HINTERGRUND DER ERFFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION
Technisches Gebiet der ErfindungTechnical field of the invention
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen eine Kraftstoffzuführvorrichtung zum Zuführen von Kraftstoff durch Druckbeaufschlagen desselbigen. Die Erfindung betrifft insbesondere eine Kraftstoffzuführvorrichtung zum Zuführen von Kraftstoff zu einem Verbrennungsmotor eines motorbetriebenen Fahrzeugs. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betreiben einer Kraftstoffzuführvorrichtung.The present invention generally relates to a fuel supply apparatus for supplying fuel by pressurizing the same. More particularly, the invention relates to a fuel supply apparatus for supplying fuel to an engine of a motor vehicle. The invention further relates to a method for operating a fuel supply device.
Beschreibung des Standes der TechnikDescription of the Prior Art
Eine herkömmliche Kraftstoffzuführvorrichtung wie z.B. jene, die in der JP 2009-057 885 A offenbart ist, umfasst einen Zylinder und einen Kolben. Der Zylinder weist eine darin ausgebildete Druckkammer auf. Der Kolben ist so angeordnet, dass Kraftstoff mit dem Niedergleiten bzw. Absenken des Kolbens von einer Niederdruckpassage in die Druckkammer angesaugt wird, wobei er druckbeaufschlagt und aus der Druckkammer mit dem Anheben des Kolbens in eine Hochdruckpassage ausgelassen wird.A conventional fuel supply device such as those in the JP 2009-057 885 A discloses comprises a cylinder and a piston. The cylinder has a pressure chamber formed therein. The piston is arranged so that fuel is sucked into the pressure chamber with the lowering of the piston from a low-pressure passage, being pressurized and discharged from the pressure chamber with the raising of the piston in a high-pressure passage.
Ferner hat der Erfinder der vorliegenden Erfindung basierend auf der herkömmlichen Kraftstoffzuführvorrichtung eine Ausgestaltung untersucht, hinsichtlich: (1) Anbringen eines Kraftstoffmengenregelventils in die herkömmliche Kraftstoffzuführvorrichtung, um einen Auslass zum Auslassen des Kraftstoffs von der Druckkammer an die Niederdruckpassage zu öffnen und zu schließen; und (2), Regeln (oder Einstellen), auf nachfolgende Weise, der Menge des Kraftstoffs, der mit dem Anheben des Kolbens Druck zu beaufschlagen ist und aus der Druckkammer in die Hochdruckpassage auszulassen ist. Genauer gesagt, wird mit dieser Konfiguration zunächst mit dem Absenken des Kolben eine maximale Menge an Kraftstoff in die Druckkammer angesaugt. Anschließend wird die Menge des Kraftstoffs in der Druckkammer für eine vorbestimmte Kraftstoffmengenregeldauer von Beginn des Anhebens des Kolbens an durch Auslassen eines Teils des Kraftstoffs an die Niederdruckpassage geregelt. In diesem Zeitpunkt beträgt ein dem Kraftstoffmengenregelventil zugeführter elektrischer Strom Null, wodurch das Kraftstoffmengenregelventil offen gehalten wird. Danach wird durch Zuführen eines elektrischen Stroms das Kraftstoffmengenregelventil geschlossen, wodurch die Kraftstoffmengenregeldauer beendet wird. Somit wird die geregelte Menge druckbeaufschlagt und aus der Druckkammer an die Hochdruckpassage ausgelassen.Further, based on the conventional fuel supply apparatus, the inventor of the present invention has studied a configuration regarding: ( 1 ) Attaching a fuel quantity control valve to the conventional fuel supply device to open and close an outlet for discharging the fuel from the pressure chamber to the low pressure passage; and ( 2 ), Regulating (or adjusting), in the following way, the amount of fuel to be pressurized with the raising of the piston and to be discharged from the pressure chamber into the high pressure passage. More specifically, with this configuration, first, with the lowering of the piston, a maximum amount of fuel is sucked into the pressure chamber. Subsequently, the amount of fuel in the pressure chamber is controlled for a predetermined fuel amount control period from the start of the lifting of the piston by discharging a part of the fuel to the low pressure passage. At this time, an electric current supplied to the fuel quantity control valve is zero, whereby the fuel quantity regulating valve is kept open. Thereafter, by supplying an electric current, the fuel quantity control valve is closed, whereby the fuel amount control period is terminated. Thus, the regulated amount is pressurized and discharged from the pressure chamber to the high-pressure passage.
Um beim Beenden der Kraftstoffmengenregeldauer ein schnelles Ventil-Schließ-Reaktionsvermögen des Kraftstoffmengenregelventils zu gewährleisten, ist es bei der obenstehenden Konfiguration für einen Elektromagneten bzw. einen Solenoid des Kraftstoffmengenregelventils jedoch notwendig, eine ausreichend große magnetische Anziehungskraft zu erzeugen. Daher gibt es eine Begrenzung bei der Minimierung bzw. Verkleinerung der Größe des Solenoids des Kraftstoffmengenregelventils, wodurch eine ausreichend große magnetische Anziehungskraft, die durch den Solenoid erzeugt wird, gesichert bzw. gewährleistet wird. Somit ist es jedoch schwierig, die Größe des Kraftstoffmengenregelventils zu minimieren.However, in order to ensure a quick valve-closing responsiveness of the fuel quantity control valve when terminating the fuel amount control period, in the above configuration for a solenoid of the fuel quantity control valve, it is necessary to generate a sufficiently large magnetic attraction force. Therefore, there is a limitation in minimizing the size of the solenoid of the fuel quantity control valve, thereby ensuring a sufficiently large magnetic attraction force generated by the solenoid. Thus, however, it is difficult to minimize the size of the fuel quantity control valve.
Aus der DE 198 34 120 A1 ist eine Kraftstoffversorgungsanlage zum Zuliefern von Kraftstoff für eine Brennkraftmaschine, mit einem Kraftstoffvorratsbehälter, einer ersten Kraftstoffpumpe, einer zweiten Kraftstoffpumpe und mit einer Druckleitung, an der mindestens ein Kraftstoffventil angeschlossen ist, über das der Kraftstoff zumindest indirekt in einen Brennraum der Brennkraftmaschine gelangen kann. Vor einer Verstellung eines Steuerventils von der Ausgangsstellung in die Endstellung wird dabei ein Elektromagnet mit einem Zwischenwert bestromt wird, der zwischen einem ersten Wert und einem zweiten Wert liegt. Dadurch verbleibt das Ventilglied des Steuerventils noch bis zum vorgesehenen Umschaltzeitpunkt in der Ausgangsstellung, jedoch muss anschließend, um das Ventilglied aus der Ausgangsstellung zu verstellen, nur noch eine geringfügige Änderung der Bestromung des Elektromagneten veranlasst werden, was innerhalb kurzer Zeit geschehen kann, so dass gemäß der DE 198 34 120 A1 das Ventilglied und damit das Steuerventil schnell in die neue vorgesehene Endstellung umgeschaltet werden kann.From the DE 198 34 120 A1 is a fuel supply system for supplying fuel for an internal combustion engine, with a fuel tank, a first fuel pump, a second fuel pump and a pressure line to which at least one fuel valve is connected, via which the fuel can at least indirectly reach into a combustion chamber of the internal combustion engine. Before an adjustment of a control valve from the starting position to the end position while an electromagnet is energized with an intermediate value which is between a first value and a second value. As a result, the valve member of the control valve still remains until the intended switching time in the starting position, but then, in order to adjust the valve member from the starting position, only a slight change in the energization of the electromagnet can be caused, which can be done within a short time, so that of the DE 198 34 120 A1 the valve member and thus the control valve can be quickly switched to the new intended end position.
Aus der EP 1 909 009 A2 ist eine elektromagnetisch betätigte Ventileinrichtung bekannt, die ein Ventil sowie einen Solenoidaktuator aufweist, der mit elektrischer Energie von einer Batterie versorgt wird, um das Ventil zu bewegen. Die Ventileinrichtung umfasst ferner eine Steuereinrichtung, die den Solenoidaktuator ansteuert.From the EP 1 909 009 A2 For example, an electromagnetically actuated valve device is known that includes a valve and a solenoid actuator that is supplied with electrical energy from a battery to move the valve. The valve device further comprises a control device that controls the solenoid actuator.
Eine weitere Kraftstoffzufuhrvorrichtung ist Gegenstand der JP H11-82 237 A .Another fuel supply device is the subject of JP H11-82 237 A ,
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION
Die vorliegende Erfindung ist hinsichtlich der obenstehend erwähnten Probleme gemacht worden. Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Kraftstoffzuführvorrichtung vorzusehen, die eine verbesserte Konfiguration aufweist, durch welche es möglich ist, die Größe eines Kraftstoffmengenregelventils, das in der Vorrichtung enthalten ist, zu minimieren, während ein schnelles Ventil-Schließ-Reaktionsvermögen des Kraftstoffmengenregelventils gewährleistet wird.The present invention has been made in view of the above-mentioned problems. Therefore, it is an object of the present invention to provide a fuel supply apparatus having an improved configuration by which it is possible to minimize the size of a fuel quantity control valve included in the apparatus while allowing a quick valve closing operation. Reaction capacity of the fuel quantity control valve is ensured.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Kraftstoffzuführvorrichtung nach Anspruch 1 vorgesehen, welche einen Zylinder, einen Kolben, einen Auslass und ein Solenoid-Ventil bzw. Magnetventil umfasst. Der Zylinder weist eine darin ausgebildete Druckkammer auf. Der Kolben ist konfiguriert, sich in dem Zylinder so auf- und ab- bzw. hin- und herzubewegen, dass Kraftstoff von einer Niederdruckpassage mit dem Niedergleiten bzw. Absenken des Kolbens in die Druckkammer gesaugt wird, und mit dem Anheben des Kolbens druckbeaufschlagt und aus der Druckkammer zu einer Hochdruckpassage ausgelassen wird. Der Auslass ist zum Auslassen des Kraftstoffs aus der Druckkammer in die Niederdruckpassage vorgesehen. Das Magnetventil ist konfiguriert, den Auslass zu öffnen und zu schließen, wobei das Magnetventil einen Stator und einen Anker aufweist, der Stator einen Solenoid umfasst, und der Anker mit einem Luftspalt, welcher zwischen dem Stator und dem Anker ausgebildet ist, angebracht ist. Während einer Kraftstoffmengenregelstufe bzw. einer Kraftstoffmengenregelphase von Beginn des Anhebens des Kolbens an, wird die Menge des Kraftstoffs in der Druckkammer über den Auslass durch Auslassen eines Teils des Kraftstoffs aus der Druckkammer in die Niederdruckpassage geregelt. Die Kraftstoffmengenregelstufe bzw. die Kraftstoffmengenregelphase wird durch Zuführen bzw. Anlegen eines vollen Stroms bzw. eines Gesamtstroms zu bzw. an dem Solenoid beendet, wodurch das Magnetventil verursacht wird, den Auslass zu schließen. Nach dem Ende der Kraftstoffmengenregelphase wird der verbleibende Kraftstoff in der Druckkammer druckbeaufschlagt und zu der Hochdruckpassage ausgelassen. Ferner wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein Steuerstrom bzw. Pilotstrom, welcher niedriger als der Gesamtstrom ist, dem Solenoid unverzüglich vor dem Zuführen bzw. Anlegen des vollen Stroms zu bzw. an dem Solenoid zugeführt bzw. zu diesem geleitet.According to the present invention, there is provided a fuel supply apparatus according to claim 1, which comprises a cylinder, a piston, an outlet, and a solenoid valve. The cylinder has a pressure chamber formed therein. The piston is configured to reciprocate in the cylinder so as to draw fuel from a low pressure passage with the piston descending or descending into the pressure chamber, and to pressurize and disengage the piston the pressure chamber is discharged to a high-pressure passage. The outlet is provided for discharging the fuel from the pressure chamber into the low pressure passage. The solenoid valve is configured to open and close the outlet, the solenoid valve having a stator and an armature, the stator including a solenoid, and the armature having an air gap formed between the stator and the armature. During a fuel quantity control stage from the start of lifting of the piston, the amount of fuel in the pressure chamber is controlled via the outlet by discharging a part of the fuel from the pressure chamber into the low pressure passage. The fuel quantity control stage is terminated by supplying a full current to the solenoid, causing the solenoid valve to close the outlet. After the end of the fuel amount control phase, the remaining fuel in the pressure chamber is pressurized and discharged to the high-pressure passage. Further, according to the present invention, a pilot current lower than the total current is supplied to the solenoid immediately before the supply of the full current to the solenoid.
Der Anker wird durch Zuführen bzw. Anlegen des Pilotstroms zu bzw. an dem Solenoid während der Kraftstoffmengenregelphase aktiviert bzw. betätigt, um den Luftspalt zwischen dem Stator und dem Anker zu reduzieren.The armature is activated by applying the pilot current to the solenoid during the fueling control phase to reduce the air gap between the stator and the armature.
Mit der obenstehenden Konfiguration wird das Zuführen des Gesamtstroms zu dem Magnetventil mit dem Steuerstrom bzw. Pilotstrom, der in dem Magnetventil fließt, gestartet. Daher ist es im Vergleich zu dem Fall des Startens des Zuführens des vollen Stroms bzw. Gesamtstroms ohne irgendeinen elektrischen Strom, der in dem Magnetventil fließt, möglich, das Erzeugen einer ausreichend großen magnetischen Anziehungskraft durch das Magnetventil zu beschleunigen. Daher ist es möglich, ein schnelles Ventil-Schließ-Reaktionsvermögen des Magnetventils ohne Vergrößern des Magnetventils zu gewährleisten. Das heißt, es ist möglich, die Größe des Magnetventils zu minimieren, während ein schnelles Ventil-Schließ-Reaktionsvermögen desselbigen gewährleistet wird.With the above configuration, the supply of the total current to the solenoid valve is started with the pilot current flowing in the solenoid valve. Therefore, as compared with the case of starting the supply of the full current without any electric current flowing in the solenoid valve, it is possible to accelerate the generation of a sufficiently large magnetic attraction force by the solenoid valve. Therefore, it is possible to ensure a quick valve closing responsiveness of the solenoid valve without enlarging the solenoid valve. That is, it is possible to minimize the size of the solenoid valve while assuring a fast valve-closing responsiveness thereof.
Die Kraftstoffzuführvorrichtung umfasst ferner bevorzugt einen Ansaugeinlass zum Ansaugen des Kraftstoffs von der Niederdruckpassage in die Druckkammer und ein Ansaugventil, das konfiguriert ist, den Ansaugeinlass zu öffnen und zu schließen. Während eines Abwärtstakts des Kolbens bzw. eines Takts, in welchem sich der Kolben nach unten bewegt, wird der Kraftstoff über den Ansaugeinlass von der Niederdruckpassage in die Druckkammer angesaugt.The fuel supply device preferably further includes a suction inlet for sucking the fuel from the low-pressure passage into the pressure chamber and a suction valve configured to open and close the suction inlet. During a downstroke of the piston in which the piston moves down, the fuel is sucked into the pressure chamber via the suction inlet from the low pressure passage.
In der Kraftstoffzuführvorrichtung umfasst das Magnetventil bevorzugt ferner eine Feder. Das Ventilelement ist an dem Anker befestigt und bewegt sich mit dem Anker, um den Auslass zu öffnen und zu schließen. Die Feder drängt bzw. zwingt das Ventilelement in eine Richtung, um den Auslass zu schließen. Ferner öffnet das Ventilelement den Auslass, nachdem es durch den Kraftstoffdruck in der Druckkammer gegen die Spannkraft der Feder bewegt wird.In the fuel supply device, the solenoid valve preferably further includes a spring. The valve member is secured to the armature and moves with the armature to open and close the outlet. The spring urges the valve element in a direction to close the outlet. Further, the valve element opens the outlet after it is moved by the fuel pressure in the pressure chamber against the biasing force of the spring.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist zudem ein Verfahren zum Betreiben einer Kraftstoffzuführvorrichtung nach Anspruch 4 vorgesehen. Die Kraftstoffzuführvorrichtung umfasst einen Zylinder, einen Kolben, einen Auslass und ein Magnetventil. Der Zylinder weist eine darin ausgebildete Druckkammer auf. Der Kolben ist konfiguriert, um sich in dem Zylinder auf- und ab- bzw. hin- und herzubewegen, so dass Kraftstoff mit der Abwärtsbewegung des Kolbens von einer Niederdruckpassage in die Druckkammer gesaugt wird, wobei er mit der Aufwärtsbewegung des Kolbens druckbeaufschlagt und aus der Druckkammer zu einer Hochdruckpassage ausgelassen wird. Der Auslass ist zum Auslassen des Kraftstoffs aus der Druckkammer zu der Niederdruckpassage vorgesehen. Das Magnetventil ist konfiguriert, den Auslass zu öffnen und zu schließen, wobei das Magnetventil einen Stator und einen Anker aufweist, der Stator einen Solenoid umfasst, und der Anker mit einem Luftspalt, welcher zwischen dem Stator und dem Anker ausgebildet ist, angebracht ist. Das Verfahren umfasst die Schritte: Regeln der Menge des Kraftstoffs in der Druckkammer während einer Kraftstoffmengenregelphase von Beginn der Aufwärtsbewegung des Kolbens durch Auslassen eines Teils des Kraftstoffs von bzw. aus der Druckkammer in die Niederdruckpassage über den Auslass; Anlegen eines Gesamtstroms an dem Solenoid, um das Magnetventil zu verursachen, den Auslass zu schließen, wodurch die Kraftstoffmengenregelphase beendet wird; Druckbeaufschlagen und Auslassen des verbleibenden Kraftstoffs in der Druckkammer zu der Hochdruckpassage nach dem Ende der Kraftstoffmengenregelphase; und Anlegen eines Steuerstroms bzw. Pilotstroms, welcher niedriger als der Gesamtstrom ist, an dem Solenoid, unverzüglich vor dem Schritt des Anlegens des Gesamtstroms (I2) an dem Solenoid, wobei durch den Schritt des Anlegens des Pilotstroms an dem Solenoid, der Anker während der Kraftstoffmengenregelphase aktiviert wird, um den Luftspalt zwischen dem Stator und dem Anker zu reduzieren.According to the present invention, a method for operating a fuel supply device according to claim 4 is also provided. The fuel supply device includes a cylinder, a piston, an outlet, and a solenoid valve. The cylinder has a pressure chamber formed therein. The piston is configured to reciprocate in the cylinder so as to draw fuel from the low pressure passage into the pressure chamber as the piston descends, pressurizing with the upward movement of the piston and out of the piston Pressure chamber is discharged to a high-pressure passage. The outlet is provided for discharging the fuel from the pressure chamber to the low pressure passage. The solenoid valve is configured to open and close the outlet, the solenoid valve having a stator and an armature, the stator including a solenoid, and the armature having an air gap formed between the stator and the armature. The method comprises the steps of: controlling the amount of fuel in the pressure chamber during a fuel quantity control phase from the beginning of the upward movement of the piston by venting a portion of the fuel from the pressure chamber into the low pressure passage via the outlet; Applying a total current to the solenoid to cause the solenoid valve to close the outlet, thereby completing the fuel amount control phase; Pressurizing and discharging the remaining fuel in the pressure chamber to the high-pressure passage after the end of the fuel quantity control phase; and applying a control current, which is lower than the total current, to the solenoid immediately before the step of applying the total current (I2) to the solenoid, wherein, by the step of applying the pilot current to the solenoid, the armature during the Fuel quantity control phase is activated to reduce the air gap between the stator and the armature.
Beim Anwenden des obenstehenden Verfahrens wird das Zuführen des Gesamtstroms zu dem Magnetventil mit dem Steuerstrom bzw. Pilotstrom, der in dem Magnetventil fließt, gestartet. Daher ist es im Vergleich zu dem Fall des Startens des Zuführens des Gesamtstroms ohne irgendeinen elektrischen Strom, der in dem Magnetventil fließt, möglich, das Erzeugen einer ausreichend großen magnetischen Anziehungskraft durch das Magnetventil zu beschleunigen. Daher ist es mit dem obenstehenden Verfahren möglich, ein schnelles Ventil-Schließ-Reaktionsvermögen des Magnetventils ohne Vergrößern des Magnetventils zu gewährleisten. Das heißt, es ist möglich, die Größe des Magnetventils zu minimieren, während ein schnelles Ventil-Schließ-Reaktionsvermögen des selbigen gewährleistet wird.In applying the above method, the supply of the total current to the solenoid valve is started with the pilot current flowing in the solenoid valve. Therefore, as compared with the case of starting the supply of the total current without any electric current flowing in the solenoid valve, it is possible to accelerate the generation of a sufficiently large magnetic attraction force by the solenoid valve. Therefore, with the above method, it is possible to ensure a quick valve-closing responsiveness of the solenoid valve without enlarging the solenoid valve. That is, it is possible to minimize the size of the solenoid valve while ensuring a fast valve-closing responsiveness thereof.
Figurenlistelist of figures
Die vorliegende Erfindung kann anhand der hiernach gegebenen detaillierten Beschreibung und der beigefügten Figuren bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung besser verstanden werden, wobei diese die Erfindung nicht auf die spezifischen Ausführungsformen beschränken sollen, sondern ausschließlich zu Erläuterungszwecken und zum besseren Verständnis vorgesehen.The present invention may be better understood by the detailed description given hereinbelow and the accompanying figures of preferred embodiments of the invention, which are not intended to limit the invention to the specific embodiments, but are provided for explanatory and understanding purposes only.
In den beigefügten Figuren zeigt:
- 1 eine schematische Ansicht, die eine Gesamtkonfiguration eines Kraftstoffeinspritzsystems darstellt, welches eine Kraftstoffzuführvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung umfasst;
- 2A eine schematische Ansicht, die teilweise im Querschnitt ein Paar von einem Zylinder und einem Kolben einer Hochdruckpumpe der Kraftstoffzuführvorrichtung in einer Ansaugphase darstellt;
- 2B eine schematische Ansicht, die teilweise im Querschnitt das Paar aus dem Zylinder und dem Kolben in einer Kraftstoffmengenregelphase darstellt;
- 2C eine schematische Ansicht, die teilweise im Querschnitt das Paar von dem Zylinder und dem Kolben in einer Zuführphase darstellt;
- 3 eine graphische Darstellung, die einen Betrieb der Hochdruckpumpe darstellt, wenn diese Kraftstoff auslässt;
- 4 ein Flussdiagramm, das einen Prozess einer ECU (elektronische Steuereinheit) zum Bestimmen einer Zeitdauer der Kraftstoffmengenregelphase darstellt;
- 5 ein Flussdiagramm, das einen Prozess der ECU zum Steuern der Energieversorgung bzw. Anregung des Kraftstoffmengenregelventils der Kraftstoffzuführvorrichtung darstellt;
- 6 eine graphische Darstellung, die einen Betrieb der Hochdruckpumpe darstellt, wenn deren Auslassrate auf Null eingestellt ist; und
- 7 eine schematische Ansicht, welche die Konfiguration eines Ansaugeinlasses in der Kraftstoffzuführvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung darstellt.
In the attached figures shows: - 1 FIG. 12 is a schematic view illustrating an overall configuration of a fuel injection system including a fuel supply device according to the first embodiment of the invention; FIG.
- 2A Fig. 12 is a schematic view partially in cross section showing a pair of a cylinder and a piston of a high-pressure pump of the fuel supply device in an intake phase;
- 2 B a schematic view, which is partially in cross-section, the pair of the cylinder and the piston in a fuel quantity control phase;
- 2C a schematic view, which partially in cross section represents the pair of the cylinder and the piston in a feed phase;
- 3 FIG. 4 is a graph illustrating an operation of the high pressure pump when it is exhausting fuel; FIG.
- 4 a flowchart illustrating a process of an ECU (electronic control unit) for determining a period of the fuel quantity control phase;
- 5 FIG. 10 is a flowchart illustrating a process of the ECU for controlling the energization of the fuel amount control valve of the fuel supply device; FIG.
- 6 FIG. 4 is a graph illustrating an operation of the high-pressure pump when its discharge rate is set to zero; FIG. and
- 7 is a schematic view illustrating the configuration of a suction inlet in the fuel supply device according to the second embodiment of the invention.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMENDESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden hiernach bezüglich den 1 bis 7 beschrieben.Preferred embodiments of the present invention will hereinafter be referred to 1 to 7 described.
Es sollte beachtet werden, dass hinsichtlich der Klarheit und des Verständnisses gleiche Komponenten mit gleichen Funktionen und verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung wo möglich mit gleichen Bezugszeichen in jeder der Figuren markiert worden sind, und dass hinsichtlich der Vermeidung von Redundanz Beschreibungen identischer Komponenten untenstehend nicht wiederholt werden.It should be noted that, for clarity and understanding, like components having like functions and various embodiments of the invention have been labeled with like reference numerals in each of the figures wherever possible, and descriptions of identical components will not be repeated below to avoid redundancy.
[Erste Ausführungsform]First Embodiment
Eine Kraftstoffzuführvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird bei einem Kraftstoffanschlusssystem für einen Dieselverbrennungsmotor eines motorbetriebenen Fahrzeugs angewandt. Zuerst wird die Gesamtkonfiguration des Kraftstoffeinspritzsystems, welche die Kraftstoffzuführvorrichtung umfasst, bezüglich 1 beschrieben.A fuel supply apparatus according to the present invention is applied to a fuel supply system for a diesel engine of a motor vehicle. First, the overall configuration of the fuel injection system including the fuel supply device will be referred to 1 described.
Wie in 1 dargestellt, wird der Kraftstoff in dem Kraftstoffeinspritzsystem, der in einem Kraftstofftank 5 gespeichert ist, durch eine Kraftstoffzuführvorrichtung 10 entnommen, und einer Common-Rail (oder einem Sammler) 42 über eine Hochdruckpassage 41 zugeführt. Die Common-Rail bzw. Sammelleitung 42 sammelt den dorthin zugeführten Hochdruckkraftstoff bzw. Kraftstoff, der unter hohem Druck steht, durch die Kraftstoffzuführvorrichtung 10. Die Sammelleitung 42 führt außerdem den darin angesammelten Hochdruckkraftstoff zu einer Mehrzahl von (z.B. vier) Kraftstoffinjektoren 43. Jeder der Kraftstoffinjektoren 43 ist konfiguriert, den Hochdruckkraftstoff, der von der Sammelleitung 42 zugeführt wird, in einen entsprechenden von einer Mehrzahl von Zylindern (nicht dargestellt) des Dieselverbrennungsmotors einzuspritzen. Der Betrieb von jedem der Kraftstoffinjektoren 43 wird durch eine elektronische Steuereinheit (ECU) 44 gesteuert. Zudem wird ein Austrittskraftstoff bzw. Leakage-Kraftstoff aus den Kraftstoffinjektoren 43 in den Kraftstofftank 5 über eine Rückführpassage 45 zurückgeführt.As in 1 As shown, the fuel in the fuel injection system is stored in a fuel tank 5 is stored by a fuel supply device 10 taken, and a common rail (or a collector) 42 via a high-pressure passage 41 fed. The common rail or manifold 42 collects the high pressure fuel supplied thereto, or high pressure fuel, through the fuel supply device 10 , The manifold 42 also leads the high pressure fuel accumulated therein to a plurality of (eg, four) fuel injectors 43 , Each of the fuel injectors 43 is configured, the High pressure fuel coming from the manifold 42 is supplied to inject into a corresponding one of a plurality of cylinders (not shown) of the diesel engine. The operation of each of the fuel injectors 43 is controlled by an electronic control unit (ECU) 44 controlled. In addition, an exit fuel or leakage fuel from the fuel injectors 43 in the fuel tank 5 over a return passage 45 recycled.
Ein Druckreduzierungsventil 46 ist auf der Sammelschiene 42 montiert, um das Interieur bzw. das Innere der Sammelschiene 42 mit der Rückführpassage 45 zu verbinden und von ihr zu trennen. Ferner ist auf der Sammelschiene 42 ein Kraftstoffdrucksensor 47 montiert, um den Kraftstoffdruck in der Sammelschiene 42 zu erfassen. Verschieden erfasste Parameter werden in die ECU 44 eingegeben, welche den Kraftstoffdruck in der Sammelschiene 42, welcher durch den Kraftstoffdrucksensor 47 erfasst wird, den Betrag der Betätigung des Gaspedals des Fahrzeugs, der durch einen Gaspedalpositionssensor (nicht dargestellt) erfasst wird, und die Drehzahl der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors, welcher durch einen Drehzahlsensor (nicht dargestellt) erfasst wird, umfassen. Die ECU 44 besteht aus einer CPU (zentrale Prozessoreinheit), einem ROM (Read Only Memory), einem RAM (Random Access Memory), und I/O (Input/Output bzw. Eingabe/Ausgabe) Vorrichtungen. Die ECU 44 steuert Getriebe verschiedener Aktoren, welche die Kraftstoffinjektoren 43, das Druckreduzierungsventil 46 und Kraftstoffmengenregelventile, welche später beschrieben werden, umfassen, basierend auf den eingegebenen Parametern.A pressure reduction valve 46 is on the busbar 42 mounted to the interior or the interior of the busbar 42 with the return passage 45 to connect and disconnect from it. Further, on the busbar 42 a fuel pressure sensor 47 mounted to the fuel pressure in the busbar 42 capture. Various parameters are recorded in the ECU 44 entered the fuel pressure in the busbar 42 , which by the fuel pressure sensor 47 is detected, the amount of operation of the accelerator pedal of the vehicle, which is detected by an accelerator pedal position sensor (not shown), and the rotational speed of the crankshaft of the internal combustion engine, which is detected by a speed sensor (not shown) include. The ECU 44 consists of a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and I / O (Input / Output) devices. The ECU 44 controls transmission of various actuators, which the fuel injectors 43 , the pressure reducing valve 46 and fuel quantity control valves, which will be described later, include based on the inputted parameters.
Die Kraftstoffzuführvorrichtung 10 umfasst eine Niederdruckförderpumpe 11 und eine Hochdruckpumpe 12. Die Förderpumpe 11 entnimmt den Kraftstoff aus dem Kraftstofftank 5 und fördert den entnommenen Kraftstoff zu der Hochdruckpumpe 12 über eine Niederdruckpassage 18. Die Hochdruckpumpe 12 druckbeaufschlagt den Kraftstoff, der durch die Förderpumpe 11 gefördert wird, und lässt den resultierenden Hochdruckkraftstoff über die Hochdruckpassage 41 an die Sammelleitung 42 aus. Die Hochdruckpumpe 12 umfasst einen Zylinderblock 13 und einen Kolbenblock 14, welcher sich hin- und herbewegend in dem Zylinderblock 13 aufgenommen ist. Der Zylinderblock 13 umfasst eine Mehrzahl von (z.B. zwei, in 1) Zylindern 15. Der Kolbenblock 14 umfasst eine Mehrzahl von (z.B. zwei, in 1) Kolben 16, wobei jeder davon konfiguriert ist, sich in einem entsprechenden der Zylinder 15 hin- und herzubewegen. Genauer gesagt weist jeder der Zylinder 15 eine darin ausgebildete Druckkammer 15a auf. Die Druckkammer 15a wird durch eine Aufwärtsbewegung des entsprechenden Kolbens 16 komprimiert (oder reduziert), und durch eine Abwärtsbewegung des entsprechenden Kolbens 16 expandiert (oder vergrößert).The fuel supply device 10 includes a low-pressure pump 11 and a high pressure pump twelve , The pump 11 removes the fuel from the fuel tank 5 and delivers the extracted fuel to the high pressure pump twelve over a low pressure passage 18 , The high pressure pump twelve pressurizes the fuel passing through the feed pump 11 is conveyed, and leaves the resulting high-pressure fuel through the high-pressure passage 41 to the manifold 42 out. The high pressure pump twelve includes a cylinder block 13 and a piston block 14 which is reciprocating in the cylinder block 13 is included. The cylinder block 13 comprises a plurality of (eg two, in 1 ) Cylinders 15 , The piston block 14 comprises a plurality of (eg two, in 1 ) Piston 16 each of which is configured to be in a corresponding one of the cylinders 15 to move back and forth. More specifically, each of the cylinders 15 a pressure chamber formed therein 15a on. The pressure chamber 15a is due to an upward movement of the corresponding piston 16 compressed (or reduced), and by a downward movement of the corresponding piston 16 expands (or increases).
Der Kolbenblock 14 weist einen darin ausgebildeten Innenraum 14a auf. Innerhalb des Innenraums 14a ist ein Rotor 17 drehbar angebracht, welcher mechanisch mit einer Abtriebswelle (oder einer Kurbelwelle) des Verbrennungsmotors verbunden ist. Mit einer exzentrischen Rotation bzw. Drehung des Rotors 17 im Innenraum 14a wird der Kolbenblock 14 durch den Rotor 17 verdichtet, um sich hin- und herzubewegen, wodurch die Kolben 16 verursacht werden, sich abwechselnd wiederholend nach oben und nach unten zu bewegen. Hiernach bezeichnet absenkend bzw. abwärts bewegend für jeden der Kolben 16 eine lineare Bewegung des Kolbens 16 in eine Richtung von einem oberen Totpunkt zu einem unteren Totpunkt des Kolbens 16 in der entsprechenden Druckkammer 15a, während anhebend bzw. nach oben bewegend eine Bewegung des Kolbens 16 in einer Richtung vom unteren Totpunkt zum oberen Totpunkt bezeichnet. Darüber hinaus wird bei der Abwärtsbewegung des Kolbens 16 der Kraftstoff, der durch die Förderpumpe 11 gefördert wird, aus der Niederdruckpassage 18 in die entsprechende Druckkammer 15a gesaugt; wobei bei der Aufwärtsbewegung des Kolbens 16 der Kraftstoff in der Druckkammer 15a druckbeaufschlagt wird und aus der Druckkammer 15a zu der Hochdruckpassage 41 ausgelassen wird. Zudem sollte beachtet werden, dass die Förderpumpe 11 auch durch den Verbrennungsmotor angetrieben wird.The piston block 14 has an interior formed therein 14a on. Inside the interior 14a is a rotor 17 rotatably mounted, which is mechanically connected to an output shaft (or crankshaft) of the internal combustion engine. With an eccentric rotation or rotation of the rotor 17 in the interior 14a becomes the piston block 14 through the rotor 17 compressed to move back and forth, causing the pistons 16 caused to alternately move up and down repeatedly. Hereinafter referred to sinking or downwardly moving for each of the pistons 16 a linear movement of the piston 16 in a direction from a top dead center to a bottom dead center of the piston 16 in the appropriate pressure chamber 15a while lifting or moving upwards movement of the piston 16 in a direction from bottom dead center to top dead center. In addition, during the downward movement of the piston 16 the fuel passing through the feed pump 11 is funded from the low pressure passage 18 in the appropriate pressure chamber 15a sucked; being at the upward movement of the piston 16 the fuel in the pressure chamber 15a is pressurized and out of the pressure chamber 15a to the high pressure passage 41 is omitted. In addition, it should be noted that the feed pump 11 also driven by the internal combustion engine.
Bezüglich den 2A bis 2B wird nun die Struktur bzw. der Aufbau der Hochdruckpumpe 12 im Detail beschrieben. Es sollte beachtet werden, dass zur Vereinfachung nur ein Paar von dem Zylinder 15 und dem Kolben 16 in den 2A bis 2B dargestellt wird, da die Paare der Zylinder 15 und der Kolben 16 der Hochdruckpumpe 12 identisch zueinander sind. Zudem stellt 2A das Paar von dem Zylinder 15 und dem Koben 16 in einer Ansaugphase dar, während welcher der Kraftstoff aus der Niederdruckpassage 18 in die Druckkammer 15a gesaugt wird; 2B stellt diese in einer Kraftstoffmengenregelphase dar, während welcher die Menge des Kraftstoffs in der Druckkammer 15a geregelt wird; und 2C stellt diese in einer Zuführphase dar, in welcher die geregelte Menge des Kraftstoffs in der Druckkammer 15a druckbeaufschlagt und aus der Druckkammer 15a zu der Hochdruckpassage 41 ausgelassen wird.Regarding the 2A to 2 B Now the structure or the structure of the high pressure pump twelve described in detail. It should be noted that for simplicity only a pair of the cylinder 15 and the piston 16 in the 2A to 2 B is shown as the pairs of cylinders 15 and the piston 16 the high pressure pump twelve are identical to each other. It also provides 2A the pair of the cylinder 15 and the hoop 16 in an intake phase during which the fuel from the low pressure passage 18 in the pressure chamber 15a is sucked; 2 B represents this in a fuel quantity control phase, during which the amount of fuel in the pressure chamber 15a is regulated; and 2C represents this in a feed phase, in which the regulated amount of fuel in the pressure chamber 15a pressurized and out of the pressure chamber 15a to the high pressure passage 41 is omitted.
Wie in den 2A bis 2C dargestellt, weist der Zylinder 15 einen darin ausgebildeten Auslass 15b zum Auslassen des Kraftstoffs aus der Druckkammer 15a in die Niederdruckpassage 18 auf. Der Auslass 15b wird durch ein Kraftstoffmengenregelventil 19 geöffnet und geschlossen, welches ein Magnetventil ist (oder ein elektromagnetisches Ventil).As in the 2A to 2C shown, the cylinder points 15 an outlet formed therein 15b for discharging the fuel from the pressure chamber 15a in the low pressure passage 18 on. The outlet 15b is through a fuel quantity control valve 19 opened and closed, which one Solenoid valve is (or an electromagnetic valve).
Genauer gesagt besteht das Kraftstoffmengenregelventil 19 aus einem Stator einschließlich eines Solenoids 19a, eines Ankers 19b, eines Ventilelements 19c und einer Feder 19d. Der Stator erzeugt eine magnetische Anziehungskraft, wenn der Solenoids 19a angeregt wird (oder mit einem elektrischen Strom versorgt wird). Der Anker 19b ist angebracht, um den Stator mit einem dazwischen ausgebildeten Luftspalt CL gegenüberzuliegen (siehe 2B)). Darüber hinaus bewegt sich der Anker 19b in Richtung des Stators, nachdem er durch die magnetische Anziehungskraft, die durch den Stator erzeugt wird, angezogen wurde, wodurch der Lutfspalt CL reduziert wird. Das Ventilelement 19c ist an dem Anker 19b so befestigt, dass es sich entlang des Ankers 19b bewegen kann, um den Auslass 15b des Zylinders 15 zu öffnen und zu schließen. Die Feder 19d drängt bzw. zwingt den Anker 19b in eine Ventilschließrichtung des Ventils 19 (d.h., die Abwärtsrichtung in den 2A bis 2C). Zudem wird das Ventilelement 19c durch den Kraftstoffdruck in der Druckkammer 15a in eine Ventilöffnungsrichtung des Ventils 19 gezwungen (d.h., die Aufwärtsrichtung in den 2A bis 2C).More specifically, the fuel quantity control valve 19 from a stator including a solenoid 19a , an anchor 19b , a valve element 19c and a spring 19d , The stator creates a magnetic attraction when the solenoid 19a is stimulated (or supplied with an electric current). The anchor 19b is attached to the stator with an air gap formed therebetween CL to oppose (see 2 B )). In addition, the anchor moves 19b in the direction of the stator, after being attracted by the magnetic attraction force generated by the stator, whereby the suction gap CL is reduced. The valve element 19c is at the anchor 19b so fastened that along the anchor 19b can move to the outlet 15b of the cylinder 15 to open and close. The feather 19d pushes or forces the anchor 19b in a valve closing direction of the valve 19 (ie, the downward direction in the 2A to 2C ). In addition, the valve element 19c by the fuel pressure in the pressure chamber 15a in a valve opening direction of the valve 19 forced (ie, the upward direction in the 2A to 2C ).
Somit wird das Ventilelement 19c in Ventilschließrichtung bewegt, um den Auslass 15b des Zylinders 15 zu schließen, wenn die Summe aus der magnetischen Anziehungskraft, die durch den Stator erzeugt wird, und der Spannkraft der Feder 19b größer als die Kraft zum Zwingen bzw. Bewegen des Ventilelements 19c, die durch den Kraftstoffdruck in der Druckkammer 15a erzeugt wird, ist. Demhingegen wird das Ventilelement 19c in Ventilöffnungsrichtung bewegt, um den Auslass 15b zu öffnen, wenn die Summe aus der magnetischen Anziehungskraft und der Spannkraft der Feder 19b kleiner als die Zwingkraft ist, die durch den Kraftstoffdruck in der Druckkammer 15a erzeugt wird.Thus, the valve element 19c moved in the valve closing direction to the outlet 15b of the cylinder 15 to close when the sum of the magnetic attraction, which is generated by the stator, and the clamping force of the spring 19b greater than the force for forcing or moving the valve element 19c caused by the fuel pressure in the pressure chamber 15a is generated. In contrast, the valve element 19c moved in the valve opening direction to the outlet 15b to open when the sum of the magnetic attraction and the spring tension 19b smaller than the force of forcing is due to the fuel pressure in the pressure chamber 15a is produced.
Daher wird das Ventilelement 19c in Ventilöffnungsrichtung gegen die Spannkraft der Feder 19d bewegt, wenn der Solenoids 19a nicht mehr mit Energie versorgt wird bzw. abgeschaltet wird, und der Kraftstoffdruck in der Druckkammer 15a ausreichend groß ist, wodurch der Auslass 15b des Zylinders 15 geöffnet wird. Das heißt, in der vorliegenden Ausführungsform ist das Kraftstoffmengenregelventil 19 als ein automatisch öffnendes Ventil konfiguriert, welches nur mittels des Kraftstoffdrucks in der Druckkammer 15a öffnet. Zudem ist in dem Kraftstoffmengenregelventil 19 der elektromagnetische Aktor, welcher aus dem Stator und dem Anker 19b besteht, konfiguriert, das Ventilelement 19c in Ventilschließrichtung zu drängen bzw. zwingen, und nicht in die Ventilöffnungsrichtung.Therefore, the valve element becomes 19c in the valve opening direction against the clamping force of the spring 19d moves when the solenoids 19a is no longer supplied with energy or is switched off, and the fuel pressure in the pressure chamber 15a is sufficiently large, eliminating the outlet 15b of the cylinder 15 is opened. That is, in the present embodiment, the fuel quantity control valve 19 is configured as an automatically-opening valve, which only by means of the fuel pressure in the pressure chamber 15a opens. In addition, in the fuel quantity control valve 19 the electromagnetic actuator, which consists of the stator and the armature 19b consists, configured, the valve element 19c urge in the valve closing direction, and not in the valve opening direction.
Aus der Niederdruckpassage 18 zweigt eine Ansaugpassage 18a so ab, um den Auslass 15b des Zylinders 15 zu passieren bzw. zu umgehen. Darüber hinaus hat der Kolben 16 darin einen Ansaugauslass 16a zum Ansaugen des Kraftstoffs aus der Ansaugpassage 18a in die Druckkammer 15a ausgebildet. Zudem ist ein Ansaugventil 20 zu dem Kolben 16 montiert, um den Ansaugeinlass 16a zu öffnen und zu schließen.From the low pressure passage 18 branches a suction passage 18a so off to the outlet 15b of the cylinder 15 to pass or bypass. In addition, the piston has 16 in a suction outlet 16a for sucking the fuel from the intake passage 18a in the pressure chamber 15a educated. There is also an intake valve 20 to the piston 16 mounted to the suction inlet 16a to open and close.
Das Ansaugventil 20 besteht aus einem Ventilelement 20a und einer Feder 20b. Das Ventilelement 20a ist angebracht, um den Ansaugeinlass 16a zu öffnen und zu schließen. Die Feder 20b ist angebracht, um eine Spannkraft auf das Ventilelement 20a in Ventilschließrichtung des Ansaugventils 20 aufzubringen (d.h., in Abwärtsrichtung in den 2A bis 2C). Darüber hinaus wird das Ventilelement 20a auch durch den Kraftstoffdruck in der Druckkammer 15a in Ventilschließrichtung gezwungen. Somit wird das Ventilelement 20a entgegen der Spannkraft der Feder 20b bewegt, um den Ansaugeinlass 16a zu öffnen, wenn der Kraftstoffdruck in der Druckkammer 15a unter einen vorbestimmten Wert fällt.The intake valve 20 consists of a valve element 20a and a spring 20b , The valve element 20a is attached to the suction inlet 16a to open and close. The feather 20b is attached to a clamping force on the valve element 20a in the valve closing direction of the intake valve 20 to apply (ie, in the downward direction in the 2A to 2C ). In addition, the valve element 20a also by the fuel pressure in the pressure chamber 15a forced in the valve closing direction. Thus, the valve element 20a against the tension of the spring 20b moves to the suction inlet 16a to open when the fuel pressure in the pressure chamber 15a falls below a predetermined value.
Zusätzlich zu dem Auslass 15b hat der Zylinder 15 außerdem darin einen Auslass 15c zum Auslassen des Kraftstoffs in der Druckkammer 15a zu der Hochdruckpassage 41 ausgebildet. Der Auslass 15c wird durch ein Auslassventil 21 geöffnet und geschlossen, das durch ein Checkventil bzw. Prüfventil implementiert ist. Das Auslassventil 21 ist so konfiguriert, dass es den Auslass 15c automatisch öffnet, wenn der Kraftstoffdruck in der Druckkammer 15a um einen vorbestimmten Wert höher als der Kraftstoffdruck stromabwärts von dem Auslassventil 21 (oder der Kraftstoffdruck in der Sammelleitung 42) wird.In addition to the outlet 15b has the cylinder 15 also an outlet in it 15c for discharging the fuel in the pressure chamber 15a to the high pressure passage 41 educated. The outlet 15c is through an exhaust valve 21 opened and closed, which is implemented by a check valve or test valve. The outlet valve 21 is configured to be the outlet 15c automatically opens when the fuel pressure in the pressure chamber 15a by a predetermined value higher than the fuel pressure downstream of the exhaust valve 21 (or the fuel pressure in the manifold 42 ) becomes.
Als nächstes wird das Steuern der Kraftstoffmengenregelventile 19 der Hochdruckpumpe 12 bezüglich den 2A bis 2C beschrieben.Next, the control of the fuel quantity control valves 19 the high pressure pump twelve concerning the 2A to 2C described.
Für jedes der Paare der Zylinder 15 und der Kolben 16 der Hochdruckpumpe 12 bewegt sich der Kolben 16 während der Ansaugphase, wie in 2A dargestellt, nach unten, und verursacht, dass der Kraftstoffdruck in der Druckkammer 15a (oder der Kraftstoffdruck im Kolben 16) unter den Kraftstoffdruck in der Niederdruckpassage 18 (oder den Förderdruck P1 der Förderpumpe 11) fällt. Somit wird das Ansaugventil 20 geöffnet und sowohl das Auslassventil 21 als auch das Durchflussmengenregelventil 19 geschlossen. Außerdem wird in dieser Phase der Solenoids 19a des Durchflussmengenregelventils 19 abgeschaltet gehalten. Dadurch wird der Kraftstoff aus der Niederdruckpassage 18 in die Druckkammer 15a über die Ansaugpassage 18a und den Ansaugeinlass 16a gesaugt.For each of the pairs of cylinders 15 and the piston 16 the high pressure pump twelve the piston moves 16 during the intake phase, as in 2A shown, down, and causes the fuel pressure in the pressure chamber 15a (or the fuel pressure in the piston 16 ) under the fuel pressure in the low pressure passage 18 (or the delivery pressure P1 of the feed pump 11 ) falls. Thus, the suction valve 20 open and both the exhaust valve 21 as well as the flow control valve 19 closed. In addition, in this phase of the solenoids 19a of the flow control valve 19 kept switched off. As a result, the fuel from the low-pressure passage 18 in the pressure chamber 15a over the intake passage 18a and the suction inlet 16a sucked.
Während der Kraftstoffmengenregelphase bewegt sich der Kolben 16, wie in 2B dargestellt, nach oben, wodurch der Kraftstoff in der Druckkammer 15a verdichtet wird, und somit der Kraftstoffdruck in der Druckkammer 15a schrittweise erhöht wird. Demzufolge wird das Ansaugventil 20 geschlossen. Darüber hinaus wird das Auslassventil 21 immer noch geschlossen gehalten, da der Kraftstoffdruck in der Druckkammer 15a noch nicht derart angestiegen ist, dass er um den vorbestimmten Wert höher als der Kraftstoffdruck stromabwärts von dem Auslassventil 21 ist. During the fuel flow control phase, the piston moves 16 , as in 2 B shown, upward, causing the fuel in the pressure chamber 15a is compressed, and thus the fuel pressure in the pressure chamber 15a is gradually increased. As a result, the suction valve becomes 20 closed. In addition, the exhaust valve 21 still kept closed because of the fuel pressure in the pressure chamber 15a is not yet increased to be higher than the fuel pressure downstream of the exhaust valve by the predetermined value 21 is.
Ferner wird während der Kraftstoffmengenregelphase ein Pilotstrom I1, welcher niedriger als ein voller Strom I2 ist, welcher später beschrieben wird, dem Solenoid 19a des Kraftstoffmengenregelventils 19 zugeführt. Der Pilotstrom I1 wird so niedrig eingestellt, um das Ventilelement 19c des Kraftstoffmengenregelventils 19 nicht zu verursachen, den Auslass 15e gegen den Kraftstoffdruck in der Druckkammer 15a vollständig zu schließen. Demzufolge wird das Kraftstoffmengenregelventil 19 während der Kraftstoffmengenregelphase offen gehalten. Somit wird ein Teil des Kraftstoffs, der während der Ansaugphase in die Druckkammer 15a gesaugt wird, über den Auslass 15b aus der Druckkammer 15a in die Niederdruckpassage 18 ausgelassen.Further, during the fuel amount control phase, a pilot current I1 which is lower than a full current I2, which will be described later, becomes the solenoid 19a of the fuel quantity control valve 19 fed. The pilot current I1 is set as low as the valve element 19c of the fuel quantity control valve 19 not to cause the outlet 15e against the fuel pressure in the pressure chamber 15a completely close. As a result, the fuel quantity control valve becomes 19 kept open during the fueling control phase. Thus, a portion of the fuel that enters the pressure chamber during the intake phase 15a is sucked over the outlet 15b from the pressure chamber 15a in the low pressure passage 18 omitted.
Zudem wird der Auslassdurchfluss des Kraftstoffs während der Kraftstoffmengenregelphase aus der Druckkammer 15a in die Niederdruckpassage 18 im Auslass 15b gedrosselt, falls der Betrag des Ventilöffnungshubs des Ventilelements 19c zu groß eingestellt wird (oder der Pilotstrom I1 zu niedrig eingestellt wird). Das heißt, dass in diesem Fall der kreisförmige Querschnitt des Auslasses 15b für den minimalen Querschnitt der Auslasspassage zum Auslassen des Kraftstoffs aus der Druckkammer 15a in die Niederdruckpassage 18 steht bzw. diesen repräsentiert. Zum Vergleich ist der Betrag des Ventilöffnungshubs des Ventilelements 19c in der vorliegenden Ausführungsform so eingestellt, dass der Auslassdurchfluss des Kraftstoffs aus der Druckkammer 15a in die Niederdruckpassage 18 an einem ringförmigen Spalt, der zwischen dem Ventilelement 19c und dem Auslass 15b ausgebildet ist, gedrosselt wird. Das heißt, der Querschnitt des ringförmigen Spalts steht in der vorliegenden Ausführungsform für den minimalen Querschnitt der Auslasspassage zum Auslassen des Kraftstoffs aus der Druckkammer 15a in die Niederdruckpassage 18. Somit ist der Kraftstoffdruck (z.B. 5 MPa), der in der Druckkammer 15a gemäß der vorliegenden Ausführungsform aufgebaut werden kann, viel höher als der Kraftstoffdruck (z.B. mehrere hundert kPa), der in der Druckkammer 15a im Falle des Drosselns des Auslasses des Kraftstoffs am Auslass 15b aufgebaut werden kann.In addition, the exhaust flow of the fuel during the fuel quantity control phase from the pressure chamber 15a in the low pressure passage 18 in the outlet 15b throttled if the amount of the valve opening stroke of the valve element 19c is set too high (or the pilot current I1 is set too low). This means that in this case the circular cross-section of the outlet 15b for the minimum cross section of the outlet passage for discharging the fuel from the pressure chamber 15a in the low pressure passage 18 stands or represents this. For comparison, the amount of the valve opening stroke of the valve element 19c in the present embodiment, adjusted so that the exhaust flow of the fuel from the pressure chamber 15a in the low pressure passage 18 at an annular gap between the valve element 19c and the outlet 15b is formed, is throttled. That is, the cross section of the annular gap is in the present embodiment for the minimum cross section of the outlet passage for discharging the fuel from the pressure chamber 15a in the low pressure passage 18 , Thus, the fuel pressure (eg 5 MPa) that is in the pressure chamber 15a According to the present embodiment can be constructed, much higher than the fuel pressure (eg, several hundred kPa), in the pressure chamber 15a in the case of throttling the outlet of the fuel at the outlet 15b can be built.
Während der Zuführphase wird der Gesamtstrom I2 an dem Solenoid 19a des Kraftstoffmengenregelventils 19 angelegt, während sich der Kolben 16 nach oben bewegt. Der Gesamtstrom I2 wird so hoch eingestellt, dass das Ventilelement 19c des Kraftstoffmengenregelventils 19 den Auslass 15b gegen den Kraftstoffdruck in der Druckkammer 15a schließt. Somit wird das Kraftstoffmengenregelventil 19 vollständig geschlossen, wodurch der Auslassdurchfluss des Kraftstoffs aus der Druckkammer 15a in die Niederdruckpassage 18 blockiert wird. Das heißt, es ist durch Steuern des Zeitpunkts zum Zuführen des Gesamtstroms I2 an den Solenoid 19a des Kraftstoffmengenregelventils 19 möglich, die Menge des Kraftstoffs zu regeln (oder zu steuern), welcher in der Druckkammer 15a nach dem Schließen des Auslasses 15b verbleibt.During the feed phase, the total current I2 at the solenoid becomes 19a of the fuel quantity control valve 19 applied while the piston 16 moved upwards. The total current I2 is set so high that the valve element 19c of the fuel quantity control valve 19 the outlet 15b against the fuel pressure in the pressure chamber 15a closes. Thus, the fuel quantity control valve becomes 19 completely closed, reducing the outlet flow of fuel from the pressure chamber 15a in the low pressure passage 18 is blocked. That is, it is by controlling the timing for supplying the total current I2 to the solenoid 19a of the fuel quantity control valve 19, it is possible to control (or control) the amount of fuel which is contained in the pressure chamber 15a after closing the outlet 15b remains.
Darüber hinaus wird das Ansaugventil 20 während der Zuführphase geschlossen gehalten. Somit steigt der Kraftstoffdruck in der Druckkammer 15a weiter an, um um den vorbestimmten Wert höher als der Kraftstoffdruck stromabwärts von dem Auslassventil 21 zu werden, während sich der Kolben 16 weiter nach oben bewegt, wobei sowohl das Kraftstoffmengenregelventil 19 als auch das Ansaugventil 20 vollständig geschlossen sind. Als Ergebnis wird das Auslassventil 21 geöffnet, wodurch der Hochdruckkraftstoff in der Druckkammer 15a an die Sammelleitung 42 über die Hochdruckpassage 41 ausgelassen werden kann.In addition, the intake valve 20 kept closed during the feeding phase. Thus, the fuel pressure in the pressure chamber increases 15a further to the predetermined value higher than the fuel pressure downstream of the exhaust valve 21 to become while the piston 16 further moved upward, with both the fuel quantity control valve 19 as well as the intake valve 20 are completely closed. As a result, the exhaust valve 21 opened, causing the high-pressure fuel in the pressure chamber 15a to the manifold 42 over the high pressure passage 41 can be left out.
Bezüglich 3 wird ein Betrieb der Hochdruckpumpe 12 im Detail beschrieben. 3 stellt die Veränderungen in Abhängigkeit zur Zeit in verschiedenen Parametern für jedes der Paare der Zylinder 15 und der Kolben 16 der Hochdruckpumpe 12 dar.In terms of 3 becomes an operation of the high-pressure pump twelve described in detail. 3 represents the changes in function of time in different parameters for each of the pairs of cylinders 15 and the piston 16 the high pressure pump twelve represents.
Genauer gesagt stellt das Diagramm (a) in 3 die Veränderung in Abhängigkeit zur Zeit des Hubs des Kolbens 16 dar; das Diagramm (b) stellt die Veränderung in Abhängigkeit zur Zeit des elektrischen Stroms, der an dem Solenoid 19a des Kraftstoffmengenregelventils 19 angelegt wird, dar (abgekürzt als Spulenstrom in 3); Diagramm (c) stellt die Veränderung in Abhängigkeit zur Zeit des Kraftstoffdrucks in der Druckkammer 15a dar; Diagramm (d) stellt die Veränderung in Abhängigkeit zur Zeit des Ventilöffnungshubs des Ventilelements 19c des Kraftstoffmengenregelventils 19 dar (abgekürzt als Anheben des Kraftstoffmengenregelventils in 3); und Diagramm (e) stellt die Veränderung in Abhängigkeit zur Zeit des Ventilöffnungshubs des Ventilelements 20c des Ansaugventils 20 dar (abgekürzt als Anheben des Ansaugventils in 3). Darüber hinaus entspricht der Abwärtstakt des Kolbens 16 den Zeitdauern t1 bis t4; und der Aufwärtstakt des Kolbens 16 den Zeitdauern t4 bis t1. Ferner entspricht die obenstehend beschriebene Ansaugphase den Zeitdauern t1 bis t4; die Kraftstoffmengenregelphase den Zeitdauern t4 bis t8; und die Zuführphase den Zeitdauern t8 bis t2.More specifically, the diagram (a) in FIG 3 the change depending on the time of stroke of the piston 16 group; the graph (b) represents the variation with time of the electric current flowing on the solenoid 19a of the fuel quantity control valve 19 is applied, (abbreviated as coil current in 3 ); Diagram (c) represents the change depending on the time of the fuel pressure in the pressure chamber 15a group; Diagram (d) shows the change depending on the time of the valve opening stroke of the valve element 19c of the fuel quantity control valve 19 (abbreviated as raising the fuel quantity control valve in 3 ); and Diagram (e) shows the change in relation to the time of the valve opening stroke of the valve element 20c the intake valve 20 (abbreviated as raising the intake valve in 3 ). In addition, the downward stroke of the piston corresponds 16 the time periods t1 to t4 ; and the upward stroke of the piston 16 the time periods t4 to t1 , Furthermore, the suction phase described above corresponds to the time periods t1 to t4 ; the Fuel quantity control phase the periods t4 to t8 ; and the delivery phase over the time periods t8 to t2 ,
Zuerst beginnt der Kolben 16 in einem Zeitpunkt t1 sich nach unten zu bewegen, wodurch der Kraftstoffdruck in der Druckkammer 15a abfällt (siehe 3(c)). Anschließend beginnt das Ansaugventil 20 mit seinem Ventilöffnungsbetrieb (siehe 3(e)), wodurch der Kraftstoff über die Ansaugpassage 18a aus der Niederdruckpassage 18 in die Druckkammer 15a angesaugt wird. Das heißt, die Ansaugphase wird gestartet.First, the piston starts 16 at a time t1 to move down, reducing the fuel pressure in the pressure chamber 15a falls off (see 3 (c) ). Then the intake valve starts 20 with its valve opening operation (see 3 (e) ), which causes the fuel through the intake passage 18a from the low pressure passage 18 in the pressure chamber 15a is sucked. That is, the suction phase is started.
Zudem wird das Zuführen des elektrischen Stroms zu dem Solenoid 19a des Kraftstoffmengenregelventils 19 im Zeitpunkt t1 gestoppt; das Kraftstoffregelventil 19 wird durch die Spannkraft der Feder 19d geschlossen gehalten.In addition, the supply of the electric current to the solenoid 19a of the fuel quantity control valve 19 at the time t1 stopped; the fuel control valve 19 is due to the resilience of the spring 19d kept closed.
Zum Zeitpunkt t2 ist der Kraftstoffdruck in der Druckkammer 15a unter einen Ventilöffnungsdruck P3 des Auslassventils 21 gefallen. Somit wird das Auslassventil 21 geschlossen, wodurch das Zuführen des Kraftstoffs aus der Druckkammer 15a über die Hochdruckpassage 41 in die Sammelleitung 42 beendet wird.At the time t2 is the fuel pressure in the pressure chamber 15a under a valve opening pressure P3 the exhaust valve 21 like. Thus, the exhaust valve 21 closed, thereby supplying the fuel from the pressure chamber 15a over the high pressure passage 41 in the manifold 42 is ended.
Der Kraftstoffdruck in der Druckkammer 15a, welcher seit Beginn der Ansaugphase abgefallen ist, fällt so lange ab, bis er den Speisedruck bzw. Förderdruck P1 der Förderpumpe 11 erreicht. Dann wird der Kraftstoffdruck in der Druckkammer 15a auf dem Förderdruck P1 bis zum Ende der Ansaugphase gehalten (siehe 3(c)).The fuel pressure in the pressure chamber 15a , which has fallen off since the beginning of the intake phase, falls off until it is the feed pressure or discharge pressure P1 the feed pump 11 reached. Then the fuel pressure in the pressure chamber 15a on the delivery pressure P1 held until the end of the suction phase (see 3 (c) ).
Zum Zeitpunkt t3 wird der Pilotstrom I1 am Solenoid 19a des Kraftstoffmengenregelventils 19 angelegt (siehe 3(b)). Der Zeitpunkt t3 wird so eingestellt, dass er vor einem Zeitpunkt t4 ist, was später durch eine erste vorbestimmte Zeitdauer beschrieben wird (oder einen ersten vorbestimmten Kurbelwinkel des Verbrennungsmotors).At the time t3 becomes the pilot stream I1 at the solenoid 19a of the fuel quantity control valve 19 created (see 3 (b) ). Point of time t3 is set to be before a time t4 is what will be described later by a first predetermined period of time (or a first predetermined crank angle of the internal combustion engine).
Zum Zeitpunkt t4 bewegt sich der Kolben 16 nicht mehr nach unten, sonder beginnt sich nach oben zu bewegen, wodurch der Kraftstoffdruck in der Druckkammer 15a ansteigt (siehe 3(c)). Anschließend beginnt das Ansaugventil 20 mit seinem Ventilschließbetrieb (siehe 3(e)), wobei das Kraftstoffmengenregelventil 19 mit seinem Ventilöffnungsbetrieb beginnt (siehe 3(d)). Das heißt, die Ansaugphase wird beendet und die Kraftstoffmengenregelphase gestartet.At the time t4 the piston moves 16 no longer down, but begins to move upwards, reducing the fuel pressure in the pressure chamber 15a rises (see 3 (c) ). Then the intake valve starts 20 with its valve closing operation (see 3 (e) ), wherein the fuel quantity control valve 19 begins with its valve opening operation (see 3 (d) ). That is, the intake phase is ended and the fuel quantity control phase is started.
Zu einem Zeitpunkt t5 erreicht der Ventilöffnungshub des Ventilelements 19c des Kraftstoffmengenregelventils 19 sein Maximum, und beendet den Ventilöffnungsbetrieb des Ventils 19.At a time t5 reaches the Ventilöffnungshub the valve element 19c of the fuel quantity control valve 19 its maximum, and ends the valve opening operation of the valve 19 ,
Zudem wird das Kraftstoffmengenregelventil 19 nur durch den Kraftstoffdruck in der Druckkammer 15a, welcher auf das Ventilelement 19c wirkt, während der Kraftstoffmengenregelphase automatisch (bzw. mechanisch) geöffnet. Ferner wird der Kraftstoffdruck in der Druckkammer 15a auf einem Kraftstoffmengenregeldruck P2, der höher als der Förderdruck P1 ist, gehalten, wobei das Kraftstoffmengenregelventil 19 geöffnet ist.In addition, the fuel quantity control valve 19 only by the fuel pressure in the pressure chamber 15a which is on the valve element 19c acts during the fuel quantity control phase automatically (or mechanically) opened. Further, the fuel pressure in the pressure chamber 15a on a fuel quantity control pressure P2 , which is higher than the delivery pressure P1 is held, wherein the fuel quantity control valve 19 is open.
Zu einem Zeitpunkt t6 wird der volle Strom bzw. Gesamtstrom I2 an dem Solenoid 19a des Kraftstoffmengenregelventils 19 angelegt (siehe 3(b)). Der Zeitpunkt t6 wird so eingestellt, dass er vor dem Zeitpunkt t8 liegt, welcher später durch eine zweite vorbestimmte Zeitdauer beschrieben wird (oder einen zweiten vorbestimmten Kurbelwinkel des Verbrennungsmotors).At a time t6 becomes the full current or total current I2 on the solenoid 19a of the fuel quantity control valve 19 created (see 3 (b) ). Point of time t6 is set to be before the time t8 which will be described later by a second predetermined period of time (or a second predetermined crank angle of the internal combustion engine).
In der vorliegenden Ausführungsform liegt der elektrische Strom, der an dem Solenoid 19a des Kraftstoffmengenregelventils 19 angelegt wird, in Form einer dreieckigen Welle bzw. eines dreieckigen Kurvenverlaufs vor; der Betrag des elektrischen Stroms wird durch Steuern des Arbeitszyklusses des elektrischen Stroms gesteuert. Daher ist der elektrische Strom in 3(e)) als über dem Gesamtstrom I2 pulsierend dargestellt.In the present embodiment, the electrical current is at the solenoid 19a of the fuel quantity control valve 19 is applied, in the form of a triangular wave or a triangular curve before; the amount of electric current is controlled by controlling the duty cycle of the electric current. Therefore, the electric current is in 3 (e) ) than over the total current I2 shown pulsating.
Zu einem Zeitpunkt t7 beginnt das Kraftstoffmengenregelventil 19 mit seinem Ventilschließbetrieb, wobei der Gesamtstrom I2 an dem Solenoid 19a angelegt ist (siehe 3(d)).At a time t7 the fuel quantity control valve starts 19 with its valve closing operation, the total current I2 on the solenoid 19a is created (see 3 (d) ).
Zudem entspricht das Zeitintervall zwischen den Zeitpunkten t6 und t7 der Verzögerung der mechanischen Antwort des Ventilelements 19c auf das Zuführen bzw. Anlegen des Gesamtstroms I2 an dem Solenoid 19a.In addition, the time interval between the times corresponds t6 and t7 the delay of the mechanical response of the valve element 19c on the supply or application of the total current I2 on the solenoid 19a ,
Nachdem das Kraftstoffmengenregelventil 19 geschlossen ist, wird der Kraftstoff in der Druckkammer 15a, während sich der Kolben 16 nach oben bewegt, weiter druckbeaufschlagt, wodurch der Kraftstoffdruck in der Druckkammer 15a von dem Kraftstoffmengenregeldruck P2 schnell ansteigt, um den Ventilöffnungsdruck P3 des Auslassventils 21 zu übersteigen.After the fuel quantity control valve 19 closed, the fuel is in the pressure chamber 15a while the piston 16 moved upward, further pressurized, causing the fuel pressure in the pressure chamber 15a from the fuel quantity control pressure P2 rises rapidly to the valve opening pressure P3 the exhaust valve 21 to exceed.
Zu einem Zeitpunkt t8 wird das Auslassventil 21 geöffnet, wodurch der Hochdruckkraftstoff in der Druckkammer 15a über die Hochdruckpassage 41 zu der Sammelleitung 42 ausgelassen werden kann. Das heißt, die Kraftstoffmengenregelphase wird beendet und die Zuführphase gestartet.At a time t8 becomes the exhaust valve 21 opened, causing the high-pressure fuel in the pressure chamber 15a over the high pressure passage 41 to the manifold 42 can be left out. That is, the fuel quantity control phase is terminated and the supply phase is started.
Zudem entspricht das Zeitintervall zwischen dem Zeitpunkt, in welchem der Kraftstoffdruck in der Druckkammer 15a angestiegen ist, um den Ventilöffnungsdruck P3 des Auslassventils 21 zu übersteigen, und dem Zeitpunkt t8, der Verzögerung der mechanischen Antwort des Auslassventils 21 auf den Anstieg des Kraftstoffdrucks über dem Ventilöffnungsdruck P3.In addition, the time interval between the time in which the fuel pressure in the pressure chamber 15a has increased to the valve opening pressure P3 the exhaust valve 21 to exceed and the time t8 , the delay of the mechanical response of the exhaust valve 21 on the increase of the fuel pressure over the valve opening pressure P3 ,
Während der Zuführphase wird das Kraftstoffmengenregelventil 19 durch sowohl die Spannkraft der Feder 19b als auch die magnetische Anziehungskraft, welche durch Anlegen des Gesamtstroms I2 an dem Solenoid 19a erzeugt wird, geschlossen gehalten. Zum Vergleich, während der Ansaugphase wird das Kraftstoffmengenregelventil 19 nur durch die Spannkraft der Feder 19b geschlossen gehalten.During the feed phase, the fuel quantity control valve 19 by both the resilience of the spring 19b as well as the magnetic attraction, which by applying the total current I2 on the solenoid 19a is generated, kept closed. For comparison, during the intake phase, the fuel quantity control valve 19 only by the tension of the spring 19b kept closed.
Ferner wird das Druckreduzierungsventil 46 (siehe 1) geöffnet, um den Kraftstoff in der Sammelleitung 42 zu der Rückführpassage 45 auszulassen, wenn der Kraftstoffdruck in der Druckkammer 15a so angestiegen ist, dass der Kraftstoffdruck in der Sammelleitung 42 einen Zielkraftstoffdruck t4 der Sammelleitung 42 überschreitet, wodurch der Kraftstoffdruck in der Sammelleitung 42 reduziert wird. Somit wird der Kraftstoffdruck in der Druckkammer 15a entsprechend reduziert.Further, the pressure reducing valve becomes 46 (please refer 1 ) open to the fuel in the manifold 42 to the return passage 45 to omit if the fuel pressure in the pressure chamber 15a has risen so that the fuel pressure in the manifold 42 a target fuel pressure t4 the manifold 42 exceeds, thereby increasing the fuel pressure in the manifold 42 is reduced. Thus, the fuel pressure in the pressure chamber becomes 15a reduced accordingly.
Zudem wird das Druckreduzierungsventil 46 in der vorliegenden Ausführungsform durch die ECU 44 über eine Rückkopplung gesteuert, um den Kraftstoffdruck in der Sammelleitung 42, der durch den Kraftstoffdrucksensor 47 erfasst wird (siehe 1), in Übereinstimmung mit dem Zielkraftstoffdruck P4 zu bringen. Somit pulsieren der Kraftstoffdruck in der Sammelleitung 42 und der Kraftstoffdruck in der Druckkammer 15a (siehe 3(c)) schrittweise konvergierend auf den Zielkraftstoffdruck P4.In addition, the pressure reducing valve 46 in the present embodiment by the ECU 44 controlled by a feedback to the fuel pressure in the manifold 42 by the fuel pressure sensor 47 is detected (see 1 ), in accordance with the target fuel pressure P4 bring to. Thus, the fuel pressure in the manifold pulsate 42 and the fuel pressure in the pressure chamber 15a (please refer 3 (c) ) gradually converging to the target fuel pressure P4 ,
Als nächstes wird ein Prozess der ECU 44 zum Einstellen einer Zeitdauer t4 bis t8 der Kraftstoffmengenregelphase für jedes der Kraftstoffmengenregelventile 19 bezüglich 4 beschrieben. Dieser Prozess wird durch die ECU 44 in vorbestimmten Zeitintervallen wiederholt.Next is a process of ECU 44 for setting a time duration t4 to t8 the fuel quantity control phase for each of the fuel quantity control valves 19 in terms of 4 described. This process is done by the ECU 44 repeated at predetermined time intervals.
Zuerst entnimmt die ECU 44 in Schritt S10 die Drehzahl der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors (d.h., Verbrennungsmotorendrehzahl NE) von dem Drehzahlsensor.First, the ECU takes out 44 in step S10, the rotational speed of the crankshaft of the internal combustion engine (ie, engine rotational speed NE) from the rotational speed sensor.
In Schritt S11 stellt die ECU 44 den Zielkraftstoffdruck P4 in der Sammelleitung 42 (d.h., Zielleitungsdruck P4) basierend auf sowohl der Zieleinspritzmenge Q, die durch die Kraftstoffinjektoren 43 in die Zylinder des Verbrennungsmotors einzuspritzen ist, als auch der Verbrennungsmotorendrehzahl NE, die in Schritt S10 erhalten wird, ein. Genauer gesagt, je größer die Zieleinspritzmenge Q und je höher die Verbrennungsmotorendrehzahl NE, desto höher wird der Zielleitungsdruck P4 durch die ECU 44 eingestellt.In step S11 puts the ECU 44 the target fuel pressure P4 in the manifold 42 (ie, target line pressure P4 ) based on both the target injection amount Q flowing through the fuel injectors 43 is to be injected into the cylinders of the internal combustion engine, as well as the engine speed NE, in step S10 is received. Specifically, the larger the target injection amount Q and the higher the engine rotational speed NE, the higher the target line pressure becomes P4 through the ECU 44 set.
In Schritt S12 entnimmt die ECU 44 den tatsächlichen Kraftstoffdruck Pact in der Sammelleitung 42 (d.h., tatsächlicher Leitungsdruck Pact) von dem Drucksensor 47.In step S12 withdraws the ECU 44 the actual fuel pressure Pact in the manifold 42 (ie, actual line pressure Pact) from the pressure sensor 47 ,
In Schritt S13 stellt die ECU 44 basierend auf dem tatsächlichen Leitungsdruck Pact den vollständigen Strom I2 ein, der zum Schließen des Kraftstoffmengenregelventils 19 notwendig ist. Genauer gesagt, je höher der tatsächliche Leitungsdruck Pact ist, desto höher wird der Gesamtstrom I2 durch die ECU 44 eingestellt.In step S13 puts the ECU 44 based on the actual line pressure Pact the full flow I2 a, which is necessary for closing the fuel quantity control valve 19. More specifically, the higher the actual line pressure Pact, the higher the total current becomes I2 through the ECU 44 set.
In Schritt S14 stellt die ECU 44 basierend auf der Differenz zwischen dem Zielleitungsdruck P4 und dem tatsächlichen Leitungsdruck Pact die Zeitdauer t4 bis t8 der Kraftstoffmengenregelphase für das Kraftstoffmengenregelventil 19 ein. Genauer gesagt, je weiter sich der tatsächliche Leitungsdruck Pact unterhalb des Zielleitungsdrucks P4 befindet, desto kürzer wird die Zeitdauer t4 bis t8 der Kraftstoffmengenregelphase durch die ECU 44 eingestellt. Somit wird während der Kraftstoffmengenregelphase eine kleinere Menge des Kraftstoffs in die Niederdruckpassage 18 ausgelassen, und eine entsprechend größere Menge des Kraftstoffs in der Druckkammer 15a, welche druckzubeaufschlagen ist und der Sammelleitung 42 zuzuführen ist, zurückgelassen. Als Ergebnis ist es möglich, den tatsächlichen Leitungsdruck Pact auf den Zielleitungsdruck P4 zuverlässig anzuheben.In step S14 puts the ECU 44 based on the difference between the target line pressure P4 and the actual line pressure Pact the time duration t4 to t8 the fuel quantity control phase for the fuel quantity control valve 19 one. More specifically, the actual line pressure Pact continues below the target line pressure P4 the shorter the time will be t4 to t8 the fuel quantity control phase by the ECU 44 set. Thus, during the fuel amount control phase, a smaller amount of fuel becomes the low pressure passage 18 discharged, and a correspondingly larger amount of fuel in the pressure chamber 15a , which is pressurized and the manifold 42 be left behind. As a result, it is possible to set the actual line pressure Pact to the target line pressure P4 Reliably raise.
In Schritt S15 stellt die ECU 44 eine Zeitdauer t4 bis t6 basierend auf der Zeitdauer t4 bis t8, die in Schritt S14 eingestellt wird, ein.In step S15 puts the ECU 44 a period of time t4 to t6 based on the time duration t4 to t8 that in step S14 is set.
Genauer gesagt wird, wieder bezüglich 3, der elektrische Strom, der tatsächlich in dem Solenoid 19a fließt, auf den Gesamtstrom I2 in einem Zeitpunkt t7, der nach dem Zeitpunkt t6 ist, angehoben, wenn das Zuführen bzw. Anlegen des Gesamtstroms I2 an dem Solenoid 19a des Kraftstoffmengenregelventils 19 in einem Zeitpunkt t6 gestartet wird. Darüber hinaus wird das Auslassventil 21 geöffnet, um das Zuführen des Kraftstoffs von der Druckkammer 15a zu der Sammelleitung 42 in einem Zeitpunkt t8, der nach dem Zeitpunkt t7 ist, zu starten. Demgemäß gibt es bei der Ventilöffhungsantwort des Auslassventils 21 auf den Start des Anlegens des Gesamtstroms I2 an dem Kraftstoffmengenregelventil 19 eine Verzögerung t6 bis t8. Daher stellt die ECU 44 in Schritt S15 die Zeitdauer t4 bis t6 basierend auf der Zeitdauer t4 bis t8, die in Schritt S14 eingestellt wird, und durch Einbeziehen der Verzögerung t6 bis t8, ein.More specifically, it will be re-related 3 , the electrical current that is actually in the solenoid 19a flows, on the total current I2 at a time t7 that after the time t6 is raised when feeding or applying the total current I2 on the solenoid 19a of the fuel quantity control valve 19 at a time t6 is started. In addition, the exhaust valve 21 opened to supply the fuel from the pressure chamber 15a to the manifold 42 at a time t8 that after the time t7 is to start. Accordingly, there is the valve opening response of the exhaust valve 21 on the start of applying the total current I2 on the fuel quantity control valve 19 a delay t6 to t8 , Therefore, the ECU 44 in step S15 the length of time t4 to t6 based on the time duration t4 to t8 that in step S14 is adjusted, and by incorporating the delay t6 to t8 , one.
Das heißt, die Kraftstoffmengenregelphase beginnt in Zeitpunkt t4, in welchem sich der Kolben 16 beginnt nach oben zu bewegen, und endet in Zeitpunkt t8, in welchem das Auslassventil 21 geöffnet wird, um das Zuführen des Kraftstoffs von der Druckkammer 15a in die Sammelleitung 42 zu starten. Darüber hinaus stellt die Zeitdauer t4 bis t6, die in Schritt S15 eingestellt wird, den Abschnitt der Kraftstoffmengenregelphase dar, welcher von Beginn der Kraftstoffregelphase bis zum Start des Zuführens bzw. Anlegens des Gesamtstroms I2 an dem Kraftstoffmengenregelventil 19 auftritt.That is, the fuel quantity control phase starts in time t4 in which the piston is 16 begins to move up and ends in time t8 in which the exhaust valve 21 is opened to supply the fuel from the pressure chamber 15a in the manifold 42 to start. It also sets the duration t4 to t6 that in step S15 is set, the portion of the fuel quantity control phase, which is from the beginning of the fuel regulating phase to the start of supplying or applying the total current I2 on the fuel quantity control valve 19 occurs.
Zudem ist es für die ECU 44 bevorzugt, die Zeitdauer t4 bis t6 in Schritt S15 durch weiteres Einbeziehen des tatsächlichen Leitungsdrucks Pact und der Verbrennungsmotorendrehzahl NE einzustellen.It is also for the ECU 44 preferred, the duration t4 to t6 in step S15 by further incorporating the actual line pressure Pact and the engine speed NE.
5 stellt einen Prozess bzw. Prozessablauf der ECU 44 zum Steuern der Anregung jeder der Kraftstoffmengenregelventile 19 dar. Dieser Prozessablauf wird zudem durch die ECU 44 in vorbestimmten Zeitintervallen wiederholt. Ferner wird dieser Prozess durch die ECU 44 jedes Mal sofort nach dem Abschluss bzw. der Vervollständigung des Prozesses bzw. des Prozessablaufs, der in 4 dargestellt ist, durchgeführt. 5 represents a process or process flow of the ECU 44 for controlling the energization of each of the fuel quantity control valves 19 This process is also carried out by the ECU 44 repeated at predetermined time intervals. Furthermore, this process is done by the ECU 44 each time immediately after completing or completing the process or process flow that is in 4 is shown performed.
Zuerst bestimmt die ECU 44 in Schritt S20, ob ein Zeitpunkt t3 um die erste vorbestimmte Zeitdauer (oder dem ersten vorbestimmten Kurbelwinkel) früher als der Zeitpunkt t4 ist, in welchem der Kolben 16 beginnt, sich nach oben zu bewegen.First, the ECU determines 44 in step S20 whether a date t3 by the first predetermined period of time (or the first predetermined crank angle) earlier than the time t4 is in which of the pistons 16 starts to move up.
Zudem gibt die ECU 44 in der vorliegenden Ausführungsform ein Kurbelwinkelsignal von einem Kurbelwinkelsensor (nicht dargestellt) ein, welcher den Rotationswinkel der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors erfasst, und zeichnet die Position und Bewegungsrichtung des Kolbens 16 basierend auf dem eingegebenen Kurbelwinkelsignal auf.In addition, the ECU gives 44 in the present embodiment, a crank angle signal from a crank angle sensor (not shown) which detects the rotation angle of the crankshaft of the internal combustion engine, and records the position and moving direction of the piston 16 based on the input crank angle signal.
Falls die Bestimmung in Schritt S20 ein „JA“ als Antwort erzeugt, schreitet der Prozess zu Schritt S21 voran. Demhingegen springt der Prozess zu Schritt S25, wenn die Bestimmung in Schritt S20 ein „NEIN“ als Antwort erzeugt.If the determination in step S20 If a "YES" is generated in response, the process moves to step S21 Ahead. In contrast, the process jumps to pace S25 if the determination in step S20 generates a "NO" as a response.
In Schritt S21 legt die ECU 44 den Pilotstrom I1 an dem Solenoid 19a des Kraftstoffmengenregelventils 19 an.In step S21 sets the ECU 44 the pilot stream I1 on the solenoid 19a of the fuel quantity control valve 19 at.
In Schritt S22 bestimmt die ECU 44, ob die Zeitdauer t4 bis t6 vergangen ist. Zudem ist die Zeitdauer t4 bis t6 vorher in Schritt S15 des Prozesses, der in 4 dargestellt ist, eingestellt worden.In step S22 determines the ECU 44 whether the period of time t4 to t6 has passed. In addition, the duration is t4 to t6 before in step S15 of the process in 4 has been set.
Falls die Bestimmung in Schritt S22 ein „NEIN“ als Antwort erzeugt, schreitet der Prozess zu Schritt S21 zurück, um das Anlegen bzw. das Zuführen des Pilotstroms I1 zu dem Solenoid 19a des Kraftstoffmengenregelventils 19 fortzuführen.If the determination in step S22 If a "NO" is generated in response, the process moves to step S21 back to applying or feeding the pilot flow I1 to the solenoid 19a of the fuel quantity control valve 19 continue.
Demhingegen schreitet der Prozess zu Schritt S23 voran, wenn die Bestimmung in Schritt S22 ein „JA“ als Antwort erzeugt.In contrast, the process is progressing S23 progress if the determination in step S22 generates a "YES" in response.
In Schritt S23 legt die ECU 44 den Gesamtstrom I2 an dem Solenoid 19a des Kraftstoffmengenregelventils 19 an.In step S23 sets the ECU 44 the total current I2 on the solenoid 19a of the fuel quantity control valve 19 at.
Das heißt, die ECU 44 legt in der vorliegenden Ausführungsform weiter den Pilotstrom I1 an dem Solenoid 19a des Kraftstoffmengenregelventils 19 an, bis die Zeitdauer t4 bis t6 vergangen ist. Nachdem die Zeitdauer t4 bis t6 vergangen ist, beginnt die ECU 44 in Zeitpunkt t6, den Gesamtstrom I2 an dem Solenoid 19a anzulegen, welcher den Pilotstrom I1 darin fließend aufweist.That is, the ECU 44 in the present embodiment, continues to set the pilot current I1 on the solenoid 19a of the fuel quantity control valve 19 until the time period t4 to t6 has passed. After the period of time t4 to t6 has passed, the ECU starts 44 in time t6 , the total current I2 on the solenoid 19a which is the pilot current I1 has fluent in it.
In Schritt S24 bestimmt die ECU 44, ob der nächste Zeitpunkt t1 auftritt, in welchem sich der Kolben 16 beginnt nach unten zu bewegen.In step S24 determines the ECU 44 whether the next time t1 occurs in which the piston 16 starts to move down.
Falls die Bestimmung in Schritt S24 ein „NEIN“ als Antwort erzeugt, schreitet der Prozess zu Schritt S23 zurück, um das Anlegen des Gesamtstroms I2 an dem Solenoid 19a des Kraftstoffmengenregelventils 19 fortzuführen.If the determination in step S24 If a "NO" is generated in response, the process moves to step S23 back to applying the total current I2 on the solenoid 19a of the fuel quantity control valve 19 continue.
Demhingegen schreitet der Prozess zu Schritt S25 voran, wenn die Bestimmung in Schritt S24 ein „JA“ als Antwort erzeugt.In contrast, the process is progressing S25 progress if the determination in step S24 generates a "YES" in response.
In Schritt S25 regt die ECU 44 den Solenoid 19a des Kraftstoffmengenregelventils 19 nicht. mehr an (oder stoppt das Anlegen des Gesamtstroms I2 an dem Solenoid 19a). Anschließend wird der Prozess beendet.In step S25 stimulates the ECU 44 the solenoid 19a of the fuel quantity control valve 19 Not. more (or stops applying the total current I2 on the solenoid 19a ). Then the process is ended.
Ferner kann die Auslassrate der Hochdruckpumpe 12 durch Maximieren der Zeitdauer t4 bis t8 auf Null eingestellt werden. Genauer gesagt, ist es während des Aufwärtstakts des Kolbens 16 möglich, das Kraftstoffmengenregelventil 19 durch Nicht-Anregen des Solenoids 19a geöffnet zu halten (d.h., weder der Pilotstrom I1 noch der Gesamtstrom I2 wird an dem Solenoid 19a angelegt). In diesem Fall wird das Auslassventil 21 während des Aufwärtstakts des Kolbens 16 geschlossen gehalten, während das Kraftstoffregelventil 19 offen gehalten wird, wobei der gesamte Kraftstoff, der während der Druckphase in die Druckkammer 15a gesaugt wird, über den Auslass 15 in die Niederdruckpassage 18 ausgelassen wird.Furthermore, the discharge rate of the high pressure pump twelve by maximizing the time duration t4 to t8 set to zero. More precisely, it is during the upstroke of the piston 16 possible, the fuel quantity control valve 19 by not exciting the solenoid 19a kept open (ie, neither the pilot current I1 still the total current I2 will be on the solenoid 19a applied). In this case, the exhaust valve 21 during the upstroke of the piston 16 kept closed while the fuel control valve 19 is kept open, with all the fuel, during the pressure phase in the pressure chamber 15a is sucked over the outlet 15 in the low pressure passage 18 is omitted.
Hiernach wird der Betrieb der Hochdruckpumpe 12 bezüglich 6 in einem Fall beschrieben, in welchem dessen Auslassrate auf Null eingestellt wird.After that, the operation of the high-pressure pump twelve in terms of 6 in a case where its discharge rate is set to zero.
6 stellt die Veränderungen in Abhängigkeit der Zeit für verschiedene Parameter für jedes der Paare der Zylinder 15 und der Kolben 16 der Hochdruckpumpe 12 in einem Fall dar, in welchem die Auslassrate der Hochdruckpumpe 12 auf Null eingestellt wird. Genauer gesagt stellt das Diagramm (a) in 6 die Veränderung in Abhängigkeit der Zeit des Hubs des Kolbens 16 dar; das Diagramm (d) die Veränderung in Abhängigkeit der Zeit des elektrischen Stroms, der an dem Solenoid 19a des Kraftstoffmengenregelventils 19 angelegt wird (abgekürzt als Spulenstrom in 6); Diagramm (c) die Veränderung in Abhängigkeit der Zeit des Kraftstoffdrucks in der Druckkammer 15a; Diagramm (d) die Veränderung in Abhängigkeit der Zeit des Ventilöffnungshubs des Ventilelements 19c des Kraftstoffmengendrehventils 19 (abgekürzt als Anheben des Kraftstoffmengenregelventils in 6); und Diagramm (e) die Veränderung in Abhängigkeit der Zeit des Ventilöffnungshubs des Ventilelements 20a des Ansaugventils 20 (abgekürzt als Anheben des Ansaugventils in 6). 6 represents the changes over time for different parameters for each of the Pair of cylinders 15 and the piston 16 the high pressure pump twelve in a case where the discharge rate of the high-pressure pump twelve is set to zero. More specifically, the diagram (a) in FIG 6 change depending on time of stroke of the piston 16 group; the graph (d) shows the variation with time of the electric current flowing on the solenoid 19a of the fuel quantity control valve 19 is applied (abbreviated as coil current in 6 ); Diagram (c) the change as a function of the time of the fuel pressure in the pressure chamber 15a ; Diagram (d) the variation with time of the valve opening stroke of the valve element 19c of the fuel quantity control valve 19 (abbreviated as raising the fuel quantity control valve in 6 ); and Diagram (e) shows the variation with time of the valve opening stroke of the valve element 20a the intake valve 20 (abbreviated as lifting the intake valve in 6 ).
Wie in 6(b) dargestellt wird in dem Fall, in welchem die Auslassrate der Hochdruckpumpe 12 auf Null eingestellt wird, während des Abwärtstakts (d.h,. t1 bis t4) und des Aufwärtstakts (d.h., t4 bis t1) des Kolbens 16 kein elektrischer Strom an dem Solenoid 19a des Kraftstoffmengenregelventils 19 angelegt (d.h., der Solenoids 19a wird nicht angeregt).As in 6 (b) is shown in the case in which the outlet rate of the high-pressure pump twelve is set to zero during the downstroke (ie. t1 to t4 ) and the upward stroke (ie t4 to t1 ) of the piston 16 no electric current at the solenoid 19a of the fuel quantity control valve 19 applied (ie, the solenoids 19a is not stimulated).
Daher wird das Kraftstoffmengenregelventil 19 nach dem Start des Aufwärtstakts des Kolbens 16 in einem Zeitpunkt t4 durch den Kraftstoffdruck in der Druckkammer 15a in einem Zeitpunkt t5 geöffnet (siehe 6(d)), wobei das Ansaugventil 20 geschlossen gehalten wird (siehe 6(e)).Therefore, the fuel quantity control valve becomes 19 after the start of the upstroke of the piston 16 at a time t4 by the fuel pressure in the pressure chamber 15a at a time t5 opened (see 6 (d) ), wherein the intake valve 20 is kept closed (see 6 (e) ).
Ferner wird das Kraftstoffmengenregelventil 19 nach dem Start des Abwärtstakts des Kolbens 16 in einem Zeitpunkt t1 automatisch durch die Spannkraft der Feder 19d geschlossen (siehe 6(d)), wobei das Ansaugventil 20 geöffnet wird (siehe 6(d)).Further, the fuel quantity control valve 19 after the start of the downstroke of the piston 16 at a time t1 automatically by the tension of the spring 19d closed (see 6 (d) ), wherein the intake valve 20 is opened (see 6 (d) ).
Darüber hinaus wird das Auslassventil 21 während sowohl dem Abwärts- als auch dem Aufwärtstakt des Kolbens 16 geschlossen gehalten, wodurch der Auslassdurchfluss des Kraftstoffs von der Druckkammer 15a zu der Sammelleitung 42 blockiert wird.In addition, the exhaust valve 21 during both the downward and the upward strokes of the piston 16 kept closed, whereby the outlet flow of the fuel from the pressure chamber 15a to the manifold 42 is blocked.
Zudem wird das Kraftstoffmengenregelventil 19 in dem Fall, in welchem die Auslassrate der Hochdruckpumpe 12 auf Null eingestellt wird, während des Abwärtstakts des Kolbens 16 ohne Anlegen des elektrischen Stroms an dem Solenoid 19a geöffnet. Somit wird der Ventilöffnungshub des Ventilelements 19c des Kraftstoffmengenregelventils 19 (siehe 6(d)) höher als der in dem Fall, in welchem das Kraftstoffmengenregelventil 19 mit dem Anlegen des Pilotstroms I1 an dem Solenoid 19a geöffnet wird (siehe 3(d)).In addition, the fuel quantity control valve 19 in the case where the discharge rate of the high pressure pump twelve is set to zero during the downstroke of the piston 16 without applying the electric current to the solenoid 19a open. Thus, the valve opening stroke of the valve element becomes 19c of the fuel quantity control valve 19 (please refer 6 (d) ) higher than that in the case where the fuel quantity control valve 19 with the application of the pilot current I1 on the solenoid 19a is opened (see 3 (d) ).
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist es möglich, folgende Vorteile zu erreichen.According to the present embodiment, it is possible to achieve the following advantages.
In der vorliegenden Ausführungsform wird der Pilotstrom I1 für jedes der Kraftstoffmengenregelventile 19 der Kraftstoffzuführvorrichtung 10 an dem Solenoid 19a des Kraftstoffmengenregelventils 19 unverzüglich vor dem Anlegen des Gesamtstroms I2 an dem Solenoid 19a angelegt. Das heißt, das Anlegen des Gesamtstroms I2 an dem Solenoid 19a wird mit dem Fließen des Pilotstroms I1 in dem Solenoid 19a gestartet. Daher ist es im Vergleich zu dem Fall, in welchem das Anlegen des Gesamtstroms I2 an dem Solenoid 19a ohne elektrischen Strom, der in dem Solenoid 19a fließt, gestartet wird, möglich, das Erzeugen einer ausreichend großen magnetischen Anziehungskraft durch den Solenoid 19a zu beschleunigen. Das heißt, es ist möglich, die Zeitdauer von dem Zeitpunkt t6 an, in welchem das Anlegen des Gesamtstroms I2 an dem Solenoid 19a gestartet wird, bis zu dem Zeitpunkt t7, in welchem der elektrische Strom, welcher tatsächlich in dem Solenoid 19a fließt, den Gesamtstrom I2 erreicht, zu verkürzen. Somit ist es möglich, ein schnelles Ventilschließreaktionsvermögen des Kraftstoffmengenregelventils 19 ohne Vergrößern des Solenoids 19a zu erreichen. Das heißt, es ist möglich, die Größe des Kraftstoffmengenregelventils 19 zu minimieren, während ein schnelles Ventilschließreaktionsvermögen von selbigem gewährleistet wird.In the present embodiment, the pilot stream becomes I1 for each of the fuel quantity control valves 19 the fuel supply device 10 on the solenoid 19a of the fuel quantity control valve 19 immediately before applying the total current I2 on the solenoid 19a created. That is, applying the total current I2 on the solenoid 19a becomes with the flow of the pilot flow I1 in the solenoid 19a started. Therefore, it is compared with the case where the application of the total current I2 on the solenoid 19a without electrical current in the solenoid 19a is started, possible, generating a sufficiently large magnetic attraction force through the solenoid 19a to accelerate. That is, it is possible the time period from the time t6 in which the application of the total current I2 on the solenoid 19a is started until the time t7 in which the electric current actually flowing in the solenoid 19a flows, the total current I2 achieved to shorten. Thus, it is possible to have a quick valve closing responsiveness of the fuel quantity control valve 19 without enlarging the solenoid 19a to reach. That is, it is possible to change the size of the fuel quantity control valve 19 while ensuring a fast valve closure responsiveness thereof.
Ferner wird der Anker 19b in der vorliegenden Ausführungsform durch Anlegen des Pilotstroms I1 an dem Solenoid 19a unverzüglich vor dem Anlegen des Gesamtstroms I2 während der Kraftstoffmengenregelphase betätigt, um den Luftspalt CL, der zwischen dem Stator und dem Anker 19b ausgebildet ist, zu reduzieren (siehe 2(b)). Somit wird der Gesamtstrom I2 an dem Solenoid 19a angelegt, wobei der Luftspalt CL reduziert worden ist. Als Ergebnis ist es möglich, das Ventilschließreaktionsvermögen des Kraftstoffmengenregelventils 19 ohne Vergrößern des Solenoids 19a zu verbessern. Darüber hinaus ist es möglich, den Ventilschließtakt des Ventilelements 19c zu verkürzen, da der Ventilschließbetrieb des Kraftstoffmengenregelventils 19 mit dem Anker 19d gestartet wird, während dieser betätigt ist. Als Ergebnis ist es möglich, das Ventilschließreaktionsvermögen des Kraftstoffmengenregelventils 19 ohne Vergrößern des Solenoids 19a weiter zu verbessern.Further, the anchor becomes 19b in the present embodiment, by applying the pilot current I1 on the solenoid 19a immediately before applying the total current I2 during the fuel quantity control phase is actuated to the air gap CL, which is between the stator and the armature 19b is designed to reduce (see 2 B) ). Thus, the total current I2 on the solenoid 19a applied, wherein the air gap CL has been reduced. As a result, it is possible to have the valve closing responsiveness of the fuel quantity control valve 19 without enlarging the solenoid 19a to improve. In addition, it is possible, the valve closing of the valve element 19c to shorten, since the valve closing operation of the fuel quantity control valve 19 with the anchor 19d is started while it is actuated. As a result, it is possible to have the valve closing responsiveness of the fuel quantity control valve 19 without enlarging the solenoid 19a continue to improve.
In der vorliegenden Ausführungsform sind ferner der Ansaugeinlass 16a zum Ansaugen des Kraftstoffs aus der Niederdruckpassage 18 in die Druckkammer 15a und das Ansaugventil 20, welches den Ansaugeinlass 16a öffnet und schließt, vorgesehen. Während des Abwärtstakts des Kolbens 16 wird der Kraftstoff aus der Niederdruckpassage 18 über den Ansaugeinlass 16a in die Druckkammer 15a angesaugt.Further, in the present embodiment, the suction inlet 16a for sucking the fuel from the low-pressure passage 18 in the pressure chamber 15a and the intake valve 20 which the suction inlet 16a opens and closes, provided. During the downstroke of the piston 16 the fuel gets out of the low pressure passage 18 above the suction inlet 16a in the pressure chamber 15a sucked.
Andererseits wäre es für das Ventilelement 19c des Kraftstoffmengenregelventils 19 notwendig, lange Ventilöffnungs- und Ventilschließtakte zu haben, falls sowohl der Ansaugeinlass 16a als auch das Ansaugventil 20 aus der Kraftstoffzuführvorrichtung 10 entfernt werden würden, und der Kraftstoff durch Öffnen des Kraftstoffmengenregelventils 19 aus der Niederdruckpassage 18 über den Auslass 15b in die Druckkammer 15a eingesaugt werden würde. Somit wäre es schwierig, die Größe des Kraftstoffmengenregelventils 19 zu minimieren.On the other hand, it would be for the valve element 19c of the fuel quantity control valve 19 necessary to have long valve opening and valve closing cycles if both the suction inlet 16a as well as the intake valve 20 from the fuel supply device 10 would be removed, and the fuel by opening the fuel quantity control valve 19 from the low pressure passage 18 over the outlet 15b in the pressure chamber 15a would be sucked. Thus, it would be difficult, the size of the fuel quantity control valve 19 to minimize.
Zum Vergleich wird der Kraftstoff in der vorliegenden Ausführungsform aus der Niederdruckpassage 18 über den Ansaugeinlass 16a in die Druckkammer 15a durch Öffnen des Ansaugventils 20 angesaugt. Daher ist es beim Ventilelement 19c des Kraftstoffmengenregelventils 19 nicht notwendig, lange Ventilöffnungs- und Ventilschließtakte zu haben. Somit ist es möglich, die Größe des Kraftstoffmengenregelventils 19 durch Einstellen der Takte des Ventilelements 19c auf eine kurze Dauer, zu minimieren.For comparison, the fuel in the present embodiment becomes the low-pressure passage 18 over the suction inlet 16a in the pressure chamber 15a by opening the intake valve 20 sucked. Therefore, it is the valve element 19c of the fuel quantity control valve 19 not necessary to have long valve opening and valve closing cycles. Thus, it is possible to change the size of the fuel quantity control valve 19 by adjusting the strokes of the valve element 19c to a short duration, to minimize.
Ferner umfasst das Kraftstoffmengenregelventil 19 in der vorliegenden Ausführungsform die Feder 19d, welche das Ventilelement 19c in eine Richtung zwingt, um den Auslass 15b zu schließen. Darüber hinaus öffnet das Ventilelement 19c den Auslass 15d, nachdem es durch den Kraftstoffdruck in der Druckkammer 15a gegen die Spannkraft der Feder 19d bewegt wird. Daher wird der Auslass 15b durch das Ventilelement 19a durch die Spannkraft der Feder 19d geschlossen, wenn der Verbrennungsmotor und somit die Drehzahl der Kurbelwelle währen des Aufwärtstakts bzw. der Aufwärtsbewegung des Kolbens 16 gestoppt wird und kein elektrischer Strom an dem Solenoid 19a angelegt wird. Somit ist es möglich, den Druckbeaufschlagten Kraftstoff in der Druckkammer 15a aufrechtzuerhalten. Als Ergebnis ist es möglich, unverzüglich die Aufgabe des Druckbeaufschlagens und Auslassens des Kraftstoffs, der in der Druckkammer 15a gehalten wird, zu der Hochdruckpassage 41, fortzuführen, wenn der Verbrennungsmotor neu gestartet wird.Furthermore, the fuel quantity control valve comprises 19 in the present embodiment, the spring 19d which the valve element 19c in one direction forcing to the outlet 15b close. In addition, the valve element opens 19c the outlet 15d after passing through the fuel pressure in the pressure chamber 15a against the tension of the spring 19d is moved. Therefore, the outlet 15b through the valve element 19a by the tension of the spring 19d closed when the engine and thus the speed of the crankshaft during the upstroke or the upward movement of the piston 16 is stopped and no electric current to the solenoid 19a is created. Thus, it is possible to pressurize the pressurized fuel in the pressure chamber 15a maintain. As a result, it is possible to promptly perform the task of pressurizing and discharging the fuel contained in the pressure chamber 15a is held, to the high-pressure passage 41 to continue when the internal combustion engine is restarted.
Zudem wird das Kraftstoffmengenregelventil 19 in der vorliegenden Ausführungsform in dem Fall, in welchem die Hochdruckpumpe 12, wie in 3 dargestellt, während der Kraftstoffmengenregelphase (d.h., der Zeitdauer t4 bis t8) betrieben wird, mit dem Pilotstrom I1, welcher an dem Solenoid 19a angelegt wird, geöffnet. Zum Vergleich wird das Kraftstoffmengenregelventil 19 in dem Fall, in welchem die Hochdruckpumpe 12, wie in 6 dargestellt, während des Aufwärtstakts des Kolbens 16 (d.h., der Zeitdauer t4 bis t1) betrieben wird, ohne Anlegen eines elektrischen Stroms an dem Solenoid 19a geöffnet. Somit ist der Differenzdruck (z.B. 5 MPa) zwischen der Druckkammer 15a und der Niederdruckpassage 18 während der Kraftstoffmengenregelphase in 3 viel höher als der Differenzdruck (z.B. 400 kPa) zwischen selben während des Aufwärtstakts des Kolbens 16 in 6. Ferner ist die Durchflussrate des Kraftstoffs, der über den Auslass 15b ausgelassen wird, proportional zur Quadratwurzel des Differenzdrucks zwischen der Druckkammer 15a und der Niederdruckpassage 18. Daher ist es durch Anlegen des Pilotstroms I1 an dem Solenoid 19a während der Kraftstoffmengenregelphase möglich, den Öffnungsbereich des Auslasses 15b zu reduzieren, während bzw. obwohl eine ausreichend hohe Durchflussrate des Kraftstoffs, welcher über den Auslass 15b ausgelassen wird, gewährleistet werden kann. Das heißt, es ist möglich, den Ventilöffnungshub des Ventilöffnungselements 19c des Kraftstoffmengenregelventils 19 zu reduzieren, während eine ausreichend hohe Durchflussrate des Kraftstoffs, der über den Auslass 15b ausgelassen wird, gewährleistet wird. Somit ist es möglich, die Größe des Kraftstoffmengenregelventils 19 weiter zu reduzieren.In addition, the fuel quantity control valve 19 in the present embodiment, in the case where the high-pressure pump twelve , as in 3 represented during the fuel quantity control phase (ie, the time period t4 to t8 ) is operated with the pilot stream I1 which is attached to the solenoid 19a is created, opened. For comparison, the fuel quantity control valve 19 in the case where the high pressure pump twelve , as in 6 shown during the upward stroke of the piston 16 (ie, the duration t4 to t1 ) is operated without applying an electric current to the solenoid 19a open. Thus, the differential pressure (eg, 5 MPa) between the pressure chamber 15a and the low pressure passage 18 during the fuel quantity control phase in 3 much higher than the differential pressure (eg 400 kPa) between same during the upstroke of the piston 16 in 6 , Further, the flow rate of the fuel is above the outlet 15b is omitted, proportional to the square root of the differential pressure between the pressure chamber 15a and the low pressure passage 18 , Therefore, it is by applying the pilot current I1 on the solenoid 19a during the fuel quantity control phase possible, the opening area of the outlet 15b while, or although, a sufficiently high flow rate of fuel passing through the outlet 15b is omitted, can be guaranteed. That is, it is possible to open the valve opening stroke of the valve opening member 19c of the fuel quantity control valve 19 while maintaining a sufficiently high flow rate of fuel passing through the exhaust 15b is omitted, is guaranteed. Thus, it is possible to change the size of the fuel quantity control valve 19 continue to reduce.
[Zweite Ausführungsform]Second Embodiment
In der ersten Ausführungsform ist der Ansaugeinlass 16a wie obenstehend beschrieben im Kolben 16 ausgebildet (siehe 2A bis 2C).In the first embodiment, the suction inlet 16a as described above in the piston 16 trained (see 2A to 2C ).
Zum Vergleich ist der Ansaugeinlass 16a in der vorliegenden Ausführungsform wie in 7 dargestellt, im Zylinder 15 ausgebildet. In diesem Fall ist es immer noch möglich, die gleichen Vorteile, wie obenstehend in der ersten Ausführungsform beschrieben, zu erreichen.For comparison, the suction inlet 16a in the present embodiment as in 7 shown in the cylinder 15 educated. In this case, it is still possible to achieve the same advantages as described above in the first embodiment.
In einem alternativen Beispiel öffnet das Ansaugventil 20 in der vorherigen Ausführungsform während des Abwärtstakts des Kolbens 16 den Ansaugeinlass 16a, wodurch der Kraftstoff aus der Niederdruckpassage 18 über den Ansaugeinlass 16a in die Druckkammer 15a angesaugt werden kann.In an alternative example, the intake valve opens 20 in the previous embodiment during the downstroke of the piston 16 the suction inlet 16a , whereby the fuel from the low-pressure passage 18 over the suction inlet 16a in the pressure chamber 15a can be sucked.
Es ist allerdings auch möglich, sowohl auf den Ansaugeinlass 16a als auch auf das Ansaugventil 20 in der Kraftstoffzuführvorrichtung 10 zu verzichten, und den Kraftstoff durch Öffnen des Kraftstoffmengenregelventils 19 während des Abwärtstakts des Kolbens 16 aus der Niederdruckpassage 18 über den Auslass 15e in die Druckkammer 15a anzusaugen.However, it is also possible on both the suction inlet 16a as well as on the intake valve 20 in the fuel supply device 10 to dispense, and the fuel by opening the fuel quantity control valve 19 during the downstroke of the piston 16 from the low pressure passage 18 over the outlet 15e in the pressure chamber 15a to suck.
Genauer gesagt kann das Ventilelement 19c in diesem Fall konfiguriert sein, durch den Kraftstoffdruck in der Druckkammer 15a in eine Richtung gezwungen zu werden, um den Auslass 15b zu schließen. Demgemäß würde das Kraftstoffmengenregelventil 19 während des Abwärtstakts des Kolbens 16 automatisch durch den negativen Kraftstoffdruck in der Druckkammer 15a geöffnet werden. Ferner kann das Kraftstoffmengenregelventil 19 während der Kraftstoffmengenregelphase gegen den Kraftstoffdruck in der Druckkammer 15a durch Anlegen eines elektrischen Stroms an dem Solenoid 19a geöffnet werden. Außerdem kann das Kraftstoffmengenregelventil 19 während der Zuführphase durch den Kraftstoffdruck in der Druckkammer 15a automatisch geschlossen werden.More specifically, the valve element 19c be configured in this case by the fuel pressure in the pressure chamber 15a to be forced in one direction to the outlet 15b close. Accordingly, the fuel quantity control valve would 19 during the downstroke of the piston 16 automatically by the negative fuel pressure in the pressure chamber 15a be opened. Furthermore, the fuel quantity control valve 19 during the fuel quantity control phase against the fuel pressure in the pressure chamber 15a by applying an electric current to the solenoid 19a be opened. In addition, the fuel quantity control valve 19 during the feeding phase by the fuel pressure in the pressure chamber 15a be closed automatically.
Darüber hinaus wird der Pilotstrom I1 in der ersten Ausführungsform auf solch einen ausreichend hohen Wert eingestellt, um den Anker 19b zu aktivieren bzw. zu betätigen, um den Luftspalt CL zwischen dem Stator und dem Anker 19b zu reduzieren.In addition, the pilot current I1 in the first embodiment set to such a sufficiently high value to the armature 19b to activate or activate the air gap CL between the stator and the armature 19b to reduce.
Es ist jedoch auch möglich, den Pilotstrom I1 auf solch einen niedrigen Wert einzustellen, um den Anker 19b nicht zu aktivieren bzw. zu betätigen. In diesem Fall ist es immer noch möglich, die Erzeugung einer ausreichend großen magnetischen Anziehungskraft durch den Solenoid 19a zu beschleunigen, im Vergleich zu dem Fall, in welchem das Anlegen des Gesamtstrom I2 an dem Solenoid 19a ohne einen elektrischen Strom, der in dem Solenoid 19a fließt, gestartet wird.However, it is also possible to use the pilot stream I1 to set such a low value to the anchor 19b not to be activated or operated. In this case, it is still possible to generate a sufficiently large magnetic attraction force by the solenoid 19a to accelerate, compared to the case in which the application of the total current I2 on the solenoid 19a without an electrical current in the solenoid 19a flows, is started.