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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf ein Sammel-Kraftstoffeinspritzsystem
mit einer Saugsteuer-Kraftstoffförderpumpe,
die Kraftstoff mit Druck beaufschlagt, der durch ein Saugsteuerventil
in eine Druckkammer eingezogen wird, und die den Kraftstoff unter
Druck in eine Sammelvorrichtung zuführt. Insbesondere bezieht sich
die vorliegende Erfindung auf ein Sammel-Kraftstoffeinspritzsystem
mit einem Druckreduzierventil, das in einer Sammelvorrichtung angeordnet
ist. Die Sammelvorrichtung sammelt Kraftstoff unter hohem Druck
entsprechend einem Kraftstoffeinspritzdruck und fördert den
Kraftstoff zu Einspritzvorrichtungen, die an verschiedenen Zylindern
einer Brennkraftmaschine angeordnet sind. Das Druckreduzierventil
reduziert den Kraftstoffdruck in der Sammelvorrichtung.
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Ein bekanntes Sammel-Kraftstoffeinspritzsystem
für eine
Dieselkraftmaschine hat eine Sammelvorrichtung (eine Common-Rail), Elektromagnetkraftstoffeinspritzventile
und eine Saugsteuer-Kraftstoffförderpumpe.
Die Common-Rail sammelt Kraftstoff unter einem hohen Druck entsprechend
einem Kraftstoffeinspritzdruck. Die Elektromagnetkraftstoffeinspritzventile
spritzen den in der Common-Rail gesammelten Kraftstoff in die Zylinder
der Kraftmaschine ein. Die Saugsteuer-Kraftstoffförderpumpe
beaufschlagt den in eine Druckkammer eingezogenen Kraftstoff mit
einem hohen Druck und führt
den Kraftstoff zu der Common-Rail unter Druck zu.
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Das Sammel-Kraftstoffeinspritzsystem
hat einen Saugsteuerventil (SCV) in der Kraftstoffförderpumpe. Das
SCV reguliert einen Öffnungsgrad
eines Kraftstoffförderkanals,
der einen Kraftstoffbehälter
mit einer Druckkammer verbindet, um eine aus der Kraftstoffförderpumpe
ausgelassene Kraftstoffmenge zu vermehren (eine Pumpenauslassmenge),
wenn ein Fahrzeug zum Beispiel beschleunigt wird. Somit wird der
Druck in der Common-Rail
(Common-Rail-Druck) schnell erhöht.
Zusätzlich
hat das Sammel-Kraftstoffeinspritzsystem ein Druckreduzierventil
(PRV) an einem Ende der Common-Rail. Das PRV öffnet den Kraftstoffauslasskanal,
der die Common-Rail mit dem Kraftstoffbehälter verbindet, wenn das Fahrzeug
zum Beispiel verzögert
wird. Somit wird der Common-Rail-Druck schnell reduziert.
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8 zeigt
eine Steuerlogik einer herkömmlichen
elektronischen Steuereinheit zum Berechnen einer SCV-Antriebsstromstärke IPMP,
die in eine Solenoidspule 101 des in der 9 gezeigten SCV eingespeist wird, und
zum Berechnen einer PRV-Antriebsstromstärke IQL,
die in eine Solenoidspule 102 des in der 9 gezeigten PRV eingespeist wird (nachfolgend
wird der Begriff „Steuern"
allgemein für „Steuer-
oder Regelvorgänge"
verwendet). 10(a) zeigt Steuercharakteristika
der Pumpenauslassmenge QP bezüglich
der SCV-Antriebsstromstärke
IPMP. 10(b) zeigt Steuercharakteristika
einer PRV-Durchsatzrate
QL (Kraftstoffrückführungsdurchsatzrate
QL) bezüglich
der PRV-Antriebsstromstärke
IQL.
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Eine ECU 100 einschließlich der
in der 9 gezeigten SCV-Antriebsschaltung 103 berechnet
die SCV-Antriebsstromstärke
IPMP folgendermaßen.
Wie dies in der Flussrate der 8 gezeigt
ist, wird zunächst
eine Soll-Auslassmenge QPMP aus einer Soll-Einspritzmenge QFIN, einem Soll-Kraftstoffdruck
PFIN und einem tatsächlichen
Kraftstoffdruck NPC durch einen Mikrocomputer MC der ECU 100 mittels
einer allgemein bekannten Proportional-Integral-Differential (PID) -Regelung
berechnet. Die Soll-Einspritzmenge
QFIN wird aus einer Beschleunigungsvorrichtungsposition ACCP und
einer Kraftmaschinendrehzahl NE auf der Grundlage einer Abbildung
zum Berechnen der Soll-Einspritzmenge berechnet. Der Soll-Kraftstoffdruck PFIN wird
aus der Soll-Einspritzmenge QFIN und der Kraftmaschinendrehzahl
auf der Grundlage einer Abbildung zum Berechnen des Soll-Kraftstoffdruckes
berechnet. Der tatsächliche
Kraftstoffdruck NPC wird durch einen Kraftstoffdrucksensor gemessen.
Dann wird die SCV-Antriebsstromstärke IPMP aus der Soll-Auslassmenge QPMP
und dem tatsächlichen
Kraftstoffdruck NPC auf der Grundlage einer Abbildung zum Berechnen
der SCV-Antriebsstromstärke berechnet.
Die SCV-Antriebsstromstärke
IPMP wird in die Solenoidspule 101 des SCV durch die SCV-Antriebsschaltung 103 eingespeist.
Ein Hubmass (ein Ventilöffnungsgrad)
des SCV wird gemäß der SCV-Antriebsstromstärke IPMP
reguliert. Somit ändert
sich die Pumpenauslassmenge oder die Menge des aus der Kraftstoffförderpumpe
zu der Common-Rail unter Druck zugeführten Kraftstoffes gemäß der SCV-Antriebsstromstärke IPMP.
Die Pumpenauslassmenge wird so geregelt, dass der tatsächliche
Kraftstoffdruck NPC sich im allgemeinen dem Soll-Kraftstoffdruck
PFIN angleicht.
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Die ECU 100 einschließlich der
in der 9 gezeigten PRV-Antriebsschaltung 104 berechnet
die PRV-Antriebsstromstärke
IQL folgendermaßen.
Zunächst
wird eine Soll-PRV-Durchsatzrate QL aus dem Soll-Kraftstoffdruck
PFIN und dem tatsächlichen
Kraftstoffdruck NPC durch den Mikrocomputer MC der ECU 100 mit
der PID-Regelung berechnet, wie dies in der 8 gezeigt ist. Dann wird eine PRV-Antriebsstromstärke IQL
aus der Soll-PRV-Durchsatzrate
QL und dem tatsächlichen
Kraftstoffdruck NPC auf der Grundlage einer Abbildung zum Berechnen
der PRV-Antriebsstromstärke bberechnet.
Dann wird die PRV-Antriebsstromstärke IQL
in die Solenoidspule 102 des PRV durch die PRV-Antriebsschaltung 104 eingespeist.
Ein Hubgrad (ein Ventilöffnungsgrad)
des PRV wird gemäß der PRV-Antriebsstromstärke IQL
reguliert. Die PRV-Durchsatzrate oder die Durchsatzrate des aus
der Common-Rail zu dem Kraftstoffbehälter zurück zirkulierenden Kraftstoffes
wird gemäß der PRV-Antriebsstromstärke IQL
reguliert.
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Bei dem herkömmlichen Sammel-Kraftstoffeinspritzsystem
ist die Steuerbarkeit des Kraftstoffdruckes in der Common-Rail ein
wichtiger Faktor bei der Steuerung, die sich auf die Steuerbarkeit
der Kraftstoffeinspritzmenge bezieht. Daher ist das SCV an der Kraftstoffförderpumpe
angeordnet, um den Common-Rail-Druck
schnell zu erhöhen,
und das PRV ist an dem Ende der Common-Rail angeordnet, um den Common-Rail-Druck
schnell zu reduzieren. Das SCV und das PRV sind jeweils durch die
verschiedenen Antriebsströme
so geregelt, dass der tatsächliche
Common-Rail-Druck sich im allgemeinen dem Soll-Kraftstoffdruck angleicht.
Da jedoch das SCV und das PRV jeweils geregelt werden, ist die in
der 8 gezeigte Steuerungslogik
kompliziert, und die verschiedenen Antriebsschaltungen sind erforderlich,
wie diese in der 9 gezeigt
sind. Infolgedessen sind die Kosten der ECU 100 erhöht.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, ein Sammel-Kraftstoffeinspritzsystem
vorzusehen, dessen erste und zweite Steuerventilantriebsschaltung
vereinigt sind. Somit sind die Kosten einer Steuereinheit reduziert,
die den Kraftstoffdruck bei einer Sammelvorrichtung steuert. Es
gehört
auch zur Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Sammel-Kraftstoffeinspritzsystem
vorzusehen, das eine Erhöhung
und eine Verringerung eines Kraftstoffdruckes in einer Sammelvorrichtung
mit einer identischen Steuerdurchsatzratencharakteristik entsprechend
einem Steuerventilantriebssignal steuert. Somit ist die Steuerbarkeit
des Kraftstoffdruckes in der Sammelvorrichtung durch eine Steuereinheit
verbessert.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden
Erfindung berechnet eine Steuereinheit eines Sammel-Kraftstoffeinspritzsystems
ein identisches Steuerventilantriebssignal zumindest gemäß einer
Differenz zwischen einem tatsächlichen
Kraftstoffdruck in einer Sammelvorrichtung und einem Soll-Kraftstoffdruck.
Der tatsächliche Kraftstoffdruck
in der Sammelvorrichtung wird durch eine Kraftstoffdruckmesseinrichtung
gemessen. Der Soll- Kraftstoffdruck
wird gemäß Betriebszuständen oder
einer Betriebsbedingung einer Brennkraftmaschine festgelegt. Die
Seteuereinheit bringt das identische Steuerventilantriebssignal
auf ein erstes Drucksteuerventil und ein zweites Drucksteuerventil
durch eine identische Steuerventilantriebsschaltung auf. Daher ist
die Steuerungslogik vereinfacht. Bei einem derartigen Schema sind
eine erste Steuerventilantriebsschaltung zum Aufbringen des Steuerventilantriebssignals
auf das erste Drucksteuerventil und eine zweite Steuerventilantriebsschaltung
zum Aufbringen des selben Steuerventilantriebssignals auf das zweite
Drucksteuerventil einheitlich. Somit wird eine Steuerventilantriebsschaltung
gemeinsam für
die erste und die zweite Steuerventilantriebsschaltung verwendet,
und die Kosten der Steuereinheit sind reduziert.
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Merkmale und Vorteile von Ausführungsbeispielen
werden ebenso wie die Betriebsverfahren und die Funktionen der dazugehörigen Bauteile
aus der folgenden detaillierten Beschreibung, den beigefügten Ansprüchen und
den Zeichnungen ersichtlich, die allesamt Bestandteil dieser Anmeldung
sind. Zu den Zeichnungen:
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1 zeigt
eine schematische Ansicht eines Sammel-Kraftstoffeinspritzsystems gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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2 zeigt
eine Ansicht einer Steuerungslogik einer elektronischen Steuereinheit
(ECU) gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel;
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3 zeigt
ein Schaltungsdiagramm einer Saugsteuerventil- und Druckreduzierventilantriebsschaltung
(SCV-PRV-Antriebsschaltung),
die zu der ECU gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
gehört;
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4(a) zeigt
ein charakteristisches Diagramm einer charakteristischen Pumpenauslassmenge
bezüglich
einer Antriebsstromstärke, 4(b) zeigt ein charakteristisches
Diagramm einer charakteristischen Druckreduzierventildurchsatzrate
(PRV-Durchsatzrate) bezüglich
der Antriebsströmstärke, und 4(c) zeigt eine charakteristische
Steuerungsdurchsatzrate bezüglich
der Antriebsstromstärke
gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel;
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5(a) zeigt
ein charakteristisches Diagramm einer charakteristischen Pumpenauslassmenge
bezüglich
einer Antriebsstromstärke, 5(b) zeigt ein charakteristisches
Diagramm einer charakteristischen Druckreduzierventildurchsatzrate
(PRV-Durchsatzrate) bezüglich
der Antriebsströmstärke, und 5(c) zeigt ein charakteristisches
Diagramm einer charakteristischen Steuerdurchsatzrate bezüglich der
Antriebsstromstärke
gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel;
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6 zeigt
ein Schaltungsdiagramm einer SCV-PRV-Antriebsschaltung, die zu einer ECU
gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel
gehört;
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7 zeigt
ein Schaltungsdiagramm einer SCV-PRV-Antriebsschaltung, die zu einer ECU
gemäß einem
vierten Ausführungsbeispiel
gehört;
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8 zeigt
eine Ansicht einer Steuerungslogik einer herkömmlichen ECU;
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9 zeigt
ein Schaltungsdiagramm einer SCV-PRV-Antriebsschaltung, die zu der herkömmlichen ECU
gehört;
und
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10(a) zeigt
ein charakteristisches Diagramm einer charakteristischen Pumpenauslassmenge
bezüglich
einer Antriebsstromstärke,
und 10(b) zeigt ein charakteristisches Diagramm
einer charakteristischen Druckreduzierventildurchsatzrate (PRV-Durchsatzrate)
bezüglich
der Antriebsstromstärke
bei einer herkömmlichen
Technologie.
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(Erstes Ausführungsbeispiel)
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Unter Bezugnahme auf die 1 hat ein Sammel-Kraftstoffeinspritzsystem für eine Brennkraftmaschine,
wie z.B. eine Vierzylinder-Dieselkraftmaschine, eine Common-Rail 1 als
eine Sammelvorrichtung, eine Vielzahl (vier bei diesem Ausführungsbeispiel)
von Einspritzvorrichtungen 2 als Elektromagnetkraftstoffeinspritzventile,
eine Kraftstoffförderpumpe 3 und
eine elektronische Steuereinheit (ECU) 10. Die Common-Rail 1 sammelt
Kraftstoff unter einem hohen Druck entsprechend einem Kraftstoffeinspritzdruck.
Die Einspritzvorrichtungen 2 sind jeweils mit der Common-Rail 1 verbunden
und spritzen den Kraftstoff in verschiedene Zylinder der Kraftstoffmaschine
ein. Die Förderpumpe 3 wird
durch die Kraftmaschine gedreht. Die ECU 10 steuert die
Einspritzvorrichtungen 2 und die Förderpumpe 3 elektronisch.
In der 1 ist nur eine Einspritzvorrichtung 2 entsprechend
einem Zylinder gezeigt.
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Die Common-Rail 1 soll den
hohen Druck entsprechend dem Kraftstoffeinspritzdruck fortlaufend
sammeln. Daher wird die Common-Rail 1 mit dem Hochdruckkraftstoff
von der Förderpumpe 3 durch
ein Hochdruckrohr 11 versorgt. Ein Normal-Offen-Druckreduzierventil
(PRV) 7 ist in der Common-Rail 1 angeordnet. Das
PRV 7 kann einen Öffnungsgrad
eines Kraftstoffauslasskanals (einn Kraftstoffrückführungskanal) 13 regulieren,
der zu den Kraftstoffauslasskanälen
(Kraftstoffrezirkulationskanäle) 15, 16 führt.
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Die an den verschiedenen Zylindern
der Kraftmaschine angebrachten Einspritzvorrichtungen 3 sind
jeweils mit stromabwärtigen
Enden einer Vielzahl von Hochdruckrohren 12 verbunden,
die von der Common-Rail 1 abzweigen. Jede Einspritzvorrichtung 2 hat
eine Kraftstoffeinspritzdüse,
einen Elektromagnetaktuator, eine Nadelvorspanneinrichtung, wie
z.B. eine Feder und dgl. Die Kraftstoffeinspritzdüse spritzt
den Kraftstoff in die jeweiligen Zylinder der Kraftmaschine ein.
Der Elektromagnetaktuator treibt eine in der Kraftstoffeinspritzdüse untergebrachte
Düsennadel
in einer Ventilöffnungsrichtung
an. Die Nadelvorspanneinrichtung spannt die Düsennadel in einer Ventilschließrichtung
vor.
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Die Einspritzvorrichtung 2 hat
ein Elektromagneteinspritzsteuerventil 4 als eine Elektromagnetaktuator,
der einen Druck in einer Staudrucksteuerkammer eines Steuerkolbens
steuert, der mit der Düsennadel
verbunden ist. Die Kraftstoffeinspritzung aus der Einspritzvorrichtung 2 zu
dem Zylinder der Kraftmaschine wird dadurch elektronisch gesteuert,
dass die Erregung des Elektromagneteinspritzsteuerventils 4 ein-
oder ausgeschaltet wird. Insbesondere wird der in der Common-Rail 1 gesammelte
Hochdruckkraftstoff in die Zylinder der Kraftmaschine eingespritzt,
während
das Elektromagneteinspritzsteuerventil 4 offen ist.
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Die Förderpumpe 3 ist eine
Saugsteuer-Hochdruckförderpumpe
mit einer ausgezeichneten Leistung, um den Common-Rail-Druck von
einem niedrigen Druck zu einem hohen Druck zu erhöhen. Insbesondere
erhöht
die Förderpumpe 3 den
Common-Rail-Druck schnell, indem Kraftstoff mit niedrigem Druck
auf einen hohen Druck beaufschlagt wird und indem der Kraftstoff
unter Druck zu der Common-Rail 1 zugeführt wird, zum Beispiel wenn
das Fahrzeug beschleunigt wird oder wenn die Kraftmaschine gestartet
wird. Die Förderpumpe 3 zieht
den Kraftstoff mit niedrigem Druck aus einem Kraftstoffbehälter 5 durch
einen Filter 9 hindurch ein. Die Förderpumpe 3 hat eine
Niedrigdruckzuführungspumpe,
einen Nocken, eine Vielzahl von Tauchkolben, eine Vielzahl von Druckkammern
und eine Vielzahl von Auslassventilen. Die Zuführungspumpe zieht den Kraftstoff von
dem Kraftstoffbehälter 5 durch
eine Drehung einer Pumpenantriebswelle ein, die sich mit einer Kurbelwelle der
Kraftmaschine dreht. Der Nocken wird durch die Pumpenantriebswelle
gedreht. Jeder Tauchkolben wird durch den Nocken so angetrieben,
dass er sich in einem Zylinder hin- und herbewegt, der im Inneren der jeweiligen
Druckkammer ausgebildet ist. Die Druckkammer beaufschlagt den eingezogenen
Kraftstoff durch die Hin- und Herbewegung des Tauchkolbens mit Druck.
Das Auslassventil ist dann offen, wenn der Kraftstoffdruck in der
Druckkammer einen vorbestimmten Wert überschreitet.
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Die Förderpumpe 3 hat einen
Austrittsanschluss zum verhindern eines übermäßigen Anstiegs der Kraftstofftemperatur
in der Förderpumpe 3.
Aus der Förderpumpe 3 austretender
Kraftstoff wird in den Kraftstoffbehälter 5 durch die Kraftstoffrückführungskanäle 14, 16 zurück zirkuliert.
Ein Saugsteuerventil (SCV) 6 als ein linearer Solenoidaktuator
ist in einem Kraftstoffförderkanal
angeordnet, der in der Förderpumpe 3 ausgebildet
ist und von der Förderpumpe
zu den Druckkammern führt.
Das SCV 6 reguliert einen Öffnungsgrad des Kraftstoffförderkanals,
um eine Pumpenauslassmenge oder eine Menge des Kraftstoffes zu steuern,
die aus der Förderpumpe 3 zu
der Common-Rail 1 ausgelassen wird.
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Das SCV 6 wird durch eine
Antriebsstromstärke
elektronisch gesteuert, die von der ECU 10 durch eine SCV-PRV-Antriebsschaltung 20 gesendet
wird und die in die Druckkammern der Förderpumpe 3 eingezogene Kraftstoffmenge
reguliert. Das SCV 6 hat ein Ventil zum Regulieren des Öffnungsgrads
des Kraftstoffförderkanals,
einen linearen Solenoid 21 zum Antreiben des Ventils in
einer Ventilschließrichtung
und eine Ventilvorspanneinrichtung, wie z.B. eine Feder zum Vorspannen
des Ventils in einer Ventilöffnungsrichtung.
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Wie dies in der 4(a) gezeigt ist, reguliert das SCV 6 die
Pumpenauslassmenge QP proportional zu einer Intensität der Antriebsstromstärke IPMP,
die in den linearen Solenoid 21 durch die SCV-PRV-Antriebsschaltung 20 eingespeist
wird. Somit ändert
das SCV 6 den Common-Rail-Druck.
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Wie dies in der 4(a) gezeigt ist, ist das SCV ein Normal-Offen-Elektromagnetventil,
das dann vollständig
geöffnet
ist, oder dessen Ventilhubkraft dann maximiert ist, wenn die Antriebsstromstärke IPMP
gleich wie oder kleiner als ein erster vorbestimmter Wert I1a ist,
welcher z.B. 1A beträgt.
Das SCV 6 hat jene Steuerungscharakteristika, dass sich
dessen Ventilhubgrad und Pumpenauslassmenge QP verringern, wenn
sich die Antriebsstromstärke
IPMP erhöht,
wenn die Antriebsstromstärke
IPMP größer ist
als ein vorbestimmter Wert I1b und kleiner als ein anderer vorbestimmter
Wert I1c, welcher wiederum größer ist
als der Wert I1b. Der vorbestimmte Wert I1b ist größer als
der erste vorbestimmte Wert I1a. Der vorbestimmte Wert I1c beträgt z.B. 2A.
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Das PRV 7 ist ein Elektromagnetventil
mit einer ausgezeichneten Druckreduzierfunktion. Das PRV 7 wird
durch die Antriebsstromstärke
IPMP elektronisch gesteuert, die durch die ECU 10 durch
die SCV-PRV-Antriebsschaltung 20 eingespeist wird und den
Common-Rail-Druck von einem hohen Druck zu einem niedrigen Druck
schnell reduziert. Das PRV 7 hat ein Ventil, einen linearen
Solenoid 22 und eine Ventilvorspanneinrichtung, wie z.B.
eine Feder. Das Ventil des PRV 7 reguliert einen Öffnungsgrad
des Kraftstoffrezirkulierungskanals 13, durch den der Kraftstoff
von der Common-Rail 1 zu dem Kraftstoffbehälter 5 zurückzirkuliert.
Die lineare Solenoidspule 22 treibt das Ventil in einer
Ventilschließrichtung
oder in einer Ventilöffnungsrichtung
an. Die Vorspanneinrichtung spannt das Ventil in der Ventilöffnungsrichtung
oder der Ventilschließrichtung
vor.
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Wie dies in der 3 gezeigt
ist, ist der lineare Solenoid des PRV 7 mit dem linearen
Solenoid 21 des SCV 6 in Reihe verbunden. Die
Ventilöffnungsgrade
des SCV 6 und des PRV 7 werden linear und variabel durch
die identische Antriebsstromstärke
IPMP gesteuert, die von der SCV-PRV-Antriebsschaltung 20 abgegeben
wird. Wie dies in der 4(b) gezeigt
ist, reguliert das PRV 7 eine PRV-Durchsatzrate QL oder
eine Durchsatzrate des von der Common-Rail 1 zurückzirkulierenden
Kraftstoffes. Zu dem Kraftstoffbehälter 5 durch die Rückführungskanäle 13, 15, 16 proportional
zu der Intensität
der Antriebsstromstärke
IPMP, die in den linearen Solenoiden 22 eingespeist wird.
Somit reguliert das PRV 7 den Common-Rail-Druck.
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Wie dies in der 4(b) gezeigt ist, ist das PRV 7 ein
Normal-Offen-Elektromagnetventil,
dessen Ventilöffnungsgrad
dann maximiert ist, wenn die Antriebsstromstärke IPMP gleich wie oder kleiner
als ein zweiter vorbestimmter Wert I2a (minimaler Wert I2a) ist,
der kleiner ist als der erste vorbestimmte Wert I1a. Der zweite vorbestimmte
Wert I2a beträgt
zum Beispiel 0A. Der Ventilöffnungsgrad
PRV 7 ist außerdem
dann maximiert, wenn die Antriebsstromstärke IPMP ein maximaler Wert
I2d ist.
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Das PRV 7 hat jene Steuerungscharakteristika,
dass sich deren Ventilöffnungsgrad
und die PRV-Durchsatzrate QL verringern, wenn sich die Antriebsstromstärke IPMP
erhöht,
wenn die Antriebsstromstärke
IPMP größer ist
als der zweite vorbestimmte Wert I2a und kleiner als ein dritter
vorbestimmter Wert I2b. Der dritte vorbestimmte Wert I2b ist größer als
der zweite vorbestimmte Wert I2a, und er ist kleiner als der vorbestimmte
Wert I1b. Das PRV 7 hat außerdem jene Steuerungscharakteristika,
dass sich dessen Ventilöffnungsgrad
und die PRV-Durchsatzrate QL erhöhen,
wenn sich die Antriebsstromstärke
IPMP erhöht,
wenn die Antriebsstromstärke
IPMP größer ist
als der vierte vorbestimmte Wert I2c und kleiner als der maximale
Wert I2b. Der vierte vorbestimmte Wert I2c ist größer als
der vorbestimmte Wert I1c.
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Die ECU 10 hat einen Mikrocomputer
MC mit Funktionen einer CPU, die eine Steuerungsverarbeitung und
eine Berechnungsverarbeitung durchführt, einer Speichereinheit
(einen Speicher wie zum Beispiel einen ROM oder einen RAM) zum Speichern
von verschiedenen Programmen und Daten, eine Eingabeschaltung, eine
Abgabeschaltung, eine Stromversorgungsschaltung, eine Einspritzvorrichtungsantriebsschaltung
(EDU) 24 und dergleichen. Sensorsignale von verschiedenen
Sensoren werden in den Mikrocomputer der ECU 10 eingegeben,
nachdem die Signale von analogen Signalen zu digitalen Signalen
durch einen A/D-Wandler umgewandelt wurden. Die SCV-PRV-Antriebsschaltung 20 ist
mit der Abgabeschaltung des Mikrocomputers MC verbunden.
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Die ECU 10 hat eine Einspritzmengenbestimmungseinrichtung,
eine Einspritzzeitgebungsbestimmungseinrichtung, eine Einspritzperiodenbestimmungseinrichtung
und eine Einspritzvorrichtungsantriebseinrichtung. Die Einspritzmengenbestimmungseinrichtung
berechnet eine Soll-Einspritzmenge
QFIN gemäß einer
Kraftmaschinendrehzahl NE, die durch einen Kraftmaschinendrehzahlsensor 31 gemessen
wird, und einer Beschleunigungsvorrichtungsposition ACCP, die durch
einen Beschleunigungsvorrichtungspositionssensor gemessen wird.
Die Einspritzzeitgebungsbestimmungseinrichtung berechnet eine Soll-Einspritzzeitgebung TFIN
gemäß der Kraftmaschinendrehzahl
NE und der Soll-Einspritzmenge QFIN. Die Einspritzperiodenbestimmungseinrichtung
berechnet eine Befehlseinspritzpulsperiode TQ gemäß der Soll-Einspritzmenge
QFIN und dem tatsächlichen
Common-Rail-Druck NPC, der durch einen Kraftstoffdrucksensor 35 gemessen
wird. Die Einspritzvorrichtungsantriebseinrichtung speist eine Einspritzvorrichtungsantriebsstromstärke mit
einer pulsförmigen
Wellenform in das Elektromagneteinspritzsteuerventil 4 der
jeweiligen Einspritzvorrichtung 3 durch eine Einspritzvorrichtungsantriebsschaltung
(EDU) 24 ein.
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Die ECU 10 hat eine Steuerdurchsatzratenreguliereinrichtung
zum Berechnen eines optimalen Kraftstoffeinspritzdruckes gemäß den Betriebszuständen oder
den Bestimmungsbedingungen der Kraftmaschine und zum Antreiben der
linearen Solenoide 21, 22 durch die SCV-PRV-Antriebsschaltung 20.
Insbesondere berechnet die ECU 10 einen Soll-Kraftstoffdruck
PFIN gemäß der Soll-Einspritzmenge QFIN
und der Kraftmaschinendrehzahl NE. Die ECU 10 reguliert
die Antriebsstromstärke
IPMP, die in die linearen Solenoide 21, 22 eingespeist
wird, um so den Soll-Kraftstoffdruck
PFIN zu erzielen. Somit reguliert die ECU 10 die Pumpenauslassmenge
QP oder die PRV-Durchsatzrate QL.
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Vorzugsweise sollte zum Zwecke einer
Verbesserung der Genauigkeit der Steuerung der Kraftstoffeinspritzmenge
die in die linearen Solenoide 21, 22 eingespeiste
Antriebsstromstärke
IPMP durch eine Proportional-Integral-Differential (PID) – Regelung
so geregelt werden, dass sich der durch den Drucksensor 35 gemessene
tatsächliche
Common-Rail-Druck NPC dem Soll-Kraftstoffdruck
PFIN im Allgemeinen angleicht. Vorzugsweise soll die SCV-PRV-Antriebsstromstärke IPMP
durch eine Pulsdauersteuerung gesteuert werden. Bei der Pulsdauersteuerung
wird ein EIN/AUS-Verhältnis
eines Steuerpulssignals der SCV-PRV-Antriebsstromstärke IPMP pro Zeiteinheit (ein
Erregungsperiodeverhältnis,
ein Pulsdauerverhältnis)
gemäß einer
Druckdifferenz (ΔPC)
zwischen dem tatsächlichen
Common-Rail-Druck
NPC und dem Soll-Kraftstoffdruck PFIN reguliert. Somit werden die Öffnungsgrade
des SCV 6 und des PRV 7 reguliert, wodurch eine
genaue digitale Steuerung erzielt wird.
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Wie dies durch die Steuerungslogik
in der 2 gezeigt ist,
hat die ECU 10 die Einspritzmengenbestimmungseinrichtung,
die Kraftstoffdruckbestimmungseinrichtung, die Einspritzvorrichtungsaustrittsmengenberechnungseinrichtung,
die Bestimmungseinrichtung der Soll-Steuerdurchsatzrate, die Antriebsstromstärkebestimmungseinrichtung
und eine Korrekturwertbestimmungseinrichtung. Die Einspritzvorrichtungsaustrittsmengenberechnungseinrichtung
berechnet eine Einspritzvorrichtungsaustrittsmenge QLEAK, eine aus
den Einspritzvorrichtungen 2 austretende Kraftstoffmenge,
gemäß der Kraftmaschinendrehzahl
NE, dem tatsächlichen
Kraftstoffdruck NPC und der Kraftstofftemperatur THF. Die Soll-Steuerdurchsatzratenbestimmungseinrichtung
berechnet eine Soll-Steuerdurchsatzrate
QPMP gemäß der Einspritzvorrichtungsaustrittsmenge QLEAK,
dem Soll-Kraftstoffdruck
PFIN und der Soll-Einspritzmenge QFIN. Die Antriebsstromstärkenbestimmungseinrichtung
berechnet die Antriebsstromstärke
IPMP gemäß dem tatsächlichen
Kraftstoffdruck NPC und der Soll-Steuerdurchsatzrate QPMP auf der
Grundlage einer Abbildung zum Berechnen der SCV-PRV-Antriebsstromstärke. Die
Korrekturwertbestimmungseinrichtung berechnet einen Regelungskorrekturwert
IFB gemäß der Differenz ΔP zwischen
dem tatsächlichen
Kraftstoffdruck NPC und dem Soll-Kraftstoffdruck PFIN. Die Soll-Einspritzmenge
QFIN und der Soll-Kraftstoffdruck PFIN können durch einen Korrekturwert
wie zum Beispiel eine Kühlwassertemperatur
THW, die durch einen Kühlwassersensor 33 gemessen
wird, oder durch die Kraftstofftemperatur THF korrigiert werden,
die durch einen Kraftstofftemperatursensor 34 gemessen
wird.
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Als nächstes wird ein Steuerungsverfahren
der in die linearen Solenoide 21, 22 eingespeisten SCV-PRV-Antriebsstromstärke auf
der Grundlage der 1 bis 4 beschrieben.
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Zunächst berechnet die ECU 10 die
Soll-Einspritzmenge QFIN durch Korrigieren einer Haupteinspritzmenge
Q mit einem Einspritzmengenkorrekturwert entsprechend der Kühlwassertemperatur
THW oder der Kraftstofftemperatur THF. Die Haupteinspritzmenge Q
wird gemäß der Kraftmaschinendrehzahl
NE und der Beschleunigungsvorrichtungsposition ACCP berechnet. Dann
berechnet die ECU 10 den Soll-Kraftstoffdruck PFIN gemäß der Soll-Einspritzmenge
QFIN und der Kraftmaschinendrehzahl NE.
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Die SCV-PRV-Antriebsstromstärke IPMP
wird durch die allgemein bekannte PID-Regelung folgendermaßen berechnet.
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Die ECU 10 berechnet einen
Standardwert der Einspritzvorrichtungsaustrittsmenge auf der Grundlage einer
Abbildung oder einer Formel, die anhand von Experimenten und dergleichen
im voraus bereitgestellt wurden, wobei Beziehungen zwischen der
Kraftmaschinendrehzahl NE, dem tatsächlichen Kraftstoffdruck NPC und
dem Standardwert der Einspritzvorrichtungsaustrittsmenge gemessen
werden. Dann wird die Einspritzvorrichtungsaustrittsmenge QLEAK
dadurch berechnet, dass der Standardwert der Einspritzvorrichtungsaustrittsmenge
durch einen Kraftstofftemperaturkorrekturwert entsprechend der Kraftstofftemperatur
THF multipliziert wird.
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Dann berechnet die ECU 10 die
Soll-Steuerdurchsatzrate QPMP auf der Grundlage einer Abbildung oder
einer Formel, die anhand von Experimenten und dergleichen im voraus
bereitgestellt wurden, wobei Beziehungen zwischen der Soll-Einspritzmenge
QFIN, dem Soll-Kraftstoffdruck QFIN, der Einspritzvorrichtungsaustrittsmenge
QLEAK und der Soll-Steuerdurchsatzrate
QPMP gemessen werden. Dann berechnet die ECU 10 die Antriebsstromstärke IPMP
auf der Grundlage einer Abbildung zum Berechnen der SCV-PRV-Antriebsstromstärke, die
anhand von Experimenten oder dergleichen im voraus bereitgestellt
wurde, wobei Beziehungen zwischen der Soll-Steuerdurchsatzrate QPMP, dem tatsächlichen
Kraftstoffdruck NPC und der Antriebsstromstärke IPMP gemessen werden.
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Die ECU 10 berechnet Regelungsverstärkungen
(eine Proportionalverstärkung
Kp, eine Integralverstärkung
Ki sowie eine Differentialverstärkung
Kd) auf der Grundlage einer Abbildung von Regelungsverstärkungen,
welche im voraus anhand von Experimenten und dergleichen bereitgestellt
wurde, wobei Beziehungen zwischen der Druckdifferenz ΔP zwischen
dem tatsächlichen
Kraftstoffdruck NPC und dem Soll-Kraftstoffdruck PFIN sowie den
Regelungsverstärkungen
gemessen werden. Dann berechnet die ECU 10 den Regelungskorrekturwert
ISB auf der Grundlage einer folgenden Formel (F1).
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Die ECU 10 berechnet die
entgültige
Antriebsstromstärke
IPMP dadurch, dass der Regelungskorrekturwert IFB zu der Antriebsstromstärke IPMP
hinzu addiert wird, wie dies durch eine folgende Formel (F2) gezeigt
ist.
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Die ECU 10 wandelt die entgültige Antriebsstromstärke IPMP
zu einem Steuerpulssignal (ein pulsförmiges Pumpenantriebssignal)
unter Verwendung eines vorbestimmten Wandlungskoeffizienten in einer
Pulsdauerverhältniserzeugungsschaltung
um. Die ECU 10 schweißt
das Pumpenantriebssignal in die linearen Solenoide 21, 22 ein.
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Somit wird der Ventilhubgrad des
SCV 6 (der Öffnungsgrad
des Kraftstoffförderkanals)
reguliert, wenn sich der Common-Rail-Druck von einem niedrigen Druck auf
einen hohen Druck erhöht,
und wenn die Kraftmaschine gestartet wird oder wenn das Fahrzeug
beschleunigt wird. Die Pumpenauslassmenge wird so geregelt, dass
sich der tatsächliche
Common-Rail-Druck NPC dem Soll-Kraftstoffdruck
PFIN im Allgemeinen angleicht.
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Wenn sich der Common-Rail-Druck von
dem hohen Druck zu dem niedrigen Druck verringert, wenn nämlich das
Fahrzeug verzögert
wird oder wenn die Kraftmaschine gestoppt wird, dann wird der Ventilhubgrad des
PRV 7 (der Öffnungsgrad
des Kraftstoffauslasskanals) reguliert. Somit wird die Kraftstoffrückführungsdurchsatzrate
so geregelt, dass sich der tatsächliche
Common-Rail-Druck NPC dem Soll-Kraftstoffdruck PFIN im Allgemeinen
angleicht.
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Wie dies vorstehend beschrieben ist,
werden bei der Steuerungslogik zum Regeln des Common-Rail-Druckes
durch die ECU 10 die Pumpenauslassmenge und die Kraftstoffrückführungsdurchsatzrate (die
PRV-Durchsatzrate) durch dasselbe Steuerpulssignal geregelt, das
durch die SCV-PRV-Antriebsschaltung 20 abgegeben
wird. Die Pumpenauslassmenge wird gesteuert, um den tatsächlichen
Kraftstoffdruck NPC in der Common-Rail 1 zu erhöhen. Die
Kraftstoffrückführungsdurchsatzrate
wird gesteuert, um den tatsächlichen
Kraftstoffdruck NPC in der Common-Rail 1 zu verringern.
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Insbesondere werden sowohl die Druckerhöhungssteuerung
als auch die Druckverringerungssteuerung des Kraftstoffes in der
Common-Rail 1 durch
eine identische charakteristische Steuerdurchsatzrate QC entsprechend
der Antriebsstromstärke
IPMP durchgeführt,
wie dies in der 4(c) gezeigt
ist. Daher wird die Steuerbarkeit des Kraftstoffdruckes in der Common-Rail 1 durch
die ECU 10 verbessert. Die Steuerdurchsatzrate QC wird
dadurch vorgesehen, dass die PRV-Durchsatzrate QL von der Pumpenauslassmenge
QP subtrahiert wird. Da zusätzlich
die SCV-Antriebsschaltung
und die PRV-Antriebsschaltung vereinigt sind, ist die Abgabeschaltung
des Mikrocomputers der ECU 10 vereinfacht. Infolge dessen
sind die Kosten der ECU 10 reduziert.
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Bei dem Ausführungsbeispiel ist das Normal-Offen-SCV 6 mit
dem PRV 7 kombiniert, dessen Öffnungsgrad dann maximiert
ist, wenn die Antriebsstromstärke
0A beträgt
oder maximiert ist. Das SCV 6 kann anormal vollständig geöffnet sein,
falls die SCV-PRV-Antriebsstromstärke 0A beträgt und zwar
aufgrund eines Bruches eines Kabelstranges, der die SCV-PRV-Antriebsschaltung 20 mit
den linearen Solenoiden 21, 22 verbindet, einer
Beschädigung
des linearen Solenoiden 21 oder einer Steuerungsanormalität der ECU 10.
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In einem derartigen Fall führt die
Kraftstoffförderpumpe 3 den
Kraftstoff unter übermäßigem Druck
zu (zum Beispiel bei ihrer. maximalen Kapazität), und der Kraftstoffdruck
in einem System einschließlich
der Common-Rail 1, den Einspritzvorrichtungen 2,
der Förderpumpe 3 und
dem Hochdruckrohr 11 kann anormal hoch werden. Das PRV 7 ist
dann vollständig
geöffnet,
wenn die in den linearen Solenoiden 22 eingespeiste Antriebsstromstärke 0A beträgt. Daher
wird der Common-Rail-Druck verringert, und der anormal hohe Druck
in dem System wird gemildert, selbst im Falle der vorstehend beschriebenen
Anormalität
des SCV 6. Somit wird ein fehlersicherer Betrieb durchgeführt.
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(Zweites Ausführungsbeispiel)
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Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel
wird ein Normal-Geschlossen-Elektromagnetventil
als das SCV 6 verwendet. Das SCV 6 öffnet den
Kraftstoffförderkanal
dann vollständig,
wenn die Antriebsstromstärke
IPMP gleich wie oder größer als
ein erster vorbestimmter Wert I1b ist, der zum Beispiel 2A beträgt. Ein
Normal-Offen-Elektromagnetventil wird als das PRV 7 verwendet.
Das PRV 7 öffnet
den Kraftstoffauslastkanal dann vollständig, wenn die gleiche Antriebsstromstärke IPMP
gleich wie oder kleiner als ein zweiter vorbestimmter Wert I2a ist
(ein minimaler Wert I2a), der zum Beispiel 0A beträgt.
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Der lineare Solenoid 21 des
SCV 6 ist in Reihe mit dem linearen Solenoid 22 des
PRV 7 verbunden, so dass die Öffnungsgrade des SCV 6 und
des PRV 7 linear und variabel durch die identische Antriebsstromstärke gesteuert
werden können,
die von der SCV-PRV-Antriebsschaltung 20 abgegeben
wird. Die SCV-PRV-Antriebschaltung 20 ist
mit der Abgabeschaltung des Mikrocomputers der ECU 10 verbunden.
Das SCV 6 hat jene Steuerungscharakteristika, bei denen
dessen Ventilhubgrad und die Pumpenauslassmenge QP vergrößert werden,
wenn sich die Antriebsstromstärke
IPMP erhöht,
wenn die Antriebsstromstärke IPMP größer ist
als ein vorbestimmter Wert I1a und kleiner als der erste vorbestimmte
Wert I1b, wie dies in der 5(a) gezeigt
ist. Der vorbestimmte Wert I1a ist größer als der zweite vorbestimmte
Wert I2a.
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Das PRV 7 hat jene Steuerungscharakteristika,
dass sich dessen Ventilhubgrad und die PRV-Durchsatzrate (die Kraftstoffrückführungsdurchsatzrate)
QL verringern, wenn sich die Antriebsstromstärke IPMP erhöht, wenn
die Antriebsstromstärke
IPMP größer ist
als der zweite vorbestimmte Wert I2a und kleiner als ein vorbestimmter
Wert I2b, wie dies in der 5(b) gezeigt
ist. Der vorbestimmte Wert I2b ist kleiner als der vorbestimmte
Wert I1a.
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Bei dem vorstehend beschriebenen
Aufbau besteht eine Möglichkeit,
dass ein Fremdkörper
zwischen dem Ventil des SCV 6 und einem Ventilloch eindringt,
welches den Kraftstoffförderkanal
vorsieht, auch wenn die in den linearen Solenoiden 21 eingeschweißte Antriebsstromstärke IPMP
0A beträgt.
Infolge dessen kann eine Ventilschließanormalität des SCV 6 auftreten.
Insbesondere kann sich das SCV 6 nicht schließen, obwohl die
Antriebsstromstärke
IPMP 0A beträgt.
In einem derartigen Fall kann die Förderpumpe 3 den Kraftstoff
unter übermäßigem Druck
(zum Beispiel bei ihrer maximalen Kapazität) zuführen. Infolge dessen wird der
Kraftstoffdruck in dem System einschließlich der Common-Rail 1,
den Einspritzvorrichtungen 2, der Förderpumpe 3 und dem
Hochdruckrohr 11 anormal hoch.
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In diesem Fall beträgt die in
den linearen Solenoiden 22 eingespeiste Antriebsstromstärke IPMP
0A, und das PRV 7 ist in einem vollständig geöffneten Zustand. Daher kann
der Common-Rail-Druck
verringert werden, selbst wenn das SCV 6 in dem anormalen
Zustand ist, und der anormal hohe Druck in dem System kann abgeschwächt werden.
Somit wird ein fehlersicherer Betrieb durchgeführt. Sowohl die Druckerhöhungssteuerung
als auch die Druckverringerungssteuerung des Kraftstoffes können durch
die identische charakteristische Steuerdurchsatzrate QC entsprechend
der Antriebsstromstärke
IPMP durchgeführt
werden, wie dies in der 5(c) gezeigt
ist, und zwar ähnlich
wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel.
Die Steuerdurchsatzrate QC wird dadurch vorgesehen, dass die PRV-Durchsatzrate
QL von der Pumpenauslassmenge QP subtrahiert wird. Daher wird die
Steuerbarkeit des Common-Rail-Druckes durch die ECU 10 verbessert.
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(Drittes Ausführungsbeispiel)
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Bei dem dritten Ausführungsbeispiel
sind der lineare Solenoid 21 des SCV 6 und der
lineare Solenoid 22 des PRV 7 parallel so angeschlossen,
dass die Ventilöffnungsgrade
des SCV 6 und des PRV 7 linear und variabel durch
die identische Antriebsstromstärke
gesteuert werden, die von der SCV-PRV-Antriebsschaltung 20 abgegeben
wird, wie dies in der 6 gezeigt
ist. Die SCV-PRV-Antriebsschaltung 20 ist mit der Abgabeschaltung
des Mikrocomputers der ECU 10 verbunden. Der lineare Solenoid 21 treibt
das Ventil des SCV 6 in der Ventilöffnungsrichtung oder in der
Ventilschließrichtung
an. Der lineare Solenoid 22 treibt das Ventil des CRV 7 in
der Ventilöffnungsrichtung
oder in der Ventilschließrichtung
an.
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(Viertes Ausführungsbeispiel)
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Bei dem vierten Ausführungsbeispiel
ist ein linearer Solenoid 23 so angeordnet, wie dies in
der 7 gezeigt ist, um
die Ventilöffnungsgrade
des SCV 6 und des PRV 7 linear und variabel durch
die identische Antriebsstromstärke
oder durch eine identische Antriebsspannung zu steuern. Die Antriebsstromstärke oder
die Antriebsspannung wird durch die SCV-PRV-Antriebsschaltung 20 abgegeben,
die mit der Abgabeschaltung des Mikrocomputers der ECU 10 verbunden
ist. Der lineare Solenoid 23 treibt das SCV 6 in
der Ventilöffnungsrichtung
oder der Ventilschließrichtung
an. Der lineare Solenoid 23 treibt außerdem das PRV 7 in
der Ventilöffnungsrichtung
oder der Ventilschließrichtung
an. In diesem Fall sollen das SCV 6 und das PRV 7 vorzugsweise nahe
beieinander angeordnet sein.
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(Abwandlungen)
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Bei den Ausführungsbeispielen wird die Antriebsstromstärke (proportional
zu einem Antriebspulsdauerverhältnis)
oder die Antriebsspannung, welche auf dem linearen Solenoiden 21,
dem linearen Solenoiden 22 oder dem linearen Solenoiden 23 aufgebracht
werden, durch die PID-Regelung geregelt. Alternativ kann die Antriebsstromstärke oder
die Antriebsspannung durch eine Proportional-Integral (PI) -Regelung
oder eine Proportional-Differential (PD) -Regelung geregelt werden.
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Bei den Ausführungsbeispielen wird die Soll-Steuerdurchsatzrate
QPMP aus der Einspritzvorrichtungsaustrittsmenge QLEAK, der Kraftstofftemperatur
PHF, dem tatsächlichen
Kraftstoffdruck NPC und dem Soll-Kraftstoffdruck PFIN berechnet.
Die Antriebsstromstärke
IPMP wird aus der Soll-Steuerdurchsatzrate QPMP und dem tatsächlichen
Kraftstoffdruck NPC auf der Grundlage einer Abbildung der SCV-PRV-Antriebsstromstärke berechnet.
Die entgültige
Antriebsstromstärke
IPMP wird dadurch berechnet, dass der Regelungskorrekturfaktor IFB
zu der Antriebsstromstärke
IPMP hinzu addiert wird. Alternativ kann das Antriebspulsdauerverhältnis (das
Pulsdauerverhältnis „DUTY"
%) aus der Soll-Einspritzmenge QFIN und dem Soll-Kraftstoffdruck
PFIN auf der Grundlage einer Abbildung des Antriebspulsdauerverhältnisses
berechnet werden, und das entgültige
Antriebspulsdauerverhältnis
kann dadurch berechnet werden, dass ein Regelungskorrekturwert FBDUTY
zu dem Antriebspulsdauerverhältnis
DUTY hinzu addiert wird, wie dies durch die folgenden Formeln F3
und F4 gezeigt ist. Das entgültige
Antriebspulsdauerverhältnis
DUTY wird auf den linearen Solenoiden 21, den linearen
Solenoiden 22 oder den linearen Solenoiden 23 aufgebracht. ΔP in der
Formel F3 ist die Differenz zwischen dem Soll-Kraftstoffdruck PFIN
und dem tatsächlichen
Kraftstoffdruck NPC. Alternativ kann eine Antriebsstromstärke (A)
und eine Korrekturantriebsstromstärke (A) anstelle des Antriebspulsdauerverhältnisses
DUTY und des Regelungskorrekturwertes FBDUTY berechnet werden.
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Die vorliegende Erfindung kann auf
eine folgende PID-Regelung angewendet werden. Insbesondere wird
ein Regelungsdruck PSB aus der Druckdifferenz ΔP zwischen dem Soll-Kraftstoffdruck
PFIN und dem tatsächlichen
Kraftstoffdruck NPC durch die PID-Regelung berechnet, wie dies durch
die folgende Formel (F5) gezeigt ist.
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Eine Regelkraftstoffmenge QFB wird
dadurch berechnet, dass der Regeldruck PFB durch einen Wert multipliziert
wird, der dadurch erhalten wird, dass ein Elastizitätsmodul
(Volumenmodul) K? durch ein Common-Rail-Volumen V dividiert wird.
Dann wird die Soll-Steuerdurchsatzrate QPNP dadurch berechnet, dass
die Regel-Kraftstoffmenge
QFB, die Einspritzvorrichtungsaustrittsmenge QLEAK und die Soll-Einspritzmenge QFIN
addiert werden. Dann wird der in den linearen Solenoiden 21,
den linearen Solenoiden 22 oder den linearen Solenoiden 23 eingespeiste
Antriebsstromstärke
IPMP dadurch berechnet, dass die Soll-Steuerdurchsatzrate QPMP durch
einen vorbestimmten Umwandlungskoeffizienten multipliziert wird.
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Bei den Ausführungsbeispielen ändern sich
die Ventilhubgrade des SCV 6 und des PRV 7 durch
die Solenoidspulen, deren magnetomotorische Kraft gemäß der Erregungsintensität geändert wird.
Alternativ können
ein elektrisch angetriebenes Saugsteuerventil und ein elektrisch
angetriebenes Druckreduzierventil verwendet werden. In diesem Fall ändert sich
ein Ventilhubgrad des Saugsteuerventils oder des Druckregulierventils
mittels eines Elektromotors, dessen Drehzahl oder Drehwinkel sich
gemäß der Erregungsintensität ändert.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht
auf die offenbarten Ausführungsbeispiele
beschränkt,
sondern sie kann in vielfältiger
Weise implementiert werden, ohne dass der Umfang der Erfindung verlassen
wird.
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Ein Sammel-Kraftstoffeinspritzsystem
einer Brennkraftmaschine hat eine Common-Rail 1, ein Saugsteuerventil
(SCV) 6, ein Druckreduzierventil (PRV) 7, eine
elektronische Steuereinheit (ECU) 10 und dergleichen. Das
SCV 6 reguliert eine Pumpenauslassmenge, um einen Kraftstoffdruck
in der Common-Rail 1 zu erhöhen, und das PRV 7 reguliert
eine Kraftstoffrückführungsdurchsatzrate,
um den Kraftstoffdruck in der Common-Rail 1 zu verringern.
Die ECU 10 regelt das SCV 6 und das PRV 7 mit
einem identischen Steuerpulssignal, das aus einer Antriebsschaltung 20 abgegeben
wird. Die Antriebsschaltung 20 wird als Antriebsschaltungen
des SCV 6 und des PRV 7 gemeinsam genutzt.
