-
Hintergrund der Erfindung
-
1. Technischer
Bereich der Erfindung
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung,
die eine Kraftstoffpumpe aufweist, die mit einem Solenoid betätigten Durchflussratensteuerventil
ausgestattet ist, die arbeitet, um Kraftstoff zu einem Kraftstoffsammler zu
fördern,
um den Kraftstoff in eine Brennkraftmaschine einzuspritzen, und
insbesondere eine solche Vorrichtung, die zur Diagnose des Solenoid
betätigten
Durchflussratensteuerventils und zur Behebung von dessen Fehlfunktion
ausgelegt ist.
-
2.
Technologischer Hintergrund
-
Kraftstoffeinspritzvorrichtungen
der vorstehend genannten Bauart umfassen Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsysteme,
die mit einer Common-Rail ausgestattet sind, die funktioniert, um Kraftstoff
in Zylinder eines Dieselverbrennungsmotors jeweils durch Injektoren
einzuspritzen. Die Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsysteme
arbeiten, um den Druck des Kraftstoffs innerhalb der Common-Rail
zu steuern, um den Druck des aus den Kraftstoffinjektoren zu versprühenden Kraftstoffs
in Übereinstimmung
mit einem gewünschten
Einspritzdruck zu bringen.
-
Die
Steuerung des Drucks des Kraftstoffs innerhalb der Common-Rail wird üblicherweise
durch Betreiben eines Durchflussratensteuerventils erzielt, das
in einer Kraftstoffpumpe installiert ist, um einen gemessenen Wert
des Drucks innerhalb der Common-Rail in Übereinstimmung mit einem Sollwert
unter einer Rückführregelung
zu bringen. Fremdkörper können in
dem Durchflussratensteuerventil hängen bleiben, um dadurch das
Blockieren eines sich bewegenden Teils zur Folge hat. Das wird zu
einer Verringerung der Rückführregelbarkeit
des Drucks des Kraftstoffs innerhalb der Common-Rail führen. Das Hängenbleiben
des Fremdkörpers
ergibt eine Veränderung
der Fähigkeit
der Kraftstoffpumpe zum Ausstoß des
Kraftstoffs. Das kann durch Lernen einer derartigen Veränderung
kompensiert werden, um die Verringerung der Rückführregelbarkeit bis zu einem gewissen
Ausmaß zu
beseitigen. Die Verwendung eines derartigen gelernten Werts, wie
er während
des Festhängens
des Fremdkörpers
in dem Durchflussratensteuerventil abgeleitet wird, kann jedoch
eine Verringerung der Rückführregelbarkeit
erneut zur Folge haben, nachdem der Fremdkörper aus dem Durchflussratensteuerventil
entfernt ist.
-
Zum
Vermeiden des vorstehend genannten Problems lehrt die japanische
Patentoffenlegungsschrift Nr. 2005-147090 ein Common-Rail-Einspritzsystem
für Dieselverbrennungsmotoren,
das ausgelegt ist, um den Kraftstoff des Drucks in einer Common-Rail
unter Verwendung eines PI-Regelalgorithmus (Proportional- plus Integral-Algorithmus)
zu regeln und eine Integralverstärkung
beim Start des Verbrennungsmotors zum Ausgleich einer Verringerung der
Startfähigkeit
des Verbrennungsmotors zu erhöhen,
die sich aus der Verringerung des gelernten Werts ergibt, der während des
Festhängens
des Fremdkörpers
in dem Durchflussratensteuerventil abgeleitet wird.
-
Bei
dem vorstehend genannten System gibt es jedoch keine Aussage über die
Art und Weise zur Entfernung des Fremdkörpers aus dem Durchflussratensteuerventil.
-
Zusammenfassung
der Erfindung
-
Es
ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung
zu schaffen, die mit einem Solenoid betätigten Durchflussratensteuerventil
ausgestattet ist und ausgelegt ist, um einen oder mehrere Fremdkörper zu
entfernen, die in dem Durchflussratensteuerventil festhängen.
-
Gemäß einem
Gesichtspunkt der Erfindung ist eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung
für eine
Brennkraftmaschine vorgesehen, die bei Automobilen verwendet werden
kann. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung weist Folgendes auf:
(a)
Einen Sammler, der darin Kraftstoff unter einem vorgegebenen Druck
speichert, der in einen Verbrennungsmotor einzuspritzen ist; (b)
eine Kraftstoffpumpe, die arbeitet, um den Kraftstoff mit Druck
zu beaufschlagen und zu dem Sammler auszustoßen, wobei die Kraftstoffpumpe
ein Durchflussratensteuerventil aufweist, das mit einem Solenoid
und einem Schieber ausgestattet ist, der durch eine magnetische
Anziehung, die durch den Solenoid erzeugt wird, wenn er mit Energie
beaufschlagt wird, bewegt wird, um eine Durchflussrate des zu dem
Sammler ausgestoßenen
Kraftstoffs zu verändern;
und (c) eine Steuerung, die arbeitet, um die Energiebeaufschlagung des
Solenoids des Durchflussratensteuerventils zu steuern, um einen
Druck des Kraftstoffs innerhalb des Sammlers in Übereinstimmung mit einem Solldruck
unter einer Rückführregelung
zu bringen. Die Steuerung arbeitet ebenso, um zu diagnostizieren, ob
das Durchflussratensteuerventil der Kraftstoffpumpe einer Fehlerfunktion
liegt oder nicht, auf der Grundlage einer Abweichung des Drucks
des Kraftstoffs innerhalb des Sammlers von dem Solldruck. Wenn bestimmt
wird, dass das Durchflussratensteuerventil einer Fehlfunktion unterliegt,
hält die
Steuerung die Energiebeaufschlagung des Solenoids des Durchflussratensteuerventils
zum Beheben der Fehlfunktion des Durchflussratensteuerventils an.
-
Wenn
ein Fremdkörper
in dem Durchflusssteuerventil hängenbleibt,
wird das eine Fehlfunktion von dessen Betrieb zur Folge haben. Insbesondere ergibt
sich die Schwierigkeit beim Steuern der Energiebeaufschlagung des
Solenoids des Durchflussratensteuerventils, um den Druck mit dem
Sammler in Übereinstimmung
mit dem Solldruck unter der Rückführregelung
zu bringen. Die Verwendung einer derartigen Abweichung des Drucks
in dem Sammler von dem Solldruck ermöglicht eine Diagnose, ob das Durchflussratensteuerventil
einer Fehlfunktion unterliegt oder nicht. Wenn der Solenoid gerade
mit Energie beaufschlagt wird, wird der magnetische Fluss, der durch
den Solenoid erzeugt wird, an dem Schieber von einer radialen Richtung
des Solenoids wirken, um den Schieber in eine längs gerichtete Richtung des
Solenoids zu bewegen. Eine derartige radiale Komponente der magnetischen
Anziehung wirkt als Seitenkraft zur Erhöhung des Drucks zum Klemmen
des Fremdkörpers
zwischen dem Schieber und einem inneren Umfang des Durchflussratensteuerventils,
das somit eine verstärkte
Schwierigkeit bei der Entfernung des Fremdkörpers aus dem Durchflussratensteuerventil
zur Folge hat. Zum Vermindern dieses Problems wirkt dann, wenn bestimmt,
dass das Durchflussratensteuerventil einer Fehlfunktion unterliegt,
die Steuerung, um den Solenoid des Durchflussratensteuerventils
zu entregen, um den Druck der Klemmung des Fremdkörpers zu
verringern, um dadurch die Entfernung des Fremdkörpers aus dem Durchflussratensteuerventil
zu vereinfachen.
-
In
der bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist die Kraftstoffpumpe ausgelegt, um bei Energiebeaufschlagung
den Kraftstoff zu dem Sammler in einem Zyklus zu fördern. Wenn
bestimmt wird, dass das Durchflussratensteuerventil einer Fehlfunktion
unterliegt, hält
die Steuerung die Energiebeaufschlagung des Solenoids des Durchflussratensteuerventils
für eine
vorgegebene Zeitdauer an, die länger als
ein Zyklus ist, indem die Kraftstoffpumpe den Kraftstoff fördert. Insbesondere
wird während
der Verringerung des Drucks der Klemmung des Fremdkörpers der
Kraftstoff durch das Durchflussratensteuerventil ausgestoßen, was
somit das Herauswaschen des Fremdkörpers vereinfacht.
-
Wenn
der Solldruck des Kraftstoffs innerhalb des Sammlers sich in einem
stationären
Zustand befindet und die Abweichung des Drucks des Kraftstoffs innerhalb
des Sammlers von dem Solldruck größer als ein vorgegebener Wert
ist, kann die Steuerung bestimmen, dass das Durchflussratensteuerventil
einer Fehlfunktion unterliegt. Wenn der Solldruck sich in dem stationären Zustand
befindet, ist es einfach, den Druck des Kraftstoffs innerhalb des
Sammlers korrekt in Übereinstimmung
mit dem Solldruck zu bringen. Daher kann, wenn der Druck in dem
Sammler verschieden von dem Solldruck ist, eine Zeitverzögerung,
um den Druck in dem Sammler in Übereinstimmung
mit dem Solldruck zu bringen, der üblicherweise bei der Rückführregelung
zulässig
ist, von Faktoren ausgeschlossen werden, die die Differenz zwischen
dem Druck des Sammlers und dem Solldruck verursachen. Das erhöht die Genauigkeit
beim Diagnostizieren des Durchflussratensteuerventils.
-
Die
Steuerung kann diagnostizieren, ob das Durchflussratensteuerventil
der Kraftstoffpumpe einer Fehlfunktion unterliegt oder nicht, auf
der Grundlage der Abweichung des Drucks des Kraftstoffs innerhalb
des Sammlers von dem Solldruck, wenn die Steuerung einen Wert des
Solldrucks verändert
hat.
-
Bei
der Veränderung
des Werts des Solldrucks werden eine erforderliche Menge des Kraftstoffs,
der von der Kraftstoffpumpe auszustoßen ist, und der Grad der Energiebeaufschlagung
des Solenoids üblicherweise
verändert.
Das ergibt eine verstärkte
Möglichkeit,
dass ein oder mehrere Fremdkörper
in dem Durchflussratensteuerventil hängen bleiben, was zu einer
Abweichung des Drucks des Kraftstoffs innerhalb des Sammlers von
dem Solldruck führen
wird. Die Steuerung setzt ein solches Phänomen ein, um die Genauigkeit
der Diagnose des Durchflussratensteuerventils zu erhöhen.
-
Wenn
der Druck des Kraftstoffs innerhalb des Sammlers einen vorgegebenen
Grenzwert erreicht, nimmt die Steuerung die Energiebeaufschlagung
des Durchflussratensteuerventils der Kraftstoffpumpe wieder auf.
Das vermeidet einen unerwünschten
Anstieg oder Abfall des Drucks des Kraftstoffs in dem Sammler.
-
Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
-
Die
vorliegende Erfindung wird vollständig aus der genauen Beschreibung,
die im Folgenden angegeben ist, und aus den beigefügten Zeichnungen
der bevorzugten Ausführungsbeispiele
der Erfindung verstanden, die jedoch nicht zur Beschränkung der
Erfindung auf spezifische Ausführungsbeispiele herangezogen
werden sollen, sondern die lediglich den Zweck der Erklärung und
des Verständnisses
haben.
-
1 ist
eine schematische Ansicht, die ein Kraftstoffeinspritzsystem gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
der Erfindung zeigt;
-
2 ist
eine Schnittansicht, die einen inneren Aufbau einer Kraftstoffpumpe
zeigt, die bei dem Kraftstoffeinspritzsystem von 1 verwendet
wird;
-
3 ist
eine Längsschnittansicht,
die einen inneren Aufbau eines Ansaugsteuerventils zeigt, das in
der Kraftstoffpumpe von 2 eingebaut ist;
-
4 ist
ein Ablaufdiagramm eines Programms, das durch das Kraftstoffeinspritzsystem
von 1 ausgeführt
wird, um einen oder mehrere Fremdkörper aus dem Ansaugsteuerventil
von 3 zu entfernen;
-
5(a1) ist ein Zeitdiagramm, das ein Beispiel an
einer Veränderung
des Drucks des Kraftstoffs innerhalb einer Common-Rail darstellt,
wenn der Druck in der Common-Rail einen Sollwert in hohem Maße aufgrund
des Festhängens
eines Fremdkörpers
in einem Ansaugsteuerventil übersteigt;
-
5(b1) ist ein Zeitdiagramm, das Einschalt- und
Ausschaltzeiten darstellt, die bei einem Ansaugsteuerventil zur
Entfernung eines oder mehrerer Fremdkörper aus dem Ansaugsteuerventil durchgeführt und
nicht durchgeführt
werden sollten;
-
5(a2) ist ein Zeitdiagramm, das ein Beispiel darstellt,
bei dem der Druck des Kraftstoffs innerhalb einer Common-Rail unter
einem Sollwert in hohem Maße
aufgrund des Festhängens
eines oder mehrerer Fremdkörper
in einem Ansaugsteuerventil abfällt;
-
5(b2) ist ein Zeitdiagramm, das Einschalt- und
Ausschaltzeiten darstellt, die bei einem Solenoid eines Ansaugsteuerventils
zur Entfernung von einem oder mehreren Fremdkörpern aus dem Ansaugsteuerventil
durchgeführt
werden sollten und nicht durchgeführt werden sollten;
-
6 ist
ein Ablaufdiagramm eines Programms, das durch ein Kraftstoffeinspritzsystem
des zweiten Ausführungsbeispiels
ausgeführt
wird, um einen oder mehrere Fremdkörper aus einem Ansaugsteuerventil
zu entfernen;
-
7(a) ist ein Zeitdiagramm, das ein Beispiel einer
Veränderung
des Drucks des Kraftstoffs innerhalb einer Common-Rail darstellt,
wenn der Druck in der Common-Rail einen Sollwert in hohem Maße aufgrund
des Festhängens
von einem oder mehreren Fremdkörpern
in einem Ansaugsteuerventil übersteigt;
-
7(b) stellt Einschalt- und Ausschaltzeiten dar,
mit denen die Steuerung des Einschaltdauerzyklus eines Antriebsstroms,
der auf einen Solenoid eines Ansaugsteuerventils aufzubringen ist,
durch das Kraftstoffeinspritzsystem des zweiten Ausführungsbeispiels
in dem Beispiel von 7(a) durchgeführt und
nicht durchgeführt
werden sollte;
-
8 ist
ein Ablaufdiagramm eines Programms, das durch ein Kraftstoffeinspritzsystem
des dritten Ausführungsbeispiels
ausgeführt
wird, um einen oder mehrere Fremdkörper aus einem Ansaugsteuerventil
zu entfernen;
-
9(a) ist ein Zeitdiagram, das ein Beispiel darstellt,
bei dem das Festhängen
von einem oder mehreren Fremdkörpern
in einem Ansaugsteuerventil eine Fehlfunktion dabei zur Folge hat,
einen Istwert des Drucks innerhalb einer Common-Rail in Übereinstimmung mit einem Solldruck
zu bringen;
-
9(b) stellt Einschalt- und Ausschaltzeiten dar,
mit denen die Steuerung des Einschaltdauerzyklus eines Antriebsstroms,
der auf ein Solenoid eines Ansaugsteuerventils aufzubringen ist,
durch das Kraftstoffeinspritzsystem des dritten Ausführungsbeispiels
in dem Beispiel von 9(a) durchgeführt und nicht
durchgeführt
werden soll;
-
10(a) ist ein Zeitdiagramm, das ein Beispiel darstellt,
bei dem das Festhängen
von einem oder mehreren Fremdkörpern
in einem Ansaugsteuerventil eine Fehlfunktion dabei zur Folge hat,
einen Istwert des Drucks innerhalb einer Common-Rail in Übereinstimmung
mit einem Solldruck zu bringen;
-
10(b) stellt Einschalt- und Ausschaltzeiten dar,
mit denen die Steuerung des Einschaltdauerzyklus eines Antriebsstroms,
der auf ein Solenoid eines Ansaugsteuerventils aufzubringen ist,
durch ein Kraftstoffeinspritzsystem des vierten Ausführungsbeispiels
in dem Beispiel von 10(a) durchgeführt und
nicht durchgeführt
werden soll;
-
11(a) ist ein Zeitdiagramm, das ein Beispiel darstellt,
bei dem das Festhängen
von einem oder mehreren Fremdkörpern
in einem Ansaugsteuerventil verursacht, dass ein Istwert des Drucks
innerhalb einer Common-Rail in hohem Maße über einen Solldruck ansteigt;
-
11(b) stellt Einschalt- und Ausschaltzeiten dar,
mit denen die Steuerung des Einschaltdauerzyklus eines Antriebsstroms
dar, der auf einen Solenoid eines Ansaugsteuerventils aufzubringen
ist, durch ein Kraftstoffeinspritzsystem des fünften Ausführungsbeispiels in dem Beispiel
von 11(a) durchgeführt und
nicht durchgeführt
werden sollte;
-
12(a) ist ein Zeitdiagramm, das ein Beispiel darstellt,
bei dem das Festhängen
von einem oder mehreren Fremdkörpern
in einem Ansaugsteuerventil eine Fehlfunktion dabei zur Folge hat,
einen Istwert des Drucks innerhalb einer Common-Rail in Übereinstimmung
mit einem Solldruck zu bringen;
-
12(b) stellt Einschalt- und Ausschaltzeiten dar,
mit denen die Steuerung des Einschaltdauerzyklus eines Antriebsstroms,
der auf einen Solenoid eines Ansaugsteuerventils aufzubringen ist,
durch ein Kraftstoffeinspritzsystem des sechsten Ausführungsbeispiels
in dem Beispiel von 12(a) durchgeführt und
nicht durchgeführt
werden sollte; und
-
13 ist
eine Längsschnittansicht,
die einen inneren Aufbau einer Abwandlung eines Ansaugsteuerventils
zeigt, das in der Kraftstoffpumpe von 2 installiert
werden kann.
-
Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsbeispiele
-
Unter
Bezugnahme auf die Zeichnungen, in denen ähnliche Bezugszeichen sich
auf ähnliche
teile in vielzähligen Ansichten
beziehen, insbesondere unter Bezugnahme auf 1 ist ein
Kraftstoffeinspritzsystem gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel der
Erfindung gezeigt, das als Kraftstoffdrucksteuersystem zum Überwachen
und Steuern des Zustands eines Durchflussratenventils arbeitet.
Das Kraftstoffeinspritzsystem, auf das nachstehend Bezug genommen
wird, ist als Beispiel als Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem ausgelegt
(ebenso Sammlereinspritzsystem genannt), das arbeitet, um die Einspritzung
des Kraftstoffs in Dieselverbrennungsmotoren für Automobile zu steuern.
-
Das
Kraftstoffeinspritzsystem weist eine Kraftstoffpumpe 14,
eine Common-Rail 16, Kraftstoffinjektoren 20 und
eine elektronische Steuereinheit (ECU) 30 auf.
-
Die
Kraftstoffpumpe 14 arbeitet, um Kraftstoff aus einem Kraftstofftank 10 durch
einen Kraftstofffilter 12 herauszupumpen und diesen zu
der Common-Rail 16 zu fördern.
Die Common-Rail 16 arbeitet, um den Kraftstoff bei einem
ausgewählten
hohen Druck zu sammeln und diesen zu den Kraftstoffinjektoren 20 in
einer Abfolge mit einer gesteuerten Zeitabstimmung durch die Hochdruckkraftstoffpfade 18 zuzuführen.
-
Das
Kraftstoffeinspritzsystem weist ebenso einen Kraftstoffdrucksensor 22,
einen Kurbelwinkel 26, einen Beschleunigerpositionssensor 28 usw.
auf. Der Kraftstoffdrucksensor 22 arbeitet, um den Druck des
Kraftstoffs in der Common-Rail 16 zu messen und ein Signal,
das diesen anzeigt, an die ECU 30 abzugeben. Der Kurbelwinkelsensor 26 arbeitet,
um eine Winkelposition einer Kurbelwelle 24 des Dieselverbrennungsmotors
zu messen und ein Signal, das diesen angibt, an die ECU 30 abzugeben.
Der Beschleunigerpositionssensor 28 arbeitet, um eine Einwirkung
eines Fahrers auf ein Beschleunigerpedal des Verbrennungsmotors
oder eine Position desselben zu messen, die eine Fahreranforderung
zum Beschleunigen des Verbrennungsmotors darstellt, und ein Signal,
das diese angibt, an die ECU 30 abzugeben.
-
Die
ECU 30 ist mit einem Mikrocomputer ausgestattet und arbeitet,
um die Abgaben der Sensoren 22, 26, 28 usw.
zum Steuern einer Abgabe des Dieselverbrennungsmotors zu überwachen.
Insbesondere arbeitet die ECU, um den Betrieb der Kraftstoffpumpe 14 zu
steuern, um den Druck des Kraftstoffs in der Common-Rail 16,
der durch den Kraftstoffdrucksensor 22 gemessen wird, in Übereinstimmung
mit einem ausgewählten
Solldruck unter einer Rückführregelung
zu bringen.
-
2 zeigt
einen inneren Aufbau der Kraftstoffpumpe 14.
-
Die
Kraftstoffpumpe 14 besteht im Wesentlichen aus einer Förderpumpe 40,
einer Hochdruckpumpe 50 und einem Ansaugsteuerventil 60.
Die Förderpumpe 40 arbeitet,
um den Kraftstoff aus einem Kraftstofftank 10 zu pumpen.
Die Hochdruckpumpe 50 arbeitet, um den Kraftstoff, der
durch die Förderpumpe 40 abgepumpt
wird, mit Druck zu beaufschlagen und diesen auszustoßen. Das
Ansaugsteuerventil 60 arbeitet, um den durch die Hochdruckpumpe 50 geförderten
Kraftstoff auf einen gesteuerten Betrag einzustellen.
-
Die
Förderpumpe 40 ist
durch ein Trochoidalpumpe ausgeführt,
die als Niederdruckpumpe ausgelegt ist und durch ein Drehmoment
einer Antriebswelle 41 zum Ansaugen des Kraftstoffs aus dem
Kraftstofftank 10 durch einen Einlass 42 angetrieben
wird, um diesen zu der Hochdruckpumpe 50 zu fördern. Die
Antriebswelle 41 wird infolge einer Drehung der Kurbelwelle 24 des
Dieselverbrennungsmotors gedreht.
-
Die
Kraftstoffpumpe 14 weist ebenso ein Drehvulatorventil 43 auf,
das arbeitet, um eine Fluidverbindung zwischen einer Auslassseite
und einer Einlassseite der Förderpumpe 40 zu
bilden, wenn der Druck des Kraftstoffs, der aus der Förderpumpe 40 ausgestoßen wird,
ein gegebenes oberes Niveau übersteigt,
um dadurch den von der Förderpumpe 40 abgegebenen
Kraftstoff unterhalb des oberen Niveaus zu halten.
-
Das
Ansaugsteuerventil 60 arbeitet, um die Menge des Kraftstoffs
zu steuern, der in die Hochdruckpumpe 50 von der Förderpumpe 40 durch
einen Kraftstoffpfad 44 gesaugt wird.
-
Die
Hochdruckpumpe 50 ist durch eine Tauchkolbenpumpe ausgeführt, die
ausgelegt ist, um den Kraftstoff, der von dem Ansaugsteuerventil 60 gefördert wird,
mit Druck zu beaufschlagen und diesen abzugeben. Die Hochdruckpumpe 50 besteht aus
Tauchkolben 51, einer Druckkammer 52, einem Ansaugventil 53 und
einem Beförderungsventil 54. Die
Tauchkolben 51 werden durch eine Antriebsquelle 41 zum Ändern des
Volumens der Druckkammer 52 hin- und herbewegt. Das Ansaugventil 52 arbeitet, um
eine Fluidverbindung zwischen der Druckkammer 52 und der
Förderpumpe 40 zu
bilden oder zu blockieren. Das Beförderungsventil 54 arbeitet,
um eine Fluidverbindung zwischen der Druckkammer 52 und der
Common-Rail 16 zu bilden.
-
Die
Tauchkolben 51 werden durch Federn 57 in einem
konstanten Anstoß mit
einem Nockenring 56 vorgespannt, der an dem Umfang eines
exzentrischen Nockens 55 gepasst ist. Die Drehung der Antriebswelle 41 verursacht,
dass der Nockenring 56 sich exzentrisch bewegt, um die
Tauchkolben 51 zwischen dem oberen Totpunkt und dem unteren
Totpunkt sequenziell hin- und herzubewegen. Wenn jeder der Tauchkolben 51 nach
unten bewegt wird (insbesondere nach innen mit Sicht auf die Zeichnung)
in Richtung auf den unteren Totpunkt, so dass der Druck in der Druckkammer 52 abfällt, wird
das verursachen, dass das Beförderunsventil 54 geschlossen wird
und das Ansaugventil 53 geöffnet wird. Das verursacht,
dass der Druck in der Druckkammer 52 von der Förderpumpe 40 zu
dem Ansaugsteuerventil 60 geändert wird. Wenn dagegen der
Tauchkolben 51 nach oben bewegt wird (insbesondere nach
außen mit
Sicht auf die Zeichnung) in Richtung auf den oberen Totpunkt, so
dass der Druck in der Druckkammer 52 ansteigt, wird das
verursachen, dass das Ansaugventil 53 geschlossen wird.
Wenn der Druck in der Druckkammer 52 ein vorgegebenes Niveau
erreicht, wird das verursachen, dass das Beförderungsventil 54 geöffnet wird,
so dass der Kraftstoff, der in der Druckkammer 52 mit Druck
beaufschlagt wird, zu der Common-Rail 16 gefördert wird.
-
3 zeigt
einen inneren Aufbau des Ansaugsteuerventils 60. Das Ansaugsteuerventil 60 ist eine
normalerweise offene Bauart und ist mit einem Solenoid 68 ausgestattet.
Wenn insbesondere der Solenoid 68 entregt ist, wird das
Ansaugsteuerventil 60 in einem vollständig offenen Zustand erhalten. Wenn
ein auf den Solenoid 68 aufgebrachter Antriebsstrom erhöht wird,
verringert das Ansaugsteuerventil 60 eine Querschnittsfläche eines
Strömungspfads,
durch den der Kraftstoff von der Förderpumpe 40 angesaugt
wird und zu der Hochdruckpumpe 50 ausgestoßen wird.
-
Das
Ansaugsteuerventil 60, wie deutlich in der Zeichnung dargestellt
ist, weist einen Zylinder 61, einen Schieber 62,
ein Gehäuse 67 und
einen Verbinder 69 auf. Innerhalb der Zylinder 61 ist
der Schieber 62 angeordnet, so dass er in seine axiale
Richtung gleitfähig
ist (insbesondere in eine Längsrichtung). Der
Schieber 62 hat darin einen Kraftstoffeinlasspfad 63 ausgebildet,
der sich in die Längsrichtung
des Schiebers 62 erstreckt. Der Schieber 62 hat
ebenso darin eine Vielzahl von Strömungspfaden ausgebildet, die
sich radial von dem Schieber 62 erstrecken. Der Zylinder 61 hat
eine Vielzahl von Strömungspfaden 65.
Der Schieber 62 wird durch den Druck, der durch die Feder 66 erzeugt
wird, in die Richtung nach links mit Sicht auf die Zeichnung vorgespannt. 2 stellt
das Ansaugsteuerventil 60 in der offenen Position angeordnet
dar, um eine Fluidverbindung zwischen den Strömungspfaden 65 des
Zylinders 61 und den Strömungspfaden 64 des
Schiebers 62 zu bilden, so dass der Kraftstoff, der an
dem Einlass des Ansaugsteuerventils 60 eingetreten ist,
zu der Hochdruckpumpe 50 durch die Strömungspfade 64 und 65 zugeführt wird.
-
Das
Gehäuse 67 ist
an dem Zylinder 61 gesichert. Der Solenoid 68 ist
in einer ringförmigen. Kammer
angeordnet, die zwischen dem Zylinder 61 und dem Gehäuse 67 definiert
ist. Der Solenoid 68 wird durch die ECU 30 durch
den Verbinder 69 mit Energie beaufschlagt.
-
Wenn
der Solenoid 68 mit Energie beaufschlagt wird, wird das
eine magnetische Anziehung erzeugen, um den Schieber 62 in
diesen anzuziehen, um dadurch zu verursachen, dass der Schieber 62 gegen
den Druck der Feder 66 zur Verringerung einer Öffnungsfläche zwischen
den Strömungspfaden 64 und 65 bewegt
wird. Dieser Grad der Öffnung
des Ansaugsteuerventils 60 wird durch den Wert eines auf den
Solenoid 68 aufgebrachten Antriebsstroms gesteuert. Je
größer ein
solcher Wert wird, umso größer wird
der Grad der Öffnung
des Ansaugsteuerventils 60. Die ECU 30 gibt den Antriebsstrom
bei 250 Hz zur Energiebeaufschlagung des Solenoids 68 ab
und steuert den Einschaltdauerzyklus des Antriebsstroms, um den
Grad der Öffnung
des Ansaugsteuerventils 60 in Übereinstimmung mit einem ausgewählten Sollwert
zu bringen.
-
In
normaler Verwendung des Ansaugsteuerventils 60 können Fremdkörper zwischen
dem inneren Umfang des Zylinders 61 und dem äußeren Umfang
des Schiebers 62 hängenbleiben,
was eine Fehlfunktion des Betriebs des Ansaugsteuerventils 60 zur
Anhebung des Drucks des Kraftstoffs innerhalb der Common-Rail 16 in Übereinstimmung
mit einem Sollniveau korrekt unter einer Rückführregelung führt. Üblicherweise
ist ein Zwischenraum zwischen dem inneren Umfang des Zylinders 61 und
dem äußeren Umfang
des Schiebers 62 klein ausgelegt, um die Steuerbarkeit
der Menge des Kraftstoffs zu verbessern, der aus der Kraftstoffpumpe 14 auszustoßen ist.
Das kann jedoch verursachen, dass kleine Fremdstoffe, wie z.B. magnetische
Substanzen (beispielsweise Metallpartikel) in den Kraftstoffströmungsschaltkreis
eintreten und zwischen dem inneren Umfang des Zylinders 61 und
dem äußeren Umfang
des Schiebers 62 festhängen.
Die Entfernung von derartigen Körpern
wird einfach durch Steuern des Einschaltdauerzyklus des Antriebsstroms
zu dem Solenoid 68 erzielt. Insbesondere kann die ECU 30 den
Einschaltdauerzyklus des Antriebsstroms auf den Solenoid verändern, um
den Schieber 62 in dessen Längsrichtung ruckartig zu bewegen,
um dadurch die Fremdkörper
zwischen dem Zylinder 61 und dem Schieber 62 zu
entfernen. Jedoch können sich
für die
ECU 30 Schwierigkeiten beim vollständigen Entfernen der Fremdkörper ergeben.
Insbesondere wenn der Solenoid 68 gerade mit Energie beaufschlagt
wird, wird der magnetische Fluss, der durch den Solenoid 68 erzeugt
wird, an dem Schieber 68 von der radialen Richtung des
Solenoids 68 wirken, so dass die magnetische Anziehung
an dem Schieber 62 in die radiale Richtung ebenso wie in
die Längsrichtung
des Schiebers 68 ausgeübt
wird. Eine derartige radiale Komponente der magnetischen Anziehung
wirkt als Seitenkraft zur Erhöhung
des Drucks der Klemmung der Fremdkörper zwischen dem Zylinder 61 und
dem Schieber 62, was somit eine verstärkte Schwierigkeit bei der
Entfernung der Fremdkörper
aus dem Ansaugsteuerventil 60 zur Folge hat.
-
Zum
Vermindern des vorstehend genannten Nachteils wirkt die ECU 30,
um die Energiebeaufschlagung des Solenoids 68 zeitweilig
zu beenden, wenn bestimmt wird, dass das Ansaugsteuerventil 60 einer
Fehlfunktion unterliegt, um die Seitenkraft zur Vereinfachung der
Entfernung der Fremdkörper
aus dem Ansaugsteuerventil 60 zu verringern.
-
4 ist
ein Ablaufdiagramm einer Abfolge von logischen Schritten oder eines
Programms, das durch die ECU 30 ausgeführt wird, um die Fremdkörper von
dem Ansaugsteuerventil 60 zu entfernen, Dieses Programm
wird bei vorgegebenen Zeitintervallen ausgeführt.
-
Nach
dem Eintritt in das Programm schreitet die Routine zu Schritt 10 voran,
bei dem bestimmt wird, ob eine Leerlaufstabilitätssteuerung, die zur Aufrechterhaltung
der Leerlaufdrehzahl des Dieselverbrennungsmotors auf einen konstanten
Wert zu halten, gerade durchgeführt
wird oder nicht. Diese Bestimmung wird zur Bestimmung vorgenommen,
ob ein Gleichgewicht zwischen den Mengen des Kraftstoffs, der in
die Common-Rail 16 eintritt und aus dieser austritt, sich
in einem stationären
Zustand befindet, in dem der Druck des Kraftstoffs in der Common-Rail 16,
der durch den Kraftstoffdrucksensor 22 gemessen wird, in Übereinstimmung
mit dem Sollwert ist oder nicht. Insbesondere sind während der Leerlaufstabilitätssteuerung
der Sollwert des Drucks in der Common-Rail 16 und die Menge
des Kraftstoffs, der in den Verbrennungsmotor einzuspritzen ist,
gewöhnlich
konstant, so dass das vorstehend genannte Kraftstoffgleichgewicht
in dem stationären
Zustand angeordnet wird, in dem der Druck in der Common-Rail 16 dem
Sollwert entspricht. Wenn demgemäß der Druck
des Kraftstoffs, der durch den Kraftstoffdrucksensor 22 gemessen
wird, sich außerhalb der Übereinstimmung
mit dem Sollwert befindet, kann bestimmt werden, dass das Ansaugsteuerventil 60 auf
der Grund der Tatsache einer Fehlfunktion unterliegt, dass das ein
oder mehrere Fremdkörper
darin festhängen.
-
Wenn
die Antwort NEIN bei Schritt 10 erhalten wird, endet dann
die Routine. Wenn alternativ die Antwort JA erhalten wird, schreitet
die Routine dann zu Schritt 12 weiter, bei dem bestimmt
wird, ob ein Fehler beim Steuern des Drucks in der Common-Rail 16 auftritt
oder nicht, der verursachen wird, dass ein absoluter Wert einer
Differenz zwischen einem Istwert NPC des Drucks in der Common-Rail 16,
der durch den Kraftstoffdrucksensor 22 gemessen wird, und
einem Sollwert PFIN desselben über
eine Bezugszeitdauer T größer als
oder gleich wie eine Bezugsdruckdifferenz ΔPC1 gehalten wird oder nicht. Die
Bezugsdruckdifferenz ΔPC1
wird so ausgewählt, dass
sie nicht ein Wert ist, mit dem der vorstehend genannte absolute
Wert aufgrund einer Addition von irgendwelchen elektrischen Rauschstörungen übereinstimmen
wird, die von dem Kraftstoffdrucksensor 22 abgegeben werden.
Die Bezugszeitdauer T wird so ausgelegt, dass sie nicht eine Zeit
ist, während
der der vorstehend genannte absolute Wert die Bezugsdruckdifferenz ΔPC1 aufgrund
irgendeines Faktors übersteigt,
der ein anderer als die Tatsache ist, dass ein oder mehrere Fremdkörper in
dem Ansaugsteuerventil 60 hängenbleiben.
-
Wenn
die Antwort NEIN in Schritt 12 erhalten wird, endet dann
die Routine. Wenn alternativ die Antwort JA erhalten wird, was bedeutet,
dass das Ansaugsteuerventil 60 einer Fehlfunktion unterliegt, schreitet
dann die Routine zu Schritt 14 weiter, bei dem die ECU 30 die
Energiebeaufschlagung des Solenoids 68 des Ansaugsteuerventils 60 anhält.
-
Die
Routine schreitet zu Schritt 16 weiter, bei dem eine Ausschaltzeit
T1, die die Länge
der Zeit ist, für
die der Solenoid 68 des Ansaugsteuerventils 60 auszuschalten
oder zu entregen ist, als Funktion der Drehzahl der Kurbelwelle 24 bestimmt
wird. Die Ausschaltzeit T1 wird so ausgewählt, dass sie länger als der
Zyklus ist, in dem die Kraftstoffpumpe 14 den Kraftstoff
zu der Common-Rail 16 fördert,
um zu gestatten, dass der Kraftstoff aus dem Ansaugsteuerventil 60 während der
Entregung des Solenoids 68 ausgestoßen wird. Das liegt daran,
dass obwohl die Entregung des Solenoids 69 die Verringerung
der vorstehend genannten Seitenkraft zur Folge haben wird, der Ausstoß des. Kraftstoffs
aus dem Ansaugsteuerventil 60 während der Entregung des Solenoids 68 erwünscht ist,
um die Entfernung der Fremdkörper
aus dem Ansaugsteuerventil 60 zu verbessern. Insbesondere
dient die Strömung
des Kraftstoffs aus dem Ansaugsteuerventil 60 dazu, die Fremdkörper aus
dem Ansaugsteuerventil 60 herauszuwaschen.
-
Die
Bestimmung der Ausschaltzeit T1 auf der Grundlage der Drehzahl der
Kurbelwelle 24 vereinfacht die Einstellung der Anzahl der
Zyklen, in denen der Kraftstoff zu der Common Rail 16 gefördert wird, auf
einen erwünschten
Wert während
der Ausschaltzeit T1, die auf ein Maximum bestimmt wird.
-
Nach
Schritt 16 schreitet die Routine zu Schritt 18,
wobei bestimmt wird, ob die Ausschaltzeit T1 abgelaufen ist oder nicht.
Wenn die Antwort JA erhalten wird, was bedeutet, dass die Ausschaltzeit
T1 abgelaufen ist, schreitet dann die Routine zu Schritt 20 weiter,
bei dem die ECU 30 die Energiebeaufschlagung des Solenoids 68 des
Ansaugsteuerventils 60 wiederaufnimmt. Die Routine endet
dann.
-
Die
Betriebsart der Entfernung der Fremdkörper aus dem Ansaugsteuerventil 60 wird
im Einzelnen unter Bezugnahme auf die 5(a1) bis 5(b2) beschrieben.
-
5(a1) stellt ein Beispiel einer Veränderung
des Drucks des Kraftstoffs innerhalb der Common-Rail 16 dar,
wenn der Druck, der durch den Kraftstoffdrucksensor 22 gemessen
wird, den Sollwert in hohem Maße
aufgrund des Festhängens
des Fremdkörpers
in dem Ansaugsteuerventil 60 übersteigt. 5(b1) stellt Einschalt- und Ausschaltzeiten dar.
Mit denen die Steuerung des Einschaltdauerzyklus des Antriebsstroms
(insbesondere eines Antriebsimpulses), der auf den Solenoid 68 aufzubringen
ist, durchgeführt
und nicht durchgeführt
werden sollte. In 5(a1) zeigt
eine gestrichelte Linie einen Solldruck des Kraftstoffs innerhalb
der Common-Rail 16 an. Eine durchgezogene Linie zeigt einen
Istdruck des Kraftstoffs innerhalb der Common-Rai1 16 an, der durch den Kraftstoffdrucksensor 22 gemessen wird. „EIN" in 5(b1) stellt die Einschaltzeiten dar, mit denen
der Einschaltdauerzyklus des Antriebsstroms, der auf den Solenoid 68 aufzubringen
ist, gesteuert werden sollte. Der Übergang von „EIN" zu „AUS" stellt nicht einen
nacheilenden Rand eines Einschaltdauerzyklussteuerimpulses dar.
-
Zum
Zeitpunkt t1 wird ein elektrisches Störsignal zu der Abgabe des Kraftstoffsensors 22 hinzugefügt, aber
eine Differenz zwischen dem Druck in der Common-Rail 16,
der durch den Kraftstoffdrucksensor 22 gemessen wird, und
den Sollwert ist geringer als die Bezugsdruckdifferenz ΔPC1, so dass
die ECU 30 die Steuerung des Einschaltdauerzyklus des Antriebsstroms
fortsetzt, der den Solenoid 68 des Ansaugsteuerventils 60 mit
Energie beaufschlagt.
-
Zum
Zeitpunkt t2 bleibt ein Fremdkörper
in dem Ansaugsteuerventil 60 festhängen, um dadurch zu verursachen,
dass eine Differenz zwischen dem Druck, der durch den Kraftstoffdrucksensor 22 gemessen
wird, und dem Sollwert die Bezugsdruckdifferenz ΔPC1 übersteigt. Wenn die Zeit, über die
sich ein solcher Zustand fortsetzt, die Bezugszeitdauer T zum Zeitpunkt
t3 erreicht, stellt die ECU 30 den Solenoid 68 zeitweilig
aus. Wenn die Ausschaltzeit T1 zum Zeitpunkt t4 abgelaufen ist,
nimmt die ECU 30 die Energiebeaufschlagung des Solenoids 68 wieder auf.
-
5(a2) stellt ein Beispiel dar, bei dem der Druck
des Kraftstoffs innerhalb der Common-Rail 16, der durch
den Kraftstoffdrucksensor 22 gemessen wird, aufgrund des
Festhängens
des Fremdkörpers in
dem Ansaugsteuerventil 60 in hohem Maße unter den Sollwert abfällt. 5(b2) stellt die 5(b1) Einschalt-
und Ausschaltzeiten dar, mit denen die Steuerung des Einschaltdauerzyklus
des Antriebsstroms, der auf den Solenoid 68 aufzubringen
ist, durchgeführt
und nicht durchgeführt
werden sollte. In 5(a2) zeit
die gestrichelte Linie einen Solldruck des Kraftstoffs innerhalb
des Common-Rail 16 an. Eine durchgezogene Linie zeigt einen
Istdruck des Kraftstoffs innerhalb der Common-Rail 16 an,
der durch den Kraftstoffdrucksensor 22 gemessen wird.
-
Zum
Zeitpunkt t11 wird ein elektrisches Störsignal zu der Abgabe des Kraftstoffdrucksensors 22 hinzugefügt, aber
ist eine Differenz zwischen dem Druck der Common-Rail 16,
der durch den Kraftstoffdrucksensor 22 gemessen wird, und
dem Sollwert geringer als die Bezugsdruckdifferenz ΔPC1, so dass die
ECU 30 die Steuerung des Einschaltdauerzyklus des Antriebsstroms
fortsetzt, der den Solenoid 68 des Ansaugsteuerventils 60 mit
Energie beaufschlagt. Zum Zeitpunkt t12 bleibt ein Fremdkörper in dem
Ansaugsteuerventil 60 hängen,
um dadurch zu verursachen, dass eine Differenz zwischen dem Druck,
der durch den Kraftstoffdrucksensor 22 gemessen wird, und
dem Sollwert die Bezugsdruckdifferenz ΔPC1 übersteigt. Wenn ein solcher
Zustand sich für
die Bezugszeitdauer T zum Zeitpunkt t13 fortsetzt, stellt die ECU 30 den
Solenoid 68 zeitweilig aus. Wenn die Ausschaltzeit T1 zum
Zeitpunkt t14 verlaufen ist, nimmt die ECU 30 die Energiebeaufschlagung
des Solenoids 68 wieder auf.
-
Wenn
die ECU 30 den Solenoid 68 zeitweilig zum Zeitpunkt
t3 oder t13 deaktiviert, wird das einen Abfall der Seitenkraft zur
Folge haben, die an dem Schieber 62 des Ansaugsteuerventils 60 wirkt,
um dadurch die Entfernung des Fremdkörpers infolge der Strömung des
Kraftstoffs zu verbessern, die von dem Ansaugsteuerventil 60 angeregt
wird. Das stellt den geeigneten Betrieb des Ansaugsteuerventils 60 nach
der Wiederaufnahme der Energiebeaufschlagung des Solenoids 68 sicher.
-
Wie
aus der vorstehend angegebenen Diskussion erkennbar ist, wird das
Kraftstoffdrucksteuersystem dieses Ausführungsbeispiels, um den Betrieb des
Ansaugsteuerventils 60 auf der Grundlage einer Abweichung
des Werts des Drucks in der Common-Rail 16, der durch den
Kraftstoffdrucksensor 22 gemessen wird, von dem Sollwert
zu diagnostizieren. Wenn bestimmt wird, dass das Ansaugsteuerventil 60 einer
Fehlfunktion unterliegt, deaktiviert das Kraftstoffdrucksteuersystem
den Solenoid 68 des Ansaugsteuerventils 60 zeitweilig,
um den Druck der Klemmung des oder der Fremdkörper zwischen dem inneren Umfang
des Zylinders 61 und dem äußeren Umfang des Schiebers 62 des
Ansaugsteuerventils 60 zu verringern, um dadurch die Entfernung
des oder der Fremdkörper
aus dem Ansaugsteuerventil 60 zu vereinfachen.
-
Die
Ausschaltzeit T1, für
die der Solenoid 68 entregt gehalten wird, wie vorstehend
beschrieben ist, wird so ausgewählt,
dass sie länger
als oder gleich wie der Zyklus ist, in dem die Kraftstoffpumpe 14 den
Kraftstoff zu der Common-Rail 16 fördert, um dadurch die Entfernung
des Fremdkörpers
oder der Fremdkörper
aus dem Ansaugsteuerventil 60 infolge der Strömung des
Kraftstoffs aus dem Ansaugsteuerventil 60 zu vereinfachen.
-
Die
Ausschaltzeit T1 wird, wie vorstehend beschrieben ist, auf der Grundlage
der Drehzahl der Kurbelwelle 24 bestimmt. Das vereinfacht
die Einstellung der Anzahl der Zyklen, in der der Kraftstoff zu der
Common-Rail 16 gefördert
wird, auf einen gewünschten
Wert während
der Ausschaltzeit T1.
-
Die
Diagnose des Ansaugsteuerventils 60 wird auf der Grundlage
einer Abweichung des Drucks in der Common-Rail 16 von dem
Sollwert während der
Leerlaufstabilitätssteuerung
erzielt, was somit eine Erleichterung und die Genauigkeit einer
solchen Diagnose sicherstellt.
-
6 ist
ein Ablaufdiagramm eines Fremdkörperentfernungsprogramms,
das durch die ECU 30 in dem zweiten Ausführungsbeispiel
der Erfindung ausgeführt
wird. Dieses Programm wird bei vorgegebenen Zeitintervallen ausgeführt. Die
gleichen Schrittnummern, die in 4 eingesetzt
werden, beziehen sich auf die gleichen Vorgänge und deren Erklärung im
Einzelnen wird hier weggelassen.
-
In
Schritt 18 wird bestimmt, ob die Ausschaltzeit T1 abgelaufen
ist oder nicht, seit der Solenoid 68 deaktiviert wurde.
Wenn als Antwort NEIN erhalten wird, schreitet dann die Routine
zu Schritt 19 weiter, bei dem bestimmt wird, ob der Wert
NPC des Drucks des Kraftstoffs, der durch den Kraftstoffdrucksensor 22 gemessen
wird, größer als
oder gleich wie ein vorgegebenes Bezugsniveau PC1 ist oder nicht.
Das Bezugsniveau PC1 wird niedriger als eine obere Grenze eines
Widerstandsdrucks der Common-Rail 16 eingestellt, um einen
Anstieg des Drucks des Kraftstoffs in der Common-Rail 16 über den
Widerstandsdruck der Common-Rail 16 zu
vermeiden. Insbesondere ist das Ansaugsteuerventil 60,
wie vorstehend beschrieben ist, eine normalerweise offene Bauart.
Das kann einen unerwünschter.
Anstieg der aus der Kraftstoffpumpe 14 ausgestoßenen Menge des
Kraftstoffs bei der Entfernung von einem oder mehreren Fremdkörpern während der
Entregung des Solenoids 68 des Ansaugsteuerventils 60 zur
Folge haben. Im schlimmsten Fall übersteigt der Druck in der
Common-Rail 16 deren Widerstandsdruck, was eine physikalische
Beschädigung
daran zur Folge hat. Zum Vermeiden eines derartigen Problems schreitet
dann, wenn der Druck des Kraftstoffs innerhalb der Common-Rail 16 das
Bezugsniveau PC1 noch vor dem Ablauf der Ausschaltzeit T1 erreicht, die
Routine zu Schritt 20 voran, bei dem die ECU 30 die
Steuerung des Betriebs des Ansaugsteuerventils 60 wieder
aufnimmt.
-
Die
Betriebsart zum Entfernen der Fremdkörper aus dem Ansaugsteuerventil
60 im zweiten Ausführungsbeispiel
wird im Einzelnen unter Bezugnahme auf die 7(a) bis 7(b) beschrieben.
-
7(a) stellt ein Beispiel einer Veränderung
des Drucks des Kraftstoffs innerhalb der Common-Rail 16 dar,
wenn der Druck, der durch den Kraftstoffdrucksensor 22 gemessen
wird, aufgrund des Hängenbleibens
der Fremdkörper
in dem Ansaugsteuerventil 60 den Sollwert in hohem Maße übersteigt. 7(b) stellt Einschalt- und Ausschaltzeiten dar,
bei denen die Steuerung des Einschaltdauerzyklus des Antriebsstroms,
der auf den Solenoid 68 aufgebracht wird, durchgeführt und
nicht durchgeführt
werden sollte. In 7(a) zeigt eine gestrichelte
Linie einen Solldruck des Kraftstoffs innerhalb der Common-Rail 16 an.
Eine durchgezogene Linie zeigt einen Istdruck des Kraftstoffs innerhalb
der Common-Rail 16, der durch den Kraftstoffdrucksensor 22 gemessen
wird.
-
Zum
Zeitpunkt t21 wird ein elektrisches Störsignal zu der Abgabe des Kraftstoffdrucksensors 22 hinzugefügt, aber
ist eine Differenz zwischen dem Druck in der Common-Rai1 16,
der durch den Kraftstoffdrucksensor 22 gemessen wird, und
dem Solldruck geringer als die Bezugsdruckdifferenz PC1, so dass
die ECU 30 die Steuerung des Einschaltdauerzyklus des Antriebsstroms
fortsetzt, der den Solenoid 68 des Ansaugsteuerventils 60 mit
Energie beaufschlagt. Zum Zeitpunkt t22 bleibt ein Fremdkörper in dem
Ansaugsteuerventil 60 hängen,
um dadurch zu verursachen, dass eine Differenz zwischen dem Druck,
der durch den Kraftstoffdrucksensor 22 gemessen wird, und
dem Sollwert die Bezugsdruckdifferenz PC1 übersteigt. Wenn sich ein solcher
Zustand für
die Bezugszeitdauer T zum Zeitpunkt t23 fortsetzt, schaltet die
ECU 30 den Solenoid 68 zeitweilig aus. Wenn der
Druck des Kraftstoffs, der durch den Kraftstoffdrucksensor 22 geprüft wird,
dass Bezugsniveau PC1 zum Zeitpunkt t24 übersteigt, nimmt die ECU 30 die
Steuerung des Betriebs des Ansaugsteuerventils 60 noch
vor dem Ablauf der Ausschaltzeit T1 wieder auf, um dadurch einen
unerwünschten Anstieg
des Drucks des Kraftstoffs innerhalb der Common-Rail 16 über deren
Widerstandsdruck zu vermeiden.
-
8 ist
ein Ablaufdiagramm eines Fremdkörperentfernungsprogramms,
das durch die ECU 30 in dem dritten Ausführungsbeispiel
der Erfindung ausgeführt
wird. Dieses Programm wird bei vorgegebenen Zeitintervallen ausgeführt. Die
gleichen Schrittnummern, die in 4 eingesetzt
werden, beziehen sich auf die gleichen Vorgänge und deren Erklärung im
Einzelnen wird hier weggelassen.
-
In
Schritt 10a wird bestimmt, ob ein Solldruck PFIN des Kraftstoffs
innerhalb der Common-Rail 16 sich geändert hat oder nicht. Wenn
eine Antwort von NEIN erhalten wird, endet dann die Routine. Wenn alternativ
eine Antwort von JA erhalten wird, schreitet dann die Routine zu
Schritt 12a voran, bei dem bestimmt wird, ob ein Fehler
beim Steuern des Drucks in der Common-Rail 16 auftritt
oder nicht, der verursacht, dass ein absoluter Wert einer Differenz
zwischen einem Istwert NPC des Drucks des Kraftstoffs innerhalb
der Common-Rail 16, der durch den Kraftstoffdrucksensor 22 gemessen
wird, und dem Solldruck PFIN davon größer als oder gleich wie eine
Bezugsdruckdifferenz ΔPC2 über eine
Bezugszeitdauer T2 gehalten wird. Die Bezugsdruckdifferenz ΔPC2 kann
verschieden von der Bezugsdruckdifferenz ΔPC1 sein, die in 4 verwendet
wird. In ähnlicher Weise
kann die Bezugszeitdauer T2 verschieden von der Bezugszeitdauer
T sein, die in 4 verwendet wird. Die Bezugsdruckdifferenz ΔPC2 und die
Bezugszeitdauer T2 sind so ausgewählt, dass verhindert wird,
dass Antworten von JA in den Schritten 10a und 12a während der
Veränderung
des Drucks des Kraftstoffs innerhalb der Common-Rail 16 und
einer Zeitverzögerung
beim Bringen eines Istwerts des Drucks innerhalb der Common-Rail 16 in Übereinstimmung
mit dem Solldruck PFIN erhalten werden, die erwartungsgemäß auftreten,
wenn keine Fremdkörper
in dem Ansaugsteuerventil 60 hängenbleibt und der Solldruck
des Kraftstoffs innerhalb der Common-Rail 16 sich geändert hat.
Die Bezugsdruckdifferenz ΔPC2
und die Bezugszeitdauer T2 können
alternativ auf der Grundlage einer Änderung des Solldrucks PFIN
oder dessen Rate bestimmt werden.
-
Die
Betriebsart zu entfernen von einem oder mehreren Fremdkörpern aus
dem Ansaugsteuerventil 60 in dem dritten Ausführungsbeispiel
wird im Einzelnen unter Bezugname auf die 9(a) bis 9(b) beschrieben.
-
9(a) stellt ein Beispiel dar, bei dem das Festhängen des
einen oder der mehreren Fremdkörper
in dem Ansaugsteuerventil 60 eine Fehlfunktion dabei zur
Folge hat, den Istwert des Drucks innerhalb der Common-Rail 16 in Übereinstimmung
mit dem Solldruck PFIN zu bringen. 9(b) stellt
Einschalt- und Ausschaltzeiten dar, über die die Steuerung des Einschaltdauerzyklus
des Antriebsstroms, der auf den Solenoid 68 aufzubringen
ist, durchgeführt
und nicht durchgeführt
werden sollte. In 9(a) zeigt eine gestrichelte
Linie einen Solldruck des Kraftstoffs innerhalb der Common-Rail 16 an.
Eine durchgezogene Linie zeigt einen Istdruck des Kraftstoffs innerhalb
der Common-Rail 16 an,
der durch den Kraftstoffdrucksensor 22 gemessen wird. Zum
Zeitpunkt t31 ändert
die ECU 30 den Solldruck PFIN des Kraftstoffs innerhalb
der Common-Rail 16 auf einen größeren Wert. Ein oder mehrere
Fremdkörper
bleiben in dem Ansaugsteuerventil 60 hängen, was somit eine Verringerung
der Rückführregelbarkeit
des Drucks des Kraftstoffs innerhalb der Common-Rail 16 zur
Folge hat, so dass ein absoluter Wert einer Differenz zwischen dem
Druck in der Common-Rail 16, der durch den Drucksensor 22 gemessen
wird, und des Solldrucks PFIN größer als
die Bezugsdruckdifferenz ΔPC2
erhalten wird. Wenn sich ein solcher Zustand für die Bezugszeitdauer T2 zum
Zeitpunkt t32 fortsetzt, schaltet die ECU 30 den Solenoid 68 zeitweilig
aus. Wenn die Ausschaltzeit T2 zum Zeitpunkt t33 abläuft, nimm
die ECU 30 die Energiebeaufschlagung des Solenoids 68 wieder
auf.
-
Wie
aus der vorstehend angegebenen Diskussion erkennbar ist, ist das
Kraftstoffdrucksteuersystem dieses Ausführungsbeispiels ausgelegt,
dem Betrieb des Ansaugsteuerventils 60 auf der Grundlage
einer Abweichung des Drucks in der Common-Rail 16, der
durch den Kraftstoffdrucksensor 22 gemessen wird, von dem
Solldruck bei einer Änderung
des Solldrucks zu diagnostizieren. Gewöhnlich ändert, wenn der Solldruck geändert wurde,
die ECU 30 eine erforderliche Menge des Kraftstoffs, der
aus der Kraftstoffpumpe 14 auszustoßen ist, und den Grad der Energiebeaufschlagung
des Solenoids 68 des Ansaugsteuerventils 60, das
somit die verstärkte Möglichkeit
zur Folge hat, das ein oder mehrere Fremdkörper in dem Ansaugsteuerventil 60 hängenbleiben,
was zu einer Abweichung des Drucks des Kraftstoffs innerhalb der
Common-Rail 16 von
dem Solldruck führen
wird. Die ECU 30 setzt ein solches Phänomen ein, um die Genauigkeit
beim Diagnostizieren des Ansaugsteuerventils 60 zu erhöhen.
-
Das
Kraftstoffdrucksteuersystem des vierten Ausführungsbeispiels wird nachstehend
beschrieben, das eine Abwandlung desjenigen des dritten Ausführungsbeispiels
ist. Insbesondere ist die ECU 30 ausgelegt, um die Steuerung
des Betriebs des Ansaugsteuerventils 60 wieder aufzunehmen,
wenn der Druck des Kraftstoffs innerhalb der Common-Rail 16 das
Bezugsniveau PC1 auch vor dem Ablauf der Ausschaltzeit T1 erreicht.
Das Bezugsniveau PC1 wird auf die gleiche Weise ausgewählt, wie
in dem zweiten Ausführungsbeispiel
beschrieben ist.
-
Die
Betriebsart zur Entfernung von einem oder mehreren Fremdkörpern aus
dem Ansaugsteuerventil 60 in dem vierten Ausführungsbeispiel
wird nachstehend unter Bezugnahme auf die 10(a) bis 10(b) beschrieben.
-
10(a) stellt ein Beispiel dar, bei dem das Festhängen von
einem oder mehreren Fremdkörpern in
dem Ansaugsteuerventil 60 eine Fehlfunktion dabei, einen
Istwert des Drucks innerhalb der Common-Rail 16 in Übereinstimmung
mit dem Solldruck PFIN zu bringen, zur Folge hat. 10(b) stellt Einschalt- und Ausschaltzeiten dar,
bei denen die Steuerung des Einschaltdauerzyklus des Antriebsstroms, der
auf den Solenoid 68 aufzubringen ist, durchgeführt und
nicht durchgeführt
werden sollte. In 10(a) zeigt
eine gestrichelte Linie einen Solldruck des Kraftstoffs innerhalb
der Common-Rail 16 an. Eine durchgezogene Linie zeigt einen
Istdruck des Kraftstoffs innerhalb der Common-Rail 16 an,
der durch den Kraftstoffdrucksensor 22 gemessen wird.
-
Zum
Zeitpunkt t41 ändert
die ECU 30 den Solldruck PFIN des Kraftstoffs innerhalb
der Common-Rail 16 auf einen äußeren Wert. Gleichzeitig bleibt
ein oder mehrere Fremdkörper
in dem Ansaugsteuerventil 60 hängen, das somit eine Verringerung der
Rückführregelbarkeit
des Drucks des Kraftstoffs innerhalb der Common-Rail 16 zur
Folge hat, so dass ein absoluter Wert eine Differenz zwischen dem Druck
in der Common-Rail 16, der durch den Kraftstoffdrucksensor 22 gemessen
wird, und dem Solldruck PFIN größer als
die Bezugsdruckdifferenz ΔPC2
erhalten wird. Wenn sich ein solcher Zustand für die Bezugszeitdauer T2 zum
Zeitpunkt t42 fortsetzt, schaltet die ECU 30 den Solenoid 68 zeitweilig aus.
Wenn der Druck des Kraftstoffdrucks, der durch den Kraftstoffdrucksensor 22 überprüft wird,
das Bezugsniveau PC1 zum Zeitpunkt t43 übersteigt, nimmt die ECU 30 die
Steuerung des Betriebs des Ansaugsteuerventils 60 noch
vor den Ablauf der Ausschaltzeit T1 wieder auf, um dadurch einen
unerwünschten Anstieg
des Drucks des Kraftstoffs innerhalb der Common-Rail 16 über deren
Widerstandsdruck zu vermeiden.
-
Das
Kraftstoffdrucksteuersystem des fünften Ausführungsbeispiels wird nachstehend
beschrieben, das eine Abwandlung desjenigen des zweiten Ausführungsbeispiels
ist.
-
Das
Ansaugsteuerventil 60 dieses Ausführungsbeispiels ist eine normalerweise
geschlossene Bauart. Die ECU 30 wird, um die Energiebeaufschlagung
des Solenoids 68 des Ansaugsteuerventils 60 wieder
aufzunehmen, wenn der Druck des Kraftstoffs innerhalb der Common-Rail 16 unter
ein Bezugsniveau PC2 noch vor dem Ablauf der Ausschaltzeit T1 abfällt. Das
Bezugsniveau CP2 wird auf der Grundlage einer Untergrenze des Drucks
des Kraftstoffs innerhalb der Common-Rail 16 ausgewählt, wie
z.B. ein Solldruck während
des Leerlaufbetriebs des Verbrennungsmotors, der erforderlich ist,
um Kraftstoff in dem Verbrennungsmotor durch die Kraftstoffinjektoren 20 einzuspritzen.
-
Die
Betriebsart zur Entfernung von einem oder mehreren Fremdkörpern aus
dem Ansaugsteuerventil 60 in dem fünften Ausführungsbeispiel wird nachstehend
unter Bezugnahme auf die 11(a) bis 11(b) beschrieben.
-
11(a) stellt ein Beispiel dar, bei dem das Festhängen von
einem oder mehreren Fremdkörpern in
dem Ansaugsteuerventil 60 verursacht, dass ein Istwert
des Drucks innerhalb der Common-Rail 16 über den
Solldruck in hohem Maße
ansteigt. 11(b) stellt Einschalt- und
Ausschaltzeiten dar, bei denen die Steuerung des Einschaltdauerzyklus des
Antriebsstroms, der auf den Solenoid 68 aufzubringen ist,
durchgeführt
und nicht durchgeführt
werden sollte. In 11(a) zeigt
eine gestrichelte Linie einen Solldruck des Kraftstoffs innerhalb
der Common-Rail 16 an. Eine durchgezogene Linie zeigt einen
Istdruck des Kraftstoffs innerhalb der Common-Rail 16 an, der durch den Kraftstoffdrucksensor 22 gemessen
wird.
-
Zum
Zeitpunkt t51 bleiben ein oder mehrere Fremdkörper in dem Ansaugsteuerventil 60 hängen, um
dadurch zu verursachen, dass eine Differenz zwischen dem Druck,
der durch den Kraftstoffdrucksensor 22 gemessen wird, und
dem Sollwert die Bezugsdruckdifferenz ΔPC1 übersteigt. Wenn sich ein solcher
Zustand für
die Bezugszeitdauer T zum Zeitpunkt t52 fortsetzt, schaltet die
ECU 30 den Solenoid 68 zeitweilig aus. Wenn der
Druck des Kraftstoffs, der durch den Kraftstoffdrucksensor 22 überprüft wird, unter
das Bezugsniveau PC2 zum Zeitpunkt t53 abfällt, nimmt die ECU 30 die
Energiebeaufschlagung des Solenoids 68 des Ansaugsteuerventils 60 noch vor
dem Ablauf der Ausschaltzeit T1 wieder auf.
-
Wenn
die ECU 30 den Solenoid 68 zeitweilig deaktiviert,
wird das einen Abfall der Seitenkraft zur Folge haben, die an dem
Schieber 62 des Ansaugsteuerventils 60 wirkt,
um dadurch die Entfernung des Fremdkörpers infolge der Strömung des
Kraftstoffs zu vereinfachen, die aus dem Ansaugsteuerventil 60 austritt.
Bei der Entfernung des Fremdkörpers
wird das Ansaugsteuerventil 60 vollständig geschlossen, so dass der
Druck des Kraftstoffs innerhalb der Common-Rail 16 abfällt. Die
ECU 30 nimmt die Energiebeaufschlagung des Solenoids 68 des Ansaugsteuerventils 60 wieder
auf, bevor der Druck in der Common-Rail 16 die untere Grenze
des Drucks in der Common- Rail 16 erreicht,
der erforderlich ist, um den Kraftstoff in den Verbrennungsmotor einzuspritzen.
Das stellt eine geeignete Einspritzung des Kraftstoffs in dem Verbrennungsmotor
sicher.
-
Das
Kraftstoffdrucksteuersystem des sechsten Ausführungsbeispiels wird nachstehend
beschrieben, das eine Abwandlung desjenigen des dritten Ausführungsbeispiels
ist.
-
Das
Ansaugsteuerventil 60 dieses Ausführungsbeispiels ist eine normalerweise
geschlossene Bauart. Die ECU 30 wirkt, um die Energiebeaufschlagung
des Solenoids 68 des Ansaugsteuerventils 60 wiederaufzunehmen,
wenn der Druck des Kraftstoffs innerhalb der Common-Rail 16 unter
das Bezugsniveau PC1 noch vor dem Ablauf der Ausschaltzeit T1 abfällt. Das
Bezugsniveau PC2 wird wie in dem fünften Ausführungsbeispiel auf der Grundlage
einer unteren Grenze des Drucks des Kraftstoffs innerhalb der Common-Rail 16 ausgewählt, wie
z.B. ein Solldruck während
des Leerlaufbetriebs des Verbrennungsmotors, der erforderlich ist,
um den Kraftstoff in den Verbrennungsmotor durch die Kraftstoffinjektoren 20 einzuspritzen.
-
Die
Betriebsart zur Entfernung von einem oder mehreren Fremdkörpern aus
dem Ansaugsteuerventil 60 in dem fünften Ausführungsbeispiel wird nachstehend
unter Bezugnahme auf die 12(a) bis 12(b) beschrieben.
-
12(a) stellt ein Beispiel dar, bei dem das Festhängen von
einem oder mehreren Fremdkörpern in
dem Ansaugsteuerventil 60 eine Fehlfunktion dabei zur Folge
hat, einen Istwert des Drucks innerhalb der Common-Rail 16 in Übereinstimmung
mit dem Solldruck zu bringen. 12(b) stellt
Einschalt- und Ausschaltzeiten dar, für die die Steuerung des Einschaltdauerzyklus
des Antriebsstroms, der auf den Solenoid 68 aufzubringen
ist, durchgeführt
und nicht durchgeführt
werden sollte. In 12(a) zeigt
eine gestrichelte Linie einen Solldruck des Kraftstoffs innerhalb
der Common-Rail 16 an. Eine durchgezogene Linie zeigt einen
Istdruck des Kraftstoffs innerhalb der Common-Rail 16 an, der durch den Kraftstoffdrucksensor 22 gemessen
wird.
-
Zum
Zeitpunkt t61 verändert
die ECU 30 den Solldruck des Kraftstoffs innerhalb der
Common-Rail 16 auf einen kleineren Wert. Ein oder mehrere Fremdkörper bleiben
in dem Ansaugsteuerventil 60 hängen, um dadurch eine Verringerung
der Rückführregelbarkeit
des Drucks des Kraftstoffs innerhalb der Common-Rail 16 zur
Folge zu haben, so dass ein absoluter Wert einer Differenz zwischen
dem Druck in der Common-Rail 16, der durch den Kraftstoffdrucksensor 22 gemessen
wird, und dem Solldruck größer als
eine Bezugsdruckdifferenz ΔPC3
gehalten wird. Die Bezugsdruckdifferenz ΔPC3 ist von der Bezugsdruckdifferenz ΔPC2 verschieden,
die in 9(a) verwendet wird. Wenn ein
derartiger Zustand sich für
eine Bezugszeitdauer T3 zum Zeitpunkt t62 fortsetzt, schaltet die
ECU 30 den Solenoid 68 zeitweilig aus. Die Bezugszeitdauer
T3 ist verschieden von der Bezugszeitdauer T2 in 9(a). Wenn der Druck des Kraftstoffs, der durch
den Kraftstoffdrucksensor 22 überprüft wird, unter das Bezugsniveau
PC2 zum Zeitpunkt t63 abfällt,
nimmt die ECU 30 die Energiebeaufschlagung des Solenoids 68 des
Ansaugsteuerventils 60 noch vor dem Ablauf der Ausschaltzeit
T1 wieder auf.
-
Die
Ausschaltzeit T1, die in jedem der vorstehend genannten Ausführungsbeispiele
verwendet wird, wird als Funktion der Drehzahl der Kurbelwelle 24 bestimmt,
kann jedoch alternativ fixiert sein. Beispielsweise wird die Ausschaltzeit
T1 vorzugsweise als konstanter Wert ausgewählt (beispielsweise 0,01 bis
0,1 ms), der größer als
der Zyklus ist, in dem die Kraftstoffpumpe 14 den Kraftstoff
zu der Common-Rail 16 innerhalb eines vollen Bereichs der Drehzahl
der Kurbelwelle 24 fördert.
-
Die
ECU 30 in dem ersten, zweiten und fünften Ausführungsbeispiel ist ausgelegt,
um das Ansaugsteuerventil 60 während der Leerlaufstabilitätssteuerung
des Verbrennungsmotors zu diagnostizieren, kann jedoch alternativ
ausgelegt sein, um das zu tun, wenn der Solldruck des Kraftstoffs
innerhalb der Common-Rail 16 sich in einem stationären Zustand befindet.
-
Das
Ansaugsteuerventil 60 kann ausgelegt sein, so dass es einen
Aufbau hat, der in 13 dargestellt ist. Die gleichen
Bezugszeichen, die in 3 eingesetzt werden, beziehen
sich auf die gleichen Teile.
-
Das
Ansaugsteuerventil 60 ist so aufgebaut, dass eine magnetische
Anziehung, die durch den Solenoid 68 erzeugt wird, wenn
er mit Energie beaufschlagt wird, so wirkt, um einen Anker 71 aus
dem Solenoid 68 zu bewegen, um dadurch den Schieber 62 gegen
den die Feder 66 erzeugten Druck zu schieben.
-
Das
Ansaugsteuerventil 60 kann durch ein Solenoid betätigtes Ventil
ausgeführt
werden, das ausgelegt ist, um eine magnetische Anziehung zu erzeugen,
die einen Schieber zur Änderung
einer Durchflussrate des Kraftstoffs bewegt, der zu der Common-Rail 16 auszustoßen ist.
Anstelle des Ansaugsteuerventils 60 kann die Kraftstoffpumpe 14 mit einem
Ausstoßsteuerventil
ausgestattet werden, das ausgelegt ist, um die Menge des Kraftstoffs
direkt zu steuern, der aus der Kraftstoffpumpe 14 auszustoßen ist.
-
Das
Kraftstoffeinspritzsystem, das in jedem der vorstehend genannten
Ausführungsbeispiele
beschrieben ist, kann bei Automobilbenzinverbrennungsmotoren, wie
z.B. Direkteinspritzverbrennungsmotoren verwendet werden.
-
Während die
vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die bevorzugten Ausführungsbeispiele
zur Vereinfachung des besseren Verständnisses offenbart wurde, ist
offensichtlich, dass die Erfindung auf verschiedenen Wegen ohne
Abweichen von dem Grundprinzip der Erfindung ausgeführt werden kann.
Daher sollte die Erfindung so verstanden werden, dass sie alle möglichen
Ausführungsbeispiele und
Abwandlungen aufweist, die in den Ausführungsbeispielen gezeigt sind,
die ohne Abweichen von dem Grundprinzip der Erfindung ausgeführt werden können, die
in den beigefügten
Ansprüchen
angegeben ist.
-
Somit
ist die Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine Brennkraftmaschine vorgesehen,
die einen Sammler, eine Kraftstoffpumpe, die wirkt, um Kraftstoff
mit Druck zu beaufschlagen und zu dem Sammler auszustoßen, und
eine Steuerung aufweist. Die Kraftstoffpumpe weist ein Durchflussratensteuerventil
auf, das mit einem Solenoid und einem Schieber ausgestattet ist,
der durch eine magnetische Anziehung, die durch den Solenoid erzeugt
wird, wenn dieser mit Energie beaufschlagt wird, bewegt wird, um eine
Durchflussrate des Kraftstoffs zu ändern, der zu dem Sammler ausgestoßen wird.
Die Steuerung wirkt, um die Energiebeaufschlagung des Solenoids zu
steuern, um einen Druck des Kraftstoffs innerhalb des Sammlers in Übereinstimmung
mit einem Solldruck unter einer Rückführregelung zu bringen. Die Steuerung
wirkt ebenso, um zu diagnostizieren, ob das Durchflussratensteuerventil
einer Fehlfunktion unterliegt oder nicht, auf der Grundlage einer
Abweichung des Drucks des Kraftstoffs innerhalb des Sammlers von
dem Solldruck. Wenn bestimmt wird, dass das Durchflussratensteuerventil
einer Fehlfunktion unterliegt, hält
die Steuerung die Energiebeaufschlagung des Solenoids des Durchflussratensteuerventils
zur Behebung der Fehlfunktion des Durchflussratensteuerventils an.