DE102007000070B4 - Pulsdauerverhältnissteuervorrichtung - Google Patents

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    • F02D2041/2027—Control of the current by pulse width modulation or duty cycle control

Abstract

Pulsdauerverhältnissteuervorrichtung mit: einem elektromagnetischen Ventil (11); und einem Controller (10), der ein Zeitverhältnis zwischen einer EIN-Zeit und einer AUS-Zeit pro Steuerzyklus ändert, um eine zugeführte Stromstärke zu dem elektromagnetischen Ventil (11) zu steuern, wodurch ein Hubbetrag des elektromagnetischen Ventils (11) sequentiell oder in Stufen geändert wird, wobei: eine Steuerfrequenz in einem zweiten Steuerbereich, in dem die zugeführte Stromstärke zu dem elektromagnetischen Ventil (11) oder der Hubbetrag des elektromagnetischen Ventils (11) relativ groß ist, so festgelegt wird, dass sie größer ist als eine Steuerfrequenz in einem ersten Steuerbereich, in dem die zugeführte Stromstärke zu dem elektromagnetischen Ventil (11) oder der Hubbetrag des elektromagnetischen Ventils (11) relativ klein ist, wobei eine EIN-Zeit pro Steuerzyklus in dem ersten Steuerbereich so festgelegt wird, dass sie im Wesentlichen gleich einer EIN-Zeit pro Steuerzyklus in dem zweiten Steuerbereich ist.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Das Folgende bezieht sich auf eine Pulsdauerverhältnissteuervorrichtung gemäß den unabhängigen Ansprüchen, die einen Betrieb eines elektromagnetischen Ventils verbessert.
  • Stand der Technik
  • Allgemein bekannt ist eine Pulsdauerverhältnissteuervorrichtung, die einen EIN/AUS-Versorgungsstrom in einem Steuerzyklus schaltet, um eine elektromagnetische Kraft zu ändern, die in einer Spule des elektromagnetischen Ventils erzeugt wird, und die eine erzwungene Schwingung auf das elektromagnetische Ventil aufbringt. Zum Beispiel offenbaren JP-11-294244 A und JP-2004-190628 A derartige Puldauerverhältnissteuervorrichtungen.
  • Diese Art der Steuervorrichtung kann in einer Kraftstoffeinspritzpumpe fur eine Akkumulator-Kraftstoffeinspritzvorrichtung eingebaut sein (d. h. eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung fur eine Brennkraftmaschine). Dadurch wird die Stromstärke, die zu der Spule des elektromagnetischen Ventils zugeführt wird, durch das Pulsdauerverhältnis gesteuert, um eine Kraftstoffeinlassmenge zu dosieren, die von einer Förderpumpe in eine Druckbeaufschlagungskammer eingezogen wird. Auch wenn der Betriebszustand einer Kraftmaschine derart ist, dass der Ventilhubbetrag in einer relativ langen Zeitperiode konstant ist (zum Beispiel beim Kraftmaschinenleerlauf), wird das Ventil des elektromagnetischen Ventils durch die elektromagnetische Kraft zwangsweise in Schwingungen versetzt, die in der Spule des elektromagnetischen Ventils erzeugt wird, um dadurch ein Klemmen des Ventils zu reduzieren.
  • Ein Betrieb der Pulsdauerverhältnissteuervorrichtung, die in der JP-11-294244 A oder in der JP-2004-190628 A offenbart ist, ist in dem Zeitdiagramm der 13 dargestellt. Wie dies gezeigt ist, ist in einem ersten Steuerbereich der Ventilhubbetrag des elektromagnetischen Ventils relativ klein, und in einem zweiten Steuerbereich ist der Ventilhubbetrag relativ groß. Der Ventilhubbetrag wird von dem ersten Steuerbereich zu dem zweiten Steuerbereich aufgrund einer Änderung des Betriebszustandes der Kraftmaschine geändert. Außerdem wird eine Steuerfrequenz der Pulsdauerverhältnissteuerung auf einen ungefahr konstanten Wert zwischen dem ersten und dem zweiten Steuerbereich aufrechterhalten. Jedoch wird eine EIN-Zeit zum Erregen der Spule des elektromagnetischen Ventils geändert, um die zugeführte Stromstärke in die Spule zu erhöhen. Dies bewirkt eine Erhöhung der elektromagnetischen Kraft, die in der Spule erzeugt wird, wodurch ein Ventilhubbetrag des elektromagnetischen Ventils vergrößert wird.
  • Wenn hierbei der Ventilhubbetrag von dem ersten Steuerbereich zu dem zweiten Steuerbereich gewechselt wird, dann wird der Strom erhöht, der in die Spule des elektromagnetischen Ventils zugeführt wird. Wie dies in der 13 gezeigt ist, ist es nämlich erforderlich, die EIN-Zeit bezüglich der AUS-Zeit des Pulsdauerverhältnisses zu verlängern, während die Steuerfrequenz der Pulsdauerverhältnissteuerung auf einen ungefähr konstanten Wert aufrecht erhalten wird. In diesem Fall erhöht sich die in der Spule erzeugte elektromagnetische Kraft, wodurch eine Schwingungsamplitude des Ventils erhöht wird. Infolge dessen wird die Kraftstoffströmungsmenge weniger genau gesteuert. Beim Vergleich des zweiten Steuerbereichs mit dem ersten Steuerbereich verschlechtern sich zum Beispiel die Dosiereigenschaften der Kraftstoffsaugmenge in die Kraftstoffeinspritzpumpe, wodurch die Steuerbarkeit der Kraftstoffauslassmenge aus der Kraftstoffeinspritzpumpe verringert wird.
  • Als teilweise Reaktion auf dieses Problem wurde vorgeschlagen, die Schwingungsamplitude des Ventils des elektromagnetischen Ventils in dem zweiten Steuerbereich zu reduzieren. Jedoch kann dieses Verfahren die Schwingungsamplitude des Ventils des elektromagnetischen Ventils in dem ersten Steuerbereich reduzieren, und dadurch kann die erzwungene Schwingung zum Reduzieren des Klemmens des Ventils nicht auf das Ventil aufgebracht werden.
  • Gemäß dem Stand der Technik nach DE 197 54 671 A1 wird eine Zitteramplitudeneinstelleinrichtung vorgeschlagen, mit der ein Ventil für ein Aufhängungssteuergerät gesteuert werden kann. Dabei wird die Amplitude des Stellstroms auf einen kleinen Wert in einem Gebiet festgelegt, in dem sich eine erzeugte Dämpfkraft eines Stoßdampfers, auf den das Gerät angewendet wird, mit einer hohen Rate relativ zu der Veränderung der Stärke des zugeführten Stroms verändert.
  • Gemäß dem weiteren Stand der Technik nach DE 44 23 102 A1 wird ein Verfahren zum Ansteuern von Proportionalventilen vorgeschlagen, bei dem eine Hysterese durch eine geringere Ansteuerfrequenz und damit einer entsprechend größeren Ansteueramplitude minimiert wird. Im oberen Stellbereich werden eine höhere Frequenz und damit eine entsprechend kleinere Amplitude verwendet.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Pulsdauerverhältnissteuervorrichtung zu schaffen, mit der ein elektromagnetisches Ventil mit einer erhöhten Genauigkeit in allen Betriebsbereichen gesteuert werden kann.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Pulsdauerverhältnissteuervorrichtung gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den entsprechenden abhängigen Ansprüchen definiert.
  • Technische Lösung
  • Eine Pulsdauerverhältnissteuervorrichtung ist offenbart, die ein elektromagnetisches Ventil aufweist. Die Pulsdauerverhältnissteuervorrichtung hat einen Controller, der ein Zeitverhältnis zwischen einer EIN-Zeit und einer AUS-Zeit pro Steuerzyklus ändert, um eine zugeführte Stromstärke zu dem elektromagnetischen Ventil zu steuern, wodurch ein Hubbetrag des elektromagnetischen Ventils sequenziell oder in Stufen geändert wird. Eine Steuerfrequenz in einem zweiten Steuerbereich, in dem die zugeführte Stromstärke zu dem elektromagnetischen Ventil oder der Hubbetrag des elektromagnetischen Ventils relativ groß ist, wird so festgelegt, dass sie größer ist als eine Steuerfrequenz in einem ersten Steuerbereich, in dem die zugeführte Stromstärke zu dem elektromagnetischen Ventil oder der Hubbetrag des elektromagnetischen Ventils relativ klein ist.
  • Darüber hinaus ist eine Pulsdauerverhältnissteuervorrichtung offenbart, die ein elektromagnetisches Ventil und einen Controller aufweist, der ein Zeitverhältnis zwischen einer EIN-Zeit und einer AUS-Zeit pro Steuerzyklus ändert, um eine zugeführte Stromstärke zu dem elektromagnetischen Ventil zu steuern, wodurch ein Hubbetrag des elektromagnetischen Ventils sequenziell oder in Stufen geändert wird. Die zugeführte Stromstärke zu dem elektromagnetischen Ventil in einem zweiten Steuerbereich, in dem der Hubbetrag des elektromagnetischen Ventils relativ groß ist, wird so festgelegt, dass sie größer ist als die zugeführte Stromstärke zu dem elektromagnetischen Ventil in einem ersten Steuerbereich, in dem der Hubbetrag des elektromagnetischen Ventils relativ klein ist. Außerdem wird eine Schwingungsamplitude des elektromagnetischen Ventils in dem ersten Steuerbereich so festgelegt, dass sie im Wesentlichen gleich einer Schwingungsamplitude des elektromagnetischen Ventils in dem zweiten Steuerbereich ist.
  • Außerdem ist eine Pulsdauerverhältnissteuervorrichtung offenbart, die ein elektromagnetisches Ventil aufweist. Die Pulsdauerverhältnissteuervorrichtung hat außerdem eine Einrichtung, die ein Zeitverhältnis zwischen einer EIN-Zeit und einer AUS-Zeit pro Steuerzyklus ändert, um eine zugeführte Stromstärke zu dem elektromagnetischen Ventil zu steuern, wodurch ein Hubbetrag des elektromagnetischen Ventils sequenziell oder in Stufen geändert wird. Die Pulsdauerverhältnissteuervorrichtung hat des Weiteren eine Frequenzänderungseinrichtung, die eine Steuerfrequenz einer Pulsdauerverhältnissteuerung sequenziell oder in Stufen ändert, während die EIN-Zeit pro Steuerzyklus ungefähr konstant gehalten wird, und zwar in einem Fall einer Änderung einer zugeführten Stromstärke zu dem elektromagnetischen Ventil oder eines Ventilhubbetrags des elektromagnetischen Ventils.
  • Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
  • Kurze Beschreibung der Abbildungen der Zeichnungen
  • Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden, detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ersichtlich, in denen gleiche Abschnitte mit den selben Bezugszeichen bezeichnet sind, und wobei:
  • 1 zeigt eine schematische Anordnungsdarstellung eines Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystems bei einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung;
  • 2 zeigt einen Querschnitt einer Zuführungspumpe bei dem ersten Ausführungsbeispiel;
  • 3 zeigt einen Querschnitt eines elektromagnetischen Ventils, das in der Zuführungspumpe bei dem ersten Ausführungsbeispiel eingebaut ist;
  • 4 zeigt ein Zeitdiagramm eines Ventilhubbetrags und einer Steuerfrequenz einer Pulsdauerverhaltnissteuerung bei dem elektromagnetischen Ventil zur Zeit eines Übergangs von einem ersten Steuerbereich zu einem zweiten Steuerbereich bei dem ersten Ausführungsbeispiel;
  • 5 zeigt einen Querschnitt einer Zuführungspumpe bei einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung;
  • 6 zeigt einen Querschnitt eines elektromagnetischen Ventils, das in der Zuführungspumpe bei dem zweiten Ausführungsbeispiel eingebaut ist;
  • 7 zeigt eine Charakteristische Darstellung einer Beziehung zwischen einem Ventilhubbetrag und einer Steuerfrequenz einer Pulsdauerverhältnissteuerung bei einem elektromagnetischen Ventil bei einem dritten Ausführungsbeispiel;
  • 8 zeigt ein Zeitdiagramm einer Änderung einer zugeführten, elektrischen Spannung zu einem elektromagnetischen Ventil bei einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung;
  • 9 zeigt einen Querschnitt eines elektromagnetischen Ventils, das in einer Zuführungspumpe bei einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eingebaut ist;
  • 10 zeigt eine detaillierte Ansicht des elektromagnetischen Ventils, die durch Y in der 9 angegeben ist;
  • 11A bis 11C zeigen beschreibende Ansichten, die jeweils eine Positionsbeziehung zwischen einem Ventil und einer Ventilöffnung bei dem fünften Ausführungsbeispiel zeigen;
  • 12A bis 12C zeigen beschreibende Ansichten, die jeweils eine Beziehung zwischen einem Ventil und einer Ventilöffnung in einem Leerlaufbetriebszustand bei dem fünften Ausführungsbeispiel und einem Vergleichsbeispiel zeigen; und
  • 13 zeigt ein Zeitdiagramm eines Ventilhubbetrages und einer Steuerfrequenz einer Pulsdauerverhältnissteuerung bei einem elektromagnetischen Ventil zur Zeit eines Überganges von einem ersten Steuerbereich zu einem zweiten Steuerbereich gemäß dem Stand der Technik.
  • Bester Weg zur Ausführung der Erfindung
  • Weg(e) zur Ausführung der Erfindung
  • Wie dies beschrieben wird, sieht die Pulsdauerverhältnissteuervorrichtung der vorliegenden Offenbarung eine verbesserte Steuerbarkeit der Strömungsmenge eines Fluids vor, das durch ein elektromagnetisches Ventil hindurch tritt, indem eine Änderung einer Schwingungsamplitude für das elektromagnetische Ventil über einen Steuerbereich eines Ventilhubbetrags reduziert wird. Dies wird durch Festlegen der Steuerfrequenz in dem ersten Steuerbereich bewerkstelligt, in dem die zugeführte Stromstärke zu dem elektromagnetischen Ventil oder der Hubbetrag des elektromagnetischen Ventils relativ klein ist, so dass sie kleiner ist als die Steuerfrequenz in dem zweiten Steuerbereich, in dem die zugeführte Stromstärke zu dem elektromagnetischen Ventil oder der Hubbetrag des elektromagnetischen Ventils relativ groß ist.
  • Zusätzlich sieht die Pulsdauerverhältnissteuerung der vorliegenden Offenbarung eine verbesserte Steuerbarkeit der Strömungsmenge eines Fluids vor, das durch ein elektromagnetisches Ventil hindurch tritt, indem eine Änderung einer Schwingungsamplitude für das elektromagnetische Ventil über einen Steuerbereich eines Ventilhubbetrags reduziert wird. Dies wird dadurch bewerkstelligt, dass die zugeführte Stromstärke zu der Spule des elektromagnetischen Ventils in dem ersten Steuerbereich, in dem der Hubbetrag des elektromagnetischen Ventils relativ klein ist, kleiner als die zugeführte Stromstärke zu der Spule in dem zweiten Steuerbereich festgelegt wird, in dem der Hubbetrag des elektromagnetischen Ventils relativ groß ist. Darüber hinaus wird die Schwingungsamplitude des Ventils in dem ersten Steuerbereich so festgelegt, dass sie im Wesentlichen gleich der Schwingungsamplitude des Ventils in dem zweiten Steuerbereich ist.
  • Außerdem sieht die Pulsdauerverhältnissteuervorrichtung der vorliegenden Offenbarung eine verbesserte Steuerbarkeit einer Strömungsmenge des Fluids vor, indem eine Änderung einer Schwingungsamplitude des Ventils über einen Steuerbereich eines Ventilhubbetrags durch Vorsehen einer Frequenzänderungseinrichtung reduziert wird, die sequenziell oder in Stufen eine Steuerfrequenz einer Pulsdauerverhältnissteuerung ändert, während eine EIN-Zeit pro Steuerzyklus auf einen ungefähr konstanten Wert aufrecht erhalten wird, und zwar im Falle einer Änderung der zugeführten Stromstärke oder des Ventilhubbetrags des elektromagnetischen Ventils.
  • Erstes Ausführungsbeispiel
  • Die 1 bis 4 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung. Das erste Ausführungsbeispiel ist in einer Brennkraftmaschine (zum Beispiel eine Dieselkraftmaschine, eine Mehrzylinder-Dieselkraftmaschine, etc.) mit einem Kraftstoffeinspritzsystem eingebaut. Das Kraftstoffeinspritzsystem ist eine Common-Rail-Kraftstoffeinspritzvorrichtung, die in einem Motorraum eines Fahrzeuges wie zum Beispiel ein Automobil angebracht ist.
  • Wie dies in den 1 und 2 gezeigt ist, hat das Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem eine Zuführungspumpe 3 (d. h. eine Kraftstoffeinspritzpumpe, eine Kraftstoffzuführungspumpe), die eine bekannte Förderpumpe 2 darin aufnimmt, um einen Niederdruckkraftstoff aus einem Kraftstoffbehälter 1 anzusaugen, eine Common-Rail 4, zu der ein Hochdruckkraftstoff aus einem entsprechenden Auslassanschluss (d. h. einem ersten und einem zweiten Auslassanschluss) der Zuführungspumpe 3 eingeführt wird, mehrere (zum Beispiel 4) Einspritzvorrichtungen 5, zu denen der Hochdruckkraftstoff verteilt und aus einem entsprechenden Kraftstoffauslass (d. h. einem ersten bis vierten Kraftstoffauslass) der Common-Rail 4 zugeführt wird, und eine Kraftmaschinensteuereinheit 10 (nachfolgend als eine „ECU” bezeichnet) zum elektronischen Steuern eines elektromagnetischen Ventils der Zuführungspumpe 3 und des jeweiligen elektromagnetischen Ventils 12 für die vielen Einspritzvorrichtungen 5.
  • Das Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem ist so strukturiert, dass es den Hochdruckkraftstoff, der in der Common-Rail akkumuliert wird, in eine Brennkammer des entsprechenden Zylinders der Kraftmaschine durch die entsprechende Einspritzvorrichtung 5 einspritzt. In der 1 ist nur die Einspritzvorrichtung 5 entsprechend einem Zylinder einer 4 Zylinder-Kraftmaschine gezeigt, und die anderen Zylinder sind weggelassen. Eine Abgabewelle (d. h. eine Kurbelwelle) der Kraftmaschine treibt eine Pumpenantriebswelle 13 (zum Beispiel eine Nockenwelle, etc.) der Zuführungspumpe 3 an.
  • Die Zuführungspumpe 3 ist mit zumindest 2 Druckzuführungssystemen (d. h. zumindest 2 Pumpenelementen) zur Druckbeaufschlagung des Niederdruckkraftstoffs versehen, der aus dem Kraftstoffbehälter 1 durch ein Niederdruckpumpenrohr 14 angesaugt wird. Die Zuführungspumpe 3 ist eine Hochdruckzuführungspumpe zum Steuern einer Kraftstoffauslassmenge von zumindest 2 Druckzuführungssystemen durch Dosieren einer Saugkraftstoffmenge, die in die entsprechende Druckkammer von der Förderpumpe 2 durch einen Kraftstoffsaugpfad angesaugt wird. Eine detaillierte Beschreibung der Förderpumpe 2, der Zuführungspumpe 3 und des elektromagnetischen Ventils 11 wird später beschrieben.
  • Die Common-Rail 4 ist ein Akkumulatorgefäß zum Akkumulieren des Hochdruckkraftstoffes entsprechend einem Einspritzdruck des Kraftstoffes. Die Common-Rail 4 ist mit jedem Auslassanschluss der Zuführungspumpe 3 durch ein Hochdruckpumpenrohr 15 verbunden, und sie ist außerdem mit jeder Einspritzvorrichtung 5 durch die vielen Einspritzrohre 16 verbunden. Zusätzlich ist die Common-Rail 4 mit zumindest einem Leckanschluss versehen, der darin ausgebildet ist; daher kehrt der leckende Kraftstoff aus der Common-Rail 4 zu dem Kraftstoffbehälter 1 durch ein Entlastungsrohr 17 zurück.
  • Ein Gehäuse, ein Ventil und ein Druckreduzierventil 18 mit einer Spule sind flüssigdicht an den Leckanschluss der Common-Rail 4 angebracht. Das Druckreduzierventil 18 hat eine Öffnungsfläche, die sich durch die zugeführte Stromstärke ändert, die zu der Spule von der ECU 10 zugeführt wird. Das Druckreduzierventil 18 ist ein elektromagnetisches Ventil mit Druckreduzierungseigenschaften zum schnellen Reduzieren eines Innendrucks (d. h. ein Common-Rail-Druck) der Common-Rail 4 von einem relativ hohen Druck auf einen relativ niedrigen Druck, wenn das Fahrzeug verzögert wird und/oder stoppt. Als eine Alternative des Druckreduzierventils 18 ist es möglich, eine Druckbegrenzungsvorrichtung an das Entlastungsrohr 17 flüssigdicht anzubringen. Diese Druckbegrenzungsvorrichtung ist ein Drucksicherheitsventil, das dann geöffnet wird, wenn der Innendruck in der Common-Rail 4 einen festgelegten, kritischen Druck überschreitet, um dadurch den Innendruck in der Common-Rail 4 so zu steuern, dass er kleiner ist als der festgelegte, kritische Druck.
  • Die vielen Einspritzvorrichtungen 5 sind elektromagnetische Kraftstoffeinspritzvorrichtungen, die an den stomabwärtigen Enden des jeweiligen Einspritzrohres 16 gekoppelt sind, die von der Common-Rail 4 abzweigen. die Einspritzvorrichtungen 5 haben jeweils eine Kraftstoffeinspritzdüse, die eine Kraftstoffeinspritzung in die verschiedenen Brennkammern bewirkt. Das elektromagnetische Ventil 12 wird zum Antreiben einer Düsennadel der Kraftstoffeinspritzdüse in einer Öffnungsrichtung verwendet. Das elektromagnetische Ventil 12 hat ein Gehäuse, ein Ventil und eine Spule. Jede Einspritzvorrichtung 5 ist mit einem Leckanschluss versehen, und irgendein aus der Einspritzvorrichtung 5 herausleckender Kraftstoff kehrt zu dem Kraftstoffbehälter 1 durch das Entlastungsrohr 17 zurück.
  • Die Förderpumpe 2 bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist eine Niederdruckzuführungspumpe, die den Niederdruckkraftstoff aus dem Kraftstoffbehälter 1 durch ein Niederdruckpumpenrohr 14 aufgrund einer Drehung einer Pumpenantriebswelle 13 ansaugt, die durch eine Drehung der Kurbelwelle der Kraftmaschine bewirkt wird. In der 2 ist die Förderpumpe 2 in einer um 90° abgewickelten Form offenbart. Außerdem ist ein Kraftstofffilter 19 in mitten des Niederdruckpumpenrohres 14 zum Filtern oder Einfangen von Unreinheiten vorgesehen, die in dem Kraftstoff enthalten sind, der in der Förderpumpe 2 anzusaugen ist.
  • Wenn die Förderpumpe 2 durch eine Drehung der Pumpenantriebswelle 13 angetrieben wird, dann wird der durch den Kraftstofffilter 19 gefilterte Niederdruckkraftstoff aus dem Niederdruckpumpenrohr 14 durch einen Kraftstoffeinlass, der aus einem Buchsenstutzen und einem Gewinde besteht, und einen Gitterfilter 22 in einen Kraftstoffeinführungspfad 23 eingeführt, und er wird zu einer Saugseite der Förderpumpe 2 angesaugt. Die Förderpumpe 2 beaufschlagt den angesaugten Niederdruckkraftstoff auf einen vorbestimmten Kraftstoffdruck, und der mit Druck beaufschlagte Kraftstoff strömt heraus zu einem Einlass (Kraftstoffreservoirkammer 25) des elektromagnetischen Ventils 11 durch einen Kraftstoffsaugpfad 24.
  • Ein Regulatorventil 26 ist in der Nähe der Förderpumpe 2 bei dem ersten Ausführungsbeispiel angeordnet. Dieses Regulatorventil 26 ist ein Druckregulator zum Verhindern, dass ein Auslassdruck, der in die Kraftstoffreservoirkammer 25 ausgelassen wird, einen vorbestimmten Kraftstoffdruck überschreitet. Der überschüssige Kraftstoff aus dem elektromagnetischen Ventil 11 strömt zu einer Saugseite der Förderpumpe 2 durch einen Kraftstoffrückführungspfad 27, den Gitterfilter 22 und den Kraftstoffeinführungspfad 23 zurück. Ein Teil des aus der Förderpumpe 2 ausgelassenen Kraftstoffes schmiert den jeweiligen Gleitabschnitt der zumindest 2 Pumpenelemente, nämlich das erste und das zweite Pumpenelement. Danach strömt der Kraftstoff zu dem Kraftstoffbehälter 1 durch den Auslass 29 (Kraftstoffauslass, Leckanschluss) zurück, der aus dem Buchsenstutzen und dem Gewinde besteht, und das Entlastungsrohr 17.
  • Die Zuführungspumpe 3 bei dem ersten Ausführungsbeispiel, wie sie in der 2 gezeigt ist, fixiert den ersten und den zweiten Zylinderkopf 31, 32 an einer Endseite (zum Beispiel die untere Endseite in der 2) des Pumpengehäuses 30. Der erste und der zweite Zylinder haben jeweils darin eine Gleitbohrung, und sie sind gleitbar an dem ersten und dem zweiten Zylinderkopf 31, 32 angeordnet. Ein erster und ein zweiter Tauchkolben 33, 34 sind jeweils in der entsprechenden Gleitbohrung des ersten bzw. des zweiten Zylinders vorgesehen. Ein erstes Saugventil 41 befindet sich in einem ersten konkaven Abschnitt, der an der oberen Endseite des ersten Zylinderkopfes 31 mündet. Ein zweites Saugventil 42 befindet sich in einem zweiten konkaven Abschnitt, der an der unteren Endseite des zweiten Zylinderkopfs 32 mündet.
  • Eine erste Tauchkolbenkammer 43 ist an der oberen Endseite des ersten Zylinderkopfes 31 angeordnet. Die erste Tauchkolbenkammer 43 ist eine Kraftstoffdruckbeauflagungskammer, die durch eine Innenwandfläche des ersten Zylinders des ersten Zylinderkopfs 31, die obere Endseite des ersten Tauchkolbens 33 und die untere Endseite des ersten Einlassventils 41 umgeben ist. Eine zweite Tauchkolbenkammer 44 ist an dem unteren Ende des zweiten Zylinderkopfs 32 angeordnet. Die zweite Tauchkolbenkammer 44 ist eine Kraftstoffdruckbeaufschlagungskammer, die durch eine Innenwandfläche des zweiten Zylinders des zweiten Zylinderkopfes 32, die untere Endseite des zweiten Tauchkolbens 34 und die obere Endseite des zweiten Einlassventils 42 umgeben ist.
  • Der Niederdruckkraftstoff tritt in die Kraftstoffreservoirkammer 25 von der Förderpumpe 2 durch den Kraftstoffsaugpfad 24 ein, danach tritt er durch das Innere des elektromagnetischen Ventils 11 von der Kraftstoffreservoirkammer 25 hindurch, und dann tritt er in die erste und in die zweite Tauchkolbenkammer 43, 44 ein. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel hat das Druckzuführungssystem (d. h. das erste Pumpenelement, die erste Hochdruckzuführungspumpe) der Zuführungspumpe 3 den ersten Zylinder des ersten Zylinderkopfs 31 und den ersten Tauchkolben 33. Das Druckzuführungssystem (zweites Pumpenelement, zweite Hochdruckzuführungspumpe) der Zuführungspumpe 3 ist aus dem zweiten Zylinder des zweiten Zylinderkopfs 31 und dem zweiten Tauchkolben 34 gebildet.
  • Das erste und das zweite Einlassventil 41, 42 haben jeweils einen Ventilsitz, ein Ventil und eine Feder, und sie dienen als ein Ein-Weg-Ventil zum Reduzieren (zum Beispiel zum Verhindern) einer rückwärts gerichteten Strömung des Kraftstoffs aus der ersten und der zweiten Tauchkolbenkammer 43, 44 zu dem elektromagnetischen Ventil. Jedes Ventil des ersten und des zweiten Einlassventils 41, 42 ist in der Gleitbohrung im Inneren des jeweiligen Ventilsitzes gleitbar gestützt, und es schließt dann, wenn der Kraftstoffdruck in der ersten und in der zweiten Tauchkolbenkammer 43, 44 um mehr als einen vorbestimmten Wert erhöht wird.
  • Jedes Ventil des ersten und des zweiten Einlassventils 41, 42 wird in der nach oben und in der nach unten gerichteten Richtung durch Vorspannkräfte der entsprechenden Feder in einem normalen Zustand vorgespannt, und es wird an eine Sitzseite des Ventilsitzes gesetzt, um eine Kraftstoffbohrung zu schließen, die in dem Ventilsitz ausgebildet ist. Wenn der Niederdruckkraftstoff von dem elektromagnetischen Ventil durch den ersten und den zweiten Kraftstoffsaugpfad 37, 38 in das erste und das zweite Einlassventil 41, 42 eintritt, dann öffnet das Ventil durch den Kraftstoffdruck in dem ersten und in dem zweiten Kraftstoffsaugpfad 37, 38, so dass der Kraftstoff in die erste und in die zweite Tauchkolbenkammer 43, 44 angesaugt wird. Wenn die Druckbeaufschlagung des Kraftstoffs gestartet wird, dann werden jedes Ventil von dem ersten und von dem zweiten Einlassventil 41, 42 durch den Kraftstoffdruck in der ersten und in der zweiten Tauchkolbenkammer 43, 44 geschlossen. Dieser Zustand wird aufrechterhalten, bis die Zufuhr des mit Druck beaufschlagten Kraftstoffs abgeschlossen ist.
  • Die Pumpenantriebswelle 13 wird synchron mit der Kurbelwelle der Kraftmaschine angetrieben, und sie ist in dem Pumpengehäuse 30 vorgesehen, und sie ist durch ein Gleitlager drehbar gestützt. Ein exzentrischer Nocken 45 ist einstückig an die Pumpenantriebswelle 13 an dem Außenumfang des mittleren Abschnitts davon gekoppelt. Der erste und der zweite Tauchkolben 33, 34 befinden sich an einer symmetrischen Position in der nach oben und nach unten gerichteten Richtung, so dass der exzentrische Nocken 45 zwischen dem ersten und dem zweiten Tauchkolben 33, 34 vorgesehen ist. Der exzentrische Nocken 45 wird entlang einer Achse der Pumpenantriebswelle 13 versetzt, und er hat einen runden Querschnitt. Ein Nockenring 46 mit einer im Wesentlichen rechteckigen, äußeren Form ist gleitbar an dem Außenumfang des exzentrischen Nockens 13 durch eine Buchse gehalten, die als ein runder Ring geformt ist. Ein hohler Abschnitt mit einem runden Querschnitt ist in dem Nockenring 46 ausgebildet, und der exzentrische Nocken 45 und die Buchse sind in dem Nockenring 46 untergebracht.
  • Abschnitte mit vergrößertem Durchmesser des ersten und des zweiten Tauchkolbens 33, 34 sind an der oberen und an der unteren Endseite des Nockenrings 46 durch eine erste und eine zweite Feder 47, 48 vorgespannt, die in einer derartigen Weise angeordnet sind, dass sie den ersten und den zweiten Tauchkolben 33, 34 umgeben. Wenn der exzentrische Nocken 45 einstückig mit der Pumpenantriebswelle 13 gedreht wird, dann dreht sich der Nockenring 46 entlang eines vorbestimmten, runden Pfads, und die Abschnitte mit vergrößertem Durchmesser des ersten und des zweiten Tauchkolbens 33, 34 führen eine hin und her gehende Gleitbewegung an der oberen und an der unteren Endseite des Nockenrings 46 durch. Dadurch führen der erste und der zweite Tauchkolben 33, 34 eine hin und her gehende Gleitbewegung an einer Gleitseite der entsprechenden Gleitbohrung des ersten und des zweiten Zylinders in der nach oben und nach unten gerichteten Richtung durch. Zusätzlich wird ein Innenvolumen der jeweiligen ersten und zweiten Tauchkolbenkammer 43, 44 abwechselnd verringert und erhöht, was durch die hin und hergehende, gerade Bewegung des ersten und des zweiten Tauchkolbens 33, 34 verursacht wird. Infolgedessen wird der Niederdruckkraftstoff mit Druck beaufschlagt, der in die erste und die zweite Tauchkolbenkammer 43, 44 angesaugt wird.
  • Nachdem der mit Druck beaufschlagte Kraftstoff in der ersten Tauchkolbenkammer 43 in einem ersten Kraftstoffauslass 43 durch eine erste Auslassbohrung 41 und ein erstes Auslassventil 52 eingetreten ist, strömt der Kraftstoff durch einen ersten Kraftstoffzuführungspfad 55, der in einem ersten Buchsenstutzen 54 (d. h. eine erste Rohrkopplung) ausgebildet ist, der an den ersten Zylinderkopf 31 geklemmt ist, und er wird zu dem Hochdruckpumpenrohr 15 aus einem ersten Auslassanschluss 56 ausgelassen. Der in der zweiten Tauchkolbenkammer 44 mit Druck beaufschlagte Kraftstoff strömt in einen zweiten Kraftstoffauslass durch eine zweite Auslassbohrung und ein zweites Auslassventil, und danach strömt er durch einen zweiten Kraftstoffzuführungspfad (nicht gezeigt), der in einem zweiten Buchsenstutzen ausgebildet ist, der an den zweiten Zylinderkopf 32 geklemmt ist, und er wird aus einem zweiten Auslassanschluss (nicht gezeigt) zu dem Hochdruckpumpenrohr 15 ausgelassen.
  • Das erste und das zweite Auslassventil 52 haben jeweils ein Ventil und eine Feder, und sie dienen als ein Ein-Weg-Ventil zum Verhindern einer rückwärts gerichteten Strömung des Kraftstoffs von dem ersten und dem zweiten Kraftstoffzuführungspfad zu der ersten und der zweiten Tauchkolbenkammer. Das Ventil und die Feder von dem ersten und dem zweiten Auslassventil 52 sind jeweils in dem ersten und dem zweiten Kraftstoffauslass untergebracht. In einem normalen Zustand wird das Ventil von jedem des ersten und des zweiten Auslassventils 52 durch die Vorspannkraft der Feder nach rechts vorgespannt und an eine Öffnungsumfangskante gesetzt, wodurch die erste und die zweite Auslassbohrung 51 geöffnet werden. Wenn der Kraftstoffdruck in der ersten und der zweiten Tauchkolbenkammer 43, 44 um mehr als einen vorbestimmten Wert jeweils erhöht wird, dann bewegt sich das Ventil von dem ersten und von dem zweiten Auslassventil 52 jeweils von dem Ventilsitz weg, um die erste und die zweite Auslassbohrung 51 jeweils zu öffnen.
  • Das elektromagnetische Ventil 11 bei dem ersten Ausführungsbeispiel befindet sich in einem Kraftstoffsaugpfad 24 von der Förderpumpe 2 zu der ersten und der zweiten Tauchkolbenkammer 43, 44, und in jedem des ersten und des zweiten Kraftstoffsaugpfads 37, 38. Insbesondere befindet sich das elektromagnetische Ventil 11 zwischen der Kraftstoffreservoirkammer 25 und dem ersten und dem zweiten Auslass 35, 36. Das elektromagnetische Ventil 11, wie es in der 3 gezeigt ist, hat eine Buchsenförmige Ventileinfassung 6, die an einem Pumpengehäuse 30 befestigt ist, ein Ventil 7, das so angeordnet ist, dass es axial in der Ventileinfassung 6 hin und her gleitet, und eine Schraubenfeder 8 (Ventilvorspanneinrichtung), die das Ventil 7 in der Ventilöffnungsrichtung vorspannt.
  • Die Ventileinfassung 6 hat einen Zylinderabschnitt (nachfolgend als ein „Zylinder” bezeichnet), der das Ventil 7 gleitbar aufnimmt, und einem Statorabschnitt 62 (nachfolgend als ein „Statorkern” bezeichnet), um einen magnetischen Pfad zu bilden. Eine Spulenkörperbohrung 63 ist in dem Zylinder 61 ausgebildet und dient als ein Führungsabschnitt zum axialen Führen des Ventils 7 in der Hubrichtung. Die Innenumfangsfläche der Spulenkörperbohrung 63 dient außerdem als eine Gleitbohrung, in der ein Gleitabschnitt des Ventils 7 direkt gleitet.
  • Der Endabschnitt (d. h. der linke Endabschnitt in der 3) der Ventileinfassung 6 ist mittels einer Presspassung in einem passenden, konkaven Abschnitt eingepasst, der in einer Außenwandfläche des Pumpengehäuses 30 der Zuführungspumpe 3 angeordnet ist. Ein Dichtelement 64 wie zum Beispiel ein O-Ring zum Reduzieren (zum Beispiel zum Verhindern) eines Lecks des Kraftstoffs ist zwischen der Innenwandfläche des passenden, konkaven Abschnitts des Pumpengehäuses 30 und der Außenwandfläche des linken Endabschnitts der Ventileinfassung 6 angebracht. Ein einlassseitiger Anschluss 65 ist in dem linken Endabschnitt des Zylinders 61 der Ventileinfassung 6 enthalten, und er ist mit der Kraftstoffreservoirkammer 25 in Verbindung. Ein Niederdruckkraftstoff wird von der Förderpumpe 2 über den Kraftstoffsaugpfad 24 dort hin zugeführt. Ein Ventilstopper 66 mit rundem Ring ist mittels einer Presspassung in der Nähe des einlassseitigen Anschlusses 65 eingepasst, um eine Standartposition (d. h. eine Anfangsposition) des Ventils 7 aufrecht zu erhalten.
  • Mehrere auslassseitige Anschlüsse 67 (d. h. Fluidanschlüsse, Kraftstoffkanäle, etc.) sind in dem im Wesentlichen mittleren Abschnitt des Zylinders 61 der Ventileinfassung 6 enthalten. Die Achse der auslassseitigen Anschlüsse 67 erstreckt sich quer zu der axialen Richtung des Zylinders 61. Bei einem Ausführungsbeispiel sind vier auslassseitige Anschlüsse 67 vorhanden. Die auslassseitigen Abschnitte 67 münden zu dem ersten und dem zweiten Auslassabschnitt 35, 36, die mit der ersten und der zweiten Tauchkolbenkammer 43, 44 in Verbindung sind, und zwar durch den ersten und den zweiten Kraftstoffsaugpfad 37, 38 und das erste und das zweite Einlassventil 41, 42. Die Auslassanschlüsse 67 sind in gleichmäßigen Intervallen in der Umfangsrichtung des Zylinders 61 der Ventileinfassung 6 voneinander beabstandet. Die axiale Querschnittsfläche von jedem auslassseitigen Anschluss 67 ist an der Einlassseite größer im Vergleich mit der Auslassseite.
  • Die Ventileinfassung 6 hat außerdem eine Federaufnahmekammer 68 zwischen einer Endseite in der axialen Richtung des Ventils 7 und dem Boden des zylindrischen Statorkerns 62. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel besteht die Ventileinfassung 6 aus einem weichmagnetischen Material wie zum Beispiel ferritischer Edelstahl (SUS 13), so dass die Ventileinfassung 6 als der Statorkern 62 verwendet wird.
  • Das Ventil 7 ist ein zylindrisches (d. h. buchsenförmiges) Spulenkörperventil. Die axiale Position des Ventils 7 bezüglich der Steuerseite des Ventilstoppers 66 (d. h. der Ventilhubbetrag) ändert sich sequenziell als Reaktion auf eine elektromagnetische Kraft (magnetische Saugkraft), die in einer Spule 9 erzeugt wird, wie dies später beschrieben wird. Aufgrund der Änderung des Ventilhubbetrags ändert sich eine axiale, relative Position des Ventils 7 bezüglich des auslassseitigen Anschlusses 67 sequenziell. Dadurch dient das Ventil 7 zum sequenziellen Ändern des Kanalöffnungsquerschnitts des auslassseitigen Anschlusses 67, und das Ventil 7 dient außerdem als ein Anker zur Bildung eines magnetischen Pfads. Das Ventil 7 hat einen zylindrischen Abschnitt, der koaxial zu der Ventileinfassung 6 mit einer Außenumfangsfläche ist. Die Außenumfangsseite des Gleitabschnitts des Ventils 7 dient als eine Gleitfläche, die an die innere Bohrungsfläche der Spulenkörperbohrung 63 der Ventileinfassung 6 gleitet und mit dieser in Kontakt ist.
  • Das Ventil 7 hat eine Standartposition (vollständig geöffnete Position des auslassseitigen Anschlusses 67), die durch den Ventilstopper 66 reguliert wird. Das Ventil 7 wird in der Ventilöffnungsrichtung durch eine Schraubenfeder 8 vorgespannt, die in der Federaufnahmekammer 68 vorgesehen ist. Daher hat das Ventil 7 einen Bewegungsbereich zwischen der Standartposition (d. h. einer vollständig geöffneten Position), an der seine Spitze mit dem Ventilstopper 66 in Kontakt ist und der Ventilhubbetrag minimal ist, und einer vollständigen Hubposition (d. h. einer vollständig geschlossenen Position), an der ein Ventilhubbetrag maximal ist. Anders gesagt hat des Ventil 7 einen Bewegungsbereich zwischen einem hohen Lastbereich zu einem niedrigen Lastbereich der Kraftmaschine.
  • Ein zylindrischer Anker 69 ist gegenüber dem Statorkern 62 der Ventileinfassung 6 vorgesehen, wobei dazwischen ein vorbestimmter Spalt ist. Der zylindrische Anker 69 ist an dem rechten Endabschnitt des Ventils 7 einstückig ausgebildet. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel besteht das Ventil 7 aus einem weichmagnetischen Material wie zum Beispiel reines Eisen oder Stahl mit geringem Kohlenstoffgehalt, um so als der Anker zu dienen. Eine Durchgangsbohrung 71 erstreckt sich axial durch das Ventil 7 hindurch, um eine Verbindung zwischen beiden Endseiten des Ventils 7 vorzusehen. Darüber hinaus erstreckt sich eine Verbindungsbohrung 72 quer durch das Ventil 7 angrenzend an den auslassseitigen Anschlüssen 67.
  • Die Durchgangsbohrung 71 hat eine axiale Querschnittsfläche, die an einem Ende (d. h. dem linken Ende in der 3) verglichen mit der inneren, axialen Querschnittsfläche (d. h. dem rechten Ende in der 3) größer ist. Wenn sich das Ventil 7 in einer axialen Richtung bewegt, dann wird die Bewegung des Ventils 7 durch eine Kraftstoffströmung in und aus der Federaufnahmekammer 68 erleichtert. Die Verbindungsbohrungen 72 sind ein Fluidströmungspfad, der die Durchgangsbohrung 71 des Ventils 7 mit den auslassseitigen Anschlüssen 67 der Ventileinfassung 6 verbindet.
  • Eine Dosiernut 73 (d. h. ein runder Strömungspfad, eine Umfangsnut) in der Form eines runden Rings ist zwischen den Gleitabschnitten des Ventils 7 ausgebildet, und sie ist in einem Öffnungsende der Verbindungsbohrung 72 angeordnet. Diese Dosiernut 73 ist in der Umfangsrichtung des Ventils 7 so angeordnet, dass sie mit der Durchgangsbohrung 71 durch die Verbindungsbohrung 72 in Verbindung ist, die einen Strömungspfaddurchmesser aufweist, der kleiner ist als jener der Dosiernut 73. Ein vorbestimmter Zwischenraum ist zwischen einer Außenumfangsseite des Gleitabschnitts des Ventils 7 und einer Bohrungswandseite der Spulenkbrperbohrung 63 der Ventileinfassung 6 so ausgebildet, dass das Ventil 7 in der Spulenkörperbohrung 63 der Ventileinfassung 6 axial gleiten kann.
  • Das elektromagnetische Ventil 11 bei dem ersten Ausführungsbeispiel hat eine Ventilantriebsvorrichtung (elektromagnetischer Aktuator) zum sequenziellen Schließen (Öffnen) des Ventils 7 in der axialen Richtung der Spulenkörperbohrung 63 der Ventileinfassung 6. Dieser Aktuator hat einen Elektromagneten einschließlich der Spule 9, die eine magnetische Kraft erzeugt, wenn ein Strom durch sie hindurch strömt. Der Elektromagnet hat einen becherförmigen Statorkern 62, der eintrückig an dem rechten Endabschnitt in der axialen Richtung der Ventileinfassung 6 angeordnet ist. Der Statorkern 62 der Ventileinfassung 6 wird zu einem Elektromagneten, indem er magnetisiert wird, wenn die Antriebsleistung zu der Spule 9 zugeführt wird, und er hat einen Anziehungsabschnitt zum Anziehen des Ankers 69 des Ventils 7. Der Anker 69 (d. h. ein Ankerabschnitt, ein Bewegungskern) ist einstückig an dem Endabschnitt (d. h. dem rechten Ende in der 3) in der axialen Richtung des Ventils 7 vorgesehen.
  • Die Spule 9 ist eine Solinoidspule, die durch Wickeln eines Drahtes mit einer isolierenden Beschichtung mehrmals um den Außenumfang einer Kunststoff-Spulenhaspel 74 ausgebildet ist, die an dem Außenumfang des zylindrischen Abschnitts des Statorkerns 62 gehalten ist. Wenn der Solenoidkern die Antriebsleistung aufnimmt, dann erzeugt er eine magnetische Anziehungskraft (d. h. eine magnetische Kraft). Wenn der Solenoidkern erregt wird, dann erzeugt er einen magnetischen Fluss an seinem umgebenden Bereich. Wenn der Statorkern 62 des Ankers 69 und der Anker 69 des Ventils 7 magnetisiert werden, dann wird der Anker 69 zu dem Statorkern 62 angezogen und bewegt sich entlang der Achse in der Hubrichtung zu dem Statorkern 62 (d. h. nach rechts in der 3).
  • Die Spule 9 hat einen Spulenabschnitt, der durch Wickeln des Drahtes zwischen einem Paar Kragenabschnitten der Spulenhaspel 74 und einem Paar Anschlussleitungsdrähten ausgebildet ist, die sich von dem Spulenabschnitt erstrecken. Ein Anschluss 75 ist elektrisch mit dem Anschlussleitungsdraht der Spule 9 verbunden. Der elektromagnetische Aktuator ist mit einem zylindrischen Gehäuse 76 versehen, das einen Boden aufweist, der den Umfang des Statorkerns 62 umgibt. Ein zylindrischer Stecker 77, der den Anschluss 75 hält, ist flüssigdicht mit dem Gehäuse 76 verbunden.
  • Das Gehäuse 76 ist an einem Flansch 78 in der Form eines im Wesentlichen runden Ringes gesichert, der an dem Außenumfang der Ventileinfassung 6 durch Verstemmen oder dgl. ausgebildet ist. Ein Flansch 79 mit einer im Wesentlichen runden Ringform, der an dem Außenumfang des Gehäuses 76 ausgebildet ist, ist an die Außenwandseite des Pumpengehäuses 30 der Zuführungspumpe 3 durch ein Klemmwerkzeug (nicht gezeigt), wie zum Beispiel eine Schraube geklemmt. Eine Einfügungsbohrung 80 zum Einfügen des Klemmwerkzeugs ist in dem Flansch 79 ausgebildet.
  • Das elektromagnetische Ventil 11 bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist ein elektromagnetisches Strömungssteuerventil einer normal offenen Bauart, bei dem ein Zeitverhältnis zwischen einer EIN-Zeit und einer AUS-Zeit pro Steuerzyklus (EIN-AUS-Zeitverhältnis: nachfolgend als ”Pulsdauerverhältnis” bezeichnet) gesteuert wird, um eine zugeführte Stromstärke zu ändern, die zu der Spule 9 zugeführt wird, wodurch eine Kraftstoffsaugmenge gesteuert wird, die in die Druckbeaufschlagungskammer der Zuführungspumpe 3 angesaugt wird. Das elektromagnetische Ventil 11 ändert nämlich einen Ventilhubbetrag proportional zu einer Größe der zugeführten Stromstärke, die von der ECU 10 durch eine Pumpenantriebsschaltung zu der Spule 9 zugeführt wird, um eine Kanalquerschnittsfläche (d. h. eine Öffnungsfläche des Ventils 7) des auslassseitigen Anschlusses 67 der Ventileinfassung 6 einzustellen.
  • Dadurch wird eine Kraftstoffsaugmenge gesteuert, die in die erste und die zweite Tauchkolbenkammer 43, 44 von der Förderpumpe 2 angesaugt wird. Infolge dessen wird eine Kraftstoffauslassmenge, die aus dem ersten und dem zweiten Auslassanschluss 56 der Zuführungspumpe 3 zu der Common-Rail 4 aufgelassen wird, auf einen optimalen Wert gemäß dem Betriebszustand der Kraftmaschine (zum Beispiel eine Kraftmaschinendrehzahl, ein Beschleunigungsbetätigungsbetrag, eine Befehlseinspritzmenge oder dgl.) eingestellt, um einen Kraftstoffdruck in der Common-Rail entsprechend einem Einspritzdruck des Kraftstoffes zu ändern, der in die Brennkammer für jeden Zylinder der Kraftmaschine aus der Einspritzvorrichtung 5 eingespritzt wird.
  • Die ECU 10 hat eine CPU zum Durchführen einer Steuerverarbeitung, einer Berechnungsverarbeitung, eine Speichervorrichtung zum Speichern von verschiedenen Programmen und Daten (ein Speicher wie zum Beispiel ein ROM und ein RAM) und einen Mikrocomputer einschließlich einer Eingabeschaltung, einer Abgabeschaltung, einer Stromversorgungsschaltung, einer Pumpenantriebsschaltung (d. h. einer elektromagnetischen Ventilantriebsschaltung), einer Druckreduzierventilantriebsschaltung und dgl. Ein elektrisches Spannungssignal von einem Kraftstoffdrucksensor 95 (d. h. einem Common-Rail-Drucksensor, einer Kraftstoffdruckeinrichtung) und Sensorsignale von den anderen verschiedenen Sensoren werden A/D-durch einen A/D-Wandler gewandelt und danach werden diese Signale in die Eingabeschaltung des Mikrocomputers eingegeben.
  • Insbesondere sind ein Kurbelwinkelsensor 91 zum Erfassen eines Drehwinkels der Kurbelwelle der Kraftmaschine, ein Beschleunigungsvorrichtungspositionssensor 92 zum Erfassen einer Beschleunigungsvorrichtungsposition (ACCP), ein Kühlwassertemperatursensor 93 zum Erfassen einer Kraftmaschinenkühlwassertemperatur (THW), ein Kraftstofftemperatursensor 94 zum Erfassen einer Kraftstofftemperatur THE) an einer Pumpensaugseite, der in die Zuführungspumpe 3 angesaugt wird, und dgl. mit der Eingabeschaltung des Mikrocomputers verbunden. Die ECU zählt ein Zeitintervall von NE-Signalpulsen, die von dem Kurbelwinkelsensor 91 abgegeben werden, so dass sie als eine Drehzahlerfassungseinrichtung dient, die eine Kraftmaschinendrehzahl (NE) erfasst.
  • Die ECU 10 ist derart strukturiert, dass sie die Spule 9 des elektromagnetischen Ventils 11, die in der Zuführungspumpe 3 eingebaut ist, eine Spule des Druckreduzierventils 18 und dgl. auf der Grundlage von Steuerprogrammen und einer Steuerlogik elektronisch steuert, die in dem Speicher gespeichert sind, und zwar beim Einschalten eines Zündschalters (IG = EIN). Die Spule des Druckreduzierventils 18 ist wirksam mit der Druckreduzierventilantriebsschaltung (oder der Abgabeschaltung) des Mikrocomputers verbunden. Die Spule von jedem elektromagnetischen Ventil von jeder der vielen Einspritzvorrichtungen 5 ist mit der Abgabeschaltung des Mikrocomputers durch eine Einspritzvorrichtungsantriebsschaltung 96 (EDU) verbunden.
  • Die ECU 10 hat eine Einspritzmengensteuervorrichtung, die eine optimale Einspritzzeitgebung und eine Kraftstoffeinspritzmenge gemäß einem Betriebszustand der Kraftmaschine berechnet, um einen Einspritzvorrichtungsantriebsstrom zu der Spule von jedem elektromagnetischen Ventil 12 durch die EDU 96 zu steuern. Die Einspritzmengensteuervorrichtung hat eine erste Einspritzmengenbestimmungseinrichtung zum Bestimmen einer Basiseinspritzmenge (Q) durch eine Berechnung, eine zweite Einspritzmengenbestimmungseinrichtung zum Bestimmen einer Befehlseinspritzmenge (QFIN) durch eine Berechnung, eine Einspritzzeitgebungsbestimmungseinrichtung zum Bestimmen einer Befehlseinspritzzeitgebung (TFIN) und eine Einspritzdauerbestimmungseinrichtung zum Bestimmen einer Befehlseinspritzdauer (TQ) durch eine Berechnung, und sie steuert einen Einspritzvorrichtungsantriebsstrom zu der Spule des elektromagnetischen Ventils 12 von jeder Einspritzvorrichtung 5 durch die EDU 96.
  • Die erste Einspritzmengenbestimmungseinrichtung berechnet eine Basiseinspritzmenge (Q) auf der Grundlage einer Kraftmaschinendrehzahl (NE), die durch eine Drehzahlerfassungseinrichtung, wie zum Beispiel den Kurbelwinkelsensor 91, erfasst wird, und einer Beschleunigungsvorrichtungsposition (ACCP), die durch den Beschleunigungsvorrichtungspositionssensor 92 erfasst wird. Die zweite Einspritzmengenbestimmungseinrichtung berechnet eine Befehlseinspritzmenge (QFIN) durch Addieren einer Einspritzmengenkorrekturmenge auf der Grundlage einer Kraftmaschinenkühlwassertemperatur (THW), einer Kraftstofftemperatur (THF) und dgl. zu der Basiseinspritzmenge (Q), die durch die erste Einspritzmengenbestimmungseinrichtung bestimmt wird.
  • Eine Befehlseinspritzmenge (QFIN) kann durch eine Kraftmaschinendrehzahl (NE) und eine Beschleunigungsvorrichtungsposition (ACCP) bestimmt werden. Eine Befehlseinspritzmenge (QFIN) kann auf der Grundlage eines vom Fahrer geforderten Moments bestimmt werden, das aus einem Beschleunigungsvorrichtungsbetätigungsbetrag von einem Fahrer berechnet wird.
  • Die Einspritzzeitgebungsbestimmungseinrichtung berechnet eine Befehlseinspritzzeitgebung (TFIN) aus einer Kraftmaschinendrehzahl (NE) und einer Befehlseinspritzmenge (QFIN). Die Einspritzdauerbestimmungseinrichtung berechnet eine Befehlseinspritzpulszeit (Befehlseinspritzdauer: TQ) aus einer Befehlseinspritzmenge (QFIN) einem Common-Rail-Druck (Ist-Kraftstoffdruck: PC), der durch den Kraftstoffdrucksensor 95 erfasst wird.
  • Die Spule des elektromagnetischen Ventils 11, das in der Zuführungspumpe 3 eingebaut ist, ist mit der elektromagnetischen Ventilantriebsschaltung (oder Abgabeschaltung) des Mikrocomputers verbunden. Die ECU 10 hat ein Kraftstoffdrucksteuerventil (nachfolgend als eine ”Pulsdauerverhältnissteuervorrichtung” bezeichnet), die einen optimalen Kraftstoffeinspritzdruck gemäß einem Betriebszustand der Kraftmaschine berechnet, um eine zugeführte Stromstärke zu der Spule 9 des elektromagnetischen Ventils 11 durch die elektromagnetische Ventilantriebsschaltung zu steuern. Die Pulsdauerverhältnissteuervorrichtung hat eine Kraftstoffdruckbestimmungseinrichtung, die einen Soll-Common-Rail-Druck (Soll-Kraftstoffdruck: PFIN) aus einer Kraftmaschinendrehzahl (NE) und einer Befehlseinspritzmenge (QFIN) berechnet, wobei der Soll-Kraftstoffdruck (PFIN) zu erreichen ist, und sie ändert eine zugeführte Stromstärke zu der Spule 9 des elektromagnetischen Ventils 11, um eine Kraftstoffsaugmenge für die erste und zweite Tauchkolbenkammer 43, 44 der Zuführungspumpe 3 jeweils einzustellen, wodurch eine Kraftstoffauslassmenge aus der Zuführungspumpe 3 gesteuert wird.
  • Um eine Steuerungsgenauigkeit einer Kraftstoffeinspritzmenge zu verbessern, ist es vorzuziehen, die zugeführte Stromstärke zu der Spule 9 des elektromagnetischen Ventils 11 zu regeln, die eine Wechselwirkung mit einer Kraftstoffauslassmenge aus der Zuführungspumpe 3 hat, und zwar durch eine PID-Regelung (Proportional-Integral-Differential-Regelung) oder eine PI-Regelung (Proportional-Integral-Regelung), so dass ein Ist-Kraftstoffdruck (PC), der durch den Kraftstoffdrucksensor 95 erfasst wird, im Wesentlichen gleich einem Soll-Kraftstoffdruck (PFIN) ist. Es ist vorzuziehen, dass die zugeführte Stromstärke zu der Spule 9 des elektromagnetischen Ventils 11 über das Pulsdauerverhältnis gesteuert wird.
  • Die Pulsdauerverhältnissteuerung wird zum Ändern eines Pulsdauerverhältnisses der Steuerfrequenz verwendet, wodurch eine zugeführte Stromstärke (eine durchschnittliche Stromstärke eines Pumpenantriebsstroms, der in die Spule 9 des elektromagnetischen Ventils 11 eingespeist wird) zu der Spule 9 des elektromagnetischen Ventils 11 geändert wird. Die CPU des Mikrocomputers bestimmt eine Soll-Stromstärke gemäß einer Druckdifferenz (DP) zwischen einem Ist-Kraftstoffdruck (PC) und einem Soll-Kraftstoffdruck (PFIN) durch eine Berechnung, und sie bestimmt ein Pulsdauerverhältnis gemäß der bestimmten Soll-Stromstärke.
  • Die elektromagnetische Ventilantriebsschaltung des Mikrocomputers führt eine EIN/AUS-Steuerung der Spule 9 des elektromagnetischen Ventils 11 auf der Grundlage eines Steuersignals (d. h. ein Steuerbefehl) des Pulsdauerverhältnisses durch, das in der CPU bestimmt wird. Dadurch wird die zugeführte Stromstärke entsprechend einer Soll-Stromstärke zu einer Spule 9 des elektromagnetischen Ventils 11 zugeführt, um einen Ventilhubbetrag des elektromagnetischen Ventils 11 einzustellen. Dies ermöglicht eine sehr genauer digitale Steuerung und eine Verbesserung der Drucksteuerbarkeit, der Folgeeigenschaften (Steuerungsansprechverhalten) und der Druckstabilität eines Ist-Kraftstoffdrucks (PC) bezüglich des Soll-Kraftstoffdrucks (PFIN). Bei dem ersten Ausführungsbeispiel wird ein Verhältnis der EIN-Zeit zu der AUS-Zeit pro Steuerzyklus in dem Bereich von 0 bis 60% über einen Steuerbereich des gesamten Ventilhubbetrages des elektromagnetischen Ventils 11 geändert.
  • Hierbei wird bei dem elektromagnetischen Ventil 11, das als ein Kraftstoffdosierventil der Zuführungspumpe 3 bei dem ersten Ausführungsbeispiel verwendet wird, wie dies in den 3 und 4 gezeigt ist, ein zugeführter Strom pro Steuerzyklus über einen Steuerbereich des gesamten Ventilhubbetrags (Bereich von einer Standardposition zu einer vollständig angehobenen Position: gesamte Betriebsbereiche der Kraftmaschine) des elektromagnetischen Ventils 11 eingeschaltet/ausgeschaltet, um einen elektromagnetische Kraft, die durch die Spule 9 des elektromagnetischen Ventils 11 erzeugt wird, innerhalb eines vorbestimmten Bereichs zu erhöhen/verringern. Dadurch wird der Ventilhubbetrag des elektromagnetischen Ventils 11 durch einen kleinen Betrag geändert, um eine erzwungene Schwingung des Ventils 7 des elektromagnetischen Ventils 11 vorzusehen, so dass das Ventil 7 des elektromagnetischen Ventils 11 wahrscheinlich nicht klemmen wird.
  • Die Pulsdauerverhältnissteuervorrichtung der ECU 10 bei dem ersten Ausführungsbeispiel hat eine Frequenzänderungseinrichtung, die eine Steuerfrequenz bei der Pulsdauerverhältnissteuerung in einem zweiten Steuerbereich (zum Beispiel ein Leerlaufbetriebsbereich/ein niedriger Lastbereich), in dem ein Ventilhubbetrag des elektromagnetischen Ventils 11 oder eine zugeführte Stromstärke (Soll-Stromstärke) zu der Spule 9 des elektromagnetischen Ventils 11 größer als ein zweiter vorbestimmter Wert ist, als amen Wert festlegt, der größer ist als eine Steuerfrequenz bei einer Pulsdauerverhältnissteuerung in einem ersten Steuerbereich, (zum Beispiel ein mittlerer Lastbereich/ein hoher Lastbereich), in dem ein Ventilhubbetrag des elektromagnetischen Ventils 11 oder eine zugeführte Stromstärke (Soll-Stromstärke) zu der Spule 9 des elektromagnetischen Ventils 11 kleiner als eine erster vorbestimmter Wert ist. Die Frequenzänderungseinrichtung legt nämlich den Steuerzyklus in dem zweiten Steuerbereich kürzer als den Steuerzyklus in dem ersten Steuerbereich fest.
  • Zusätzlich legt die Pulsdauerverhältnissteuervorrichtung (Frequenzänderungseinrichtung) der ECU 10 bei dem ersten Ausführungsbeispiel die EIN-Zeit pro Steuerzyklus in dem ersten Steuerbereich so fest, dass sie im Wesentlichen gleich der EIN-Zeit pro Steuerzyklus in dem zweiten Steuerbereich ist.
  • Als nächstes wird ein Betrieb der Zuführungspumpe 3 bei dem ersten Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 beschrieben.
  • Wenn die Pumpenantriebswelle 13 der Zuführungspumpe 3 durch die Kurbelwelle der Kraftmaschine durch einen Riemen angetrieben und gedreht wird, dann gleiten der erste und der zweite Tauchkolben 33, 34 jeweils in der Gleitbohrung der jeweiligen ersten und zweiten Zylinder in dem ersten und in dem zweiten Zylinderkopf 31, 32 hin und her.
  • Zusätzlich wird der erste Tauchkolben 33 von einer oberen Totpunktposition abgesenkt und ein Druck in der ersten Tauchkolbenkammer 43 wird reduziert, so dass das erste Einlassventil 41 geöffnet wird. Dadurch wird der Kraftstoff in die erste Tauchkolbenkammer 43 durch die Förderpumpe 2 angesaugt, dann durch den Kraftstoffsaugpfad 24, dann durch die Kraftstoffreservoirkammer 25, als nächstes durch den einlassseitigen Anschluss 65 des elektromagnetischen Ventils 11, dann durch die Durchgangsbohrung 71, als nächstes durch die Verbindungsbohrung 72, dann durch die Dosiernut 73, als nächstes durch den auslassseitigen Anschluss 67, dann durch den ersten Auslass 35, als nächstes durch den ersten Kraftstoffsaugpfad 37 und dann durch das erste Einlassventil 41.
  • Der erste Tauchkolben 33 beginnt sich erneut anzuheben, nachdem er die untere Totpunktposition erreicht hat, und dann wird ein Druck in der ersten Tauchkolbenkammer 43 erhöht, um das erste Einlassventil 41 zu schließen, wodurch der Druck in der ersten Tauchkolbenkammer 43 weiter erhöht wird. Wenn der Druck in der ersten Tauchkolbenkammer 43 über einen Ventilöffnungsdruck des ersten Auslassventils 52 erhöht wird, dann wird das erste Auslassventil 52 geöffnet. Dann strömt der Kraftstoff in der ersten Tauchkolbenkammer 43 in die erste Auslassbohrung 51, dann in das erste Auslassventil 52, als nächstes in den Kraftstoffauslass 53, dann in den ersten Kraftstoffdruckzuführungspfad 55, und er wird aus dem ersten Auslassanschluss 56 ausgelassen. Der aus dem ersten Auslassanschluss 56 ausgelassene Kraftstoff wird unter Druck durch das Hochdruckpumpenrohr 15 in die Common-Rail 4 zugeführt.
  • Wenn der zweite Tauchkolben 34 zwischen dem oberen Totpunkt und dem unteren Totpunkt in der gleichen Art und Weise wie der erste Tauchkolben 33 hin- und hergleitet, dann strömt der Kraftstoff in der zweiten Tauchkolbenkammer 44 in die zweite Auslassbohrung, dann in das zweite Auslassventil, als nächstes in den zweiten Kraftstoffauslass, dann in den zweiten Kraftstoffdruckzuführungspfad, und er wird aus dem zweiten Auslassanschluss ausgelassen. Der aus dem zweiten Auslassanschluss 56 ausgelassene Kraftstoff wird unter Druck durch das Hochdruckpumpenrohr 15 in die Common-Rail 4 zugeführt. Somit ist die Zuführungspumpe 3 so ausgelegt, dass sie zwei Zyklen eines Einlasshubs und eines Verdichtungshubs pro Umdrehung der Pumpenantriebswelle 13 durchführt. Der Hochdruckkraftstoff, der in der Common-Rail akkumuliert wird, kann in die Brennkammer des jeweiligen Zylinders für die Kraftmaschine mit einer vorbestimmten Zeitgebung dadurch eingespritzt werden, dass das jeweilige elektromagnetische Ventil 11 für die entsprechenden mehreren Einspritzvorrichtungen 5 bei einer beliebigen Einspritzzeitgebung angetrieben wird.
  • Die Kraftstoffauslassmenge aus der ersten und der zweiten Tauchkolbenkammer 43, 44 wird dadurch gesteuert, dass eine Kraftstoffsaugmenge dosiert wird, die in die erste und in die zweite Tauchkolbenkammer 43, 44 angesaugt wird, und zwar durch das Innere des elektromagnetischen Ventils 11 von der Förderpumpe 2. Dieses Dosieren wird durch eine Pulsdauerverhältnissteuerung einer zugeführten Stromstärke zu der Spule 9 des elektromagnetischen Ventils 11 mit der ECU 10 erreicht, um einen Ventilhubbetrag des elektromagnetischen Ventils 11 einzustellen, d. h. eine Kanalquerschnittsfläche des auslassseitigen Anschlusses 67, d. h. ein sich überlappender Bereich (Verbindungsbereich) zwischen dem auslassseitigen Anschluss 67 der Ventileinfassung 6 und der Verbindungsbohrung 72 (oder der Dosiernut) des Ventils 7.
  • Dementsprechend wird die Antriebsleistung (zugeführte Stromstärke), die zu der Spule 9 des elektromagnetischen Ventils 11 von der ECU 10 zugeführt wird, gemäß einer Kraftmaschinendrehzahl (NE), einer Beschleunigungsvorrichtungsposition (ACCP), einer Befehlseinspritzmenge (Q) und dgl. elektronisch gesteuert, um eine Kraftstoffsaugmenge zu dosieren, die in die erste und die zweite Tauchkolbenkammer 43, 44 der Zuführungspumpe 3 angesaugt wird, und zwar proportional zu einer Größe der zugeführten Stromstärke zu der Spule 9 des elektromagnetischen Ventils 11 durch die Pumpenantriebsschaltung. Dies bewirkt eine Steuerung einer Kraftstoffauslassmenge aus der ersten und der zweiten Tauchkolbenkammer 43, 44 der Zuführungspumpe 3, so dass ein Common-Rail-Druck entsprechend einem Einspritzdruck des Kraftstoffes, der in die Brennkammer 5 des entsprechenden Zylinders der Kraftmaschine aus einer jeweiligen Einspritzbohrung der jeweiligen, mehreren Einspritzvorrichtungen 5 eingespritzt wird, die für die Zylinder der Kraftmaschine angebracht sind, so gesteuert werden kann, dass eine Forderung (zum Beispiel ein Beschleunigungsvorrichtungsbetätigungsbetrag: Beschleunigungsvorrichtungsposition) eines Fahrers erfüllt wird.
  • Das elektromagnetische Ventil 11, das in der Zuführungspumpe 3 des Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystems bei dem ersten Ausführungsbeispiel eingebaut ist, übernimmt ein Spulenkörperventil-Kraftstoffposierventil, dass eine zugeführte Stromstärke (das heißt eine Antriebsleistung) zu der Spule 9 des elektromagnetischen Ventils 11 durch eine Pulsdauerverhältnissteuerung steuert und ändert, um einen Ventilhubbetrag des elektromagnetischen Ventils 11 zu ändern, und dies soll ein Klemmen des Ventils 7 über den Steuerbereich des gesamten Ventilhubbetrags des elektromagnetischen Ventils 11 verhindern, wobei eine zugeführter Strom zu der Spule 9 des elektromagnetischen Ventils 11 eingeschaltet/ausgeschaltet wird, um eine erzwungene Schwingung des Ventils 7 durch die elektromagnetische Kraft zu erzeugen, die in der Spule 9 erzeugt wird. Hinsichtlich dieses elektromagnetischen Ventils 11 wird ein normal offenes, elektromagnetisches Strömungssteuerventil verwendet, das zur Zeit eines Stopps der Leistung zu der Spule 9 vollständig geöffnet ist (das heißt eine Öffnungsfläche des auslassseitigen Anschlusses 67 hat das Maximum), und bei dem ein Ventilhubbetrag minimal ist.
  • Die Pulsdauerverhältnissteuervorrichtung der ECU 10 bei dem ersten Ausführungsbeispiel, wie sie vorstehend beschrieben ist, legt eine Steuerfrequenz der Pulsdauerverhältnissteuerung in einem zweiten Steuerbereich (zum Beispiel ein hoher Lastbereich des elektromagnetischen Ventils 11, ein Leerlaufbetriebsbereich/ein niedriger Lastbereich der Kraftmaschine) in dem ein Ventilhubbetrag des elektromagnetischen Ventils 11 oder eine zugeführte Stromstärke (das heißt eine Soll-Stromstärke) zu der Spule 9 des elektromagnetischen Ventils 11 größer ist als ein zweiter vorbestimmter Wert, als einen Wert fest, der größer ist als eine Steuerfrequenz der Pulsdauerverhältnissteuerung in einem ersten Steuerbereich (zum Beispiel ein niedriger Lastbereich des elektromagnetischen Ventils 11, ein mittlerer Lastbereich/ein hoher Lastbereich der Kraftmaschine), in dem ein Ventilhubbetrag des elektromagnetischen Ventils 11 oder eine zugeführte Stromstärke (das heißt eine Soll-Stromstärke) zu der Spule 9 des elektromagnetischen Ventils 11 kleiner ist als ein erster vorbestimmter Wert. Der Steuerzyklus in dem zweiten Steuerbereich ist nämlich kürzer als der Steuerzyklus in dem ersten Steuerbereich.
  • Zusätzlich legt die Pulsdauerverhältnissteuervorrichtung der ECU 10 bei dem ersten Ausführungsbeispiel die EIN-Zeit pro Steuerzyklus in dem ersten Steuerbereich so fest, dass sie im Wesentlichen gleich der EIN-Zeit pro Steuerzyklus in dem zweiten Steuerbereich ist. Die Pulsdauerverhältnissteuervorrichtung der ECU 10 bei dem ersten Ausführungsbeispiel steuert und ändert nämlich die Steuerfrequenz der Pulsdauerverhältnissteuerung auf der Grundlage des Steuersignals (das heißt des Steuerbefehlswertes) des Pulsdauerverhältnisses, das durch die CPU bestimmt wird, während die EIN-Zeit pro Steuerzyklus bei den jeweiligen ersten und zweiten Steuerbereich über den Steuerbereich des gesamten Ventilhubbetrages des elektromagnetischen Ventils 11 ungefähr konstant gehalten wird (Frequenzänderungseinrichtung).
  • Dadurch wird der zugeführte Strom zu der Spule 9 des elektromagnetischen Ventils 11 über den Steuerbereich des gesamten Ventilhubbetrages des elektromagnetischen Ventils 11 eingeschaltet/ausgeschaltet, um die elektromagnetische Kraft zu erhöhen/verringern, die in der Spule 9 des elektromagnetischen Ventils 11 erzeugt wird. Infolgedessen ist es möglich, eine erzwungene Schwingung des Ventils 7 des elektromagnetischen Ventils 11 vorzusehen, so dass das Ventil 7 des elektromagnetischen Ventils 11 über den Steuerbereich des gesamten Ventilhubbetrages des elektromagnetischen Ventils 11 nicht klemmt. Auch in einem Fall, bei dem ein Kraftmaschinenbetriebszustand, bei dem der Ventilhubbetrag des elektromagnetischen Ventils 11 konstant bleibt, in einer langen Zeitperiode andauert, klemmt daher das Ventil 7 des elektromagnetischen Ventils 11 nicht.
  • Dementsprechend übernimmt die Pulsdauersteuervorrichtung der ECU 10 bei dem Ausführungsbeispiel ein System bei dem die Steuerfrequenz der Pulsdauerverhältnissteuerung geändert wird, während die EIN-Zeit pro Steuerzyklus des ersten und des zweiten Steuerbereichs jeweils konstant gehalten werden, wodurch die elektromagnetische Kraft erhöht/verringert wird, die in der Spule des elektromagnetischen Ventils 11 erzeugt wird. In diesem System wird bei einem Fall einer Erhöhung eines Ventilshubbetrages des elektromagnetischen Ventils 11 und einer zugeführten Stromstärke (Soll-Stromstärke) der Spule 9 des elektromagnetischen Ventils 11 eine Schwingungsfrequenz des Ventils 7 des elektromagnetischen Ventils 11 hoch. Wie im Falle des elektromagnetischen Ventils 11 bei dem ersten Ausführungsbeispiel wird in einem Fall eines Schwingungssystems, das aus einem Schwingungskörper (Ventil 7), einer Schraubenfeder 8 und einer Quelle einer erzwungenen Schwingung (Spule 9 und Gleichstromquelle) besteht, wenn die Schwingungsfrequenz hoch ist, eine Schwingungsamplitude des Schwingungskörpers (Ventil 7) klein.
  • Bei der Pulsdauerverhältnissteuervorrichtung der ECU 10 bei dem ersten Ausführungsbeispiel wird nämlich die Steuerfrequenz der Pulsdauerverhältnissteuerung in dem zweiten Steuerbereich größer als die Steuerfrequenz der Pulsdauerverhältnissteuerung in dem ersten Steuerbereich festgelegt. Infolgedessen bleibt die Steuerfrequenz der Pulsdauerverhältnissteuerung zwischen dem ersten und dem zweiten Steuerbereich, während die EIN-Zeit pro Steuerzyklus von dem ersten und dem zweiten Steuerbereich jeweils ungefähr konstant gehalten wird.
  • Auch im Falle einer Erhöhung der zugeführten Stromstärke zu der Spule 9 des elektromagnetischen Ventils 11 und eines Ventilhubbetrages des elektromagnetischen Ventils 11 zum Schalten des Steuerbereichs des elektromagnetischen Ventils 11 von dem ersten Steuerbereich (niedriger Lastbereich des elektromagnetischen Ventils 11) zu dem zweiten Steuerbereich (hoher Lastbereich des elektromagnetischen Ventils 11) bleibt das Pulsdauerverhältnis ausreichend niedrig, und daher bleibt außerdem die Schwingungsamplitude des Ventils 7 des elektromagnetischen Ventils 11 ausreichend niedrig, so dass nur wenig bis gar keine Verschlechterung der Steuerbarkeit der Durchsatzrate des Kraftstoffes vorhanden ist, der durch das elektromagnetische Ventil 11 hindurch tritt.
  • Auch im Falle einer Verringerung einer zugeführten Stromstärke zu der Spule 9 des elektromagnetischen Ventils 11 und eines Ventilhubbetrags des elektromagnetischen Ventils 11 zum Schalten des Steuerbereichs des elektromagnetischen Ventils 11 von dem zweiten Steuerbereich (hoher Lastbereich des elektromagnetischen Ventils 11) zu dem ersten Steuerbereich (niedriger Lastbereich des elektromagnetischen Ventils 11) bleibt die EIN-Zeit ausreichend hoch, und daher bleibt die Schwingungsamplitude des Ventils 7 des elektromagnetischen Ventils 11 ausreichend hoch, was zu einer geringen bis keiner Verschlechterung der Steuerbarkeit der Strömungsmenge des Kraftstoffes führt, der durch ein inneres des elektromagnetischen Ventils 11 hindurch tritt.
  • Im Falle einer Erhöhung einer Ventilhubbetrags des elektromagnetischen Ventils 11 oder einer zugeführten Stromstärke zu der Spule 9 des elektromagnetischen Ventils 11 oder im Falle einer Verringerung des Ventilhubbetrages des elektromagnetischen Ventils 11 oder einer zugeführten Stromstärke zu der Spule 9 es elektromagnetischen Ventils 11 ist es daher möglich, eine Änderungsbreite der Schwingungsamplitude des Ventils 7 des elektromagnetischen Ventils 11 so zu steuern, dass sie relativ klein ist. Infolgedessen ist es möglich, die Steuerbarkeit der Strömungsmenge des Kraftstoffes zu verbessern, der durch das Innere des elektromagnetischen Ventils 11 hindurch tritt, und zwar über den Steuerbereich des gesamten Ventilhubbetrages des elektromagnetischen Ventils 11. Es ist nämlich möglich, die Dosiereigenschaften einer Kraftstoffsaugmenge in der ersten und der zweiten Tauchkolbenkammer 43, 44 der Zuführungspumpe 3 jeweils zu verbessern. Da dieses eine Verbesserung der Steuerbarkeit einer Kraftstoffauslassmenge aus der ersten und der zweiten Tauschkolbenkammer 43, 44 der Zuführungspumpe 3 jeweils verbessert, ist es möglich, Einspritzmengeneigenschaften (zum Beispiel der Einspritzdruck, die Ventilöffnungszeitgebung, die Ventilschließzeitgebung, eine Kraftstoffeinspritzmenge, etc.) der vielen Einspritzvorrichtungen 5 zu verbessern, die in Zylindern der Kraftmaschine angebraucht sind.
  • Zweites Ausführungsbeispiel
  • Die 5 und 6 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel. Die 5 zeigt einen Querschnitt einer Zuführungspumpe, und die 6 zeigt einen Querschnitt eines elektromagnetischen Ventils, das in einer Zuführungspumpe eingebaut ist.
  • Hinsichtlich eines elektromagnetischen Ventils 11, das in einer Zuführungspumpe 3 des Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystems bei dem zweiten Ausführungsbeispiel eingebaut ist, wird anders als das elektromagnetische Ventil 11 bei dem ersten Ausführungsbeispiel ein normal geschlossenes elektromagnetisches Strömungssteuerventil eingebaut. Zur Zeit eines Stopps der Leistung zu einer Spule 9 ist dieses somit vollständig geschlossen, und eine Öffnungsfläche eines auslassseitigen Anschlusses 67 ist minimal, und ein Ventilhubbetrag ist minimal. Das elektromagnetische Ventil 11, wie es in der 6 gezeigt ist, hat eine buchsenförmige Ventileinfassung 6 einschließlich eines einlassseitigen Anschlusses 65, der mit einer Kraftstoffreservoirkammer 25 in Verbindung ist, und der vielen auslassseitigen Anschlüsse 67 (bei dem zweiten Ausführungsbeispiel vier Anschlüsse), die mit einem ersten und einem zweiten Auslassanschluss 35, 36 in Verbindung sind, ein Spulenkörper-Ventil 7, das in einer Spulenkörperbohrung 63 der Ventileinfassung 6 so untergebracht ist, dass es hin- und her gleitet, und eine Schraubenfeder 8 (Ventildruckeinrichtung) zum Drücken des Ventils 7 in der Ventilschließrichtung.
  • Der linke Endabschnitt der Ventileinfassung 6 des elektromagnetischen Ventils 11 ist mittels einer Presspassung in einen konkaven Eingriffsabschnitt eingepasst, der in einer Außenwandseite eines Pumpengehäuses 30 der Zuführungspumpe 3 ausgebildet ist. Zusätzlich befindet sich ein Dichtelement 64 wie zum Beispiel ein O-Ring zum Verhindern eines Kraftstoffleckes zwischen einer Innenwandseite des konkaven Eingriffsabschnittes des Pumpengehäuses 30 und einer Außenwandseite der Ventileinfassung 6.
  • Das elektromagnetische Ventil 11 bei dem zweiten Ausführungsbeispiel hat eine Ventilantriebsvorrichtung (elektromagnetischer Aktuator) zum sequenziellen Öffnen (oder Schließen) des Ventils 7 in der axialen Richtung der Spulenkörperbohrung 63 der Ventileinfassung 6.
  • Der elektromagnetische Aktuator hat einen Statorkern 101 und einen Bewegungskern 102, der durch eine elektromagnetische Kraft der Spule 9 des elektromagnetischen Ventils 11 magnetisiert wird, einen Tauchkolben 103, der sich zusammen mit dem Ventil 7 des elektromagnetischen Ventils 11 axial bewegt, und Gehäuse 104 und 105 die den Bewegungskern 102 und den Tauchkolben 103 jeweils so aufnehmen, dass sie hin- und her bewegbar sind. Der Statorkern 101 ist nämlich separat von der Ventileinfassung 6 mit einem Zylinder 61 angeordnet. Zusätzlich ist der Bewegungskern 102 separat von dem Ventil 7 des elektromagnetischen Ventils 11 angeordnet.
  • Ein Flansch 106 in der Form eines runden Ringes der an der Außenumfangsseite des Statorkerns 101 ausgebildet ist, ist an die Außenwandseite des Pumpengehäuses 30 durch eine Schraube 107 für eine Fixierung geklemmt. Ein Dichtelement 109 wie zum Beispiel ein O-Ring zum Verhindern eines Kraftstoffleckes ist zwischen der Außenwandseite des Pumpengehäuses 30 und dem Flansch 106 des Statorkerns 101 angebracht. Die Spule 9 des elektromagnetischen Ventils 11 ist ein Draht, der durch einen isolierenden Film beschichtet ist, der um den Außenumfang einer Kunststoff-Spulenhaspel 74 herum gewickelt ist, die an dem Außenumfang des zylindrischen Abschnittes des Statorkerns 101 und an dem Innenumfang des zylindrischen Abschnittes des Gehäuses 104 gehalten ist. Ein röhrenartiger Stecker 77, der den Anschluss 75 hält, ist flüssigdicht mit dem Gehäuse 104 verbunden.
  • Wenn eine zugeführte Stromstärke (zugeführte Stromstärke, Antriebsleistung) zu der Spule 9 dadurch geändert wird, dass eine Steuerfrequenz der Pulsdauerverhältnissteuerung zum Erhöhen/Verringern einer elektromagnetischen Kraft geändert wird, die in der Spule 9 erzeugt wird, dann wird dadurch der Ventilhubbetrag geändert. Infolgedessen wird eine Öffnungsfläche des auslassseitigen Anschlusses 67 (Kraftstoffsaugpfad, Kraftstoffkanal) eingestellt, der in der Ventileinfassung 6 ausgebildet ist. Zusätzlich wird eine Kraftstoffsaugmenge jeweils in die erste und die zweite Tauchkolbenkammer 43, 44 der Zuführungspumpe 3 dosiert, und eine Kraftstoffauslassmenge aus der ersten und der zweiten Tauchkolbenkammer 43, 44 der Zuführungspumpe 3 wird jeweils optimiert.
  • Bei der Pulsdauerverhältnissteuervorrichtung der ECU 10 bei dem zweiten Ausführungsbeispiel wird eine zugeführte Stromstärke (Soll-Stromstärke) zu der Spule 9 des elektromagnetischen Ventils 11 in einem zweiten Steuerbereich (zum Beispiel in einem mittleren/hohen Lastbereich der Kraftmaschine) in dem ein Ventilhubbetrag des elektromagnetischen Ventils 11 größer als ein zweiter vorbestimmter Wert ist, so festgelegt, dass sie größer ist als eine zugeführte Stromstärke (Soll-Stromstärke) zu der Spule 9 des elektromagnetischen Ventils 11 in einem ersten Steuerbereich (zum Beispiel ein Leerlaufbetrieb/niedriger Lastbereich der Kraftmaschine), in dem ein Ventilhubbetrag des elektromagnetischen Ventils 11 kleiner als ein erster vorbestimmter Wert ist.
  • Bei der Pulsdauerverhältnissteuervorrichtung bei dem zweiten Ausführungsbeispiel wird eine Schwingungsamplitude des Ventils 7 des elektromagnetischen Ventils 11 in einem ersten Steuerbereich so festgelegt, dass sie im Wesentlichen gleich einer Schwingungsamplitude des Ventils 7 des elektromagnetischen Ventils 11 in einem zweiten Steuerbereich ist. Dadurch wird die Schwingungsamplitude des Ventils 7 des elektromagnetischen Ventils 11 jeweils in dem ersten und dem zweiten Steuerbereich so gehalten, dass sie im Wesentlichen konstant ist.
  • Im Falle einer Erhöhung eines Ventilhubbetrages des elektromagnetischen Ventils 11 oder im Falle einer Verringerung eines Ventilhubbetrages des elektromagnetischen Ventils 11 ist es daher möglich, eine Änderungsbreite der Schwingungsamplitude des Ventils 7 des elektromagnetischen Ventils 11 so zu steuern, dass sie relativ klein ist. Infolgedessen ist es möglich, die Steuerbarkeit einer Strömungsmenge des Kraftstoffes zu verbessern, der durch das Innere des elektromagnetischen Ventils 11 hindurch tritt. Es ist nämlich möglich, die Dosiereigenschaften einer Kraftstoffsaugmenge in der ersten und der zweiten Tauchkolbenkammer 43, 44 der Zuführungspumpe 3 jeweils zu verbessern. Da dies eine Verbesserung der Steuerbarkeit einer Kraftstoffauslassmenge aus der ersten und der zweiten Tauchkolbenkammer 43 und 44 der Zuführungspumpe 3 jeweils bewirkt, ist es möglich, die Einspritzmengeneigenschaften (zum Beispiel der Einspritzdruck, die Ventilöffnungszeitgebung, die Ventilschließzeitgebung und eine Kraftstoffeinspritzmenge) der vielen Einspritzvorrichtung 5 zu verbessern, die in den Zylindern der Kraftmaschine angebracht sind.
  • Bei der Pulsdauerverhältnissteuervorrichtung der ECU 10 bei dem zweiten Ausführungsbeispiel wird das Pulsdauerverhältnis bei der Übergangszeit von dem ersten Steuerbereich zu dem zweiten Steuerbereich geändert, um eine zugeführte Stromstärke zu der Spule 9 des elektromagnetischen Ventils 11 auf eine Stromstärke vorübergehend über zu schwingen, die dadurch erhalten wird, dass ein vorbestimmter Überschwingungsbetrag zu einer Soll-Stromstärke addiert wird.
  • Danach wird das Pulsdauerverhältnis zum Konvergieren zu der Soll-Stromstärke geändert, um eine zugeführte Stromstärke zu der Spule 9 des elektromagnetischen Ventils 11 zu steuern, was eine Verbesserung des Ansprechverhaltens der Strömungssteuerung bei der Übergangszeit von dem ersten Steuerbereich zu dem zweiten Steuerbereich bewirkt. Es ist nämlich möglich, das Steuerungsansprechverhalten einer Kraftstoffsaugmenge in die erste und die zweite Tauchkolbenkammer 43, 44 der Zuführungspumpe 3 bei der Übergangszeit von dem ersten Steuerbereich zu dem zweiten Steuerbereich sowie das Steuerungsansprechverhalten einer Kraftstoffauslassmenge aus der ersten und der zweiten Tauchkolbenkammer 43, 44 der Zuführungspumpe 3 jeweils zu verbessern.
  • Hierbei ist die Soll-Stromstärke eine durchschnittliche Stromstärke (durchschnittlicher Stromwert), die dadurch erhalten wird, dass eine zugeführte Stromstärke, die zu der Spule 9 des elektromagnetischen Ventils 11 pro Steuerzyklus zugeführt wird, jeweils in dem ersten und in dem zweiten Steuerbereich gemittelt wird.
  • Jedoch kann die Pulsdauerverhältnissteuervorrichtung ECU 10 bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ein System übernehmen, das eine Steuerfrequenz einer Pulsdauerverhältnissteuerung ändert, während eine EIN-Zeit pro Steuerzyklus in der gleichen Art und Weise wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel gehalten wird, das heißt durch Erhöhen/Verringern der elektromagnetischen Kraft, die in der Spule 9 des elektromagnetischen Ventils 11 erzeugt wird. Jedoch wird eine Steuerfrequenz einer Pulsdauerverhältnissteuerung in einem zweiten Steuerbereich (zum Beispiel ein mittlerer hoher Lastbereich der Kraftmaschine), in dem ein Ventilhubbetrag des elektromagnetischen Ventils 11 größer als ein zweiter vorbestimmter Wert ist, so festgelegt, dass sie größer als eine Steuerfrequenz einer Pulsdauerverhältnissteuerung in einem ersten Steuerbereich (zum Beispiel Leerlaufbetrieb/niedriger Lastbereich der Kraftmaschine) ist, in dem ein Ventilhubbetrag des elektromagnetischen Ventils 11 kleiner als ein erster vorbestimmter Wert ist.
  • Drittes Ausführungsbeispiel
  • Die 7 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel, und sie zeigt eine charakteristische graphische Darstellung eines Verhältnisses zwischen einem Ventilhubbetrag eines elektromagnetischen Ventils und einer Steuerfrequenz einer Pulsdauerverhältnissteuerung.
  • Die Pulsdauerverhältnissteuervorrichtung der ECU 10 bei dem dritten Ausführungsbeispiel hat eine Frequenzänderungseinrichtung, die im Falle einer Änderung eines Ventilhubbetrages des elektromagnetischen Ventils 11 (oder einer zugeführten Stromstärke zu der Spule 9 des elektromagnetischen Ventils 11) sequenziell oder in Stufen eine Steuerfrequenz der Pulsdauerverhaltnissteuerung auf der Grundlage eines Steuersignals (das heißt eines Steuerbefehls) eines Pulsdauerverhältnisses ändert, das in der CPU bestimmt wird, während die EIN-Zeit pro Steuerzyklus ungefähr konstant gehalten wird.
  • Die Frequenzänderungseinrichtung ändert im Falle einer sequenziellen oder stufenartigen Erhöhung eines Ventilhubbetrages des elektromagnetischen Ventils 11 (oder einer zugeführten Stromstärke zu der Spule 9 des elektromagnetischen Ventils 11) sequenziell oder in Stufen eine Steuerfrequenz der Pulsdauerverhältnissteuerung, um so die Steuerfrequenz sequenziell oder in Stufen allmählich zu erhöhen, während die EIN-Zeit pro Steuerzyklus ungefähr konstant gehalten wird. Im Gegensatz dazu ändert die Frequenzänderungseinrichtung im Falle einer sequenziellen oder stufenartigen Verringerung eines Ventilhubbetrages des elektromagnetischen Ventils 11 (oder einer zugeführten Stromstärke zu der Spule 9 des elektromagnetischen Ventils 11) sequenziell oder in Stufen eine Steuerfrequenz der Pulsdauerverhältnissteuerung, um so die Steuerfrequenz sequenziell oder in Stufen allmählich zu verringern, während die EIN-Zeit pro Steuerzyklus ungefähr konstant gehalten wird.
  • Im Falle einer sequenziellen Änderung der Steuerfrequenz der Pulsdauerverhältnissteuerung kann eine Änderungscharakteristik der Steuerfrequenz der Pulsdauerverhältnissteuerung bezüglich des Ventilhubbetrages des elektromagnetischen Ventils 11 linear sein, die aus zwei oder mehreren Linien einschließlich eines oder mehrerer Wendepunkte, oder aus einer gekrümmten Kurve.
  • Wenn hierbei die Steuerfrequenz der Pulsdauerverhältnissteuerung in einem Fall, bei dem der Ventilhubbetrag des elektromagnetischen Ventils 11 (oder die zuführte Stromstärke zu der Spule 9 des elektromagnetischen Ventils 11) minimal ist (Standardposition), als die minimale Frequenz (MIN) festgelegt wird, und wenn die Steuerfrequenz der Pulsdauerverhaltnissteuerung in einem Fall, bei dem der Ventilhubbetrag des elektromagnetischen Ventils 11 (oder eine zugeführte Stromstärke zu der Spule 9 des elektromagnetischen Ventils 11) maximal ist (vollständig angehobene Position), als die maximale Frequenz (MAX) festgelegt wird, dann wird im Falle einer sequenziellen oder stufenartigen Änderung eines Ventilhubbetrages des elektromagnetischen Ventils 11 (oder einer zugeführten Stromstärke zu der Spule 9 des elektromagnetischen Ventils 11), wie dies in der 7 gezeigt ist, die Steuerfrequenz der Pulsdauerverhältnissteuerung sequenziell (oder in Stufen) über den verwendeten Frequenzbereich von der minimalen Frequenz (MIN) zu der maximalen Frequenz (MAX) geändert.
  • Im Falle einer sequenziellen (oder stufenartigen) Erhöhung eines Ventilhubbetrages des elektromagnetischen Ventils 11 (oder einer zugeführten Stromstärke zu der Spule 9 des elektromagnetischen Ventils 11) kann eine Steuerfrequenz der Pulsdauerverhältnissteuerung sequenziell (oder in Stufen) von der Seite der minimalen Frequenz zu der Seite der maximalen Frequenz geändert werden, um so die Steuerfrequenz sequenziell (oder in Stufen) allmählich zu erhöhen, während die EIN-Zeit pro Steuerzyklus konstant gehalten wird. Im Falle einer sequenziellen (oder stufenartigen) Verringerung eines Ventilhubbetrages des elektromagnetischen Ventils 11 (oder einer zugeführten Stromstärke zu der Spule 9 des elektromagnetischen Ventils 11) kann andererseits eine Steuerfrequenz der Pulsdauerverhaltnissteuerung sequenziell (oder in Stufen) von der Seite der maximalen Frequenz zu der Seite der minimalen Frequenz geändert werden, um so die Steuerfrequenz sequenziell (oder in Stufen) allmählich zu verringern, während die EIN-Zeit pro Steuerzyklus konstant gehalten wird.
  • Wie dies vorstehend beschrieben ist, kann die Pulsdauerverhältnissteuervorrichtung (Frequenzänderungseinrichtung) der ECU 10 bei dem dritten Ausführungsbeispiel dieselbe Wirkung wie das erste Ausführungsbeispiel erreichen.
  • Viertes Ausführungsbeispiel
  • Die 8 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel, und sie zeigt ein Zeitdiagramm einer Änderung einer dem elektromagnetischen Ventil zugeführten elektrischen Spannung.
  • Eine Pulsdauerverhältnissteuervorrichtung (Frequenzänderungseinrichtung) der ECU 10 bei dem vierten Ausführungsbeispiel ändert im Falle einer Erhöhung einer zugeführten Stromstärke zu einer Spule 9 eines elektromagnetischen Ventils 11 und eines Ventilhubbetrags des elektromagnetischen Ventils 11 zum Schalten eines Steuerbereiches des elektromagnetischen Ventils 11 von einem ersten Steuerbereich (niedriger Lastbereich des elektromagnetischen Ventils 11) zu einem zweiten Steuerbereich (hoher Lastbereich des elektromagnetischen Ventils 11), wie dies in der 8 gezeigt ist, eine Steuerfrequenz der Pulsdauerverhältnissteuerung von einer Steuerfrequenz (A) der Pulsdauerverhältnissteuerung in dem ersten Steuerbereich zu einer Steuerfrequenz (F) der Pulsdauerverhältnissteuerung in dem zweiten Steuerbereich derart, dass die Steuerfrequenz allmählich sequenziell (oder in Stufen) erhöht wird.
  • An diesem Punkt wird die Steuerfrequenz der Pulsdauerverhältnissteuerung bezüglich des Ventilhubbetrages des elektromagnetischen Ventils 11 (oder der zugeführten Stromstärke zu der Spule 9 des elektromagnetischen Ventils 11) so festgelegt, dass sie sich sequenziell (oder in Stufen) erhöht, wenn sich der Ventilhubbetrag von der Standardposition (vollständig geöffnete Position des auslassseitigen Anschlusses 67 im Falle einer normal offenen Bauart und die vollständig geschlossene Position des auslassseitigen Anschlusses 67 im Falle der normal geschlossenen Bauart) erhöht. In der Zeit, bei der der Steuerbereich des elektromagnetischen Ventils 11 von dem ersten Steuerbereich zu dem zweiten Steuerbereich geschaltet wird, wird nämlich die Steuerfrequenz der Pulsdauerverhältnissteuerung gemäß A < B < C < D < E < F allmählich erhöht.
  • Im Falle einer Verringerung der zugeführten Stromstärke zu der Spule 9 des elektromagnetischen Ventils 11 und eines Ventilhubbetrages des elektromagnetischen Ventils 11 zum Schalten eines Steuerbereiches des elektromagnetischen Ventils 11 von einem zweiten Steuerbereich (hoher Lastbereich des elektromagnetischen Ventils 11) zu einem ersten Steuerbereich (niedriger Lastbereich des elektromagnetischen Ventils 11) kann im Gegensatz dazu eine Steuerfrequenz der Pulsdauerverhältnissteuerung von einer Steuerfrequenz (F) der Pulsdauerverhältnissteuerung in dem zweiten Steuerbereich zu einer Steuerfrequenz (A) der Pulsdauerverhältnissteuerung in dem ersten Steuerbereich so geändert werden, dass die Steuerfrequenz allmählich sequenziell (oder in Stufen) verringert wird.
  • Wie dies vorstehend beschrieben ist, kann die Pulsdauerverhältnissteuervorrichtung (Frequenzänderungseinrichtung) der ECU 10 bei dem vierten Ausführungsbeispiel dieselbe Wirkung wie das erste Ausführungsbeispiel erreichen.
  • Fünftes Ausführungsbeispiel
  • Die 9 bis 12C zeigen ein fünftes Ausführungsbeispiel. Die 9 zeigt einen Querschnitt eines elektromagnetischen Ventils, das in einer Zuführungspumpe eingebaut ist. Die 10 zeigt eine Ansicht einer Konfiguration einer Ventilöffnung einer normal offenen Bauart.
  • Hinsichtlich eines elektromagnetischen Ventils 11, das in einer Zuführungspumpe 3 eines Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystems bei dem fünften Ausführungsbeispiel eingebaut ist, wird im Falle des elektromagnetischen Ventils 11 bei dem ersten Ausführungsbeispiel ein normal offenes elektromagnetisches Strömungssteuerventil verwendet, bei dem zur Zeit eines Stopps einer Leistungszufuhr zu einer Spule 9 das elektromagnetische Ventil 11 vollständig geöffnet ist, d. h. eine Öffnungsfläche eines auslassseitigen Anschlusses 67 ist maximal, und der Ventilhubbetrag ist maximal. Das elektromagnetische Ventil 11 ist so strukturiert, dass sich der Ventilhubbetrag gemäß einem Kraftmaschinenbetriebszustand in dem Bereich (voller Hubbetrag) von der Standardposition (vollständig geöffnete Position) zu der vollen Hubposition (vollständig geschlossene Position) sequenziell ändert.
  • Die vielen auslassseitigen Anschlüsse 67 (Ventilöffnung), die in einer radialen Richtung münden, die senkrecht zu einer axialen Richtung eines Zylinders 61 (Spulenkörperbohrung 63) ist, sind in einem im Wesentlichen mittleren Abschnitt des Zylinders 61 einer Ventileinfassung 6 vorgesehen. Zusätzlich sind eine Durchgangsbohrung 71, die ein Ventil 7 axial durchdringt, um beide Endseiten in der axialen Richtung des Ventils 7 zu verbinden, und vier Verbindungsbohrungen 72 für eine Verbindung der Durchgangsbohrung 71 und des auslassseitigen Anschlusses 67 im Inneren des Spulenkörper-Ventils 7 ausgebildet, das in der Spulenkörperbohrung gleitbar gestützt ist.
  • Wenn sich das Ventil 7 von einer vollen Hubposition (siehe 11C) über eine mittlere Position (siehe 11B) zu einer Standardposition (siehe 11A) bewegt, d. h. wenn sich ein Ventilhubbetrag des elektromagnetischen Ventils 11 verringert, dann hat der auslassseitige Anschluss 67 der Ventileinfassung 6 eine erste bis dritte Öffnung 121, 122, 123, deren Öffnungsfläche sich sequenziell vergrößert. Jede der ersten bis dritten Öffnung 121, 122, 123 ist so bemaßt und konfiguriert, dass eine Änderung einer Verbindungsfläche (Öffnungsfläche des auslassseitigen Anschlusses 67) zwischen dem auslassseitigen Anschluss 67 der Ventileinfassung 6 und der Verbindungsbohrung 72 des Ventils 7 bezüglich eines Ventilhubbetrages des elektromagnetischen Ventils 11 in einem hohen Hubbereich kleiner wird, in dem der Ventilhubbetrag des elektromagnetischen Ventils 11 größer als in einem niedrigen Hubbereich ist, in dem der Ventilhubbetrag des elektromagnetischen Ventils 11 ist.
  • Die erste Öffnung 121 hat eine Öffnungskonfiguration, die rechteckig ist, und daher ist sie mit der jeweiligen Verbindungsbohrung 72 des Ventils 7 über den gesamten Betriebsbereich (Bereich) von einer großen Kraftmaschinenabgabe (während des hohen Lastbereiches) hohe Drehzahl und Beschleunigen der Kraftmaschine, siehe 11A) über eine mittlere Kraftmaschinenabgabe (zum Beispiel ein normaler Betriebszustand der Kraftmaschine, siehe 11B) zu einer kleinen Kraftmaschinenabgabe (zum Beispiel während eines niedrigen Lastbereiches, eine niedrige Drehzahl und ein Leerlaufbetriebszustand der Kraftmaschine, sehe 11C) in Verbindung. Da jedoch die erste Öffnung 121 rechteckig ist und in der Hubrichtung des Ventils 7 (axiale Richtung, Ventilhubrichtung) des elektromagnetischen Ventils 11 länglich ist, ist eine Änderung der Fläche, die die jeweilige Verbindungsbohrung 72 des Ventils 7 und den jeweiligen auslassseitigen Anschluss 67 der Ventileinfassung 6 verbindet, relativ klein, auch wenn sich das Ventil 7 in der axialen Richtung des Zylinders 61 der Ventileinfassung 6 bewegt.
  • Die zweite Öffnung 122 hat eine Öffnungskonfiguration, die trapezförmig ist, und daher ist sie mit der jeweiligen Verbindungsbohrung 72 des Ventils 7 über den Bereich von einer hohen Kraftmaschinenabgabe zu einer mittleren Kraftmaschinenabgabe in Verbindung. Da jedoch die zweite Öffnung 122 trapezförmig ist, ändert (vergrößert/verkleinert) sich eine Fläche, die die jeweilige Verbindungsbohrung 72 des Ventils 7 verbindet, bezüglich eines Versetzungsbetrages (Ventilhubbetrag) in der axialen Richtung des Ventils 7 in einer quadratischen Form. Falls nämlich der Ventilhubbetrag des elektromagnetischen Ventils 11 groß wird, dann reduziert sich die Fläche in einer quadratischen Form, die die Verbindungsbohrung 72 und die zweite Öffnung 122 verbindet, Falls im Gegensatz dazu der Ventilhubbetrag des elektromagnetischen Ventils 11 klein ist, dann vergrößert sich die Fläche, die die Verbindungsbohrung 72 und die zweite Öffnung 122 verbindet, in einer quadratischen Form.
  • Die dritte Öffnung 123 hat eine Öffnungskonfiguration, die rechteckig ist, und daher ist sie mit der entsprechenden Verbindungsbohrung 72 des Ventils 7 nur bei einer hohen Kraftmaschinenabgabe in Verbindung. Da jedoch die dritte Öffnung 123 rechteckig ist, hat eine Änderung einer Fläche, die mit der entsprechenden Verbindungsbohrung 72 des Ventils 7 in Verbindung ist, bezüglich eines Versetzungsbetrages (Ventilhubbetrag) in der axialen Richtung des Ventils 7 eine proportionale Beziehung. Falls nämlich die Kraftmaschinenabgabe groß ist, dann ist ein Änderungsbetrag der Fläche, die mit der Verbindungsbohrung 72 und der dritten Öffnung 123 in Verbindung ist, bezüglich des Ventilhubbetrages des elektromagnetischen Ventils 11 konstant.
  • Bei dem elektromagnetischen Ventil 11 des fünften Ausführungsbeispiels ändert sich eine Kraftstoffauslassmenge (Kraftstoffströmungsmenge, die durch ein inneres des elektromagnetischen Ventils 11 hindurch tritt), die aus der Zuführungspumpe 3 ausgelassen wird, gemäß einem Kraftmaschinenbetriebszustand (zum Beispiel eine Kraftmaschinendrehzahl, ein Beschleunigungsvorrichtungsbetätigungsbetrag (Beschleunigungsvorrichtungsposition) und eine Befehlseinspritzmenge (Einspritzmengenbefehlswert)) in einer nicht linearen Form. Während eines Bereichs mit niedriger Drehzahl (niedriger Lastbereich, Leerlaufbetrieb), wie dies in der 11C und in den 12A und 12B gezeigt ist, wird insbesondere ein Ventilhubbetrag des elektromagnetischen Ventils 11 nahezu zu einem vollen Hubbetrag (nahe einer vollständig geschlossenen Position des auslassseitigen Anschlusses 67), wobei die längliche, rechteckige erste Öffnung 121 von dem auslassseitigen Anschluss 67 der Ventileinfassung 6 mit der Verbindungsbohrung 72 des Ventils 7 in Verbindung gelangt.
  • Zur Zeit eines Schaltens von einem niedrigen Hub zu einem hohen Hub wird eine Steuerfrequenz der Pulsdauerverhältnissteuerung sequenziell geändert, während die EIN-Zeit pro Steuerzyklus konstant gehalten wird, so dass dann eine Schwingungsamplitude des Ventils 7 des elektromagnetischen Ventils 11 innerhalb einer vorbestimmten Breite ohne eine Änderung zwischen dem niedrigen Hub und dem hohen Hub im Wesentlichen konstant gehalten wird. Da dadurch die Schwingungsamplitude des Ventils 7 des elektromagnetischen Ventils 11 auch in einem Bereich der Kraftmaschine mit niedriger Drehzahl klein gehalten werden kann, wird ein Änderungsbetrag der Verbindungsfläche (Öffnungsfläche des auslassseitigen Anschlusses 67) zwischen dem auslassseitigen Anschluss 67 der Ventileinfassung 6 und der Verbindungsbohrung 72 des Ventils 7 klein.
  • Während eines Bereiches mit niedriger Drehzahl (niedriger Lastbereich) der Kraftmaschine (Leerlaufbetrieb) wird daher eine Änderung der Strömungsmenge des Kraftstoffes (Kraftstoffsaugmenge), der zu der ersten und der zweiten Tauchkolbenkammer 43, 44 der Zuführungspumpe 3 von dem elektromagnetischen Ventil 11 jeweils zugeführt wird, und einer Strömungsmenge des Kraftstoffes (Kraftstoffauslassmenge) klein, die zu der Common-Rail 4 aus der ersten und der zweiten Tauchkolbenkammer 43, 44 der Zuführungspumpe 3 jeweils ausgelassen wird. Infolge dessen kann während eines Bereiches mit niedriger Drehzahl (niedriger Lastbereich, Leerlaufbetrieb) der Kraftmaschine eine Steuerbarkeit der Strömungsmenge des Kraftstoffes verbessert werden, der durch das Innere des elektromagnetischen Ventils 11 hindurch tritt, nämlich eine Steuerbarkeit der Strömungsmenge des Kraftstoffes, der aus der Zuführungspumpe 3 ausgelassen wird.
  • Während eines Leerlaufbetriebes der Kraftmaschine (d. h. kleine Kraftmaschinenabgabe, ein niedriger Lastbereich und ein Bereich mit niedriger Drehzahl der Kraftmaschine) wird hierbei eine Kraftstoffeinspritzmenge, die in eine Brennkammer für den entsprechenden Zylinder der Kraftstoffmaschine eingespritzt wird, sehr genau gesteuert, um eine Kraftmaschinendrehzahl zu stabilisieren. Daher ist es erforderlich, eine Verbindungsfläche (Öffnungsfläche des auslassseitigen Anschlusses 67) zwischen dem auslassseitigen Anschluss 67 der Ventileinfassung 6 und der Verbindungsbohrung 72 des Ventils 7 sehr genau zu steuern. Bei diesem Punkt ist bei dem normal offenen elektromagnetischen Ventil 11 bei dem fünften Ausführungsbeispiel das Ventil 7 an einer hohen Hubposition (Ventilsollposition während des Leerlaufbetriebes) während des Leerlaufbetriebes.
  • In diesem Fall wird bei einem System zum Verlängern der EIN-Zeit bezüglich der AUS-Zeit eines Pulsdauerverhältnisses eine Schwingungsamplitude des Ventils 7 des elektromagnetischen Ventils 11 relativ groß (große Ventilamplitude), während die Steuerfrequenz des Pulsdauerverhältnisses wie im Fall der herkömmlichen Technologie konstant gehalten wird, wenn ein Ventilhubbetrag des elektromagnetischen Ventils 11 ein großer Hubbetrag ist, wie dies in der 12C gezeigt ist. Da es schwierig ist, eine Verbindungsfläche (Öffnungsfläche des auslassseitigen Anschlusses 67) zwischen dem auslassseitigen Anschlusses 67 der Ventileinfassung 6 und der Verbindungsbohrung 72 des Ventils 7 sehr genau zu steuern, verschlechtert sich daher eine Steuerbarkeit einer Strömungsmenge des Kraftstoffes, der durch das Innere des elektromagnetischen Ventils 11 hindurch tritt.
  • Bei dem fünften Ausführungsbeispiel wird daher im Fall einer sequentiellen oder stufenartigen Erhöhung eines Ventilhubbetrags des elektromagnetischen Ventils 11 (oder einer zugeführten Stromstärke zu der Spule 9 des elektromagnetischen Ventils 11) eine Steuerfrequenz der Pulsdauerverhältnissteuerung sequentiell oder in Stufen geändert, um so die Steuerfrequenz sequentiell oder in Stufen allmählich zu erhöhen, während die EIN-Zeit pro Steuerzyklus konstant gehalten wird. Auch wenn der Ventilhubbetrag des elektromagnetischen Ventils 11 ein großer Hubbetrag ist, wie dies in der 12B gezeigt ist, kann infolge dessen eine Schwingungsamplitude des Ventils 7 des elektromagnetischen Ventils 11 begrenzt werden (kleine Ventilamplitude).
  • Da daher die Verbindungsfläche (Öffnungsfläche des auslassseitigen Anschlusses 67) zwischen dem auslassseitigen Anschluss 67 der Ventileinfassung 6 und der Verbindungsbohrung 72 des Ventils 11 auch während des Leerlaufbetriebs sehr genau gesteuert werden kann, gibt es nur eine geringe bis keine Verschlechterung der Steuerbarkeit der Strömungsmenge der Kraftstoffes, der durch das elektromagnetische Ventil 11 hindurch tritt. Infolge dessen ist ein System, das im Fall einer sequentiellen oder stufenartigen Erhöhung eines Ventilhubbetrags des elektromagnetischen Ventils 11 (oder einer zugeführten Stromstärke zu der Spule 9 des elektromagnetischen Ventils 11) eine Steuerfrequenz der Pulsdauerverhältnissteuerung sequentiell oder in Stufen ändert, um so die Steuerfrequenz sequentiell oder in Stufen allmählich zu erhöhen, während die EIN-Zeit pro Steuerzyklus konstant gehalten wird, das am besten geeignete Steuersystem für ein normal offenes, elektromagnetisches Ventil 11, das einen großen Hub während des Leerlaufbetriebs einnimmt.
  • Abwandlung
  • Das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel verwendet die Zuführungspumpe 3, bei der der erste und der zweite Tauchkolben 33, 34 und die erste und die zweite Tauchkolbenkammer 43, 44 (Druckbeaufschlagungskammer) so angeordnet sind, dass sie in einer Durchmesserrichtung bezüglich einer Richtung einer Drehmittelachse (axiale Richtung) der Pumpenantriebswelle 13 positioniert sind. Jedoch kann eine Zuführungspumpe 3 mit drei oder mehreren Tauchkolben und Druckbeaufschlagungskammern vorgesehen werden, die in gleichmäßigen Intervallen in der Umfangsrichtung der Pumpenantriebswelle 13 platziert sind. Eine Zuführungspumpe (Hochdruckzuführungspumpe) kann mit mehreren Tauchkolben versehen sein, die parallel in einem vorbestimmten Intervall (zum Beispiel ein gleichmäßiges Intervall) in einer Richtung einer Drehmittelachse (axiale Richtung) der Pumpenantriebswelle 13 angeordnet sind. Des weiteren kann ein elektromagnetisches Ventil so strukturiert sein, dass ein auslassseitiger Anschluss 67 zu einem einlassseitigen Anschluss geändert wird, dass ein einlassseitiger Anschluss 65 zu einem auslassseitigen Anschluss geändert wird, dass eine Kraftstoffreservoirkammer, zu der Kraftstoff von der Förderpumpe 2 zugeführt wird, an der stromaufwärtigen Seite des einlassseitigen Anschlusses ausgebildet ist, und dass ein Verbindungskanal, der den letztgenannten Teil eines Kraftstoffsaugpfads bildet, der mit einer Druckbeaufschlagungskammer durch ein Einlassventil in Verbindung ist, in der stromabwärtigen Seite des auslassseitigen Anschlusses ausgebildet ist.
  • Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird das Pulsdauerverhältnis zum Steuern einer zugeführten Stromstärke zu der Spule 9 des elektromagnetischen Ventils 11 geändert, das als ein Kraftstoffdosierventil verwendet wird. Jedoch kann das Pulsdauerverhältnis zum Steuern einer zugeführten Stromstärke zu einer Spule eines elektromagnetischen Ventils geändert werden, das als ein Druckreduzierventil 18 verwendet wird. Zusätzlich kann eine Pulsdauerverhältnissteuervorrichtung der vorliegenden Erfindung eine zugeführte Stromstärke zu einer Spule eines elektromagnetischen Ventilströmungssteuerventils zum Dosieren einer Strömungsmenge eines Öls steuern, wie zum Beispiel ein Schmieröl oder ein Arbeitsöl, eine Flüssigkeit, wie Wasser, und ein Gas, wie zum Beispiel Luft, ein Abgas oder ein rückgeführtes Abgas. Zusätzlich kann als eine Alternative des elektromagnetischen Strömungssteuerventils ein elektromagnetisches Strömungspfadschaltventil oder ein elektromagnetisches Strömungspfad-Öffnungs-Schließ-Ventil verwendet werden, bei denen ein Ventilhubbetrag an zumindest zwei Positionen geändert wird.
  • Das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschreibt eine Pulsdauerverhaltnissteuerung zum Ändern einer zugeführten Stromstärke zu der Spule 9 des elektromagnetischen Ventils 11 in dem ersten und in dem zweiten Steuerbereich von dem Steuerbereich des gesamten Ventilhubbetrages des elektromagnetischen Ventils 11. Jedoch kann der Steuerbereich des gesamten Ventilhubbetrages des elektromagnetischen Ventils 11 in drei oder mehrere Steuerbereiche eingeteilt werden. Z. B. kann ein Bereich (ein Bereich, in dem eine zugeführte Stromstärke in einer Spule eines elektromagnetischen Ventils oder ein Ventilhubbetrags eines elektromagnetischen Ventils kleiner ist) von zwei Steuerbereichen, die als Reaktion auf einen Änderungsgrad einer Kraftmaschinenlast (ein Änderungsbetrag eines Beschleunigungsvorrchtungsbetätigungsbetrags eines Fahrers) geschaltet werden, als ein erster Steuerbereich festgelegt werden, und der andere Bereich (ein Bereich, in dem eine zugeführte Stromstärke zu einer Spule eines elektromagnetischen Ventils oder ein Ventilhubbetrag eines elektromagnetischen Ventils größer ist) von zwei Steuerbereichen kann als ein zweiter Steuerbereich festgelegt werden.
  • Während nur die ausgewählten, exemplarischen Ausführungsbeispiele zum Darstellen der vorliegenden Erfindung ausgewählt wurden, so ist dem Fachmann aus dieser Offenbarung klar, dass verschiedene Änderungen und Abwandlungen geschaffen werden können, ohne dass der Umfang der Erfindung verlassen wird, wie er in den beigefügten Ansprüchen definiert ist. Darüber hinaus ist die vorstehende Beschreibung der exemplarischen Ausführungsbeispiele gemäß der vorliegenden Erfindung nur zum Zwecke der Darstellung vorgesehen, und sie soll die Erfindung nicht beschränken, die durch die beigefügten Ansprüche und ihre Äquivalente definiert wird.
  • Eine Pulsdauerverhaltnissteuervorrichtung ist offenbart, die ein elektromagnetisches Ventil (11) und einen Controller (10) aufweist, der ein Zeitverhältnis zwischen einer EIN-Zeit und einer AUS-Zeit pro Steuerzyklus ändert, um eine zugeführte Stromstärke zu dem elektromagnetischen Ventil (11) zu steuern, wodurch ein Hubbetrag des elektromagnetischen Ventils (11) sequentiell oder in Stufen geändert wird. Eine Steuerfrequenz in einem zweiten Steuerbereich, in dem die zugeführte Stromstärke zu dem elektromagnetischen Ventil (11) oder der Hubbetrag des elektromagnetischen Ventils (11) relativ groß ist, wird so festgelegt, dass sie größer ist als eine Steuerfrequenz in einem ersten Steuerbereich, in dem die zugeführte Stromstärke zu dem elektromagnetischen Ventil (11) oder der Hubbetrag des elektromagnetischen Ventils (11) relativ klein ist.

Claims (24)

  1. Pulsdauerverhältnissteuervorrichtung mit: einem elektromagnetischen Ventil (11); und einem Controller (10), der ein Zeitverhältnis zwischen einer EIN-Zeit und einer AUS-Zeit pro Steuerzyklus ändert, um eine zugeführte Stromstärke zu dem elektromagnetischen Ventil (11) zu steuern, wodurch ein Hubbetrag des elektromagnetischen Ventils (11) sequentiell oder in Stufen geändert wird, wobei: eine Steuerfrequenz in einem zweiten Steuerbereich, in dem die zugeführte Stromstärke zu dem elektromagnetischen Ventil (11) oder der Hubbetrag des elektromagnetischen Ventils (11) relativ groß ist, so festgelegt wird, dass sie größer ist als eine Steuerfrequenz in einem ersten Steuerbereich, in dem die zugeführte Stromstärke zu dem elektromagnetischen Ventil (11) oder der Hubbetrag des elektromagnetischen Ventils (11) relativ klein ist, wobei eine EIN-Zeit pro Steuerzyklus in dem ersten Steuerbereich so festgelegt wird, dass sie im Wesentlichen gleich einer EIN-Zeit pro Steuerzyklus in dem zweiten Steuerbereich ist.
  2. Pulsdauerverhältnissteuervorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das elektromagnetische Ventil (11) eine Spule (9), in der eine elektromagnetische Kraft durch eine Stromzufuhr erzeugt wird, und ein Ventil (7) aufweist, wobei sich ein Hubbetrag des Ventils (7) gemäß der elektromagnetischen Kraft ändert, die in der Spule (9) erzeugt wird.
  3. Pulsdauerverhältnissteuervorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei die in der Spule (9) erzeugte elektromagnetische Kraft über den Steuerbereich des gesamten Hubbetrags erhöht und verringert wird, um eine erzwungene Schwingung des Ventils (7) vorzusehen.
  4. Pulsdauerverhältnissteuervorrichtung gemäß Anspruch 2, des Weiteren mit einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung, die eine Kraftstoffeinspritzpumpe (3), die durch die Brennkraftmaschine angetrieben wird, um einen darin angesaugten Kraftstoff mit Druck zu beaufschlagen, und ein Kraftstoffeinspritzventil (5) zum Einspritzen von Kraftstoff aufweist, der aus der Kraftstoffeinspritzpumpe (3) zu einem Zylinder der Kraftmaschine ausgelassen wird.
  5. Pulsdauerverhältnissteuervorrichtung gemaß Anspruch 4, wobei das elektromagnetische Ventil (11) ein Kraftstoffdosierventil aufweist, das eine Kanalquerschnittsfläche eines Kraftstoffkanals (67) an einer Saugseite der Kraftstoffeinspritzpumpe (3) als Reaktion auf den Ventilhubbetrag einstellt, um eine Kraftstoffsaugmenge zu der Kraftstoffeinspritzpumpe (3) zu dosieren.
  6. Pulsdauerverhältnissteuervorrichtung gemaß Anspruch 4, wobei eine zugeführte Stromstärke zu der Spule (9) so gesteuert wird, dass sie im Wesentlichen gleich einer Soll-Stromstärke wird, die als Reaktion auf einen Betriebszustand der Kraftmaschine festgelegt wird.
  7. Pulsdauerverhältnissteuervorrichtung mit: einem elektromagnetischen Ventil (11); und einem Controller (10), der ein Zeitverhältnis zwischen einer EIN-Zeit und einer AUS-Zeit pro Steuerzyklus ändert, um eine zugeführte Stromstärke zu dem elektromagnetischen Ventil (11) zu steuern, wodurch ein Hubbetrag des elektromagnetischen Ventils (11) sequentiell oder in Stufen geändert wird, wobei: die zugeführte Stromstärke zu dem elektromagnetischen Ventil (11) in einem zweiten Steuerbereich, in dem der Hubbetrag des elektromagnetischen Ventils (11) relativ groß ist, so festgelegt wird, dass sie größer als die zugeführte Stromstärke zu dem elektromagnetischen Ventil (11) in einem ersten Steuerbereich ist, in dem der Hubbetrag des elektromagnetischen Ventils (11) relativ klein ist; und eine Schwingungsamplitude des elektromagnetischen Ventils (11) in dem ersten Steuerbereich so festgelegt wird, dass sie im Wesentlichen gleich einer Schwingungsamplitude des elektromagnetischen Ventils (11) in dem zweiten Steuerbereich ist, wobei: eine EIN-Zeit pro Steuerzyklus in dem ersten Steuerbereich so festgelegt wird, dass sie im Wesentlichen gleich einer EIN-Zeit pro Steuerzyklus in dem zweiten Steuerbereich ist; und eine Steuerfrequenz in dem zweiten Steuerbereich so festgelegt wird, dass sie größer als eine Steuerfrequenz in dem ersten Steuerbereich ist.
  8. Pulsdauerverhältnissteuervorrichtung gemäß Anspruch 7, wobei das elektromagnetische Ventil eine Spule (9), in der eine elektromagnetische Kraft durch eine Stromzufuhr erzeugt wird, und ein Ventil (7) aufweist, wobei sich ein Hubbetrag des Ventils (7) als Reaktion auf die in der Spule (9) erzeugte elektromagnetische Kraft ändert.
  9. Pulsdauerverhältnissteuervorrichtung gemäß Anspruch 8, wobei die in der Spule (9) erzeugte elektromagnetische Kraft über den Steuerbereich des gesamten Hubbetrags erhöht und verringert wird, um eine erzwungene Schwingung des Ventils (7) vorzusehen.
  10. Pulsdauerverhältnissteuervorrichtung gemäß Anspruch 8, des Weiteren mit einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung, die eine Kraftstoffeinspritzpumpe (3), die durch eine Brennkraftmaschine angetrieben wird, um einen darin angesaugten Kraftstoff mit Druck zu beaufschlagen, und ein Kraftstoffeinspritzventil (5) zum Einspritzen eines aus der Kraftstoffeinspritzpumpe (3) ausgelassenen Kraftstoffes zu einem Zylinder der Kraftmaschine aufweist.
  11. Pulsdauerverhältnissteuervorrichtung gemäß Anspruch 10, wobei das elektromagnetische Ventil (11) ein Kraftstoffdosierventil aufweist, das eine Kanalquerschnittsfläche eines Kraftstoffkanals (67) an einer Saugseite der Kraftstoffeinspritzpumpe (3) als Reaktion auf den Ventilhubbetrag einstellt, um eine Kraftstoffsaugmenge zu der Kraftstoffeinspritzpumpe zu dosieren.
  12. Pulsdauerverhältnissteuervorrichtung gemäß Anspruch 10, wobei die zugeführte Stromstärke zu der Spule (9) so gesteuert wird, dass sie im Wesentlichen gleich einer Soll-Stromstärke wird, die als Reaktion auf einen Betriebszustand der Kraftmaschine festgelegt wird.
  13. Pulsdauerverhältnissteuervorrichtung gemäß Anspruch 12, wobei in der Übergangszeit von dem ersten Steuerbereich zu dem zweiten Steuerbereich die zugeführte Stromstärke zu dem elektromagnetischen Ventil (11) vorübergehend auf eine Stromstärke übergeschwungen wird, die dadurch erhalten wird, dass ein vorbestimmter Überschwingungsbetrag zu der Soll-Stromstärke addiert wird, und danach wird sie so gesteuert, dass sie an die Soll-Stromstärke konvergiert.
  14. Pulsdauerverhältnissteuervorrichtung mit: einem elektromagnetischen Ventil (11); einer Einrichtung (10), die ein Zeitverhältnis zwischen einer EIN-Zeit und einer AUS-Zeit pro Steuerzyklus ändert, um eine zugeführte Stromstärke zu dem elektromagnetischen Ventil (11) zu steuern, wodurch ein Hubbetrag des elektromagnetischen Ventils (11) sequentiell oder in Stufen geändert wird, einer Frequenzänderungseinrichtung (10), die sequentiell oder in Stufen eine Steuerfrequenz einer Pulsdauerverhältnissteuerung ändert, während die EIN-Zeit pro Steuerzyklus ungefähr konstant gehalten wird, und zwar im Fall einer Änderung einer zugeführten Stromstärke zu dem elektromagnetischen Ventil (11) oder eines Ventilhubbetrags des elektromagnetischen Ventils (11), wobei die Frequenzänderungseinrichtung (10) die Steuerfrequenz der Pulsdauerverhältnissteuerung sequentiell oder in Stufen ändert, um so die Steuerfrequenz sequentiell oder in Stufen allmählich zu erhohen, während die EIN-Zeit pro Steuerzyklus ungefähr konstant gehalten wird, und zwar im Fall einer sequentiellen oder stufenartigen Erhöhung der zugeführten Stromstärke zu dem elektromagnetischen Ventil (11) oder des Ventilhubbetrags des elektromagnetischen Ventils (11).
  15. Pulsdauerverhältnissteuervorrichtung gemäß Anspruch 14, wobei: wenn die Steuerfrequenz zu jener Zeit, in der die zugeführte Stromstärke zu dem elektromagnetischen Ventil (11) oder der Ventilhubbetrag des elektromagnetischen Ventils (11) minimal ist, als eine minimale Frequenz festgelegt wird und wenn die Steuerfrequenz zu jener Zeit, in der die zugeführte Stromstärke zu dem elektromagnetischen Ventil (11) oder der Ventilhubbetrag des elektromagnetischen Ventils (11) maximal ist, als eine maximale Frequenz festgelegt wird, die Frequenzänderungseinrichtung (10) die Steuerfrequenz der Pulsdauerverhältnissteuerung sequentiell oder in Stufen ändert, um so die Steuerfrequenz sequentiell oder in Stufen von der minimalen Frequenz zu der maximalen Frequenz allmählich zu erhöhen, und zwar im Fall einer sequentiellen oder stufenartigen Erhöhung der zugeführten Stromstärke zu dem elektromagnetischen Ventil (11) oder des Ventilhubbetrags des elektromagnetischen Ventils (11).
  16. Pulsdauerverhältnissteuervorrichtung gemäß Anspruch 14, wobei: wenn die Steuerfrequenz zu jener Zeit, in der die zugeführte Stromstärke zu dem elektromagnetischen Ventil (11) oder der Ventilhubbetrag des elektromagnetischen Ventils (11) minimal ist, als eine minimale Frequenz festgelegt wird und wenn die Steuerfrequenz zu jener Zeit, in der die zugeführte Stromstärke zu dem elektromagnetischen Ventil (11) oder der Ventilhubbetrag des elektromagnetischen Ventils (11) maximal ist, als eine maximale Frequenz festgelegt wird, die Frequenzanderungseinrichtung (10) die Steuerfrequenz der Pulsdauerverhaltnissteuerung über einen verwendeten Frequenzbereich von der minimalen Frequenz zu der maximalen Frequenz sequentiell oder in Stufen ändert, und zwar im Fall einer Änderung der zugeführten Stromstärke zu dem elektromagnetischen Ventil (11) oder des Ventilhubbetrags des elektromagnetischen Ventils (11).
  17. Pulsdauerverhältnissteuervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei das elektromagnetische Ventil (11) eine Spule (9), in der eine elektromagnetische Kraft durch eine Stromzufuhr erzeugt wird, und ein Ventil (7) aufweist, wobei sich ein Hubbetrag des Ventils (7) als Reaktion auf die in der Spule (9) erzeugte elektromagnetische Kraft ändert.
  18. Pulsdauerverhältnissteuervorrichtung gemäß Anspruch 17, wobei die in der Spule (9) erzeugte elektromagnetische Kraft über den Steuerbereich des gesamten Hubbetrags erhöht und verringert wird, um eine erzwungene Schwingung des Ventils (7) vorzusehen.
  19. Pulsdauerverhältnissteuervorrichtung gemäß Anspruch 17, des Weiteren mit einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung, die eine Kraftstoffeinspritzpumpe (3), die durch eine Brennkraftmaschine angetrieben wird, um einen darin angesaugten Kraftstoff mit Druck zu beaufschlagen, und ein Kraftstoffeinspritzventil (5) zum Einspritzen eines aus der Kraftstoffeinspritzpumpe (3) ausgelassenen Kraftstoffes zu einen Zylinder der Kraftmaschine aufweist.
  20. Pulsdauerverhältnissteuervorrichtung gemäß Anspruch 19, wobei das elektromagnetische Ventil (11) ein Kraftstoffdosierventil aufweist, das eine Kanalquerschnittsfläche eines Kraftstoffkanals (67) an einer Saugseite der Kraftstoffeinspritzpumpe (3) als Reaktion auf den Ventilhubbetrag einstellt, um eine Kraftstoffsaugmenge zu der Kraftstoffeinspritzpumpe (3) zu dosieren.
  21. Pulsdauerverhältnissteuervorrichtung gemäß Anspruch 19, wobei die zugefuhrte Stromstärke zu der Spule (9) so gesteuert wird, dass sie im Wesentlichen gleich einer Soll-Stromstärke wird, die als Reaktion auf einen Betriebszustand der Kraftmaschine festgelegt wird.
  22. Pulsdauerverhältnissteuervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1, 7 oder 14, wobei das elektromagnetische Ventil (11) eine röhrenartige Ventileinfassung (6) aufweist, in der eine Gleitbohrung (63) ausgebildet ist, die sich in einer axialen Richtung erstreckt, wobei die Ventileinfassung (6) eine Ventilöffnung (67) aufweist, die in einer radialen Richtung im Wesentlichen orthogonal zu einer axialen Richtung der Gleitbohrung (63) offen ist.
  23. Pulsdauerverhältnissteuervorrichtung gemäß Anspruch 22, wobei das elektromagnetische Ventil (11) ein Spulenkörper-Ventil (7), das in der Gleitbohrung (63) gleitbar gestützt ist und sich in einer axialen Richtung der Gleitbohrung (63) bewegt, um eine Öffnungsfläche der Ventilöffnung (67) zu andern, sowie eine Spule (9) zum sequentiellen oder stufenartigen Ändern einer relativen Position des Ventils in der axialen Richtung aufweist, um die Ventilöffnung (67) als Reaktion auf die elektromagnetische Kraft zu ändern.
  24. Pulsdauerverhältnissteuervorrichtung gemäß Anspruch 23, wobei die Ventilöffnung (67) so konfiguriert ist, dass eine Änderung der Öffnungsflache bezüglich des Ventilhubbetrages des elektromagnetischen Ventils (11) in einem hohen Hubbereich kleiner ist, in dem der Ventilhubbetrag des elektromagnetischen Ventils (11) relativ größer als in einem niedrigen Hubbereich ist, in dem der Ventilhubbetrag des elektromagnetischen Ventils (11) relativ kleiner ist.
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