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Die folgende Erfindung betrifft eine Kraftstoffdrucksteuervorrichtung für ein Kraftstoffeinspritzsystem, bei welchem eine Kraftstoffpumpe einer Sammelleitung bzw. Common-Rail Kraftstoff zuführt und ein Kraftstoffinjektor den Kraftstoff, der in der Common-Rail angesammelt ist, in eine Verbrennungskammer einer Verbrennungsmaschine einspritzt. Die Kraftstoffdrucksteuervorrichtung steuert den Kraftstoffdruck in der Common-Rail.
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Die
JP-2006-161716 A stellt ein Kraftstoffeinspritzsystem dar, bei welchem ein Kraftstoffinjektor den in der Common-Rail angesammelten Kraftstoff in eine Verbrennungskammer eines jeden Zylinders einer Verbrennungsmaschine einspritzt. Wenn eine Maschine für eine festgelegte Zeitdauer gestoppt worden ist, wird eine Leerlaufreduzierungssteuerung so durchgeführt, dass die Kraftstoffeinspritzung gestoppt, und die Maschine ausgeschaltet wird.
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Beim Durchführen einer Leerlaufreduzierungssteuerung ist es wichtig, die Maschine schnell und reibungslos neu zu starten, wenn ein Fahrer einen Maschinenneustartbetrieb durchführt. Aus diesem Grund ist es wünschenswert, dass der Druck in der Common-Rail (Common-Rail-Druck) auf einem Druck gehalten wird, welcher zum Neustart der Maschine erforderlich ist.
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Bei dem Kraftstoffeinspritzsystem, das in der JP-2006-161716 A dargestellt ist, ist ein Schaltventil für eine Kraftstoffrückführpassage vorgesehen, durch welche ein Kraftstoff, der aus einem Kraftstoffinjektor ausgetreten ist, zum Kraftstofftank zurückgeführt wird. Wenn eine Maschine normal angetrieben wird, öffnet das Schaltventil die Kraftstoffrückführpassage, um einen Kraftstoffaustritt zu ermöglichen. Wenn die Leerlaufreduzierungssteuerung durchgeführt wird, schließt das Schaltventil die Kraftstoffrückführpassage, um den Kraftstoffaustritt zu unterbinden. Dadurch wird verhindert, dass der Common-Rail-Druck vermindert wird, während die Leerlaufreduzierungssteuerung durchgeführt wird.
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Bei dem Kraftstoffeinspritzsystem ist es wahrscheinlich, dass der Kraftstoff nicht nur aus dem Kraftstoffinjektor austritt. Obwohl ein Schaltventil für die Rückführpassage vorgesehen ist, um einen Kraftstoffaustritt aus dem Kraftstoffinjektor während der Leerlaufreduzierungssteuerung zu vermeiden, ist es somit schwierig, eine Verminderung des Common-Rail-Drucks während der Leerlaufreduzierungssteuerung zu vermeiden. Nicht immer kann der Common-Rail-Druck so aufrechterhalten werden, dass die Verbrennungsmaschine schnell neu gestartet werden kann.
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Die vorliegende Erfindung wurde hinsichtlich der vorstehenden Problematik gemacht, wobei es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Kraftstoffdrucksteuervorrichtung vorzusehen, durch die ein Neustart einer Verbrennungsmaschine aus einem Leerlaufreduzierungszustand schnell möglich ist.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung, wenn die Druckbestimmungseinrichtung bestimmt, dass der Kraftstoffdruck in der Common-Rail niedriger als ein festgelegter unterer Bestimmungsdruck ist, steuert eine Drucksteuereinrichtung einen Starter an, welcher die Kraftstoffzuführpumpe antreibt, um den Kraftstoff in Richtung der Common-Rail zu speisen.
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Dabei wird, selbst wenn der Kraftstoffdruck in der Common-Rail unter den unteren Bestimmungsdruck vermindert, wird die Kraftstoffzuführpumpe so angetrieben, dass der Kraftstoffdruck in der Common-Rail erhöht wird. Somit kann, selbst wenn die Leerlaufreduzierungsbedingung bzw. der Leerlaufreduzierungszustand nicht mehr vorhanden ist, der Common-Rail-Druck so eingestellt werden, wie er für den Neustart der Maschine erforderlich ist. Dadurch kann die Maschine aus einem Leerlaufreduzierungszustand schnell neu gestartet werden.
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Weitere Aufgaben, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung bezüglich der beigefügten Zeichnung deutlicher ersichtlich, in welchen gleiche Teil mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sind. Es zeigt:
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1 eine schematische Ansicht, die ein Kraftstoffeinspritzsystem gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt;
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2 ein Zeitdiagramm, das eine Veränderung des Common-Rail-Drucks während einer Leerlaufreduzierungssteuerung darstellt;
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3 ein Zeitdiagramm, das eine weitere Veränderung des Common-Rail-Drucks während der Leerlaufreduzierungssteuerung darstellt;
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4 ein Flussdiagramm, das eine Common-Rail-Druck-Steuerroutine während einer Leerlaufreduzierungssteuerung darstellt;
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5A ein Flussdiagramm, das eine kontinuierlich angetriebene bzw. angesteuerte Routine eines Starters darstellt; und
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5B ein Flussdiagramm, das eine mehrfach angetriebene bzw. angesteuerte Routine eines Starters darstellt.
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Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird basierend auf den Figuren beschrieben. 1 stellt ein Kraftstoffeinspritzsystem 10 dar.
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Das Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem 10 besteht aus einer Kraftstoffzuführpumpe 16, einer Sammelleitung bzw. Common-Rail 20, einem Drucksensor 22, einem Druckreduzierungsventil 30, einem Kraftstoffinjektor 40, einer elektronischen Steuereinheit (ECU) 50, einer elektronischen Treibereinheit (EDU) 52 und einem Starter 70. Der Kraftstoff wird in jeden Zylinder einer Dieselmaschine mit vier Zylindern eingespritzt. Dabei sei anzumerken, dass nur ein Kraftstoffinjektor 40 und nur eine Ein spritzleitung 202 zur einfacheren Erläuterung in 1 dargestellt sind.
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Der Kraftstofffilter 14 entfernt Fremdkörper, die im Kraftstoff enthalten sind, welchen die Kraftstoffzuführpumpe 16 aus dem Kraftstofftank 12 saugt. Die Kraftstoff zuführpumpe 16 ist mit einer Speisepumpe (nicht dargestellt) ausgestattet, welche den Kraftstoff aus dem Kraftstofftank 12 saugt und den angesaugten Kraftstoff durch eine Zuführleitung 200 in die Common-Rail 20 speist.
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Die Kraftstoffzuführpumpe 16 ist eine im Stand der Technik bekannte Kolbenpumpe. Der Starter 70 enthält einen Elektromotor, welcher die Kraftstoffzuführpumpe 16 antreibt. Wenn die Maschine gerade angeschaltet worden ist, wird die Kraftstoffzuführpumpe 16 durch den Starter 70 angetrieben. Wenn die Maschine stabil läuft, wird die Kraftstoffzuführpumpe 16 durch die Maschine angetrieben.
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Eine Kraftstoffansaugmenge der Kraftstoffzuführpumpe 16 hängt von einem elektrischen Strom ab, welchen die ECU 50 an einem Dosierventil 18 der Kraftstoffzuführpumpe 16 anlegt. Die Kraftstoffzuführpumpe 16 saugt die Kraftstoffmenge an, welche das Dosierventil 18 einstellt. Die Kraftstoffzuführpumpe 16 beaufschlagt den angesaugten Kraftstoff, der auszulassen ist, mit Druck. Das Dosierventil 18 steuert die Kraftstoffansaugmenge der Kraftstoffzuführpumpe 16, wodurch eine Auslassmenge der Kraftstoffzuführpumpe 16 eingestellt wird.
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Dabei kann das Dosierventil 18 die Kraftstoffauslassmenge steuern. Wenn das Dosierventil 18 geöffnet wird, wird der Kraftstoff nicht durch die Kraftstoffzuführpumpe 16 mit Druck beaufschlagt. Wenn das Dosierventil 18 geschlossen wird, wird der Kraftstoff durch die Kraftstoffzuführpumpe 16 mit Druck beaufschlagt. Somit hängt die Auslassmenge der Kraftstoffzuführpumpe 16 von einem Schließzeitpunkt des Dosierventils 18 ab.
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Die Common-Rail 20 sammelt den mit Druck beaufschlagten Kraftstoff, der durch die Kraftstoffpumpe 16 heraufgepumpt wird, und hält den Kraftstoffdruck auf einem festgelegten Wert gemäß einem Maschinenantriebszustand bzw. einer Maschinenantriebsbedingung. Der Kraftstoff wird in den Kraftstoffinjektor 40 durch die Einspritzleitung 202 eingeführt. Der Drucksensor 22 gibt ein Signal aus, das einen Kraftstoffdruck in der Common-Rail 20 anzeigt. Der Kraftstoffdruck in der Common Rail 20 wird als Common-Rail-Druck bezeichnet.
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Das Druckreduzierungsventil 30 ist ein elektromagnetisches Ventil, welches den Kraftstoff in der Common-Rail 20 in die Rückführleitung 204 auslässt. Der Kraftstoffinjektor 40 wird entsprechend an jedem Zylinder der Maschine vorgesehen und spritzt Kraftstoff in jeden Zylinder ein, der in der Common-Rail 20 angesammelt ist. Gemäß eines Antriebszustands der Maschine führt der Kraftstoffinjektor 40 eine Mehrfacheinspritzung einschließlich einer Haupteinspritzung, einer Voreinspritzung und einer Nacheinspritzung in einem Verbrennungszyklus durch.
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Der Kraftstoffinjektor 40 ist ein im Stand der Technik bekanntes elektromagnetisches Ventil mit einer Steuerkammer. Ein Druck in der Steuerkammer wird gesteuert, um die Kraftstoffeinspritzmenge einzustellen. Ein elektromagnetischer Antriebsabschnitt des Kraftstoffinjektors 40 besteht aus einem Piezoaktor oder einer magnetischen Spule.
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Wenn der Druck in der Steuerkammer des Kraftstoffinjektors 40 einen festgelegten Wert überschreitet, wird ein Gegendrucksteuerventil 42 geöffnet, um den Kraftstoff in der Steuerkammer in die Rückführleitung 204 auszulassen. Dadurch wird der Druck in der Steuerkammer des Kraftstoffinjektors 40 unter dem festgelegten Wert aufrechterhalten.
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Die ECU 50 besteht hauptsächlich aus einem Mikrocomputer mit einer CPU, einem ROM, einem RAM, einem Flashspeicher und einem I/O-Interface bzw. einer E/A-Schnittstelle.
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Die ECU 50 empfängt Ausgangssignale vom Drucksensor 22, einem Kurbelwinkelsensor 60, einem Nockenwinkelsensor 62, einem Gaspedalpositionssensor 64 und dergleichen. Basierend auf den empfangenen Ausgangssignalen steuert die ECU 50 einen Maschinenantriebszustand.
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Der Kurbelwinkelsensor 60 gibt ein Pulssignal gemäß eines Umdrehungswinkels einer Kurbelwelle der Maschine aus. Die ECU 50 erfasst eine Maschinengeschwindigkeit bzw. eine Maschinenumdrehungsgeschwindigkeit basierend auf dem Pulssignal vom Kurbelwinkelsensor 60.
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Der Nockenwinkelsensor 62 gibt ein Pulssignal gemäß eines Umdrehungswinkels der Nockenwelle aus. Die ECU 50 erfasst einen Kurbelwinkel der Maschine basierend auf dem Pulssignal von dem Kurbelwinkelsensor 60 und dem Nockenwinkelsensor 62.
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Die ECU 50 führt Steuerprogramme aus, die im ROM oder dem Flashspeicher gespeichert sind. Die ECU 50 führt zum Beispiel eine Rückkopplungssteuerung bzw. Feedback-Steuerung aus, bei welcher eine Auslassmenge der Kraftstoffzuführpumpe 16 und eine Position des Druckreduzierungsventils 30 so gesteuert werden, dass ein tatsächlicher Common-Rail-Druck, der durch den Drucksensor 22 erfasst wird, mit einem Soll-Common-Rail-Druck übereinstimmt.
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Ferner steuert die ECU 50 die Kraftstofeinspritzmenge, den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt und ein Mehrfacheinspritzmuster. Die Voreinspritzung bzw. Piloteinspritzung wird vor der Haupteinspritzung durchgeführt, und die Nacheinspritzung nach der Haupteinspritzung. Die ECU 50 gibt Pulssignale als Kraftstoffeinspritzsteuersignale an die EDU 52 aus.
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Ferner beginnt die ECU 50 den Starter 70 anzutreiben, wenn ein Startschalter der Maschine eingeschaltet wird, oder wenn der Common-Rail-Druck während einer Leerlaufreduzierungssteuerung niedriger als ein Bestimmungsdruck wird. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Bestimmungsdruck ein Startdruck, bei welchem der Kraftstoffinjektor 40 den Kraftstoff einspritzt, wenn die Maschine aus dem Leerlaufreduzierungszustand neu gestartet wird.
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Dabei ist zu beachten, dass der Bestimmungsdruck nicht auf den Startdruck beschränkt ist. Solange der Bestimmungsdruck niedriger als ein Soll-Rest-Common-Rail-Druck ist, wird der Bestimmungsdruck gemäß den erforderlichen Eigenschaften geeignet bestimmt.
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Die EDU 52 ist eine Antriebsvorrichtung bzw. Ansteuervorrichtung, welche einen Treiberstrom oder eine Treiberspannung an dem Druckreduzierungsventil 30 und dem Kraftstoffinjektor 40 basierend auf dem Steuersignal anlegt, das von der ECU 50 ausgegeben wird.
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(Common-Rail-Druck-Steuerung)
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Wie in 2 dargestellt, wenn ein festgelegter Leerlaufreduzierungszustand geschaffen ist, wird eine Leerlaufreduzierungssteuerung durchgeführt, bei welcher die Kraftstoffeinspritzung vom Injektor 40 gestoppt und die Maschine ausgeschaltet wird.
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Die ECU 50 führt eine Common-Rail-Druck-Steuerung aus, um die Maschine während einer Dauer, das heißt von da an, wenn die Leerlaufreduzierungssteuerung gestartet wird, bis dahin, wenn die Leerlaufreduzierungssteuerung abgeschlossen bzw. unterbrochen wird, schnell neu zu starten.
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(1) Dauer während des Ausschaltens der Maschine
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Wenn der Leerlaufreduzierungszustand geschaffen ist, schaltet die ECU 50 ein Leerlaufreduzierungsanfrageflag ein, und stellt einen Soll-Rest-Common-Rail-Druck während der Leerlaufreduzierungssteuerung ein. Dieser Soll-Rest-Common-Rail-Druck zur Leerlaufreduzierung wird größer als der Startdruck eingestellt.
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Anschließend, wenn das Leerlaufreduzierungsanfrageflag eingeschaltet ist, wird eine normale Feedback-Steuerung für die Kraftstoffzuführpumpe 16 abgeschlossen, und eine Pumpe-Stoppen-Steuerung ausgeführt, um die Ansaugmenge durch Schließen des Dosierventils 18 auf Null zu setzen. Das heißt, die Auslassmenge der Kraftstoffzuführpumpe wird Null.
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Ferner, wenn das Leerlaufreduzierungsanfrageflag ausgeschaltet wird, ändert die ECU 50 die Steuerung des Druckreduzierungsventils 30 von einer Kurbelwinkelsynchronisierung zur Zeitsynchronisierung.
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Anschließend schließt die ECU 50 die Kraftstoffeinspritzung ab. Wenn die Maschinenumdrehungsgeschwindigkeit weniger als ein festgelegter Wert wird, wird das Dosierventil 18 geöffnet, so dass die Kraftstoffzuführpumpe 16 den Kraftstoff ansaugt, und den Kraftstoff zur Common-Rail 20 führt. In diesem Fall wird die Ansaugmenge der Kraftstoffpumpe 16 durch das Dosierventil 18 als ein feststehender Wert veranschlagt.
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Während sich die Maschine in der Ausschaltdauer befindet, speist die Kraftstoffzuführpumpe 16 den Kraftstoff zur Common-Rail 20, so dass der Common-Rail-Druck erhöht wird. Wenn der tatsächliche Common-Rail-Druck, der durch den Drucksensor 22 erfasst wird, den Soll-Rest-Common-Rail-Druck überschreitet, wird das Druckreduzierungsventil 30 basierend auf einer Differenz zwischen dem tatsächlichen Common-Rail-Druck und dem Soll-Rest-Common-Rail-Druck geöffnet. Das Druckreduzierungsventil 30 wird zu einem Zeitpunkt der Zeitsynchronisierung gesteuert.
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Somit wird eine Antriebs- bzw. Ansteuerfrequenz des Druckreduzierungsventils 30 reduziert, wodurch die Laufzeit des Druckreduzierungsventils 30 verlängert wird.
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Eine Erregungsdauer des Druckreduzierungsventils 30 wird basierend auf dem gegenwärtigen Common-Rail-Druck (Pc) und einem Differenzdruck ΔPc zwischen einem tatsächlichen Common-Rail-Druck und einem Soll-Rest-Common-Rail-Druck bestimmt. Wenn der Differenzdruck ΔPc größer wird und der Common-Rail-Druck niedriger, wird die Erregungsdauer pro Öffnen-/Schließen-Betrieb des Druckreduzierungsventils 30 länger. Die maximale Erregungsdauer ist so geschaffen, dass eine Temperatur des Druckreduzierungsventils 30 einen festgelegten Wert nicht überschreitet.
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Während einer Maschinenausschaltdauer steuert die ECU 50 das Druckreduzierungsventil 30 so, dass der tatsächliche Common-Rail-Druck höher als der Soll-Rest-Common-Rail-Druck wird.
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(2) Während des Maschinenstopps
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Wie in 2 dargestellt, wenn die Maschine vollständig gestoppt ist, schaltet die ECU 50 ein Maschinenstoppflag aus. Wenn das Maschinenstoppflag ein ist, bedeutet dies, dass die Maschine läuft. Wenn das Maschinenstoppflag aus ist, bedeutet dies, dass die Maschine aus ist.
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Wenn die Maschine vollständig gestoppt ist, führt die Kraftstoffzuführpumpe 16 keinen Kraftstoff zu, und der Common-Rail-Druck erhöht sich nicht weiter. Die ECU 50 führt eine Stoppsteuerung durch, bei welcher das Dosierventil 18 geschlossen wird, so dass ein Kraftstoffaustritt aus der Kraftstoffzuführpumpe 16 so stark wie möglich reduziert wird. Falls der Kraftstoffinjektor 40 ein Piezoaktor ist, ist der Kraftstoffaustritt aus dem Kraftstoffinjektor 40 im Wesentlichen Null.
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Die ECU 50 steuert das Druckreduzierungsventil 30 basierend auf dem Differenzdruck ΔPc zwischen dem tatsächlichen Common-Rail-Druck und dem Soll-Rest-Common-Rail-Druck, so dass der Common-Rail-Druck in einem festgelegten Bereich einschließlich des Soll-Rest-Common-Rail-Drucks eingestellt wird. Dadurch wird eine Rest-Common-Rail-Druck-Steuerung durch das Druckreduzierungsventil 30 abgeschlossen.
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(3) Beim Maschinenneustart
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(3-1) Vor Startzylinderbestimmung
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Wenn der Leerlaufreduzierungszustand abgebrochen wird, beginnt die ECU 50 den Starter 70 anzutreiben und steuert das Dosierventil 18 so, dass die Ansaugmenge der Kraftstoffzuführpumpe 16 auf einen festgelegten Wert zum Neustart der Maschine eingestellt wird.
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Dabei ist zu beachten, dass selbst nachdem der Starter 70 gestartet wird, der Kraftstoffinjektor 40 keinen Kraftstoff einspritzt, bis die Startzylinderbestimmung abgeschlossen ist. Die ECU 50 vermindert den Soll-Common-Rail-Druck von einem Soll-Rest-Common-Rail-Druck auf einen Start-Common-Rail-Druck, so dass der Kraftstoff der durch den Injektor 40 eingespritzt wird, geeignet verbrannt wird, um die Maschine zu starten, nachdem die Start-Zylinderunterscheidung abgeschlossen ist. Während die Kraftstoffzuführpumpe 16 den Kraftstoff zur Common-Rail 20 speist, wird der Common-Rail-Druck auf den Start-Common-Rail-Druck durch Steuern des Druckreduzierungsventils 30 eingestellt.
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Falls der Common-Rail-Druck höher als der Startdruck beim Neustart der Maschine ist, wird die Common-Rail-Drucksteuerung mit dem Druckreduzierungsventil 30 basierend auf dem Differenzdruck zwischen dem tatsächlichen Druck und dem. Solldruck solange fortgeführt, bis die Startzylinderbestimmung abgeschlossen ist.
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Falls der Common-Rail-Druck niedriger als der Startdreck beim Neustart der Maschine ist, führt die ECU 50 die Common-Rail-Drucksteuerung; mit dem Druckreduzierungsventil 30 nicht durch.
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(3-2) Nach Startzylinderbestimmung
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Wenn der Startzylinder basierend auf Signalen vom Kurbelwinkelsensor 60 und dem Nockenwinkelsensor 62 bestimmt bzw. unterschieden ist, schaltet die ECU 50 das Leerlaufreduzierungsanfrageflag aus, und das Maschinenstoppflag ein. Die ECU 50 weist den Kraftstoffinjektor 40 an, Kraftstoff in den Startzylinder zu spritzen. Anschließend schließt die ECU 50 die Common-Rail-Drucksteuerung für die Leerlaufreduzierung durch das Druckreduzierungsventil 30 ab, und startet eine Feedback-Steuerung des Common-Rail-Drucks basierend auf dem Differenzdruck zwischen dem tatsächlichen. Common-Rail-Druck und dem Soll-Common-Rail-Druck.
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Wenn die Maschinenumdrehungsgeschwindigkeit einen festgelegten Wert erreicht, verändert die ECU 50 den Soll-Common-Rail-Druck von einem Startdruck auf einen Leerlaufdruck. Anschließend erhöht sich die Maschinenumdrehungsgeschwindigkeit auf eine Soll-Leerlaufumdrehungsgeschwindigkeit.
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(Vermindern des Common-Rail-Drucks während der Leerlaufreduzierungssteuerung)
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Wenn die Rest-Common-Rail-Drucksteuerung durch das Druckreduzierungsventil 30 abgeschlossen ist, bestimmt die ECU 50, ob der Common-Rail-Druck niedriger als der Startdruck wird.
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Wenn der Common-Rail-Druck größer als der Startdruck wird, wie durch eine durchgehende Linie 300 in 2 dargestellt, bestimmt die ECU 50, dass der Kraftstoffinjektor 40 den Kraftstoff sofort einspritzen kann, um die Maschine sofort neu zu starten.
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Währenddessen, wenn der Common-Rail-Druck niedriger als der Startdruck ist, wie durch eine durchgehende Linie 310 in 10 dargestellt, bestimmt die ECU 50, dass der Kraftstoffinjektor 40 den Kraftstoff nicht sofort einspritzen kann, und der Neustart der Maschine verzögert wird.
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(Antreiben des Starters)
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Wenn der Common-Rail-Druck niedriger als der Startdruck wird, schaltet die ECU 50 ein Starterantriebsflag ein. Der Starter 70 startet das Antreiben der Kraftstoffzuführpumpe 16, wodurch der Kraftstoff der Common-Rail 20 zugeführt wird. Der Common-Rail-Druck wird erhöht. Wenn der Common-Rail-Druck einen oberen Bestimmungsdruck überschreitet, stoppt die ECU 50 den Starter 70 und schaltet das Starterantriebsflag aus. Selbst nachdem die ECU 50 den Starter 70 anweist zu stoppen, dreht sich der Starter 70 durch seine Trägheit für eine Weile selbst weiter. Somit überschreitet der tatsächliche Common-Rail-Druck den oberen Bestimmungsdruck um einen festgelegten Wert.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform wird der Soll-Rest-Common-Rail-Druck als der obere Bestimmungsdruck definiert.
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Wenn der Common-Rail-Druck, welcher den Soll-Rest-Common-Rail-Druck überschritten hat, erneut niedriger als der Soll-Rest-Common-Rail-Druck wird, treibt die ECU 50 den Starter 70 erneut an.
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(1) Kontinuierlicher Starterantrieb
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Falls der Starter 70 angetrieben wird, um den Common-Rail-Druck höher als den Soll-Rest-Common-Rail-Druck zu machen, wie in 2 dargestellt, wird der Starter 70 so lange kontinuierlich angetrieben, bis der Common-Rail-Druck den Soll-Rest-Common-Rail-Druck überschreitet.
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Für den Starter 70 ist eine Initialleistungszufuhr erforderlich, um den Starter 70 kontinuierlich anzutreiben. Somit kann der elektrische Leistungsverbrauch vermindert werden.
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(2) Mehrfache Starterantriebe bzw. -ansteuerungen
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Falls der Starter angetrieben wird, dass der Common-Rail-Druck höher als der Soll-Rest-Common-Rail-Druck wird, wie in 3 dargestellt, kann der Starter 70 über mehrere Male so lange angetrieben werden, bis der Common-Rail-Druck den Soll-Rest-Common-Rail-Druck überschreitet.
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Selbst wenn die Elektrizitätszufuhr bzw. Stromzufuhr zum Starter 70 abgeschlossen bzw. unterbrochen wird, drehen sich der Starter 70, die Maschine und die Kraftstoffzuführpumpe 60 durch ihre Trägheit weiter. Somit drehen sich der Starter 70 und die Kraftstoffzuführpumpe 16 zur Kraftstoffeinspeisung weiter, obwohl der Starter 70 nicht erregt wird.
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In diesem Fall wird der Starter 70 mehrere Male solange angetrieben, bis der Common-Rail-Druck den Soll-Rest-Common-Rail-Druck überschreitet, wodurch sich der Starter 70 und die Kraftstoffzufuhrpumpe 60 durch ihre Trägheit mehrere Male drehen, so dass der Kraftstoff von der Kraftstoffzuführpumpe 16 mehrere Male ausgegeben wird. Somit kann der elektrische Leistungsverbrauch bzw. Stromverbrauch reduziert werden.
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(Common-Rail-Druck-Steuerroutine)
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Anhand der 4, 5A und 5B wird eine Common-Rail-Druck-Steuerroutine beschrieben, welche die ECU 50 während der Leerlaufreduzierungssteuerung ausführt. Die Routine, die in 4 dargestellt ist, wird ausgeführt, wenn ein Leerlaufreduzierungszustand geschaffen ist, und das Druckreduzierungsventil 30 durch bzw. anhand der Zeitsynchronisierung gesteuert wird. 5A und 5B zeigen entsprechend eine erste und eine zweite Starterantriebsroutine, die in Schritt S418 in 4 ausgeführt wird.
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In Schritt S400 bestimmt die ECU 50, ob die Leerlaufreduzierungssteuerung erforderlich ist, basierend auf einem EINLAUS-Zustand des Leerlaufreduzierungsanfrageflags. Wenn die Antwort in Schritt S400 NEIN ist, schreitet der Ablauf zu Schritt S422 voran.
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Wenn die Antwort in Schritt S400 JA ist, schreitet der Ablauf zu Schritt S402 voran, bei welchem die ECU 50 bestimmt, ob die Maschine ausgeschaltet ist, basierend auf dem Ausgangssignal des Kurbelwinkelsensors 60. Wenn die Antwort in Schritt S402 NEIN ist, schreitet der Ablauf zu Schritt S422 voran.
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Wenn die Antwort in Schritt S402 JA ist, schreitet der Ablauf zu Schritt S404 voran, in welchem die ECU 50 bestimmt, ob eine Rest-Common-Rail-Druck-Steuerung abgeschlossen worden ist. Bei der Rest-Common-Rail-Drucksteuerung wird der Common-Rail-Druck auf den Soll-Rest-Common-Rail-Druck eingestellt. Wenn die Antwort in Schritt S404 NEIN ist, schreitet der Ablauf zu Schritt S422 voran.
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Wenn die Antwort in Schritt S404 JA ist, schreitet der Ablauf zu Schritt S406 voran, in welchem die ECU 50 bestimmt, ob der tatsächliche Common-Rail-Druck niedriger als der untere Bestimmungsdruck ist. Wie vorstehend beschrieben, wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Startdruck als der untere Bestimmungsdruck definiert.
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Wenn die Antwort in Schritt S406 JA ist, schreitet der Ablauf zu Schritt S408 voran, in welchem die ECU 50 das Starterantriebsflag einschaltet. Anschließend schreitet der Ablauf zu Schritt S412 voran.
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Wenn die Antwort in Schritt S406 NEIN ist, schreitet der Ablauf zu Schritt S410 voran, in welchem die ECU 50 bestimmt, ob das Starterantriebsflag EIN ist.
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Wenn die Antwort in Schritt S410 NEIN ist, schreitet der Ablauf zu Schritt S422 voran. Wenn die Antwort in Schritt S410 JA ist, bestimmt die ECU 50, dass der Common-Rail-Druck durch Antreiben des Starters 70 während der Leerlaufreduzierungssteuerung ansteigt. Der Ablauf schreitet dann zu Schritt S412 voran.
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Das Starterantriebsflag wird auf EIN gehalten, bis der Common-Rail-Druck den Soll-Rest-Common-Rail-Druck überschreitet.
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In Schritt S412 erregt die ECU 50 das Dosierventil 18 bevor der Starter 70 gestartet wird. In Schritt S414 wird ein Dosierventilzähler erhöht. In Schritt S416 bestimmt die ECU 50, ob ein Zählwert des Dosierventilzählers größer als ein Antriebsbestimmungswert ist. Wenn die Antwort in Schritt S416 NEIN ist, schließt die ECU 50 diese Routine ab.
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Wenn die Antwort in Schritt S416 JA ist, bestimmt die ECU 50, dass das Dosierventil 18 vollständig geöffnet worden ist, und die Kraftstoffzuführpumpe 16 kann den Kraftstoff ansaugen. Der Prozessablauf schreitet dann zu Schritt S418 voran, in welchem die ECU 15 den Starter 70 einschaltet.
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Wie vorstehend beschrieben wird der Starter 70 kontinuierlich angetrieben, bis der Common-Rail-Druck den oberen Bestimmungsdruck überschreitet. Alternativ wird der Starter 70 mehrere Male angetrieben.
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Die ECU 50 treibt den Starter 70 an, um den tatsächlichen Common-Rail-Druck zu erhöhen. In Schritt S420 bestimmt die ECU 50, ob der tatsächliche Common-Rail-Druck den oberen Bestimmungsdruck überschreitet. Wenn die Antwort in Schritt S420 NEIN ist, beendet die ECU 50 diese Routine.
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Wenn die Antwort in Schritt S420 JA ist, schaltet die ECU 50 den Starter 70 in Schritt S422 aus. In Schritt S422 schaltet die ECU 50 das Dosierventil 18 aus. In Schritt S426 löscht die ECU 50 den Dosierventilzähler. In Schritt S428 schaltet die ECU 50 das Starterantriebsflag aus.
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(Erste Starterantriebssteuerroutine)
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5A zeigt ein Zeitdiagramm, das eine Starterantriebssteuerroutine darstellt, bei welcher der Starter 70 in Schritt S418 kontinuierlich angetrieben wird.
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Die ECU 50 schaltet den Starter 70 in Schritt S430 EIN. Der Starter 70 wird solange kontinuierlich angetrieben, bis der Common-Rail-Druck den oberen Bestimmungsdruck überschreitet.
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(Zweite Starterantriebssteuerroutine)
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5B zeigt ein Zeitdiagramm, das eine Starterantriebssteuerroutine darstellt, bei welcher der Starter 70 in Schritt S418 mehrere Male angetrieben wird.
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In Schritt S440 bestimmt die ECU 50, ob ein Zählwert des EIN-Zählers einen EIN-Bestimmungswert überschreitet. Wenn die Antwort in Schritt S440 NEIN ist, schreitet der Ablauf zu Schritt S442 voran, in welchem der EIN-Zähler erhöht wird. Das heißt, solange der Zählwert des EIN-Zählers den EIN-Bestimmungswert überschreitet, wird der Starter 70 nicht erhöht.
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Wenn die Antwort in Schritt S440 JA ist, schreitet der Vorgang zu Schritt S444 voran, in welchem die ECU 50 den Starter 70 einschaltet. Anschließend schreitet der Ablauf zu Schritt S446 voran, in welchem der Zählwert des AUS-Zählers einen AUS-Bestimmungswert überschreitet.
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Wenn die Antwort in Schritt S446 NEIN ist, schreitet der Ablauf zu Schritt S448 voran, in welchem der AUS-Zähler erhöht wird. Das heißt, bis der Zählwert des AUS-Zählers den AUS-Bestimmungswert überschreitet, ist der Starter 70 erregt worden.
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Wenn die Antwort in Schritt S446 JA ist, schreitet der Ablauf zu Schritt S450 voran, in welchem die ECU 50 den Starter 50 ausschaltet. In Schritt S452 und Schritt S454 werden der AUS-Zähler und der EIN-Zähler gelöscht.
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Dadurch wird der Starter 70 mehrere Male angetrieben, bis bestimmt ist, dass der tatsächliche Common-Rail-Druck den oberen Bestimmungsdruck in Schritt S420 überschreitet.
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Gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform, falls der Common-Rail-Druck niedriger als ein festgelegter Wert während der Leerlaufreduzierungssteuerung wird, startet der Starter 70 das Antreiben der Kraftstoffzuführpumpe 16, um den Kraftstoff so auszulassen, dass der Common-Rail-Druck erhöht wird.
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Selbst wenn der Common-Rail-Druck während der Leerlaufreduzierungssteuerung abfallt, kann der Common-Rail-Druck zum Neustart der Maschine erhöht werden, wenn die Leerlaufreduzierungssteuerung gelöscht bzw. abgebrochen wird. Somit kann der Kraftstoffinjektor 40 den Kraftstoff einspritzen, um die Maschine aus einem Leerlaufreduzierungszustand schnell neu zu starten.
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Ferner wird der Common-Rail-Druck immer höher als der untere Bestimmungsdruck entsprechend des Startdrucks gehalten, bei welchem der Kraftstoffinjektor 40 den Kraftstoff beim Neustart der Maschine einspritzt. Der Kraftstoffinjektor 40 kann den Kraftstoff einspritzen, um die Maschine aus dem Leerlaufreduzierungszustand schnell neu zu starten.
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Bei der vorstehenden Ausführungsform, wenn der Leerlaufreduzierungszustand geschaffen ist, wird der Common-Rail-Druck auf den Soll-Rest-Common-Rail-Druck, welcher höher als der Startdruck ist, eingestellt. Somit kann der Kraftstoffdruck, welcher zum Neustart der Maschine erforderlich ist, in der Common-Rail 20 aufrechterhalten werden, selbst wenn Kraftstoff vom Kraftstoffeinspritzsystem 10 während der Leerlaufreduzierungssteuerung austritt.
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Der Ablauf in Schritt S406 bezieht sich auf eine Druckbestimmungseinrichtung, und die Abläufe in den Schritten S420 bis S428, S430 und S440 bis S454 auf eine Drucksteuereinrichtung.
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(Weitere Ausführungsform)
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Bei der vorstehenden Ausführungsform führt die Kraftstoffzuführpumpe 16 den Kraftstoff zu, um den Common-Rail-Druck zu erhöhen, während er durch das Dosierventil 18 gesteuert wird, wenn die Leerlaufreduzierungssteuerung geschaffen ist, bis die Maschine vollständig ausgeschaltet ist.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform führt die Kraftstoffzuführpumpe 16 keinen Kraftstoff zu, um den Common-Rail-Druck zu erhöhen, selbst wenn die Leerlaufreduzierungssteuerung geschaffen ist. Während des Ausführens der Leerlaufreduzierungssteuerung beginnt der Starter 70 die Kraftstoffzuführpumpe 16 so anzutreiben, dass der Common-Rail-Druck erhöht wird, falls der Common-Rail-Druck unter den unteren Bestimmungswert abfällt.
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Ferner, wem der Leerlaufreduzierungszustand geschaffen ist, kann der Common-Rail-Druck nur durch Steuern der Auslassmenge der Kraftstoffzuführpumpe 16 mit dem Dosierventil 18 ohne das Druckreduzierungsventil 30 auf den Soll-Rest-Common-Rail-Druck eingestellt werden.
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Bei den vorstehenden Ausführungsformen führt die ECU 50 die Steuerprogramme aus, um jede der Funktionen durchzuführen. Zumindest eine dieser Funktionen kann durch eine Schaltungskonfiguration anstelle des Steuerprogramms durchgeführt werden.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend erwähnte Ausführungsform beschränkt, sondern kann bei verschiedenen Ausführungsformen Anwendung finden,
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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