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Vorliegende Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung für eine Kraftmaschine mit innerer Verbrennung, die nachfolgend als Verbrennungskraftmaschine bezeichnet wird.
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5 ist ein Blockdiagramm, welches eine typische herkömmliche Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine darstellt.
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In der Figur bezeichnet das Bezugszeichen 1 einen Steuerabschnitt, welcher einen wellenform bildenden Schaltkreis 1-1 zur Ausbildung des Ausgangs von verschiedenen Eingangssensoren, einen Berechnungsabschnitt 1-2 zur Steuerung des Kraftstoffs und der Zündung, einen Einspritzbetriebsschaltkreis 1-3 zum Betrieb von Injektoren bzw. Einspritzvorrichtungen bzw. Einspritzdüsen und einen Zündbetriebsschaltkreis 1-4 zum Betrieb der Zündung. Das Bezugszeichen 2 bezeichnet einen Nockenwinkelsensor zur Erfassung der Phasenwinkelposition der Nockenwelle, wobei das Bezugszeichen 3 einen Kurbelwinkelsensor bezeichnet, um eine Winkelreferenzposition der Kurbelwelle zu erfassen. Das Bezugszeichen 4 bezeichnet verschiedene Sensoren zur Erfassung der Betriebsbedingungen. Die Bezugszeichen 5 und 6 bezeichnen Injektoren für die entsprechenden Zylinder und die Bezugszeichen 7 und 8 bezeichnen die Zündspulen.
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Im folgenden wird der Betrieb der Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung mit Bezug auf die 6 und 7 beschrieben.
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6 ist ein Betriebszeitschaltdiagramm einer herkömmlichen Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine.
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In 6 ist beispielsweise ein Ausgangssignal S1 von dem Nockenwinkelsensor 2 und ein Ausgangssignal S2 von dem Kurbelwinkelsensor 3 durch ein wellenform bildenden Schaltkreis 1-1 ausgebildet und zu den Berechnungsabschnitt 1-2 zugeführt. Daraufhin werden die Mengen des Kraftstoffs für die Injektoren bzw. Einspritzdüsen 5 und 6 von einem Kraftstoffmengenberechnungsabschnitt 1-2a berechnet, und wobei die Zündzeitpunkte der Zündspulen 7 und 8 von einem Berechnungsabschnitt 1-2b für die Zündzeitpunkte berechnet werden. Die berechneten Ergebnisse der Kraftstoffmengen werden zu den Injektoren 5 und 6 als Betriebssignale S3 bzw. S4 über den Injektorenbetriebsschaltkreis 1-3 zugeführt. Die berechneten Signale der Zündzeitpunkte werden den Zündspulen 7 und 8 als Betriebssignale S5 bzw. S6 über den Zündbetriebsschaltkreis 1-4 zugeführt.
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7 ist ein Steuerflussdiagramm der herkömmlichen Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine.
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In den Schritten ST1 bis ST3 wird die Periode bzw. das Zeitinterval der Drehung des Motors berechnet. Auf der Basis der berechneten Ergebnisse wird im Schritt ST4 die Basismenge des Kraftstoffs berechnet. Als nächstes wird im Schritt ST5 überprüft, ob ein Nockenwinkelsignal während einer Kurbelwinkelunterbrechung eingegeben worden ist. Wenn dies der Fall war, wird eine Kraftstoffeinspritzmenge INJ2 im Schritt ST6 bestimmt (Injektor 6). Wenn kein Nockenwinkelsignal eingegeben worden ist, wird eine Kraftstoffeinspritzmenge INJ1 im Schritt ST7 bestimmt (Injektor 5). Der Injektorenbetrieb wird im Schritt ST8 eingeschaltet und der endgültige Zeitpunkt bzw. die Zeit der gegenwärtigen Unterbrechung der Kurbelwelle wird im Schritt ST9 gespeichert. Dann kehrt der Prozess zum Anfang zurück.
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Eine derartige herkömmliche Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung ist beispielsweise in der
JP 2000-265894 A offenbart.
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Herkömmliche Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtungen für Verbrennungskraftmaschinen, welche wie vorstehend beschrieben ausgebildet sind, haben die folgenden Probleme.
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Bei den herkömmlichen Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtungen für Verbrennungskraftmaschinen ist es jeweils für den gesamten zur entsprechenden Zeit einzuspritzenden Kraftstoff schwierig, in die Zylinder einzutreten, da eine Zeitverzögerung auftritt, bevor der einzuspritzende Kraftstoff von den Injektoren über die Einlassventile die Zylinder erreicht, wenn die Kraftstoffeinspritzmenge während der Beschleunigung für jeden Zylinder gesteuert wird. Als Folge davon wird das Luftkraftstoffverhältnis des gegenwärtigen Luftkraftstoffgemisches bis zu dem Ausmaß mager, dass Kraftstoff stromaufwärts der Einlassventile verbleibt. Dies reduziert das Drehmoment, welches von dem Motor ausgegeben wird. Andererseits wird das Luftkraftstoffverhältnis des darauffolgenden Luftkraftstoffgemisches durch die Menge des extra Luftkraftstoffgemisches fetter, welches stromaufwärts der Einlassventile verblieben ist. Dies erhöht oder verringert in extremer Art und Weise das Drehmoment, welches von dem Motor erzeugt wird. Die Erhöhung und Verringerung des Drehmoments, welches von dem Motor ausgegeben wird, erhöht Fahrzeugvibrationen und Stöße, welche es schwierig machen, die Kraftstoffeinspritzmenge während Übergangsperioden zu steuern.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die vorstehenden Probleme zu lösen. Ferner ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine bereitzustellen, welche die Kraftstoffeinspritzmengen in einfacher Art und Weise durch Regulierung derart steuern kann, dass Fahrzeugvibrationen und Stöße, insbesondere für die Karosserie, unterdrückt werden.
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Diese Aufgabe wird durch eine Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine gemäß Anspruch 1 bzw. 2 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden beschrieben. Es zeigen:
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1 ein Blockdiagramm, welches eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
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2 ein Zeitabfolgediagramm, welches den Betrieb der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
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3 ein Flussdiagramm, welches den Betrieb der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
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4 ein Flussdiagramm, welches den Betrieb einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
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5 ein Blockschaltdiagramm, welches eine herkömmliche Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine darstellt;
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6 ein Zeitabfolgediagramm, welches den Betrieb der herkömmlichen Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine darstellt; und
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7 ein Flusschartdiagramm, welches den Betrieb der herkömmlichen Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine darstellt.
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Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun im weiteren in Bezug auf die Zeichnungen erläutert.
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1 ist ein Blockschaltdiagramm, welches eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
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In der Figur bezeichnet das Bezugszeichen 11 einen Steuerabschnitt, der als Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung dient und aus einem wellenform bildenden Schaltkreis 11-1, um den Ausgang der verschiedenen Eingangssensoren zu bilden, aus einem Berechnungsabschnitt 11-2 zur Steuerung des Kraftstoffs und der Zündung, aus einem Injektorenbetriebsschaltkreis 11-3 für den Betrieb der Injektoren, und aus einem Zündbetriebsschaltkreis 11-4 zum Betrieb der Zündung besteht. Der Berechnungsabschnitt 11-2 enthält einen Einspritzverhältnisberechnungsabschnitt 11-2c zusätzlich zu einem Kraftstoffmengenberechnungsabschnitt 11-2a und einem Zündzeitpunktberechnungsabschnitt 11-2b. Das Bezugszeichen 12 bezeichnet einen Nockenwinkelsensor, der als spezifische Zylindererfassungseinrichtung zur Erfassung der Phasenwinkelposition der Nockenwelle dient. Das Bezugszeichen 13 bezeichnet einen Kurbelwinkelsensor, welcher als Winkelerfassungseinrichtung zur Erfassung der Winkelreferenzposition der Kurbelwelle dient. Das Bezugszeichen 14 bezeichnet verschiedene Sensoren, die als Erfassungseinrichtung für die Betriebsbedingungen zur Erfassung der Betriebsbedingungen dient. Die Bezugszeichen 15 und 16 bezeichnen Kraftstoffinjektoren für entsprechende Zylinder, und wobei die Bezugszeichen 17 und 18 die Zündspulen bezeichnen.
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Nun wird der Betrieb der Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung mit Bezug auf die 2 und 4 erläutert.
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2 ist ein Betriebszeitabfolgediagramm der Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine gemäß dieser Ausführungsform.
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Beispielsweise ist in 2 ein Ausgangssignal S10 von dem Nockenwinkelsensor 12 und ein Ausgangssignal S20 von dem Kurbelwinkelsensor 13 durch den wellenform bildenden Schaltkreis 11-1 ausgebildet und zu dem Berechnungsabschnitt 11-2 weitergeleitet. Daraufhin werden die Mengen des Kraftstoffs für die Injektoren 15 und 16 von dem Kraftstoffmengenberechnungsabschnitt 11-2a berechnet, und wobei die Zündzeitpunkte der Zündspulen 17 und 18 von dem Zündzeitpunktberechnungsabschnitt 11-2b berechnet werden. Die Ergebnisse der Berechnung der Kraftstoffmengen werden dem Einspritzverhältnisberechnungsabschnitt 11-2c zugeführt, welcher das Einspritzverhältnis zwischen den Injektoren 15 und 16 berechnet. Die Ergebnisse der Berechnung, welche von dem Einspritzverhältnisberechnungsabschnitt 11-2c erzeugt worden sind, werden den Injektoren 15 und 16 als Betriebssignale S30 bzw. S40 über den Injektorbetriebsschaltkreis 11-3 zugeführt. Die Ergebnisse der Berechnung der Zündzeitpunkte werden den Zündspulen 17 und 18 als Betriebssignale S50 bzw. S60 über den Zündbetriebsschaltkreis 11-4 zugeführt.
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Diese Ausführungsform verschiebt die Einspritzzeitpunkte der Injektoren 15 und 16 um 360° in Abhängigkeit von den Betriebszuständen des Motors anstelle einer fixierten Verschiebung der Einspritzzeitpunkte zwischen den Injektoren 15 und 16 um 720°, wie es herkömmlicherweise der Fall ist. Dies ist effektiv für die Reduzierung der Zeitverzögerung, bevor der eingespritzte Kraftstoff in die Zylinder eintritt. Hinsichtlich der Berechnung der Kraftstoffeinspritzmengen von 360°, dem Verhältnis der Kraftstoffeinspritzmengen für normalerweise 720°, werden die phasenversetzten Einspritzungen gemäß der Betriebsinformation geändert, und wobei entsprechende Mengen des Kraftstoffs in die Zylinder um 360° außerhalb der Phase voneinander eingespritzt werden.
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3 ist ein Steuerflussdiagramm der Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine gemäß dieser Ausführungsform.
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In den Schritten ST10 bis ST40 wird die Periode der Drehung des Motors berechnet. Auf der Basis der berechneten Ergebnisse wird die Basismenge des Kraftstoffs im Schritt ST50 berechnet. Als nächstes wird im Schritt ST60 die Kraftstoffeinspritzmenge INJ2 (Einspritzdüse bzw. Injektor 16) und die Kraftstoffeinspritzmenge INJ1 (Injektor 15) bestimmt. Der Einspritzbetrieb wird im Schritt ST70 eingeschaltet, und schließlich wird die Zeit der gegenwärtigen Unterbrechung des Kurbelwinkels im Schritt ST80 gespeichert. Daraufhin kehrt der Vorgang zum Anfang zurück.
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Auf diese Art und Weise erleichtert bzw. verbessert diese Ausführungsform die Verdampfung an den Einlasswänden durch Einspritzen eines bestimmten Anteils (1/2) der Kraftstoffeinspritzmenge früher als zum normalen Einspritzzeitpunkt, wobei sich die Zeitverzögerung der Kraftstoffzufuhr aufgrund der Ansauglänge verringert und somit zu einer guten Verbrennung führt. Dies unterdrückt Vibrationen, insbesondere des Fahrzeugs bzw. der Karosserie, Stöße und ähnliches, wodurch es möglich wird, dass die Einspritzmengen in einfacher Art und Weise effektiv gesteuert werden, insbesondere während Übergangsperioden.
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Zweite Ausführungsform
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4 ist ein Steuerflussdiagramm, welches eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Diese Ausführungsform kann die gleiche Schaltkreiskonfiguration wie die erste Ausführungsform aufweisen.
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Als erstes wird in den Schritten ST11 bis ST31 die Periode der Drehzahl des Motors berechnet. Auf der Basis der berechneten Ergebnisse wird die Basismenge des Kraftstoffs im Schritt ST41 berechnet. Als nächstes wird im Schritt ST51 überprüft, ob ein Nockenwinkelsignal während einer Kurbelwinkelunterbrechung eingegeben worden ist. Wenn dies der Fall war, werden Kraftstoffeinspritzmengen INJ1 (Injektor 15) und Kraftstoffeinspritzmengen INJ2 (Injektor 16) wie im folgenden bestimmt (ST61): INJ1 wird mit einem Verhältnis von α multipliziert und INJ2 wird mit einem Verhältnis von (1 – α) multipliziert.
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Wenn es sich auf der anderen Seite im Schritt ST51 herausgestellt hat, dass kein Nockenwinkelsignal eingegeben worden ist, wird die Kraftstoffeinspritzmenge INJ1 (Injektor 15) und die Kraftstoffeinspritzmenge INJ2 (Injektor 16) wie folgt bestimmt (Schritt ST71): INJ1 wird mit einem Verhältnis von (1 – α) multipliziert und INJ2 wird mit einem Verhältnis von α multipliziert. Der Injektorbetrieb wird im Schritt ST81 eingeschaltet, und schließlich wird der Zeitpunkt der gegenwärtigen Unterbrechung des Kurbelwinkels im Schritt ST91 gespeichert. Daraufhin kehrt der Prozess zum Anfang zurück.
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Der Wert des Verhältnisses α wird gemäß den erfassten Betriebsbedingungen des Motors variiert, einschließlich der Motordrehzahl, der temporären Variation der Motordrehzahl, der Information der Motortemperatur, der Gangposition des Getriebes des Motors, der Drosselklappenöffnung des Motors und der temporären Variation der Drosselklappenöffnung des Motors.
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Die Veränderung der Anzahl der Unterteilungen der Kraftstoffeinspritzmengen gemäß den Betriebszuständen des Motors kann ferner die Bildung des Kraftstoffluftgemisches während der Übergangsphasen verbessern. In einem Bereich von geringer Drehzahl ist es insbesondere schwierig für den gesamten Kraftstoff, welcher zu einem Zeitpunkt eingespritzt wird, in die Zylinder einzudringen, da eine geringe Geschwindigkeit der Strömung der Einlassluft anliegt, und da ferner eine Zeitverzögerung vorliegt, bevor der Kraftstoff, welcher von den Injektoren eingespritzt wird, die Zylinder über die Einlassventile erreicht. Als Folge davon wird das Luftkraftstoffverhältnis des gegenwärtigen Kraftstoffluftgemisches mager bis zu dem Ausmaß, dass Kraftstoff stromaufwärts der Einlassventile verbleibt. Dies reduziert das Drehmoment, welches der Motor liefert. Auf der anderen Seite wird das Luftkraftstoffverhältnis der nächsten Luftkraftstoffmischung um den Betrag des extra Luftkraftstoffgemisches fetter, welches stromaufwärts der Einlassventile verblieben ist. Dies erhöht oder vermindert das Drehmoment extrem, welches von dem Motor geliefert wird. Die Erhöhung und Verringerung des Drehmoments, welches der Motor liefert, verstärkt Vibrationen und Stöße des Fahrzeugs bzw. der Karosserie des Fahrzeugs. Jedoch kann diese Ausführungsform die Zeitverzögerung reduzieren, da die Vielzahl unterteilter Einspritzungen hauptsächlich zumindest an einem Zeitpunkt durchgeführt wird, unmittelbar nach dem Ende des Saughubs und zu einem Zeitpunkt unmittelbar vor dem Beginn des Saughubs.
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Somit wird durch Einspritzung eines bestimmten Anteils der Kraftstoffeinspritzmenge früher als zum normalen Einspritzzeitpunkt gemäß den Informationen der Betriebsbedingung bei dieser Ausführungsform ebenfalls die Verdampfung an den Einlasswänden vereinfacht, wodurch die Zeitverzögerung der Kraftstoffzufuhr aufgrund der Rohrlänge bzw. Ansauglaenge reduziert wird, und was somit in einer verbesserten Verbrennung resultiert. Dies vermindert Vibrationen, Stöße usw. des Fahrzeugs bzw. der Karosserie und des Motors des Fahrzeugs.
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Wie vorstehend beschrieben erleichtert die Erfindung gemäß Anspruch 2 die Verdampfung an den Einlasswänden, wodurch sich die Kraftstoffzuführverzögerung aufgrund der Rohrlänge reduziert, was dadurch zu einer verbesserten Verbrennung führt. Dies unterdrückt Vibrationen, Stöße und ähnliches des Fahrzeugs bzw. des Motors oder Karosserie des Fahrzeugs, wodurch es möglich wird, die Kraftstoffeinspritzmengen während Übergangsphasen in einfacher Art und Weise effektiv zu steuern.
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Ebenso verbessert die Erfindung gemäß Anspruch 2 die Bildung des Kraftstoffluftgemisches während Übergangsphasen, was zur Unterdrückung von Vibrationen, Stößen und ähnlichem des Fahrzeugs beiträgt. Ebenso kann die Erfindung gemäß Anspruch 2 die Verzögerung der Zuführung des eingespritzten Kraftstoffs reduzieren.
