DE10240067B4

DE10240067B4 - Kraftstoffeinspritzvorrichtung eines Direkteinspritzverbrennungsmotors und zugehöriges Kraftstoffeinspritzverfahren

Info

Publication number: DE10240067B4
Application number: DE10240067A
Authority: DE
Inventors: Tomihisa Toyota Tsuchiya
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2001-08-31
Filing date: 2002-08-30
Publication date: 2007-03-08
Anticipated expiration: 2022-08-31
Also published as: US20030041838A1; US6662777B2; JP2003074441A; JP3896813B2; FR2829800B1; FR2829800A1; DE10240067A1

Abstract

Kraftstoffeinspritzvorrichtung eines Verbrennungsmotors der Zylindereinspritzbauart mit
einem Hochdruckkraftstoffkanal (40, 50) mit einem Förderrohr (40), dem ein Kraftstoff durch eine Hochdruckkraftstoffpumpe (44) zugeführt wird, die einen Niederdruckkraftstoff druckbeaufschlagt, der von einer Kraftstoffzufuhrpumpe (48) zugeführt wird,
einem Hauptkraftstoffeinspritzventil (12) für jeden Zylinder, das mit dem Förderrohr (40) verbunden ist, wobei das Hauptkraftstoffeinspritzventil (12) einen Hochdruckkraftstoff in dem Förderrohr (40) in die jeweilige Brennkammer des Verbrennungsmotors mit mehreren Zylindern einspritzt, und
einem Hilfskraftstoffeinspritzventil (58), das an einem Einlasskanal (20) stromaufwärts von einem Abzweigungspunkt des Einlasskanals (20) angeordnet ist, der sich zu den Zylindern erstreckt, um Hochdruckkraftstoff von dem Förderrohr (40) in den Einlasskanal (20) einzuspritzen, und
wobei das Hilfskraftstoffeinspritzventil (58) an einem obenliegenden Abschnitt des Förderrohrs (40) angeschlossen ist, um Kraftstoffdampf aus dem Förderrohr (40) auszustoßen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung eines Verbrennungsmotors der Zylindereinspritzbauart (Direkteinspritzbauart) gemäß Patentanspruch 1, die ein Hauptkraftstoffeinspritzventil zum Einspritzen eines Kraftstoffs in jede Brennkammer des Verbrennungsmotors mit mehreren Zylindern aufweist und der ein Hochdruckkraftstoff aus einem Hochdruckkraftstoffkanal zugeführt wird, und ein Kraftstoffeinspritzverfahren gemäß Patentanspruch 21 für selbige.

JP 05 288099 A zeigt eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung eines Verbrennungsmotors der Zylindereinspritzbauart mit einem Kraftstoffkanal, dem ein Kraftstoff durch eine Kraftstoffpumpe zugeführt wird, und Hauptkraftstoffeinspritzventilen, die mit dem Kraftstoffkanal verbunden sind. Die Hauptkraftstoffeinspritzventile spritzen den Kraftstoff in dem Kraftstoffkanal in die jeweilige Brennkammer des Verbrennungsmotors mit mehreren Zylindern ein. Ferner weist die Vorrichtung ein Hilfskraftstoffeinspritzventil auf, das an einem Einlasskanal stromaufwärts von einem Abzweigungspunkt des Einlasskanals angeordnet ist, der sich zu den Zylindern erstreckt, um Kraftstoff von dem Kraftstoffkanal in den Einlasskanal einzuspritzen.

Mit Bezug auf einen Funkenzündungsverbrennungsmotor zum Einspritzen eines Kraftstoffs in eine Brennkammer oder einen Verbrennungsmotor der sogenannten Zylindereinspritzbauart ist eine Brennkraftmaschine, die Hilfskraftstoffeinspritzventil zum Einspritzen eines Kraftstoffs in einen Einlasskanal zusätzlich zu einem Hauptkraftstoffeinspritzventil zum Einspritzen des Kraftstoffs in eine Brennkammer aufweist, bekannt (siehe insbesondere JP 2000-352335 A). Bei einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung des Verbrennungsmotors, der vorstehend beschrieben ist, wird ein Teil des Kraftstoffs, der notwendig ist, wenn der Verbrennungsmotor gestartet wird, aus dem Hilftkraftstoffeinspritzventil eingespritzt. Als nächstes wird der eingespritzte Kraftstoff mit angesaugter Luft gemischt, die in dem Einlasskanal strömt, und wird die Mischung verdampft. Dann wird die verdampfte Mischung in die Brennkammer eingeführt, um eine wünschenswerte Startfähigkeit auch bei Kälte sicherzustellen.

Bei der Kraftstoffeinspritzvorrichtung wird der Kraftstoff, der von einer Förderpumpe zugeführt wird, durch eine Hochdruckkraftstoffpumpe druckbeaufschlagt und wird dem Hauptkraftstoffeinspritzventil zugeführt. Das ermöglicht die Kraftstoffeinspritzung für eine wünschenswerte Zerstäubung gegenüber einem Druck in der Brennkammer. Andererseits führt das Hilftkraftstoffeinspritzventil dem Niederdruckkraftstoff, ein, der von der Förderpumpe zugeführt wird, und spritzt den Niederdruckkraftstoff in den Einlasskanal ein, da das Druckbeaufschlagen des Kraftstoffs nicht notwendig ist.

Jedoch kann bei der vorstehend beschriebenen Kraftstoffeinspritzvorrichtung Dampf in einem Hochdruckkraftstoffrohr erzeugt werden, das den Hochdruckkraftstoff zu dem Hauptkraftstoffeinspritzventil zuführt, wenn der Verbrennungsmotor nach einem Hochtemperaturhaltebetrieb gestartet wird. Der Dampf verzögert die Druckbeaufschlagung des Kraftstoffs, wenn der Verbrennungsmotor gestartet wird, so dass die Zerstäubung des Kraftstoffs unzureichend wird und sich die Startfähigkeit verschlechtert.

Außerdem kann es notwendig sein, eine kleine Kraftstoffmenge von dem Hauptkraftstoffeinspritzventil zum Schützen eines Abgasemissionsreinigungskatalysators einzuspritzen, wenn der Verbrennungsmotor verzögert oder von einer Verzögerung zurückkehrt, oder um Stöße zu verhindern, wenn der Verbrennungsmotor von der Verzögerung zurückkehrt. Wenn ein Druck in dem Hochdruckkraftstoffrohr nicht im voraus für diesen Fall abgesenkt wurde, kann die Kraftstoffeinspritzung der kleinen Menge gemäß den Anforderungen aufgrund einer minimalen Einspritzzeit des Hauptkraftstoffeinspritzventils nicht erzielt werden. Als Folge kann die Kraftstoffeffizienz verschlechtert werden und kann es unmöglich werden, Stöße zu verhindern, wenn der Verbrennungsmotor von einer Verzögerung zurückkehrt.

Zum Ausstoßen des vorstehend beschriebenen erzeugten Dampfes oder zum Absenken eines Drucks des Hochdruckkraftstoffs muß ein spezielles Gerät vorgesehen werden, das den Dampf und dem Hochdruckkraftstoff aus dem Hochdruckkraftstoffrohr wunschgemäß ausstößt. Wenn jedoch das Gerät neu vorgesehen wird, wird die Kraftstoffeinspritzventil kompliziert, wobei sich die Herstellungskosten erhöhen.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung für einen Verbrennungsmotor der Zylindereinspritzbauart zu schaffen, die den Druckaufbau in einem Hochdruckkraftstoffrohr insbesondere beim Anlassen des Motors beschleunigt.

Diese Aufgabe wird mit einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung eines Verbrennungsmotors der Zylindereinspritzbauart gemäß Patentanspruch 1 gelöst.

Ein Kraftstoffeinspritzverfahren eines Verbrennungsmotors der Zylindereinspritzbauart ist in Patentanspruch 21 definiert.

Weitere vorteilhafte Weiterentwicklungen sind in den abhängigen Patentansprüchen definiert.

Es ist ein Vorteil der vorliegenden Erfindung, eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung zu schaffen, die den Ausstoß von Dampf in einem Hochdruckkraftstoffkanal und eines Hochdruckkraftstoffs anforderungsgemäß ohne Einschließen eines speziellen Geräts ermöglicht, und ein Kraftstoffeinspritzverfahren für selbige zu schaffen.

Eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung eines Verbrennungsmotors der Zylindereinspritzbauart gemäß einem ersten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung zum Lösen der vorstehend genannten Aufgabe hat ein Hauptkraftstoffeinspritzventil, das einen Kraftstoff in jede Brennkammer des Verbrennungsmotors mit mehreren Zylindern einspritzt und einen Niederdruckkraftstoff von einer Kraftstoffzufuhrpumpe durch eine Hochdruckkraftstoffpumpe zum Zuführen des Hochdruckkraftstoffs in einen Hochdruckkraftstoffkanal druckbeaufschlagt und den Hochdruckkraftstoff dem Kraftstoffeinspritzventil von dem Hochdruckkraftstoffkanal zuführt. Des weiteren hat die Kraftstoffeinspritzvorrichtung ein Hilfskraftstoffeinspritzventil, das den Kraftstoff in einem Einlasskanal stromaufwärts von einem Abzweigungspunkt des Einlasskanals einspritzt, der sich zu jedem Zylinder erstreckt, und wobei dem Hilfskraftstoffeinspritzventil der Hochdruckkraftstoff von dem Hochdruckkraftstoffkanal zugeführt wird.

Dem Hilfskraftstoffeinspritzventil wird der Kraftstoff von dem Hochdruckkraftstoffkanal zugeführt, so dass der Kraftstoff der angesaugten Luft, die in dem Einlasskanal strömt, unter der Verwendung des Hochdruckkraftstoffs bei kalten Bedingungen zugeführt werden kann. Wenn außerdem der Verbrennungsmotor nach einem Hochtemperaturhaltebetrieb gestartet wird, kann Dampf in den Hochdruckkanal durch Öffnen des Hilfskraftstoffeinspritzventils ausgestoßen werden. Für einen Fall, bei dem der Kraftstoffdruck in der Hochdruckkraftstoffpumpe verringert ist, kann daher eine Kraftstoffeinspritzung einer kleinen Menge wunschgemäß unmittelbar realisiert werden, da ein Kraftstoffdruck durch Ausstoßen des Kraftstoffs in den Hochdruckkraftstoffkanal als Folge des Öffnens des Hilfskraftstoffeinspritzventils verringert werden kann. Das ermöglicht das Ausstoßen des Dampfes in einem Hochdruckkraftstoffkanal und des Hochdruckkraftstoffs wunschgemäß ohne Einschließen eines speziellen Gerätes zum Einstellen des Kraftstoffdrucks.

Außerdem kann eine Öffnungsventilregelung des Hilfskraftstoffeinspritzventils durchgeführt werden, um eine Einstellung des Kraftstoffeinspritzdrucks des Hauptkraftstoffeinspritzventils eine Unterstützung zu bieten.

Mit der Öffnungsventilregelung des Hilfskraftstoffeinspritzventils wird der Dampf von dem Hochdruckkraftstoffkanal ausgestoßen, so dass eine Unterstützung zum Erhöhen des Kraftstoffdrucks durch die Hochdruckkraftstoffpumpe bereitgestellt werden kann. Desweiteren wird der Kraftstoff von dem Hochdruckkraftstoffkanal ausgestoßen, so dass eine Unterstützung zum Verringern des Kraftstoffdrucks bereitgestellt werden kann.

Gemäß einem zweiten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist ein Kraftstoffeinspritzverfahren eines Verbrennungsmotors der Zylindereinspritzbauart vorgesehen. Der Verbrennungsmotor hat ein Hauptkraftstoffeinspritzventil, das einen Kraftstoff in jede Brennkammer des Verbrennungsmotors mit mehreren Zylinder einspritzt, eine Niederdruckkraftstoff von einer Kraftstoffzufuhrpumpe durch eine Hochdruckkraftstoffpumpe druckbeaufschlagt, um den Hochdruckkraftstoff einem Hochdruckkraftstoffkanal zuzuführen, und wobei der Hochdruckkraftstoff dem Hauptkraftstoffeinspritzventil von dem Hochdruckkraftstoffkanal zugeführt wird. Das Kraftstoffeinspritzverfahren umfasst das Schließen des Hauptkraftstoffeinspritzventils zum Abschalten der Kraftstoffeinspritzung in jede Brennkammer des Verbrennungsmotors der Zylindereinspritzbauart, ein Eispritzen des Hochdruckkraftstoffs in einem Einlasskanal stromaufwärts von einem Abzweigungspunkt des Einlasskanals, der sich zu jedem Zylinder erstreckt, durch ein Hilfskraftstoffeinspritzventil von einem Hochdruckkraftstoffkanal, wenn eine Kraftstoffeinspritzung von ein Hauptkraftstoffeinspritzventil abgeschaltet ist.

Dem Hilfskraftstoffeinspritzventil wird der Kraftstoff von dem Hochdruckkraftstoffkanal zugeführt, so dass der Kraftstoff der angesaugten Luft, die in den Einlasskanal strömt, mit der Verwendung des Hochdruckkraftstoffs bei kalten Bedingungen zugeführt werden kann. Wenn außerdem der Verbrennungsmotor nach einem Hochtemperaturhaltebetrieb gestartet wird, kann Dampf in den Hochdruckkanal durch Öffnen des Hilfskraftstoffeinspritzventils ausgestoßen werden. Für einen Fall, bei dem der Kraftstoffdruck in der Hochdruckkraftstoffpumpe anforderungsgemäß verringert ist, kann desweiteren eine Kraftstoffeinspritzung mit geringer Menge wunschgemäß unmittelbar realisiert werden, da ein Kraftstoffdruck durch Ausstoßen des Kraftstoff in dem Hochdruckkraftstoffkanal als Folge des Öffnens des Hilfskraftstoffeinspritzventil verringert werden kann.

Die vorstehend genannten und weitere Gesichtspunkte, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung von beispielhaften Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erkennbar.
1 ist eine schematische Ansicht, die einen Benzinmotor und eine ECU gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
2 ist ein Flussdiagramm, das eine Kraftstoffeinspritzventilregelungsroutine während einer Startphase gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
3 ist eine erklärende Zeichnung, die Abbildungen von Mengen eine Hauptkraftstoffs und eine Hilfskraftstoffs zum Berechnen einer Kraftstoffeinspritzmenge während einer Startphase zeigt;
4 ist ein Zeitablaufdiagramm, das eine beispielhafte Regelung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
5 ist ein Zeitablaufdiagramm, das eine beispielhafte Regelung gemäß dem Stand der Technik zeigt;
6 ist ein Flussdiagramm, das eine Kraftstoffeinspritzventilregelungsroutine bei einer Kraftstoffabschaltung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt;
7 ist ein Zeitablaufdiagramm, das eine beispielhafte Regelung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt;
8 ist ein Flussdiagramm, das eine Kraftstoffeinspritzventilregelungsroutine bei einer Verzögerung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel zeigt;
9 ist ein Zeitablaufdiagramm, das eine beispielhafte Regelung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel zeigt;
10 ist ein Flussdiagramm, das eine Kraftstoffeinspritzventilregelungsroutine bei einer Rückkehr von der Kraftstoffabschaltung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel zeigt;
11 ist ein Zeitablaufdiagramm, das eine beispielhafte Regelung gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel zeigt; und
12 ist eine schematische Ansicht, die eine Lage bzw. eine Anordnung eines Hilfskraftstoffzufuhrkanals 60 gemäß dem anderen Ausführungsbeispiel zeigt.
1 zeigt einen schematischen Aufbau eines Benzinmotors 2 der Zylindereinspritzbauart (im Folgenden Verbrennungsmotor 2 genannt), der an einem Fahrzeug montiert ist, und seiner elektronischen Regelungseinheit 4 (Regler)(im Folgenden ECU 4 genannt). Eine Abgabe des Verbrennungsmotor 2 wird auf (nicht gezeigte) Räder eines Fahrzeugs als eine Antriebskraft übertragen, die durch ein (nicht gezeigtes) Getriebe verläuft. Hauptkraftstoffeinspritzventile 12 zum direkten Einspritzen eines Kraftstoffs und Zündkerzen 14 zum Zünden des eingespritzten Kraftstoffs sind an Brennkammern 10 des Verbrennungsmotors 2 vorgesehen. Einlassanschlüsse (nicht gezeigt), die mit den Brennkammern 10 verbunden sind, werden durch die Bewegung von (nicht gezeigten) Einlassventilen geöffnet und geschlossen. Ein Pufferbehälter 22 ist an einem Punkt auf halben Weg eines Einlasskanals 20 vorgesehen, der mit den Einlassanschlüssen verbunden ist. Ein Drosselventil 26, dessen Öffnung durch einen Drosselmotor 24 eingestellt wird, ist stromaufwärts von dem Pufferbehälter 22 vorgesehen. Eine Einlassmenge wird durch die Öffnung (Drosselöffnung TA) des Drosselventils 26 eingestellt. Die Drosselöffnung TA wird durch einem Drosselöffnungssensor 28 erfasst und ein Einlassdruck PM in dem Pufferbehälter 22 wird durch einen Einlassdrucksensor 30 erfasst, der an dem Pufferbehälter 22 vorgesehen ist. Die ECU 4 nimmt die erfassten Eingaben von sowohl der Drosselöffnung TA als auch dem Einlassdruck PM auf.
Aunlassanschlüsse (nicht gezeigt) die mit den Brennkammern 10 verbunden sind, werden durch die Bewegung von (nicht gezeigten) Auslassventilen geöffnet und geschlossen. Ein Abgasemissionsreinigungskatalysator 38, wie zum Beispiel ein Dreiwegekatalysator oder ein NOx-Absorptions-/-Deoxidations- bzw. Reduktionskatalysator, ist an einem Punkt auf halben Weg von einem Abgaskanal 36 vorgesehen, der mit den Auslassanschlüssen verbunden ist.
Die Hauptkraftstoffeinspritzventile 12 sind mit einem Förderrohr 40 verbunden, das einen Hochdruckkraftstoffkanal aufweist, und ihnen wird ein Hochdruckkraftstoff von dem Förderrohr 40 zugeführt. Dem Förderrohr 40 wird der Hochdruckkraftstoff von einer Hochdruckkraftstoffpumpe 44 zugeführt. Der Hochdruckkraftstoffpumpe 44 wird ein Niederdruckkraftstoff von einer Förderpumpe 48 zugeführt, die den Kraftstoff aus einem Kraftstofftank 46 gezogen hat, über einen Niederdruckkraftstoffkanal 50. Die Hochdruckpumpe 44 wird durch einen Umlauf eines Pumpennockens 44a angetrieben, die mit einer (nicht gezeigten) Einlassnockenwelle des Verbrennungsmotors 2 verknüpft ist. Die Hochdruckkraftstoffpumpe 44 druckbeaufschlagt den Niederdruckkraftstoff und stößt diesen als den Hochdruckkraftstoff in das Förderrohr 40. Bei der Hochdruckpumpe 44 werden Ansaug- und Ausstoßmengen von dem jeweiligen Niederdruckkraftstoff und dem Hochdruckkraftstoff durch Öffnen und Schließen eines eingebauten Ventils eingestellt, dass sich die ECU 4 geregelt wird. Die ECU 4 stellt eine Kraftstoffzufuhrmenge zu dem Förderrohr 40 von der Hochdruckpumpe 44 ein, so dass der Kraftstoffdruck Pf, der durch einen Kraftstoffdrucksensor 52 erfasst wird, der an dem Förderrohr 40 vorgesehen ist, ein Zielkraftstoffdruck gemäß einem Betriebszustand des Verbrennungsmotors wird.
Wenn unterdessen der Kraftstoffdruck in dem Förderrohr 40 übermäßig hoch als Folge einer übermäßigen Kraftstoffzufuhr wird, wird ein Ablassventil 56, das an einem Rückführrohr 54 vorgesehen ist, geöffnet, um den Kraftstoff in den Kraftstofftank 46 auszustoßen, wobei dadurch der Kraftstoffdruck abgesenkt wird.
Der Pufferbehälter 22 ist mit einem Hilfskraftstoffeinspritzventil 58 versehen, mit welchem ein Hilfskraftstoffzufuhrkanal 60 verbunden ist, der den Hochdruckkraftstoff von dem Förderrohr 40 einführt. Daher ist die ECU 4 in der Lage, den Kraftstoff in dem Förderrohr 40 in den Pufferbehälter 22 durch das Hilfskraftstoffeinspritzventil 58 anforderungsgemäß einzuspritzen. Ein Verbrennungsmotorblock 2a ist als Draufsicht in 1 dargestellt. Wie dies dargestellt ist, erstreckt sich das Förderrohr 40 parallel zu der Anordnungsrichtung der Brennkammern 10. Andererseits bildet der Hilfskraftstoffzufuhrkanal 60 eine Zufuhröffnung an dem oberen Abschnitt von der Mitte der Längenrichtung des Förderrohrs 40 und um diese herum, um den Hochdruckkraftstoff in das Hilfskraftstoffeinspritzventil 58 einzuführen.
Die ECU 4 ist ein Verbrennungsmotorregelungsschaltkreis mit einem Digitalcomputer. Die ECU 4 gibt Signale von einem Beschleunigeröffnungssensor 64 zum Erfassen eines Betätigungsgrads (Beschleunigeröffnung ACCP) eines Beschleunigerpedals 62, von einem Verbrennungsmotordrehzahlsensor 66 zum Erfassen einer Verbrennungmotordrehzahl NE von der Drehung einer (nicht gezeigten) Kurbelwelle, von einem Standartkurbelwinkelsensor 68 zum Ermitteln eines Standartkurbelwinkels von der Drehung der (nicht gezeigten) Einlassnockenwelle, und von einem Kühlwassertemperatursensor 70 zum Erfassen einer Verbrennungsmotorkühlwassertemperatur THW zusätzlich zu dem Drosselöffnungssensor 28, dem Einlassdrucksensor 30, sowie dem Kraftstoffdrucksensor 52 auch. Desweiteren sind ein Luft-Kraftstoff-Verhältnissensor (nicht gezeigt) zum Erfassen eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Luft-Kraftstoff-Gemisches aus einer Zusammensetzung des Abgases in dem Auslasskanal 36 ebenso wie andere Sensoren anforderungsgemäß vorgesehen.
Die ECU 4 regelt die Kraftstoffeinspritzzeitabstimmung des Verbrennungsmotors 2, eine Kraftstoffeinspritzmenge und die Drosselöffnung gemäß Erfassungsergebnissen von den vorstehend beschriebenen Sensoren. Die ECU 4 schaltet eine Verbrennungsbetriebsart von einem Schichtladebetrieb zu einem einheitlichen Ladebetrieb und umgekehrt um. Bei den vorliegenden beispielhaften Ausführungsbeispiel wird die Verbrennungsbetriebsart gemäß einer Abbildung zwischen einer Verbrennungmotordrehzahl NE und einem Lastfaktor eklq unter normale Betriebsbedingungen außer bei kalten Bedingungen ermittelt. Der Lastfaktor eklq zeigt das Verhältnis der gegenwärtigen Last zu der maximalen Verbrennungsmotorlast gemäß der Beschleunigeröffnung ACCP und die Verbrennungsmotordrehzahl NE an. Der Lastfaktor eklq kann beispielsweise aus einer Abbildung berechnet werden, deren Parameter die Beschleunigeröffnung ACCP und die Verbrennungsmotordrehzahl NE sind. Unter dessen kann der Verbrennungsmotor 2 ein Verbrennungsmotor der Zylindereinspritzbauart sein, dessen Verbrennungsbetriebsart nur der einheitliche Ladebetrieb und nicht die Schichtladeverbrennung ist.
Die folgende Beschreibung erklärt die Kraftstoffeinspritzventilregelungsroutine während einer Startphase aus dem Regelungen, die durch die ECU 4 durchgeführt werden. Das Ablaufdiagramm der gegenwärtigen Routine ist in 2 gezeigt. Die vorliegende Routine wird in einem kurzen Zyklus wiederholt, nachdem ein Zündschlüssel zu einer „EIN"-Position gedreht ist.
Wenn die Routine begonnen wird, wird ermittelt (Schritt S110), ob der Verbrennungsmotor sich in einer Startphase befindet oder nicht. Die ECU 4 ermittelt, dass der Verbrennungsmotor sich in der Startphase befindet, wenn beispielsweise die durch den Verbrennungsmotorumdrehungssensor 66 erfasste Verbrennungsmotordrehzahl NE kleiner als eine Startermittlungsstandartdrehzahl ist (beispielsweise 400 Upm).
Wenn des EGU 4 ermittelt, dass sich der Verbrennungsmotor nicht in der Startphase befindet („NEIN" bei Schritt S110), setzt die ECU 4 einen Zähler Cx auf „0" (Schritt S115), und beendet die Routine. Wenn der Verbrennungsmotor sich nicht in der Startphase befindet, wie vorstehend beschrieben, (wenn anders gesagt die Startphase des Verbrennungsmotors beendet wurde) wird die Kraftstoffeinspritzmenge der Hauptkraftstoffeinspritzventile 12 gemäß der Beschleunigeröffnung ACCP durch eine Kraftstoffeinspritzmengenregelung, die getrennt durchgeführt wird, nach der Beendigung der Startphase ermittelt.
Wenn andererseits die ECU 4 ermittelt, dass sich der Verbrennungsmotor in der Startphase befindet („JA" bei Schritt S110), ermittelt die ECU 4, ob der Zeitzähler des Cx kürzer als eine Standartventilöffnungszeit Copen ist (Schritt S150). die Standartventilöffnungszeit Copen ist ein Wert, der unter Berücksichtigung einer Zeit gesetzt ist, die zum Ausstoßen des in dem Förderrohr 40 beim Starten nach dem Hochtemperaturhaltebetrieb erzeugten Dampfs gesetzt ist, und wird verwendet, um die Zeit zum Offenhalten des Hilfskraftstoffeinspritzventils 58 verwenden. Die Standartventilöffnungszeit Copen kann ein konstanter Wert sein oder kann so gesetzt sein, dass er größer wird, wenn die Verbrennungsmotorkühlwassertemperatur THW unter niedrigere Werte fällt.
Der Zeitzähler Cx wurde zu „0" durch ein anfängliches Festsetzten beim Starten des Verbrennungsmotors oder bei Schritt S115 gesetzt. Daher ist anfänglich die Ermittlung bei Schritt S150 „JA". Als nächstes wird das Hilfskraftstoffeinspritzventil 58 geöffnet (Schritt S160, und wird ein Wert des Zeitzähler Cx zuwachsend erhöht (Schritt S170). Dann wird die vorliegende Routine beendet. Wenn unterdessen sich der Verbrennungsmotor in der Startphase befindet, wird eine Menge der Hauptkraftstoffeinspritzung QINJST aus der Verbrennungsmotorkühlwassertemperatur THW der in 3 gezeigten Abbildung über die getrennt durchgeführte Kraftstoffeinspritzmengenregelung bei der Startphase berechnet.
Darauf wird der Wert des Zeitzähler Cx fortgesetzt ansteigend erhöht (Schritt S170). Solange Cx kürzer als Copen ist („JA" im Schritt S150), ist das Hilfskraftstoffeinspritzventil 58 fortgesetzt offen (Schritt S160). Unterdessen ist der Dampf in dem Förderrohr 40 vollständig in den Pufferbehälter 22 von dem Hilfskraftstoffeinspritzventil 58 durch den Hilfskraftstoffzufuhrkanal 60 ausgestoßen.
Wenn dann Cx gleich Copen wird („NEIN" bei schritt S150), wird das Hilfskraftstoffeinspritzventil 58 geschlossen (Schritt S180) und wird die vorliegende Routine beendet.
Wenn im Folgenden die Startphase fortgesetzt wird, setzt sich die Einspritztregelung gemäß der Menge der Hauptkraftstoffeinspritzung QINJST fort, die durch die Öffnung der Hauptkraftstoffeinspritzventile 12 durchgeführt wird, und wird das Hauptkraftstoffeinspritzventil 58 geschlossen gehalten. Wenn dann die Startphase beendet wurde, ändert sich die Ermittlung bei dem Schritt S110 zu „NEIN", so dass nur der Schritt S115 zum Setzen des Zeitzähler Cx auf „0" durchgeführt wird, wobei virtuell die Kraftstoffeinspritzventilregelungsroutine während der Startphase beendet wird (in 2 gezeigt).
4 ist ein Zeitablaufdiagramm, das eine beispielhafte Regelung gemäß dem vorliegenden beispielhaften Ausführungsbeispiel zeigt. 5 ist ein Zeitablaufdiagramm, das eine beispielhafte Regelung gemäß dem Stand der Technik zeigt, durch den ein Niederdruckkraftstoff, der von einer Förderpumpe zugeführt wird, in ein Hilfskraftstoffeinspritzventil zum Einspritzten des Niederdruckkraftstoff eingeführt wird.
Wie in 4 des beispielhaften Ausführungsbeispiels gezeigt ist, ist das Hilfskraftstoffeinspritzventil 58 für die Standartventilöffnungszeit Copen bei dem Beginn der Startphase offen und wird der Dampf, der in der Startphase in dem Förderrohr 40 erzeugt wird, ausgestoßen. Das wiederum erhöht den Kraftstoffdruck Pf rasch und gestattet die Zerstäubung des von den Hauptkraftstoffeinspritzventilen 12 eingespritzten Kraftstoffs, so dass er ausreichend wird. Als Folge verbessert sich die Startfähigkeit.
Gemäß dem Stand der Technik ist dagegen der Hilfskraftstoffzufuhrkanals 60 nicht mit dem Förderrohr 40 verbunden und kann der Dampf nicht aus dem Förderrohr ausgestoßen werden, auch wenn ein Hilfskraftstoffeinspritzventil zu Beginn der Startphase geöffnet ist. Als Folge, wie in 5 gezeigt ist, verlangsamt sich eine Erhöhung des Kraftstoffdrucks Pf in der Startphase, wenn der Dampf in dem Förderrohr erzeugt wird.
In Schritt S110 und den Schritten S150 bis S180 kann die Erhöhung des Drucks des Kraftstoffs durch die Hochdruckkraftstoffpumpe durch Ausstoßen des Dampfs aus dem Hochdruckkraftstoffkanal durch eine Öffnungsventilregelung des Hilfskraftstoffeinspritzventils 58 unterstützt werden.
Gemäß dem ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel, das vorstehend beschrieben ist, können die folgenden Wirkungen erzielt werden.
(A) Dem Hilfskraftstoffeinspritzventil 58 wird der Hochdruckkraftstoff von dem Förderrohr 40 zugeführt. Mit diesem Aufbau kann der Kraftstoff in die angesaugte Luft, die in dem Pufferbehälter 22 strömt, unter kalten Bedingungen eingespritzt werden. Außerdem kann der Dampf in dem Förderrohr durch zeitweiliges Öffnen des Hilfskraftstoffeinspritzventils 58 in der Startphase ausgestoßen werden. Beispielsweise kann der Dampf aus dem Förderrohr 40 ohne Vorsehen einer speziellen Vorrichtung an dem Förderrohr 40 ausgestoßen werden.
Als Folge kann durch Durchführen der Kraftstoffeinspritzventilregelungsroutine während der Startphase, wie in 2 gezeigt ist, der Kraftstoffdruck Pf rasch in der Startphase erhöht werden und wird die Zerstäubung des aus dem Hauptkraftstoffeinspritzventilen 12 eingespritzten Kraftstoffs rasch ausreichend bzw. wünschenswert, was die Startfähigkeit verbessert.
(B) Der Hilfskraftstoffzufuhrkanal 60 ist an dem oberen Abschnitt des Förderrohrs 40 vorgesehen und der Dampf erzeugt sich hauptsächlich an dem oberen inneren Teil des Förderrohrs 40. Daher kann der Dampf aus dem Förderrohr 40 sicherer und rascher durch Einspritzen des Kraftstoffs aus dem Hilfskraftstoffeinspritzventil 58 ausgestoßen werden, so dass der Kraftstoffdruck Pf rascher erhöht werden kann.
Das zweite beispielhafte Ausführungsbeispiel ist von dem ersten hinsichtlich der Durchführung der Kraftstoffeinspritzventilregelungsroutine bei einer Kraftstoffabschaltung verschieden, wie in 6 gezeigt ist, als eine Kraftstoffabschaltregelung der Hauptkraftstoffeinspritzventile 12, wenn der Verbrennungsmotor 2 verzögert.
Im Folgenden wird die Kraftstoffeinspritzventilregelungsroutine bei der Kraftstoffabschaltung erklärt, die in 6 gezeigt ist. Die vorliegende Routine wird durch die ECU 4 in einem kurzen Zyklus wiederholt. Wenn die vorliegende Routine begonnen wird, wird zunächst ermittelt (Schritt S210), ob eine Kraftstoffabschaltmarke XFC „EIN" ist oder nicht. Die Kraftstoffabschaltmarke XFC ist zu „EIN" gesetzt, wenn die folgenden zwei Bedingungen in einer Kraftstoffabschaltungermittelungsroutine erfüllt sind, die durch die ECU 4 durchgeführt wird. Die erste Bedingung ist diejenige, dass die Beschleunigeröffnung ACCP, die durch den Beschleunigeröffnungssensor 64 erfasst wird, „0" wird, wenn das Beschleunigerpedal 62 losgelassen wird. Die zweite Bedingung ist diejenige, das Verbrennungmotordrehzahl NE größer als eine Rückkehrstandartdrehzahl ist, die festlegt, ob die Kraftstoffeinspritzung wieder aufgenommen wird. Unter den anderen Bedingungen wird die Kraftstoffabschaltmarke XFC zu „AUS" gesetzt.
Wenn XFC „AUS" ist („NEIN" in Schritt S210), wird ein Zeitzähler Ct zu „0" gesetzt (Schritt S220), und wird die vorliegende Routine beendet. Zu diesem Zeitpunkt wird die Kraftstoffeinspritzmengenregelung, in der der Kraftstoff mit der Menge der Hauptkraftstoffeinspritzung QINJST, die gemäß dem Betriebszustand des Verbrennungsmotors gesetzt ist, von den Hauptkraftstoffeinspritzventilen 12 eingespritzt wird, getrennt durchgeführt. Wenn andererseits XFC „EIN" wird („JA" in Schritt S210), da ein Fahrer das Beschleunigerpedal 62 während der Fahrt vollständig losgelassen hat, wird die Menge der Hauptkraftstoffeinspritzung QINJST zu „0" gesetzt (Schritt S230). Das beendet die Kraftstoffeinspritzung in die Brennkammern 10 aus dem Hauptkraftstoffeinspritzventilen 12.
Dann wird das Antreiben eines Ventils in der Hochdruckpumpe 44 beendet, um das ausstoßen des Kraftstoffs in das Förderrohr 40 von der Hochdruckpumpe 44 zu beenden (Schritt S235).
Als nächstes wird ermittelt (Schritt S240), ob der Zeitzähler Ct kürzer als ein Standartventilöffnungszeit Cpd ist. Ct wurde zu „0" durch ein anfängliches Setzten beim Starten des Verbrennungsmotors oder bei Schritt S220 gesetzt. Anfänglich ist Ct kürzer als Cpd („JA" in Schritt S240), was das Hilfskraftstoffeinspritzventil 58 öffnet (Schritt S250). Dann wird der Zeitzähler Ct ansteigend erhöht (Schritt S260) und wird die vorliegende Routine beendet.
Im Folgenden wird die ansteigende Erhöhung des Zeitzähler Ct wiederholt und ist das Hilfskraftstoffeinspritzventil 58 fortgesetzt offen, solange XFC „EIN" ist und Ct kürzer als Cpd ist („JA" in Schritt S240). Wenn Ct gleich groß Cpd wird („NEIN" in Schritt S240) wird das Hilfskraftstoffeinspritzventil 58 geschlossen (Schritt S270).
Im folgende verbleibt die Menge der Hauptkraftstoffeinspritzung QINJST bei „0" (Schritt S230), wird die Beendigung des Ausstoßens der Kraftstoffs aus der Hochdruckkraftstoffpumpe 44 fortgesetzt (Schritt S235) und ist das Hilfskraftstoffeinspritzventil 58 geschlossen gehalten (Schritt S270), solange XFC „EIN" ist („JA" bei Schritt S210).
Wenn XFC „EIN" wird („NEIN" bei Schritt S210), da der Fahrer das Beschleunigerpedal 62 niedergedrückt hat oder weil die Verbrennungmotordrehzahl NE sich zu der Rückkehrstandartdrehzahl verringert hat, wird der Zeitzähler Ct zurück zu „0" gesetzt (Schritt S220) und wird die vorliegende Routine beendet. Wie vorstehend erklärt ist, werden die Vorgänge bei den Schritten S230 und S235 nicht durchgeführt, falls XFC „AUS" ist. Als Folge wird die Menge der Hauptkraftstoffeinspritzung QINJST gemäß dem Betriebszustand des Verbrennungsmotors gesetzt, um die Kraftstoffeinspritzung aus den Hauptkraftstoffeinspritzventilen 12 wieder aufzunehmen. Außerdem wird die Hochdruckpumpe 44 angetrieben, um den Zielkraftstoffdruck gemäß dem Betriebszustand des Verbrennungsmotors zu erreichen. Unterdessen kann diese Wiederaufnahme von der Kraftstoffabschaltung zurückkehren, beginnen beispielsweise die Hauptkraftstoffeinspritzventile 12 den Kraftstoff in jede Brennkammer nach der Kraftstoffabschaltung einzuspritzen, wenn die Verbrennungsbetriebsart die Schichtladeverbrennung ist. Daher führt die ECU 4 zeitweilig zum Verhindern von Stößen einen Vorgang zum Verringern der Kraftstoffeinspritzmenge durch.
7 ist ein Zeitablaufdiagramm, das eine beispielhafte Regelung gemäß dem vorliegenden beispielhaften Ausführungsbeispiel zeigt. Wenn die Kraftstoffabschaltmarke XFC von „AUS" zu „EIN" zu dem Zeitpunkt t10 geschaltet wird, wird die Kraftstoffeinspritzung aus den Hauptkraftstoffeinspritzventilen 12 beendet. Dann wird das Hilfskraftstoffeinspritzventil 58 während der Standartventilöffnungszeit Cpd beginnend von dem Zeitpunkt t10 bis zu dem Zeitpunkt t11 offengehalten. Durch zeitweiliges Offenhalten des Hilfskraftstoffeinspritzventil 58, wie vorstehend erwähnt ist, wird der Kraftstoff in den Pufferbehälter 22 von dem Hilfskraftstoffeinspritzventil 58 eingespritzt, so dass die Verbrennung in dem Verbrennungsmotor 2 geringfügig ausgedehnt wird. Andererseits wird der Kraftstoffdruck Pf in dem Förderrohr 40 rasch verringert. Daher wurde der Kraftstoffdruck Pf ausreichend verringert, wenn die Kraftstoffeinspritzung von den Hauptkraftstoffeinspritzventilen 12 zum dem Zeitpunkt t12 wieder aufgenommen wird.
In Schritt S210 und den Schritten S240 bis S270 der Kraftstoffeinspritzventilregelungsroutine bei der Kraftstoffabschaltung, wie in 6 gezeigt ist, ist eine Einspritzung einer kleinen Menge von Kraftstoff durch Unterstützen zum verringern eines Drucks des Hochdruckkraftstoffs, bei der Kraftstoffabschaltung der Hauptkraftstoffeinspritzventile 12 möglich, um eine Druckentlastung des Einspritzdrucks unmittelbar nach dem Rückkehren zur realisieren, wobei Stöße verhindert wird wenn der von der Kraftstoffabschaltung zurückgekehrt wird. Die Stöße sind schwerwiegender, wenn die Kraftstoffeinspritzung von den Hauptkraftstoffeinspritzventilen 12 wieder aufgenommen wird, wenn die Verbrennungsbetriebsart die Schichtladeverbrennung ist. Daher ist eine Wirkung zum Verhindern der Stöße bedeutender für diesen Fall.
Gemäß dem zweiten beispielhaften Ausführungsbeispiel, das vorstehend beschrieben ist, können die folgenden Wirkungen erzielt werden.
(A) Wenn XFC „EIN" wird, wird es wiederum „AUS" werden. Daher wird das Hilfskraftstoffeinspritzventil 58 geöffnet, unmittelbar nachdem die Kraftstoffeinspritzung von den Hauptkraftstoffeinspritzventilen 12 beendet wird, da der „EIN"-Zustand des XFC vorliegt. Als Folge wird der Kraftstoff in dem Förderrohr 40 in den Pufferbehälter 22 ausgestoßen und wird der Druck in dem Förderrohr 40 verringert. Wenn daher XFC zu „AUS" von „EIN" geschaltet wird, war der Kraftstoffeinspritzdruck der Hauptkraftstoffeinspritzventile 12 ausreichend niedrig, so dass die Einspritzung der kleinen Menge des Kraftstoffs von dem Beginn der Kraftstoffeinspritzung von dem Hiuptkraftstoffeinspritzventil 12 ohne Beschränkung durch die minimale Einspritzzeit realisiert werden kann. Somit können Stöße, die beim Zurückkehren von der Verzögerung erzeugt werden, verhindert werden. Beispielsweise kann der Kraftstoffdruck in dem Förderrohr 40 ausreichend niedrig gehalten werden, bevor die Kraftstoffeinspritzung von den Hauptkraftstoffeinspritzventilen 12 wieder aufgenommen wird, wobei die erforderlich kleine Menge der Kraftstoffeinspritzung ermöglicht wird.
Wenn der Vorgang des Öffnens des Hilfskraftstoffeinspritzventil 58 nicht durchgeführt wird, wie die Kettenlinie in 7 zeigt, wird die Einspritzung von den Hauptkraftstoffeinspritzventilen 12 wieder aufgenommen, wobei der Kraftstoffdruck von der Beendigung der Kraftstoffeinspritzung von den Hauptkraftstoffeinspritzventilen 12 zu dem Zeitpunkt t10 beibehalten wird. Dadurch wird es unerwünscht, die kleine Kraftstoffmenge aufgrund der Beschränkung durch die minimale Einspritzzeit einzuspritzen, so dass die Stöße beim Zurückkehren von der Verzögerung nicht verhindert werden können.
Obwohl das Hilfskraftstoffeinspritzventil 58 unmittelbar nach der Kraftstoffabschaltung der Hauptkraftstoffeinspritzventile 12 gemäß dem zweiten beispielhafte Ausführungsbeispiel geöffnet wird, kann das Hilfskraftstoffeinspritzventil 58 beispielsweise während der Kraftstoffabschaltung der Hauptkraftstoffeinspritzventile 12 geöffnet werden. Der Kraftstoffdruck in dem Hochdruckkraftstoffkanal kann ausreichendverringert werden, wenn die Kraftstoffeinspritzung von den Hauptkraftstoffeinspritzventilen 12 wieder aufgenommen wird, wobei die Einspritzung der erforderlichen kleinen Kraftstoffmenge ermöglicht wird. Desweiteren kann das Hilfskraftstoffeinspritzventil 58 kurz vor der Kraftstoffabschaltung der Hauptkraftstoffeinspritzventile 12 geöffnet werden.
Das dritte beispielhafte Ausführungsbeispiel ist von dem ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel hinsichtlich der Durchführung der Kraftstoffeinspritzventilregelungsroutine bei einer Verzögerung verschieden, die in 8 gezeigt.
Gemäß 8 wird die vorliegende Routine durch die ECU 4 in einem Zyklus von 180°CA (Kurvenwinkel) wiederholt. Wenn die vorliegende Routine zuerst begonnen wird, wird ermittelt (Schritt S310), ob eine Verlangsamungsmarke XSD „EIN" ist oder nicht. Die Verlangsamungsmarke XSD ist bei „EIN" oder „AUS" unter den gleichen Bedingungen gesetzt, wie die Kraftstoffabschaltmarke XFC zu „EIN" oder „AUS" gesetzt ist, was in dem zweiten Ausführungsbeispiel erklärt ist. Anders gesagt ist Verlangsamungsmarke XSD zu „EIN" gesetzt, wenn die Beschleunigeröffnung ACCP 0° beträgt und die Verbrennungmotordrehzahl NE größer als die Rückkehrstandartdrehzahl ist, und ist zu „AUS" unter den anderen Bedingungen gesetzt.
Wenn XSD „AUS" ist („NEIN" bei Schritt S310), wird die vorliegende Routine beendet. Für diesen Fall wird die Kraftstoffeinspritzmengenregelung, bei der der Kraftstoff mit der Menge der Hauptkraftstoffeinspritzung QINJST von den Hauptkraftstoffeinspritzventilen 12 eingespritzt wird, wie gemäß dem Betriebszustand des Verbrennungsmotors gesetzt ist, getrennt durchgeführt.
Wenn andererseits XSD „EIN" wird („JA" bei Schritt S310), da der Fahrer das Beschleunigerpedal 62 während der Fahrt vollständig losgelassen hat, wird die Menge der Hauptkraftstoffeinspritzung QINJST zu „0" gesetzt (Schritt S320). Das beendet die Kraftstoffeinspritzung in die Brennkammer 10 von den Hauptkraftstoffeinspritzventilen 12.
Dann wird die Hilfskraftstoffeinspritzmenge QINJADD gemäß der Verbrennungmotordrehzahl NE einer Hilfskraftstoffabbildung bei der Verzögerung berechnet (Schritt S330). Wenn die Kraftstoffeinspritzung vollständig beendet ist, wenn der Verbrennungsmotor verzögert, kann sich der Abgasemissionsreinigungskatalysators 38, wie zum Beispiel der NOx-Absorptions-/-Deoxidationskatalysator aufgrund einer überschüssigen Zufuhr von Sauerstoff verschlechtern. Daher wird die Hilfskraftstoffeinspritzmenge QINJADD aus der Hilfskraftstoffabbildung bei der Verzögerung gesetzt, so dass der Kraftstoff von dem Hilfskraftstoffeinspritzventil 58 eingespritzt wird, um zu verhindern, dass sich der Abgasemissionsreinigungskatalysators 38 verschlechtert.
Als nächstes wird der Zielkraftstoffdruck zu einem Kraftstoffdruck zum Zurückkehren von der Verzögerung gesetzt (Schritt S340) und wird die vorliegende Routine beendet. Der Kraftstoffdruck zum Zurückkehren von der Verzögerung, wie in dem zweiten beispielhaften Ausführungsbeispiel erklärt ist, wird so gesetzt, dass die Kraftstoffeinspritzmenge der Hauptkraftstoffeinspritzventile 12 ausreichend eingestellt werden kann, so dass sie klein genug ist, um zu verhindern, dass Stöße bei dem Beginn der Schichtladeverbrennung nach dem Zurückkehren von der Verzögerung erzeugt werden. Außerdem ist der Kraftstoffdruck zum Zurückkehren von der Verzögerung auf einen niedrigen Wert gesetzt, so dass die erforderliche kleine Menge der Kraftstoffeinspritzung ohne die Beschränkung durch die minimale Einspritzzeit realisiert werden kann.
Unterdessen ist der Kraftstoffdruck in dem Förderrohr 40 hoch und führt das Hilfskraftstoffeinspritzventil 58 als ein einzelnes Ventil den Kraftstoff in die vier Zylinder zu, unmittelbar nachdem XSD von „AUS" zu „EIN" geschaltet worden ist. Daher ist eine Einspritzzeit viermal länger als diejenige zum Einspritzen des Kraftstoffs in einen einzelnen Zylinder (beispielsweise sechsmal länger für sechs Zylinder und achtmal länger für acht Zylinder), so dass verhindert werden kann, dass die Kraftstoffeinspritzmenge übermäßig ohne die Beschränkung durch die minimale Einspritzzeit des Hilfskraftstoffeinspritzventils 58 wird.
Obwohl beispielsweise eine Kraftstoffmenge, die zum Verhindern notwendig ist, dass sich der Katalysator verschlechtert, klein ist, spritzt das Hilfskraftstoffeinspritzventil 58 eine größere Menge des Kraftstoffs in mehrere Zylinder. Daher ist die Einspritzzeit des Hilfskraftstoffeinspritzventils 58 direkt proportional zu der Anzahl der Zylinder. Als Folge kann verhindert werden, dass die Kraftstoffeinspritzmenge übermäßig wird, da die Kraftstoffeinspritzzeit nicht auf eine derartiges Ausmaß verkürzt ist, dass sie durch die minimale Einspritzzeit des Hilfskraftstoffeinspritzventil 58 beschränkt wird, auch wenn der Kraftstoffdruck zu Beginn der Kraftstoffeinspritzung von dem Hilfskraftstoffeinspritzventil 58 hoch ist.
Wie vorstehend beschrieben ist, setzt sich die kleine Menge der Kraftstoffeinspritzung von dem Hilfskraftstoffeinspritzventil 58 fort, wenn XSD „EIN" ist. Wenn XSD „AUS" wird („NEIN" bei Schritt S310), da der Fahrer das Beschleunigerpedal 62 niedergedrückt hat oder da die Verbrennungmotordrehzahl NE sich auf die Rückkehrstandartdrehzahl verringert hat, wird die vorliegende Routine beendet. Der Vorgang bei den Schritten S320 bis S340 wird nicht durchgeführt, wenn XSD „AUS" ist, so dass die Kraftstoffeinspritzung von dem Hilfskraftstoffeinspritzventil 58 beendet wird. Als Folge werden der Zielkraftstoffdruck und die Menge der Hauptkraftstoffeinspritzung QINJST gemäß dem Betriebszustand des Verbrennungsmotors gesetzt, um die Kraftstoffeinspritzung von den Hauptkraftstoffeinspritzventilen 12 wieder aufzunehmen. Unterdessen kann diese Wiederaufnahme von der Kraftstoffabschaltung zurückkehren, wenn die Verbrennungsbetriebsart die Schichtladeverbrennung ist. Daher führt die ECU 4 zeitweilig den Vorgang zum Verringern des Kraftstoffs durch, um die Erzeugung von Stößen zu verhindern.
9 ist ein Zeitablaufdiagramm, das eine beispielhafte Regelung gemäß dem vorliegenden beispielhaften Ausführungsbeispiel zeigt. Wenn die Verlangsamungsmarke XSD von „AUS zu „EIN" zu dem Zeitpunkt t20 geschaltet wird, wird die Einspritzung von den Hauptkraftstoffeinspritzventilen 12 beendet und wird die Einspritzung der kleinen Menge des Kraftstoffs von dem Hilfskraftstoffeinspritzventil 58 durchgeführt. Außerdem wird der Kraftstoffdruck Pf ausreichend niedrig eingestellt.
Wenn die Verlangsamungsmarke XSD von „EIN" zu „AUS" zu dem Zeitpunkt t21 geschaltet wird, wird die Kraftstoffeinspritzung von den Hauptkraftstoffeinspritzventilen 12 wieder aufgenommen und wird die Kraftstoffeinspritzung von dem Hilfskraftstoffeinspritzventil 58 beendet. Unterdessen wird die kleine Menge des Kraftstoffs von den Hauptkraftstoffeinspritzventilen 12 zu Beginn der Kraftstoffeinspritzung eingespritzt, wie vorstehend erwähnt ist. Jedoch wurde der Kraftstoffdruck zu diesem Zeitpunkt schon abgesenkt, so dass die kleine Menge der Kraftstoffeinspritzung realisiert werden kann, die eine ausreichende Stoßverhinderung ermöglicht.
Wenn der Vorgang der Kraftstoffeinspritzung von dem Hilfskraftstoffeinspritzventil 58 nicht durchgeführt wird, wie die Kettenlinie in 9 zeigt, wird die Kraftstoffeinspritzung von den Hauptkraftstoffeinspritzventilen 12 wieder aufgenommen, wobei der Kraftstoffdruck von der Beendigung der Kraftstoffeinspritzung von dem Hauptkraftstoffeinspritzventilen 12 zu dem Zeitpunkt t20 beibehalten wird. Das macht es unmöglich, die kleine Kraftstoffmenge aufgrund der Beschränkung durch die minimale Einspritzzeit einzuspritzen, so dass die Stöße, die beim Zurückkehren von der Verzögerung erzeugt werden, nicht verhindert werden können.
Bei den Schritten S310, S330 und S340 der Kraftstoffeinspritzventilregelungsroutine bei der Verzögerung, die in 8 gezeigt ist, kann verhindert werden, dass sich der Katalysator verschlechtert, durch Durchführen der Kraftstoffeinspritzregelung des Hilfskraftstoffeinspritzventil 58 während der Kraftstoffabschaltung der Hauptkraftstoffeinspritzventile 12. Andererseits kann die Verschlechterung des Abgasemissionsreinigungskatalysators, der an dem Abgaskanal bzw. dem Auslasskanal vorgesehen ist, fortschreiten, wenn der Kraftstoff nicht vollständig während der Kraftstoffabschaltung der Hauptkraftstoffeinspritzventile 12 zugeführt wird und während des Auslassens. Daher werden die Vorgänge zum Verhindern der Verschlechterung des Katalysators und zum Verringern des Kraftstoffdruck in dem Hochdruckkanal in dem dritten beispielhaften Ausführungsbeispiel durchgeführt.
Gemäß dem dritten beispielhaften Ausführungsbeispiel, das vorstehend beschrieben ist, können die folgenden Wirkungen erzielt werden.
(A) Wie vorstehend erwähnt ist, können die Vorgänge sowohl zum Verhindern der Verschlechterung des Katalysators als auch zur Verringerung des Kraftstoffdrucks in dem Förderrohr 40 während der Kraftstoffabschaltung der Hauptkraftstoffeinspritzventile 12 zugeführt werden. Daher können die Wirkungen von sowohl dem Schützen dem Katalysators und vom Verhindern der beim Zurückkehren von der Kraftstoffabschaltung erzeugten Stößen erzielt werden. Desweiteren ist das Hilfskraftstoffeinspritzventil 58 an dem Pufferbehälter 22 vorgesehen, so dass die Kraftstoffeinspritzzeit nicht auf ein solches Ausmaß verkürzt wird, dass sie durch die minimale Einspritzzeit des Hilfskraftstoffeinspritzventils 58 beschränkt ist, auch wenn der Kraftstoffdruck zu Beginn der Kraftstoffeinspritzung von dem Hilfskraftstoffeinspritzventil 58 hoch ist. Das verhindert, dass die Kraftstoffeinspritzmenge des Hilfskraftstoffeinspritzventils 58 übermäßig wird, und verbessert den Verbrauch.
Das vierte beispielhafte Ausführungsbeispiel ist von dem ersten hinsichtlich des Durchführens der Kraftstoffeinspritzventilregelungsroutine beim Zurückkehren von der Kraftstoffabschaltung verschieden, die in 10 gezeigt ist.
Die folgende Beschreibung erklärt die Kraftstoffeinspritzventilregelungsroutine beim Zurückkehren von der Kraftstoffabschaltung, die in 10 gezeigt ist. Die vorliegende Routine wird durch die ECU 4 mit einem Zyklus von 180°CA (Kurvenwinkel) wiederholt. Wenn die vorliegende Routine zunächst begonnen wird, wird ermittelt (Schritt S410), ob die Kraftstoffabschaltmarke XFC „AUS" ist oder nicht. Die Kraftstoffabschaltmarke XFC wird gesetzt, wie in dem zweiten beispielhaften Ausführungsbeispiel erklärt ist.
Wenn XFC „AUS" ist („JA" bei Schritt S410), wird ermittelt, ob eine Hilfskraftstoffeinspritzbeendigungsmarke beim Zurückkehren der Kraftstoffabschaltung XSB „AUS" ist (Schritt S450). Die Hilfskraftstoffeinspritzbeendigungsmarke beim Zurückkehren von der Kraftstoffabschaltung XSB wurde zu „EIN" durch das Anfangssetzten beim Starten des Verbrennungsmotors oder beim Schritt S520 gesetzt, wie später erklärt wird. Daher ist die Hilfskraftstoffeinspritzbeendigungsmarke beim Zurückkehren der Kraftstoffabschaltung XSB anfänglich „EIN" („NEIN" bei Schritt S450), so dass eine Hilfskraftstoffeinspritzmenge QINJADD zu „0" gesetzt ist (Schritt S455), und die vorliegende Routine beendet wird. Wenn XFC mit „AUS" ist und XSB „EIN" ist, wie vorstehend beschrieben ist, wird der Kraftstoff mit einer Menge gemäß dem Betriebszustand des Verbrennungsmotors von den Hauptkraftstoffeinspritzventilen 12 durch die Kraftstoffeinspritzmengenregelung eingespritzt, die getrennt durch die ECU 4 durchgeführt wird.
Wenn andererseits XFC „EIN" wird („NEIN" bei Schritt S410), weil der Fahrer das Beschleunigerpedal 62 während der Fahrt vollständig losgelassen hat, wird die Menge der Hauptkraftstoffeinspritzung QINJST zu „0" gesetzt (Schritt S420) und wird die Hilfskraftstoffeinspritzmenge QINJADD zu „0" gesetzt (Schritt S430). Das beendet die Kraftstoffeinspritzung sowohl von den Hauptkraftstoffeinspritzventilen 12 als auch von dem Hilfskraftstoffeinspritzventil 58.
Dann wird die Hilfskraftstoffeinspritzungbeendigungsmarke beim Zurückkehren von der Kraftstoffabschaltung XSB zu „AUS" gesetzt (Schritt S440), was durch Setzten eines Zählers Cn auf „0" gefolgt wird (Schritt S440), bevor die vorliegende Routine beendet wird. Im folgenden setzt sich die Kraftstoffabschaltung durch Durchführung der Vorgänge bei den Schritten S420 bis S440 fort, solange XFC „EIN" ist (Schritt S410).
Wenn XFC „AUS" wird („NEIN" bei Schritt S410), da der Fahrer das Beschleunigerpedal 62 niedergedrückt hat oder da die Verbrennungmotordrehzahl NE sich zu der Rückkehrstandartdrehzahl verringert hat, wird ermittelt (Schritt S450), ob XSB „AUS" ist oder nicht. XSB wurde bei Schritt S440 zu „AUS" bis zu dem vorhergehenden Regelungszyklus gesetzt, so das die Ermittlung bei Schritt S450 „JA" ist. Dann wird ermittelt (Schritt S460), ob der Zähler Cn kleiner als eine Standartanzahl einer Hilfskraftstoffeinspritzregelung Cpe ist. Anfänglich ist Cn „0", so dass Cn kleiner als Cpe ist („JA" bei Schritt S460). Daher wird die Hauptkraftstoffeinspritmenge QINJST zu „0" gesetzt (Schritt S470). Dann wird die Hilfskraftstoffeinspritzmenge QINJADD auf einen Wert gesetzt, so dass ein stöchiometrisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis gemäß dem Betriebszustand des Verbrennungsmotors erhalten werden kann (Schritt S480). Das verursacht, dass der Verbrennungsmotor 2 von der Verzögerung zurückkehrt, wenn die Verbrennungsbetriebsart eine einheitliche Verbrennung ist.
Der Zielkraftstoffdruck ist auf ein Kraftstoffdruck zum Schalten zu der Schichtladeverbrennung gesetzt Schritt S490). Unter Berücksichtigung, dass die Verbrennungsbetriebsart sich zu der Schichtladeverbrennung durch die Hauptkraftstoffeinspritzventile 12 im Folgenden verschieben kann, ist es notwendig, die Kraftstoffeinspritzmenge der Hauptkraftstoffeinspritzventile 12 zeitweilig einzustellen, so dass sie geringer bei dem Beginn der Schichtladeverbrennung ist, um an den Verbrennungsmotor beim Schalten der Verbrennungsbetriebsart erzeugte Stöße zu verhindern. Zum Sicherstellen, dass die Kraftstoffeinspritzmenge auf einem wünschenswerten Wert ohne die Beschränkung durch die minimale Einspritzzeit der Hauptkraftstoffeinspritzventile 12 verringert werden kann, wird der Kraftstoffdruck in dem Förderrohr 40 im voraus verringert, wenn die Verbrennungsbetriebsart die einheitliche Verbrennung ist, durch Setzten des Zielkraftstoffdruck auf einen ausreichend kleinen Kraftstoffdruck zum Schalten zu der Schichtladeverbrennung.
Der Zähler Cn wird ansteigend erhöht (Schritt S500) und die vorliegende Routine wird beendet. XFC ist „AUS" („JA" bei Schritt S410) und XSB ist „AUS"(„JA" bei Schritt S450) in dem nächsten Regelungszyklus, so dass bei Schritt S460 ermittelt wird, ob Cn kleiner als Cpe ist oder nicht. Wenn Cn noch kleiner als Cpe ist („JA" bei Schritt S460), werden die Vorgänge bei dem Schritten S470 bis S500 durchgeführt und setzt sich die einheitliche Verbrennung durch den nur von dem Hilfskraftstoffeinspritzventil 58 eingespritzten Kraftstoff bei dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis fort.
Die einheitliche Verbrennung durch die Kraftstoffeinspritzung von nur dem Hilfskraftstoffeinspritzventil 58 setzt sich fort, solange XFC „AUS" ist, XSB „AUS" ist und Cn kleiner als Cpe ist („JA" bei Schritt S410, „JA" bei Schritt S450 und „JA" bei Schritt S460). Als Folge wird der Kraftstoffdruck ausreichend während dieser einheitlichen Verbrennung verringert.
Wenn Cn gleich Cpe („NEIN" bei Schritt S460) als Folge der Wiederholung des ansteigenden Erhöhen des Zähler Cn wird, wird die Hilfskraftstoffeinspritzbeendigungsmarke beim Zurückkehren von der Kraftstoffabschaltung XSB zu „0" gesetzt (Schritt S520). Als Folge sind in dem nächsten Regelungszyklus XFC „AUS" („JA" bei Schritt S410) und XSB „EIN". Daher ist die Hilfskraftstoffeinspritzmenge QINJADD „0" gesetzt (Schritt S450) und wird die vorliegende Routine beendet. Beispielsweise wird Kraftstoffeinspritzventilregelungsroutine beim Zurückkehren von der Kraftstoffabschaltung, die in 10 gezeigt ist, virtuell beendet.
Bei der durch die ECU 4 getrennt durchgeführte Kraftstoffeinspritzmengenregelung wird die Kraftstoffeinspritzung von den Hauptkraftstoffeinspritzventilen 12 gemäß dem Betriebszustand des Verbrennungsmotors wieder aufgenommen, da XFC zu „AUS" wurde und XSB zu „EIN" wurde. Wenn die Verbrennungsbetriebsart eine Schichtladeverbrennung zu diesem Zeitpunkt ist, wird ein Vorgang zum Verhindern von Stößen durch Verringerung der Kraftstoffmenge zu Beginn der Kraftstoffeinspritzung von dem Hauptkraftstoffeinspritzventilen 12 durchgeführt. Der Kraftstoffdruck in dem Förderrohr 40 wurde von den Kraftstoffdruck zum Schalten zu der Schichtladeverbrennung während der Kraftstoffeinspritzung von dem Hilfskraftstoffeinspritzventil 58 verringert, die kurz vorher beendet wurde. Daher kann die kleine Menge der Kraftstoffeinspritzung wie gewünscht ohne die Beschränkung durch- die minimale Einspritzzeit realisiert werden, auch wenn die Kraftstoffeinspritzung von den Hauptkraftstoffeinspritzventil 12 wieder aufgenommen wird.
11 ist ein Zeitablaufdiagramm, das eine beispielhafte Regelung gemäß dem gegenwärtigen beispielhaften Ausführungsbeispiel zeigt. Wenn die Kraftstoffabschaltmarke von „AUS" zu „EIN" zu dem Zeitpunkt t30 geschaltet wird, wird die Kraftstoffeinspritzung von dem Hauptkraftstoffeinspritzventilen 12 beendet, so dass der Kraftstoff weder von den Hauptkraftstoffeinspritzventilen 12 noch von dem Hilfskraftstoffeinspritzventil 58 zu diesem Zeitpunkt eingespritzt wird. Daher wird der Kraftstoffdruck Pf nicht verringert, da der Kraftstoff in dem Förderrohr 40 nicht verbraucht wird. Dann wird die Kraftstoffabschaltmarke zu „AUS" von „EIN" zu dem Zeitpunkt t31 geschaltet, wird die einheitliche Verbrennung in dem Verbrennungsmotor 2 durch die Kraftstoffeinspritzung von nur dem Hilfskraftstoffeinspritzventil 58 begonnen. Der Kraftstoff in dem Förderrohr 40 wird zu dem Zeitpunkt verbraucht, so dass der Kraftstoffdruck Pf in dem Förderrohr 40 auf dem Kraftstoffdruck zum Schalten zu der Schichtladeverbrennung durch Einstellen einer Ausstoßmenge aus der Hochdruckpumpe 44 verringert werden kann.
Wenn daher die Kraftstoffeinspritzung von den Hauptkraftstoffeinspritzventilen 12 wieder aufgenommen wird, wurde der Kraftstoffdruck wünschenswert niedrig für die Kraftstoffeinspritzung mit geringer Menge. Das ermöglicht das Einstellen der Kraftstoffeinspritzmenge der Hauptkraftstoffeinspritzmenge 12, so dass sie ausreichend klein ist, ohne die Beschränkung durch die minimalen Einspritzzeit.
Bei den Schritten S410 und S450 und den Schritten S460 bis S500 der Kraftstoffeinspritzventilregelungsroutine beim Zurückkehren von der Kraftstoffabschaltung, die in 10 gezeigt ist, ist die Einspritzung einer geringen Menge von Kraftstoff durch die Unterstützung zum Verringern des Drucks des Hochdruckkraftstoffs bei der Kraftstoffabschaltung der Hauptkraftstoffeinspritzventile 12 möglich, woraus sich die Realisierung des Druckentlastung des Einspritzdrucks unmittelbar nach dem Zurückkehren ergibt, wobei Stöße bei der Rückkehr von der Kraftstoffabschaltung verhindert werden. Insbesondere sind die Stöße schwerer wenn die Kraftstoffeinspritzung von den Hauptkraftstoffeinspritzventilen 12 wieder aufgenommen wird, wenn die Verbrennungsbetriebsart die Schichtladeverbrennung ist. Daher wird die Wirkung des Verhindern der Stöße in diesem Fall bedeutender. Gemäß dem vierten beispielhaften Ausführungsbeispiel, das vorstehend beschrieben ist, können die folgenden Wirkungen erzielt werden.
(A) das Hilfskraftstoffeinspritzventil 58 ist geöffnet, um die Verbrennung bei dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis kurz vor dem Zurückkehren von der Kraftstoffabschaltung durch die Hauptkraftstoffeinspritzventile 12 zu realisieren, das heißt bevor die Hauptkraftstoffeinspritzventile 12 die Einspritzung des Kraftstoffs erneut starten. Daher kann der Kraftstoffdruck Pf im dem Förderrohr 40 vor der Wiederaufnahme der Kraftstoffeinspritzung von den Hauptkraftstoffeinspritzventilen 12 ausreichend verringert werden und kann die erforderliche kleine Menge der Kraftstoffeinspritzung realisiert werden. Obwohl unterdessen die Verbrennung selbst von der Verzögerung kurz vor der Wiederaufnahme der Kraftstoffeinspritzung von den Hauptkraftstoffeinspritzventilen 12 durch die Kraftstoffeinspritzung von dem Hilfskraftstoffeinspritzventil 58 zurückkehrt, wird der durch das Hilfskraftstoffeinspritzventil 58 eingespritzte Kraftstoff zu jedem Zylinder verteilt. Daher ist die Kraftstoffeinspritzzeit direkt proportional zu der Anzahl der Zylinder. Das ermöglicht die Einspritzung einer geringen Menge von Kraftstoff auch dann, wenn der Kraftstoffdruck Pf hoch ist. Die Verbrennungsbetriebsart wird eine einheitliche Verbrennung, wenn der Kraftstoff von dem Hilfskraftstoffeinspritzventil 58 eingespritzt wird, so dass es schwieriger ist, dass Stöße erzeugt werden, wenn die Kraftstoffeinspritzung von den Hauptkraftstoffeinspritzventilen 12 wieder aufgenommen wird.
Schließlich werden nachstehend die anderen beispielhaften Ausführungsbeispiel erklärt.
Gemäß dem ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel, wie es in 1 gezeigt ist, ist der Hilfskraftstoffzufuhrkanal 60 an dem oberen Abschnitt der Mitte der Längenrichtung des Förderrohrs 40 und um diese herum vorgesehen. Wie in 12 gezeigt ist, kann der Hilfskraftstoffzufuhrkanal 60 an der entgegengesetzten Seite vorgesehen sein, an der der Hochdruckkraftstoff von dem Hochdruckkraftstofftank zugeführt wird, da die Kraftstoffströmung verursacht, dass sich der Dampf zu der entgegengesetzten Seite des Hochdruckkraftstofftanks 44 einfacher bewegt, wenn der Hochdruckkraftstoff von dem Hochdruckkraftstofftank 44 zugeführt wird.
Obwohl das Hilfskraftstoffeinspritzventil 58 durch Beenden des Kraftstoffausstoßes aus der Hochdruckkraftstoffpumpe 44 unmittelbar nach der Kraftstoffabschaltung der Hauptkraftstoffeinspritzventile 12 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel geöffnet wird, kann die Kraftstoffeinspritzung von dem Hilfskraftstoffeinspritzventil 58 und der Kraftstoffausstoß der Hochdruckkraftstoffpumpe 44 nach dem wünschenswerten Verringern des Kraftstoffdrucks für die geringe Menge der Kraftstoffeinspritzung von den Hauptkraftstoffeinspritzventilen 12 durch Einstellen der Kraftstoffeinspritzmenge des Hilfskraftstoffeinspritzventils 58 und der Ausstoßmenge aus der Hochdruckkraftstoffpumpe 44 gemäß dem Betriebszustand des Verbrennungsmotors beendet werden.
In dem dritten beispielhaften Ausführungsbeispiel wird die Kraftstoffeinspritzung von dem Hilfskraftstoffeinspritzventil 58 während der gesamten Kraftstoffabschaltung der Hauptkraftstoffeinspritzventile 12 gemäß dem Betriebszustand des Verbrennungsmotors durchgeführt. Andererseits kann die Kraftstoffeinspritzung von dem Hilfskraftstoffeinspritzventil 58 durchgeführt werden, wenn der Abgasemissionsreinigungskatalysator 38 sich verschlechtert, in der Mitte der Kraftstoffabschaltung der Hauptkraftstoffeinspritzventile 12, nicht unmittelbar nach der Kraftstoffabschaltung, verschlechtert, und kann der Kraftstoffdruck verringert werden, so dass er für die geringe Menge der Kraftstoffeinspritzung von den Hauptkraftstoffeinspritzventilen 12 zu diesem Zeitpunkt wünschenswert ist. Dann kann die Kraftstoffeinspritzung aus dem Hilfskraftstoffeinspritzventil 58 und der Kraftstoffausstoß von der Hochdruckkraftstoffpumpe 44 beendet werden.
Obwohl der Kraftstoffdruck verringert ist, so dass er für die geringe Menge der Kraftstoffeinspritzung von den Hauptkraftstoffeinspritzventilen 12 durch Einstellen der Kraftstoffeinspritzmenge des Hilfskraftstoffeinspritzventils 58 und der Menge des Ausstoßes von der Hochdruckkraftstoffpumpe 44 gemäß dem Betriebszustand des Verbrennungsmotors kurz vor dem Beginnen der Kraftstoffeinspritzung aus den Hauptkraftstoffeinspritzventilen 12 in den vierten beispielhaften Ausführungsbeispiel ist, kann der Kraftstoffdruck verringert werden so dass er für die geringe Menge der Kraftstoffeinspritzung in den Hauptkraftstoffeinspritzventilen 12 wünschenswert ist, durch zeitweiliges Öffnen des Hilfskraftstoffeinspritzventils 58.
Gemäß jedem von den beispielhaften Ausführungsbeispielen wird den Hilfskraftstoffeinspritzventil 58 der Kraftstoff von dem Förderrohr 40 zugeführt, so dass eine größere Menge der Kraftstoffeinspritzung im Vergleich mit dem Fall realisiert werden kann bei dem der Kraftstoff von der Förderpumpe 48 zugeführt wird. Daher kann eine große Kraftstoffmenge von dem Hilfskraftstoffeinspritzventil 58 ebenso wie von den Hauptkraftstoffeinspritzventilen 12 eingespritzt werden, wenn ein Drosselventil des Verbrennungsmotors vollständig geöffnet ist, beispielsweise wenn ein Sportwagen mit einem Turbolader oder einem Kompressor zusätzlich zu jeder Funktion montiert ist, wie in jedem Ausführungsbeispiel beschrieben wird. Das verhindert, das die Kraftstoffeinspritzzeit von dem Hauptkraftstoffeinspritzventilen 12 sehr lang wird. Daher kann eine ausreichend große Kraftstoffmenge während des Vorgangs von dem Einlass zum Verdichten ohne die Verwendung von kostspieligen Einspritzventilen mit einer hohen Kapazität als die Hauptkraftstoffeinspritzventile 12 zugeführt werden.
Die Kraftstoffeinspritzung von den Hauptkraftstoffeinspritzventilen 12 kann rasch zu der Verwendung des Hilfskraftstoffeinspritzventils 58 beendet werden, auch wenn eine normale Kraftstoffeinspritzmenge erforderlich ist, da die größere Kraftstoffmenge von dem Hilfskraftstoffeinspritzventil 58 eingespritzt werden kann. Daher kann das Luft-Kraftstoff-Gemisch in den Brennkammern 10 eine einheitliche Qualität zum Zündzeitpunkt haben, so dass eine wünschenswerte Brennfähigkeit bzw. Verbrennungsleistung aufrecht erhalten werden kann.
Außerdem kann, wie vorangehend erklärt wurde, die erforderliche kleine Menge der Kraftstoffeinspritzung genau durchgeführt werden, da der Hochdruckkraftstoff, dessen Kraftstoffdruck Pf durch den Kraftstoffdrucksensor 52 erfasst wird, dem Hilfskraftstoffeinspritzventil 58 zugeführt werden. Daher wird bei dem Vierzylinderverbrennungsmotor, der in jedem Ausführungsbeispiel beschrieben ist, ungefähr ein Viertel der gesamten Kraftstoffeinspritzung einem Zylinder zugeführt, so dass für einen Fall, bei dem eine erforderliche Menge der Kraftstoffeinspritzung extrem klein ist, der Verbrennungsmotor die ausschließliche Nutzung des Hilfskraftstoffeinspritzventil 58 bewältigen kann, auch wenn die normale Menge der Kraftstoffeinspritzung erforderlich ist. Als Folge kann ein dynamischer Bereich zwischen der extrem kleinen Menge der Kraftstoffeinspritzung und der extrem großen Menge der Kraftstoffeinspritzung durch die Hauptkraftstoffeinspritzventil 12 und das Hilfskraftstoffeinspritzventil 58 extrem erweitert werden.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Regler (die ECU 4) als eine programmierte elektronische Regelungseinheit für einen allgemeine Zweck aufgeführt. Es ist dem Fachmann erkennbar, dass der Regler unter Verwendung eines einzelnen integrierten Schaltkreises für einen speziellen Zweck (beispielsweise ein ASIC) mit einem Haupt- oder Zentralprozessorabschnitt für eine Gesamt-, Systemniveauregelung und getrennten Abschnitte, die zum Durchführen verschiedenartiger unterschiedlicher spezifischer Berechnungen gedacht sind, Funktionen und anderen Vorgängen unter der Regelung des Zentralprozessorabschnitts. Der Regler kann eine Vielzahl von getrennten zugeordneten oder programmierbaren integrierten oder anderen elektronischen Schaltkreisen oder Vorrichtungen sein (beispielsweise verdrahtete elektronische oder logische Schaltkreise wie zum Beispiel Schaltkreise diskreter Elemente, oder programmierbare logische Vorrichtungen, wie zum Beispiel PLDs, PLRs, PALs oder dergleichen). Der Regler kann unter Verwendung eines geeigneten programmierten Computers für den allgemeinen Zweck ausgeführt sein, beispielsweise einen Mikroprozessor, einen Mikrokontroller oder eine Prozessorvorrichtung (CPU oder MPU), oder allein oder in Verbindung mit einem oder mehreren umgebenden beispielsweise ein integrierter Schaltkreis) Daten- und Signalverarbeitungsvorrichtungen ausgeführt sein. Im allgemeinen kann jede Vorrichtung oder Baugruppe von Vorrichtungen an der eine Maschine finiten Zustands in der Lage ist die hier beschriebenen Vorgänge auszuführen, als der Regler verwendet werden. Eine verteilte Prozessarchitektur für eine maximale Daten-/Signalverarbeitungsfähigkeit- und Geschwindigkeit verwendet werden.
Während die Erfindung unter Bezugnahme auf ihre beispielhaften Ausführungsbeispiele beschrieben ist, ist es verständlich, dass die Erfindung nicht auf die beispielhaften Ausführungsbeispiele oder Konstruktionen beschränkt ist. Dagegen ist beabsichtigt, dass die Erfindung verschiedenartige Abwandlungen und äquivalente Anordnungen beinhaltet, die innerhalb des in den angefügten Patentansprüchen definierten Schutzumfang der Erfindung fallen.
Somit hat die Kraftstoffeinspritzvorrichtung und das Kraftstoffeinspritzverfahren das Haupteinspritzventil 12, das einen Hochdruckkraftstoff einspritzt, der zu einem Förderrohr 40 in jede Brennkammer eines Verbrennungsmotors zugeführt wird, und ein Hilfskraftstoffeinspritzventil 58, dem der Hochdruckkraftstoff von dem Förderrohr 40 zugeführt wird. Das Hilfskraftstoffeinspritzventil 58 ist in der Lage, den Hochdruckkraftstoff in angesaugte Luft, die in einem Pufferbehälter 22 strömt, einzuspritzen, wenn der Verbrennungsmotor unter kalten Bedingungen gestartet wird. Außerdem kann der Kraftstoffdruck in der Startphase rasch erhöht werden, da Dampf in dem Förderrohr 40 durch zeitweiliges Öffnen des Hilfskraftstoffeinspritzventils 58 ausgestoßen werden kann.

Claims

Kraftstoffeinspritzvorrichtung eines Verbrennungsmotors der Zylindereinspritzbauart mit einem Hochdruckkraftstoffkanal (40, 50) mit einem Förderrohr (40), dem ein Kraftstoff durch eine Hochdruckkraftstoffpumpe (44) zugeführt wird, die einen Niederdruckkraftstoff druckbeaufschlagt, der von einer Kraftstoffzufuhrpumpe (48) zugeführt wird, einem Hauptkraftstoffeinspritzventil (12) für jeden Zylinder, das mit dem Förderrohr (40) verbunden ist, wobei das Hauptkraftstoffeinspritzventil (12) einen Hochdruckkraftstoff in dem Förderrohr (40) in die jeweilige Brennkammer des Verbrennungsmotors mit mehreren Zylindern einspritzt, und einem Hilfskraftstoffeinspritzventil (58), das an einem Einlasskanal (20) stromaufwärts von einem Abzweigungspunkt des Einlasskanals (20) angeordnet ist, der sich zu den Zylindern erstreckt, um Hochdruckkraftstoff von dem Förderrohr (40) in den Einlasskanal (20) einzuspritzen, und wobei das Hilfskraftstoffeinspritzventil (58) an einem obenliegenden Abschnitt des Förderrohrs (40) angeschlossen ist, um Kraftstoffdampf aus dem Förderrohr (40) auszustoßen.
Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hochdruckkraftstoff dem Hilfskraftstoffeinspritzventil (58) von einem Punkt entlang einer Länge des Förderrohrs (40) zugeführt wird.
Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hochdruckkraftstoff von dem Förderrohr (40) dem Hilfskraftstoffeinspritzventil (58) von einer Seite entgegengesetzt zu einer Seite zugeführt wird, die den Hochdruckkraftstoff zu dem Förderrohr (40) zuführt.
Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen Regler (4), der eine Ventilöffnungsregelung des Hilfskraftstoffeinspritzventils (58) zum Vorsehen einer Unterstützung zum Einstellen eines Drucks des von dem Hauptkraftstoffeinspritzventil (12) eingespritzten Kraftstoffs durchführt.
Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Regler (4) einen Dampf durch Öffnen des Hilfskraftstoffeinspritzventils (58) ausstößt, um die Unterstützung zum Erhöhen des Drucks des von dem Hauptkraftstoffeinspritzventil (12) eingespritzten Kraftstoffs vorzusehen, wenn der Dampf in dem Förderrohr (40) erzeugt ist.
Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Regler (4) das Hilfskraftstoffeinspritzventil (58) für eine vorbestimmte Zeit zum Ausstoßen des in dem Förderrohr (40) erzeugten Dampfs öffnet.
Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Dampf in dem Förderrohr (40) während einer Startphase des Verbrennungsmotors erzeugt wird.
Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Regler (4) das Hilfskraftstoffeinspritzventil (58) zum Ausstoßen des Kraftstoffs von dem Förderrohr (40) öffnet, bevor das Hauptkraftstoffeinspritzventil (12) beginnt, den Kraftstoff einzuspritzen, wobei das Verringern des Drucks des von dem Hauptkraftstoffeinspritzventil (12) eingespritzten Kraftstoffs zum Verringern einer Menge des von dem Hauptkraftstoffeinspritzventil (12) eingespritzten Kraftstoffs durchgeführt wird.
Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Regler (4) den Druck des von dem Hauptkraftstoffeinspritzventil (12) eingespritzten Kraftstoffs durch Ausstoßen des Kraftstoffs von dem Förderrohr (40) verringert, um die in dem Verbrennungsmotor erzeugten Stöße zu verhindern, wenn das Hauptkraftstoffeinspritzventil (12) die Einspritzung des Kraftstoffs nach einer Kraftstoffabschaltung erneut beginnt.
Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Regler (4) das Hilfskraftstoffeinspritzventil (58) unmittelbar nach dem Beginn der Kraftstoffabschaltung durch das Hauptkraftstoffeinspritzventil (12) öffnet.
Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Regler (4) das Hilfskraftstoffeinspritzventil (58) während der Kraftstoffabschaltung des Hauptkraftstoffeinspritzventils (12) öffnet.
Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Regler (4) das Hilfskraftstoffeinspritzventil (58) öffnet, kurz bevor das Hauptkraftstoffeinspritzventil (12) die Einspritzung des Kraftstoffs nach der Kraftstoffabschaltung erneut startet.
Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffabschaltung durchgeführt wird, wenn ein Verbrennungsmotorumlauf sich verzögert.
Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck des von dem Hauptkraftstoffeinspritzventil (12) eingespritzten Kraftstoffs sich verringert, wenn das Hauptkraftstoffeinspritzventil (12) beginnt, den Kraftstoff in einer Schichtladeverbrennungsbetriebsart einzuspritzen.
Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Regler (4) die Öffnungsventilregelung des Hilfskraftstoffeinspritzventils (58) durchführt und die Menge des aus der Hochdruckkraftstoffpumpe (44) gepumpten Kraftstoffs einstellt, wenn die Öffnungsregelung des Hilfskraftstoffeinspritzventils (58) durchgeführt wird, bevor das Hauptkraftstoffeinspritzventil (12) beginnt, den Kraftstoff einzuspritzen, um einen Kraftstoffdruck in dem Förderrohr (40) zu verringern, wo eine Verringerung des Drucks des von dem Hauptkraftstoffeinspritzventil (12) eingespritzten Kraftstoffs durchgeführt wird, um die Menge des von dem Hauptkraftstoffeinspritzventil (12) eingespritzten Kraftstoffs zu verringern.
Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Regler (4) den Druck des von dem Hauptkraftstoffeinspritzventil (12) eingespritzten Kraftstoffs durch Ausstoßen des Kraftstoffs aus dem Förderrohr (40) zum Verhindern von Stößen verringert, die in dem Verbrennungsmotor erzeugt werden, wenn das Hauptkraftstoffeinspritzventil (12) beginnt, den Kraftstoff nach der Kraftstoffabschaltung einzuspritzen.
Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß Anspruch 16 dadurch gekennzeichnet, dass der Regler (4) eine Menge des von dem Hilfskraftstoffeinspritzventil (58) eingespritzten Kraftstoffs auf eine Menge steuert bzw. regelt, bei der die Verschlechterung eines Abgasemissionsreinigungskatalysators (38) verhindert werden kann, der an einem Abgaskanal (36) des Verbrennungsmotors vorgesehen ist.
Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Regler (4) eine Menge des von dem Hilfskraftstoffeinspritzventil (58) eingespritzten Kraftstoffs regelt bzw. steuert, so dass ein Luft-Kraftstoff- Verhältnis in dem Einlasskanal (20) des Verbrennungsmotors ein stöchiometrisches Luft- Kraftstoff-Verhältnis wird.
Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck des von dem Hauptkraftstoffeinspritzventil (12) eingespritzten Kraftstoffs sich verringert, wenn das Hauptkraftstoffeinspritzventil (12) beginnt, den Kraftstoff in einer Schichtladeverbrennungsbetriebsart einzuspritzen.
Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß Anspruch 19. dadurch gekennzeichnet, dass der Regler (4) das Hilftkraftstoffeinspritzventil (58) öffnet, wobei verursacht wird, dass der Kraftstoff von dem Förderrohr (40) ausgestoßen wird, um den Kraftstoffdruck darin auf einen solchen Druck zu verringern, dass die Stöße in dem Verbrennungsmotor nicht erzeugt werden, wenn das Hauptkraftstoffeinspritzventil (12) beginnt, den Kraftstoff in der Schichtladeverbrennungsbetriebsart einzuspritzen, bevor das Hauptkraftstoffeinspritzventil (12) beginnt, denn Kraftstoff einzuspritzen.
Kraftstoffeinspritzverfahren eines Verbrennungsmotors der Zylindereinspritzbauart, der ein Hauptkraftstoffeinspritzventil (12) hat, das einen Kraftstoff in jede Brennkammer des Verbrennungsmotors mit mehreren Zylindern einspritzt, und einen Niederdruckkraftstoff von einer Kraftstoffzufuhrpumpe (48) durch eine Hochdruckkraftstoffpumpe (44) zum Zuführen eines Hochdruckkraftstoffs zu einem Hochdruckkraftstoffkanal (40, 50) mit einem Förderrohr (40) druckbeaufschlagt, wobei der Hochdruckkraftstoff zu dem Hauptkraftstoffeinspritzventil (12) von dem Förderrohr (40) zugeführt wird, wobei das Verfahren folgendes aufweist: einen Schritt (S230, S320, S470) des Schließens des Hauptkraftstoffeinspritzventils (12) zum Abschalten der Kraftstoffeinspritzung in der jeweiligen Brennkammer; und einen Schritt (S250, S330, S340, S480, S490) des Einspritzens des Hochdruckkraftstoff in einen Einlasskanal (20) stromaufwärts von einem Abzweigungspunkt des Einlasskanals (20), der sich zu jedem Zylinder erstreckt, durch ein Hilfskraftstoffeinspritzventil (58) von dem Förderrohr (40), wenn der Kraftstoff von dem Hauptkraftstoffeinspritzventil (12) abgeschaltet ist.
Kraftstoffeinspritzverfahren gemäß Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass eine Unterstützung zum Einstellen des Drucks des von dem Hauptkraftstoffeinspritzventil (12) eingespritzten Kraftstoffs durch Durchführen einer Ventilöffnungsregelung des Hilfskraftstoffeinspritzventils (58) vorgesehen ist.
Kraftstoffeinspritzverfahren gemäß Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoff von dem Förderrohr (40) durch Öffnen des Hilfskraftstoffeinspritzventils (58) ausgestoßen wird, bevor das Hauptkraftstoffeinspritzventil (12) beginnt, den Kraftstoff einzuspritzen, wenn eine Verringerung des Drucks des von dem Hauptkraftstoffeinspritzventil (12) eingespritzten Kraftstoffs durchgeführt wird, um eine Menge des von dem Hauptkraftstoffeinspritzventil (12) eingespritzten Kraftstoffs zu verringern.
Kraftstoffeinspritzverfahren gemäß Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilöffnungsregelung des Hilfskraftstoffeinspritzventils (58) durchgeführt wird, bevor das Hauptkraftstoffeinspritzventil (12) beginnt, den Kraftstoff einzuspritzen, und eine Menge des Kraftstoffs, der aus der Hochdruckkraftstoffpumpe (44) gepumpt wird, eingestellt wird, um einen Kraftstoffdruck in dem Förderrohr (40) zu verringern, wenn die Ventilöffnungsregelung durchgeführt wird, wenn das Verringern des Drucks des von dem Hauptkraftstoffeinspritzventil (12) eingespritzten Kraftstoffs durchgeführt wird, um eine Menge des von dem Hauptkraftstoffeinspritzventil (12) eingespritzten Kraftstoffs zu verringern.