DE102006035312A1

DE102006035312A1 - Krafstoffeinspritzsteuereinrichtung

Info

Publication number: DE102006035312A1
Application number: DE200610035312
Authority: DE
Inventors: Shigeki Kariya Hidaka
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2005-12-27
Filing date: 2006-12-22
Publication date: 2007-08-02
Anticipated expiration: 2026-12-23
Also published as: JP4544153B2; JP2007177664A; DE102006035312B4

Abstract

Eine Kraftstoffpumpe (6) saugt einen Kraftstoff von einem Kraftstofftank (2) und führt den Kraftstoff einem Common Rail (10) mit Druck zu. Der Kraftstoff in dem Common Rail kann durch ein Druckminderventil (18) zu dem Kraftstofftank ausgelassen werden. Eine Ventilöffnung des Druckminderventils wird während einer anderen Dauer durchgeführt als einer Kraftstoffeinspritzdauer, wenn ein Kraftstoffdruck in dem Common Rail gleich oder höher als ein erster Schwellwert ist und niedriger als ein zweiter Schwellwert ist. Die Ventilöffnung des Druckminderventils ist auch während der Kraftstoffeinspritzdauer gestattet, wenn der Kraftstoffdruck in dem Common Rail gleich oder höher als der zweite Schwellwert ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffeinspritzsteuereinrichtung einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung einer in einem Fahrzeug befindlichen Brennkraftmaschine mit einer Druckspeicherkammer zum Speichern eines Kraftstoffs bei einem Hochdruckzustand, einem Druckmindeventil zum Auslassen des Kraftstoffs in der Druckspeicherkammer, einer Kraftstoffpumpe zum Druckzuführen des Kraftstoffs zu der Druckspeicherkammer, einem Sensor zum Abtasten des Kraftstoffdrucks in der Druckspeicherkammer und einem Kraftstoffeinspritzventil zum Einspritzen des Kraftstoffs, der in der Druckspeicherkammer gespeichert ist, wobei die Kraftstoffeinspritzsteuereinrichtung eine Öffnungsbetätigung des Druckminderventils in Übereinstimmung mit dem Druckverminderungserfordernis durchführt, das auf einem Unterschied zwischen dem Kraftstoffdruck in der Druckspeicherkammer und einem Sollkraftstoffdruck basiert.
Eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit einer gemeinsamen Druckspeicherkammer (Common Rail) zum Zuführen eines Hochdruckkraftstoffs zu den Kraftstoffeinspritzventilen von jeweiligen Zylindern einer Dieselmaschine ist bekannt. Die Common Rail-Dieselmaschine kann den Kraftstoffdruck in dem Common Rail in Übereinstimmung mit einem Maschinenbetriebszustand frei steuern. Daher kann die Common Rail-Dieselmaschine den Druck des Kraftstoffs, der zu den Kraftstoffeinspritzventilen zugeführt wird, frei steuern.
Beispielsweise wird ein geeigneter Wert als der Kraftstoffdruck in dem Common Rail basierend auf einem Betätigungsbetrag eines Beschleunigerpedals und einer Befehlseinspritzmenge des Kraftstoffeinspritzventils als ein Sollwert (Sollkraftstoffdruck) eingestellt. Eine Regelung wird derart durchgeführt, dass der abgetastete Kraftstoffdruck dem Sollkraftstoffdruck folgt.
Eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung, die des Weiteren ein Druckminderventil zum Auslassen des Kraftstoffs in dem Common Rail zu einem Kraftstofftank aufweist, ist ebenfalls bekannt. Daher, wenn ein Druckverminderungserfordernis des Kraftstoffdrucks in dem Common Rail erzeugt wird, weil der Kraftstoffdruck in dem Common Rail den Sollkraftstoffdruck in großem Maße übersteigt, kann auf das Druckverminderungserfordernis rasch reagiert werden.
Wenn während einer Zeitdauer, bei der die Kraftstoffeinspritzung durch das Kraftstoffeinspritzventil durchgeführt wird, das Druckminderventil geöffnet wird, existiert die Möglichkeit, dass die Steuergenauigkeit der Kraftstoffeinspritzmenge verschlechtert wird. Selbst wenn beispielsweise eine Öffnungsbetätigung des Kraftstoffeinspritzventils in Übereinstimmung mit der Befehlseinspritzdauer entsprechend dem abgetasteten Kraftstoffdruck durchgeführt wird, existiert die Möglichkeit, dass die tatsächliche Einspritzmenge von der gewünschten Einspritzmenge aufgrund der Abnahme des Kraftstoffdrucks in dem Common Rail abweicht, die durch ein Öffnen des Druckminderventils bewirkt wird.

Deshalb wird herkömmlicherweise eine Kraftstoffeinspritzsteuereinrichtung vorgeschlagen, die ein Überlappen zwischen der Kraftstoffeinspritzdauer und der Ventilöffnungsdauer des Druckminderventils verhindert, wie es beispielsweise in der JP-A-2000-240494 beschrieben ist. Dadurch kann der Kraftstoffdruck rasch verringert werden, wenn der Kraftstoffdruck in dem Common Rail den Sollkraftstoffdruck in großem Maße übersteigt, während die Verschlechterung der Kraftstoffeinspritzsteuergenauigkeit verhindert wird.

Während einer Verzögerung und dergleichen des Fahrzeugs, bei dem das Beschleunigerpedal rasch von einem niedergedrückten Zustand freigegeben wird, nimmt der Sollkraftstoffdruck rasch ab, so dass die von dem Common Rail ausgelassene Kraftstoffmenge, um den tatsächlichen Kraftstoffdruck dem Sollkraftstoffdruck anzupassen, eine große Menge wird. Jedoch, bei dem Fall, bei dem die Ventilöffnungsdauer des Druckminderventils begrenzt ist, wie bei der vorstehend beschriebenen Steuereinrichtung, kann der tatsächliche Kraftstoffdruck nicht ausreichend vermindert werden, indem die Ventilöffnungsbetätigung nur einmal durchgeführt wird. Folglich muss das Druckminderventil mehrmals geöffnet und geschlossen werden. Infolgedessen existiert die Möglichkeit, dass der Kraftstoffdruck in dem Common Rail dem Sollkraftstoffdruck nicht geeignet folgen kann.

Zusätzlich zu der Kraftstoffeinspritzsteuereinrichtung, die das Überlappen zwischen der Kraftstoffeinspritzdauer und der Ventilöffnungsdauer des Druckminderventils wie vorstehend beschrieben verhindert, ist das Problem der Verschlechterung der Folgeleistungsfähigkeit zum Folgen des Sollkraftstoffdrucks ein allgemeines Problem jeder Kraftstoffeinspritzsteuereinrichtung, die eine Zeitdauer zum Erlauben der Ventilöffnung des Druckminderventils vorsieht, um die Schwankung des Kraftstoffdrucks in der Druckspeicherkammer aufgrund der Ventilöffnung des Druckminderventils zu unterdrücken.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung eine Kraftstoffeinspritzsteuereinrichtung vorzusehen, die dazu im Stande ist, sowohl ein Unterdrücken einer Schwankung eines Kraftstoffdrucks in einer Druckspeicherkammer aufgrund einer Ventilöffnung eines Druckminderventils, als auch ein Beibehalten einer hohen Folgeleistungsfähigkeit des Kraftstoffdrucks in der Druckspeicherkammer einem Sollkraftstoffdruck zu folgen geeignet zu erreichen.

Gemäß einem Gesichtspunkt der Erfindung hat eine Kraftstoffeinspritzsteuereinrichtung eine Druckmindervorrichtung, die eine Öffnungsbetätigung eines Druckminderventils, wenn ein Differenzdruck zwischen einem Kraftstoffdruck in einer Druckspeicherkammer und einem Sollkraftstoffdruck gleich oder größer als ein erster vorbestimmter Wert ist, derart durchführt, dass ein Ventilöffnen des Druckminderventils während einer vorbestimmten Erlaubniszeitdauer erlaubt ist, wenn der Differenzdruck gleich oder größer als der erste vorbestimmte Wert ist und weniger als ein zweiter vorbestimmter Wert ist, und derart, dass die Ventilöffnung des Druckminderventils auch während einer anderen Zeitdauer als der Erlaubniszeitdauer erlaubt ist, wenn der Differenzdruck gleich oder größer als der zweite vorbestimmte Wert ist.

Mit diesem Aufbau ist das Ventilöffnen des Druckminderventils während der Erlaubniszeitdauer gestattet, wenn der Differenzdruck gleich oder größer als der erste vorbestimmte Wert ist und wenn dieser geringer als der zweite vorbestimmte Wert ist. Folglich kann eine Schwankung des Kraftstoffdrucks aufgrund der Ventilöffnung des Druckminderventils bei einer anderen Zeitdauer, als der Erlaubniszeitdauer unterdrückt werden. Das Ventilöffnen des Druckminderventils ist auch während der anderen Zeitdauer als der Erlaubniszeitdauer gestattet, wenn der Differenzdruck gleich oder größer als der zweite vorbestimmte Wert ist. Deshalb kann bei dem Fall, bei dem der abgetastete Kraftstoffdruck den Sollkraftstoffdruck in großem Maße übersteigt, beispielsweise, wenn der Sollkraftstoffdruck rasch abnimmt, weil ein Beschleunigerpedal von einem niedergedrückten Zustand freigegeben wird, das Druckminderventil selbst während der Einspritzdauer geöffnet werden, so dass eine Verschlechterung der Folgeleistungsfähigkeit, dem Sollkraftstoffdruck zu folgen, geeignet unterdrückt werden kann. Folglich kann sowohl ein Unterdrücken der Schwankung des Kraftstoffdrucks in der Druckspeicherkammer aufgrund des Ventilöffnens des Druckminderventils, als auch ein Beibehalten der hohen Folgeleistungsfähigkeit des Kraftstoffdrucks in der Druckspeicherkammer, dem Sollkraftstoffdruck zu folgen, geeignet erreicht werden.

Merkmale und Vorteile von Ausführungsbeispielen werden, ebenso wie Betätigungsverfahren und die Funktion der zugehörigen Teile, aus einem Studium der folgenden detaillierten Beschreibung, der beigefügten Ansprüche und der Zeichnungen offensichtlich werden, von denen alle einen Teil dieser Anmeldung bilden. In den Zeichnungen:
1 ist eine schematische Darstellung, die ein Maschinensystem gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
2 ist ein Zeitdiagramm, das Steuerbetriebsarten eines Kraftstoffventils und eines Druckminderventils gemäß dem Ausführungsbeispiel von 1 zeigt;
3 ist ein Zeitdiagramm, das Bereiche zum Gestatten einer Öffnungsbetätigung des Druckminderventils gemäß dem Ausführungsbeispiel von 1 zeigt;
4 ist ein Flussdiagramm, das Verarbeitungsschritte einer Druckminderungssteuerung gemäß dem Ausführungsbeispiel von 1 zeigt;
5 ist ein Zeitdiagramm, das eine Betriebsart der Druckmindersteuerung gemäß dem Ausführungsbeispiel von 1 zeigt;
6 ist ein Flussdiagramm, das Verarbeitungsschritte einer Druckmindersteuerung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
7 ist ein Zeitdiagramm, das Eigenschaften eines Druckminderventils gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt; und
8 ist ein Flussdiagramm, das Verarbeitungsschritte einer Druckmindersteuerung gemäß dem Ausführungsbeispiel von 7 zeigt.
Bezugnehmend auf 1 ist eine Kraftstoffeinspritzsteuereinrichtung einer Common Rail-Dieselmaschine gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Wie es in 1 gezeigt ist, saugt eine Kraftstoffpumpe 6 einen Kraftstoff in einem Kraftstofftank 2 durch einen Kraftstofffilter 4. An die Kraftstoffpumpe 6 wird eine Leistung von einer Kurbelwelle als eine Abtriebswelle der Dieselmaschine angelegt, um Kraftstoff auszulassen. Die Kraftstoffpumpe 6 hat ein Saugdosierventil 8. Eine durch die Kraftstoffpumpe 6 zu einer Außenseite ausgelassene Kraftstoffmenge wird durch eine Betätigung des Saugdosierventils 8 bestimmt. Die Kraftstoffpumpe 6 hat mehrere Kolben. Jeder Kolben bewegt sich zwischen einem oberen Totpunkt und einem unteren Totpunkt hin und her, um den Kraftstoff anzusaugen oder auszulassen.
Der Kraftstoff von der Kraftstoffpumpe 6 wird einem Common Rail 10 druckzugeführt. Das Common Rail 10 speichert den Kraftstoff, der von der Kraftstoffpumpe 6 druckzugeführt wird, bei einem Hochdruckzustand und führt den gespeicherten Kraftstoff Kraftstoffeinspritzventilen 14 von jeweiligen Zylindern (vier Zylinder bei diesem Ausführungsbeispiel) durch Hochdruckkraftstoffdurchgänge 12 zu. Die Kraftstoffeinspritzventile 14 sind mit dem Kraftstofftank 2 durch einen Niederdruckkraftstoffdurchgang 16 verbunden. Das Common Rail 10 ist mit einem Druckminderventil 18 versehen. Der Kraftstoff in dem Common Rail 10 kann durch das Druckminderventil 18 und den Niederdruckkraftstoffdurchgang 16 zu dem Kraftstofftank 2 strömen.
Das Maschinensystem hat verschiedene Sensoren zum Abtasten von Betriebszuständen der Dieselmaschine wie beispielsweise einen Kraftstoffdrucksensor 20 zum Abtasten eines Kraftstoffdrucks P in dem Common Rail 10 und einen Kurbelwinkelsensor 22 zum Abtasten eines Drehwinkels (Kurbelwinkel: CA) der Abtriebswelle der Dieselmaschine. Das Maschinensystem hat eine Schnittstelle zwischen einem Nutzer und der Kraftstoffeinspritzsteuereinrichtung, wie beispielsweise einen Beschleunigungssensor 24 zum Abtasten eines Betätigungsbetrags ACCP des Beschleunigerpedals.
Eine elektronische Steuereinheit (ECU) 30 ist hauptsächlich durch einen Mikrocomputer aufgebaut. Die ECU 30 nimmt Abtastergebnisse der verschiedenen Sensoren auf und steuert die Ausgabe der Dieselmaschine, indem sie verschiedene Aktuatoren, wie beispielsweise die Kraftstoffeinspritzventile 14, das Druckminderventil 18 und die Kraftstoffpumpe 6 basierend auf den Abtastergebnissen betätigt. Jedes Kraftstoffeinspritzventil 14 hat einen Elektromagneten. Eine Düsennadel des Kraftstoffeinspritzventils 14 bewegt sich in einer axialen Richtung des Kraftstoffeinspritzventils 14 in Übereinstimmung mit einem Einschalten und einem Ausschalten des Elektromagneten. Dadurch öffnet und schließt sich das Kraftstoffeinspritzventil 14. Das Druckminderventil 18 hat auch einen Elektromagneten. Das Druckminderventil 18 öffnet und schließt sich in Übereinstimmung mit einem Einschalten und Ausschalten des Elektromagneten. Das Druckminderventil 18 ist derart aufgebaut, dass der Elektromagnet teilweise einen Umfang eines beweglichen Eisenkerns abdeckt, was ein Öffnen und Schließen eines Ventilbauteils bewirkt, wie es beispielsweise in der JP-A-2002-61548 beschrieben ist. Wenn der Elektromagnet eingeschaltet ist, wird der Eisenkern in ein Inneres des Elektromagneten gezogen.
Die ECU 30 betätigt die Kraftstoffeinspritzventile 14 durch eine Antriebseinrichtung 32 und betätigt das Druckminderventil 18 durch eine Antriebsvorrichtung 34. Strom wird der ECU 30 und der Antriebsvorrichtung 32 von einer Batterie 36 zugeführt. Die Antriebseinrichtung 32 hat einen Verstärkerkreis zum Verstärken einer Spannung der Batterie 36. Die Kraftstoffeinspritzventile 14 werden durch die verstärkte Spannung betätigt. Die Antriebseinrichtung 34 betätigt das Druckminderventil 18 direkt mit der Spannung der Batterie 36 ohne einem Verstärken der Spannung der Batterie 36.
2 zeigt Betätigungsarten des Kraftstoffeinspritzventils 14 und des Druckminderventils 18, die durch die Antriebseinrichtungen 32, 34 durchgeführt werden. 2(A) zeigt eine Energiezuführungsbetriebsart EI des Kraftstoffeinspritzventils 14. 2(B) zeigt einen Öffnungs-/Schließzustand SI des Kraftstoffeinspritzventils 14. 2(C) zeigt eine Energiezuführungsbetriebsart EV des Druckminderventils 18. 2(D) zeigt einen Öffnungs-/Schließzustand SV des Druckminderventils 18.
Wie es in 2(A) gezeigt ist, wird, wenn die Öffnungsbetätigung des Kraftstoffeinspritzventils 14 durchgeführt wird, ein Energiezuführungsbetrag EI des Kraftstoffeinspritzventils 14 einmal auf einen großen Wert erhöht, wobei die Spannung durch den Verstärkerkreis verstärkt ist, und wird dann durch einen Kreis, der den konstanten Strom mit der Spannung der Batterie 36 erzeugt, auf einen konstanten Strom gesteuert. Somit öffnet sich das Kraftstoffeinspritzventil 14 schnell, wie es in 2(B) gezeigt ist.
Wenn eine Ventilöffnungsbetätigung des Druckminderventils 18 durchgeführt wird, wie es in 2(C) gezeigt ist, wird ein Strom EV, der durch Verwenden der Spannung der Batterie 36 erzeugt ist, an das Druckminderventil 18 angelegt. Wenn der gewünschte konstante Strom durch das Druckminderventil 18 zu strömen beginnt, öffnet sich das Druckminderventil 18, wie es in 2(D) gezeigt ist.
Eine in der JP-A-2001-14046 beschriebene Antriebseinrichtung kann beispielsweise als die Antriebseinrichtung 32 verwendet werden. Eine von den in der JP-A-2001-14046 beschriebenen Antriebseinrichtungen, die nur einen Kreis zum Erzeugen des konstanten Stroms aufweist, kann als die Antriebseinrichtung 34 verwendet werden.
Die ECU 30 führt eine Kraftstoffeinspritzsteuerung durch, um die Ausgabesteuerung der Dieselmaschine geeignet durchzuführen. Bei der Kraftstoffeinspritzsteuerung betätigt die ECU 30 die Kraftstoffpumpe 6 (genauer gesagt, das Ansaugdosierventil 8), um den Kraftstoffdruck P in dem Common Rail 10 auf einen Sollkraftstoffdruck PFIN zu regeln, der in Übereinstimmung mit den Betriebszuständen der Dieselmaschine und dergleichen eingestellt ist. Der Sollkraftstoffdruck PFIN wird basierend auf einer Befehlseinspritzmenge des Kraftstoffeinspritzventils 14 und der Drehzahl der Dieselmaschine berechnet. Die Befehlseinspritzmenge wird basierend auf dem Betätigungsbetrag ACCP des Beschleunigerpedals und der Drehzahl der Dieselmaschine berechnet. Der Sollkraftstoffdruck PFIN wird höher eingestellt, wenn eine Last und die Drehzahl der Dieselmaschine zunimmt.
Wenn der tatsächliche Kraftstoffdruck P in dem Common Rail 10 den Sollkraftstoffdruck PFIN in großem Maße übersteigt, wird bestimmt, dass das Druckverringerungserfordernis auftritt. In diesem Fall wird die Druckverringerungssteuerung des Kraftstoffdrucks P in dem Common Rail 10 durch die Öffnungsbetätigung des Druckminderventils 18 durchgeführt. Im Grunde wird die Öffnungsbetätigung des Druckminderventils 18 in einer anderen Dauer (Druckverminderungssteuerbereich: Verminderungssteuerung in 3) als der in 3 gezeigten Kraftstoffeinspritzdauer durchgeführt, um die Verschlechterung der Genauigkeit der Kraftstoffeinspritzmenge zu unterdrücken, die durch das Kraftstoffeinspritzventil 14 eingespritzt wird. 3(A) zeigt eine Kraftstoffeinspritzbetriebsart eines ersten Zylinders #1. 3(B) zeigt eine Kraftstoffeinspritzart eines zweiten Zylinders #2. 3(C) zeigt eine Kraftstoffeinspritzbetriebsart eines dritten Zylinders #3. 3(D) zeigt eine Kraftstoffeinspritzbetriebsart eines vierten Zylinders #4. Ein Beispiel einer Vierschritteinspritzung eines Durchführens von zwei Schritten einer Piloteinspritzung p, eines Schritts einer Voreinspritzung pr und eines Schritts einer Haupteinspritzung m ist in 3 gezeigt.
Wie es vorstehend beschrieben ist, kann eine Verschlechterung der Steuergenauigkeit des tatsächlich eingespritzten Kraftstoffs durch Verhindern der Öffnungsbetätigung des Druckminderventils 18 während der Kraftstoffeinspritzdauer unterdrückt werden. Bei dem Fall, bei dem das Beschleunigerpedal freigegeben wird, wenn die Drehzahl der Abtriebswelle der Dieselmaschine hoch ist, fällt der Sollkraftstoffdruck PFIN rasch ab, so dass der Kraftstoffdruck P in dem Common Rail 10 den Sollkraftstoffdruck PFIN in großem Maße übersteigt. In diesem Fall nimmt der überschüssige Kraftstoffbetrag in dem Common Rail 10, aufgrund der Steuerung zum Veranlassen des Kraftstoffdrucks P in dem Common Rail 10, dem Sollkraftstoffdruck PFIN zu folgen, zu.
Wenn die Drehzahl der Dieselmaschine hoch ist, ist ein Zeitintervall zwischen einer bestimmten Kraftstoffeinspritzdauer und einer nächsten Kraftstoffeinspritzdauer kurz. In solch einem Fall existiert die Möglichkeit, dass keine ausreichende Menge des Kraftstoffs durch die Öffnungsbetätigung des Druckminderventils 18 aus dem Common Rail 10 ausgelassen werden kann.
Besonders ist bei diesem Ausführungsbeispiel das Problem gravierend, weil das Druckminderventil 18 durch den konstanten Strom betrieben wird, der mit der Spannung der Batterie 36 erzeugt wird. Wie es in 2(A) gezeigt ist, wird bei dem Fall, bei dem der Verstärkerkreis verwendet wird, die Zeit, die nötig ist, bevor der gewünschte konstante Strom durch das Elektromagnetventil strömt, verkürzt. Bei dem Fall, bei dem der konstante Strom direkt mit der Spannung der Batterie 36 erzeugt wird, wird die Zeit, die erforderlich ist, bevor der konstante Strom fließt, verlängert, wie es in 2(C) gezeigt ist, so dass die Zeit T, die zwischen dem Beginn der Energiezufuhr und der Ventilöffnung erforderlich ist, verlängert wird, wie es in 2(D) gezeigt ist. Folglich ist die Reaktion des Druckminderventils 18 hinsichtlich der Ventilöffnungsbetätigung gering. Infolgedessen ist es schwierig, eine ausreichende tatsächliche Ventilöffnungsdauer des Druckminderventils 18 sicherzustellen.
Darüber hinaus ist bei dem Ausführungsbeispiel das Druckminderventil 18 derart aufgebaut, dass der Elektromagnet teilweise den Außenumfang des beweglichen Eisenkerns abdeckt. Bei einem derartigen Aufbau, um die magnetische Kraft gleichmäßig in jede radiale Richtung des beweglichen Eisenkerns anzulegen, muss die Achse des beweglichen Eisenkerns mit der Achse des Elektromagneten mit einer hohen Genauigkeit zusammenfallen. Deshalb ist das Druckminderventil 18 derart aufgebaut, dass die radiale Bewegung des beweglichen Eisenkerns durch Reduzieren eines Zwischenraums zwischen einem Außenumfang eines beweglichen Abschnitts innerhalb des Druckminderventils 18, der mit dem beweglichen Eisenkern verbunden ist, und einem Innenumfang eines feststehenden Abschnitts des Druckminderventils 18 beschränkt wird. Wenn der Zwischenraum reduziert wird, wird eine Kraft erhöht, die zum Öffnen des Druckminderventils 18 erforderlich ist. Infolgedessen wird das Ansprechverhalten des Druckminderventils 18 verschlechtert.
Die Kraftstoffeinspritzsteuereinrichtung mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau hat den Wert des Vereinfachens des Aufbaus der Antriebseinrichtung 34 und dergleichen, hat jedoch den Mangel einer Schwierigkeit beim Verbessern des Ansprechverhaltens des Druckminderventils 18. Es ist schwierig, eine ausreichende Druckverringerungssteuerung durchzuführen, da die Zeitdauern vorgesehen sind, die die Öffnungsbetätigung des Druckminderventils 18 verhindern.
Deshalb wird bei dem Ausführungsbeispiel die Öffnungsbetätigung des Druckminderventils 18 durchgeführt, wenn ein Differenzdruck zwischen dem abgetasteten Kraftstoffdruck P und dem Sollkraftstoffdruck PFIN gleich oder größer als ein erster vorbestimmter Wert ist, derart, dass die Öffnungsbetätigung des Druckminderventils 18 während einer Dauer (Erlaubnisdauer), die eine andere als die Kraftstoffeinspritzdauer ist, erlaubt ist, wenn der Differenzdruck gleich oder größer als der erste vorbestimmte Wert ist und kleiner als ein zweiter vorbestimmter Wert ist, und derart, dass die Öffnungsbetätigung des Druckminderventils 18 auch während der Kraftstoffeinspritzdauer erlaubt ist, wenn der Differenzdruck gleich oder größer als der zweite vorbestimmte Wert ist.
4 ist ein Flussdiagramm, das die Druckverringerungssteuerung gemäß dem Ausführungsbeispiel zeigt. Die ECU 30 führt die in 4 gezeigte Verarbeitung beispielsweise bei einem vorbestimmten Zyklus durch.
In der Abfolge der Verarbeitung berechnet zuerst Schritt S10 einen ersten Schwellwert A, indem ein vorbestimmter Wert Δ1 zu dem Sollkraftstoffdruck PFIN addiert wird, und berechnet einen zweiten Schwellwert B, indem ein vorbestimmter Wert Δ2 zu dem Sollkraftstoffdruck PFIN addiert wird. Der vorbestimmte Wert Δ1 wird auf einen Betrag eingestellt, der die Zunahme des Kraftstoffdrucks P in dem Common Rail 10 über den Sollkraftstoffdruck PFIN bewirkt, und das Druckverringerungserfordernis des Kraftstoffdrucks P in dem Common Rail 10 bewirkt. Beispielsweise wird der vorbestimmte Wert Δ1 auf einen Betrag eingestellt, der eine Verschlechterung von Abgaseigenschaften bewirken kann, weil der tatsächliche Kraftstoffdruck P in dem Common Rail 10 den Sollkraftstoffdruck PFIN übersteigt und eine Sprühnebelform des Kraftstoffs während der Kraftstoffeinspritzung von einer gewünschten Form abweicht. Der vorbestimmte Wert Δ2 wird basierend auf einem angenommenen Betrag eingestellt, der eine ausreichende Druckverringerungssteuerung durch das Druckminderventil deaktiviert, die nur während der anderen Dauer als der Kraftstoffeinspritzdauer durchgeführt wird.
Wenn die Verarbeitung bei Schritt S10 beendet ist, bestimmen die Schritte S12 und S14 ob der Kraftstoffdruck P, der durch den Kraftstoffdrucksensor 20 abgetastet wird, niedriger als der erste Schwellwert A (Schritt S12: NEIN) ist, ob der abgetastete Kraftstoffdruck P gleich oder größer als der erste Schwellwert A ist und niedriger als der zweite Schwellwert B ist (Schritt S14: NEIN), oder ob der abgetastete Kraftstoffdruck P gleich oder größer als der zweite Schwellwert B ist (Schritt S14: JA). Wenn der abgetastete Kraftstoffdruck P gleich oder größer als der erste Schwellwert A ist und niedriger als der zweite Schwellwert B ist, wird eine Verarbeitung bei den Schritten S16 bis S26 ausgeführt, um die Öffnungsbetätigung des Druckminderventils 18 während der anderen Zeit als der Kraftstoffeinspritzzeit durchzuführen.
Schritt S16 berechnet basierend auf dem Sollkraftstoffdruck PFIN und dem abgetasteten Kraftstoffdruck P eine erforderliche Energiezufuhrdauer TEr, die erforderlich ist, um den Kraftstoffdruck P in dem Common Rail 10 auf den Sollkraftstoffdruck PFIN zu verringern. Die erforderliche Energiezufuhrdauer TEr wird unter Berücksichtigung der Tatsache berechnet, dass die Geschwindigkeit der Abnahme des Kraftstoffdrucks P aufgrund des Ausströmens des Kraftstoffs von dem Common Rail 10 durch die Öffnungsbetätigung des Druckminderventils 18 abnimmt, wenn der Kraftstoffdruck P abnimmt. Beispielsweise kann die erforderliche Energiezufuhrdauer TEr berechnet werden, indem Daten gespeichert werden, die eine Beziehung zwischen der abnehmenden Geschwindigkeit des Kraftstoffdrucks P und des Kraftstoffdrucks P in dem Common Rail 10 bei dem Fall definieren, bei dem das Druckminderventil 18 geöffnet ist.
Dann berechnet Schritt S18 einen oberen Grenzwert TEu der Energiezufuhrdauer TE basierend auf der Drehzahl der Dieselmaschine. Die Drehzahl ist ein Parameter, der mit dem Zeitintervall zwischen einer beliebigen Kraftstoffeinspritzdauer und der nächsten Kraftstoffeinspritzdauer korreliert. Deshalb kann die Zeit für den Beginn der Energiezufuhr bis zu der Startzeit der nächsten Kraftstoffeinspritzdauer durch den oberen Grenzwert TEu bestimmt werden. Wenn der obere Grenzwert TEu berechnet ist, führt Schritt S20 eine Energiezufuhr (Öffnungsbetätigung) des Druckminderventils 18 von einem Startpunkt aus, der der Endzeit der beliebigen Kraftstoffeinspritzdauer entspricht. Wenn die Energiezufuhrdauer TE den oberen Grenzwert TEu erreicht (Schritt S22: JA) oder wenn die Energiezufuhrdauer TE die benötigte Energiezufuhrdauer TEr erreicht (Schritt S24: JA), stoppt Schritt S26 die Energiezufuhr.
Wenn bestimmt wird, dass der abgetastete Kraftstoffdruck P bei Schritten S12 und S14 gleich oder größer als der zweite Schwellwert B ist, wird ein Verarbeiten bei den Schritten S28 bis S34 durchgeführt.
Schritt S28 beginnt sofort mit der Betätigung des Druckminderventils 18 ohne Rücksicht auf den Kurbelwinkelbereich der Dieselmaschine. Dann berechnet Schritt S30 einen dritten Schwellwert C, indem ein vorbestimmter Wert Δ3 zu dem Sollkraftstoffdruck PFIN addiert wird. Der Schwellwert C wird auf einen Wert eingestellt, der gleich oder größer als der Sollkraftstoffdruck PFIN und kleiner als der zweite Schwellwert B ist. Wünschenswerter wird der Schwellwert C auf einen Wert eingestellt, der gleich oder kleiner als der erste Schwellwert A ist. Der vorbestimmte Wert Δ3 wird auf einen Wert zum Bestimmen eingestellt, ob die Abnahmemenge des Kraftstoffdrucks P einen Wert erreicht, bei dem die Öffnungsbetätigung des Druckminderventils 18 gestoppt werden kann. Wenn bestimmt ist, dass der abgetastete Kraftstoffdruck P aufgrund der Öffnung des Druckminderventils 18 gleich oder kleiner als der dritte Schwellwert C wird (Schritt S32: JA), wird die Betätigung des Druckminderventils 18 gestoppt.
Wenn Schritt S12 bestimmt, dass der Kraftstoffdruck P geringer als der Schwellwert A ist oder die Verarbeitung bei Schritt S26 oder S34 beendet ist, wird die Abfolge der Verarbeitung einmal beendet.
5 zeigt eine Betriebsart der vorstehend beschriebenen Druckverringerungssteuerung. Die 5(a1) und 5(b1) zeigen ein Verhalten des Kraftstoffdrucks P und einen Zustand SV des Druckminderventils 18 bei dem Fall, bei dem der Kraftstoffdruck P den ersten Schwellwert A übersteigt, jedoch den zweiten Schwellwert B nicht erreicht. Die 5(a2) und 5(b2) zeigen ein Verhalten des Kraftstoffdrucks P und eines Betätigungszustandes SV des Druckminderventils 18 bei dem Fall, bei dem der Kraftstoffdruck P den zweiten Schwellwert B übersteigt. In den 5(a1) oder 5(a2) wird der durch den Kraftstoffdrucksensor 20 abgetastete Kraftstoffdruck P durch eine durchgezogene Linie angegeben und der Sollkraftstoffdruck PFIN wird durch eine Strichpunktlinie angezeigt.
Bei dem Beispiel, das in den 5(a1) und 5(b1) gezeigt ist, bei dem der Kraftstoffdruck P den ersten Schwellwert A übersteigt, jedoch den zweiten Schwellwert B nicht erreicht, wird die Öffnungsbetätigung (Energiezufuhr) des Druckminderventils 18 nach einer Zeit t1 durchgeführt, bei der der Kraftstoffdruck P gleich oder größer als der erste Schwellwert A wird. Eine Schließbetätigung (Abschaltung) des Druckminderventils 18 wird bei einer Zeit t2 durchgeführt, bei der die erforderliche Einschaltdauer TEr, die bei Schritt S16 von 4 berechnet wird, vergangen ist. Anschließend nimmt der Kraftstoffdruck P in dem Common Rail 10 weiter ab, weil die Kraftstoffeinspritzung nach einer Zeit T3 durchgeführt wird.
Bei dem in den 5(a2) und 5(b2) gezeigten Beispiel, bei dem der Kraftstoffdruck P den zweiten Schwellwert B aufgrund der raschen Abnahme des Sollkraftstoffdrucks PFIN übersteigt, wird die Öffnungsbetätigung des Druckminderventils 18 sofort durchgeführt. Folglich nimmt der Kraftstoffdruck P in dem Common Rail 10 rasch ab. Wenn die Öffnungsbetätigung des Druckminderventils 18 während der Kraftstoffeinspritzdauer verhindert wird, obwohl der Kraftstoffdruck P den zweiten Schwellwert B übersteigt, nimmt der Kraftstoffdruck P in dem Common Rail 10 schrittweise durch mehrfache Wiederholungen von Öffnungs-/Schließbetätigungen des Druckminderventils 18 ab, wie es durch eine zweifach gepunktete Strichpunktlinie in 5 gezeigt ist. Folglich benötigt der Kraftstoffdruck P eine lange Zeit, um sich zu verringern und dem Sollkraftstoffdruck PFIN anzunähern.
Das Ausführungsbeispiel zeigt die folgenden Wirkungen.

(1) Wenn der Kraftstoffdruck gleich oder größer als der erste Schwellwert A ist und niedriger als der zweite Schwellwert B ist, wird die Dauer zum Durchführen der Öffnungsbetätigung des Druckminderventils 18 außerhalb der Kraftstoffeinspritzdauer eingestellt. Wenn der Kraftstoffdruck gleich oder größer als der zweite Schwellwert B ist, wird die Dauer zum Durchführen der Öffnungsbetätigung des Druckminderventils 18 in Übereinstimmung mit dem Abnahmebetrag des abgetasteten Kraftstoffdrucks eingestellt. Wenn der abgetastete Kraftstoffdruck gleich oder größer als der erste Schwellwert A ist und niedriger als der zweite Schwellwert B ist, wird die Ventilöffnung des Druckminderventils 18 während der Kraftstoffeinspritzdauer verhindert. Somit kann die Abweichung der tatsächlichen Einspritzmenge von der gewünschten Einspritzmenge aufgrund der Ventilöffnung des Druckminderventils 18 während der Kraftstoffeinspritzdauer verhindert werden. Wenn der Kraftstoffdruck gleich oder höher als der zweite Schwellwert B ist, wird die Öffnungsbetätigung des Druckminderventils 18 während der Kraftstoffeinspritzdauer gestattet. Folglich, bei dem Fall, bei dem der abgetastete Kraftstoffdruck den Sollkraftstoffdruck in großem Maße übersteigt, wenn beispielsweise der Sollkraftstoffdruck schnell abnimmt, weil das Beschleunigerpedal schnell von einem niedergedrückten Zustand freigegeben wird, kann die Öffnungsbetätigung des Druckminderventils 18 selbst während der Einspritzdauer durchgeführt werden. Dadurch kann eine Verschlechterung der Folgeleistungsfähigkeit des Kraftstoffdrucks, dem Sollkraftstoffdruck zu folgen, geeignet verhindert werden. Somit kann die Öffnungs-/Schließbetätigung des Druckminderventils 18 durchgeführt werden, während die hohe Folgeleistungsfähigkeit des Kraftstoffdrucks in dem Common Rail 10, dem Sollkraftstoffdruck zu folgen, beibehalten wird, und die Verschlechterung der Steuergenauigkeit der Kraftstoffeinspritzmenge geeignet verhindert wird. Indem das Druckminderventil 18 durchgehend geöffnet wird, wenn der Kraftstoffdruck gleich oder größer als der zweite Schwellwert B wird, kann die Öffnungsbetätigungsanzahl verglichen mit dem Fall eines Verhinderns der Öffnungsbetätigung des Druckminderventils 18 während der Kraftstoffeinspritzdauer reduziert werden. Infolgedessen kann ein Verschleiß des Druckminderventils 18 verhindert werden.
(2) Die Endzeit der Dauer, in der die Öffnungsbetätigung des Druckminderventils 18 bei dem Fall durchgeführt wird, bei dem der Kraftstoffdruck gleich oder höher als der zweite Schwellwert B ist, wird auf eine Zeit eingestellt, wenn der abgetastete Kraftstoffdruck gleich oder niedriger als der dritte Schwellwert C wird. Folglich kann auf das Druckverringerungserfordernis reagiert werden, selbst wenn eine ausreichende Druckverringerungssteuerung nicht durch die Öffnungsbetätigung des Druckminderventils 18 nur während der anderen Dauer als der Kraftstoffeinspritzdauer ausgeführt werden kann.
(3) Die Endzeit der Dauer, bei der die Öffnungsbetätigung des Druckminderventils 18 durchgeführt wird, wird basierend auf der kleineren erforderlichen Energiezufuhrdauer und dem oberen Grenzwert eingestellt, wenn der Kraftstoffdruck gleich oder größer als der erste Schwellwert A ist und niedriger als der zweite Schwelwert B. Somit wird ein geeignetes Schema eines Verhinderns der Öffnungsbetätigung des Druckminderventils während der Kraftstoffeinspritzdauer vorgesehen.
(4) Ein Ventil der normalerweise geschlossenen Art wird als das Druckminderventil 18 verwendet. Die Öffnungsbetätigung des Druckminderventils 18 wird durchgeführt, indem das Druckminderventil 18 direkt mit der Spannung der Batterie 36 unter Strom gesetzt wird. Somit muss die Antriebseinrichtung 34 keinen Verstärkerkreis aufweisen und ist einfach aufgebaut. Jedoch wird das Ansprechempfindlichkeit des Druckminderventils 18 verringert. Deshalb werden die Wirkungen der in 4 gezeigten Verarbeitung geeignet ausgeübt.

Als nächstes wird ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erklärt. 6 ist ein Flussdiagramm, das eine Druckverringerungssteuerung gemäß dem Ausführungsbeispiel zeigt. Die ECU 30 führt beispielsweise die in 6 gezeigte Verarbeitung in einem vorbestimmten Zyklus durch.
In der Abfolge der Verarbeitung berechnet zuerst Schritt S10a einen ersten Schwellwert A und einen zweiten Schwellwert B. Schritt S10a stellt variabel einen vorbestimmten Wert Δ2 in Übereinstimmung mit der Drehzahl der Dieselmaschine ein. Die Drehzahl ist ein Parameter, der mit einem Zeitintervall zwischen einer beliebigen Kraftstoffeinspritzdauer und einer nächsten Kraftstoffeinspritzdauer korreliert. Wenn sich das Zeitintervall verkürzt, wird es schwieriger, die Druckverringerungssteuerung ausreichend durchzuführen, während die Öffnungsbetätigung des Druckminderventils 18 während der Kraftstoffeinspritzdauer verhindert wird. Deshalb wird der vorbestimmte Wert Δ2 variabel derart eingestellt, dass die Druckverringerungssteuerung, die die Öffnungsbetätigung des Druckminderventils 18 während der Kraftstoffeinspritzdauer gestattet, stärker priorisiert wird, wenn die Drehzahl hoch ist, als wenn die Drehzahl niedrig ist.
Bei der in 6 gezeigten Verarbeitung verhindert Schritt S22a die Öffnungsbetätigung des Druckminderventils 18 während der Kraftstoffeinspritzdauer, wenn der Kraftstoffdruck gleich oder größer als der erste Schwellwert A ist und niedriger als der zweite Schwellwert B ist. Wenn die Kraftstoffeinspritzung durch das Kraftstoffeinspritzventil 14 begonnen wird (Schritt S22a: Ja), wird die Energiezufuhr gestoppt, selbst wenn eine erforderliche Energiezufuhrdauer TEr nicht vergangen ist.
Das zweite Ausführungsbeispiel übt einen nachfolgenden Effekt (5) zusätzlich zu den Wirkungen (1), (2) und (4) des ersten Ausführungsbeispieles aus.

(5) Der vorbestimmte Wert Δ2 wird variabel basierend auf der Drehzahl der Abtriebswelle der Dieselmaschine eingestellt. Somit kann der vorbestimmte Wert Δ2 unter Berücksichtigung der Tatsache passend eingestellt werden, dass sich die Tatsache, ob eine Bedingung, die dazu im Stande ist, das Druckverminderungserfordernis zu erfüllen, selbst wenn die Öffnungsbetätigung des Druckminderventils 18 während der Kraftstoffeinspritzdauer verhindert wird, existiert oder nicht, abhängig von der Drehzahl ändert.

Als nächstes wird ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erklärt. Bei dem Ausführungsbeispiel ist ein Druckminderventil 18 ein Ventil der normaler Weise geöffneten Art, das in einen geöffneten Zustand gebracht wird, wenn das Druckminderventil 18 abgeschaltet wird. Wie es in 7(a) gezeigt ist, wird der Kraftstoffdruck P in dem Common Rail 10 zum Öffnen des Druckminderventils 18 (Ventilöffnungsdruck PO) in Übereinstimmung mit dem Energiezufuhrbetrag EV des Druckminderventils 18 reguliert. Der Energiezufuhrbetrag EV des Druckminderventils 18 wird derart geregelt, dass sich das Druckminderventil 18 öffnet, wie es in 7(c) gezeigt ist, wenn der abgetastete Kraftstoffdruck P, der in 7(b) durch eine durchgezogene Linie gezeigt wird, höher wird, als der Sollkraftstoffdruck PFIN, der in 7(b) durch eine Strichpunktlinie gezeigt wird, und zwar um einen vorbestimmten Wert Δ.
8 ist ein Flussdiagramm, das eine Druckverringerungssteuerung gemäß dem Ausführungsbeispiel zeigt. Die ECU 30 führt die Verarbeitung, die in 8 gezeigt ist, beispielsweise in einem vorbestimmten Zyklus aus. In der Abfolge der Verarbeitung nimmt zuerst Schritt S40 einen Sollkraftstoffdruck PFIN auf, der durch eine andere Logik (nicht gezeigt) berechnet wird. Dann bestimmt Schritt S42, ob die gegenwärtige Zeit während der Kraftstoffeinspritzdauer liegt. Wenn Schritt S42 NEIN ist, berechnet Schritt S44 einen Schwellwert β des Kraftstoffdrucks P zum Öffnen des Druckminderventils 18, in dem der vorbestimmte Wert Δ1, der bei Schritt S10 von 4 berechnet wird, zu dem Sollkraftstoffdruck PFIN addiert wird. Wenn Schritt S42 JA ist, berechnet Schritt S46 den Schwellwert β, indem der vorbestimmte Wert Δ2, der bei Schritt S10 von 4 berechnet wird, zu dem Sollkraftstoffdruck PFIN addiert wird.
Wenn die Verarbeitung bei Schritt S44 oder S46 beendet ist, berechnet Schritt S48 den Energiezufuhrbetrag EV basierend auf dem Schwellwert β. Schritt S48 berechnet den Energiezufuhrbetrag EV, um den Ventilöffnungsdruck PO dem Schwellwert β anzupassen, basierend auf der in 7(a) gezeigten Beziehung. Schritt S50 betätigt das Druckminderventil 18 mit dem Energiezufuhrbetrag EV, der bei Schritt S48 berechnet wird.
Durch die in 8 gezeigte Verarbeitung wird die Ventilöffnung des Druckminderventils 18 während der Kraftstoffeinspritzdauer verhindert, wenn der Differenzdruck zwischen dem tatsächlichen Kraftstoffdruck P und dem Sollkraftstoffdruck PFIN gleich oder größer als der vorbestimmte Wert Δ1 und kleiner als der vorbestimmte Wert Δ2 ist. Wenn der Differenzdruck zwischen dem tatsächlichen Kraftstoffdruck P und dem Sollkraftstoffdruck PFIN gleich oder größer als der vorbestimmte Wert Δ2 ist, wird die Ventilöffnung des Druckminderventils 18 während der Kraftstoffeinspritzdauer gestattet.
Das Ausführungsbeispiel übt auch eine Wirkung aus, die ähnlich der Wirkung (1) des ersten Ausführungsbeispiels ist.
Die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele können folgendermaßen abgewandelt werden.
Bei dem ersten oder zweiten Ausführungsbeispiel wird die Öffnungsbetätigung des Druckminderventils 18 sofort durchgeführt, wenn der Kraftstoffdruck gleich oder höher als der zweite Schwellwert B ist. In diesem Fall existiert die Möglichkeit, dass die Einspritzmenge von einem gewünschten Wert abweicht, wenn die Öffnungsbetätigung des Druckminderventils 18 mit der Kraftstoffeinspritzdauer überlappt.
Normalerweise wird die Kraftstoffeinspritzsteuerung durchgeführt, indem die Befehlseinspritzdauer (Betätigungsdauer) des Kraftstoffeinspritzventils 14 basierend auf dem Kraftstoffdruck P in dem Common Rail 10 und der benötigten Einspritzmenge berechnet wird. Deshalb kann die Befehlseinspritzdauer, die bestimmt wird, indem der Abtastwert des Kraftstoffdrucks P unmittelbar vor der Kraftstoffeinspritzung verwendet wird, von einem geeigneten Wert zum Durchführen der Einspritzung der erforderlichen Einspritzmenge aufgrund einer Abnahme des Kraftstoffdrucks P abweichen, die durch das Ventilöffnen des Druckminderventils 18 bewirkt wird.
Die Verarbeitung bei den in 4 gezeigten Schritten S28 bis S34 wird während der Verzögerung durchgeführt. Während der Verzögerung, um einen Momentstoß aufgrund einer raschen Abnahme des Ausgabemoments der Dieselmaschine zu verhindern, das durch eine rasche Verringerung der Einspritzmenge bewirkt wird, wird eine Glättungsverarbeitung zum Berechnen eines gewichteten Durchschnitts der vorherigen Einspritzmenge und einer Einspritzmenge, die dem normalen Betätigungsbetrag des Beschleunigerpedals entspricht, als gegenwärtige Einspritzmenge normal durchgeführt.
Deshalb, selbst wenn die tatsächliche Einspritzmenge aufgrund des Überlappens zwischen der Ventilöffnung des Druckminderventils 18 und der Kraftstoffeinspritzdauer geringer wird, als die erwartete Einspritzmenge, fällt die Einspritzmenge nicht signifikant unter die benötigte Einspritzmenge, die dem Betätigungsbetrag des Beschleunigerpedals entspricht. Darüber hinaus kann der tatsächliche Kraftstoffdruck P veranlasst werden, dem Sollkraftstoffdruck PFIN schnell zu folgen.
Um die Verschlechterung der Steuergenauigkeit der Einspritzmenge zu verhindern, kann die Verarbeitung bei den in 4 oder 6 gezeigten Schritten S28 bis S34 durchgeführt werden, wenn der Kraftstoffdruck P gleich oder größer als der zweite Schwellwert B ist und eine Kraftstoffabsperrung durchgeführt wird. Alternativ kann das Kraftstoffabsperren zwangsweise durchgeführt werden, wenn die Verarbeitung bei den Schritten S28 bis S34 durchgeführt wird.
Bei dem ersten oder zweiten Ausführungsbeispiel kann die Zeitdauer zum Durchführen der Öffnungsbetätigung des Druckminderventils 18, wenn der Kraftstoffdruck P größer oder gleich dem zweiten Schwellwert B ist, die erforderliche Energiezufuhrdauer sein, die durch ein Verfahren berechnet wird, das ähnlich der Verarbeitung von Schritt S16 ist, der in 4 oder 6 gezeigt ist. In diesem Fall ist die erforderliche Energiezufuhrdauer ein Parameter zum Bestimmen, ob der Verringerungsbetrag des Kraftstoffdrucks P einen Wert erreicht, bei dem die Öffnungsbetätigung des Druckminderventils 18 gestoppt werden kann.
Bei dem ersten oder zweiten Ausführungsbeispiel können die vorbestimmten Werte Δ1, Δ2 variabel in Übereinstimmung mit dem Kraftstoffdruck P eingestellt werden, der durch den Kraftstoffdrucksensor 20 abgetastet wird. Bei dem ersten oder zweiten Ausführungsbeispiel wird die Öffnungsbetätigung des Druckminderventils 18 durchgeführt, wenn der Fehler zwischen dem abgetasteten Kraftstoffdruck P und dem Sollkraftstoffdruck PFIN gleich oder größer als der Wert Δ1 wird. Deshalb variiert der Minimalwert des Fehlers zum Durchführen der Öffnungsbetätigung des Druckminderventils 18 in Übereinstimmung mit dem Sollkraftstoffdruck PFIN. Die vorbestimmten Werte Δ1, Δ2 können variabel in Übereinstimmung mit dem Sollkraftstoffdruck PFIN eingestellt werden, um nicht den Fehler zu erhöhen.
Bei dem ersten oder zweiten Ausführungsbeispiel wird die Öffnungsbetätigung (Energiezufuhr) des Druckminderventils 18 während der Kraftstoffeinspritzdauer verhindert, wenn der Kraftstoffdruck P gleich oder höher als der erste Schwellwert A ist und niedriger als der zweite Schwellwert B ist. Alternativ kann der tatsächlich geöffnete Zustand des Druckminderventils 18 verhindert werden. Eine Antwortverzögerung T wird zwischen dem Beginn des Unterstromsetzens des Druckminderventils 18 und dem Beginn des tatsächlichen Unterstromsetzens bewirkt, wie es in 2 gezeigt ist. Deshalb kann das Überlappen zwischen dem tatsächlich geöffneten Zustand des Druckminderventils 18 und der Kraftstoffeinspritzdauer unter Vorausnahme der Antwortverzögerung T verhindert werden. Selbst bei diesem Fall schwankt die Zeit, seit die Öffnungsbetätigung des Druckminderventils 18 durchgeführt wurde, bis sich das Druckminderventil 18 tatsächlich öffnet, in Übereinstimmung mit der Spannung der Batterie 36 und dergleichen. Deshalb kann das Überlappen zwischen der Öffnungsbetätigungsdauer und der Kraftstoffeinspritzdauer nur während des Minimalwerts der Zeit, von der Durchführung der Öffnungsbetätigung des Druckminderventils 18 bis sich das Druckminderventil 18 tatsächlich öffnet gestattet werden. Deshalb können auch bei diesem Fall die Wirkungen des ersten oder zweiten Ausführungsbeispiels bei dem Fall, dass das Druckminderventil 18 eine geringe Reaktion aufweist, geeigneter ausgeübt werden, als bei dem Fall, bei dem das Druckminderventil 18 eine hohe Reaktion aufweist.
Bei den vorstehenden Ausführungsbeispielen wird die Ventilöffnung (Öffnungsbetätigung) des Druckminderventils 18 unter einer Einschränkung durchgeführt, dass die andere Dauer als die Kraftstoffeinspritzdauer als die Erlaubnisdauer verwendet wird, wenn der Kraftstoffdruck P gleich oder größer als der erste Schwellwert A ist und niedriger als der zweite Schwellwert B ist. Die Erlaubnisdauer ist nicht auf die andere Dauer als die Kraftstoffeinspritzdauer beschränkt. Beispielsweise, wie es in der JP-A-2000-240494 beschrieben ist, kann eine andere Dauer als die Abtastzeit des Abtastwerts des Kraftstoffdrucks P, der durch den Kraftstoffdrucksensor 20 abgetastet wird, als die Erlaubnisdauer verwendet werden.
Bei dem ersten oder zweiten Ausführungsbeispiel kann die Antriebseinrichtung 34 einen Aufbau mit einem Verstärkerkreis haben oder das Druckminderventil 18 kann einen Aufbau aufweisen, bei dem der bewegliche Eisenkern des Druckminderventils 18 nicht durch den Elektromagneten abgedeckt wird, der bewegliche Eisenkern außerhalb des Elektromagneten liegt und der bewegliche Eisenkern in die axiale Richtung des Elektromagneten gezogen wird. Selbst bei diesen Aufbauweisen können die Wirkungen (1) bis (3) des ersten Ausführungsbeispiels ausgeübt werden.
Bei dem dritten Ausführungsbeispiel können die vorbestimmten Werte Δ1, Δ2 variabel in Übereinstimmung mit der Drehzahl oder dem Kraftstoffdruck eingestellt werden.
Die Anzahl der Zylinder der Dieselmaschine kann frei geändert werden. Die Brennkraftmaschine ist nicht auf die Dieselmaschine beschränkt. Beispielsweise kann eine Direkteinspritzbenzinmaschine eingesetzt werden.
Die Erfindung sollte nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele beschränkt werden, sondern kann in vielen anderen Arten realisiert werden, ohne von dem Anwendungsbereich der Erfindung abzuweichen, wie er durch die angefügten Ansprüche definiert ist.
Eine Kraftstoffpumpe (6) saugt einen Kraftstoff von einem Kraftstofftank (2) und führt den Kraftstoff einem Common Rail (10) mit Druck zu. Der Kraftstoff in dem Common Rail kann durch ein Druckminderventil (18) zu dem Kraftstofftank ausgelassen werden. Eine Ventilöffnung des Druckminderventils wird während einer anderen Dauer durchgeführt als einer Kraftstoffeinspritzdauer, wenn ein Kraftstoffdruck in dem Common Rail gleich oder höher als ein erster Schwellwert ist und niedriger als ein zweiter Schwellwert ist. Die Ventilöffnung des Druckminderventils ist auch während der Kraftstoffeinspritzdauer gestattet, wenn der Kraftstoffdruck in dem Common Rail gleich oder höher als der zweite Schwellwert ist.

Claims

Kraftstoffeinspritzsteuereinrichtung einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung einer in einem Fahrzeug befindlichen Brennkraftmaschine mit einer Druckspeicherkammer (10) zum Speichern eines Kraftstoffs bei einem Hochdruckzustand, einem Druckminderventil (18) zum Auslassen des Kraftstoffs in der Druckspeicherkammer, einer Kraftstoffpumpe (6) zum Druckzuführen des Kraftstoffs zu der Druckspeicherkammer, einem Sensor (20) zum Abtasten des Kraftstoffdrucks in der Druckspeicherkammer, und einem Kraftstoffeinspritzventil (14) zum Einspritzen des Kraftstoffs, der in der Druckspeicherkammer gespeichert ist, wobei die Kraftstoffeinspritzeinrichtung eine Öffnungsbetätigung des Druckminderventils in Übereinstimmung mit einem Druckverringerungserfordernis durchführt, das auf einem Unterschied zwischen dem Kraftstoffdruck in der Druckspeicherkammer und einem Sollkraftstoffdruck basiert, gekennzeichnet durch: eine Druckverringerungseinrichtung (S10, S12, S14, S16, S18, S20, S22, S24, S26, S28, S30, S32, S34, S10a, S22a, S40, S42, S44, S46, S48, S50) zum Durchführen der Öffnungsbetätigung des Druckminderventils, wenn der Druckunterschied zwischen dem Kraftstoffdruck in der Druckspeicherkammer und dem Sollkraftstoffdruck gleich oder größer als ein erster vorbestimmter Wert ist, derart, dass eine Ventilöffnung des Druckminderventils während einer vorbestimmten Erlaubnisdauer gestattet ist, wenn der Differenzdruck gleich oder größer als der erste vorbestimmte Wert ist und geringer als ein zweiter vorbestimmter Wert ist, und derart, dass die Ventilöffnung des Druckminderventils auch während einer anderen Dauer als der Erlaubnisdauer gestattet ist, wenn der Differenzdruck gleich oder größer als der zweite vorbestimmte Wert ist.
Kraftstoffeinspritzsteuereinrichtung gemäß Anspruch 1, ferner aufweisend: eine erste Bestimmungseinrichtung (S12) zum Bestimmen, ob der Differenzdruck gleich oder größer als der erste vorbestimmte Wert ist; eine zweite Bestimmungseinrichtung (S14) zum Bestimmen, ob der Differenzdruck gleich oder größer als der zweite vorbestimmte Wert ist; und eine Einstelleinrichtung (S16, S18, S30) zum Einstellen einer Dauer zum Öffnen des Druckminderventils in Übereinstimmung mit einem Abnahmebetrag des Kraftstoffbetrags in der Druckspeicherkammer, wenn der Differenzdruck gleich oder größer als der zweite vorbestimmte Wert ist, und zum Einstellen der Dauer zum Öffnen des Druckminderventils innerhalb der Erlaubnisdauer, wenn der Differenzdruck gleich oder größer als der erste vorbestimmte Wert ist und kleiner als der zweite vorbestimmte Wert ist.
Kraftstoffeinspritzsteuereinrichtung gemäß Anspruch 2, wobei die Einstelleinrichtung eine Endzeit der Dauer, in der das Druckminderventil bei dem Fall geöffnet wird, bei dem der Differenzdruck gleich oder größer als der zweite vorbestimmte Wert ist, auf eine Zeit einstellt, wenn der Kraftstoffdruck gleich oder geringer als ein vorbestimmter dritter Wert wird, der gleich oder höher als der Sollkraftstoffdruck ist und niedriger als der zweite vorbestimmte Wert ist.
Kraftstoffeinspritzsteuereinrichtung gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei die Einstelleinrichtung eine Berechnungseinrichtung (S16) zum Berechnen einer benötigten Ventilöffnungsdauer des Druckminderventils basierend auf dem Differenzdruck, und eine Obergrenzenüberwachungseinrichtung (S18) zum Einstellen eines oberen Grenzwerts der Ventilöffnungsdauer des Druckminderventils aufweist, und die Einstelleinrichtung die Endzeit der Dauer, bei der das Druckminderventil geöffnet wird, basierend auf dem kleineren Wert von der erforderlichen Ventilöffnungsdauer und dem oberen Grenzwert einstellt, wenn der Differenzdruck gleich oder größer als der erste vorbestimmte Wert ist und kleiner als der zweite vorbestimmte Wert ist.
Kraftstoffeinspritzsteuereinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Erlaubnisdauer durch einen Drehwinkel einer Abtriebswelle der Maschine bestimmt wird, und der zweite vorbestimmte Wert variabel basierend auf einer Drehzahl der Abtriebswelle der Maschine eingestellt wird.
Kraftstoffeinspritzsteuereinrichtung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei das Druckminderventil ein Ventil von der Art eines normalerweise geschlossenen Zustands ist, die Erlaubnisdauer durch einen Drehwinkel einer Abtriebswelle der Maschine bestimmt wird, und die Kraftstoffeinspritzsteuereinrichtung die Öffnungsbetätigung des Druckminderventils durchführt, indem das Druckminderventil direkt mit einer Spannung einer Batterie der Maschine unter Strom gesetzt wird.
Kraftstoffeinspritzsteuereinrichtung gemäß Anspruch 6, wobei der zweite vorbestimmte Wert variabel basierend auf einer Drehzahl der Abtriebswelle der Maschine eingestellt wird.