DE102010063586B4

DE102010063586B4 - Kraftstoffdrucksteuergerät

Info

Publication number: DE102010063586B4
Application number: DE102010063586.3A
Authority: DE
Inventors: Yoshio Toyoshima
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2009-12-24
Filing date: 2010-12-20
Publication date: 2017-10-19
Anticipated expiration: 2030-12-21
Also published as: CN102108908B; CN102108908A; DE102010063586A1; JP2011132872A; JP5131265B2

Abstract

Kraftstoffdrucksteuergerät für ein Kraftstoffeinspritzsystem mit einer Common-Rail (20), die Kraftstoff in sich speichert; einer Kraftstoffzuführpumpe (16), die den Kraftstoff in die Common-Rail zuführt; einem Kraftstoffinjektor (60), der den in der Common-Rail gespeicherten Kraftstoff in einen Zylinder einer Brennkraftmaschine einspritzt, und einem Druckverringerungsventil (30), das den Kraftstoff in der Common-Rail abgibt, um den Common-Rail-Druck zu verringern, wenn es erregt wird, sodass es sich öffnet; wobei das Kraftstoffdrucksteuergerät einen Kraftstoffdruck in der Common-Rail steuert und folgendes aufweist: ein Kraftstoffzuführsteuermittel (S402, S406, S408) zum Steuern einer Kraftstoffzufuhr der Kraftstoffzufuhrpumpe (16); ein Druckerfassungsmittel (S422) zum Erfassen eines Common-Rail-Drucks, der einen Kraftstoffdruck in der Common-Rail wiedergibt; ein Drucksteuermittel (S406, S408, S426, S434–S438) zum Anpassen des durch das Druckerfassungsmittel erfassten Common-Rail-Drucks auf einen bestimmten Druck, der höher als ein Startdruck festgelegt ist, bei dem die Brennkraftmaschine von einem Leerlaufreduzierungszustand wiedergestartet wird, durch Anweisen des Kraftstoffzuführsteuermittels derart, dass die Kraftstoffzuführpumpe den Kraftstoff während einer Kraftmaschinenabschaltzeitspanne, während der eine Leerlaufreduzierungssteuerung durchgeführt wird, zu der Common-Rail zuführt, dadurch gekennzeichnet, dass während einer Zeitspanne, nachdem die Leerlaufreduzierungssteuerung gestartet ist, bis zum Beenden der Leerlaufreduzierungssteuerung für das Starten der Kraftstoffeinspritzung durch den Kraftstoffinjektor (60) das Drucksteuermittel das Druckverringerungsventil (30) steuert, um den Common-Rail-Druck zu verringern, wenn der Common-Rail-Druck höher als der bestimmte Druck ist, und das Drucksteuermittel das Druckverringerungsventil (30) so steuert, dass der Common-Rail-Druck während einer Zeitspanne nach dem Antrieb eines Anlassers bis zum Erfassen eines Startzylinders auf den Startdruck herab gesteuert wird, wenn die Leerlaufreduzierungssteuerung zum Starten der Brennkraftmaschine beendet wird.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Kraftstoffdrucksteuergerät für ein Kraftstoffeinspritzsystem, in welchem eine Kraftstoffpumpe einen Kraftstoff zu einer Common-Rail zuführt und ein Kraftstoffinjektor den in der Common-Rail gespeicherten Kraftstoff in eine Brennkammer einer Kraftmaschine einspritzt. Das Kraftstoffdrucksteuergerät steuert den Kraftstoffdruck in der Common-Rail.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die JP 2008-128 163 A und JP 2002-371 873 A zeigen ein Kraftstoffeinspritzsystem, bei dem ein Kraftstoffinjektor den in einer Common-Rail gespeicherten Kraftstoff in eine Brennkammer eines jeden Zylinders einer Kraftmaschine einspritzt.
Die JP 2002-371 873 A beschreibt, dass eine Kraftstoffzuführpumpe den Kraftstoff ansaugt, wenn die Kraftmaschine abgeschaltet werden wird. Wenn die Kraftmaschine wieder gestartet wird, gibt die Kraftstoffzuführpumpe den Kraftstoff, der angesaugt wurde, bevor die Kraftmaschine abgeschaltet wurde, zu der Common-Rail ab, wodurch ein Kraftstoffdruck schnell erhöht wird und eine Startdauer der Kraftmaschine verringert wird.
Insbesondere ist es in einem Kraftstoffeinspritzsystem, bei dem eine Leerlaufreduzierung durchgeführt wird, wichtig, die Kraftmaschine schnell und problemlos wiederzustarten, wenn ein Fahrer eine Kraftmaschinenwiederstartbetätigung durchführt.
In dem in der JP 2002-371 873 A gezeigten System saugt die Kraftstoffzuführpumpe in einer Zeitspanne von einem Abschalten eines Zündschalters bis zum Abschalten einer Kraftmaschine die Kraftstoffzuführpumpe den Kraftstoff nicht an, bis die Kraftmaschinendrehzahl auf einen bestimmten Wert abfällt. Das heißt, wenn die Kraftstoffeinspritzung gestoppt ist, fördert die Kraftstoffzuführpumpe keinen Kraftstoff.
Da unter einer solchen Bedingung der Kraftstoff von dem Kraftstoffeinspritzsystem entweichen kann, sodass während der Leerlaufreduzierungssteuerung ein Common-Rail-Druck abnimmt, besteht die Wahrscheinlichkeit, dass der Common-Rail-Druck einen bestimmten Wert nicht erreicht, der dazu ausreichend ist, zum Wiederstarten der Kraftmaschine die Kraftstoffeinspritzung durchzuführen, wenn die Leerlaufreduzierungssteuerung aufgehoben ist. Selbst wenn die Kraftstoffzuführpumpe den Kraftstoff, der angesaugt wurde, schnell fördert, wird folglich der Kraftmaschinenwiederstart verzögert, bis der Kraftstoffdruck in der Common-Rail einen bestimmten Wert erreicht, der zum Wiederstarten der Kraftmaschine ausreicht.
Ferner ist aus DE 10 2004 006 523 A1 ein Kraftstoffdrucksteuergerät gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 bekannt. Weitere Kraftstoffdrucksteuergeräte sind aus JP 2009-079 514 A , DE 10 2008 007 668 A1 , DE 698 27 552 T2 , DE 601 14 702 T2 , EP 0 896 145 A2 und JP 2006-348 908 A bekannt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wurde in Hinsicht auf die vorstehend erwähnten Gegebenheiten gemacht und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Kraftstoffdrucksteuergerät bereitzustellen, das in der Lage ist, eine Brennkraftmaschine von einem Leerlaufreduzierungszustand schnell wiederzustarten.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem Kraftstoffdrucksteuergerät mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor.
Wenn gemäß der vorliegenden Erfindung die Leerlaufreduzierungssteuerung durchgeführt wird, dann stellt ein Drucksteuermittel den Common-Rail-Druck auf einen bestimmten Druck ein, indem das Kraftstoffzuführsteuerungsmittel so angewiesen wird, dass die Kraftstoffzuführpumpe den Kraftstoff während einer Kraftmaschinenabschaltzeitspanne zu der Common-Rail zuführt.
Wenn die Leerlaufreduzierungssteuerung gestartet wird, dann fördert die Kraftstoffzuführpumpe 16 den Kraftstoff während der Kraftstoffabschaltzeitspanne von dem Zeitpunkt, zu dem die Kraftstoffeinspritzung beendet wird, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem die Kraftmaschine vollständig gestoppt ist, zu der Common-Rail 20. Dadurch kann der Common-Rail-Druck während der Abschaltzeitspanne auf einen bestimmten Druck erhöht werden. Selbst wenn der Kraftstoff von dem Kraftstoffeinspritzsystem während der Leerlaufreduzierungssteuerung entweicht, kann somit ein zum Wiederstarten der Kraftmaschine von dem Leerlaufreduzierungszustand ausreichender Kraftstoffdruck in der Common-Rail 20 beibehalten werden. Die Kraftstoffeinspritzung wird wieder gestartet und die Brennkraftmaschine wird von dem Leerlaufreduzierungszustand schnell wieder gestartet.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung ersichtlicher, die unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen gegeben ist, in welchen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind und in welchen:
1 eine schematische Ansicht ist, die ein Kraftstoffeinspritzsystem gemäß einem Ausführungsbeispiel zeigt;
2 eine Schnittansicht ist, die ein Druckverringerungsventil zeigt;
3 ein Zeitschaubild ist, das eine Änderung des Kraftstoffdrucks während einer Leerlaufreduzierungssteuerung zeigt;
4A ein Zeitschaubild ist, das eine Steuerung eines Druckverringerungsventils zeigt;
4B ein charakteristisches Schaubild ist, das einen Differenzialdruck und eine Erregungszeitspanne zeigt;
4C ein Zeitschaubild ist, das einen Überwachungsprozess der Erregungszeitspanne zeigt; und
5 einen Ablaufdiagramm ist, das eine Common-Rail-Druck-Steuerroutine zeigt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
Auf Grundlage der Zeichnungen wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. 1 zeigt ein Kraftstoffeinspritzsystem 10.
(Kraftstoffeinspritzsystem 10)
Ein Kraftstoffeinspritzsystem 10 der Speicherbauweise besteht aus einer Kraftstoffzuführpumpe 16, einer Common-Rail 20, einem Drucksensor 22, einem Druckverringerungsventil 30, einem Kraftstoffinjektor 60, einer elektronischen Steuereinheit (ECU) 70 und einer elektronischen Antriebseinheit (EDU) 72. Der Kraftstoff wird in einen jeden Zylinder einer vierzylindrigen Dieselkraftmaschine eingespritzt. Es ist anzumerken, dass zum Zwecke der einfachen Erläuterung in 1 lediglich ein Kraftstoffinjektor 60 dargestellt ist.
Der Kraftstofffilter 14 beseitigt Fremdstoffe, die in dem Kraftstoff enthalten sind, den die Kraftstoffzuführpumpe 16 von einem Kraftstofftank 12 ansaugt. Die Kraftstoffpumpe 16 ist mit einer (nicht gezeigten) Förderpumpe ausgestattet, die den Kraftstoff von dem Kraftstofftank 12 ansaugt und den angesaugten Kraftstoff durch ein Zuführrohr 200 zu der Common-Rail 20 fördert.
Die Kraftstoffzuführpumpe 16 ist eine gut bekannte Tauchkolbenpumpe. Die ECU 70 steuert die zu einem Zumessventil (nicht gezeigt) der Kraftstoffzuführpumpe 16 zugeführte Elektrizität, so dass eine Kraftstoffansaugmenge der Kraftstoffzuführpumpe 16 ebenso gesteuert wird. Eine Kraftstoffabgabemenge der Kraftstoffzuführpumpe 16 hängt von deren Kraftstoffansaugmenge ab. Im Übrigen kann das Zumessventil die Kraftstoffabgabemenge steuern.
Die Common-Rail 20 speichert den druckbeaufschlagten Kraftstoff, der durch die Kraftstoffzuführpumpe 16 hochgepumpt wurde, und hält den Kraftstoffdruck gemäß der Kraftmaschinenbetriebsbedienung bei einem bestimmten Wert. Der Kraftstoff wird durch ein Einspritzrohr 204 in den Kraftstoffinjektor 60 eingebracht. Der Drucksensor 22 gibt Signale aus, die für einen Kraftstoffdruck in der Common-Rail 20 indikativ sind. Dieser Kraftstoffdruck in der Common-Rail 20 wird als ein Common-Rail-Druck bezeichnet.
Wenn das Druckverringerungsventil 30 offen ist, gibt es den Kraftstoff in der Common-Rail 20 zu dem Rückführrohr 202 ab. Wie dies in 2 gezeigt ist, ist ein Ventilkörper 32 des Druckverringerungsventils 30 in die Common-Rail 20 eingeschraubt. Ein Ventilelement 38 ist durch einen Zylinder 36 verschiebbar gestützt und ist durch eine Feder 42 gegen ein Ventilsitzelement 34 vorgespannt. Eine Kugel 40 ist mit einem an dem Ventilelement 38 ausgebildeten konkaven Abschnitt in Eingriff. Wenn die Kugel 40 auf dem Ventilsitzelement 34 aufsitzt, dann wird die Common-Rail 20 fluidmäßig von einer Niederdruckseite getrennt.
Eine Spule 44 ist um einen Statorkern 46 gewunden. Wenn die EDU 72 die Spule 44 durch einen Anschluss 50 mit Energie versorgt, wird das Ventilelement 38 gegen die Feder 42 magnetisch an den Statorkern 46 angezogen, sodass sich die Kugel 40 von dem Ventilsitzelement 34 wegbewegt.
Dann wird der Kraftstoff in der Common-Rail 20 durch die Kraftstoffdurchlässe 100, 102, 104, 106, 108 und 110, die jeweils in dem Ventilkörper 32, dem Ventilsitzelement 34, dem Zylinder 36, dem Statorkern 46 und einer Schraubenmutter 48 ausgebildet sind, zu dem Kraftstofftank 12 zurückgeführt.
Der Kraftstoffinjektor 60 ist jeweils an jedem Zylinder der Kraftmaschine vorgesehen und spritzt in der Common-Rail 20 gespeicherten Kraftstoff in die jeweiligen Zylinder ein. Gemäß einem Betriebszustand der Kraftmaschine führt der Injektor 60 eine Mehrfacheinspritzung einschließlich einer Haupteinspritzung, einer Voreinspritzung und einer Nacheinspritzung durch. Der Kraftstoffinjektor 60 und die Common-Rail 20 sind durch das Einspritzrohr 204 miteinander verbunden.
Der Kraftstoffinjektor 60 ist ein wohl bekanntes elektromagnetisches Ventil mit einer Rückdrucksteuerkammer. Ein Druck in der Rückdrucksteuerkammer wird zum Einstellen der Kraftstoffeinspritzmenge gesteuert. Ein elektromagnetischer Antriebsabschnitt des Kraftstoffinjektors 60 besteht aus einem Piezostellglied oder einer magnetischen Spule.
Wenn der Druck in der Rückdrucksteuerkammer einen bestimmten Wert überschreitet, dann wird das Rückdrucksteuerventil 62 geöffnet, so dass der Kraftstoff in der Rückdrucksteuerkammer in das Rückführrohr 202 abgegeben wird. Dadurch wird der Druck in dem Rückdrucksteuerventil unter dem bestimmten Wert gehalten.
Die ECU 15 besteht hauptsächlich aus einem Mikrocomputer mit einer CPU, einem ROM, einem RAM, einem Flash-Memory und einer Eingabe-/Ausgabeschnittstelle.
Die ECU 70 ermittelt und steuert einen Kraftmaschinenbetriebzustand auf Grundlage von Ausgabesignalen des Drucksensors 22, eines Kurbelwinkelsensors 80, eines Nockenwinkelsensors 82, eines Beschleunigungseinrichtungsstellungssensors 84, eines Kühlmitteltemperatursensors (nicht gezeigt) und dergleichen.
Der Kurbelwinkelsensor 80 gibt ein Impulssignal gemäß einem Drehwinkel einer Kurbelwelle der Kraftmaschine aus. Die ECU 70 erfasst eine Kraftmaschinendrehzahl auf Grundlage der Impulssignale des Kurbelwinkelsensors 80.
Der Nockenwinkelsensor 82 gibt ein Impulssignal gemäß einem Rotationswinkel der Nockenwelle aus. Die ECU 70 erfasst einen Kurbelwinkel der Kraftmaschine auf Grundlage der Impulssignale von dem Kurbelwinkelsensor 80 und dem Nockenwinkelsensor 82.
Die ECU 70 führt in dem ROM oder dem Flash-Memory gespeicherte Steuerprogramme aus. Beispielsweise führt die ECU 70 eine Rückkopplungssteuerung aus, bei der eine Abgabemenge der Kraftstoffzuführpumpe 16 und eine Stellung eines Druckverringerungsventils 30 derart gesteuert werden, dass ein durch den Drucksensor 22 erfasster gegenwärtiger Common-Rail-Druck mit einem Common-Rail-Solldruck übereinstimmt.
Ferner steuert die ECU 70 die Kraftstoffeinspritzmenge, die Kraftstoffeinspritzzeitgebung und ein Mehrfacheinspritzungsmuster, in welchem die Voreinspritzung vor der Haupteinspritzung und die Nacheinspritzung nach der Haupteinspritzung durchgeführt werden. Die ECU 50 gibt Impulssignale als Kraftstoffeinspritzsteuersignale zu der EDU 72 aus.
Die EDU 72 ist eine Antriebsvorrichtung, die einen Antriebsstrom oder eine Antriebsspannung zu dem Druckverringerungsventil 30 und dem Kraftstoffinjektor 60 auf Grundlage von der ECU 70 ausgegebenen Steuersignalen zuführt.
(Common-Rail-Druck-Steuerung)
Wenn, wie dies in 3 gezeigt ist, eine bestimmte Leerlaufreduzierungsbedingung aufgestellt ist, dann wird die Kraftstoffeinspritzung von dem Injektor 60 gestoppt und die Kraftmaschine wird gestoppt.
Die ECU 70 führt eine Common-Rail-Druck-Steuerung aus, um die Kraftmaschine während einer Zeitspanne von dem Zeitpunkt, zu dem die Leerlaufreduzierungssteuerung gestartet wird, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem die Leerlaufreduzierungssteuerung beendet wird, schnell wiederzustarten.
(1) Während der Kraftmaschinenabschaltzeitspanne
Wenn die Leerlaufreduzierungsbedingung aufgestellt ist, dann schaltet die ECU 70 einen Leerlaufreduzierungsnachfragemerker ein und legt den Common-Rail-Solldruck für die Leerlaufreduzierung fest. Dieser Common-Rail-Solldruck für die Leerlaufreduzierung ist größer als im Leerlaufzustand festgelegt.
Wenn der Leerlaufreduzierungsnachfragemerker eingeschaltet ist, dann wird eine normale Rückkopplungssteuerung der Kraftstoffzuführpumpe 16 beendet und es wird eine Pumpenstoppsteuerung ausgeführt, um die Ansaugmenge durch Schließen des Zumessventils auf null zu bringen. Das heißt, die Abgabemenge der Kraftstoffzuführpumpe 16 wird zu null.
Wenn ferner der Leerlaufreduzierungsnachfragemerker eingeschaltet ist, ändert die ECU 70 die Steuerung des Druckverringerungsventils 30 von einer Kurbelwinkelsynchronisation auf eine Zeitsynchronisation. Dann beendet die ECU 70 die Kraftstoffeinspritzung. Wenn die Kraftmaschinendrehzahl niedriger als der bestimmte Wert wird, dann wird das Zumessventil geöffnet, sodass die Kraftstoffzuführpumpe 16 den Kraftstoff ansaugt und den Kraftstoff zu der Common-Rail 20 fördert. In diesem Fall ist die Ansaugmenge der Kraftstoffpumpe 16 durch das Zumessventil als ein fester Wert aufgestellt.
Die Kraftstoffzuführpumpe 16 fördert den Kraftstoff zu der Common-Rail 20, sodass der Common-Rail-Druck zunimmt. Wenn der gegenwärtige Common-Rail-Druck den Common-Rail-Solldruck für die Leerlaufreduzierung überschreitet, dann wird das Druckverringerungsventil 30 geöffnet.
Das Druckverringerungsventil 30 wird bei einer Zeitgebung der Zeitsynchronisation gesteuert. Wie dies in 4A gezeigt ist, wird das Druckverringerungsventil 30 beispielsweise während drei Zyklen der Zeitsynchronisation einmal angetrieben.
Somit wird eine Antriebshäufigkeit des Druckverringerungsventils 30 verringert, wodurch die Lebensdauer des Druckverringerungsventils 30 verlängert wird.
Alternativ kann das Druckverringerungsventil 30 während drei Zyklen der Zeitsynchronisation zwei Mal angetrieben werden.
Wie dies in 4B gezeigt ist, wird eine Erregungsdauer des Druckverringerungsventils 30 auf Grundlage des Common-Rail-Drucks und eines Differenzialdrucks ΔPc zwischen einem gegenwärtigen Common-Rail-Druck und einem Common-Rail-Solldruck bestimmt. Diese Erregungszeitspanne des Druckverringerungsventils 30 wird im Weiteren Verlauf als eine anfängliche Erregungszeitspanne bezeichnet. Wenn der Differenzialdruck ΔPc größer wird und der Common-Rail-Druck größer wird, dann wird die anfängliche Erregungszeitspanne länger.
Es ist anzumerken, dass eine Erregungszeitspanne des Druckverringerungsventils 30 auf Grundlage einer maximalen Erregungszeitspanne und einer oberen relativen Einschaltdauer bestimmt wird.
Die maximale Erregungszeitspanne und die obere relative Einschaltdauer sind auf eine solche Art und Weise aufgestellt, dass eine Temperatur des Druckverringerungsventils 30 einen bestimmten Wert nicht überschreitet.
Die obere relative Einschaltdauer ist mit Bezug auf drei Zyklen der Zeitsynchronisation eingerichtet. Alternativ kann die obere relative Einschaltdauer mit Bezug auf einen Zyklus eingerichtet sein, in welchem das Druckverringerungsventil 30 angetrieben wird.
Die Erregungszeitspanne eines Zyklus ist als ein Minimalwert aus der anfänglichen Erregungszeitspanne, der maximalen Erregungszeitspanne und der oberen relativen Einschaltdauer definiert. Wie dies in 4C gezeigt ist, wird beispielsweise vorgeschlagen, dass eine Druckdifferenz ΔPc und die anfänglichen Erregungszeitspannen t1, t2 berechnet werden.
Die anfängliche Erregungszeitspanne t1 ist kürzer als die maximale Erregungszeitspanne und ist kürzer als ein Wächter der relativen Einschaltdauer. Somit wird das Druckverringerungsventil 30 für die anfängliche Erregungszeitspanne t1 erregt. Währenddessen ist die anfängliche Erregungszeitspanne t2 länger als t1 und überschreitet den Wächter der relativen Einschaltdauer. Somit wird die anfängliche Erregungszeitspanne t2 durch den Wächter der relativen Einschaltdauer verringert.
(2) Während des Kraftmaschinenstopps
Wenn die Kraftmaschine vollständig gestoppt ist, führt die Kraftstoffzuführpumpe 16 keinen Kraftstoff zu und eine Erhöhung des Common-Rail-Drucks endet, wie dies in 3 gezeigt ist. Die ECU 70 führt eine Stoppsteuerung durch, in welcher ein Zumessventil der Kraftstoffzuführpumpe 16 geschlossen ist, sodass eine Kraftstoffleckage so gut wie möglich verringert wird. Falls der Kraftstoffinjektor 60 ein Piezostellglied ist, beträgt die Kraftstoffleckage im Wesentlichen null.
Es ist anzumerken, dass die Common-Rail-Druck-Steuerung durch das Druckverringerungsventil 30 auf Grundlage des Differenzialdrucks ΔPc fortgeführt wird.
(3) Beim Wiederstart der Kraftmaschine
(3-1) Vor der Startzylindererfassung
Wenn die Leerlaufreduzierungsbedingung aufgehoben ist, beginnt die ECU 70 damit, einen Anlasser anzutreiben. Die Ansaugmenge und die Abgabemenge der Kraftstoffzuführpumpe 16 sind zum Wiederstart der Kraftmaschine auf bestimmte Werte festgelegt.
Es ist anzumerken, dass selbst nachdem der Anlasser gestartet wurde, der Kraftstoffinjektor 60 keinen Kraftstoff einspritzt, bis die Startzylindererfassung vollendet ist. Die ECU 70 treibt das Druckverringerungsventil 30 an, um den Common-Rail-Solldruck von einem Steuerrestdruck auf einen Startdruck abzusenken, sodass der durch den Injektor 60 eingespritzte Kraftstoff auf geeignete Weise verbrannt wird, um die Kraftmaschine nach der Startzylindererfassung zu starten.
Es ist anzumerken, dass die Common-Rail-Druck-Steuerung durch das Druckverringerungsventil 30 auf Grundlage des Differenzialdrucks ΔPc fortgeführt wird, bis die Startzylindererfassung vollendet ist.
(3-2) Nach der Startzylindererfassung
Wenn der Startzylinder auf Grundlage von Signalen von dem Kurbelwinkelsensor 80 und dem Nockenwinkelsensor 82 erfasst ist, weist die ECU 70 den Kraftstoffinjektor 60 dazu an, den Kraftstoff in den Startzylinder einzuspritzen. Gleichzeitig wird der Leerlaufreduzierungsnachfragemerker ausgeschaltet. Folglich beendet die ECU 70 die Common-Rail-Druck-Steuerung für die Leerlaufreduzierung unter Verwendung des Druckverringerungsventils 30 und startet eine Rückkopplungssteuerung 30 des Common-Rail-Drucks auf Grundlage des Differenzialdrucks zwischen dem gegenwärtigen Common-Rail-Druck und dem Common-Rail-Solldruck.
Wenn die Kraftmaschinengeschwindigkeit einen bestimmten Wert erreicht, dann ändert die ECU 70 den Common-Rail-Solldruck von einem Startdruck auf einen Leerlaufdruck. Dann nimmt die Kraftmaschinendrehzahl zu, so dass sie die Sollleerlaufdrehzahl erreicht.
(Common-Rail-Druck-Steuerungsroutine)
Unter Bezugnahme auf 5 wird eine Common-Rail-Druck-Steuerroutine beschrieben, welche die ECU 70 während der Leerlaufreduzierungssteuerung ausführt. Diese Routine wird bei bestimmten Zeitintervallen ausgeführt.
In Schritt S400 bestimmt die ECU 70, ob die Leerlaufreduzierungssteuerung erforderlich ist. Diese Bestimmung wird auf Grundlage eines Ein-Aus-Zustands des Leerlaufreduzierungsnachfragemerkers durchgeführt.
Wenn die Antwort in Schritt S400 NEIN lautet, dann schreitet der Ablauf zu Schritt S402 vor, in welchem die Rückkopplungssteuerung des Common-Rail-Drucks durchgeführt wird.
Wenn die Antwort in Schritt S400 JA lautet, dann schreitet der Ablauf zu Schritt S404 vor, in welchem die ECU 70 bestimmt, ob die Ansaugsteuerung oder die Stoppsteuerung mit Bezug auf die Kraftstoffzuführpumpe 16 durchgeführt wird.
Nachdem die Ansaugsteuerung (S406) oder die Stoppsteuerung (S408) durchgeführt wurde, schreitet der Ablauf zu Schritt S410 vor, in welchem die ECU 70 bestimmt, ob eine Synchronisationszeitgebung vorliegt, bei der eine Antriebssteuerung mit Bezugnahme auf das Druckverringerungsventil 30 durchgeführt wird.
Wenn die Antwort in Schritt S410 JA lautet, dann schreitet der Ablauf zu S412 vor, in welchem die ECU 70 einen Antriebszulassungsmerker einschaltet. Wenn die Antwort in Schritt S410 NEIN lautet, dann schreitet der Ablauf zu Schritt 414 vor, in welchem die ECU 70 den Antriebszulassungsmerker ausschaltet.
In Schritt S416 bestimmt die ECU 70, ob eine Kraftmaschinenstartbedingung vorliegt, bei der die Leerlaufreduzierungssteuerung aufgehoben ist, um den Anlasser anzutreiben, und bei der die Startzylindererfassung nicht durchgeführt wurde. Wenn die Antwort in Schritt S416 JA lautet, dann schreitet der Ablauf zu Schritt S418 vor, in welchem die ECU 70 den Common-Rail-Solldruck auf den Startdruck setzt. Wenn die Antwort in Schritt S416 NEIN lautet, dann schreitet der Ablauf zu S420 vor, in welchem die ECU 70 den Common-Rail-Solldruck auf den Steuerrestdruck festlegt.
In Schritt S422 berechnet die ECU 70 einen Differenzialdruck ΔPc zwischen einem gegenwärtigen Common-Rail-Druck und dem Common-Rail-Solldruck. In Schritt S424 bestimmt die ECU 70, ob der Differenzialdruck ΔPc größer als ein Antriebszulassungsschwellenwert ist, bei welchem das Druckverringerungsventil 30 geöffnet wird, um den Common-Rail-Druck zu verringern. Ferner bestimmt die ECU 70, ob der Antriebszulassungsmerker eingeschaltet ist. Wenn der Differenzialdruck ΔPc kleiner als oder gleich wie der Antriebszulassungsschwellenwert ist, dann bestimmt die ECU 70, dass der gegenwärtige Common-Rail-Druck nahe an dem Common-Rail-Solldruck liegt, sodass es nicht erforderlich ist, das Druckverringerungsventil 30 zu öffnen und den Common-Rail-Druck zu verringern.
Wenn die Antwort in Schritt S424 NEIN lautet, dann schreitet der Ablauf zu Schritt S426 vor, in welchem die ECU 70 das Druckverringerungsventil 30 nicht mit Strom beaufschlagt, um diese Routine zu beenden.
Wenn die Antwort in Schritt S424 JA lautet, dann schreitet der Ablauf zu Schritt S428 vor, in welchem die ECU 70 die anfängliche Erregungszeitspanne ”Ta” gemäß dem in 4B gezeigten Kennfeld berechnet.
In Schritt S430 berechnet die ECU 70 eine Erregungsüberwachungszeitspanne ”Tb”, während der das Druckverringerungsventil 30 erregt werden kann.
In Schritt S432 bestimmt die ECU 70, ob ”Tb” größer als ”Ta” ist. Wenn die Antwort JA lautet, dann schreitet der Ablauf zu Schritt S434 vor, in welchem die anfängliche Erregungszeitspanne ”Ta” als die Erregungszeitspanne des Druckverringerungsventils 30 festgelegt wird. Wenn die Antwort NEIN lautet, dann schreitet der Ablauf zu Schritt S436 vor, in welchem die Erregungsüberwachungszeitspanne ”Tb” als die Erregungszeitspanne des Druckverringerungsventils 30 festgelegt wird.
In Schritt S438 treibt die ECU 70 das Druckverringerungsventil 30 auf Grundlage der Erregungszeitspanne an, die in Schritt S434 oder S436 festgelegt wird.
Wenn gemäß der vorstehend beschriebenen, vorliegenden Erfindung die Leerlaufreduzierungssteuerungsbedingung aufgestellt ist, dann fördert die Kraftstoffzuführpumpe 16 den Kraftstoff zu der Common-Rail 20 während der Kraftmaschinenabschaltzeitspanne von dem Zeitpunkt, zu dem die Kraftstoffeinspritzung beendet ist, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem die Kraftmaschine vollständig gestoppt ist. Dadurch kann der Common-Rail-Druck während der Abschaltzeitspanne auf einen bestimmten Druck erhöht werden.
Selbst wenn der Kraftstoff während der Leerlaufreduzierungssteuerung von dem Kraftstoffeinspritzsystem 10 entweicht, kann in der Common-Rail 20 ein für den Wiederstart der Kraftmaschine ausreichender Kraftstoffdruck beibehalten werden.
Wenn ferner die Leerlaufreduzierungsbedingung aufgestellt ist, wird das Druckverringerungsventil 30 durch die Zeitsynchronisation gesteuert. Selbst wenn ein Zyklus der Winkelsynchronisation allmählich verlängert wird, kann somit das Druckverringerungsventil 30 bei einer konstanten Zeitsynchronisationszeitgebung gesteuert werden, sodass der Common-Rail-Druck auf einen bestimmten Wert gesteuert werden kann.
In dem vorstehend erwähnten Ausführungsbeispiel entspricht die ECU 70 einem Kraftstoffdrucksteuergerät. Die Abläufe in Schritten S402, S406 und S408 entsprechen einem Kraftstoffzuführsteuermittel, der Ablauf in Schritt S422 entspricht einem Druckerfassungsmittel und die Abläufe in Schritten S406, S408, S426, S434 bis S438 entsprechen einem Drucksteuermittel.
(Weiteres Ausführungsbeispiel)
Während einer Abschaltzeitspanne kann der Common-Rail-Druck auf den Steuerrestdruck eingestellt werden, indem eine Abgabemenge der Kraftstoffpumpe 16 mit einem Zumessventil gesteuert wird.
Das Druckverringerungsventil 30 kann bei jeder Zeitgebung der Zeitsynchronisation angetrieben werden. In dem Ausführungsbeispiel führt die ECU 70 Steuerprogramme aus, um jeweilige Funktionen durchzuführen. Zumindest eine dieser Funktionen kann durch eine Schaltkreiskonfiguration anstelle eines Steuerprogramms durchgeführt werden.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das vorstehend erwähnte Ausführungsbeispiel beschränkt und kann auf verschiedene Ausführungsbeispiele angewendet werden.
Wenn ein Leerlaufreduzierungsnachfrageschalter eingeschaltet ist und die Kraftmaschinendrehzahl abnimmt, dann führt die Kraftstoffzuführpumpe (16) Kraftstoff zu einer Common-Rail (20) zu. Wenn ein Differenzialdruck zwischen einem gegenwärtigen Common-Rail-Druck und einem Common-Rail-Solldruck größer als ein bestimmter Schwellenwert ist, dann wird ein Druckverringerungsventil (30) geöffnet, um den Common-Rail-Druck zu verringern.

Claims

Kraftstoffdrucksteuergerät für ein Kraftstoffeinspritzsystem mit einer Common-Rail (20), die Kraftstoff in sich speichert; einer Kraftstoffzuführpumpe (16), die den Kraftstoff in die Common-Rail zuführt; einem Kraftstoffinjektor (60), der den in der Common-Rail gespeicherten Kraftstoff in einen Zylinder einer Brennkraftmaschine einspritzt, und einem Druckverringerungsventil (30), das den Kraftstoff in der Common-Rail abgibt, um den Common-Rail-Druck zu verringern, wenn es erregt wird, sodass es sich öffnet; wobei das Kraftstoffdrucksteuergerät einen Kraftstoffdruck in der Common-Rail steuert und folgendes aufweist: ein Kraftstoffzuführsteuermittel (S402, S406, S408) zum Steuern einer Kraftstoffzufuhr der Kraftstoffzufuhrpumpe (16); ein Druckerfassungsmittel (S422) zum Erfassen eines Common-Rail-Drucks, der einen Kraftstoffdruck in der Common-Rail wiedergibt; ein Drucksteuermittel (S406, S408, S426, S434–S438) zum Anpassen des durch das Druckerfassungsmittel erfassten Common-Rail-Drucks auf einen bestimmten Druck, der höher als ein Startdruck festgelegt ist, bei dem die Brennkraftmaschine von einem Leerlaufreduzierungszustand wiedergestartet wird, durch Anweisen des Kraftstoffzuführsteuermittels derart, dass die Kraftstoffzuführpumpe den Kraftstoff während einer Kraftmaschinenabschaltzeitspanne, während der eine Leerlaufreduzierungssteuerung durchgeführt wird, zu der Common-Rail zuführt, dadurch gekennzeichnet, dass während einer Zeitspanne, nachdem die Leerlaufreduzierungssteuerung gestartet ist, bis zum Beenden der Leerlaufreduzierungssteuerung für das Starten der Kraftstoffeinspritzung durch den Kraftstoffinjektor (60) das Drucksteuermittel das Druckverringerungsventil (30) steuert, um den Common-Rail-Druck zu verringern, wenn der Common-Rail-Druck höher als der bestimmte Druck ist, und das Drucksteuermittel das Druckverringerungsventil (30) so steuert, dass der Common-Rail-Druck während einer Zeitspanne nach dem Antrieb eines Anlassers bis zum Erfassen eines Startzylinders auf den Startdruck herab gesteuert wird, wenn die Leerlaufreduzierungssteuerung zum Starten der Brennkraftmaschine beendet wird.
Kraftstoffdrucksteuergerät gemäß Anspruch 1, wobei das Drucksteuermittel das Druckverringerungsventil (30) durch eine Zeitsynchronisation steuert, wenn die Leerlaufreduzierungssteuerung durchgeführt wird.
Kraftstoffdrucksteuergerät gemäß Anspruch 2, wobei das Drucksteuermittel das Druckverringerungsventil (30) während einer Vielzahl von Zyklen der Zeitsynchronisation einmal öffnet.
Kraftstoffdrucksteuergerät gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei das Drucksteuermittel das Druckverringerungsventil für eine bestimmte Erregungszeitspanne erregt, welche ein Minimum aus einer auf Grundlage eines Differenzialdrucks zwischen dem bestimmten Druck und dem Common-Rail-Druck berechneten Erregungszeitspanne, einer für eine Erregung des Drucksteuerventils zulässigen maximalen Erregungszeitspanne und einer oberen Grenzerregungszeitspanne ist, welche auf Grundlage einer relativen Erregungseinschaltdauer berechnet wird.