DE102007043565A1 - Hochdruck-Kraftstoffpumpen-Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor - Google Patents

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Abstract

Bei einer Hochdruck-Kraftstoffpumpen-Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor, die eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe von einem motorangetriebenen Typ hat, die ein gesteuertes Ausmaß an Kraftstoff durch Antreiben eines Kraftstoffansaugventils unter Druck zuführen kann, um sich zu einer vorbestimmten Zeitgabe in einem Kraftstoffausgabehub zu schließen, wird ein Kraftstoffdruck in einem Druckspeicher durch zuverlässiges Zuführen einer maximalen Menge an Kraftstoff unter Druck von einem Kraftstoffausgabehub direkt nach einem Starten des Motors schnell erhöht, während eine Wärmeerzeugung durch ein Solenoid zum Steuern des Kraftstoffansaugventils vermieden wird, wodurch eine Verschlechterung eines Verbrennungszustands und von Abgasemissionen beim Starten des Motors verhindert werden kann. Ein Startzeit-Steuerabschnitt erregt kontinuierlich das Solenoid über eine Periode ab dem Beginn eines Startens des Motors bis dann, wenn es möglich wird, eine Ventilschließzeitgabesteuerung an dem Kraftstoffansaugventil, basierend auf der Drehposition des Motors, nach einer Beendigung einer Zylinderidentifikation durchzuführen.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hochdruck-Kraftstoffpumpen-Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor von beispielsweise einem Typ direkter Einspritzung. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Technik zum Erleichtern des Ansteigens eines Kraftstoffdrucks, wenn ein Verbrennungsmotor in einem Zustand gestartet wird, in welchem der Kraftstoffdruck in einem Druckspeicher niedrig ist (z. B. nachdem der Verbrennungsmotor gestoppt gelassen worden ist).
  • Herkömmlich wird bei Verbrennungsmotoren vom Typ direkter Einspritzung, bei welchem Kraftstoff direkt durch Einspritzung zu einer Verbrennungskammer in jedem Zylinder zugeführt wird, der Kraftstoffdruck durch Versetzen des zu jedem Kraftstoffeinspritzventil zuzuführenden Kraftstoffs unter Druck bis zu einem optimalen Druck (einem Solldruck) für seine Verbrennung durch Verwenden einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe erhöht.
  • Bei einer Hochdruck-Kraftstoffpumpen-Steuervorrichtung für diese Art von Verbrennungsmotor ist dann, wenn die Identifikation von Zylindern im Verbrennungsmotor beendet worden ist, eine von einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe auszugebende Kraftstoffmenge nötig, um zu veranlassen, dass der durch einen Kraftstoffdrucksensor detektierte Kraftstoffdruck in einem Druckspeicher mit einem Solldruck übereinstimmt, und wird ein Kraftstoffansaugventil zu einer vorbestimmten Zeitgabe in einem Kraftstoffausgabehub der Hochdruck-Kraftstoffpumpe basierend auf der Drehposition des Verbrennungsmotors geschlossen, wodurch die Erregungszeitgabe eines Solenoids bzw. Magnets für das Kraftstoffansaugventil gesteuert wird, um eine erwünschte Kraftstoffmenge von der Hochdruck-Kraftstoffpumpe auszugeben.
  • Hier ist anzumerken, dass die Menge an ausgegebenem Kraftstoff, die dazu erforderlich ist, zu veranlassen, dass der Kraftstoffdruck in dem Druckspeicher mit dem Solldruck übereinstimmt, gemäß einer proportionalen, integralen Berechnung, etc., basierend auf beispielsweise einer Druckabweichung zwischen einem Detektionswert des durch den Kraftstoffdrucksensor detektierten Kraftstoffdrucks und dem Solldruck berechnet wird.
  • Die so berechnete erforderliche Menge an ausgegebenem Kraftstoff wird durch Verwenden einer Ventilschließ-Antriebszeitgabe-Abbildung für das Kraftstoffansaugventil in eine entsprechende Antriebszeitgabe des Kraftstoffansaugventils umgewandelt. Die Ventilschließ-Antriebszeitgabe-Abbildung entspricht Abbildungsdaten, die die Beziehung zwischen der Ventilschließzeitgabe des Kraftstoffansaugventils und der Kraftstoffausgabemenge der Hochdruck-Kraftstoffpumpe zeigen, und ist im Voraus in einem Speicher in der Steuervorrichtung gespeichert.
  • Eine erwünschte Menge an Kraftstoff wird von der Hochdruck-Kraftstoffpumpe durch Steuern der Erregungszeitgabe des Solenoids auf derartige Weise ausgegeben, dass das Kraftstoffansaugventil zu der so erhaltenen Antriebszeitgabe geschlossen wird, wodurch der Kraftstoffdruck im Druckspeicher derart gesteuert wird, dass er mit dem Solldruck übereinstimmt.
  • Jedoch wird der Kraftstoffdruck im Druckspeicher beim Starten des Verbrennungsmotors im Wesentlichen bis zu dem Atmosphärendruck reduziert, so dass es nötig ist, den Kraftstoffdruck im Druckspeicher schnell zu erhöhen, um es möglich zu machen, eine gute Einspritzung von Kraftstoff durchzuführen. Demgemäß ist es bei der Hochdruck-Kraftstoffpumpe erforderlich, durch Antreiben des Kraftstoffansaugventils eine so große Menge an Kraftstoff wie möglich zu dem Druckspeicher unter Druck zuzuführen, um es direkt nach dem Beginn eines Startens des Motors von einem Kraftstoffausgabehub auf einmal zu schließen.
  • Beim Starten des Verbrennungsmotors kann jedoch eine Bestimmung diesbezüglich, ob der Hub der Hochdruck-Kraftstoffpumpe, der synchron zu der Drehung des Verbrennungsmotors ist, ein Kraftstoffansaughub oder ein Kraftstoffausgabehub ist, bis zu einem Zeitpunkt nicht durchgeführt werden, bei welchem die Zylinderidentifikation basierend auf einem von einem Drehpositionssensor (einem Kurbelwinkelsensor oder einem Nockenwinkelsensor) ausgegebenen vorbestimmten Pulssignalmuster beendet worden ist (d. h. einem Zeitpunkt, bei welchem über die Drehposition des Verbrennungsmotors fest entschieden ist). Als Ergebnis ist es unmöglich, das Kraftstoffansaugventil derart zu steuern, dass es sich bei einem Kraftstoffausgabehub schließt, bevor die Zylinderidentifikation beendet worden ist. Somit wird das Solenoid derart gesteuert, dass es über eine Zeitperiode ab dem Beginn eines Startens des Motors bis zu der Beendigung der Zylinderidentifikation in einem nicht erregten Zustand ist, und ist das Kraftstoffansaugventil kontinuierlich geöffnet, so dass das Zuführen von Kraftstoff unter Druck durch die Hochdruck-Kraftstoffpumpe nicht durchgeführt wird.
  • Hier ist anzumerken, dass eine auf einer stromaufwärtigen Seite der Hochdruck-Kraftstoffpumpe angeordnete Niederdruck-Kraftstoffpumpe von einem elektrisch angetriebenen Typ ist und Kraftstoff ab dem Beginn eines Startens des Motors mit einem Nenn-Ausgabedruck unter Druck zuführen kann. Demgemäß wirkt der Ausgabedruck der Niederdruck-Kraftstoffpumpe auf den Druckspeicher über die Hochdruck-Kraftstoffpumpe in einer Zeitperiode ab dem Beginn eines Startens des Motors bis zu der Beendigung der Zylinderidentifikation, um es dadurch möglich zu machen, den Druck im Druckspeicher auf einen Nenn-Ausgabedruck (z. B. 0,3 MPa) der Niederdruck-Kraftstoffpumpe zu erhöhen. Jedoch ist dieser Nenn-Ausgabedruck im Vergleich mit dem Solldruck (z. B. 7 MPa) im Druckspeicher bei einer normalen Betriebszeit sehr niedrig, und somit ist es schwierig, die Einspritzung von Kraftstoff zu erreichen, die einen guten Verbrennungszustand erhalten kann.
  • Demgemäß ist eine Vorrichtung vorgeschlagen worden, die zum Durchführen einer intermittierenden Erregung (einer Wiederholung von Ein/Aus) eines Solenoids in einer Zeitperiode ab dem Beginn eines Startens des Motors bis zu der Beendigung der Zylinderidentifikation dient (siehe beispielsweise ein erstes Patentdokument (offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 2001-182597 ) und ein zweites Patentdokument (offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 2002-309988 )). Gemäß Techniken, wie sie im ersten und im zweiten Patentdokument beschrieben sind, wird selbst in einer Zeitperiode vor der Zylinderidentifikation, in welcher die Drehposition eines Verbrennungsmotors noch nicht detektiert worden ist, ein Kraftstoffansaugventil angetrieben, um sich zu schließen, solange eine Kraftstoffausgabehubperiode, die nach dem Beginn eines Startens des Motors kommt, und eine Ein-Periode eines Solenoids einander überlagern, wodurch Kraftstoff unter Druck von einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe zu einem Druckspeicher zugeführt wird, um dadurch die Druckerhöhung von Kraftstoff darin zu ermöglichen.
  • Bei den oben angegebenen herkömmlichen Hochdruck-Kraftstoffpumpen-Steuervorrichtungen für einen Verbrennungsmotor gibt es das folgende Problem. Das bedeutet, dass das Kraftstoffansaugventil angetrieben wird, um sich bei einer Aussetzung gegenüber dem Zustand zu schließen, dass die Kraftstoffausgabehubperiode nach dem Beginn eines Startens des Motors und die Ein-Periode des Solenoids einander überlagern, so dass es unmöglich ist, die Ausgabe von Kraftstoff mit einer maximalen Menge zu erreichen, die durch die Hochdruck-Kraftstoffpumpe ausgegeben werden kann, solange der unterste Totpunkt des Kraftstoffausgabehubs (die erste oder die Startposition des Kraftstoffausgabehubs) und die Ein-Periode des Solenoids einander nicht überlagern und sich gelegentlich überlagern.
  • Zusätzlich wird die Ventilschließzeitgabe des Kraftstoffansaugventils beim Starten eines Motors ein propabilistischer oder wahrscheinlicher oder seltener Betrieb, so dass die Menge an Ausgabekraftstoff jedes Mal variiert, wenn der Motor gestartet wird, und somit wird der Kraftstoffdruck instabil, was somit Anlass zu einem derartigen Problem gibt, dass eine Verschlechterung des Verbrennungszustands und von Abgasemissionen beim Starten des Motors verursacht werden könnten.
  • Für das als zweites angegebene Problem wird es überlegt, eine Gegenmaßnahme eines Einstellens der Ein-Periode des Solenoids während seiner intermittierenden Erregung auf eine lange Zeit vorzunehmen, aber dann, wenn die Ein-Periode auf lang eingestellt ist, wird die exzessive Erzeugung von Wärme des Solenoids verschlimmert und tritt eine Möglichkeit einer sich verschlechternden Zuverlässigkeit auf, so dass die Ein-Periode tatsächlich nicht auf lang eingestellt werden kann.
  • Demgemäß soll die vorliegende Erfindung die Probleme, wie sie oben angegeben sind, vermeiden, und hat als ihre Aufgabe, eine Hochdruck-Kraftstoffpumpen-Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor zu erhalten, die eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe von einem motorangetriebenen Typ hat, die eine gesteuerte bzw. geregelte Menge an Kraftstoff durch Antreiben eines Kraftstoffansaugventils unter Druck zuführen kann, um es zu einer vorbestimmten Zeitgabe in einem Kraftstoffausgabehub zu schließen, und die dazu dient, den Kraftstoffdruck in einem Druckspeicher schnell zu erhöhen, um die Verschlechterung eines Verbrennungszustands und von Abgasemissionen zu der Zeit eines Startens des Motors durch Zuführen einer maximalen Menge an Kraftstoff unter Druck auf eine zuverlässige Weise von einem Kraftstoffausgabehub direkt nach dem Starten des Verbrennungsmotors zu verhindern.
  • Angesichts der obigen Aufgabe enthält die Hochdruck-Kraftstoffpumpen-Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß der vorliegenden Erfindung Folgendes: einen Drehpositionssensor, der ein vorbestimmtes Pulssignal gemäß der Drehposition eines Verbrennungsmotors ausgibt; eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe, die ein Solenoid zum Öffnen und Schließen eines Kraftstoffansaugventils hat, das zwischen einem Kraftstoffansauganschluss und einer Druckkammer angeordnet ist, und die zum Setzen eines von dem Kraftstoffansauganschluss zu der Druckkammer durch das Kraftstoffansaugventil zugeführten Kraftstoffs unter Druck und zum Ausgeben von ihm von einem Kraftstoffausgabeanschluss dient; einen Druckspeicher, der den von der Hochdruck-Kraftstoffpumpe ausgegebenen Kraftstoff speichert bzw. akkumuliert; einen Kraftstoffdrucksensor, der den Kraftstoffdruck im Druckspeicher detektiert; und einen Steuerabschnitt, der eine Identifikation von Zylindern des Verbrennungsmotors basierend auf dem vorbestimmten Pulssignal durchführt und die Erregungszeitgabe des Solenoids basierend auf einem detektierten Wert des Kraftstoffdrucks steuert. Wenn die Zylinderidentifikation des Verbrennungsmotors beendet ist, steuert der Steuerabschnitt die Erregungszeitgabe des Solenoids basierend auf der Drehposition des Verbrennungsmotors, wodurch eine Ventilschließzeitgabe des Kraftstoffansaugventils gesteuert wird, um von der Hochdruck-Kraftstoffpumpe eine Menge an Kraftstoff, die dazu nötig ist, zu veranlassen, dass der detektierte Wert des Kraftstoffdrucks mit einem Solldruck übereinstimmt, auszugeben. Der Steuerabschnitt enthält einen Startzeit-Steuerabschnitt zum kontinuierlichen Erregen des Solenoids über eine Zeitperiode ab einem Zeitpunkt, zu welchem begonnen wird, den Verbrennungsmotor zu starten, bis zu einem Zeitpunkt, zu welchem die Zylinderidentifikation beendet ist, um es möglich zu machen, die Ventilschließzeitgabe des Kraftstoffansaugventils zu steuern.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es bei einer Hochdruck-Kraftstoffpumpen-Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor, die eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe von einem motorangetriebenen Typ hat, die eine geregelte Menge an Kraftstoff durch Antreiben eines Kraftstoffansaugventils unter Druck zuführen kann, um es zu einer vorbestimmten Zeitgabe in einem Kraftstoffausgabehub zu schließen, möglich, den Kraftstoffdruck in einem Druckspeicher schnell zu erhöhen, um die Verschlechterung eines Verbrennungszustands und von Abgasemissionen zu der Zeit eines Startens des Motors durch Zuführen einer maximalen Menge an Kraftstoff unter Druck auf eine zuverlässige Weise von einem Kraftstoffausgabehub direkt nach dem Starten des Verbrennungsmotors zu verhindern.
  • Die obige und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden Fachleuten auf dem Gebiet ohne Weiteres aus der folgenden detaillierten Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung, genommen in Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen, klar werden.
  • Es folgt eine kurze Beschreibung der Zeichnungen:
  • 1 ist ein Blockdiagramm, das eine Hochdruck-Kraftstoffpumpen-Steuervorrichtung für einen Motor gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung schematisch zeigt.
  • 2 ist ein funktionelles Blockdiagramm, das eine spezifische Konfiguration einer ECU in 1 darstellt.
  • 3 ist ein Zeitdiagramm, das eine Steueroperation gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
  • 4 ist ein Ablaufdiagramm, das die Steueroperation gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
  • 5 ist eine Kennlinienansicht, die einen eingestellten Wert eines Bestimmungsdrucks für eine Ausgabezulassung/Verhinderung eines kontinuierlichen Erregungspulses bei dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 6 ist eine Querschnittsansicht, die eine spezifische Konfiguration einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe (zu der Zeit keiner Erregung eines Solenoids/Kraftstoffansaughubs) gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 7 ist eine Querschnittsansicht, die eine spezifische Konfiguration der Hochdruck-Kraftstoffpumpe (zu der Zeit einer Erregung des Solenoids/Kraftstoffausgabehubs) gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 8 ist eine Querschnittsansicht, die eine spezifische Konfiguration der Hochdruck-Kraftstoffpumpe (zu der Zeit einer Erregung des Solenoids/des Kraftstoffansaughubs) gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 9 ist ein Zeitdiagramm, das eine Steueroperation für einen Erregungsstrom des Solenoids gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
  • Nun werden nachfolgend bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung detailliert beschrieben werden, während auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird.
  • Ausführungsbeispiel 1.
  • Nimmt man Bezug auf die Zeichnungen und zuerst auf 1, ist dort schematisch eine Hochdruck-Kraftstoffpumpen-Steuervorrichtung für einen Motor gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gezeigt.
  • In 1 enthält die Hochdruck-Kraftstoffpumpen-Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor als Kraftstoffzufuhrsystem für einen Verbrennungsmotor 40 eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe 20, die dazu geeignet ist, synchron zu einem Pumpennocken 25 zu arbeiten, der integriert mit einer Nockenwelle 24 des Verbrennungsmotors 40 ausgebildet ist, einen Kraftstofftank 30 mit darin eingefülltem Kraftstoff, einen Niederdruckdurchgang 33, der mit dem Kraftstofftank 30 durch eine Niederdruck-Kraftstoffpumpe 31 und einen Niederdruckregler 32 verbunden ist, einen Hochdruckdurchgang (einen Ausgabedurchgang) 35, der mit einem Druckspeicher 36 über ein Kraftstoffausgabeventil 34 verbunden ist, einen Entlastungsdurchgang 38, der zwischen dem Druckspeicher 36 und dem Kraftstofftank 30 über ein Überdruck- bzw. Entlastungsventil 37 verbindet, und Kraftstoffeinspritzventile 39 zum Zuführen des in dem Druckspeicher 36 gespeicherten Kraftstoffs durch Einspritzung zu einzelnen Verbrennungskammern des Verbrennungsmotors 40.
  • Die Hochdruck-Kraftstoffpumpe 20 ist mit einem Kraftstoffansaugventil 10 von einem normalerweise offenen Typ mit einer Ventilschließfeder 11 und einem Solenoid 12 versehen, und einem Zylinder 21 mit einem Kolben 22 und einer Druckkammer 23 und einem Kraftstoffausgabeventil (Rückschlagventil) 34. Das Solenoid 12 arbeitet, um das zwischen einem Kraftstoffansauganschluss und der Druckkammer 23 angeordnete Kraftstoffansaugventil 10 zu öffnen und zu schließen. Hier ist anzumerken, dass eine Ventilöffnungsfeder (die später beschrieben wird) im Solenoid 12 angeordnet ist.
  • Bei dem obigen Aufbau arbeitet die Hochdruck-Kraftstoffpumpe 20 zum Erhöhen des von dem Kraftstoffansauganschluss zu der Druckkammer 23 über das Kraftstoffansaugventil 10 zugeführten Kraftstoffs und zum Ausgeben von ihm von einem Kraftstoffausgabeanschluss über das Kraftstoffausgabeventil 34.
  • Der Druckspeicher 36 speichert den von der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 20 ausgegebenen Kraftstoff und die Kraftstoffeinspritzventile 39 dienen zum Zuführen des Hochdruck-Kraftstoffs im Druckspeicher 36 durch Direkteinspritzung zu den einzelnen Verbrennungskammern der jeweiligen Zylinder des Verbrennungsmotors 40.
  • Zusätzlich ist die Hochdruck-Kraftstoffpumpen-Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor auch als Steuersystem (Steuerabschnitt) mit einer ECU (elektronischen Steuereinheit) 60 versehen, die das Solenoid 12 erregt, um dadurch eine Ventilschließzeitgabe TD des Kraftstoffansaugventils 10 (Ausgabezeitgabe von unter Druck gesetztem Kraftstoff) zu steuern.
  • Die ECU 60 enthält einen Solldruck-Einstellabschnitt, einen Soll-Ausgabemengen-Berechnungsabschnitt, einen Ventilschließzeitgabe-Entscheidungsabschnitt, einen Zylinderidentifikationsabschnitt, einen Antriebsverfahrens-Umschaltabschnitt, einen Startzeit-Steuerabschnitt, etc., wie es später beschrieben werden wird. Zusätzlich werden Detektionssignale von verschiedenen Arten von Sensoren, wie beispielsweise einem Kraftstoffdrucksensor 61, einem Drehpositionssensor 62, einem Gaspedalpositionssensor 63, einem Motortemperatursensor 64, etc., zu der ECU 60 als Betriebsinformation über den Verbrennungsmotor 40 eingegeben.
  • Der Drehpositionssensor 62 erzeugt ein vorbestimmtes Pulssignal (entsprechend einer Drehgeschwindigkeit bzw. Drehzahl NE) gemäß der Drehposition des Verbrennungsmotors 40 und gibt es zu der ECU 60 ein. Der Kraftstoffdrucksensor 61 detektiert einen Kraftstoffdruck PF im Druckspeicher 36 und gibt ihn zu der ECU 60 ein.
  • Die ECU 60 (der Steuerabschnitt) führt die Identifikation von Zylindern des Verbrennungsmotors 40 basierend auf dem vorbestimmten Pulssignal durch und steuert die Erregungszeitgabe des Solenoids 12 basierend auf dem detektierten Wert des Kraftstoffdrucks PF.
  • Ebenso steuert die ECU 60 dann, wenn die Zylinderidentifikation des Verbrennungsmotors 40 beendet ist, wie es zuvor angegeben ist, die Erregungs-(Anregungs-)Zeitgabe des Solenoids 12 basierend auf der Drehposition des Verbrennungsmotors 40, wodurch die Ventilschließzeitgabe TD des Kraftstoffansaugventils 10 gesteuert wird, um von der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 20 eine Menge an Kraftstoff auszugeben, die dazu nötig ist, zu veranlassen, dass der detektierte Wert des Kraftstoffdrucks PF mit dem Solldruck PO übereinstimmt.
  • Weiterhin erregt der Startzeit-Steuerabschnitt (der später beschrieben wird) in der ECU 60 kontinuierlich das Solenoid 12 über eine Zeitperiode ab dem Zeitpunkt, zu welchem begonnen wird, den Verbrennungsmotor 40 zu starten, bis zu dem Zeitpunkt, zu welchem die Zylinderidentifikation beendet ist, um es möglich zu machen, die Ventilschließzeitgabe des Kraftstoffansaugventils 10 zu steuern.
  • Bei dem Kraftstoffzufuhrsystem dient die Niederdruck-Kraftstoffpumpe 31 zum Ziehen von Kraftstoff nach oben in den Kraftstofftank 30 und zum Ausgeben von ihm zu dem Niederdruckdurchgang 33 und dient die Hochdruck-Kraftstoffpumpe 20 zum Ansaugen des von der Niederdruck-Kraftstoffpumpe 31 ausgegebenen Kraftstoffs in die Druckkammer 23 und zum Ausgeben von ihm daraus.
  • Der Niederdruckdurchgang 33 ist von dem Kraftstoffansauganschluss in der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 20 mit einer stromaufwärtigen Seite der Druckkammer 23 über das Kraftstoffansaugventil 10 verbunden. Das bedeutet, dass das Kraftstoffansaugventil 10 in einem Kraftstoffdurchgang angeordnet ist, der zwischen dem Niederdruckdurchgang 33 und der Druckkammer 23 verbindet. Ebenso ist das Kraftstoffausgabeventil 34 in dem Hochdruckdurchgang 35 angeordnet, der zwischen der Druckkammer 23 und dem Druckspeicher 36 verbindet.
  • Auf der Seite des Niederdruckdurchgangs 33 des Kraftstoffzufuhrsystems wird der von der Niederdruck-Kraftstoffpumpe 31 ausgegebene Kraftstoff auf einen vorbestimmten Niederdruckwert (z. B. 0,3 MPa) durch den Niederdruckregler 32 eingestellt, und er wird in die Druckkammer 23 über das geöffnete Kraftstoffansaugventil 10 eingeführt, wenn sich der Kolben 22 im Zylinder 21 nach unten bewegt.
  • Der Kolben 22 bewegt sich im Zylinder 21 synchron zu der Drehung des Verbrennungsmotors 40 hin und her. Als Ergebnis saugt die Hochdruck-Kraftstoffpumpe 20 Kraftstoff von dem Niederdruckdurchgang 33 in die Druckkammer 23 über das geöffnete Kraftstoffansaugventil 10 in einer abfallenden Periode des Kolbens 22 und drückt den Kraftstoff in der Druckkammer 23 zu einem Hochdruck, um ihn dadurch zu dem Druckspeicher 36 über das Kraftstoffausgabeventil 34 während des Schließens des Kraftstoffansaugventils 10 in einer ansteigenden Periode des Kolbens 22 zuzuführen. Die Druckkammer 23 ist durch eine innere periphere Wandfläche des Zylinders 21 und eine obere Endfläche des Kolbens 22 definiert.
  • Ein unteres Ende des Kolbens 22 ist in Druckkontakt mit dem Pumpennocken 25, der an der Nockenwelle 24 des Verbrennungsmotors 40 angebracht ist, so dass veranlasst wird, dass sich der Kolben 22 in dem Zylinder 21 durch den Pumpennocken 25 hin- und herbewegt, der angetrieben wird, um sich in Verbindung mit der Drehung der Nockenwelle 24 zu drehen, wodurch das Volumen der Druckkammer 23 geändert wird, um sich auszudehnen und sich zusammenzuziehen.
  • Der Hochdruckdurchgang 35, der mit einer stromabwärtigen Seite der Druckammer 23 verbunden ist, ist mit dem Druckspeicher 36 über das Kraftstoffausgabeventil 34 von dem normalerweise geschlossenen Typ in der Form eines Rückschlagventils verbunden, das zulässt, dass Kraftstoff nur in einer Richtung von der Druckkammer 23 in Richtung zu dem Druckspeicher 36 läuft.
  • Der Druckspeicher 36 speichert und hält den von der Druckkammer 23 ausgegebenen Hochdruckkraftstoff und er ist gemeinsam mit den einzelnen Kraftstoffeinspritzventilen 39 des Verbrennungsmotors 40 zum Verteilen des so gespeicherten bzw. akkumulierten Hochdruckkraftstoffs zu den jeweiligen Kraftstoffeinspritzventilen 39 verbunden.
  • Das Entlastungsventil 37, das mit dem Druckspeicher 36 verbunden ist, ist in der Form eines normalerweise geschlossenen Ventils, das bei einem Kraftstoffdruck geöffnet wird, der höher als ein vorbestimmter Kraftstoffdruck (Ventilöffnungsdruck-Einstellwert) ist, und es wird geöffnet, wenn der Kraftstoffdruck in dem Druckspeicher 36 dahin gelangt, sich auf den eingestellten Wert des Ventilöffnungsdrucks des Entlastungsventils 37 oder darüber zu erhöhen. Als Ergebnis wird der Kraftstoff in dem Druckspeicher 36, der dabei ist, sich zu dem Ventilöffnungsdruck-Einstellwert oder darüber zu erhöhen, durch den Entlastungsdurchgang 38 zu dem Kraftstofftank 30 zurückgebracht, wodurch verhindert wird, dass der Kraftstoffdruck im Druckspeicher 36 exzessiv groß wird.
  • Das Kraftstoffansaugventil 10, das im Niederdruckdurchgang 33 angeordnet ist, der zwischen der Niederdruck-Kraftstoffpumpe 31 und der Druckkammer 23 verbindet, wird bei seiner Ventilschließ-Antriebszeitgabe (d. h. die Erregung des Solenoids 12 wird gesteuert) mittels der ECU 60 gesteuert, so dass die Menge an Ausgabekraftstoff von der Hochdruck- Kraftstoffpumpe 20 zu dem Druckspeicher 36 auf geeignete Weise eingestellt werden kann.
  • In der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 20 wird dann, wenn der Kolben 22 angetrieben wird, um sich in dem Zylinder 21 in einer Aufwärtsrichtung zu bewegen (d. h. das Volumen der Druckkammer 23 wird erniedrigt), der in die Druckkammer 23 angesaugte Kraftstoff von der Druckkammer 23 zu dem Niederdruckdurchgang 33 über das Kraftstoffansaugventil 10 gemäß der Aufwärtsbewegung des Kolbens 22 während des Ventilöffnungsbetriebs des Kraftstoffansaugventils 10 (Entregung des Solenoids 12) zurückgebracht. Als Ergebnis wird der Hochdruckkraftstoff nicht zu dem Druckspeicher 36 zugeführt.
  • Andererseits wird, nachdem das Kraftstoffansaugventil 10 derart gesteuert wird, um zu einer vorbestimmten Zeitgabe bei der Aufwärtsbewegung des Kolbens 22 in dem Zylinder 21 geschlossen zu werden (d. h. das Solenoid 12 wird erregt), der in der Druckkammer 23 unter Druck gesetzte Kraftstoff gemäß der Aufwärtsbewegung des Kolbens 22 von dem Kraftstoffausgabeventil 34 zu dem Kraftstoffausgabeanschluss der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 20 ausgegeben und wird unter Druck daraus zu dem Druckspeicher 36 über den Hochdruckdurchgang 35 zugeführt.
  • Die ECU 60 nimmt als verschiedene Arten von Betriebszustandsinformation den Kraftstoffdruck PF in dem Druckspeicher 36, der durch den Kraftstoffdrucksensor 61 detektiert ist, die Drehposition und die Drehgeschwindigkeit bzw. Drehzahl NE des Verbrennungsmotors 40, die durch den Drehpositionssensor 62 detektiert sind, das Ausmaß an Betätigung AP eines Gaspedals (nicht gezeigt), das durch den Gaspedalpositionssensor 63 detektiert ist, die Motortemperatur WT des Verbrennungsmotors 40, die durch den Motortemperatursensor 64 detektiert ist, etc. herein.
  • Hierin nachfolgend entscheidet die ECU 60 über einen Solldruck PO basierend auf der Drehzahl NE und dem Ausmaß an Betätigung des Gaspedals AP, berechnet eine Sollmenge an Ausgabekraftstoff QO, die dazu nötig ist, zu veranlassen, dass der Kraftstoffdruck PF im Druckspeicher 36 mit dem Solldruck PO übereinstimmt, und entscheidet über die Ventilschließ-Antriebszeitgabe (d. h. die Erregungszeitgabe des Solenoids 12) des Kraftstoffansaugventils 10 gemäß der Sollmenge an Ausgabekraftstoff QO, wodurch die Menge an von der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 20 zu dem Druckspeicher 36 ausgegebene Menge an Kraftstoff gesteuert wird.
  • Als Nächstes wird auf eine spezifische Konfiguration der ECU 60 gemäß der vorliegenden Erfindung Bezug genommen werden, während auf ein funktionelles Blockdiagramm in 2 Bezug genommen wird.
  • In 2 berechnet die ECU 60 die Antriebszeitgabe des Solenoids 12 basierend auf dem detektierten Wert des Kraftstoffdrucks PF im Druckspeicher 36, der von dem Kraftstoffdrucksensor 61 eingegeben ist, dem von dem Drehpositionssensor 62 eingegebenen detektierten Wert der Drehposition oder Drehzahl NE des Verbrennungsmotors 40, den von dem Gaspedalpositionssensor 63 eingegebenen detektierten Wert des Betätigungsausmaßes des Gaspedals AP, dem von dem Motortemperatursensor 64 eingegebenen detektierten Wert der Motortemperatur WT des Verbrennungsmotors 40 und der detektierten Information von anderen verschiedenen Arten von Sensoren (nicht gezeigt) und steuert die Ventilschließ/Ventilöffnungs-Zeitgabe (Ein/Aus des Solenoids 12) des Kraftstoffansaugventils 10.
  • Um die obige Verarbeitung auszuführen, enthält die ECU 60 einen Solldruck-Einstellabschnitt (eine Solldruckabbildung) 601, der den Solldruck PO im Druckspeicher 36 einstellt, einen Soll-Ausgabemengen-Berechnungsabschnitt 602, der die Sollmenge an Ausgabekraftstoff QO für die Hochdruck-Kraftstoffpumpe 20 berechnet, einen Ventilschließzeitgabe-Entscheidungsabschnitt (Antriebszeitgabeabbildung) 603, der einen Zeitgabepuls TP entsprechend der Ventilschließzeitgabe TD des Kraftstoffansaugventils 10 ausgibt, einen Zylinderidentifikationsabschnitt 604, der einen Steuerzielzylinder identifiziert (d. h. einen zu steuernden Zylinder), und zwar von dem Verbrennungsmotor 40, einen Antriebsverfahrens-Wechselabschnitt (einen Ausgabewechselschalter) 605, der ein Antriebsverfahren für das Solenoid 12 gemäß dem Vorhandensein oder Nichtvorhandensein der Beendigung einer Zylinderidentifikation wechselt, einen Startzeit-Steuerabschnitt 606, der eine Steuerung beim Starten des Verbrennungsmotors 40 durchführt, und einen Solenoidantriebsabschnitt 607, der das Solenoid 12 antreibt).
  • Der Soll-Ausgabemengen-Berechnungsabschnitt 602 enthält einen Subtrahierer 621, der eine Druckabweichung ΔPF zwischen dem Solldruck PO, über den durch den Solldruck-Einstellabschnitt 601 entschieden ist, und dem detektierten Wert des Kraftstoffdrucks PF berechnet, und einen Abschnitt für eine proportionale, integrale Berechnung 622, der die Sollmenge an Ausgabekraftstoff QO gemäß einer proportionalen, integralen Berechnung basierend auf der Druckabweichung ΔPF berechnet.
  • Der Startzeit-Steuerabschnitt 606 gibt einen kontinuierlichen Erregungspuls TS zu dem Solenoid 12 beim Starten des Verbrennungsmotors 40 basierend auf den einzelnen detektierten Werten von dem Kraftstoffdrucksensor 61 und dem Motortemperatursensor 64 und ein vorbestimmtes Pulssignal von dem Drehpositionssensor 62 aus.
  • Hierin nachfolgend wird auf die Berechnungsverarbeitungsoperation der ECU 60 gemäß diesem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wie sie in 2 gezeigt ist, Bezug genommen werden.
  • In einem Zustand, in welchem die Zylinderidentifikation des Verbrennungsmotors 40 beendet ist, entscheidet der Solldruck-Einstellabschnitt 601 in der ECU 60 zuallererst über den Solldruck PO basierend auf der Solldruckabbildung von den einzelnen detektierten Werten der Drehzahl NE und des Betätigungsausmaßes des Gaspedals AP und gibt ihn zu dem Soll-Ausgabemengen-Berechnungsabschnitt 602 ein.
  • In dem Soll-Ausgabemengen-Berechnungsabschnitt 602 berechnet der Subtrahierer 621 die Druckabweichung ΔPF zwischen dem Solldruck PO, über den durch den Solldruck-Einstellabschnitt 601 entschieden ist, und dem detektierten Wert des Kraftstoffdrucks PF. Ebenso berechnet der Abschnitt für eine proportionale, integrale Berechnung 622 die Sollmenge an Ausgabekraftstoff QO gemäß einer proportionalen, integralen Berechnung basierend auf dem berechneten Wert der Druckabweichung ΔPF und gibt sie zu dem Ventilschließzeitgabe-Entscheidungsabschnitt 603 ein.
  • Darauf folgend entscheidet der Ventilschließzeitgabe-Entscheidungsabschnitt 603 über die Ventilschließzeitgabe TD (Kraftstoffausgabezeitgabe) des Kraftstoffansaugventils 10 aus dem berechneten Wert der Sollmenge an Ausgabekraftstoff QO und dem detektierten Wert der Drehzahl NE basierend auf der Antriebszeitgabeabbildung. Zu dieser Zeit gibt der Ventilschließzeitgabe-Entscheidungsabschnitt 603 den Zeitgabepuls TP (entsprechend der Ventilschließzeitgabe TD) basierend auf der Ventilschließzeitgabe TD, über die mit der Antriebszeitgabeabbildung und der Drehpositionsinformation über den Verbrennungsmotor 40 (vorbestimmtes Pulssignal) entschieden ist, während einer Zeitperiode, in welcher der Verbrennungsmotor 40 eine vorbestimmte Drehposition einnimmt, aus.
  • Andererseits führt der Zylinderidentifikationsabschnitt 604 eine Identifikationsverarbeitung der Drehposition des Verbrennungsmotors 40 basierend auf der Drehposition und/oder Drehzahl NE des Verbrennungsmotors 40 durch und gibt zu dem Antriebsverfahren-Wechselabschnitt 605 ein Identifikationsergebnis ein, das anzeigt, dass die Zylinderidentifikation beendet worden ist oder noch nicht beendet worden ist.
  • Der Antriebsverfahrens-Wechselabschnitt bzw. -Umschaltabschnitt 605 wechselt bzw. schaltet den Ausgabewechselschalter gemäß dem Identifikationsergebnis von dem Zylinderidentifikationsabschnitt 604 auf die folgende Weise. Das bedeutet, dass der Antriebsverfahrens-Wechselabschnitt 605 dann, wenn die Zylinderidentifikation beendet worden ist, annimmt, dass die Zeitgabesteuerung in einem normalen Betrieb ausführbar ist, und wechselt den Ausgabewechselschalter zu einer Seite einer "Zylinderidentifikations-Beendigung", so dass der Zeitgabepuls TP von dem Ventilschließzeitgabe-Entscheidungsabschnitt 603 zu dem Solenoidantriebsabschnitt 607 eingegeben wird. Demgemäß wird das Solenoid 12 gemäß dem Zeitgabepuls TP erregt und wird das Kraftstoffansaugventil 10 angetrieben, um sich zu einer vorbestimmten Zeitgabe gemäß der Erregung des Solenoids 12 zu schließen. Als Ergebnis wird die Menge an Kraftstoff, die dazu nötig ist, zu veranlassen, dass der Kraftstoffdruck PF mit dem Solldruck PO übereinstimmt, unter Druck von der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 20 zu dem Druckspeicher 36 zugeführt.
  • Wenn andererseits die Zylinderidentifikation noch nicht beendet worden ist, nimmt der Antriebsverfahrens-Wechselabschnitt 605 an, dass die Zeitgabesteuerung in einem normalen Betrieb nicht ausführbar ist, und wechselt den Ausgabewechselschalter zu einer Seite einer "Zylinderidentifikations-Nichtbeendigung", so dass der kontinuierliche Erregungspuls TS von dem Startzeit-Steuerabschnitt 606 zu dem Solenoidantriebsabschnitt 607 eingegeben wird.
  • Demgemäß wird das Solenoid 12 gemäß dem Zeitgabepuls TP kontinuierlich erregt, wodurch das Ventilansaugventil 10 angetrieben wird, um sich während der Periode eines Kraftstoffausgabehubs zu schließen, so dass die Zylinderidentifikation unter Druck zugeführt wird und eine maximale ausgebbare Menge an Kraftstoff von der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 20 zu dem Druckspeicher 36 über eine Periode einer Nichtbeendigung der Zylinderidentifikation unter Druck zugeführt wird.
  • Hier wird spezifisch Bezug auf die Funktion des Startzeit-Steuerabschnitts 606 genommen werden.
  • Zuallererst bestimmt der Startzeit-Steuerabschnitt 606 den Zustand eines Startens des Motors (d. h., ob der Motor in einem Motorstartzustand ist) in Abhängigkeit davon, ob das Pulssignal von dem Drehpositionssensor 62 sich von dem Zustand eines "Nichtvorhandenseins einer Pulssignaleingabe (während eines Stoppens des Motors)" in den Zustand eines "Vorhandenseins einer Pulssignaleingabe (während eines Startens des Motors)" geändert hat.
  • Wenn bestimmt wird, dass der Verbrennungsmotor 40 in dem Motorstartzustand ist, gibt der Startzeit-Steuerabschnitt 606 einen kontinuierlichen Erregungspuls TS aus, wohingegen dann, wenn bestimmt wird, dass der Verbrennungsmotor nicht in dem Motorstartzustand ist, der Startzeit-Steuerabschnitt 606 ein Ausgeben eines kontinuierlichen Erregungspulses TS verhindert.
  • Zusätzlich verhindert der Startzeit-Steuerabschnitt 606 dann, wenn der detektierte Wert des Kraftstoffdrucks PF über einem vorbestimmten Bestimmungsdruck PFr ist und der Kraftstoffdruck PF diesen überschritten hat (d. h. der im Voraus gemäß der Motortemperatur WT eingestellt ist), und zwar auf der Basis der einzelnen detektierten Werte des Kraftstoffdrucks PF und der Motortemperatur WT, das Ausgeben des kontinuierlichen Erregungspulses TS. Mit dieser Funktion kann die Menge an Einspritzkraftstoff bei niedrigen Temperaturen (Kaltstart des Motors) davon abgehalten werden, erhöht zu werden, um es dadurch möglich zu machen, ein exzessives Erniedrigen des Kraftstoffdrucks PF während eines Startens des Motors zu vermeiden. Darüber hinaus kann es vermieden werden, dass der Kraftstoffdruck PF exzessiv zu sehr ansteigt, wenn der Motor gestartet wird, nachdem er aufgewärmt worden ist, oder wenn der Motor aus einem Zustand gestartet wird, in welchem der Kraftstoffdruck PF vor einem Starten des Motors relativ hoch ist.
  • Weiterhin überwacht der Startzeit-Steuerabschnitt 606 die Dauer des kontinuierlichen Erregungspulses TS während der Ausgabe des kontinuierlichen Erregungspulses TS und verhindert auch die Ausgabe des kontinuierlichen Erregungspulses TS, wenn die Dauer des kontinuierlichen Erregungspulses TS eine vorbestimmte maximale Zeit (einen zulässigen Bereich in dem Zustand eines normalen Betriebs) übersteigt, die im Voraus eingestellt worden ist. Mit dieser Funktion ist es möglich, ein anormales Erwärmen bzw. Erhitzen des Solenoids 12 selbst dann zu vermeiden, wenn eine Situation auftritt, in welcher eine anormal lange Zeit seit dem Beginnen eines Startens des Motors bis zu der Beendigung einer Zylinderidentifikation verstrichen ist.
  • Ebenso verhindert der Startzeit-Steuerabschnitt 606 dann, wenn bestimmt wird, dass die detektierten Werte von dem Kraftstoffdrucksensor 61 und dem Drehpositionssensor 62 anormal sind (Sensorfehler), das Ausgeben des kontinuierlichen Erregungspulses TS. Aufgrund dieser Funktion ist es möglich, eine Fehleinstellung des Bestimmungsdrucks PFr basierend auf einer unrichtigen Kraftstoffdruckinformation zu vermeiden. Zusätzlich ist es selbst dann, wenn eine Anormalität (ein Fehler) auftritt, dass eine Zylinderidentifikation über eine lange Zeit nicht beendet worden ist, möglich, eine Situation zu vermeiden, in welcher die Erregungs- oder Stromzufuhrdauer so verlängert werden könnte, um das Solenoid 12 anormal zu erhitzen.
  • Nun wird auf die Steueroperation der ECU 60 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wie sie in den 1 und 2 dargestellt ist, Bezug genommen werden, während auf ein Zeitdiagramm in 3 Bezug genommen wird.
  • In 3 stellt die Abszissenachse das Verstreichen an Zeit t dar, wobei Zeitpunkte tA bis tF in der Form von Schlüsselpunkten für einzelne Steueroperationen angebracht sind, und zeigt ein Zeitpunkt tA einen Zeitpunkt an, zu welchem begonnen wird, den Verbrennungsmotor 40 zu starten (d. h. einen Zeitpunkt, zu welchem ein Starterschalter eingeschaltet wird).
  • Zusätzlich stellen die Ordinatenachsen in 3 sequentiell von oben nach unten den Zustand einer "Beendigung/Nichtbeendigung" einer Zylinderidentifikation, eine Berechnungsausführungszeitgabe (Zeitpunkte tB, tC, tE, tF) zu der Zeit einer normalen Steuerung, den "Ein/Aus"-Zustand des Erregungspulses für das Solenoid 12, den "Ventilöffnung/Ventilschließ"-Zustand des Kraftstoffansaugventils 10, den Versatz des Kolbens 22 dar.
  • Hier ist anzumerken, dass bei dem Versatz des Kolbens 22 die Zeichen "ANSAUGEN (1) bis ANSAUGEN (4)" und "AUSGABE (1) bis AUSGABE (4)", die in einer oberen Reihe geschrieben sind, bedeuten, dass die Hochdruck-Kraftstoffpumpe 20 jeweils bei "Kraftstoffansaughüben" und bei "Kraftstoffausgabehüben" ist. Zusätzlich zeigen schattierte oder gestrichelte Teilabschnitte bei einer Versatzwellenform des Kolbens 22 jeweils Kraftstoffausgabeperioden an.
  • Wie es in 3 gezeigt ist, wird dann, wenn begonnen wird, den Verbrennungsmotor 40 zu einem Zeitpunkt tA zu starten, veranlasst, dass sich der Kolben 22 der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 20 durch die Drehung der Nockenwelle 24 und den Pumpennocken 25 versetzt, wodurch die Hochdruck-Kraftstoffpumpe 20 wiederholt einen Kraftstoffansaughub und einen Kraftstoffausgabehub auf eine periodische Weise durchführt.
  • Obwohl in 3 anhand eines Beispiels ein Fall gezeigt ist, in welchem der Kolben 22 beginnt, von dem obersten Totpunkt eines Kraftstoffansaughubs zu arbeiten, kann der Kolben 22 damit beginnen, von einer beliebigen Position gemäß dem Zustand davon zu arbeiten, bei welchem der Motor das letzte Mal gestoppt wurde.
  • Wenn zu einem Zeitpunkt tA damit begonnen wird, den Verbrennungsmotor 40 zu starten, gelangt ein vorbestimmtes Pulssignal dahin, von dem Drehpositionssensor 62 ausgegeben zu werden, wie es in 3 gezeigt ist, aber dieses Pulssignal wird gemäß einer vorbestimmten Drehposition des Verbrennungsmotors 40 kontinuierlich erzeugt, so dass die Identifikation von Zylindern nicht beendet werden sollte, bis nachdem eine vorbestimmte Anzahl von Pulssignalen oder darüber detektiert worden ist. In diesem Fall ist es ein Zeitpunkt tD, bei welchem die Zylinderidentifikation beendet worden ist und über die Drehposition des Verbrennungsmotors 40 fest entschieden werden kann.
  • Demgemäß ist für eine Periode ab dem Zeitpunkt tA, bei welchem ein Starten des Motors beginnt, bis zu dem Zeitpunkt tD, bei welchem die Zylinderidentifikation beendet werden kann, die Drehposition des Verbrennungsmotors 40 noch nicht fest gewesen, so dass selbst dann, wenn Ausführungszeitgaben einer arithmetischen Berechnung (Zeitpunkt tB und Zeitpunkt tC) zu der Zeit einer normalen Steuerung während einer solchen Periode gekommen sind, eine Zeitgabesteuerung nicht tatsächlich durchgeführt werden sollte.
  • Demgemäß wird eine kontinuierliche Erregungssteuerung an dem Solenoid 12 mittels des kontinuierlichen Erregungspulses TS über die Periode ab dem Zeitpunkt tA bis zu dem Zeitpunkt tB ausgeführt. Als Ergebnis wird bei dem "Kraftstoffansaughub (1)" und dem "Kraftstoffansaughub (2)" (abfallende Perioden des Kolbens 22), wie es in 3 jeweils durch "ANSAUGEN (1)" und "ANSAUGEN (2)" angezeigt ist, Kraftstoff durch das Kraftstoffansaugventil 10 angesaugt, das geöffnet bleibt.
  • Darauf folgend wird bei dem "Kraftstoffausgabehub (1)" und dem "Kraftstoffausgabehub (2)" (ansteigende Perioden des Kolbens 22), wie es jeweils durch "AUSGABE (1)" und "AUSGABE (2)" angezeigt ist, das Kraftstoffansaugventil 10 von der obersten oder ersten (unterster Totpunkt) Position des Kraftstoffausgabehubs geschlossen, so dass das "Zuführen von Kraftstoff mit einer maximalen Kapazität unter Druck" der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 20 (siehe schattierte Teilabschnitte) in dem Motorstartzustand erreicht werden kann.
  • Obwohl in 3 der Fall gezeigt ist, in welchem der kontinuierliche Erregungspuls TS zu der Zeit der Beendigung der Zylinderidentifikation beendet ist (Zeitpunkt tD) kann der kontinuierliche Erregungspuls TS stattdessen zu der Zeit beendet werden, zu welcher eine Ausführungszeitgabe einer arithmetischen Berechnung unter die normale Steuerung gelangt (d. h. zum Zeitpunkt tE), und zwar nach der Beendigung der Zylinderidentifikation (Zeitpunkt tD). Beispielsweise ist es in Bezug auf welche Zeit während einer Periode ab einer Beendigung der Zylinderidentifikation (Zeitpunkt tD) bis zu der Ausführungszeitgabe einer arithmetischen Berechnung (Zeitpunkt tE) unter der normalen Steuerung, die nach der Beendigung der Zylinderidentifikation kommt, der kontinuierliche Erregungspuls TS zu beenden ist, nötig, eine geeignete Zeitgabe angesichts der Phasenbeziehung zwischen der Ausführungszeitgabe der arithmetischen Berechnung unter der normalen Steuerung und dem Pumpennocken 25 auszuwählen.
  • Nach der Beendigung der Zylinderidentifikation wird die Drehposition des Verbrennungsmotors 40 bei den Ausführungszeitgaben der arithmetischen Berechnung (zum Zeitpunkt tE und zum Zeitpunkt tF) gefunden, so dass es möglich wird, die Zeitgabesteuerung bei einem normalen Betrieb auszuführen. Demgemäß wird zu dem Zeitpunkt tE und zu dem Zeitpunkt tF die Erregung des Solenoids 12 gemäß dem Zeitgabepuls TP gesteuert, der von dem Ventilschließzeitgabe-Entscheidungsabschnitt 603 ausgegeben ist, wodurch das Ventilansaugventil 10 angetrieben wird, um sich zu einer vorbestimmten Zeitgabe zu schließen, um dadurch eine Menge an Kraftstoff unter Druck zuzuführen, die dazu nötig ist, zu veranlassen, dass der Kraftstoffdruck PF mit dem Solldruck PO übereinstimmt.
  • Nun wird auf eine Grundsteuerungsoperationsprozedur durch den Antriebsverfahrens-Wechselabschnitt 605 und den Startzeit-Steuerabschnitt gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung Bezug genommen werden, während auf ein Ablaufdiagramm in 4 Bezug genommen werden, während auf ein Ablaufdiagramm in 4 Bezug genommen wird. Hier ist anzumerken, dass der Startzeit-Steuerabschnitt 606 die Funktion des Antriebsverfahrens-Wechselabschnitts 605 enthalten kann, so dass die folgende Beschreibung unter der Annahme angegeben werden wird, dass der Startzeit-Steuerabschnitt 606 den Antriebsverfahrens-Wechselabschnitt 605 enthält.
  • In 4 bestimmt zuallererst der Startzeit-Steuerabschnitt 606 (oder der Antriebsverfahrens-Wechselabschnitt 605) basierend auf dem Zylinderidentifikationsergebnis des Zylinderidentifikationsabschnitts 604, ob die Zylinderidentifikation beendet worden ist (Schritt S101). Wenn bestimmt wird, dass die Zylinderidentifikation beendet worden ist (d. h. JA), wird der Ausgabewechselschalter zu der "Zylinderidentifikations-Beendigung" betätigt und wird das Ausgeben des kontinuierlichen Erregungspulses TS durch den Startzeit-Steuerabschnitt 606 verhindert (Schritt S108), wonach aus der Verarbeitungsroutine der 4 ausgetreten wird.
  • Wenn andererseits im Schritt S101 bestimmt wird, dass die Zylinderidentifikation noch nicht beendet worden ist (d. h. NEIN), führt der Startzeit-Steuerabschnitt 606 darauf folgend eine Bestimmung diesbezüglich durch, ob der Drehpositionssensor 62 normal ist (Schritt S102). Wenn bestimmt wird, dass der Drehpositionssensor 62 anormal (fehlerhaft) ist (d. h. NEIN), geht der Steuerablauf weiter zu dem oben angegebenen Schritt S108, wo das Ausgeben des kontinuierlichen Erregungspulses TS verhindert wird, und dann wird aus der Verarbeitungsroutine der 4 ausgetreten.
  • Wenn andererseits im Schritt S102 bestimmt wird, dass der Drehpositionssensor 62 normal ist (d. h. JA), bestimmt der Startzeit-Steuerabschnitt 606 darauf folgend, ob der Kraftstoffdrucksensor 61 normal ist (Schritt S103). Wenn bestimmt wird, dass der Kraftstoffdrucksensor 61 anormal (fehlerhaft) ist (d. h. NEIN), geht der Steuerablauf weiter zu dem oben angegebenen Schritt S108, wo das Ausgeben des kontinuierlichen Erregungspulses TS verhindert wird, und es wird dann aus der Verarbeitungsroutine der 4 ausgetreten.
  • Wenn andererseits im Schritt S103 bestimmt wird, dass der Kraftstoffdrucksensor 61 normal ist (d. h. JA), bestimmt der Startzeit-Steuerabschnitt 606 darauf folgend, ob der Verbrennungsmotor 40 gestartet wird (Schritt S104). Wenn bestimmt wird, dass der Verbrennungsmotor 40 nicht gestartet wird (d. h. NEIN), geht der Steuerablauf weiter zu dem Schritt S108, wo das Ausgeben des kontinuierlichen Erregungspulses TS verhindert wird, und dann wird aus der Verarbeitungsroutine der 4 ausgetreten.
  • Wenn andererseits im Schritt S104 bestimmt wird, dass der Verbrennungsmotor 40 gestartet wird (d. h. JA), bestimmt der Startzeit-Steuerabschnitt 606 darauf folgend, ob der detektierte Wert des Kraftstoffdrucks PF gleich einem vorbestimmten Bestimmungsdruck PFr oder kleiner als dieser ist (Schritt S105). Wenn PF > PFr bestimmt wird (d. h. NEIN), geht der Steuerablauf weiter zu dem oben angegebenen Schritt S108, wo das Ausgeben des kontinuierlichen Erregungspulses TS verhindert wird und dann wird aus der Verarbeitungsroutine der 4 ausgetreten.
  • Wenn andererseits im Schritt S105 PF PFr bestimmt wird (d. h. JA), bestimmt der Startzeit-Steuerabschnitt 606 darauf folgend, ob die Erregungs- oder Stromzufuhrdauer des kontinuierlichen Erregungspulses TS (kontinuierliche Erregungs- oder Stromzufuhrdauer zu dem Solenoid 12) gleich einer maximalen Zeit oder kleiner als diese ist (d. h. innerhalb eines zulässigen Bereichs, in welchem ein Überhitzungsschaden des Solenoids 12 etc. nicht auftritt) (Schritt S106). Wenn die kontinuierliche Erregungsdauer > die maximale Zeit im Schritt S106 bestimmt wird (d. h. NEIN), geht der Steuerablauf weiter zu dem oben angegebenen Schritt S108, wo das Ausgeben des kontinuierlichen Erregungspulses TS verhindert wird, und dann wird aus der Verarbeitungsroutine der 4 ausgetreten.
  • Wenn andererseits beim Schritt S106 die kontinuierliche Erregungsdauer ≦ die maximale Zeit bestimmt wird (d. h. JA), betätigt der Startzeit-Steuerabschnitt 606 den Ausgabewechselschalter zu der Seite der "Nichtbeendigung einer Zylinderidentifikation", um das Ausgeben des kontinuierlichen Erregungspulses TS zuzulassen (Schritt S107), und dann wird aus der Verarbeitungsroutine der 4 ausgetreten.
  • Darauf folgend wird der kontinuierliche Erregungspuls TS durch den Antriebsverfahrens-Wechselabschnitt 607 bis zu der Zeit ausgebend gehalten, zu welcher ein Zustand zum Laufen durch den Schritt S108 dahin gelangt, zu halten, wodurch die kontinuierliche Erregung des Solenoids 12 fortgesetzt wird.
  • Hier ist anzumerken, dass dann, wenn die Zylinderidentifikation in dem Zylinderidentifikationsabschnitt 604 beendet worden ist, der Ausgabewechselschalter in dem Antriebsverfahrens-Wechselabschnitt 605 zu der Seite einer "Beendigung der Zylinderidentifikation" wechselt. Demgemäß wird die Zeitgabesteuerung des Solenoids (des Kraftstoffansaugventils 10) durch den Zeitgabepuls TP unter der normalen Steuerung ausgeführt, über welche durch den Solldruck-Einstellabschnitt 601, den Soll-Ausgabemengen-Berechnungsabschnitt 602 und den Ventilschließzeitgabe-Entscheidungsabschnitt 603 entschieden wird.
  • Als Nächstes wird eine Ausgabezulassungs/Ausgabeverhinderungs-Funktion für den kontinuierlichen Erregungspuls TS zusätzlich erklärt werden, die durch den Startzeit-Steuerabschnitt 606 durchgeführt wird, während auf eine Kennlinienansicht in 5 Bezug genommen wird.
  • Wie es oben angegeben ist, erlaubt oder verhindert der Startzeit-Steuerabschnitt 606 das Ausgeben des kontinuierlichen Erregungspulses TS basierend auf dem Ergebnis eines Vergleichs zwischen dem Bestimmungsdruck PFr entsprechend der Motortemperatur WT und dem detektierten Wert des Kraftstoffdrucks PF.
  • In 5 ist der Bestimmungsdruck PFr auf einen Wert eingestellt (der anhand eines Beispiels als negative lineare Funktion gezeigt ist), der gemäß der Motortemperatur WT variiert, wobei der Ausgabedruck der Niederdruck-Kraftstoffpumpe 31 (siehe eine gestrichelte Linie) ein unterer Grenzwert ist, so dass er auf einen niedrigeren Druck gemäß der ansteigenden Temperatur (Kühlwassertemperatur) WT des Verbrennungsmotors 40 eingestellt ist. Obwohl in 5 der Bestimmungsdruck PFr als linear variierend in Bezug auf die Motortemperatur WT eingestellt ist, wird in Wirklichkeit über einen geeigneten Bestimmungsdruck PFr für jede Motortemperatur WT experimentell gemäß der Startleistungsfähigkeit des Verbrennungsmotors 40 entschieden, so dass der Bestimmungsdruck PFr nicht auf die Kennlinie der 5 beschränkt ist.
  • Wenn die Motortemperatur WT hoch ist, wird die kontinuierliche Erregung des Solenoids 12 durch den kontinuierlichen Erregungspuls TS beim Starten des Motors durch den Bestimmungsdruck PFr, wie er in 5 gezeigt ist, selbst dann verhindert, wenn der detektierte Wert des Kraftstoffdrucks PF in einem relativ niedrigen Zustand ist.
  • Ebenso wird dann, wenn die Motortemperatur WT zu der Zeit niedrig ist, zu welcher der kontinuierliche Erregungspuls TS von dem Startzeit-Steuerabschnitt 606 ausgegeben wird, das Ausgeben des kontinuierlichen Erregungspulses TS zugelassen, bis der Kraftstoffdruck PF relativ hoch wird.
  • Als Ergebnis ist es bei niedrigen Temperaturen des Motors, wobei die Menge an Einspritzkraftstoff beim Starten des Motors relativ groß wird, möglich, die Reduzierung des Kraftstoffdrucks PF diesbezüglich zu unterdrücken, dass er relativ groß wird, und zwar mittels der Einspritzung von Kraftstoff.
  • Zusätzlich ist es nach dem Aufwärmen des Motors, wobei die Menge an Einspritzkraftstoff, die beim Starten des Motors erforderlich ist, relativ klein sein kann, oder dann, wenn der Motor gestartet wird, während der Kraftstoffdruck PF relativ hoch ist, möglich, ein exzessives Ansteigen des Kraftstoffdrucks PF zu unterdrücken.
  • Wie es oben beschrieben ist, enthält die Hochdruck-Kraftstoffpumpen-Steuervorrichtung gemäß diesem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung den Drehpositionssensor 62, der ein vorbestimmtes Pulssignal gemäß der Drehposition des Verbrennungsmotors 40 ausgibt, die Hochdruck-Kraftstoffpumpe 20, den Druckspeicher 36, der den von der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 20 ausgegebenen Kraftstoff speichert, den Kraftstoffdrucksensor 61, der den Kraftstoffdruck PF im Druckspeicher 36 detektiert, und die ECU 60 (den Steuerabschnitt), die die Identifikation von Zylindern des Verbrennungsmotors 40 basierend auf dem vorbestimmten Pulssignal durchführt und die Erregungszeitgabe des Solenoids 12 basierend auf dem detektierten Wert des Kraftstoffdrucks PF steuert, wobei dann, wenn die Zylinderidentifikation des Verbrennungsmotors 40 beendet ist, die Erregungszeitgabe des Solenoids 12 basierend auf der Drehposition des Verbrennungsmotors 40 gesteuert wird, wodurch die Ventilschließzeitgabe TD des Kraftstoffansaugventils 10 gesteuert wird, um von der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 20 eine Menge an Kraftstoff auszugeben, die dazu nötig ist, zu veranlassen, dass der detektierte Wert des Kraftstoffdrucks PF mit dem Solldruck PC übereinstimmt, und wobei die ECU 60 einen Startzeit-Steuerabschnitt 606 enthält.
  • Die Hochdruck-Kraftstoffpumpe 20 enthält das Solenoid 12 zum Öffnen und Schließen des zwischen den Kraftstoffansauganschluss und der Druckkammer 23 angeordneten Kraftstoffansaugventils 10 und dient zum Versetzen des von dem Kraftstoffansauganschluss zu der Druckkammer 23 über das Kraftstoffansaugventil 10 zugeführten Kraftstoffs unter Druck und zum Ausgeben von ihm von dem Kraftstoffausgabeanschluss.
  • Der Startzeit-Steuerabschnitt 606 erregt kontinuierlich das Solenoid 12 über eine Zeitperiode ab dem Zeitpunkt, zu welchem begonnen wird, dass der Verbrennungsmotor 40 gestartet wird, bis zu dem Zeitpunkt, zu welchem die Zylinderidentifikation beendet ist, um es möglich zu machen, die Ventilschließzeitgabe des Kraftstoffansaugventils 10 zu steuern, solange ein Verhinderungszustand für eine kontinuierliche Erregung (d. h. "NEIN-Bestimmung" in irgendeinem der Schritt S102 bis S106) nicht gilt.
  • Somit ist bei der Hochdruck-Kraftstoffpumpen-Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor, die eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe 20 vom motorangetriebenen Typ hat, die eine gesteuerte bzw. geregelte Menge an Kraftstoff durch Antreiben des Kraftstoffansaugventils 10 unter Druck zuführen kann, um es zu einer vorbestimmten Zeitgabe bei einem Kraftstoffausgabehub zu schließen, der Startzeit-Steuerabschnitt 606 vorgesehen, der zum kontinuierlichen Erregen des Solenoids 12 des Kraftstoffansaugventils 10 über eine Periode ab dem Beginn eines Startens des Motors bis zu der Zeit, zu welcher es möglich wird, die Ventilschließzeitgabesteuerung des Kraftstoffansaugventils 10 basierend auf der Drehposition des Verbrennungsmotors 40 als Ergebnis der Beendigung der Zylinderidentifikation durchzuführen, dient, wodurch die Druckzufuhr der maximalen Menge an Kraftstoff auf eine zuverlässige Weise von einem Kraftstoffausgabehub direkt nach dem Starten des Verbrennungsmotors 40 durchgeführt werden kann, während die Erzeugung von Hitze aufgrund der Erregung des Solenoids 12 vermieden wird. Demgemäß kann verhindert werden, dass der Verbrennungszustand und die Abgasemissionen beim Starten des Motors verschlechtert werden, indem der Kraftstoffdruck PF im Druckspeicher 36 schnell erhöht wird.
  • Zusätzlich verhindert der Startzeit-Steuerabschnitt 606 dann, wenn der detektierte Wert des Kraftstoffdrucks PF den vorbestimmten Bestimmungsdruck PFr übersteigt, der im Voraus eingestellt ist, die kontinuierliche Erregung des Solenoids 12. Zu dieser Zeit ist der vorbestimmte Bestimmungsdruck PFr zum Bestimmen der Verhinderung der kontinuierlichen Erregung des Solenoids 12 auf einen Wert eingestellt, der gemäß dem detektierten Wert der Motortemperatur WT variiert.
  • Darüber hinaus beendet der Startzeit-Steuerabschnitt 606 dann, wenn die Dauer der kontinuierlichen Erregung des Solenoids 21 die im Voraus eingestellte vorbestimmte maximale Zeit übersteigt, die kontinuierliche Erregung des Solenoids 12, und dann, wenn der Fehler von wenigstens einem des Drehpositionssensors 62 und des Kraftstoffdrucksensors 61 detektiert wird, verhindert der Startzeit-Steuerabschnitt 606 die kontinuierliche Erregung des Solenoids 12. Als Ergebnis kann eine exzessive kontinuierliche Erregung des Solenoids 12 auf ein Auftreten einer Anormalität, einschließlich eines Sensorfehlers, hin vermieden werden.
  • Ausführungsbeispiel 2.
  • Obwohl bei dem oben angegebenen ersten Ausführungsbeispiel irgendeine konkrete Konfiguration der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 20 nicht beschrieben worden ist, kann die Hochdruck-Kraftstoffpumpe 20 aufgebaut sein, wie es in 6 bis 8 gezeigt ist.
  • 6 bis 8 sind Querschnittsansichten, die eine spezifische Konfiguration einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe 20 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigen. 6 zeigt einen Zustand, in welchem ein Solenoid 12 nicht erregt ist, und die 7 und 8 zeigen wechselseitig unterschiedliche Betriebszustände, bei welchen ein Kolben 22 angetrieben wird, um sich während einer Erregung des Solenoids 12 jeweils in einer Aufwärtsrichtung und einer Abwärtsrichtung zu bewegen.
  • In 6 bis 8 enthält die Hochdruck-Kraftstoffpumpe 20 einen Kraftstoffansauganschluss, der in Fluidkommunikation mit einem Niederdruckdurchgang 33 (siehe 1) versetzt ist, einen Kraftstoffausgabeanschluss, der in Fluidkommunikation mit einem Hochdruckdurchgang 35 (siehe 1) versetzt ist, den Kolben 22, der angetrieben wird, um sich in einer Druckkammer 23 hin- und herzubewegen, ein Kraftstoffansaugventil 10, das zwischen der Druckkammer 22 und dem Kraftstoffansauganschluss der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 20 angeordnet ist, eine Ventilschließfeder 11, die in dem Kraftstoffansaugventil 10 angeordnet ist, eine Ventilöffnungsfeder 13, die in dem Solenoid 12 angeordnet ist, eine Druckstange 14, die auf derselben Operationsachse wie derjenigen des Kraftstoffansaugventils 10 arbeitet, und ein Kraftstoffausgabeventil 34 von einem normalerweise geschlossenen Typ, das zwischen der Druckkammer 22 und dem Kraftstoffausgabeanschluss der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 20 angeordnet ist.
  • Die Ventilschließfeder 11, die in dem Kraftstoffansaugventil 10 angeordnet ist, handelt, um das Kraftstoffansaugventil 10 in eine Richtung zu zwingen, um sich von der Druckkammer 23 in Richtung zu dem Kraftstoffansauganschluss zu schließen.
  • Die Ventilöffnungsfeder 13 in dem Solenoid 12 hat eine Zwangskraft, die auf größer als diejenige der Ventilschließfeder 11 eingestellt ist, und gegensätzlich zu der Ventilschließfeder 11 handelt sie zum Zwingen des Kraftstoffansaugventils 10 in einer Richtung zum Öffnen von dem Kraftstoffansauganschluss in Richtung zu der Druckkammer 22.
  • Die Druckstange 14 ist zwischen dem Kraftstoffansaugventil 10 und der Ventilöffnungsfeder 13 angeordnet und arbeitet derart, um unter der Aktion der Zwangskraft der Ventilöffnungsfeder 13 während keiner Erregung des Solenoids 12 in Druckkontakt mit dem Kraftstoffansaugventil 10 versetzt zu werden. Zusätzlich wirkt die Druckstange 14 während einer Erregung des Solenoids 12 in einer Richtung gegen die Zwangskraft der Ventilöffnungsfeder 13 und arbeitet, um sich unter der Aktion einer elektromagnetischen Kraft, die größer als die Zwangskraft der Ventilöffnungsfeder 13 ist, weg von dem Kraftstoffansaugventil 10 zu bewegen.
  • Das Kraftstoffausgabeventil 34 (Rückschlagventil) vom normalerweise geschlossenen Typ hat einen Aufbau, um nur den Durchgang von Kraftstoff von der Druckkammer 23 in Richtung zu dem Kraftstoffausgabeanschluss zuzulassen, wie es zuvor angegeben ist.
  • Zuerst ist in 6 gezeigt, dass das Solenoid 12 in einem nicht erregten Zustand ist und die Hochdruck-Kraftstoffpumpe 20 bei dem Kraftstoffansaughub ist (d. h. der Kolben 22 ist in einem Zustand, um sich in einer Richtung nach unten zu bewegen, die durch einen dicken Pfeil angezeigt ist). In diesem Fall ist das Solenoid 12 im nicht erregten Zustand, so dass die Druckstange 14 mittels der Zwangskraft der Ventilöffnungsfeder 13 zur rechten Seite in 6 gedrückt wird, wodurch sie in Druckkontakt mit dem Kraftstoffansaugventil 10 versetzt wird, wovon es ein Ergebnis ist, das der Kraftstoffansauganschluss und die Druckkammer 23 in Fluidkommunikation miteinander gelangen.
  • Wenn die Nockenwelle 24, die im Zustand der 6 ist, angetrieben wird, um sich in der Richtung eines Pfeils A zu drehen, wird der Versatz des Pumpennockens 25 reduziert, um den Kolben 22 anzutreiben, um sich nach unten zu bewegen, wie es durch den dicken Pfeil gezeigt ist, so dass Kraftstoff von dem Kraftstoffansauganschluss in die Druckkammer 23 gesaugt wird. Wie es in 6 gezeigt ist, ist bei dem Kraftstoffansaughub das Solenoid 12 normalerweise nicht erregt, um das Kraftstoffansaugventil 10 bei seinem geöffneten Zustand des Ventils beizubehalten, so dass auf eine Abwärtsbewegung des Kolbens 22 hin Kraftstoff von dem Kraftstoffansauganschluss in die Druckkammer 22 gesaugt werden kann.
  • Andererseits ist in 7 gezeigt, dass das Solenoid 12 in einem erregten Zustand ist und die Hochdruck-Kraftstoffpumpe 20 bei dem Kraftstoffausgabehub ist (d. h. der Kolben 22 ist in einem Zustand, um sich in einer Richtung nach oben zu bewegen, die durch einen dicken Pfeil angezeigt ist).
  • In diesem Fall ist das Solenoid 12 dabei, erregt zu werden, so dass die Druckstange 14 in 7 mittels einer elektromagnetischen Kraft, die in einer Richtung entgegengesetzt zu der Zwangskraft der Ventilöffnungsfeder 13 ist und weg von dem Kraftstoffansaugventil 10 ist, nach links gezogen wird. Als Ergebnis wird das Kraftstoffansaugventil 10 in 7 nach links gedrückt, um durch die Zwangskraft der Ventilschließfeder 11 geschlossen zu werden, wodurch der Kraftstoffansauganschluss und die Druckkammer 23 in einen Zustand versetzt werden, der voneinander isoliert ist.
  • Wenn die Nockenwelle 24, die in dem Zustand der 7 ist, angetrieben wird, um sich in der Richtung eines Pfeils A zu drehen, wird der Versatz des Pumpennockens 25 erhöht, um den Kolben 22 anzutreiben, um sich nach oben zu bewegen, wie es durch den dicken Pfeil gezeigt ist, so dass in die Druckkammer 23 gesaugter Kraftstoff unter Druck versetzt wird, um zu veranlassen, dass sich das Kraftstoffausgabeventil 34 öffnet, wodurch er unter Druck von dem Kraftstoffausgabeanschluss zu dem Hochdruckdurchgang 35 zugeführt wird.
  • Wie es in 7 gezeigt ist, ist das Solenoid 12 bei dem Kraftstoffausgabehub normalerweise bei einer vorbestimmten Zeitgabe während der Periode des Kraftstoffausgabehubs erregt, um das Kraftstoffansaugventil 10 zu schließen, wodurch dann, wenn der Kolben 22 angetrieben wird, um sich nach dem Schließen des Kraftstoffansaugventils 10 nach oben zu bewegen, der Kraftstoff in der Druckkammer 22 unter Druck von dem Kraftstoffausgabeanschluss zugeführt werden kann.
  • Hier kann unter Angabe einer ergänzenden Erklärung bei dem Kraftstoffausgabehub dann, wenn das Kraftstoffansaugventil 10 bei der obersten oder ersten Position der Kraftstoffausgabehubperiode geschlossen ist, eine maximale Menge an Kraftstoff unter Druck zugeführt werden und kann die Menge an Kraftstoff, um unter Druck zugeführt zu werden, gemäß der Ventilschließzeitgabe des Kraftstoffansaugventils 10 erniedrigt werden, das von der obersten oder ersten Position der Kraftstoffausgabehubperiode nachgeeilt ist. Somit ist es möglich, die Menge an unter Druck zuzuführendem Kraftstoff durch Steuern der Ventilschließzeitgabe des Kraftstoffansaugventils 10 zu einer vorbestimmten Zeitgabe in der Kraftstoffausgabehubperiode einzustellen.
  • Zusätzlich ist in 8 gezeigt, dass das Solenoid 12 in einem erregten Zustand ist und die Hochdruck-Kraftstoffpumpe 20 bei dem Kraftstoffansaughub ist (d. h. der Kolben 22 ist in einem Zustand, um sich in einer Richtung nach unten zu bewegen, die durch einen dicken Teil angezeigt ist). In diesem Fall ist das Solenoid 12 dabei, erregt zu werden, so dass die Druckstange 14, gleich der 7, mittels einer elektromagnetischen Kraft, die in einer Richtung entgegengesetzt zu der Zwangskraft der Ventilöffnungsfeder 13 erzeugt ist und weg von dem Kraftstoffansaugventil 10 ist, in 8 nach links gezogen wird.
  • Jedoch ist im Fall der 8 die Hochdruck-Kraftstoffpumpe 20 bei dem Kraftstoffansaughub, so dass das Kraftstoffansaugventil 10, ungleich dem Fall der 7, nicht dadurch geschlossen wird, dass es durch die Zwangskraft der Ventilschließfeder 11 in 8 nach links gedrückt wird, und somit werden der Kraftstoffansauganschluss und die Druckkammer 23 nicht in einen Zustand versetzt, der isoliert voneinander ist.
  • Dies erfolgt aufgrund des folgenden Grundes. Das bedeutet, dass deshalb, weil die Hochdruck-Kraftstoffpumpe bei dem Kraftstoffansaughub ist, die Summe aus einem Kraftstoffdruck (der zum Zwingen des Kraftstoffansaugventils 10 in eine Ventilöffnungsrichtung wirkt), der aufgrund des Ausgabedrucks der Niederdruck-Kraftstoffpumpe 31 (siehe 1) stromauf von dem Niederdruckdurchgang 33 in 8 nach rechts wirkt, und einer Kraft (die zum Zwingen des Ventilansaugventils 10 in eine Ventilöffnungsrichtung wirkt), die aufgrund eines negativen Drucks, der in der Druckkammer 23 durch die Abwärtsbewegung des Kolbens 22, veranlasst durch die Reduzierung bezüglich des Versatzes des Pumpennockens 25 aufgrund der Drehung der Nockenwelle 24 in einer Richtung eines Pfeils A in 8 nach rechts wirkt, die Ventilschließ-Zwangskraft der Ventilschließfeder 11 überwindet.
  • Als Ergebnis wird bei dem Kraftstoffansaughub selbst dann, wenn das Solenoid 12 erregt ist, das Kraftstoffansaugventil 10 in seinem geöffneten Zustand gehalten, um den Kraftstoffansauganschluss und die Druckkammer 23 in Fluidkommunikation miteinander zu versetzen, wie es in 8 gezeigt ist.
  • Wenn die Nockenwelle 24, die in dem Zustand der 8 ist, angetrieben wird, um sich in der Richtung eines Pfeils A zu drehen, um dadurch den Versatz des Pumpennockens 25 zu reduzieren, um den Kolben 22 in einer Abwärtsrichtung zu bewegen, wird Kraftstoff von dem Kraftstoffansauganschluss in die Druckkammer 23 gesaugt, wie in dem Fall der 6.
  • Zusätzlich arbeitet die Hochdruck-Kraftstoffpumpe 20 dann, wenn die Hochdruck-Kraftstoffpumpe 20 von dem Kraftstoffansaughub (siehe 8) zu dem Kraftstoffausgabehub (siehe 7) schaltet, während das Solenoid 12 erregt bleibt, auf dieselbe Weise, wie es in 7 beschrieben ist, von der obersten oder ersten Position des Kraftstoffausgabehubs, so dass eine maximale Menge an Kraftstoff unter Druck von der Druckkammer 23 zugeführt wird.
  • Gemäß diesem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird durch Verwenden der Mechanismencharakteristik der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 20, wie es oben beschrieben ist, das Solenoid 12 zu der Zeit eines Startens des Motors kontinuierlich erregt, so dass das Zuführen unter Druck einer maximalen Menge von Kraftstoff erreicht werden kann.
  • Nun wird spezifisch auf den Erregungsstrom des Solenoids 12 (d. h. den zu dem Solenoid 12 zuzuführenden Strom) gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung Bezug genommen werden, während auf ein Zeitdiagramm in 9 Bezug genommen wird.
  • In 9 stellt die Abszissenachse das Verstreichen an Zeit t dar und stellt die Ordinatenachse sequentiell von oben nach unten einzelne Steuerzustände des kontinuierlichen Erregungspulses TS (ein/aus) des Solenoids 12, der Wellenform des zu dem Solenoid 12 zuzuführenden Stroms und der Betriebsposition der Druckstange 14 (zu der Zeit einer Erregung/keiner Erregung des Solenoids 12) dar.
  • Hier ist anzumerken, dass bei der Wellenform des zu dem Solenoid 12 zuzuführenden Stroms (der auch Erregungsstrom genannt wird), ein vorbestimmter großer Strom IH einem Übererregungsstrom entspricht und ein vorbestimmter kleiner Strom IL einem Haltestrom entspricht. Zusätzlich ist die Wellenform eines Erregungsstroms gemäß der oben angegebenen herkömmlichen Vorrichtung durch eine abwechselnd lang- und kurzgestrichelte Linie angezeigt und ist die Wellenform des Erregungsstroms gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung durch eine durchgezogene Linie angezeigt.
  • In 9 wird gemäß der Wellenform des Erregungsstroms (der abwechselnd lang- und kurzgestrichelten Linie der herkömmlichen Vorrichtung ein großer Strom IH, der zum Betätigen der Druckstange 14 mit einem hohen Maß an Reaktionsvermögen nötig ist, zu dem Solenoid 12 zu derselben Zeit wie dann zugeführt, wenn der Erregungspuls TS des Solenoids 12 von aus zu ein geschaltet wird. Als Ergebnis wird die Druckstange 14 von einer "nicht erregten" Position zu einer "erregten" Position durch die Erregung des Solenoids 12 bewegt und wird über eine Periode bei ihrer erregten Betriebsposition beibehalten, bis der Erregungspuls TS des Solenoids 12 ausgeschaltet wird.
  • Auf diese Weise wird bei der Wellenform des Erregungsstroms gemäß der herkömmlichen Vorrichtung (der abwechselnd lang- und kurzgestrichelten Linie) der große Strom IH, der zum Betreiben der Druckstange 14 nötig ist, zu dem Solenoid 12 während einer Periode zugeführt, in welcher der Erregungspuls TS des Solenoids 12 ein ist, so dass in einem Fall, in welchem die Ein-Periode verlängert wird, eine Möglichkeit auftritt, dass eine exzessive Erzeugung von Wärme in dem Solenoid 12 übersteigert wird, um somit eine Zuverlässigkeit zu verschlechtern, wie es bei den oben angegebenen Problemen beschrieben ist. Als Ergebnis kann die Ein-Periode des Erregungspulses TS nicht auf eine lange Zeit eingestellt werden.
  • Gegensätzlich dazu wird bei der Wellenform des Erregungsstroms gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung (der durchgezogenen Linie) in einer vorbestimmten Periode ab dem Zeitpunkt, zu welchem der Erregungspuls TS des Solenoids 12 von aus zu ein geschaltet wird, bis zu dem Zeitpunkt, zu welchem die Druckstange 14 aus ihrer Position der "Nichterregung des Solenoids" zu ihrer Position der "Erregung des Solenoids" bewegt wird (einer Zufuhrperiode eines großen Stroms oder einer Zufuhrperiode eines Übererregungsstroms), der große Strom IH, der zum Betätigen der Druckstange 14 mit hohem Ansprechverhalten nötig ist, zugeführt. Darauf folgend wird in einer Periode ab der Beendigung der Zufuhrperiode des großen Stroms bis zu der Beendigung einer Erregung, bei welcher der Erregungspuls TS wieder ausgeschaltet wird (einer Zufuhrperiode eines kleinen Stroms oder einer Zufuhrperiode eines Haltestroms) der Erregungsstrom gesteuert, um umgeschaltet zu werden, um den kleinen Strom IL zuzuführen, der dazu nötig ist, die Druckstange 14 bei ihrer Betriebsposition eines "erregten Solenoids" beizubehalten.
  • Wie es oben beschrieben ist, enthält die Hochdruck-Kraftstoffpumpe 20 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung den Kolben 22, der angetrieben wird, um sich in der Druckkammer 23 synchron zu der Drehung des Verbrennungsmotors 40 hin- und herzubewegen, die Ventilschließfeder 11, die wirkt, um das Kraftstoffansaugventil 10 in eine Richtung zu zwingen, um sich von der Druckkammer 23 in Richtung zu dem Kraftstoffansauganschluss zu schließen, die Ventilöffnungsfeder 13, die wirkt, um das Kraftstoffansaugventil 10 in eine Richtung zu zwingen, um sich von dem Kraftstoffansauganschluss in Richtung zu der Druckkammer 23 entgegengesetzt zu der Ventilschließfeder 11 zu öffnen, und eine Zwangskraft hat, die auf größer als diejenige der Ventilschließfeder 11 eingestellt ist, die Druckstange 14, die zwischen dem Kraftstoffansaugventil 10 und der Ventilöffnungsfeder 13 auf eine derartige Weise angeordnet ist, dass sie arbeitet, um unter der Wirkung der Zwangskraft der Ventilöffnungsfeder 13 während keiner Erregung des Solenoids 12 in Druckkontakt mit dem Kraftstoffansaugventil 10 versetzt zu werden, und in einer Richtung gegen die Zwangskraft der Ventilöffnungsfeder 13 wirkt, um sich unter der Wirkung der elektromagnetischen Kraft weg von dem Kraftstoffansaugventil 10 zu bewegen, die größer als die Zwangskraft der Ventilöffnungsfeder 13 ist, und zwar während einer Erregung des Solenoids 12, und das Kraftstoffausgabeventil 34 vom normalerweise geschlossenen Typ, das zwischen der Druckkammer 23 und dem Kraftstoffausgabeanschluss angeordnet ist, um es für einen Kraftstoff möglich zu machen, nur von der Druckkammer 23 zu dem Kraftstoffausgabeanschluss zu laufen.
  • Der Startzeit-Steuerabschnitt 606 führt einen vorbestimmten großen Strom IH zu dem Solenoid 12 in einer Anfangsperiode des Starts einer Erregung ab dem Beginn der kontinuierlichen Erregung des Solenoids 12 zu, bis die Druckstange 14 von ihrer ersten Betriebsposition während keiner Erregung des Solenoids 21 zu ihrer zweiten Betriebsposition während einer Erregung des Solenoids 12 bewegt wird.
  • Ebenso wechselt in einer Periode nach der Anfangsperiode des Starts einer Erregung bis zu der Beendigung einer Erregung der Startzeit-Steuerabschnitt 606 den Erregungsstrom, um den kleinen Strom IL zuzuführen, der zum Halten der Druckstange 14 bei ihrer Betriebsposition nötig ist, und zwar während der Erregung des Solenoids 12.
  • Als Ergebnis kann die Menge an Strom, die insgesamt zu dem Solenoid 12 zuzuführen ist, auf ein wesentliches Ausmaß reduziert werden, und kann eine Sorge über eine Wärmeerzeugung des Solenoids 12 auf zuverlässige Weise eliminiert werden, um es dadurch möglich zu machen, die Ein-Periode des Solenoids 12 zu erhöhen. Demgemäß kann das Solenoid 12 auf eine zuverlässigere Weise zur Zeit eines Startens des Verbrennungsmotors 40 kontinuierlich erregt werden.
  • Während die Erfindung in Bezug auf bevorzugte Ausführungsbeispiele beschrieben worden ist, werden Fachleute auf dem Gebiet erkennen, dass die Erfindung mit Modifikationen innerhalb des Sinngehalts und Schutzumfangs der beigefügten Ansprüche ausgeführt werden kann.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • - JP 2001-182597 [0010]
    • - JP 2002-309988 [0010]

Claims (6)

  1. Hochdruck-Kraftstoffpumpen-Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor, die Folgendes aufweist: einen Drehpositionssensor (62), der ein vorbestimmtes Pulssignal gemäß der Drehposition eines Verbrennungsmotors (40) ausgibt; eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe (20), die ein Solenoid (12) zum Öffnen und Schließen eines Kraftstoffansaugventils (10) hat, das zwischen einem Kraftstoffansauganschluss und einer Druckkammer (23) angeordnet ist, und die zum Versetzen von von dem Kraftstoffansauganschluss zu der Druckkammer (23) durch das Kraftstoffansaugventil (10) zugeführtem Kraftstoff unter Druck und zum Ausgeben von ihm von einem Kraftstoffausgabeanschluss dient; einen Druckspeicher (36), der den von der Hochdruck-Kraftstoffpumpe (20) ausgegebenen Kraftstoff speichert; einen Kraftstoffdrucksensor (61), der den Druck (PF) von Kraftstoff im Druckspeicher (36) detektiert; und einen Steuerabschnitt (60), der eine Identifikation von Zylindern des Verbrennungsmotors (40) basierend auf dem vorbestimmten Pulssignal durchführt und die Erregungszeitgabe des Solenoids (12) basierend auf einem detektierten Wert des Kraftstoffdrucks (PF) steuert; wobei dann, wenn die Zylinderidentifikation des Verbrennungsmotors (40) beendet ist, der Steuerabschnitt (60) der Erregungszeitgabe des Solenoids (12) basierend auf der Drehposition des Verbrennungsmotors (40) steuert, wodurch eine Ventilschließzeitgabe (TD) des Kraftstoffansaugventils (10) gesteuert wird, um von der Hochdruck-Kraftstoffpumpe (20) eine Menge an Kraftstoff auszugeben, die dazu nötig ist, zu veranlassen, dass der detektierte Wert des Kraftstoffdrucks (PF) mit einem Solldruck (PO) übereinstimmt; und der Steuerabschnitt (60) einen Startzeit-Steuerabschnitt (606) zum kontinuierlichen Erregen des Solenoids (12) über eine Zeitperiode ab einem Zeitpunkt, zu welchem begonnen wird, dass der Verbrennungsmotor (40) gestartet wird, bis zu einem Zeitpunkt, zu welchem die Zylinderidentifikation beendet ist, enthält, um es möglich zu machen, die Ventilschließzeitgabe (TD) des Kraftstoffansaugventils (10) zu steuern.
  2. Hochdruck-Kraftstoffpumpen-Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, wobei dann, wenn der detektierte Wert des Kraftstoffdrucks (PF) einen vorbestimmten Bestimmungsdruck (PFr), der im Voraus eingestellt ist, übersteigt, der Startzeit-Steuerabschnitt (606) die kontinuierliche Erregung des Solenoids (12) verhindert.
  3. Hochdruck-Kraftstoffpumpen-Steuervorrichtung für einen Motor nach Anspruch 2, die weiterhin Folgendes aufweist: einen Motortemperatursensor (64), der eine Motortemperatur (WT) des Verbrennungsmotors (40) detektiert; wobei der vorbestimmte Bestimmungsdruck (PFr) zum Bestimmen einer Verhinderung der kontinuierlichen Erregung des Solenoids (12) auf einen Wert eingestellt ist, der gemäß einem detektierten Wert der Motortemperatur (WT) variiert.
  4. Hochdruck-Kraftstoffpumpen-Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei dann, wenn eine Dauer der kontinuierlichen Erregung des Solenoids (21) eine im Voraus eingestellte vorbestimmte maximale Zeit übersteigt, der Startzeit- Steuerabschnitt (606) die kontinuierliche Erregung des Solenoids (12) beendet.
  5. Hochdruck-Kraftstoffpumpen-Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei dann, wenn ein Fehler von wenigstens einem des Drehpositionssensors (62) und des Kraftstoffdrucksensors (61) detektiert wird, der Startzeit-Steuerabschnitt (606) die kontinuierliche Erregung des Solenoids (12) verhindert.
  6. Hochdruck-Kraftstoffpumpen-Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Hochdruck-Kraftstoffpumpe (20) Folgendes enthält: einen Kolben (22), der sich in der Druckkammer (23) synchron zu der Drehung des Verbrennungsmotors (40) hin- und herbewegt; eine Ventilschließfeder (11), die handelt, um das Kraftstoffansaugventil (10) in eine Richtung zu zwingen, um sich von der Druckkammer (23) in Richtung zu dem Kraftstoffansauganschluss zu schließen; eine Ventilöffnungsfeder (13), die wirkt, um das Kraftstoffansaugventil (10) in eine Richtung zu zwingen, um sich von dem Kraftstoffansauganschluss in Richtung zu der Druckkammer (23) entgegengesetzt zu der Ventilschließfeder (11) zu öffnen, und die eine Zwangskraft hat, die auf größer als diejenige der Ventilschließfeder (11) eingestellt ist; eine Druckstange (14), die zwischen dem Kraftstoffansaugventil (10) und der Ventilöffnungsfeder (13) auf derartige Weise angeordnet ist, dass sie arbeitet, um unter der Handlung der Zwangskraft der Ventilöffnungsfeder (13) während keiner Erregung des Solenoids (12) in Druckkontakt mit dem Kraftstoffansaugventil (10) versetzt zu werden, und unter der Handlung einer elektromagnetischen Kraft, die größer als die Zwangskraft der Ventilöffnungsfeder (13) ist, während einer Erregung des Solenoids (12) in einer Richtung gegen die Zwangskraft der Ventilöffnungsfeder (13) wirkt, um sich weg von dem Kraftstoffansaugventil (10) zu bewegen; und ein Kraftstoffausgabeventil (34) von einem normalerweise geschlossenen Typ, das zwischen der Druckkammer (23) und dem Kraftstoffausgabeanschluss angeordnet ist, um es für einen Kraftstoff möglich zu machen, nur von der Druckkammer (23) in Richtung zu dem Kraftstoffausgabeanschluss zu laufen; wobei der Startzeit-Steuerabschnitt (606) einen vorbestimmten großen Strom (IH) zu dem Solenoid (12) in einer Anfangsperiode des Starts einer Erregung ab dem Beginn der kontinuierlichen Erregung des Solenoids (12) zuführt, bis die Druckstange (14) von ihrer Betriebsposition des nicht erregten Solenoids zu ihrer Betriebsposition des erregten Solenoids bewegt ist; und der Startzeit-Steuerabschnitt (606) einen Erregungsstrom umschaltet bzw. wechselt, um einen kleinen Strom (IL) zuzuführen, der dazu nötig ist, die Druckstange (14) bei ihrer Betriebsposition eines erregten Solenoids beizubehalten, und zwar in einer Periode nach der Anfangsperiode des Starts einer Erregung bis zu der Beendigung einer Erregung.
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