaugten Luft bzw. den Drosselklappenöffnungsgrad, und ein Wassertemperatursensor 18 detektiert die
Kühlwassertemperatur
WT der Brennkraftmaschine 1.
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Der
Kurbelwinkelsensor 19 erzeugt ein Kurbelwinkelsignal CA,
welches die Drehposition der Brennkraftmaschine 1 repräsentiert.
Der Luft-Kraftstoffverhältnissensor
(nicht gezeigt) in dem Auslaßrohr 5 erzeugt
ein Luft-Kraftstoffverhältnissignal,
welches die Sauerstoffkonzentration in dem Auspuffgas repräsentiert.
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Die
voranstehend geschilderte Sensoren schicken Signale, welche die
Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine 1 repräsentieren,
als Betriebszustandsdaten an eine elektronische Steuereinheit (ECU) 20.
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Die
ECU 20 liest Betriebszustandsdaten von den Sensoren aus,
führt eine
vorbestimmte arithmetische Operation durch, und schickt Steuersignale, die
als Ergebnis der Operation erhalten werden, an die Betätigungsglieder.
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Beispielsweise
liefert die ECU 20 einen Erregerstrom Ri an den Kraftstoffdruckregler 15,
auf der Grundlage des Kraftstoffdrucks PF, der von dem Kraftstoffdrucksensor 17 detektiert
wird (und auf der Grundlage der Daten von verschiedenen Sensoren), um
den Kraftstoffdruck PF zu steuern bzw. zu regeln.
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Obwohl
hier nicht ausdrücklich
dargestellt, ist der Kraftstoffdruckregler 15 mit einem
Niederdruckregler in Reihenschaltung vorgesehen, um pulsierende
Schwankungen des Kraftstoffdrucks in der Hochdruckleitung 14 zu
unterdrücken.
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Als
Vorrichtungen zur Änderung
des Kraftstoffdrucks in der Hochdruckleitung 14 können jene mit
unterschiedlichem Aufbau eingesetzt werden, die bislang bekannt
sind, ohne Einschränkung
auf die Hochdruckpumpe 13 und den Kraftstoffdruckregler 15,
die in 9 dargestellt
sind.
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10 ist eine Vertikalschnittansicht,
die im einzelnen den Aufbau des Kraftstoffdruckreglers 15 erläutert, und
bei welcher gleiche Abschnitte wie jene, die voranstehend beschrieben
wurden (siehe 9), mit
denselben Bezugszeichen bezeichnet sind, jedoch nicht erneut im
einzelnen beschrieben werden.
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In 10 weist der Kraftstoffdruckregler 15 eine
Elektromagnetspule 151 auf, eine magnetische Schaltung 152,
einen Tauchkolben 153, ein Ventil 154, einen Ventilsitz 155,
ein Durchgangsloch 156, ein Verbindungsloch 157 sowie
eine Feder 158.
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Bei
Erregung mit einem Taststeuersignal mit einem Erregerstrom Ri schließt die Elektromagnetspule 151 die
Hochdruckrückführleitung 14A.
Die magnetische Schaltung 152 bildet einen Durchgang für einen
magnetischen Fluß,
der durch die Erregung der Elektromagnetspule 151 erzeugt
wird.
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Der
Tauchkolben 153 wird in einer Richtung angetrieben, in
welcher er vorsteht, wenn die Elektromagnetspule 151 erregt
ist. Das Ventil 154 ist einstückig an einem Ende des Tauchkolbens 153 vorgesehen.
Der Ventilsitz 155 ist gegenüberliegend dem Ventil 154 angeordnet.
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Das
Durchgangsloch 156 ist im Zentrum des Ventilsitzes 155 angeordnet,
und ein Ausgangsende der Hochdruckrückführleitung 14A ist
an das Durchgangsloch 156 angeschlossen.
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Das
Verbindungsloch 157 geht durch die Seitenoberfläche in der
Nähe des
Durchgangsloches 156 durch. Die Niederdruckrückführleitung 16 ist
an das Durchgangsloch 157 angeschlossen.
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Die
Feder 158 drückt
den Tauchkolben 153 in eine Richtung, in welcher er vorsteht.
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Nunmehr
werden konkrete Schritte der Einstellung des Kraftstoffdrucks PF
durch den in 10 gezeigten
Kraftstoffdruckregler 15 unter Bezugnahme auf die 11 bis 12 beschrieben.
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11 zeigt die grundlegenden
Eigenschaften des Kraftstoffdruckreglers 15, und 12 zeigt die grundlegende
Eigenschaften der Ausblasmenge der Hochdruckpumpe 13.
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In 11 ist auf der Abszisse
der Tastverhältniswert
(Stromwert) des Erregerstroms Ri aufgetragen, auf der Ordinate der
Kraftstoffdruck PF, und nimmt der Kraftstoffdruck PF bei einer Erhöhung des Erregerstroms
Ri (Stromwertes) zu, beginnend bei dem eingestellten Druck RS infolge
der Druckkraft der Feder 158.
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In 12 ist auf der Abszisse
die Umdrehungsgeschwindigkeit der Hochdruckpumpe 13 entsprechend
der Brennkraftmaschinendrehzahl Ne aufgetragen, und auf der Ordinate
die Menge an Kraftstoff QF, die von der Hochdruckpumpe 13 ausgeblasen
wird, und nimmt die Ausblasmenge des Kraftstoffs QF bei Erhöhung der
Brennkraftmaschinendrehzahl Ne (Pumpenumdrehungsgeschwindigkeit) zu.
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In 10 steuert, wenn der Erregerstrom
Ri von der ECU 20 geliefert wird, die Elektromagnetspule 151 in
dem Kraftstoffdruckregler 15 die Saugkraft des Tauchkolbens 153 über die
magnetische Schaltung 152, welche den Magnetfluß einsetzt,
der durch den Erregerstrom Ri erzeugt wird.
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In
diesem Fall wird das Ventil 154 auf den Ventilsitz 155 mit
maximaler Kraft gedrückt,
wenn der Erregerstrom Ri maximal ist (wenn das Tastverhältnis maximal
ist).
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Der
Kraftstoffdruck PF in der Hochdruckrückführleitung 14A (Hochdruckleitung 14)
wird durch die Kraftstoffmenge gesteuert, die vom Ausgangsende der
Hochdruckrückführleitung 14A in
das Durchgangsloch 157 über
das Loch 156 fließt.
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Die
hindurchfließende
Kraftstoffmenge nimmt daher bei einer Zunahme des Erregerstroms Ri
ab, und der Kraftstoffdruck PF nimmt zu.
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Wenn
der Strom 0 Ampere beträgt,
also wenn das Tastverhältnis
des Erregerstroms Ri minimal ist (= 0 %), wird die Öffnungsfläche zwischen dem
Ventil 154 und dem Ventilsitz 155 maximal, und wird
der Kraftstoffdruck PF auf einen vorbestimmten Wert infolge der
Druckkraft der Feder 158 eingestellt.
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Wie
voranstehend geschildert ist das herkömmliche Gerät zum Regeln des Kraftstoffdrucks
in einer Brennkraftmaschine mit direkter Kraftstoffeinspritzung
in den Zylinder mit der durch die Brennkraftmaschine angetriebenen
Hochdruckpumpe 13 versehen, und wird Kraftstoff auf hohem
Druck direkt in die Brennkammer 3 über den Injektor 8 eingespritzt,
der in jeder Brennkammer 3 vorgesehen ist.
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Der
Kraftstoffdruck PF in der Hochdruckleitung 14, die mit
dem Injektor 8 in Verbindung steht, wird auf einen optimalen
Sollkraftstoffdruck PFo eingestellt, der dadurch erhalten wird,
daß die
Betriebsbedingungen wie beispielsweise die Brennkraftmaschinendrehzahl
und die Brennkraftmaschinenbelastung berücksichtigt werden. Der Kraftstoffdruck
PF, der von dem Kraftstoffdrucksensor 17 detektiert wird, wird
daher durch den Erregerstrom Ri von der ECU 20 so gesteuert,
daß er
mit dem Sollkraftstoffdruck PFo übereinstimmt.
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Wenn
sich der Sollkraftstoffdruck PFo drastisch ändert, beispielsweise wenn
de Sollkraftstoffdruck PFo momentan zunimmt und dann abnimmt, wird
jedoch der Kraftstoffdruckrückkopplungsbetätigungsbetrag
nicht ordnungsgemäß bereitgestellt, und
kann ein Überschwingen
oder Unterschwingen des Kraftstoffdruckes PF auftreten.
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Um
das Überschwingen
oder das Unterschwingen zu unterdrücken wurde ein Gerät zum Regeln
des Kraftstoffdrucks vorgeschlagen, wie es beispielsweise in der
japanischen Veröffentlichung
eines ungeprüften
Patents (Kokai) No. 11-37005 beschrieben wurde.
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Wenn
der Kraftstoffdruck im Normalbetrieb stabil bleibt, wird in diesem
Fall das Ausgangstastverhältnis
des Erregerstroms Ri so gesteuert, daß es konstant bleibt, und wird
der Kraftstoffdruck PF so geregelt, dass er in Übereinstimmung mit dem Sollkraftstoffdruck
PFo gelangt.
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Wenn
sich der Sollkraftstoffdruck PFo, der durch die Betriebsbedingungen
bestimmt wird, um mehr als einen vorbestimmten Betrag geändert hat, wird
andererseits die Kraftstoffdruckregelung unterbrochen, und es wird
der Kraftstoffdruck auf der Grundlage des Kraftstoffdruckrückkopplungsbetrages
bei Unterbrechung der Kraftstoffdruckregelung gesteuert, und zwar
auf der Grundlage eines Bezugssteuerbetrages (Tastverhältniswertes),
der durch die Betriebsbedingungen in diesem Moment festgelegt wird.
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Dann
wird die Kraftstoffdruckregelung wieder aufgenommen, wenn eine Differenz
zwischen dem Sollkraftstoffdruck PFo und dem tatsächlichen Kraftstoffdruck
PF auf einen Wert innerhalb eines vorbestimmten Bereiches konvergiert
(der in Abhängigkeit
von der Temperatur des Kraftstoffdruckreglers 15, der angelegten
Spannung beim Liefern des Erregerstroms Ri, der Alterung, usw. festgelegt
wird), und wenn dieser Zustand über
mehr als einen vorbestimmten Zeitraum angehalten hat.
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Die
Kraftstoffdruckregelung wird daher unter Bedingungen wieder aufgenommen,
bei denen die Differenz zwischen dem Sollkraftstoffdruck PFo und dem
tatsächlichen
Kraftstoffdruck PF innerhalb eines vorbestimmten Bereiches liegt,
und dieser Zustand über
einen vorbestimmten Zeitraum andauert.
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Wenn
die Differenz zwischen dem Sollkraftstoffdruck PFo und dem Kraftstoffdruck
PF nicht auf innerhalb des vorbestimmten Bereiches konvergiert, infolge
irgendeiner unerwarteten Ursache, während sich der Kraftstoffdruck
entsprechend einer Änderung
des Sollkraftstoffdruckes PFo ändert,
konvergiert die Differenz in Bezug auf den Kraftstoffdruck nicht,
unabhängig
davon, wieviel Zeit vergangen ist, da die Kraftstoffdruckregelung
unterbrochen bleibt, und wird die Kraftstoffdruckregelung nicht
wieder aufgenommen.
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Wenn
bei dem herkömmlichen,
voranstehend geschilderten Gerät
zum Regeln des Kraftstoffdrucks in einer Brennkraftmaschine mit
direkter Kraftstoffeinspritzung in den Zylinder sich der Sollkraftstoffdruck
PFo stark geändert
hat, wird die Kraftstoffdruckregelung unterbrochen, bis die Differenz
zwischen dem Kraftstoffdruck und dem Kraftstoffdruck PF auf einen
Wert innerhalb eines vorbestimmten Bereiches konvergiert, um das Überschwingen
oder Unterschwingen des Kraftstoffdrucks PF zu unterdrücken, wenn
sich der Kraftstoffdruck ändert.
Wenn die Differenz der Kraftstoffdrucke nicht auf einen Wert innerhalb
des vorbestimmten Bereiches konvergiert, wird daher die Kraftstoffdruckregelung
nicht wieder aufgenommen.
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Die
EP 0 892 168 A2 beschreibt
eine Kraftstoffdruckreglervorrichtung für eine Brennkraftmaschine,
mit einem Kraftstoffdruckregler zum Regeln des Kraftstoffdrucks
und einer Steuereinheit für
eine Rückführungssteuerung
des Kraftstoffdrucks durch Anlegen eines Steuersignals, das auf
Grundlage von Betriebsparametern bestimmt ist.
17 zeigt
einen Ablauf, der gestartet wird, um sicherzustellen, dass der tatsächliche
Kraftstoffdruck für
einen bestimmten Zeitraum stabil aufrecht erhalten wurde. In einem Schritt
1002 wird
eine Entscheidung darüber
gefällt, ob
der tatsächliche
Kraftstoffdruck zwischen einem oberen und einem unteren Grenzwert
ist und weiter wird in einem Schritt
1003 entschieden,
ob der tatsächliche
Kraftstoffdruck für
eine vorgegebene Zeitperiode stabil gehalten wurde.
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Falls
der tatsächliche
Kraftstoffdruck außerhalb
des Bereichs liegt, wird auf eine Vorwärtssteuerung umgeschaltet.
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Die
DE 198 02 583 A1 beschreibt
eine Vorrichtung zur Druckregelung in einem Speichereinspritzsystem.
Es wird Durch einen Drucksensor ein tatsächlicher Druckwert eines Kraftstoffs
mit einem Solldruckwert verglichen. Ein Regler kann vorgesehen sein,
um in Abhängigkeit
vom Differenzwert zwischen Solldruck und tatsächlichem Druck einen zu bestimmen.
Dieser Reglerwert, wie in Spalte
4 ersichtlich hängt neben
dem Differenzdruckwert von einem vorgegebenen Verstärkungsfaktor
ab. Da der Verstärkungsfaktor
vorgegeben ist, ist der einzige veränderliche Wert im Reglerwert
der Differenzdruckwert zwischen Sollwert und Istwert des Kraftstoffdruckes.
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Die
DE 197 31 995 A1 beschreibt
eine Steuerung einer Kraftstoffeinspritzung bei einer Brennkraftmaschine,
bei der ein Übertragungsverhalten
eines Kraftstoffdruckreglers abhängig
von Betriebsparametern vorgebbar ist. Der Regler kann als PI-Regler
ausgebildet sein und kann weitere Anteile wie beispielsweise D-Anteile
aufweisen. Eine Änderung
des Reglerverhaltens kann in Abhängigkeit
von einer Druckaufbaumenge durchgeführt werden, d.h. einer Menge,
die für
einen Druckaufbau zur Verfügung steht.
Wenn ein großer
Wert für
eine Druckaufbaumenge zur Verfügung
steht, kann ein großer
Wert für Proportional-
und/oder Integrationswerte des Reglers vorgegeben werden. Entsprechend
können
bei kleiner Mengenänderung
die Regelparameter auf kleine Werte eingestellt werden. Weiter kann
das Übertragungsverhalten
des Reglers von einem Vorzeichen der Regelabweichung abhängig gemacht
werden und/oder einer Drehzahl bzw. Größe, die dem eingespritzten
Kraftstoff entspricht.
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Die
vorliegende Erfindung wurde zu dem Zweck entwickelt, das voranstehend
geschilderte Problem zu lösen,
und ihr Ziel besteht in der Bereitstellung eines Gerätes zum
Regeln des Kraftstoffdruckes in einer Brennkraftmaschine mit direkter
Kraftstoffeinspritzung in den Zylinder, welches das Überschwingen
oder das Unterschwingen des Kraftstoffdrucks bei einem Kraftstoffdruckübergangszustand unterdrückt, bei
welchem sich der Sollkraftstoffdruck um mehr als einen vorbestimmten
Betrag ändert,
und verläßlich eine
Konvergenz der Differenz der Kraftstoffdrucke zeigt, um die Kraftstoffdruckübergangsregelleistung
zu verbessern.
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Ein
Gerät zum
Regeln des Kraftstoffdrucks in einer Brennkraftmaschine mit direkter
Kraftstoffeinspritzung in den Zylinder gemäß der vorliegenden Erfindung
weist auf:
Verschiedene Sensoren zum Detektieren der Betriebszustände einer
Brennkraftmaschine;
einen Injektor zum direkten Einspritzen
von Kraftstoff in einen Zylinder der Brennkraftmaschine;
eine
Pumpe zum Liefern von Kraftstoff zu dem Injektor;
ein Leitungssystem
zum Verbinden der Pumpe mit dem Injektor;
eine Kraftstoffdruckdetektorvorrichtung
zum Detektieren des tatsächlichen
Kraftstoffdrucks, der auf den Injektor einwirkt;
eine Kraftstoffdruckänderungsvorrichtung
zur Einstellung des tatsächlichen
Kraftstoffdruckes; und
eine Regelvorrichtung zum derartigen
Regeln des Kraftstoffdruckes, so daß der tatsächliche Kraftstoffdruck in Übereinstimmung
mit einem Sollkraftstoffdruck gebracht wird; wobei
die Regelvorrichtung
eine Vorrichtung zum Betätigen des
Kraftstoffdruckkorrekturbetrages aufweist, um eine Regelverstärkung zum
Regeln des Kraftstoffdruckes einzustellen; und
die Vorrichtung
zur Betätigung
des Kraftstoffdruckkorrekturbetrages die Regelverstärkung ändert, wenn
sich der Sollkraftstoffdruck um mehr als einen vorbestimmten Betrag
geändert
hat, von einer ersten Regelverstärkung,
wenn der Kraftstoffdruck stabil bleibt, zu einer zweiten Regelverstärkung, wenn
sich der Kraftstoffdruck ändert.
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Die
Erfindung betrifft weiterhin ein Gerät zum Regeln des Kraftstoffdrucks
in einer Brennkraftmaschine mit direkter Kraftstoffeinspritzung
in einen Zylinder, bei welcher die Vorrichtung zum Betätigen des Kraftstoffdruckkorrekturbetrages
die Regelverstärkung
in einem Moment zurück
auf die erste Regelverstärkung
einstellt, wenn ein vorbestimmter Zeitraum von jenem Zeitpunkt,
an welchem die Regelverstärkung
von der ersten Regelverstärkung
auf die zweite Regelverstärkung
umgeschaltet wurde, vergangen ist.
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Die
Erfindung betrifft weiterhin ein Gerät zum Steuern oder Regeln des
Kraftstoffdrucks in einer Brennkraftmaschine mit direkter Kraftstoffeinspritzung
in einen Zylinder, bei welcher die Vorrichtung zur Betätigung des
Kraftstoffdruckkorrekturbetrages die Regelverstärkung zurück auf die erste Regelverstärkung zurückstellt,
nachdem ein Zustand, in welchem eine Differenz zwischen einem Sollkraftstoffdruck
und einem tatsächlichen
Kraftstoffdruck innerhalb eines vorbestimmten Bereiches liegt, über einen vorbestimmten
Zeitraum angedauert hat.
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Die
Erfindung betrifft weiterhin ein Gerät zum Regeln des Kraftstoffdrucks
in einer Brennkraftmaschine mit direkter Kraftstoffeinspritzung
in einen Zylinder, bei welchem die Vorrichtung zur Betätigung des
Kraftstoffdruckkorrekturbetrages die zweite Regelverstärkung in
Abhängigkeit
von den Betriebsbedingungen einstellt.
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Die
Erfindung betrifft weiterhin ein Gerät zum Regeln des Kraftstoffdrucks
in einer Brennkraftmaschine mit direkter Kraftstoffeinspritzung
in einen Zylinder, bei welchem die Vorrichtung zur Betätigung des
Kraftstoffdruckkorrekturbetrages variabel die zweite Steuer- oder Regelverstärkung in
Abhängigkeit
von einer Differenz zwischen dem Sollkraftstoffdruck und dem tatsächlichen
Kraftstoffdruck einstellt.
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele
näher erläutert, aus
welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es zeigt:
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1 ein
schematisches Blockschaltbild des Aufbaus einer Ausführungsform
1 der vorliegenden Erfindung;
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2 ein
Diagramm, welches die Verbrennungsbetriebsarten bei den Betriebsbedingungen
erläutert,
wobei die Achsen die Brennkraftmaschinendrehzahl und die Brennkraftmaschinenbelastung
darstellen, die von einer Vorrichtung zur Betätigung des Kraftstoffdrucks
von 1 verwendet werden;
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3 ein
Diagramm, welches die Tastverhältnis-Strom-Spannungseigenschaften
eines Kraftstoffdruckreglers von 1 erläutert;
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4 ein
Zeitablaufdiagramm, welches den Betrieb bei der Ausführungsform
1 der vorliegenden Erfindung erläutert;
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5 ein
Flußdiagramm,
welches den Betrieb zur Einstellung der Kraftstoffdruckregelverstärkung bei
Ausführungsform
1 der vorliegenden Erfindung erläutert;
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6 ein
Diagramm, welches den Unterschied in Bezug auf die Kraftstoffdruckverstärkungseigenschaften
zur Betätigung
der Regelverstärkung erläutert, die
bei der Vorrichtung zur Betätigung
des Kraftstoffdruckkorrekturbetrages von 1 verwendet
wird;
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7 ein
Zeitablaufdiagramm, welches den Vorgang zur zwangsweisen Umschaltung
der Kraftstoffdruckregelverstärkung
während
des Betriebs mit hoher Drehzahl bei der Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung erläutert;
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8 ein
Zeitablaufdiagramm, welches den Betrieb zur zwangsweisen Umschaltung
der Kraftstoffdruckregelverstärkung
während
des Betriebs mit niedriger Drehzahl bei der Ausführungsform 1 der vorliegenden
Erfindung erläutert;
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9 ein
Diagramm, welches schematisch den Aufbau eines herkömmlichen
Geräts
zum Regeln des Kraftstoffdrucks in einer Brennkraftmaschine mit
direkter Kraftstoffeinspritzung in einem Zylinder erläutert;
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10 eine
Vertikalschnittansicht, welche den Aufbau eines Kraftstoffdruckreglers
von 9 erläutert;
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11 ein
Diagramm, welches die grundlegenden Eigenschaften des Kraftstoffdruckreglers
von 9 erläutert;
und
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12 ein
Diagramm, welches die grundlegenden Eigenschaften einer Hochdruckpumpe
von 9 erläutert.
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AUSFÜHRUNGSFORM 1
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Unter
Bezugnahme auf die Zeichnungen wird nunmehr eine Ausführungsform
1 der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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1 ist
ein Blockschaltbild, welches schematisch den Aufbau der Ausführungsform
1 der vorliegenden Erfindung darstellt. Der nicht dargestellte Aufbau
ist ebenso wie in den 9 und 10. Darüber hinaus
sind in 1 die gleichen Abschnitte wie jene,
die voranstehend beschrieben wurden (siehe 9), mit
den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, werden jedoch nicht erneut
mit sämtlichen
Einzelheiten beschrieben.
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2 ist
ein Diagramm, welches die Verbrennungsbetriebsarten erläutert, die
in Abhängigkeit von
den Betriebsbedingungen (Brennkraftmaschinendrehzahl Ne, Brennkraftmaschinenbelastung) eingestellt
werden.
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In 2 wird
die Verbrennungsbetriebsart nacheinander umgeschaltet von der Verdichtungsmagerbetriebsart
auf die Ansaugmagerbetriebsart, die stöchiometrische Rückkopplungsbetriebsart,
und die Offenschleifenbetriebsart, in Abhängigkeit von einer Erhöhung der
Brennkraftmaschinendrehzahl Ne und der Belastung.
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In
der Verdichtungsmagerbetriebsart wird der Kraftstoff in dem Verdichtungshub
so eingespritzt, daß eine äußerst magere,
geschichtete Verbrennung durchgeführt wird.
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In
der Ansaugmagerbetriebsart wird der Kraftstoff in dem Ansaughub
eingespritzt, um die Verbrennung im Zustand eines mageren Kraftstoffes durchzuführen (eines
Luft-Kraftstoffverhältnisses, das
weiter auf der mageren Seite liegt als das stöchiometrische Luft-Kraftstoffverhältnis),
obwohl dieser Zustand nicht so mager ist wie bei der Verdichtungsmagerbetriebsart.
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Bei
der stöchiometrischen
Rückkopplungsbetriebsart
wird die Verbrennung bei dem stöchiometrischen
Luft-Kraftstoffverhältnis durchgeführt, auf der
Grundlage eines Sauerstoffkonzentrationssignals von dem Luft-Kraftstoffverhältnissensor.
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In
der Offenschleifenbetriebsart wird die Rückkopplung nicht durchgeführt, und
wird die Verbrennung in einem Zustand durchgeführt, in welchem der Kraftstoff übermäßig fett
ist.
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3 ist
ein Diagramm, welches eine Beziehung zwischen dem Tastverhältniswert
des Erregerstroms Ri und dem Stromwert darstellt.
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In 3 unterscheiden
sich die Eigenschaften des Stromwertes im Verhältnis zum Tastverhältniswert,
wie dies durch eine durchgezogene Linie, eine gestrichelte Linie
und eine gepunktet-gestrichelte Linie angedeutet ist, in Abhängigkeit
von der Stärke
der Batteriespannung VB in Bezug auf eine Bezugsspannung Vr.
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In 1 sind
ein Drosselklappensensor 21 und ein Batteriespannungssensor 22 an
die ECU 20 angeschlossen, zusätzlich zum Kraftstoffdrucksensor 17 und
dem Kurbelwinkelsensor 19.
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Der
Drosselklappensensor 21 detektiert den Drosselklappenöffnungsgrad θ, und der
Batteriespannungssensor 22 detektiert die Batteriespannung VB.
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Die
ECU 20A enthält
eine Vorrichtung 201 zum Erhalten eines Sollkraftstoffdruckes,
eine Vorrichtung 202 zum Erhalten eines Basisstroms, eine Vorrichtung 203 zum
Detektieren eines tatsächlichen Kraftstoffdrucks,
eine Vorrichtung 204 zum Erhalter des Kraftstoffdruckkorrekturbetrages,
eine Vorrichtung 205 zur Korrektur des Stroms, eine Vorrichtung 206 zur
Korrektur des Ausgangstastverhältnisses,
einen Subtrahierer 207 sowie einen Addierer 208.
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Die
Vorrichtung 201 zum Erhalten des Sollkraftstoffdruckes
bestimmt einen Sollkraftstoffdruck PFo entsprechend den Betriebsbedingungen,
auf der Grundlage der Brennkraftmaschinendrehzahl Ne, die aus einem
Kurbelwinkelsignal CA erhalten wird, der Brennkraftmaschinenbelastung,
die aus dem Drosselklappenöffnungsgrad θ erhalten
wird, und eines vierdimensionalen Kennfeldes entsprechend den Verbrennungsbetriebsarten
(siehe 2).
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Die
Vorrichtung 202 zum Erhalten des Basisstroms bestimmt einen
Basissollstromwert ib in dem Sollkraftstoffdruck PFo aus dem dreidimensionalen
Kennfeld, entsprechend dem Sollkraftstoffdruck PFo und der Brennkraftmaschinendrehzahl Ne.
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Die
Vorrichtung 203 zum Detektieren des tatsächlichen
Kraftstoffdruckes wandelt den Kraftstoffdruck PF (Meßsignal)
von dem Kraftstoffdrucksensor 17 in ein Signal um, um ihn
als tatsächlichen
Kraftstoffdruck zu detektieren.
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Der
Subtrahierer 207 erhält
eine Differenz ΔPF
des Kraftstoffdruckes zwischen dem echten Kraftstoffdruck PF und
dem Sollkraftstoffdruck PFo.
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Die
Vorrichtung 204 zum Erhalten des Kraftstoffdruckkorrekturbetrages
(ermittelt den Kraftstoffdruckkorrekturbetrag (Stromwert) PFc mittels
PI-Regelung, um
den Kraftstoffdruck zurückzukoppeln,
auf der Grundlage der Differenz ΔPF
des Kraftstoffdruckes, und schaltet die Kraftstoffdruckregelverstärkung (die
nachstehend noch erläutert
wird) um, in Abhängigkeit
von dem stabilen Kraftstoffdruck und dem Übergangskraftstoffdruck.
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Wenn
sich nämlich
der Sollkraftstoffdruck PFo um mehr als einen vorbestimmten Betrag
geändert
hat, ändert
die Vorrichtung 204 zum Erhalten des Kraftstoffdruckkorrekturbetrages
die Regelverstärkung
zu einer zweiten Regelverstärkung,
für einen Betriebszustand,
an dem sich der Kraftstoffdruck ändert,
die kleiner ist als eine erste Regelverstärkung, die dann eingesetzt
wird, wenn der Kraftstoffdruck stabil bleibt.
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Weiterhin
hat die Vorrichtung 204 zum Erhalten des Kraftstoffdruckkorrekturbetrages
die Funktion, die Regelverstärkung
zurück
auf die erste Regelverstärkung
zurückzustellen,
nachdem ein vorbestimmter Zeitraum abgelaufen ist, seit dem die
Regelverstärkung
von der ersten Regelverstärkung
auf die zweite Regelverstärkung
umgeschaltet wurde (nach Ablauf eines vorbestimmten Zeitraums seit
dem Zeitpunkt, an welchem der Kraftstoffdruck sich zu ändern begann).
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Die
Vorrichtung 204 zum Erhalten des Kraftstoffdruckkorrekturbetrages
hat weiterhin die Funktion, die Regelverstärkung auf die erste Regelverstärkung zurückzustellen,
wenn ein Zustand, in welchem eine Differenz zwischen dem Sollkraftstoffdruck
und dem tatsächlichen
Kraftstoffdruck innerhalb eines vorbestimmten Bereiches liegt, über einen
vorbestimmten Zeitraum angedauert hat.
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Weiterhin
hat die Vorrichtung 204 zum Erhalten des Kraftstoffdruckkorrekturbetrages
die Funktion, variabel die zweite Regelverstärkung einzustellen, in Abhängigkeit
von den Betriebsbedingungen, und die zweite Regelverstärkung in
Abhängigkeit
von der Differenz zwischen dem Sollkraftstoffdruck und dem tatsächlichen
Kraftstoffdruck einzustellen.
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Der
Addierer 208 addiert den Basisstromwert ib und den Kraftstoffdruckkorrekturbetrag
PFc, um einen Sollstromwert io zu erhalten.
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Die
Vorrichtung 205 zum Korrigieren des Stroms ändert den
Stromwert (Tastverhältniswert)
id auf der Grundlage einer Differenz Δi zwischen dem Sollstromwert
io und dem tatsächlichen
Stromwert ir, und führt
die Stromregelung so durch, daß der
Sollstromwert io in Übereinstimmung
mit dem tatsächlichen
Stromwert ir gelangt.
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Der
Stromwert id, der durch die Vorrichtung 205 zum Korrigieren
des Stroms erhalten wird, wird durch die Eigenschaften bei der Bezugsspannung
Vr festgelegt, und wird dadurch erhalten, daß ein Tastverhältniswert
bei einer tatsächlichen
Batteriespannung VB zu einem Wert entsprechend der Bezugsspannung
korrigiert wird.
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Die
Vorrichtung 106 zur Korrektur des Tastverhältnisses
korrigiert Eigenschaften auf der Grundlage der Batteriespannung
VB in Bezug auf den Stromwert id, der von der Vorrichtung 205 für den Korrekturstrom
(siehe 3) erhalten wird, und erhält einen Tastverhältniswert
des Erregerstroms Ri, der schließlich von der ECU 20A an
den Kraftstoffdruckregler 15 ausgegeben wird.
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4 ist
ein Zeitablaufdiagramm, welches eine Änderung des Sollstromwertes
io beim Umschalten des Sollkraftstoffdruckes PFo erläutert, wobei
gestrichelte Linien entsprechend den durchgezogenen Linien einen
tatsächlichen
Kraftstoffdruck PF und einen tatsächlichen Stromwert ir angeben.
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In 4 repräsentiert
der Bereich A einen Zustand, in welchem das Fahrzeug stabil bei
einem bestimmten Kraftstoffdruck fährt, repräsentiert die Zeit B einen Zeitpunkt,
an welchem der Sollkraftstoffdruck PFo infolge einer Änderung
der Betriebsbedingungen drastisch ansteigt, repräsentiert der Bereich C einen
Zustand, in welchem das Fahrzeug stabil unter erhöhten Kraftstoffdruck
fährt,
und repräsentiert die
Zeit D einen Zeitpunkt, an welchem der Sollkraftstoffdruck PFo drastisch
abnimmt.
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5 ist
ein Flußdiagramm,
welches den Betriebsablauf zur Umschaltung der Regelverstärkung bei
der Kraftstoffdruckregelung erläutert,
und zeigt den Betrieb zur Umschaltung der Regelverstärkung, wenn
sich der Sollkraftstoffdruck PFo um mehr als einen vorbestimmten
Betrag (wenn sich der Kraftstoffdruck geändert hat) zu Zeitpunkten B
und C in 4 geändert hat.
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6 ist
ein Diagramm, welches eine Beziehung zwischen der Differenz ΔPF des Kraftstoffdrucks
und der Regelverstärkung
G erläutert.
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In 6 unterscheiden
sich die Eigenschaften der Regelverstärkung G für die Differenz ΔPF des Kraftstoffdrucks,
wie durch eine durchgezogene Linie G1 und eine gestrichelte Linie
G2 angedeutet ist, in Abhängigkeit
davon, ob der Kraftstoffdruck stabil ist, oder sich der Kraftstoffdruck ändert.
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Im
Grundsatz wird die Regelverstärkung
G2 für
den Zustand, in welchem sich der Kraftstoffdruck ändert, kleiner
als die Regelverstärkung
G1 für
jenen Zustand, in welchem der Kraftstoffdruck stabil ist.
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Wie
in 6 gezeigt ist, nimmt darüber hinaus dann, wenn die Regelverstärkung G
variabel ist, die Regelverstärkung
G bei Abnahme der Differenz ΔPF
des Kraftstoffdruckes ab, was allerdings keine absolute Bedingung
darstellt, so daß die
Regelverstärkung
G auch einen festen Wert aufweisen kann.
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Die 7 und 8 sind
Zeitablaufdiagramme, welche eine Änderung des tatsächlichen
Kraftstoffdruckes PF im Verlauf der Zeit zeigen, wenn sich der Kraftstoffdruck ändert (wenn
der Sollkraftstoffdruck PFo drastisch ansteigt), wobei 7 einen
Fall erläutert,
in welchem die Brennkraftmaschine mit hoher Drehzahl läuft, und 8 einen
Zustand erläutert,
in welchem die Brennkraftmaschine mit niedriger Drehzahl läuft.
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In
den 7 und 8 werden die vorbestimmten Zeiträume T1a
und T1b zum Rückstellen der
Regelverstärkung
G2 für
den Zustand, in welchem der Kraftstoffdruck zurückändert, auf die Regelverstärkung G1
für jenen
Zustand, in welchem der Kraftstoffdruck stabil bleibt, so eingestellt,
daß sie
in Abhängigkeit
von dem Kurbelwinkelsignal CA (der Brennkraftmaschinendrehzahl Ne)
verschieden sind.
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Der
vorbestimmte Zeitraum T1a wird daher dann, wenn mit hoher Drehzahl
gefahren wird (siehe 7), kürzer eingestellt als der vorbestimmte
Zeitraum T1b beim Fahren mit niedriger Drehzahl (siehe 8).
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Die
gestrichelten Linien in den 7 und 8 geben
eine Änderung
des Kraftstoffdrucks PF im Verlauf der Zeit in jenem Fall an, in
welchem die Bedingung zur Rückkehr
zur Regelverstärkung
G1 nach dem Ablauf des vorbestimmten Zeitraums T1 aufgehoben ist.
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Nunmehr
wird nachstehend im einzelnen unter Bezugnahme auf die 2 bis 8 der
Vorgang zur Umschaltung der Regelverstärkung in dem Kraftstoffdruckregelvorgang
durch die Vorrichtung 204 zum Erhalten des Kraftstoffdruckkorrekturbetrages gemäß Ausführungsform
1 der vorliegenden Erfindung gemäß 1 erläutert.
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Hier
wird der Fall beschrieben, in welchem der Sollkraftstoffdruck PFo
zum Zeitpunkt B drastisch ansteigt, an welchem stabil gefahren wird
(Bereich A), und dann der Sollkraftstoffdruck PFo stark zum Zeitpunkt
B abnimmt, an welchem stabil gefahren wird (Bereich C), wie dies
in 4 gezeigt ist.
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Die
Kraftstoffdruckregellogik wird mit einem vorbestimmten Zyklus zu
sämtlichen
Zeiten ausgeführt,
wenn die Kraftstoffdruckrückkopplungszulässigkeitsbedingung
erfüllt
ist.
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In 5 erhält die Vorrichtung 201 zum
Erhalten des Sollkraftstoffdruckes zunächst einen Sollkraftstoffdruck
PFo aus der Brennkraftmaschinendrehzahl Ne und der Brennkraftmaschinenbelastung (Schritt
S1).
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Daraufhin
vergleicht die Vorrichtung 204 zum Erhalten des Kraftstoffdruckkorrekturbetrages
einen Absolutwert einer Differenz zwischen dem Sollkraftstoffdruck
PFo zu diesem Zeitpunkt und dem Sollkraftstoffdruck PFo(n – 1) bei
einem vorherigen Zeitpunkt mit einem vorbestimmten Betrag α, und beurteilt,
ob sich der Sollkraftstoffdruck PFo um mehr als den vorbestimmten
Betrag α geändert hat
(Schritt S2).
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Wenn
im Schritt S2 beurteilt wird, daß |PFo – Pfo(n – 1)| ≥ α ist (also JA), so wird dies
so angesehen, daß sich
der Sollkraftstoffdruck PFo gerade drastisch geändert hat (der Kraftstoffdruck
sich geändert
hat). Dann wird beurteilt, ob ein vorbestimmter Zeitraum T1 seit
der Änderung
des Sollkraftstoffdruckes PFo abgelaufen ist (Schritt S3).
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Im
Schritt S3 wird daher beurteilt, ob der vorbestimmte Zeitraum T1
seit jenem Zeitpunkt abgelaufen ist, an welchem sich der Sollkraftstoffdruck PFo
um mehr als einen vorbestimmten Betrag α geändert hat (seit dem Zeitpunkt
des Beginns der Änderung
des Kraftstoffdruckes).
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Wenn
sich die Kurbelwinkel der Brennkraftmaschine nicht um einen vorbestimmten
Kurbelwinkel seit einem Zeitpunkt gedreht hat, an welchem die Änderung
des Kraftstoffdrucks begonnen hat, und wenn im Schritt S3 beurteilt
wird, daß der
vorbestimmte Zeitraum T1 nicht abgelaufen ist (also NEIN), ist die
Bedingung zum zwangsweisen Zurückstellen
der Regelverstärkung
zurück
auf die (erste) Regelverstärkung
G1 für
den Zustand mit stabilem Kraftstoffdruck nicht erfüllt. Dann
wird beurteilt, ob der Zustand, in welchem die Differenz ΔPF des Kraftstoffdrucks
auf einen Wert innerhalb eines vorbestimmten Bereiches β konvergiert, über einen
vorbestimmten Zeitraum T2 angehalten hat (<T1) (Schritt S4).
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Der
vorbestimmte Bereich β wird
so eingestellt, daß die
Temperatur des Kraftstoffdruckreglers 15, die Spannung,
die Alterung und dergleichen berücksichtigt
werden.
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Wenn
im Schritt S4 beurteilt wird, daß der vorbestimmte Zeitraum
T2 nicht abgelaufen ist (also NEIN), trotz ΔPF > β (also
NEIN) oder ΔPF ≤ β, stellt die
Vorrichtung 204 zum Erhalten des Kraftstoffdruckkorrekturbetrages
selektiv die (zweite) Regelverstärkung
G2 für
jenen Zustand, in welchem sich der Kraftstoffdruck ändert, als
Regelverstärkung
G zur Rückkopplung
des Kraftstoffdrucks (Schritt S5) ein, und endet der Verarbeitungsablauf
von 5.
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Wenn
im Schritt S4 beurteilt wird, daß der Zustand ΔPF ≤ β über den
vorbestimmten Zeitraum T2 angehalten hat (also JA), stellt die Vorrichtung 204 zum
Erhalten des Kraftstoffdruckkorrekturbetrages selektiv die (erste)
Regelverstärkung
G1 für
den Zustand, in welchem der Kraftstoffdruck stabil bleibt, also
die Regelverstärkung
G zum Rückkoppeln
des Kraftstoffdruckes ein (Schritt S6), und endet der Verarbeitungsablauf
von 5.
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Daraufhin
wird die Regelverstärkung
G bis zum nächsten
Steuerzyklus beibehalten.
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Der
Kraftstoffdruck PF wird daher geregelt, auf der Grundlage der Regelverstärkung G1
oder G2 (siehe 6), die sich in Abhängigkeit
von der momentanen Differenz ΔPF
der Kraftstoffdrucke ändern.
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Wenn
andererseits im Schritt S2 beurteilt wird, daß |PFo – PFo(n – 1)| > α ist
(also NEIN), so geschieht dies nicht unmittelbar nach einer Änderung des
Kraftstoffdrucks. Daher wird dann beurteilt, ob sich der Kraftstoffdruck
nunmehr ändert,
auf der Grundlage der Größe der Differenz ΔPF der Kraftstoffdrucke
(Schritt S7).
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Wenn
die Differenz ΔPF
der Kraftstoffdrucke immer noch groß ist, und im Schritt S7 festgestellt wird,
daß sich
der Kraftstoffdruck ändert
(also JA), dann geht der Betriebsablauf zum Schritt S3 über, um die
voranstehend geschilderten Verarbeitungsvorgänge zu wiederholen.
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Wenn
andererseits die Differenz ΔPF
der Kraftstoffdrucke nahezu gleich 0 ist (der Kraftstoffdruck ist
stabil), und im Schritt S7 festgestellt wird, daß sich der Kraftstoffdruck
nicht ändert
(also NEIN), dann geht der Betriebsablauf zum Schritt S6 über, in welchem
die Regelverstärkung
G zur Rückkopplung des
Kraftstoffdrucks selektiv als die Regelverstärkung G1 für jenen Fall eingestellt wird,
in welchem der Kraftstoffdruck stabil bleibt.
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Wenn
im Schritt S3 beurteilt wird, daß der vorbestimmte Zeitraum
T1 abgelaufen ist (sich die Kurbelwelle um einen vorbestimmten Winkel
gedreht hat), nachdem sich der Sollkraftstoffdruck PFo um mehr als
den vorbestimmten Betrag α geändert hat (also
JA), dann geht der Betriebsablauf zum Schritt S6 über.
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In
diesem Fall zeigt die Differenz ΔPF
der Kraftstoffdrucke eine schlechte Konvergenz, und ist für die Konvergenz
ein längerer
Zeitraum erforderlich. Im Schritt S6 wird daher die Regelverstärkung G zum
Rückkoppeln
des Kraftstoffdrucks zwangsweise von der Regelverstärkung G2
für den
Zustand, in welchem sich der Kraftstoffdruck ändert, auf die Regelverstärkung G1
für den
Zustand umgeschaltet, in welchem der Kraftstoffdruck stabil bleibt.
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Selbst
wenn die Differenz ΔPF
der Kraftstoffdrucke eine schlechte Konvergenz zeigt, wird daher das
Reaktionsvermögen
auf den Kraftstoffdruck PF durch die Regelungsoperation auf der
Grundlage der Regelverstärkung
G1 (>G2) verbessert,
und wird der Kraftstoffdruck PF in Übereinstimmung mit dem Sollkraftstoffdruck
PFo zu einem frühen
Zeitpunkt gebracht.
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Die
vorbestimmten Zeiträume
T1 und T2 in den Schritten S3 und S4 werden eingestellt in Abhängigkeit
von dem Ausblasausmaß der
Hochdruckpumpe 13 (der Umdrehungsgeschwindigkeit der Hochdruckpumpe 13),
und weisen dieselben Bedeutungen auf wie dann, nachdem sich die
Kurbel um einen vorbestimmten Winkel gedreht hat.
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Die
vorbestimmten Zeiträume
T1 und T2 werden daher in Abhängigkeit
von der Drehzahl (Transientenreaktion des Kraftstoffdrucks PF) der Brennkraftmaschine 1 (Hochdruckpumpe 13)
eingestellt.
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Der
vorbestimmte Zeitraum T1 wird kurz, wenn die Hochdruckpumpe mit
hoher Drehzahl läuft, und
wird lang, wenn die Hochdruckpumpe mit niedriger Drehzahl läuft, wie
dies durch die vorbestimmten Zeiträume T1a und T1b in den 7 und 8 angedeutet
ist.
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Durch
selektive Einstellung der Regelverstärkung G2 bei der Kraftstoffdruckregeloperation
für den
Zustand, in welchem sich der Kraftstoffdruck ändert, auf solche Weise, daß sie kleiner
ist als die Regelverstärkung
G1 für
jenen Zustand, in welchem der Kraftstoffdruck stabil bleibt, wird
es daher ermöglicht, das
Ausmaß des Überschwingens
oder des Unterschwingens des Kraftstoffdruckes PF, wenn sich der Kraftstoffdruck ändert, auf
ein Ausmaß zu
unterdrücken,
das die Regeloperation nicht behindert.
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Durch
Unterbrechung der Regeloperation, wenn sich der Kraftstoffdruck ändert, kann
darüber hinaus
der Kraftstoffdruck PF in Übereinstimmung mit
dem Sollkraftstoffdruck PFo dadurch gebracht werden, daß der Kraftstoffdruck
geregelt wird, auf der Grundlage der Regelverstärkung G2, selbst wenn die Differenz ΔPF der Kraftstoffdrucke
nicht auf einen Wert innerhalb des vorbestimmten Bereiches β konvergiert.
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In
diesem Fall wird die Regelbarkeit in dem Zustand, in welchem sich
der Kraftstoffdruck ändert, nicht
beeinträchtigt,
verglichen mit dem Stand der Technik, bei welchem die Regelung unterbrochen wird,
wenn sich der Kraftstoffdruck ändert.
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Als
Bedingung für
die Rückstellung
der Regelverstärkung
G2 für
jenen Zustand, in welchem sich der Kraftstoffdruck ändert, auf
die Regelverstärkung
G1 für
den Zustand, in welchem der Kraftstoffdruck stabil bleibt, kann
der Ablauf des vorbestimmten Zeitraums T1 von dem Zeitpunkt an,
an dem sich der Sollkraftstoffdruck PFo um mehr als einen vorbestimmten
Betrag α geändert hat
(seit dem Zeitpunkt des Beginns der Änderung des Kraftstoffdrucks)
eingestellt werden, oder die Fortsetzung des vorbestimmten Zeitraums
T2 in einem Zustand, in welchem die Differenz ΔPF der Kraftstoffdrucke innerhalb
des vorbestimmten Bereiches β liegt,
um die Regelbarkeit und die Konvergenzreaktion weiter zu verbessern,
wenn sich der Kraftstoffdruck ändert.
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Wenn
der Kraftstoffdruck PF, der durch Rückkopplung geregelt wird, wenn
sich der Kraftstoffdruck ändert,
sich stark von dem Sollkraftstoffdruck PFo unterscheidet, infolge
von Schwankungen des Kraftstoffdruckreglers 15, der Temperatur,
der Spannung, Alterungsvorgängen
und dergleichen, ist ein verlängerter
Zeitraum dazu erforderlich, damit die Differenz ΔPF der Kraftstoffdrucke konvergiert,
wenn die Regelung unter Verwendung der Regelverstärkung G2
eingesetzt wird, und nimmt die Zeit zur Korrektur des Kraftstoffdrucks
(die Regelungsbelastung) zu.
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Nach
zwangsweiser Änderung
der Regelverstärkung
auf die Regelverstärkung
G1 für
jenen Zustand, in welchem der Kraftstoffdruck stabil bleibt, nach
dem Ablauf des vorbestimmten Zeitraums T1 seit jenem Zeitpunkt,
an welchem der Kraftstoffdruck sich zu ändern begann, kann jedoch das
Konvergenzverhalten der Differenz ΔPF der Kraftstoffdrucke verbessert
werden.
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Es
ist daher zulässig,
und zwar wenn der Kraftstoffdruck stabil bleibt, aber auch, wenn
er sich ändert,
den Kraftstoffdruck unter Beibehaltung einer guten Stabilität einer
guten Genauigkeit des Kraftstoffdrucks und eines guten Reaktionsvermögens des
Kraftstoffdrucks zu regeln, unabhängig von Schwankungen des Erregerstroms
Ri und des Kraftstoffdrucks PF, die durch Schwankungen beim Kraftstoffdruckregler 15,
der Temperatur, der Spannung sowie durch Alterungsvorgänge hervorgerufen
werden.
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AUSFÜHRUNGSFORM 2
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Bei
der voranstehend geschilderten Ausführungsform wurde der vorbestimmte
Zeitraum T1 als Bedingung dafür
eingestellt, zur Regelverstärkung G1
zurückzukehren,
um die Konvergenz der Differenz ΔPF
der Kraftstoffdrucke zu dem Zeitpunkt zu beschleunigen, an welchem
sich der Kraftstoffdruck ändert.
Allerdings kann die Bedingung für
die Rückkehr
zur Regelverstärkung
nach dem Ablauf des vorbestimmten Zeitraums T1 (Schritt S3 in 5)
auch weggelassen werden.
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In
diesem Fall ist die Rückstellbedingung (Schritt
S4) nach dem Ablauf des vorbestimmten Zeitraums T2, seit dem Zeitpunkt,
an welchem die Differenz ΔPF
der Kraftstoffdrucke auf den Wert innerhalb des vorbestimmten Bereichs β konvergiert hat,
erfüllt,
und geht die Regelverstärkung
G2 zur Regelverstärkung
G1 zurück.
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Wie
durch gestrichelte Linien in den 7 und 8 dargestellt
ist, kann daher der Kraftstoffdruck PF verläßlich auf den Sollkraftstoffdruck
PFo konvergieren, obwohl die Konvergierungszeit länger als
die Zeit für
die Änderung
des Kraftstoffdruckes PF (vgl. die durchgezogene Linie) wird, zu
dem Zeitpunkt, an welchem die Rückstellbedingung
des Schrittes S3 hinzugefügt
wird.
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AUSFÜHRUNGSFORM 3
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Bei
der vorstehend geschilderten Ausführungsform 1 entsprechen die
vorbestimmten Zeiträume
T1 und T2 dem Drehwinkel der Kurbel, und werden in Abhängigkeit
von der Brennkraftmaschinendrehzahl Ne unterschiedlich eingestellt.
Allerdings können
die vorbestimmten Zeiträume
T1 und T2 auch unabhängig
von der Brennkraftmaschinendrehzahl Ne konstant gewählt werden.
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AUSFÜHRUNGSFORM 4
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Bei
der voranstehend geschilderten Ausführungsform 1 werden die Regelverstärkungen
G1 und G2 variabel eingestellt, in Abhängigkeit von der Differenz ΔPF der Kraftstoffdrucke,
wie dies in 6 gezeigt ist. Allerdings können die
Regelverstärkungen G1
und G2 auch unabhängig
von der Differenz ΔPF der
Kraftstoffdrucke konstant gewählt
werden.
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Wie
aus 6 hervorgeht, werden darüber hinaus die Regelverstärkungen
G1 und G2 variabel eingestellt, unter Verwendung einer primären Funktion,
die exklusiv durch die Differenz ΔPf
der Kraftstoffdrucke eingestellt wird. Allerdings können die
Regelverstärkungen
G1 und G2 auch variabel auf unterschiedliche Werte eingestellt werden,
abhängig
davon, ob sich die Differenz ΔPF
der Kraftstoffdrucke in positiver Richtung oder in negativer Richtung ändert.
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AUSFÜHRUNGSFORM 5
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Bei
der voranstehend geschilderten Ausführungsform 1 gemäß 9 wird
der Kraftstoffdruckregler 15 als die Kraftstoffdruckänderungsvorrichtung zur
Einstellung der Kraftstoffmenge verwendet, die von der Hochdruckrückführleitung 14A zurückgeführt wird.
Dies läßt sich
allerdings auch bei jeder abgeänderten
Ausführungsform
einsetzen.
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Beispielsweise
kann irgendeine andere Kraftstoffdruckänderungsvorrichtung verwendet
werden, die an der stromaufwärtigen
Seite der Hochdruckpumpe 13 vorgesehen ist.