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Technisches Gebiet
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Diese
Erfindung betrifft eine Kraftstoff-Einspritzsteuerungstechnologie,
verbunden mit einer Verbrennungskraftmaschine mit gemeinsamer Druckleitung,
die einen Drucksteigerungsmechanismus hat.
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Allgemeiner Stand der Technik
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Es
gibt eine Verbrennungskraftmaschine (im Folgenden als „Kraftmaschine” bezeichnet),
die mit einer sogenannten Kraftstoffeinspritzanlage mit gemeinsamer
Druckleitung versehen ist, wobei der durch eine Druckpumpe (Zufuhrpumpe)
unter Druck gesetzte und in einer gemeinsamen Druckleitung gespeicherte
Kraftstoff durch Kraftstoffeinspritzventile, die mit der gemeinsamen
Druckleitung verbunden sind, nach einer eingestellten Zeitsteuerung
in die Zylinder eingespritzt wird.
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In
den letzten Jahren ist eine Kraftstoffeinspritzanlage entwickelt
worden, wobei die Kraftstoffeinspritzventile der Kraftmaschine einen
Drucksteigerungsmechanismus einschließen, um so den Druck des
Kraftstoffs aus der gemeinsamen Druckleitung vor dem Einspritzen
weiter zu steigern.
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Das
Bereitstellen eines solchen Drucksteigerungsmechanismus ermöglicht
eine Steuerung durch Variieren der Einspritzdruck-Wellenform, die
bei der Kraftstoffeinspritzanlage mit gemeinsamer Druckleitung ohne
einen solchen Drucksteigerungsmechanismus nahezu auf eine rechteckige
Wellenform beschränkt ist, und eine Hochdruckeinspritzung,
die mit der Kraftstoffeinspritzanlage mit gemeinsamer Druckleitung
ohne einen solchen Drucksteigerungsmechanismus nicht erreichbar
ist. Ferner ermöglicht die Drucksteigerung durch den Drucksteigerungsmechanismus
einen verminderten Druck der gemeinsamen Druckleitung, was zu einer
gesteigerten Haltbarkeit der gemeinsamen Druckleitung usw. führt.
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Der
Drucksteigerungsmechanismus steigert den Kraftstoffdruck durch Aktivieren
eines in demselben eingeschlossenen Drucksteigerungskolbens, und
normalerweise wird der Drucksteigerungskolben aktiviert durch Wegnehmen
des auf denselben als Gegendruck wirkenden Kraftstoffdrucks, während
er deaktiviert ist, insbesondere durch Zurückführen
des Kraftstoffs, der den Gegendruck ausübt, zu einem Kraftstofftank.
Dies führt jedoch zu einer Steigerung beim Verbrauch an
unter Druck gesetztem Kraftstoff.
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Als
Reaktion auf diese Steigerung beim Verbrauch an unter Druck gesetztem
Kraftstoff arbeitet die Zufuhrpumpe zur Steigerung der Kraftstoffförderleistung,
um den Druck der gemeinsamen Druckleitung aufrechtzuerhalten. Dies
bedeutet, dass die Last an der Zufuhrpumpe und folglich die Last
an der Kraftmaschine, welche die Zufuhrpumpe antreibt, steil ansteigt,
was zu einer Verringerung des Kraftmaschinendrehmoments usw., folglich
einer Verschlechterung des Fahrverhaltens, führt.
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Es
wird eine Konfiguration offenbart, die eine solche Verringerung
des Kraftmaschinendrehmoments, die das Aktivieren des Drucksteigerungsmechanismus
begleitet, mindert, durch Aktivieren des Drucksteigerungsmechanismus
auf eine Weise, die den tatsächlichen Beginn der Drucksteigerung
verzögert und den Zieldruck der Druckleitung allmählich variiert,
oder durch Blindschuss-Steuerung, nämlich Öffnen
eines Drucksteigerungs-Steuerventils zu für die Kraftstoffeinspritzung
unerheblichen Zeiten, unmittelbar vor dem Aktivieren des Drucksteigerungsmechanismus,
und allmähliches Steigern der Ventilöffnungsdauer
(siehe
Japanische Patentanmeldung KOKAI-Veröffentlichung
2006-132467 ).
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Die
in dem oben erwähnten Patentdokument 1 offenbarte Technologie
hat jedoch das Problem, dass eine Verzögerung des Beginns
der Drucksteigerung durch den Drucksteigerungsmechanismus zu einer
verschlechterten Reaktion auf den Zieleinspritzdruck führt.
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Ferner
besteht die Möglichkeit, dass ein Öffnen des Drucksteigerungssteuerventils
zu einer Verringerung des Kraftmaschinendrehmoments führt, selbst
wenn es, wie im Patentdokument 1, zu für die Kraftstoffeinspritzung
unerheblichen Zeiten ausgeführt wird.
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Ebenso
hat die im Patentdokument 1 offenbarte Technologie das Problem,
dass ein Aktivieren des Drucksteigerungsmechanismus zu instabilen Kraftmaschinen-Betriebsbedingungen
führt.
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Offenbarung der Erfindung
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Diese
Erfindung ist gemacht worden, um die Probleme, wie sie weiter oben
erwähnt werden, zu lösen, und die Hauptaufgabe
derselben ist es, ein Kraftstoffeinspritzungssteuergerät
einer Verbrennungskraftmaschine, die mit einer gemeinsamen Druckleitungsanlage
einschließlich eines Drucksteigerungsmechanismus versehen
ist, bereitzustellen, das dazu in der Lage ist, einen Drucksteigerungsmechanismus
zu aktivieren, ohne eine Verringerung des Kraftmaschinendrehmoments
mit sich zu bringen, während stabile Kraftmaschinenbetriebsbedingungen
aufrechterhalten werden und folglich ein verbessertes Fahrverhalten
geboten wird.
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Um
die obige Aufgabe zu erfüllen, umfasst das Kraftstoffeinspritzungssteuergerät
der Verbrennungskraftmaschine nach der vorliegenden Erfindung eine
Druckpumpe, die durch Energie von der Verbrennungskraftmaschine
angetrieben wird, eine gemeinsame Druckleitung, die den durch die
Druckpumpe unter Druck gesetzten Kraftstoff bei einem vorbestimmten
Kraftstoffdruck speichert, ein Kraftstoffeinspritzventil, das den
in der gemeinsamen Druckleitung gespeicherten Kraftstoff in einen
Zylinder der Verbrennungskraftmaschine einspritzt, einen Drucksteigerungsmechanismus,
der den Druck des Kraftstoffs aus der gemeinsamen Druckleitung steigert
und den Kraftstoff mit gesteigertem Druck zu dem Kraftstoffeinspritzventil
schickt, ein Drucksteigerungsmechanismus-Steuerungsmittel, das in
Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen der Verbrennungskraftmaschine
eine Aktivierungs-/Deaktivierungssteuerung des Drucksteigerungsmechanismus ausführt,
und ein Kraftstoff-Einspritzungssteuerungsmittel, welches das Kraftstoffeinspritzventil
derart steuert, dass, wenn der Drucksteigerungsmechanis mus durch
das Drucksteigerungsmechanismus-Steuerungsmittel aktiviert wird,
das Kraftstoffeinspritzventil Kraftstoff entsprechend einer Zieleinspritzmenge
einspritzt, die entsprechend einer Steigerung der Last an der Druckpumpe
gesteigert wird, welche das Aktivieren des Drucksteigerungsmechanismus
begleitet.
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Mit
anderen Worten wird bei der Kraftmaschine mit gemeinsamer Druckleitung
einschließlich eines Drucksteigerungsmechanismus, wenn
der Drucksteigerungsmechanismus aktiviert wird, die Zieleinspritzmenge
entsprechend einer Steigerung der Last an der Druckpumpe gesteigert,
um das Kraftmaschinendrehmoment zu steigern, wodurch eine durch
die Steigerung der Last an der Druckpumpe bewirkte Verringerung
des Drehmoments verhindert wird.
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Folglich
wird eine Verringerung des Kraftmaschinendrehmoments, die das Aktivieren
des Drucksteigerungsmechanismus begleitet, verhindert, während
stabile Kraftmaschinenbetriebsbedingungen aufrechterhalten werden,
so dass ein verbessertes Fahrverhalten geboten wird.
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Es
ist wünschenswert, dass das Kraftstoffeinspritzungssteuergerät
ferner ein Einspritzmengen-Bedarfsberechnungsmittel, das den Kraftstoff-Einspritzmengenbedarf
in Abhängigkeit von dem Lastbedarf an der Verbrennungskraftmaschine berechnet,
und ein Einspritzsteigerungseinstellmittel, das eine Steigerung
der Einspritzmenge in Abhängigkeit von der Last an der
Druckpumpe einstellt, umfasst, wobei, wenn der Drucksteigerungsmechanismus
durch das Drucksteigerungsmechanismus-Steuerungsmittel aktiviert
wird, das Kraftstoff-Einspritzungssteuerungsmittel eine Zieleinspritzmenge
durch Hinzufügen einer durch das Einspritzsteigerungseinstellmittel
eingestellten Steigerung der Einspritzmenge zu einem durch die Einspritzmengen-Bedarfsberechnungsmittel
eingestellten Einspritzmengenbedarf, einstellt.
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Wie
weiter oben erklärt, wird, wenn der Drucksteigerungsmechanismus
aktiviert wird, die Zieleinspritzmenge erzielt durch Hinzufügen
einer Steigerung der Einspritzmenge, die in Abhängigkeit von
der Last an der Druckpumpe eingestellt wird, zu einem Einspritzmengenbedarf,
der in Abhängigkeit von dem Lastbedarf an der Verbrennungs krafmaschine
eingestellt wird. Eine solche Zieleinspritzmenge ist dafür
geeignet, eine Steigerung der Last an der Druckpumpe abzudecken,
was zu einer gesteigerten Zuverlässigkeit bei der Verhinderung
einer Verringerung des Kraftmaschinendrehmoments führt.
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In
diesem Fall ist es wünschenswert, dass, wenn der durch
die Einspritzmengen-Bedarfsberechnungsmittel berechnete Einspritzmengenbedarf
einen voreingestellten Schwellenwert erreicht oder überschreitet,
das Drucksteigerungsmechanismus-Steuerungsmittel den Drucksteigerungsmechanismus
aktiviert, und dass das Kraftstoff-Einspritzungssteuerungsmittel
eine Zieleinspritzmenge durch Hinzufügen einer durch das
Einspritzsteigerungseinstellmittel eingestellten Steigerung der
Einspritzmenge zu einem durch die Einspritzmengen-Bedarfsberechnungsmittel
eingestellten Einspritzmengenbedarf einstellt, solange ein Unterschied
zwischen dem Schwellenwert und dem durch die Einspritzmengen-Bedarfsberechnungsmittel
berechneten Einspritzmengenbedarf innerhalb eines vorbestimmten
Bereichs liegt.
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Ein
Aktivieren des Drucksteigerungsmechanismus, wenn der Einspritzmengenbedarf
einen voreingestellten Schwellenwert erreicht oder überschreitet,
und das Einstellen einer gesteigerten Zieleinspritzmenge, solange
nach dem Aktivieren des Drucksteigerungsmechanismus ein Unterschied
zwischen dem Schwellenwert und dem Einspritzmengenbedarf innerhalb
eines vorbestimmten Bereichs liegt, also, solange die Veränderungsgeschwindigkeit der
Last an der Zufuhrpumpe groß ist, kann ein nutzloses Steigern
der Einspritzmenge verringern und die Sicherheit gewährleisten.
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Es
ist wünschenswert, dass das Einspritzsteigerungseinstellmittel
für einen größeren Unterschied zwischen
dem Schwellenwert und dem durch das Einspritzmengen-Bedarfsberechnungsmittel
berechneten Einspritzmengenbedarf eine kleinere Steigerung der Einspritzmenge
einstellt.
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Ein
Einstellen einer kleineren Steigerung der Einspritzmenge für
einen größeren Unterschied zwischen dem Schwellenwert,
der als Kriterium zum Aktivieren des Drucksteigerungsmechanismus
voreingestellt ist, und dem Einspritzmengenbedarf kann eine nutzlose
Steigerung der Kraftstoff-Einspritzmenge verringern und einen glatten Übergang
zu einer normalen Kraftstoff-Einspritzmenge entsprechend dem Lastbedarf
ermöglichen.
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Es
ist wünschenswert, dass das Einspritzsteigerungseinstellmittel
die Last an der Druckpumpe aus der Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine und
dem Einspritzmengenbedarf berechnet und eine größere
Steigerung der Einspritzmenge für eine niedrigere Drehzahl
und für einen größeren Einspritzmengenbedarf
einstellt.
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Ein
Einstellen einer größeren Steigerung der Einspritzmenge
für eine niedrigere Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine
und für einen größeren Einspritzmengenbedarf
führt zu einem Einstellen einer Steigerung der Einspritzmenge,
die für die Last an der Zufuhrpumpe geeignet ist.
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Es
ist wünschenswert, dass das Kraftstoff-Einspritzungssteuergerät
ferner einen Zieleinspritzmengen-Einstellplan umfasst, einschließlich von
festen Gaspedaldruck-Kennlinien, die eine Zieleinspritzmenge in
Abhängigkeit von der Drehzahl und dem Ausmaß des
Gaspedaldrucks der Verbrennungskraftmaschine ergeben, und einer
Linie, die einen Schwellenwert der Zieleinspritzmenge in Abhängigkeit
von der Drehzahl und dem Ausmaß des Gaspedaldrucks festsetzt
und einen Bereich über der Schwellenwert-Festsetzungslinie
als einen Bereich definiert, der ein Aktivieren des Drucksteigerungsmechanismus
erfordert, wobei die festen Gaspedaldruck-Kennlinien, verglichen
mit einem Bereich unter der Schwellenwert-Festsetzungslinie, in
dem Bereich über der Schwellenwert-Festsetzungslinie eine
größere Veränderungsgeschwindigkeit der
Zieleinspritzmenge im Verhältnis zu der Drehzahl ergeben,
so dass die Zieleinspritzmenge mit einer gesteigerten Geschwindigkeit
zunimmt, wenn das Aktivieren des Drucksteigerungsmechanismus eine
Steigerung der Last an der Druckpumpe bewirkt, dass das Drucksteigerungsmechanismus-Steuerungsmittel
das Aktivieren des Drucksteigerungsmechanismus entsprechend dem
Zieleinspritzmengen-Einstellplan steuert und dass das Kraftstoff-Einspritzungssteuerungsmittel
das Kraftstoff-Einspritzventil so steuert, dass es den Kraftstoff
nach einer aus dem Zieleinspritzmengen-Einstellplan gewonnenen Zieleinspritzmenge einspritzt.
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Ein
Einstellen einer Zieleinspritzmenge nach einem solchen Zieleinspritzmengen-Einstellplan kann
einen steilen Anstieg der Zieleinspritzmenge erbringen, wenn der
Drucksteigerungsmechanismus aktiviert wird. Eine solche Steigerung
der Zieleinspritzmenge führt zu einer Steigerung des Kraftmaschinendrehmoments
und stockt folglich das Drehmoment auf, um eine Steigerung der Last
an der Druckpumpe abzudecken, die das Aktivieren des Drucksteigerungsmechanismus
begleitet.
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Es
ist wünschenswert, dass der Zieleinspritzmengen-Einstellplan
in dem Bereich über der Schwellenwert-Festsetzungslinie
eine Veränderungsgeschwindigkeit der Zieleinspritzmenge
ergibt, die zu einer Steigerung des Kraftmaschinendrehmoments führt,
die nicht geringer ist als erforderlich, um eine Steigerung der
Last an der Druckpumpe abzudecken, die das Aktivieren des Drucksteigerungsmechanismus
begleitet.
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Dies
ermöglicht es, einen steilen Anstieg der Zieleinspritzmenge
zu bewirken, wenn der Drucksteigerungsmechanismus aktiviert wird,
wodurch das Kraftmaschinendrehmoment bis zu einem Niveau oder darüber
hinaus gesteigert wird, das erforderlich ist, um die Last an der
Druckpumpe abzudecken, wenn der Drucksteigerungsmechanismus aktiviert wird,
was folglich zuverlässig eine Verringerung des Kraftmaschinendrehmoments
verhindert.
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Es
ist wünschenswert, dass der Zieleinspritzmengen-Einstellplan
in dem Bereich über der Schwellenwert-Festsetzungslinie
eine Veränderungsgeschwindigkeit der Zieleinspritzmenge
ergibt, die zu einer Steigerung des Kraftmaschinendrehmoments führt,
die nicht geringer ist als diejenige, die es einem Fahrzeugführer
ermöglicht, eine Beschleunigung zu spüren.
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Dies
ermöglicht es, einen steilen Anstieg der Zieleinspritzmenge
zu bewirken, wenn der Drucksteigerungsmechanismus aktiviert wird,
wodurch das Kraftmaschinendrehmoment bis zu einem Niveau gesteigert
wird, das es einem Fahrzeugführer ermöglicht,
eine Beschleunigung zu spüren und daher das Aktivieren
des Drucksteigerungsmechanismus zu erkennen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist
ein Diagramm, das schematisch eine Konfiguration eines Kraftstoff-Einspritzungssteuergeräts
einer Verbrennungskraftmaschine nach einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt,
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2 ist
ein Drucksteigerungsmarkierungsplan, der in einem Kraftstoff-Einspritzungssteuergerät
einer Verbrennungskraftmaschine nach einer ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung bereitgestellt wird,
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3 ist
ein Blockdiagramm, das die Kraftstoff-Einspritzungssteuerung zeigt,
welche das Kraftstoff-Einspritzungssteuergerät der Verbrennungskraftmaschine
nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
durchführt, wenn ein Drucksteigerungsmechanismus aktiviert
wird,
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4 ist
ein Zeitdiagramm, das zeigt, wie sich bei der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung die Betriebsbedingungen mit der Zeit verändern,
wenn der Drucksteigerungsmechanismus aktiviert wird,
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5 ist
ein Drucksteigerungsmarkierungsplan, der in einem Kraftstoff-Einspritzungssteuergerät
einer Verbrennungskraftmaschine nach einer zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung bereitgestellt wird,
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6 ist
ein Einstellplan für die Kraftstoff-Zieleinspritzmenge,
der in dem Kraftstoff-Einspritzungssteuergerät einer Verbrennungskraftmaschine
nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
bereitgestellt wird, und
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7 ist
ein Zeitdiagramm, das zeigt, wie sich unter Kraftstoff-Einspritzungssteuerung
nach dem Einstellplan für die Kraftstoff-Zieleinspritzmenge die
Betriebsbedingungen mit der Zeit verändern, durchgeführt
durch das Kraftstoff-Einspritzungssteuergerät der Verbrennungskraftmaschine
nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Beste Ausführungsform
der Erfindung
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Unter
Bezugnahme auf die Zeichnungen werden weiter unten Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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1 zeigt
schematisch eine Konfiguration eines Kraftstoff-Einspritzsteuergeräts
einer Verbrennungskraftmaschine nach einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Die Beschreibung weiter unten beruht
auf diesem Diagramm.
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Die
Kraftstoff-Einspritzvorrichtung nach 1 wird auf
einen Sechszylinder-Dieselmotor, der nicht gezeigt wird, angewendet.
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Ein
Kraftstofftank 2 wird an einem Fahrzeug bereitgestellt,
das mit dem Dieselmotor (im Folgenden einfach als „Motor” bezeichnet)
versehen ist. Der Kraftstofftank 2 ist durch eine Kraftstoff-Tankleitung 4 mit
einer Förderpumpe 6 verbunden. Die Förderpumpe 6 ist über
eine Kraftstoff-Förderleitung 8 mit einer Zufuhrpumpe 14 (Druckpumpe)
verbunden, die mit einem Filter und einem Kraftstoffzufuhr-Regulierungsmagnetventil 12 versehen
ist. Die Zufuhrpumpe 14 ist über ein Paar von
Kraftstoff-Zufuhrleitungen 18, die jeweils mit einem Rückschlagventil 16 versehen
sind, mit einer gemeinsamen Druckleitung 20 verbunden.
Die Förderpumpe 6 und die Zufuhrpumpe 14 sind über
eine gemeinsame Antriebswelle 15, die durch Motorkraft
angetrieben wird, integral verknüpft.
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Die
gemeinsame Druckleitung 20 ist über Kraftstoffleitungen 22 der
gemeinsamen Druckleitung mit Kraftstoff-Einspritzventilen 24 verbunden, die
so bereitgestellt werden, dass sie den jeweiligen Zylindern des
Motors gegenüberliegen.
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Das
Kraftstoff-Einspritzventil 24 umfasst einen Kraftstoff-Einspritzmechanismus 30,
der die Kraftstoffeinspritzung in den Zylinder steuert, und einen
Drucksteigerungsme chanismus 60, der den Kraftstoffdruck
vor der Zufuhr zu dem Kraftstoff-Einspritzmechanismus 30 steigert,
welche in einem Ventilgehäuse 26 enthalten sind.
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Der
Kraftstoff-Einspritzmechanismus 30 hat eine Mündung 32,
ein Kraftstoffreservoir 34, eine Federkammer 36 und
eine Druckkammer, die in Reihe von der Spitze (dem unteren Ende)
des Ventilgehäuses 26 angeordnet sind. Ein nadelförmiger
Druckkolben 40 erstreckt sich von der Mündung 32 bis
zu der Druckkammer 38. Eine Feder 42 in der Federkammer 36 drückt
nach unten auf den nadelförmigen Druckkolben 40.
Das Kraftstoffreservoir 34 ist mit dem einen Ende einer
Kraftstoff-Zufuhrleitung 44 verbunden, und das andere Ende
der Kraftstoff-Zufuhrleitung 44 ist mit der Kraftstoffleitung 22 der
gemeinsamen Druckleitung verbunden. Die Kraftstoff-Zufuhrleitung 44 ist
auf halbem Wege mit einem Rückschlagventil 46 versehen.
Der Kraftstoff aus der Kraftstoffleitung 22 der gemeinsamen
Druckleitung wird über die Kraftstoff-Zufuhrleitung 44 und
das Kraftstoffreservoir 34 zu der Mündung 32 gefördert.
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Das
eine Ende einer Druckleitung 50, die mit einer Verengung 48 versehen
ist, ist an einer geeigneten Position stromabwärts von
dem Rückschlagventil 46 mit der Kraftstoff-Zufuhrleitung 44 verbunden.
Das andere Ende der Druckleitung 50 ist an einer oberen
Position mit der Druckkammer 38 verbunden. Demzufolge wirkt
der Kraftstoffdruck in der Kraftstoff-Zufuhrleitung 44 als
Gegendruck auf die obere Fläche des nadelförmigen
Druckkolbens 40 innerhalb der Druckkammer 38,
während in dem Kraftstoffreservoir 34 der Kraftstoff
einen aufwärts gerichteten Druck auf den nadelförmigen
Druckkolben 40 ausübt. Da die Kraft, die sich
aus dem Gegendruck und der durch die Feder 42 ausgeübten
Kraft ergibt, größer ist als der Kraftstoffdruck
in dem Kraftstoffreservoir 34, wird der nadelförmige
Druckkolben 40 nach unten zu der Mündung 32 geschoben,
so dass das Kraftstoff-Einspritzventil geschlossen wird.
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Ein
Magnet-Einspritzsteuerventil 54 ist durch eine mit einer
Verengung 52 versehene Leitung mit dem Oberteil der Druckkammer 38 verbunden.
Das Einspritzsteuerventil 54 ist durch eine Rückführungsleitung 56 mit
dem Kraftstofftank verbunden. Wenn das Einspritzsteuerventil 54 geöffnet
wird, kehrt der Kraftstoff in der Druckkammer 38 über
die Rückführungsleitung 56 zum Kraftstofftank 2 zurück,
was zu einer Verringerung des Gegendrucks führt, der auf den
nadelförmigen Druckkolben 40 einwirkt. Demzufolge
wird der nadelförmige Druckkolben 40 nach oben
geschoben, so dass sich das Kraftstoff-Einspritzventil öffnet.
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Der
Drucksteigerungsmechanismus 60 ist über dem Kraftstoff-Einspritzmechanismus 30 angeordnet.
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Der
Drucksteigerungsmechanismus 60 schließt einen
Zylinder 62 ein, der aus einem oberen Teil mit großem
Durchmesser und einem unteren Teil mit kleinem Durchmesser besteht.
Ein Drucksteigerungskolben 64 ist innerhalb des Zylinders 62 so
angebracht, dass er dazu in der Lage ist, nach oben und nach unten
zu gleiten. Entsprechend dem Zylinder 62 besteht der Drucksteigerungskolben 64 aus
einem Teil mit großem Durchmesser und einem Teil mit kleinem
Durchmesser. Eine innerhalb des Zylinders 62 bereitgestellte
Feder 66 drückt nach oben auf den Drucksteigerungskolben 64.
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Der
Zylinder 62 ist an drei Positionen mit der Kraftstoff-Zufuhrleitung 44 verbunden.
Im Einzelnen ist eine Sektion der Kraftstoff-Zufuhrleitung 44 stromaufwärts
von dem Rückschlagventil 46, versehen mit einer
Verengung 68, mit der oberen und der unteren Seite des
Teils des Zylinders 62 mit großem Durchmesser
verbunden, so dass der Druck in der Kraftstoff-Zufuhrleitung 44 als
Gegendruck auf die untere Seite des Teils des Drucksteigerungskolbens 64 mit großem
Durchmesser einwirkt. Eine Sektion der Kraftstoff-Zufuhrleitung 44 stromabwärts
von dem Rückschlagventil 46 ist andererseits durch
eine Drucksteigerungsleitung 70 mit der unteren Seite des Teils
des Zylinders 62 mit kleinem Durchmesser verbunden, so
dass eine Sektion des Zylinders, die durch die untere Seite des
Teils des Drucksteigerungskolbens 64 mit kleinem Durchmesser
definiert wird, als Drucksteigerungskammer 72 dient. Die Kraft,
die sich aus dem Gegendruck und der durch die Feder 66 ausgeübten
Kraft ergibt, ist größer als der Kraftstoffdruck,
der auf die obere Seite des Teils des Drucksteigerungskolbens 64 mit
großem Durchmesser einwirkt, so dass der Drucksteigerungskolben 64 nach
oben geschoben wird, so dass die Drucksteigerungskammer 72 ein
maximales Volumen hat.
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Ein
Magnet-Drucksteigerungssteuerventil 74 ist an einer unteren
Position mit dem Teil des Zylinders 62 mit großem
Durchmesser verbunden. Das Drucksteigerungssteuerventil 74 ist über
eine Rückführungsleitung 76 mit dem Kraftstofftank 2 verbunden.
Wenn das Drucksteigerungssteuerventil 74 geöffnet
wird, kehrt der Kraftstoff unter dem Teil des Zylinders 62 mit
großem Durchmesser über die Rückführungsleitung 76 zum
Kraftstofftank 2 zurück, was zu einer Verringerung
des Gegendrucks führt, der auf den Drucksteigerungskolben 64 einwirkt.
Demzufolge wird der Drucksteigerungskolben 64 nach unten geschoben,
so dass die Drucksteigerungskammer 72 ein verringertes
Volumen hat.
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Im
Fahrzeuginneren ist ein ECU (elektronisches Steuergerät) 80 eingebaut,
das ein Eingabe-/Ausgabegerät, ein Speichergerät
(ROM, RAM usw.) zum Speichern von Steuerprogrammen, Steuerplänen
usw., eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), einen Zeitgeberzähler
usw., die nicht gezeigt werden, umfasst. Mit dem Eingang des ECU 80 sind Sensoren
verbunden, wie beispielsweise ein Drucksensor 82 der gemeinsamen
Druckleitung, der den Kraftstoffdruck in der gemeinsamen Druckleitung 20 (im
Folgenden auch als „Druck der gemeinsamen Druckleitung” bezeichnet)
erfasst, ein Kurbelwinkelsensor 84, der synchron mit der
umlaufenden Kraftmaschine einen Kurbelwinkelimpuls aussendet, ein Gaspedal-Positionssensor 86,
der erfasst, wie weit ein Gaspedal niedergedruckt ist, usw. Mit
dem Ausgang des ECU 80 sind Geräte verbunden,
wie beispielsweise das Kraftstoffzufuhr-Regulierungsventil 12,
das Einspritzsteuerventil 54 und das Drucksteigerungssteuerventil 74 jedes
Kraftstoff-Einspritzventils 24 usw. Das ECU 80 steuert
die Geräte auf der Grundlage der Informationen von diesen
Sensoren an.
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Als
Nächstes wird die Funktionsweise des Kraftstoff-Einspritzungssteuergeräts
der Verbrennungskraftmaschine und der durch die ECU 80 nach der
vorliegenden Erfindung durchgeführten Steuerung beschrieben.
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Der
Kraftstoff wird durch die Förderpumpe 6 aus dem
Kraftstofftank 2 zu der Zufuhrpumpe 14 gefördert
und durch die Zufuhrpumpe 14 der gemeinsamen Druckleitung 20 zugeführt,
wobei das ECU 80 das Ausmaß steuert, bis zu dem
das Kraftstoffzufuhr-Regulierungsventil 12 geöffnet
wird, wodurch die der Zufuhrpumpe 14 zugeführte Kraftstoffmenge
beschränkt wird, wodurch die durch die Zufuhrpumpe 14 gelieferte
Kraftstoffmenge reguliert wird. Im Einzelnen wird das Öffnungsausmaß des
Kraftstoffzufuhr-Regulierungsventils 12 geregelt, um einen
tatsächlichen Leitungsdruck, der durch den Drucksensor 82 der
gemeinsamen Druckleitung erfasst wird, bei einem Zielwert für
denselben zu halten.
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Wenn
Kraftstoff mit dem Druck der gemeinsamen Druckleitung, nämlich
ohne Steigern des Drucks, in den Zylinder eingespritzt werden sollte, wird
das Einspritzungssteuerventil 54 geöffnet, wobei das
Drucksteigerungssteuerventil 74 geschlossen ist. Demzufolge
wird der Kraftstoff in der Druckkammer 38 über
die Rückführungsleitung 56 zum Kraftstofftank 2 zurückgeführt,
so dass der nadelförmige Druckkolben 40 nach oben
gedrückt wird und damit begonnen wird, Kraftstoff durch
die Mündung 32 einzuspritzen. Danach, wenn das
Einspritzungssteuerventil 54 geschlossen wird, hört
der Kraftstoffstrom zum Kraftstofftank 2 auf, so dass der
nadelförmige Druckkolben 40 nach unten gedrückt
wird und die Kraftstoffeinspritzung aufhört.
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Wenn
andererseits der Druck durch den Drucksteigerungsmechanismus 60 gesteigert
werden sollte, wird das Drucksteigerungssteuerventil 74 geöffnet.
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Wenn
das Drucksteigerungssteuerventil 74 geöffnet wird,
wird der Kraftstoff unter dem Teil des Zylinders 62 mit
großem Durchmesser über die Rückführungsleitung 76 zum
Kraftstofftank 2 zurückgeführt, so dass
der Drucksteigerungskolben 64 nach unten geschoben wird.
Dies steigert den Kraftstoffdruck in der Drucksteigerungskammer 72,
so dass der Kraftstoff stromabwärts von dem Rückschlagventil 42 in
der Kraftstoffzufuhrleitung 44 einen über den
Druck der gemeinsamen Druckleitung gesteigerten Druck hat.
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Wenn
das Einspritzungssteuerventil 54 in diesem Zustand geöffnet
wird, steigt der Einspritzdruck unverzüglich schnell an
und wird auf einem Druck gehalten, der höher ist als der
Druck der gemeinsamen Druckleitung. Danach, wenn das Einspritzungssteuerventil 54 und
das Drucksteigerungssteuerventil 74 in dieser Reihenfolge
geschlossen werden, nimmt der Einspritzdruck ab, so dass die Kraftstoffeinspritzung
aufhört.
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Das
Aktivieren und Deaktivieren des Drucksteigerungsmechanismus 60 und
der Kraftstoffeinspritzung werden durch das ECU 80 (Drucksteigerungsmechanismus-Steuerungsmittel,
Kraftstoff-Einspritzungssteuerungsmittel) in Abhängigkeit
von den Kraftmaschinenbetriebsbedingungen gesteuert.
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Als
Nächstes werden die Drucksteigerungsmechanismus-Steuerung
und die Kraftstoff-Einspritzungssteuerung durch das ECU 80 nach
der ersten und der zweiten Ausführungsform beschrieben.
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Zuerst
wird die erste Ausführungsform beschrieben.
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2 zeigt
einen Drucksteigerungsmarkierungsplan, der in dem Kraftstoff-Einspritzungssteuergerät
der Verbrennungskraftmaschine nach der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung bereitgestellt wird.
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Bei
der ersten Ausführungsform wird der Kraftstoff-Einspritzmengenbedarf
aus dem Lastbedarf, insbesondere dem durch den Gaspedal-Positionssensor 86 (das
Einspritzmengen-Berechnungsmittel) erfassten Ausmaß des
Gaspedaldrucks, berechnet, und der Ziel-Kraftstoffeinspritzdruck
wird auf der Grundlage des Einspritzmengenbedarfs und der durch
den Kurbelwinkelsensor 84 erfassten Kraftmaschinen-Drehzahl
berechnet.
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In
dem ECU 80 ist ein Drucksteigerungsmarkierungsplan M1 gespeichert,
der Betriebsbereiche definiert, in denen der Drucksteigerungsmechanismus 60 aktiviert
und deaktiviert werden sollte, in Abhängigkeit von der
Kraftmaschinen-Drehzahl und dem Einspritzmengenbedarf, also dem
Ziel-Kraftstoffeinspritzdruck, wie in 2 gezeigt.
Im Einzelnen definiert der Drucksteigerungsmarkierungsplan M1 einen
Betriebsbereich A unter einer spezifizierten Drehzahl und einem
spezifizierten Einspritzmengenbedarf, in dem der Druck der gemeinsamen
Druckleitung von selbst den Zieleinspritzdruck erreichen kann, als
einen „AUS”-Markierungsbereich der Drucksteigerung,
nämlich einen Bereich, in dem der Drucksteigerungsmechanismus 60 deaktiviert
werden sollte, und einen Betriebsbereich B über und einschließlich
der spezifizierten Drehzahl und des spezifizierten Einspritzmengenbedarfs,
in dem der Druck der gemeinsamen Drucklei tung nicht von selbst den Zieleinspritzdruck
erreichen kann, als einen „EIN”-Markierungsbereich
der Drucksteigerung, nämlich einen Bereich, in dem der
Drucksteigerungsmechanismus 60 aktiviert werden sollte.
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Das
ECU 80 führt die Aktivierungs-/Deaktivierungssteuerung
des Drucksteigerungsmechanismus 60, in Abhängigkeit
von der Kraftmaschinen-Drehzahl und dem Kraftstoff-Einspritzmengenbedarf,
entsprechend dem Drucksteigerungsmarkierungsplan M1 durch.
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Falls
zum Beispiel eine Beschleunigung zu einem Übergang von
dem Betriebsbereich A zu dem Betriebsbereich B in dem Drucksteigerungsmarkierungsplan
M1 führt, wie durch den Pfeil C in 2 angezeigt,
so dass der Drucksteigerungsmechanismus 60, der deaktiviert
war, aktiviert wird, wird der Kraftstoff, der einen Gegendruck auf
den Drucksteigerungskolben 64 ausübt, zum Kraftstofftank 2 zurückgeführt.
Da dies zu einer Steigerung des Verbrauchs von unter Druck gesetzten
Kraftstoff fuhrt, steuert das ECU 80 das Kraftstoffzufuhrventil 14 so, dass
es die durch die Zufuhrpumpe 14 abgegebene Kraftstoffmenge
steigert, um den Druck der gemeinsamen Druckleitung aufrechtzuerhalten.
Eine solche Steigerung der Kraftstoffabgabe durch die Zufuhrpumpe
bedeutet einen steilen Anstieg der Last an der Zufuhrpumpe 14 und
bringt folglich einen steilen Anstieg der Last an der Kraftmaschine,
welche die Zufuhrpumpe 14 antreibt, mit sich.
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Folglich
führt, um eine Verringerung des Kraftmaschinendrehmoments
zu verhindern, die durch einen steilen Anstieg in der Motorlast
verursacht wird, der das Aktivieren des Drucksteigerungsmechanismus 60 begleitet,
das Kraftstoff-Einspritzungssteuergerät der Verbrennungskraftmaschine nach
der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine
Kraftstoff-Einspritzungssteigerungssteuerung durch.
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Als
Nächstes wird diese Kraftstoff-Einspritzungssteigerungssteuerung
ausführlich beschrieben.
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3 ist
ein Blockdiagramm, das die Kraftstoff-Einspritzungssteigerungssteuerung
zeigt, die durch das Kraftstoff-Einspritzungssteuergerät
der Verbrennungskraftmaschine nach der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird, wenn der
Drucksteigerungsmechanismus aktiviert wird, und 4 ist
ein Zeitdiagramm, das zeigt, wie sich die Betriebsbedingungen mit
der Zeit verändern, wenn der Drucksteigerungsmechanismus 60, der
deaktiviert war, aktiviert wird.
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Als
erstes wird eine Beschreibung entsprechend dem Blockdiagramm von 3 gegeben.
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In
Block B1 wird ein aus einer Ausgabe des Gaspedal-Positionssensors 86 berechneter
Einspritzmengenbedarf q gewonnen, und in Block B2 wird eine durch
den Kurbelwinkelsensor 84 erfasste Kraftmaschinen-Drehzahl
Ne gewonnen.
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In
Block B3 wird aus einem in dem ECU 80 gespeicherten Basis-Einspritzungssteigerungsplan M2
eine Basissteigerung Δqadd der Einspritzmenge für
den Einspritzmengenbedarf q und die Kraftmaschinen-Drehzahl Ne,
die in den Blocks B1 und B2 gewonnen wurden, gewonnen. Der Basis-Einspritzungssteigerungsplan
M2 ist dafür eingerichtet, für eine niedrigere
Kraftmaschinen-Drehzahl Ne und für einen größeren
Einspritzmengenbedarf q eine größere Basissteigerung Δqadd
der Einspritzmenge anzugeben. Der Grund ist wie folgt: Die Betriebsbedingungen
mit einer niedrigeren Kraftmaschinen-Drehzahl Ne und einem größeren
Einspritzmengenbedarf q bringen eine größere Last
an der Zufuhrpumpe 14 mit sich, und folglich ist die Verringerung
des Kraftmaschinendrehmoments, die das Aktivieren des Drucksteigerungsmechanismus 60 begleitet,
entsprechend größer. Um das auszugleichen, wird
eine größere Basissteigerung Δqadd der
Einspritzmenge angegeben. Kurz gesagt, der Basis-Einspritzungssteigerungsplan M2
gibt eine Basissteigerung Δqadd der Einspritzmenge in Abhängigkeit
von der Last an der Zufuhrpumpe 14 (dem Einspritzungssteigerungseinstellmittel)
an.
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Um
die Einspritzungssteigerungssteuerung über einen bestimmten
Zeitraum durchzuführen, nachdem der Drucksteigerungsmechanismus 60 aktiviert
ist, insbesondere wäh rend eine Differenz zwischen einem
voreingestellten Schwellenwert qa des Einspritzmengenbedarfs und
dem Einspritzmengenbedarf q in einem vorbestimmten Bereich liegt,
und um sicherzustellen, dass die Kraftstoff-Einspritzmenge zu dem
Zeitpunkt, da die Einspritzungssteigerungssteuerung aufhört,
zu einem Niveau unter der normalen Kraftstoff-Einspritzungssteuerung
zurückkehrt, werden in Block B4 und nachfolgenden Blocks eine
Einspritzsteigerungsmarkierung und ein Steigerungsgewinn festgesetzt.
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Im
Einzelnen wird in Block B4 aus dem Drucksteigerungsmarkierungsplan
M1 von 2, der einen Schwellenwert des Einspritzmengenbedarfs
als eine Grenze zwischen den Betriebsbereichen A und B angibt, ein
Schwellenwert qa für die in Block 2 gewonnene
Kraftmaschinen-Drehzahl Ne gewonnen.
-
Danach
wird eine Differenz Δqa zwischen dem in Block B1 gewonnenen
Einspritzmengenbedarf q und dem Schwellenwert qa berechnet. Mit
anderen Worten, es wird berechnet, wie weit der Einspritzmengenbedarf
q von dem Schwellenwert qa entfernt ist.
-
Danach
wird in Block B5 die Einspritzungssteigerungsmarkierung auf einen
Wert f für die gewonnene Differenz Δqa festgesetzt,
entsprechend einem in dem ECU 80 gespeicherten Einspritzungssteigerungsmarkierungsplan
M3. Der Einspritzungssteigerungsmarkierungsplan M3 ist dafür
eingerichtet, den Differenzen Δqa, die geringer als ein
vorbestimmter Wert sind, einen Einspritzungssteigerungsmarkierungswert „1” und
den Differenzen Δqa, die nicht geringer sind als der vorbestimmte
Wert, einen Einspritzungssteigerungsmarkierungswert „0” zuzuweisen
-
In
Block B6 wird der Steigerungsgewinn G auf einen Wert für
die gewonnene Differenz Δqa gesetzt, entsprechend einem
in dem ECU 80 gespeicherten Steigerungsgewinnplan M4. Der
Steigerungsgewinnplan M4 ist dafür eingerichtet, einer
größeren Differenz Δqa einen kleineren
Steigerungsgewinn G zuzuweisen und den Differenzen Δqa,
die nicht geringer sind als ein vorbestimmter Wert, einen Wert „0” des
Steigerungsgewinns G zuzuweisen. Folglich nimmt der Steigerungsgewinn
G sein Maximum (”1”, zum Beispiel) an, wenn die
Differenz Δqa gleich „0” ist, d. h.,
zu dem Zeitpunkt, da der Drucksteigerungsmechanismus 60 aktiviert
wird, und nimmt ab, wenn die Differenz Δqa bis zu dem vorbestimmten
Wert zunimmt. Bei der vorliegenden Ausführungsform fällt
die Differenz Δqa, für die der Steigerungsgewinn
G in dem Steigerungsgewinnplan M4 „0” annimmt,
mit der Differenz Δqa zusammen, für die der Einspritzungssteigerungsmarkierungswert
f in dem Einspritzungssteigerungsmarkierungsplan M3 „0” annimmt.
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Danach
wird in Block B7 eine Steigerung Δq der Einspritzmenge
berechnet, durch Multiplizieren der in Block B3 festgesetzten Basissteigerung Δqadd der
Einspritzmenge mit dem in Block B5 festgesetzten Einspritzungssteigerungsmarkierungswert
f und dem in Block B6 festgesetzten Steigerungsgewinn G.
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Das
ECU 80 führt die Kraftstoffeinspritzung entsprechend
einer Zieleinspritzmenge durch, bestimmt durch Addieren der berechneten
Steigerung Δq der Einspritzmenge zu dem zuvor erwähnten
Einspritzmengenbedarf q.
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Als
Nächstes wird unter Bezugnahme auf 4 beschrieben,
wie sich die Betriebsbedingungen unter der Einspritzungssteigerungssteuerung verändern.
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Zuerst,
vom Zeitpunkt t1 bis zum Zeitpunkt t2 in 4 befinden
sich die Kraftmaschinen-Umdrehungsgeschwindigkeit und das Ausmaß des
Gaspedaldrucks oder, mit anderen Worten, der Einspritzmengenbedarf
in dem Betriebsbereich A in dem Drucksteigerungsmarkierungsplan
M1 von 2, so dass die Drucksteigerungsmarkierung „AUS” ist. Wenn
durch Niederdrücken des Gaspedals eine Beschleunigung verursacht
wird, nehmen die Kraftmaschinen-Umdrehungsgeschwindigkeit und die
Kraftstoff-Einspritzmenge allmählich zu, so dass das Antriebsdrehmoment
der Zufuhrpumpe 14 und das Kraftmaschinendrehmoment zunehmen.
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Danach,
zum Zeitpunkt t2, erreicht oder überschreitet der Einspritzmengenbedarf,
der von der Kraftmaschinen-Umdrehungsgeschwindigkeit abhängt,
den in dem Drucksteigerungsmarkierungsplan M1 festgesetzten Schwellenwert.
Demzufolge wechselt die Drucksteigerungsmarkierung auf „EIN”, und
das Drucksteigerungssteuerungsventil 74 des Drucksteigerungsmechanismus 60 wird
geöffnet, so dass das Antriebsdrehmoment der Zufuhrpumpe 14 steil
ansteigt.
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Gleichzeitig
damit wird der Drucksteigerungsmarkierungswert f für die
Kraftstoffsteigerungssteuerung auf „1” gesetzt,
der Steigerungsgewinn G wird auf sein Maximum gesetzt, und die Zieleinspritzmenge
wird um eine Steigerung Δq der Einspritzmenge gesteigert,
bestimmt durch Multiplizieren einer Basissteigerung Δqadd
der Einspritzmenge mit dem Drucksteigerungsmarkierungswert f und
dem Steigerungsgewinn G.
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Das
Einspritzen von Kraftstoff entsprechend der so gesteigerten Zieleinspritzmenge
führt zu einer Steigerung des Kraftmaschinendrehmoments,
die einen steilen Anstieg des Antriebsdrehmoments der Zufuhrpumpe 14 ausgleicht.
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Dies
ermöglicht, dass das Kraftmaschinendrehmoment nach dem
Zeitpunkt t2, entsprechend einer Zunahme des Gaspedaldrucks, konstant
zunimmt, ohne, wie es im herkömmlichen Fall zu sehen ist,
eine Verringerung zu erfahren.
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Zwischen
den Zeitpunkten t2 und t3 wird, unter weiterer Beschleunigung, das
Antriebsdrehmoment der Pumpe 14 stabil, und die Differenz Δqa nimmt
zu, so dass der Steigerungsgewinn G für die Kraftstoff-Einspritzungssteuerung
abnimmt. Mit der Abnahme des Steigerungsgewinns nimmt die Steigerung Δq
der Einspritzmenge ab, so dass sich die Zieleinspritzmenge dem Einspritzmengenbedarf
annähert. Dann, zum Zeitpunkt t3, erreicht die Steigerung Δq
den vorbestimmten Wert, so dass der Steigerungsgewinn G und der
Einspritzungssteigerungsmarkierungswert f auf „0” gesetzt
werden. Demzufolge wird die Steigerung Δq der Einspritzmenge „0”,
so dass die Zieleinspritzmenge mit dem Einspritzmengenbedarf zusammenfällt.
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Wie
weiter oben beschrieben, wird bei der ersten Ausführungsform,
wenn der in der Kraftmaschine mit gemeinsamer Druckleitung bereitgestellte Drucksteigerungsmechanismus 60 aktiviert
wird, das Kraftmaschinendrehmoment durch die weiter oben beschriebene
Einspritzungssteigerungssteuerung gesteigert, um einen steilen Anstieg
des Antriebsdrehmoments der Zufuhrpumpe 14 auszugleichen, der
das Aktivieren des Drucksteigerungsmechanismus 60 begleitet.
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Die
Einspritzungssteigerungssteuerung wird nur durchgeführt,
während die Differenz Δqa zwischen dem Einspritzmengenbedarf
q und dem in dem Drucksteigerungsmarkierungsplan M1 voreingestellten
Schwellenwert qa zum Aktivieren des Drucksteigerungsmechanismus 60 in
einem vorbestimmten Bereich liegt und der entsprechend dem Steigerungsgewinnplan
M4 festgesetzte Steigerungsgewinn G abnimmt, wenn die Differenz Δqa
zunimmt. Dies verringert eine nutzlose Steigerung der Einspritzmenge
und ermöglicht einen glatten Übergang zur normalen
Kraftstoff-Einspritzungssteuerung.
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Ferner
wird die Basissteigerung Δqadd der Einspritzmenge, auf
deren Grundlage die Steigerung Δq der Einspritzmenge bestimmt
wird, so festgesetzt, dass sie für eine niedrigere Kraftmaschinen-Drehzahl Ne
und für einen größeren Einspritzmengenbedarf
q größer ist. Dies führt zum Berechnen
einer geeigneten Steigerung Δq der Einspritzmenge, in Abhängigkeit
von der Last an der Zufuhrpumpe 14.
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Folglich
kann das Kraftstoff-Einspritzungssteuergerät der Verbrennungskraftmaschine
nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
zufriedenstellend einen steilen Anstieg des Antriebsdrehmoments
der Zufuhrpumpe 14 ausgleichen, der das Aktivieren des
Drucksteigerungsmechanismus 60 begleitet, wodurch eine
Verringerung des Kraftmaschinendrehmoments verhindert wird, während
stabile Kraftmaschinen-Betriebsbedingungen aufrechterhalten werden,
und folglich ein verbessertes Fahrverhalten bieten.
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Als
Nächstes werden die Steuerung des Drucksteigerungsmechanismus
und die Kraftstoff-Einspritzungssteuerung nach der zweiten Ausführungsform
beschrieben.
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Bei
der zweiten Ausführungsform führt das ECU 80' die
Aktivierungs-/Deaktivierungssteuerung des Drucksteigerungsmechanismus 60 entsprechend
einem Drucksteigerungsmarkierungsplan M1' und die Kraftstoff-Einspritzungssteuerung
entsprechend einem Einstellplan M2' für die Ziel-Einspritzmenge
durch.
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5 und 6 zeigen
einen Drucksteigerungsmarkierungsplan M1' bzw. einen Einstellplan M2'
für die Kraftstoff-Zieleinspritzmenge in dem Kraftstoff-Einspritzungs steuergerät
der Verbrennungskraftmaschine nach der zweiten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung.
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Wie
der Drucksteigerungsmarkierungsplan M1 bei der ersten Ausführungsform
definiert der Drucksteigerungsmarkierungsplan M1' von 5 Betriebsbereiche,
in denen der Drucksteigerungsmechanismus 60 aktiviert und
deaktiviert werden sollte, in Abhängigkeit von der Kraftmaschinen-Drehzahl und
dem Einspritzmengenbedarf. Im Einzelnen definiert der Drucksteigerungsmarkierungsplan
M1' einen Betriebsbereich A' unter einer spezifizierten Drehzahl
und einem spezifizierten Einspritzmengenbedarf, in dem der Druck
der gemeinsamen Druckleitung von selbst den Zieleinspritzdruck erreichen kann,
als einen „AUS”-Markierungsbereich der Drucksteigerung
und einen Betriebsbereich B' über und einschließlich
der spezifizierten Umdrehungsgeschwindigkeit und des spezifizierten
Einspritzmengenbedarfs, in dem der Druck der gemeinsamen Druckleitung
nicht von selbst den Zieleinspritzdruck erreichen kann, als einen „EIN”-Markierungsbereich der
Drucksteigerung.
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Mit
anderen Worten, der Schwellenwert der Zieleinspritzmenge wird in
Abhängigkeit von der Kraftmaschinen-Umdrehungsgeschwindigkeit
voreingestellt, und das ECU 80' aktiviert den Drucksteigerungsmechanismus 60,
wenn die Zieleinspritzmenge den Schwellenwert erreicht oder überschreitet.
Der Schwellenwert der Zieleinspritzmenge wird so voreingestellt,
dass er für Kraftmaschinen-Umdrehungsgeschwindigkeiten,
die niedriger sind als ein vorbestimmter Wert, konstant ist und
für Kraftmaschinen-Umdrehungsgeschwindigkeiten, die nicht
geringer sind als der vorbestimmte Wert, allmählich mit
einer konstanten Rate abnimmt.
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Falls
zum Beispiel eine Beschleunigung zu einem Übergang von
dem Betriebsbereich A' zu dem Betriebsbereich B' in dem Drucksteigerungsmarkierungsplan
M1' führt, wie durch den Pfeil C' in 5 angezeigt,
so dass der Drucksteigerungsmechanismus 60, der deaktiviert
war, aktiviert wird, bringt dies, wie in Bezug auf die erste Ausführungsform
erläutert, einen steilen Anstieg der Last an der Zufuhrpumpe 14 und
folglich einen steilen Anstieg der Last an dem Motor, der die Zufuhrpumpe 14 antreibt,
mit sich.
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Folglich
führt das Kraftstoff-Einspritzungssteuergerät
der Verbrennungskraftmaschine nach der zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung eine Kraftstoffeinspritzung entsprechend
einer aus dem in 6 gezeigten Einstellplan M2'
für die Kraftstoff-Zieleinspritzmenge gewonnenen Zieleinspritzmenge
durch, wodurch eine Verringerung des Kraftmaschinendrehmoments verhindert
wird, die durch einen steilen Anstieg im Kraftmaschinendrehmoment
verursacht wird, der das Aktivieren des Drucksteigerungsmechanismus 60 begleitet.
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Der
in 6 gezeigte Einstellplan M2' für die Zieleinspritzmenge
gibt für unterschiedliche Ausmaße des Gaspedaldrucks
eine Zieleinspritzmenge in Abhängigkeit von der Kraftmaschinen-Drehzahl
an.
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Im
Einzelnen ermöglicht es der Einstellplan M2' für
die Zieleinspritzmenge, dass die zum Erreichen des Leistungsabgabebedarfs,
der entsprechend den Spezifikationen und Charakteristika eines Fahrzeugs
bestimmt wird, erforderliche Zieleinspritzmenge aus der Kraftmaschinen-Drehzahl
und dem Ausmaß des Gaspedaldrucks gewonnen wird. In dem
Einstellplan M2' für die Zieleinspritzmenge wird eine solche
Zieleinspritzmenge als Basiskennlinien angezeigt. Zum Beispiel nimmt,
für eine feststehende Kraftmaschinen-Drehzahl, die Zieleinspritzmenge
mit einer Zunahme des Ausmaßes des Gaspedaldrucks zu.
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Der
Einstellplan M2' für die Zieleinspritzmenge schließt
für jedes Ausmaß des Gaspedaldrucks festgesetzte
feste Gaspedaldruck-Kennlinien ein, die darstellen, wie sich die
Zieleinspritzmenge in Abhängigkeit von der Kraftmaschinen-Drehzahl
für ein festes Ausmaß des Gaspedaldrucks verändert.
Im Einzelnen zeigt, wie aus 6 zu ersehen
ist, jede feste Gaspedaldruck-Kennlinie, dass die Zieleinspritzmenge
zunimmt, wenn die Kraftmaschinen-Drehzahl abnimmt.
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Auf
den Einstellplan M2' für die Zieleinspritzmenge wird der
in dem Steigerungsmarkierungsplan M1' voreingestellte Schwellenwert
angewendet. Die festen Gaspedaldruck-Kennlinien, welche die Linie durchschneiden,
die den Schwellenwert darstellt, werden so festgesetzt, dass sie
sich über der Schwellenlinie wölben.
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Im
Einzelnen stimmen die festen Gaspedaldruck-Kennlinien, welche die
Schwellenlinie schneiden, in einem Bereich A' unter der Schwellenlinie
jeweils mit der Basiskennlinie überein, beschreiben aber
in einem Bereich B' über der Schwellenlinie eine Steigerungskennlinie,
die, verglichen mit der Basiskennlinie, eine gesteigerte Zieleinspritzmenge
angibt.
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Insbesondere
haben die festen Gaspedaldruck-Kennlinien, welche die Schwellenlinie
durchschneiden, jeweils in einem Bereich zwischen der Schwellenlinie
und der Linie, die eine spezifizierte Zieleinspritzmenge q' darstellt,
die nicht geringer ist als der Schwellenwert, verglichen mit der
in unterbrochener Linie angezeigten Basiskennlinie, eine steilere
Steigung. Folglich verändert sich in diesem Bereich die
Zieleinspritzmenge mit einer gesteigerten Rate im Verhältnis
zu der Kraftmaschinen-Drehzahl und dem Ausmaß des Gaspedaldrucks,
so dass eine Zunahme der Kraftmaschinen-Drehzahl und des Ausmaßes
des Gaspedaldrucks in diesem Bereich zu einer schnellen Zunahme
der Zieleinspritzmenge bis zu der spezifizierten Zieleinspritzmenge
q führt. Hier ist die Steigerung Δq' der Einspritzmenge,
nämlich die Differenz zwischen dem Schwellenwert und der
spezifizierten Zieleinspritzmenge q, auf ein Maß festgesetzt,
dass zu einer Steigerung des Kraftmaschinendrehmoments führt,
die es eine Fahrer ermöglicht, eine Beschleunigung ausreichend,
durch Erfahrung oder dergleichen, zu spüren. Natürlich
ist diese Steigerung Δq' der Einspritzmenge nicht geringer
als ein Maß, das erforderlich ist, um eine Steigerung der
Last an der Zufuhrpumpe 14 abzudecken, die das Aktivieren
des Drucksteigerungsmechanismus 60 begleitet.
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Die
festen Gaspedaldruck-Kennlinien, welche die Schwellenlinie schneiden,
sind jeweils so festgesetzt, dass sie in einem Bereich über
der Linie, welche die spezifizierte Zieleinspritzmenge q' darstellt,
eine Steigung haben, die annähernd derjenigen der Basiskennlinie
entspricht. Folglich werden die Zieleinspritzmengen, welche die
festen Gaspedaldruck-Kennlinien ergeben, welche die Schwellenlinie
durchschneiden, in dem Bereich über der Linie, welche die
spezifizierte Zieleinspritzmenge q' darstellt, gesteigert, verglichen
mit denjenigen, die durch die Basiskennlinien gegeben sind.
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7 ist
ein Zeitdiagramm, das zeigt, wie sich unter der Kraftstoff-Einspritzungssteuerung nach
dem Einstellplan M2' für die Kraftstoff-Zieleinspritzmenge
die Betriebsbedingungen mit der Zeit verändern. Als Nächstes
wird die Beschreibung auf der Grundlage dieses Diagramms gegeben.
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In 7 befinden
sich die Kraftmaschinen-Drehzahl und das Ausmaß des Gaspedaldrucks zuerst
in dem Drucksteigerungsmechanismus-Deaktivierungsbereich A' in dem
Drucksteigerungsmarkierungsplan M1' von 5. Zwischen
den Zeitpunkten t1' und t2' in 4 nehmen
die Kraftmaschinen-Drehzahl und die Kraftstoff-Einspritzmenge allmählich
zu, wenn durch Niederdrücken des Gaspedals eine Beschleunigung
verursacht wird. Mit der Beschleunigung nehmen das Antriebsdrehmoment der
Zufuhrpumpe 14 und das Kraftmaschinendrehmoment zu.
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Danach,
zum Zeitpunkt t2, erreicht oder überschreitet die Zieleinspritzmenge
den in Abhängigkeit von der Kraftmaschinen-Drehzahl in
dem Drucksteigerungsmarkierungsplan M1' von 5 festgesetzten
Schwellenwert. Demzufolge wechselt die Drucksteigerungsmarkierung
auf „EIN”, und das Drucksteigerungssteuerungsventil 74 des
Drucksteigerungsmechanismus 60 wird geöffnet,
so dass das Antriebsdrehmoment der Zufuhrpumpe 14 oder,
mit anderen Worten, die Last steil ansteigt.
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Zu
diesem Zeitpunkt liegt das Ausmaß des Gaspedaldrucks bei
einem Wert, für den die feste Gaspedaldruck-Kennlinie die
Schwellenlinie im Einstellplan M2' von 6 für
die Zieleinspritzmenge schneidet. Folglich steigt die Zieleinspritzmenge
steil an, was zu einer Zunahme des Kraftmaschinendrehmoments führt.
Diese Zunahme des Kraftmaschinendrehmoments deckt einen steilen
Anstieg der Last an der Zufuhrpumpe 14 ab, wodurch eine
Verringerung des Kraftmaschinendrehmoments verhindert wird, die
das Aktivieren des Drucksteigerungsmechanismus 60 begleitet.
Im Gegenteil nimmt das Kraftmaschinendrehmoment bis zu einem Niveau
zu, das es dem Fahrer ermöglicht, eine Beschleunigung ausreichend
wahrzunehmen.
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Nach
dem Zeitpunkt t2' wird die Kraftmaschine so betrieben, dass sie,
verglichen mit dem nach der Basiskennlinie erzeugten Kraftmaschinendrehmoment,
ein gesteigertes Drehmoment erzeugt, solange das Ausmaß des
Gaspedaldrucks in einem Wertebereich liegt, für den die
feste Gaspedaldruck-Kennlinie die Schwellenlinie schneidet. Wenn das
Ausmaß des Gaspedaldrucks aus diesem Bereich herausgeht,
kehrt das Kraftmaschinendrehmoment zu einem Niveau zurück,
das durch die Kraftstoff-Einspritzmenge entsprechend der Basiskennlinie
bestimmt wird.
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Wie
weiter oben beschrieben, sind in dem Einstellplan M2' für
die Zieleinspritzmenge, der die Zieleinspritzmenge in Abhängigkeit
von der Kraftmaschinen-Drehzahl und dem Ausmaß des Gaspedaldrucks
angibt, die festen Gaspedaldruck-Kennlinien, welche die entsprechend
dem Drucksteigerungsmarkierungsplan M1' voreingestellte Schwellenlinie schneiden,
so festgesetzt, dass sie in dem Bereich zwischen der Schwellenlinie
und der Linie, welche die spezifizierte Zieleinspritzmenge q' darstellt,
verglichen mit demjenigen unter der Schwellenlinie, eine größere
Veränderungsrate der Zieleinspritzmenge ergeben, um die
Zieleinspritzmenge steil zu steigern, wenn der Drucksteigerungsmechanismus 60 aktiviert wird.
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Der
steile Anstieg der Zieleinspritzmenge erbringt eine Steigerung des
Kraftmaschinendrehmoments, die eine Steigerung der Last an der Zufuhrpumpe 14 abdeckt,
die das Aktivieren des Drucksteigerungsmechanismus 60 begleitet.
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Demzufolge
wird eine Verringerung des Kraftmaschinendrehmoments, die das Aktivieren
des Drucksteigerungsmechanismus 60 begleitet, verhindert,
während stabile Betriebsbedingungen der Verbrennungskraftmaschine
aufrechterhalten werden, und folglich wird ein verbessertes Fahrverhalten
geboten.
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In
dem zuvor erwähnten Bereich wird die Zieleinspritzmenge
um das Maß Δq gesteigert, was es dem Fahrer ermöglicht,
eine Beschleunigung ausreichend zu spüren. Durch das Spüren
der Beschleunigung kann der Fahrer erkennen, dass der Drucksteigerungsmechanismus 60 aktiviert
worden ist.
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Im
Vorstehenden sind Kraftstoff-Einspritzungssteuergeräte
der Verbrennungskraftmaschine als Ausführungsformen der
vorliegenden Erfindung beschrieben worden. Die vorliegende Erfindung
ist jedoch nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen
begrenzt.
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Zum
Beispiel werden die weiter oben als Ausführungsformen beschriebenen
Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen auf den Dieselmotor angewendet,
sind aber nicht auf die Anwendung auf den Dieselmotor begrenzt.
Sie können auf einen Ottomotor mit Direkteinspritzung und
gemeinsamer Druckleitung usw. angewendet werden.
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Bei
der Einspritzmengen-Steigerungssteuerung bei der ersten Ausführungsform
stimmt die Differenz, für die der Steigerungsgewinn G „0” annimmt, mit
der Differenz überein, für die der Einspritzungssteigerungsmarkierungswert
f „0” annimmt, aber sie können sich voneinander
unterscheiden.
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Bei
der ersten Ausführungsform ist der Steigerungsgewinn G
so festgesetzt, dass er mit einer Zunahme der Differenz Δqa
zwischen dem Einspritzmengenbedarf q und dem Schwellenwert qa, d.
h., einem Kriterium zum Aktivieren des Drucksteigerungsmechanismus 60,
abnimmt. Der Steigerungsgewinn G kann jedoch in Abhängigkeit
von einer anderen Variablen als der Differenz Δqa festgesetzt
werden. Zum Beispiel kann der Steigerungsgewinn G so festgesetzt
werden, dass er mit der Zeit abnimmt, wenn der Drucksteigerungsmechanismus 60 aktiviert
wird. Auch der Einspritzungssteigerungsmarkierungswert f kann in
Abhängigkeit von der nach dem Aktivieren verstrichenen
Zeit festgesetzt werden.
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Bei
der zweiten Ausführungsform ist der in dem Steigerungsmarkierungsplan
M1' voreingestellte Schwellenwert eine Konstante. Der Plan kann
den Schwellenwert jedoch als Variable voreinstellen. Gleichermaßen
kann die in dem Einstellplan M2' für die Zieleinspritzmengenmarkierung
spezifizierte Zieleinspritzmenge eine Variable sein.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Bei
einer Verbrennungskraftmaschine mit gemeinsamer Druckleitung, die
einen Drucksteigerungsmechanismus hat, wird, wenn der Drucksteigerungsmechanismus
aktiviert wird, der Kraftstoff entsprechend einer Zieleinspritzmenge
eingespritzt, die bestimmt wird durch Hinzufügen einer
Steigerung der Einspritzmenge, die in Abhängigkeit von
einer Last an einer Zufuhrpumpe berechnet wird, zu einer geforderten
Einspritzmenge.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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