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Die vorliegende Erfindung betrifft ein
Kraftstoffeinspritzsystem mit einer Druckerhöhungsfunktion, wobei
Hochdruck-Kraftstoff von einer Druckspeicherkammer durch einen
Druckerhöhungsmechanismus weiter komprimiert bzw. unter
Druck gesetzt wird und über Injektoren oder
Einspritzvorrichtungen in Verbrennungskammern eingespritzt wird, und
insbesondere ein Kraftstoffeinspritzsystem mit
Druckerhöhungsfunktion, das in der Lage ist, Kraftstoff präzise
einzuspritzen, wobei eine Belastung gemäß einem Betriebszustand
eines Verbrennungsmotors berücksichtigt wird.
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Ein Kraftstoffeinspritzsystem mit einer
Druckerhöhungsfunktion ist ein System, das Kraftstoff über Injektoren in
Verbrennungskammern eines Verbrennungsmotors einspritzt. In
einem solchen Kraftstoffeinspritzsystem mit einer
Druckerhöhungsfunktion wird Hochdruckkraftstoff von einer
Kraftstoffquelle in einem aus einer Common-Rail gebildeten
Druckspeicherkammer gespeichert, und mit der Common-Rail verbundene
Einspritzdüsen sind den Verbrennungskammern zugewandt.
Außerdem ist ein Druckerhöhungsmechanismus in einem Zweig
eines Hochdruck-Kraftstoffzufuhrweges angeordnet, der sich
zwischen der Common-Rail und den Injektoren erstreckt. Im
Druckerhöhungsmechanismus wird ein Leistungskolben durch den
Druck des über den Zweig des Hochdruck-Kraftstoffweges
zugeführten Hochdruck-Kraftstoffs betätigt, und der komprimierte
Kraftstoff wird den Injektoren zugeführt. D. h. der
Leistungskolben wird durch ein elektromagnetisches Ventil eines
Druckerhöhungskolbens betätigt. Beispielsweise funktioniert
das Kraftstoffeinspritzsystem mit einer
Druckerhöhungsfunktion wie in Fig. 5 der beigefügten Zeichnungen dargestellt.
Insbesondere beginnt die Kraftstoffeinspritzung, wenn zu
einem Zeitpunkt t01 ein Signal n1 zum Aktivieren eines
elektromagnetischen Injektorventils ausgegeben wird. Ein Druck
Pc an der Common-Rail wird erhöht, wenn zu einem Zeitpunkt
t02 ein Signal n2 zum Betätigen des elektromagnetischen
Ventils des Druckerhöhungskolben (das als "elektromagnetisches
Kolbenventil" bezeichnet wird) ausgegeben wird. Außerdem
ändert sich der Druck des komprimierten Kraftstoffes mit der
Zeit, wie durch Ph dargestellt ist, und der komprimierte
Kraftstoff wird mit einem Kraftstoffeinspritzverhältnis pm
eingespritzt.
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Die Kraftstoffeinspritzung erfolgt in zwei Stufen.
D. h., ein Anfangs-Kraftstoffeinspritzvorgang j1 wird
zwischen dem Zeitpunkt t01 (bei dem das elektromagnetische
Injektorventil geöffnet wird) und dem Zeitpunkt t02 ausgeführt
(bei dem das elektromagnetische Kolbenventils geöffnet wird)
und ein End-Kraftstoffeinspritzvorgang j2 wird zwischen dem
Zeitpunkt t02 und dem Zeitpunkt t03 ausgeführt, bei dem das
elektromagnetische Injektorventil geschlossen wird. Diese
Maßnahme wurde getroffen, um Abgase und Motorgeräusche zu
reduzieren.
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In einem normalen Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem
entspricht der Einspritzdruck normalerweise einem Common-
Rail-Druck. Daher wird die dem Kraftstoffeinspritzmengen-
Sollwert entsprechende Aktivierungszeitdauer des Injektors
anstatt basierend auf dem Einspritzdruck auf der Basis des
Common-Rail-Drucks bestimmt, der unmittelbar vor der
Kraftstoffeinspritzung gemessen wird.
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Bei einem Kraftstoffeinspritzsystem mit einer
Druckerhöhungsfunktion entspricht der Einspritzdruck des
komprimierten Kraftstoffs jedoch nicht dem Common-Rail-Druck.
D. h., der Common-Rail-Druck kann nicht als Einspritzdruck
zugeführt werden. Daher muß der Einspritzdruck getrennt
überwacht werden.
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Im vorstehenden Fall sollte ein Sensor an einer
Düsenöffnung jedes Injektors bereitgestellt werden, um den
Einspritzdruck zu erfassen. Es ist jedoch sehr schwierig, Platz
zum Installieren von Sensoren in den Injektoren
bereitzustellen. Außerdem müssen die Sensoren in allen Injektoren
bereitgestellt werden, was hinsichtlich der Kosten nicht
vorteilhaft ist.
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Wenn der Einspritzdruck nicht überwacht wird, können
die Betätigungszeitdauern der Injektoren und der
elektromagnetischen Kolbenventile auf der Basis des Common-Rail-
Drucks nicht bestimmt werden, der sich mit den
Betriebszuständen des Motors, der Betätigungs- oder
Aktivierungszeitdauer des Druckerhöhungskolbens, usw. ändert. Daher ist es
sehr schwierig, die Kraftstoffeinspritzung präzise zu
steuern und die Motorsteuerung zu stabilisieren.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die
vorstehenden Probleme zu lösen und ein Kraftstoffeinspritzsystem
mit einer Druckerhöhungsfunktion bereitzustellen, in dem die
Kraftstoffeinspritzung präzise gesteuert wird, um
Motorbetriebszustände zu stabilisieren.
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Diese Aufgabe wird durch ein System zum Einspritzen von
komprimiertem bzw. unter Druck stehendem Kraftstoff gelöst,
in dem Hochdruck-Kraftstoff von einer Druckspeicherkammer
durch einen Druckerhöhungsmechanismus weiter komprimiert
bzw. unter Druck gesetzt und durch Injektoren
Verbrennungskammern zugeführt wird. Das Kraftstoffeinspritzsystem mit
Druckerhöhungsfunktion weist auf: eine Einheit zum Setzen
eines Kraftstoffeinspritzmengen-Sollwertes, die einen
Kraftstoffeinspritzmengen-Sollwert gemäß einem Betriebszustand
eines Motors vorgibt bzw. setzt; eine
Zeitdifferenzsetzeinheit, die eine Zeitdifferenz zwischen einem Zeitpunkt zum
Öffnen eines elektromagnetischen Injektorventils, das eine
Kraftstoffeinspritzung durch die Injektoren freigibt oder
blockiert, und einem Zeitpunkt zum Öffnen eines
elektromagnetischen Druckerhöhungsmechanismusventils zum Ein- und
Ausschalten des Druckerhöhungsmechanismus vorgibt bzw.
setzt; eine Einheit zum Berechnen einer Anfangs-
Einspritzmenge, die eine Anfangs-Kraftstoffeinspritzmenge
auf der Basis einer zeitabhängigen Änderung des
Kraftstoffdrucks während des offenen Zustands des elektromagnetischen
Druckerhöhungsmechanismusventils und der durch die
Zeitdifferenzsetzeinheit bestimmten Zeitdifferenz berechnet; und
eine Einheit zum Setzen einer End-Einspritzzeitdauer, die
eine Öffnungszeitdauer des elektromagnetischen
Injektorventils auf der Basis einer End-Kraftstoffeinspritzmenge, die
durch Subtrahieren der Anfangs-Kraftstoffeinspritzmenge vom
Kraftstoffeinspritzmengen-Sollwert hergeleitet wird, und der
zeitabhängigen Änderung des Drucks des komprimierten
Kraftstoffs während des offenen Zustands des elektromagnetischen
Druckerhöhungsmechanismusventils berechnet.
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Die Einheit zum Berechnen einer Anfangs-Einspritzmenge
berechnet die Anfangs-Kraftstoffeinspritzmenge auf der Basis
der zeitabhängigen Änderung des Kraftstoffdrucks und der
durch die Zeitdifferenzsetzeinheit berechneten
Zeitdifferenz. Die Einheit zum Setzen einer End-Einspritzzeitdauer
berechnet die End-Einspritzzeitdauer auf der Basis der durch
Subtrahieren der Anfangs-Kraftstoffeinspritzmenge vom
Einspritzmengen-Sollwert hergeleiteten
End-Kraftstoffeinspritzmenge und der zeitabhängigen Änderung des Kraftstoffdrucks.
Daher muß der Kraftstoffdruck in der Nähe der Düsenöffnungen
der Injektoren nicht überwacht werden. Außerdem kann die
Kraftstoffeinspritzung präzise gesteuert und ein
zuverlässiger und stabiler Motorbetrieb gewährleistet werden.
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Außerdem berechnet die Einheit zum Berechnen einer
Anfangs-Einspritzmenge die Anfangs-Kraftstoffeinspritzmenge
auf der Basis der zeitabhängigen Änderung des
Kraftstoffdrucks während des Öffnens bzw. des offenen Zustands des
elektromagnetischen Druckerhöhungsmechanismusventils, der
Zeitdifferenz und des Kraftstoffdrucks in der
Druckspeicherkammer. Die Anfangs-Kraftstoffeinspritzmenge wird in Antwort
auf eine Erhöhung des Kraftstoffdrucks in der
Druckspeicherkammer erhöht. Die Anfangs-Kraftstoffeinspritzmenge kann
präzise bestimmt werden, so daß die Kraftstoffeinspritzung
geeignet gesteuert und ein zuverlässiger und stabiler
Motorbetrieb gewährleistet werden kann.
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Außerdem berechnet die Einheit zum Berechnen einer End-
Einspritzzeitdauer die End-Kraftstoffeinspritzzeitdauer auf
der Basis der zeitabhängigen Druckänderung des komprimierten
Kraftstoffs während des offenen Zustands des
elektromagnetischen Druckerhöhungsmechanismusventils. Die
End-Kraftstoffeinspritzzeitdauer wird in Antwort auf eine Erhöhung des
Kraftstoffdrucks in der Druckspeicherkammer verlängert. Die
End-Kraftstoffeinspritzmenge kann präzise bestimmt werden,
so daß die Kraftstoffeinspritzung geeignet gesteuert und ein
zuverlässiger und stabiler Motorbetrieb gewährleistet werden
kann.
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Die Erfindung wird nachstehend unter Bezug auf die
Zeichnungen beschrieben; es zeigen:
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Fig. 1 ein schematisches Diagramm einer Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzsystems mit einer
Druckerhöhungsfunktion;
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Fig. 2 einen Graphen zum Darstellen eines zweistufigen
und eines einstufigen Einspritzmodus in einem
Kraftstoffeinspritzsystem mit einer Druckerhöhungsfunktion;
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Fig. 3 ein Blockdiagramm des Kraftstoffeinspritzsystems
mit einer Druckerhöhungsfunktion;
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Fig. 4 ein Ablaufdiagramm zum Darstellen einer
Kraftstoffeinspritzsteuerungsroutine des
Kraftstoffeinspritzsystems mit einer Druckerhöhungsfunktion; und
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Fig. 5 Kraftstoffeinspritzverhältnisse eines
herkömmlichen Kraftstoffeinspritzsystems;
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Ein Kraftstoffeinspritzsystem 1 mit einer
Druckerhöhungsfunktion ist in einem nicht dargestellten Mehrzylinder-
Dieselmotor 2 (nachstehend als "Motor 2" bezeichnet)
installiert. Das Kraftstoffeinspritzsystem 1 mit einer
Druckerhöhungsfunktion (nachstehend als "Kraftstoffeinspritzsystem 1"
bezeichnet) ist auf einem Motorkörper 3 des Motors 2
angeordnet und spritzt in einem zweistufigen Einspritzmodus M1
oder einem einstufigen Einspritzmodus M2 komprimierten
Kraftstoff in Verbrennungskammern 4 im Motorkörper 3 ein. In
Fig. 1 ist nur eine Verbrennungskammer 4 dargestellt.
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Das Kraftstoffeinspritzsystem 1 weist auf: Injektoren 5
zum Einspritzen von Kraftstoff in jede Verbrennungskammer 4
im Motorkörper 3; eine Common-Rail 6 zum Zuführen von
Hochdruck-Kraftstoff zu den Injektoren 5; eine Hochdruck-
Kraftstoffquelle 7 zum Zuführen des Hochdruck-Kraftstoffs
zur Common-Rail 6; und eine Motorsteuerung 9 zum Steuern der
elektromagnetischen Injektorventile 8.
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Die Hochdruck-Kraftstoffquelle 7 weist auf: einen
Kraftstofftank 11, eine Rohrleitung 12, über die der
Hochdruck-Kraftstoff der Common-Rail 6 unter Druck zugeführt
wird, eine in der Rohrleistung 12 angeordnete Förder- oder
Kraftstoffpumpe 14 zum Komprimieren des Kraftstoffs vom
Kraftstofftank 11 über einen Filter 13 und zum Zuführen des
Kraftstoffs unter Druck, und eine Niedrigdruckrohrleitung 15
zum Sammeln des von den Injektoren 5 zurückfließenden
Kraftstoffs und zum Einleiten des Kraftstoffs in den
Kraftstofftank 11.
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Die Common-Rail 6 wird auf dem Motorkörper 3 in einer
Richtung gehalten, in der die Zylinder angeordnet sind, und
speichert den Hochdruck-Kraftstoff von der Förder- oder
Kraftstoffpumpe 14 und kommuniziert mit einem sich zu den
Injektoren 5 hin erstreckenden Haupteinspritzpfad 16.
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Die Injektoren 5 sind identisch strukturiert. Jeder
Injektor 5 weist eine Düse 17 und ein elektromagnetisches
Injektorventil 8 auf und ist mit einem
Kraftstoffdruckerhöhungsabschnitt 19 verbunden. Die Düse 17 ist am Motorkörper
3 befestigt, um Kraftstoff in die Verbrennungskammer 4
einzuspritzen. Das elektromagnetische Injektorventil 8 wird in
Antwort auf ein Aktivierungssignal von der Steuerung 9
geöffnet oder geschlossen, so daß Hochdruck-Kraftstoff über
den Haupteinspritzpfad 16 und die Düse 17 in die
Verbrennungskammer 4 eingespritzt werden kann.
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Der Kraftstoffdruckerhöhungsabschnitt 19 weist den
Haupteinspritzpfad 16 auf, von dem ein
Druckerhöhungsmechanismus 21 abzweigt. Der Druckerhöhungsmechanismus 21 weist
eine große und eine kleine Zylinderkammer 22 bzw. 23 auf,
die parallel zum Haupteinspritzpfad 16 ausgerichtet sind.
Die Zylinderkammern 22 und 23 nehmen einen
Druckerzeugungskolben 241 auf, der einen Abschnitt mit großem und einen
Abschnitt mit kleinem Durchmesser aufweist. Die große
Zylinderkammer 22 kommuniziert über ein Ende davon mit einem
strömungsaufwärtigen Zweig b1 (in der Nähe der Common-Rail),
während die kleine Zylinderkammer 23 mit einem
strömungsabwärtigen Zweig b2 (in der Nähe des Injektors) kommuniziert.
Die große Zylinderkammer 22 kommuniziert über einen Teil
davon in der Nähe der kleinen Zylinderkammer 23 mit einem
Druckfreigabepfad 30 und mit einem Druckregelungspfad 27.
Der Druckfreigabepfad 30 weist ein elektromagnetisches
Druckerhöhungsmechanismusventil 25 auf, das den
Druckerhöhungsmechanismus 21 betätigt. Der Druckregelungspfad 27
kommuniziert über ein Drosselventil 28 mit einem Zwischenzweig
b3 des Haupteinspritzpfades 16. Außerdem ist ein Rückschlag-
oder Absperrventil 29 zwischen dem strömungsabwärtigen Zweig
b1 und dem Zwischenzweig b3 angeordnet, um zu verhindern,
daß Kraftstoff vom Injektor 5 zur Common-Rail 6 strömt.
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Das elektromagnetische Druckerhöhungsmechanismusventil
25 wird in Antwort auf ein Aktivierungssignal von der
Steuerung 9 geöffnet oder geschlossen und öffnet und schließt den
Druckfreigabepfad 30 und die große Zylinderkammer 22.
Dadurch wird an der Vorder- und an der Rückseite des
Druckerzeugungskolbens 241 eine Druckdifferenz erzeugt, so daß der
Kolben (wie in Fig. 1 dargestellt) durch den Druck nach
links bewegt und der Kraftstoffdruck am
strömungsabwärtsseitigen Zweig b2 erhöht wird.
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Der Druckfreigabepfad 30 weist einen Auslaß 301 auf,
der mit der Niedrigdruckrohrleitung 15 verbunden ist, die
dem Kraftstofftank 11 Niedrigdruckkraftstoff zuführt. Eine
Rückstellfeder 18 drückt den Druckerzeugungskolben 241 zum
strömungsaufwärtigen Zweig b1.
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Die Steuerung 9 weist mehrere Ports in ihren Eingangs-
und Ausgangsschaltungen auf, mit denen verschiedene Sensoren
verbunden sind, um Betriebsdaten des Motors zu erfassen. Im
einzelnen sind als Sensoren vorgesehen: ein
Beschleunigungspedalsensor 31 zum Erfassen eines Öffnungswinkels θ einer
Drosselklappe des Motors 2, ein Kurbelwinkelsensor 32 zum
Erfassen von Kurbelstellungs- oder Kurbelwinkeldaten Δθ und
ein Wassertemperatursensor 33 zum Erfassen einer
Wassertemperatur wt. Die Kurbelwinkeldaten Δθ werden für eine
elektronische Motorsteuerung (Motor-ECU) 2 verwendet, um eine
Motordrehzahl Ne zu bestimmen.
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Die Steuerung 9 funktioniert nicht nur als normale
Motorsteuerung sondern dient auch als Einheit A1 zum Setzen
eines Einspritzmengen-Sollwertes, als
Zeitdifferenzsetzeinheit A2, als Einheit A3 zum Berechnen einer Anfangs-
Kraftstoffeinspritzmenge, als Einheit A4 zum Setzen einer
End-Kraftstoffeinspritzzeitdauer und als Einheit A5 zum
Setzen einer Injektorventil-Öffnungszeitdauer für das
Kraftstoffeinspritzsystem 1.
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Gemäß Fig. 2 aktiviert das Kraftstoffeinspritzsystem 1
die Kraftstoffeinspritzung, wenn zu einem
Ventilöffnungszeitpunkt ta ein Signal s1 zum Aktivieren des
elektromagnetischen Injektorventils 18 ausgegeben wird. Der
Kraftstoffdruck am strömungsabwärtigen Zweig b2 des
Haupteinspritzpfades 16 wird erhöht, wenn zu einem Ventilöffnungszeitpunkt tb
ein Signal s2 zum Betätigen des elektromagnetischen
Druckerhöhungsmechanismusventils 25 ausgegeben wird. Der
Kraftstoffdruck ändert sich mit der Zeit, wie in Fig. 2 durch Ph
dargestellt. Die Steuerung 9 steuert das
Kraftstoffeinspritzsystem 1 so, daß die Kraftstoffeinspritzung in einem
zweistufigen Modus M1 oder in einem einstufigen Modus M2
ausgeführt wird.
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Im zweistufigen Einspritzmodus M1 wird die
Kraftstoffeinspritzung in zwei Stufen ausgeführt, d. h., ein
Anfangs-Kraftstoffeinspritzvorgang beginnt zwischen dem
Öffnungszeitpunkt ta des elektromagnetischen Injektorventils 8
und dem Öffnungszeitpunkt tb des elektromagnetischen
Druckerhöhungsmechanismusventils 25, und ein
End-Kraftstoffeinspritzvorgang j2 wird zwischen dem Öffnungszeitpunkt tb des
elektromagnetischen Druckerhöhungsmechanismusventils 25 und
dem Schließzeitpunkt tc des elektromagnetischen
Injektorventils 8 ausgeführt. Dies ist dazu geeignet, Stickoxide (NOx)
in den Abgasen und Verbrennungsgeräusche im Motor zu
reduzieren.
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Die Einheit A1 zum Setzen eines Einspritzmengen-
Sollwertes berechnet einen Einspritzmengen-Sollwert qtargetunter Verwendung eines Kraftstoffeinspritzmengen-Sollwert-
Kennfeldes (nicht dargestellt) gemäß einer einen
Betriebszustand des Motors darstellenden Motordrehzahl Ne und einem
Betätigungsgrad des Beschleunigungspedals bzw. einem
Drosselklappen-Öffnungswinkel θa.
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Gemäß dem Betriebszustand des Motors 2 setzt die
Zeitdifferenzsetzeinheit A2 eine Zeitdifferenz Δtini (in Fig. 2
dargestellt) zwischen dem Öffnungszeitpunkt ta des
elektromagnetischen Injektorventils 8 zum Bestimmen einer
Kraftstoffeinspritzung oder keiner Kraftstoffeinspritzung von den
Injektoren 6 und dem Ventilöffnungszeitpunkt tb des
elektromagnetischen Druckerhöhungsmechanismusventils 25 zum
Betätigen oder Freigeben des Druckerhöhungsmechanismus 21.
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Die Einheit A3 zum Berechnen einer
Anfangs-Kraftstoffeinspritzmenge berechnet unter Verwendung eines Anfangs-
Kraftstoffeinspritzmengen-Kennfeldes ml eine Anfangs-
Kraftstoffeinspritzmenge qini basierend auf einer
zeitabhängigen Änderung Ph des Kraftstoffdrucks, wenn das
elektromagnetische Injektorventil 8 betätigt ist, und der von der
Zeitdifferenzsetzeinheit A2 erhaltenen Zeitdifferenz Δtini.
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Die Einheit A4 zum Berechnen einer
End-Kraftstoffeinspritzzeitdauer berechnet die
End-Kraftstoffeinspritzzeitdauer (Öffnungszeitdauer der Injektorventile 8) Δtmain
basierend auf einer End-Einspritzmenge qmain, die durch
Subtrahieren der Anfangs-Einspritzmenge qini vom
Kraftstoffeinspritzmengen-Sollwert qtarget und der zeitabhängigen Druckänderung Ph
des Kraftstoffs, wenn das elektromagnetische
Druckerhöhungsmechanismusventil 25 geöffnet ist, hergeleitet wird. Diese
Berechnung wird unter Verwendung eines in Fig. 3
dargestellten End-Einspritzzeitdauer-Kennfeldes m2 ausgeführt.
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Die Einheit A5 zum Berechnen einer
Injektorventil-Öffnungszeitdauer berechnet eine
Injektorventil-Öffnungszeitdauer Δt durch Addieren der End-Einspritzzeitdauer Δtmain und
der Zeitdifferenz (Anfangs-Einspritzzeitdauer) Δtini. Wenn
die Zeitdifferenz Δtini negativ ist, wird sie von der End-
Einspritzzeitdauer Δtmain Subtrahiert.
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Nachstehend wird die Funktionsweise des
Kraftstoffeinspritzsystems 1 gemäß einer in Fig. 4 dargestellten
Kraftstoffeinspritzsteuerungsroutine beschrieben.
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In Schritt s1 werden aktuelle Daten, z. B. der Common-
Rail-Druck Pcr, die Motordrehzahl Ne, der Drosselklappen-
Öffnungswinkel θa, der Kurbelwinkel Δθ und die Temperatur wt
erfaßt und gespeichert.
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In Schritt s2 wird der Kraftstoffeinspritzmengen-
SOllwert qtarget gemäß der Motordrehzahl Ne und dem
Drosselklappen-Öffnungswinkel θa unter Verwendung eines nicht
dargestellten Kraftstoffeinspritzmengen-Sollwert-Kennfeldes
berechnet.
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In Schritt S3 wird die Zeitdifferenz Δtini zwischen dem
Öffnungszeitpunkt ta des elektromagnetischen Injektorventils
8 und dem Öffnungszeitpunkt tb des elektromagnetischen
Druckerhöhungsmechanismusventils 25 unter Verwendung eines
(nicht dargestellten) Zeitdifferenz-Kennfeldes berechnet.
Die Zeitdifferenz Δtini kann gemäß der Wassertemperatur wt
des Motors unter Verwendung eines Rechenkennfeldes (nicht
dargestellt) reduziert werden.
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Insbesondere ist im zweistufigen Einspritzmodus M1 die
Zeitdifferenz Δtini (= ta - tb) positiv, während die
Zeitdifferenz Δtini im einstufigen Einspritzmodus M2 negativ ist.
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In Schritt s4 wird die Anfangs-Einspritzmenge qini gemäß
der zeitabhängigen Änderung des Kraftstoffdrucks aufgrund
der Betätigung des elektromagnetischen
Druckerhöhungsmechanismusventils 25, dem aktuellen Common-Rail-Druck Pcr und
der Zeitdifferenz Δtini unter Verwendung des
Anfangs-Einspritzmengen-Kennfeldes berechnet. Im Fall eines
zweistufigen Einspritzmodus M1 wird das elektromagnetische
Druckerhöhungsmechanismusventil 25 betätigt, nachdem das
elektromagnetische Injektorventil 8 betätigt worden ist. Die Anfangs-
Einspritzmenge qini kann auf der Basis der Beziehung zwischen
dem Common-Rail-Druck Pcr und der Zeitdifferenz Δtini
hergeleitet werden, weil die Anfangs-Einspritzmenge qini durch die
zeitabhängige Änderung des Kraftstoffdrucks nicht beeinflußt
wird. Im Fall des einstufigen Einspritzmodus M2 wird das
elektromagnetische Druckerhöhungsmechanismusventil 25 vor
dem elektromagnetischen Injektorventil 8 geöffnet, und die
Zeitdifferenz Δtini wird auf einen negativen Wert gesetzt, so
daß unter Verwendung des Anfangs-Einspritzmengen-Kennfeldes
ml eine negative Anfangs-Einspritzmenge (-Δtini) auf der
Basis der Beziehung zwischen der zeitabhängigen Änderung des
Kraftstoffdrucks und der Zeitdifferenz Δtini hergeleitet
wird. In Schritt s6 wird die End-Einspritzmenge qmain durch
Subtrahieren der Anfangs-Einspritzmenge qini vom aktuellen
Einspritzmengen-Sollwert qtarget hergeleitet. Weil die Anfangs-
Einspritzmenge qini im einstufigen Einspritzmodus M2 negativ
ist, wird sie zum Einspritzmengen-Sollwert qtarget addiert.
In Schritt S6 wird die Öffnungszeitdauer Δtmain des
elektromagnetischen Injektorventils 8 (d. h. die
End-Einspritzzeitdauer) gemäß der End-Einspritzmenge qmain und dem
aktuellen Common-Rail-Druck Pcr unter Verwendung des End-
Einspritzmengen-Kennfeldes m2 berechnet.
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In Schritt s7 wird eine aktuelle Injektorventil-
Öffnungszeitdauer Δt durch Addieren der Zeitdifferenz Δtini
und der End-Einspritzzeitdauer Δtmain berechnet. Im Fall des
einstufigen Einspritzmodes M2 wird die Öffnungszeitdauer Δt
durch Subtrahieren von Δtini von Δtmain hergeleitet.
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In Schritt s8 werden die folgenden Daten in einem
Kraftstoffeinspritzungstreiber (nicht dargestellt) gesetzt:
die Öffnungszeitdauer Δt des elektromagnetischen
Injektorventils; ein der Zeitdifferenz Δtini entsprechender
Ventilöffnungszeitpunkt ta; ein Ventilöffnungszeitpunkt tb und ein
Ventilschließzeitpunkt tc. In diesem Zustand wird die
Kraftstoffeinspritzsteuerungsroutine beendet und in ihren
Anfangszustand zurückgekehrt sein.
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In Antwort auf das Kurbelwinkelsignal Δθ zählt der
Kraftstoffeinspritztreiber den Ventilöffnungszeitpunkt ta,
den Ventilöffnungszeitpunkt tb und den
Ventilschließzeitpunkt tc. Dann gibt der Kraftstoffeinspritzungstreiber ein
Ausgangssignal aus, so daß die Injektoren 5 betätigt werden,
um Kraftstoff im zweistufigen oder im einstufigen
Einspritzmodus M1 oder M2 einzuspritzen.
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Im Kraftstoffeinspritzsystem 1 berechnet die Einheit A3
zum Berechnen einer Anfangs-Einspritzmenge die Anfangs-
Einspritzmenge qini basierend auf der zeitabhängigen Änderung
Ph des Kraftstoffdrucks und der von der
Zeitdifferenzsetzeinheit A2 erhaltenen Zeitdifferenz Δtini. Die Einheit A4 zum
Setzen einer End-Einspritzzeitdauer berechnet die End-
Einspritzzeitdauer Δtmain (d. h. die Öffnungszeitdauer des
elektromagnetischen Injektorventils) basierend auf der End-
Einspritzmenge qmain die durch Subtrahieren der Anfangs-
Einspritzmenge qini vom Einspritzmengen-Sollwert qtarget
hergeleitet wird) und der zeitabhängigen Änderung Ph des
Kraftstoffdrucks aufgrund der Betätigung des
Druckerhöhungsmechanismus 21. Dadurch kann die Kraftstoffeinspritzung präzise
gesteuert und ein stabiler Motorbetrieb erreicht werden,
ohne daß die Kosten erhöht werden, weil keine Kraftstoffdrücke
in der Nähe der Düsenöffnungen der Injektoren 5 überwacht
werden.
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Sowohl im zweistufigen, als auch im einstufigen
Einspritzmodus M1 bzw. M2 wird die Anfangs-Einspritzmenge qiniunter Verwendung des Anfangs-Einspritzmengen-Kennfeldes ml
berechnet. Die der Zeitdifferenz Δtini entsprechende Anfangs-
Einspritzmenge qini ist im zweistufigen Einspritzmodus M1
positiv, während die der Zeitdifferenz Δtini entsprechende
Anfangs-Einspritzmenge qini im einstufigen Einspritzmodus M2
negativ ist. Wenn die End-Einspritzperiode Δtmain unter
Verwendung des Kennfeldes m2 berechnet wird, wird die positive
Anfangs-Einspritzzeitdauer tini zur End-Einspritzzeitdauer
Δtmain addiert, während die negative
Anfangs-Einspritzzeitdauer tini von der End-Einspritzzeitdauer Δtmain subtrahiert
wird. Die Kraftstoffeinspritzung im zweistufigen oder im
einstufigen Modus M1 bzw. M2 kann unter Verwendung der
Kennfelder ml und m2 zuverlässig und durch die gleiche
Verarbeitung gesteuert werden. Dadurch kann die
Steuerungsverarbeitung geeignet vereinfacht werden.