DE112017001596B4 - Steuervorrichtung für Maschine mit interner Verbrennung - Google Patents

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Abstract

Steuervorrichtung (90) für eine Maschine mit interner Verbrennung, welche mit einer Hochdruckkraftstoffpumpe (30), die durch eine Antriebswelle (12) der Maschine (10) mit interner Verbrennung angetrieben wird, um einen Kraftstoff abzuführen, der in einer Druckbeaufschlagungskammer (42) beaufschlagt ist, einem Akkumulator (60), der konfiguriert ist, einen Hochdruckkraftstoff anzusammeln, der aus der Hochdruckkraftstoffpumpe abgeführt wurde, und einem Überströmventil (80), welches konfiguriert ist, sich zu öffnen und, wenn ein Kraftstoffdruck in dem Akkumulator höher ist als ein spezifizierter Druck, um den Kraftstoff in dem Akkumulator zu einer spezifizierten Kammer (40) rückzuführen, in welcher ein Kraftstoff einen niedrigeren Druck aufweist als der Druck des Kraftstoffs in der Druckbeaufschlagungskammer, versehen ist, wobei die Steuereinrichtung derart konfiguriert ist, dass eine Leerlauf-Geschwindigkeit der Maschine mit interner Verbrennung auf eine spezifizierte Geschwindigkeit erhöhtwird, wenn der Kraftstoffdruck in dem Akkumulator für eine erste Dauer oder länger höher gewesen ist als ein Anomalitäts-Bestimmungsdruck, welcher niedriger ist als der spezifizierte Druck.

Description

  • Querverweis auf verwandte Anmeldung
  • Diese Anmeldung basiert auf der Japanischen Patentanmeldung mit der Nr. 2016-063 161 A ( JP 2017-180101 A ), eingereicht am 28. März 2016, deren Offenbarung hierin durch Bezugnahme mit aufgenommen wird.
  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Steuervorrichtung für eine Maschine mit interner Verbrennung, die mit einer Hochdruckkraftstoffpumpe vorgesehen ist.
  • Stand der Technik
  • Herkömmlich ist ein Entlastungs- bzw. Überströmventil geöffnet, sodass ein maximaler Druck in einem Akkumulator einen Ventilöffnungs-Begrenzungsdruck eines Kraftstoffinjektors nicht überschreitet, wenn eine Hochdruckkraftstoffpumpe eine Fehlfunktion aufweist.
  • Literatur zum Stand der Technik
  • Patentliteratur
  • Patentliteratur 1: JP 5525760 B2
  • Die JP 2010 31 816 A offenbart eine Steuervorrichtung für ein Kraftstoffversorgungssystem mit Druckspeicherung. Die Steuervorrichtung dient zur Verhinderung der Beschädigung eines Kraftstoffversorgungssystems und der Verschlechterung der Betriebsleistung eines Verbrennungsmotors, wenn in einer Hochdruckpumpe eine Anomalie der Überförderung auftritt. Kraftstoff wird einem Motor über einen Niederdruckpumpenteil zur Druckbeaufschlagung des Kraftstoffs in einem Kraftstofftank, einen Hochdruckpumpenteil zur weiteren Druckbeaufschlagung des von dem Niederdruckpumpenteil geförderten Kraftstoffs und eine Förderleitung zum Sammeln des von dem Hochdruckpumpenteil geförderten Hochdruckkraftstoffs zugeführt. Eine elektronische Steuereinheit (ECU) steuert den Kraftstoffdruck in der Förderleitung, indem sie die Kraftstofffördermenge des Hochdruckpumpenteils durch ein Kraftstoffmengeneinstellventil steuert. Wenn festgestellt wird, dass zu viel Hochdruckkraftstoff von dem Hochdruckpumpenteil in die Förderleitung gefördert wird, wird die Kraftstofffördermenge des Hochdruckpumpenteils durch den Niederdruckpumpenteil gesteuert.
  • Die JP 2012 229 623 A offenbart eine Vorrichtung zur Hochdruck-Kraftstoffzufuhr einer Maschine mit innerer Verbrennung, die dazu dient eine für einen Motorbetrieb erforderlicher Kraftstoffmenge zuverlässig einzuspritzen, selbst wenn eine Fehlfunktion einer Hochdruckpumpe dazu führt, dass ein Entlastungsventil wiederholte Öffnungs- und Schließvorgänge durchführt. Dabei wird, wenn die Fehlfunktion der Hochdruckpumpe bewirkt, dass das Entlastungsventil Öffnungs- und Schließvorgänge wiederholt (das heißt, ein gepulster Zustand wurde verursacht, bei dem der Kraftstoffdruck innerhalb eines Hochdruck-Kraftstoffdurchgangs nach oben schwankt und in der Nähe des Entlastungsdrucks), der Einspritzzeitpunkt eines Kraftstoffeinspritzventils auf einen Zeitpunkt (z. B. eine untere Position des Kraftstoffdrucks) eingestellt, bei dem der Kraftstoffdruck innerhalb des Hochdruckkraftstoffkanals in einen zulässigen Bereich der Kraftstoffeinspritzung fällt. Insbesondere wird eine untere Kraftstoffdruckposition basierend auf einer Motordrehzahl und einer Phase einer Nockenwelle (einer Drehphase der Nockenwelle in Bezug auf eine Kurbelwelle) geschätzt, um die untere Kraftstoffdruckposition basierend auf einem Kraftstoffdruckerfassungssignal zu lernen einem Kraftstoffdrucksensor und dann wird eine endgültige untere Position des Kraftstoffdrucks basierend auf diesen geschätzten und gelernten Werten der unteren Position des Kraftstoffdrucks berechnet.
  • Kurzfassung der Erfindung
  • Bei einer Vorrichtung, die in Patentliteratur 1 gezeigt wird, ist der Kraftstoffdruck in dem Akkumulator niedriger als der Ventilöffnungs-Begrenzungsdruck des Kraftstoffinjektors, ist aber höher als ein normaler Bereich, wenn das Überströmventil geöffnet ist. Falls der Akkumulator bei einem Druck, der höher ist als der normale Bereich, kontinuierlich verwendet wird, ist es wahrscheinlich, dass der Standhaltedruck des Akkumulators gesenkt werden kann. Dagegen ist es vorstellbar, dass der Kraftstoffdruck in dem Akkumulator derart verringert wird, dass dieser keine Verschlechterung hinsichtlich des Standhaltedrucks bewirkt, wenn das Überströmventil geöffnet ist.
  • Falls sich die Hochdruckkraftstoffpumpe verschlechtert oder ein Kraftstoff mit niedriger Viskosität verwendet wird, wird der Kraftstoffdruck in dem Akkumulator allerdings höher als der normale Bereich und wird niedriger als der Ventilöffnungsdruck des Überströmventils, wenn die Hochdruckkraftstoffpumpe eine Fehlfunktion aufweist. In diesem Fall ist das Überströmventil nicht geöffnet und der Akkumulator wird bei einem Druck, welcher höher ist als der normale Bereich, kontinuierlich verwendet.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Steuervorrichtung für eine Maschine mit interner Verbrennung vorzusehen, welche einen Kraftstoffdruck in einem Akkumulator in einfacher Weise verringert, wenn eine Hochdruckkraftstoffpumpe eine Fehlfunktion aufweist, selbst falls sich die Hochdruckkraftstoffpumpe verschlechtert oder ein Kraftstoff mit niedriger Viskosität verwendet wird.
  • Die vorstehende Aufgabe wird mit einer Steuervorrichtung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der sich daran anschließenden Ansprüche.
  • Gemäß einem Aspekt bzw. einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird eine Steuervorrichtung auf eine Maschine mit interner Verbrennung angewendet, welche mit einer Hochdruckkraftstoffpumpe, die durch eine Antriebswelle der Maschine mit interner Verbrennung angetrieben wird, um einen Kraftstoff abzuführen, der in einer Druckbeaufschlagungskammer beaufschlagt wird, einem Akkumulator, der einen Hochdruckkraftstoff ansammelt, der aus der Hochdruckkraftstoffpumpe abgeführt wird, und einem Überströmventil, welches geöffnet ist, wenn ein Kraftstoffdruck in dem Akkumulator höher ist als ein spezifizierter Druck, um den Kraftstoff in dem Akkumulator zu einer spezifizierten Kammer rückzuführen, in welcher ein Kraftstoff einen niedrigeren Druck aufweist als ein Kraftstoff in der Druckbeaufschlagungskammer, vorgesehen ist. Eine Leerlauf-Geschwindigkeit der Maschine mit interner Verbrennung wird auf eine spezifizierte Geschwindigkeit erhöht, wenn der Kraftstoffdruck in dem Akkumulator für eine erste Dauer oder länger höher gewesen ist als ein Bestimmungsdruck, welcher niedriger ist als der spezifizierte Druck.
  • Die Hochdruckkraftstoffpumpe wird durch die Antriebswelle der internen Brennkammer angetrieben und führt einen Kraftstoff ab, welcher in der Druckbeaufschlagungskammer beaufschlagt worden ist. Der Kraftstoff, der ausgehend von der Hochdruckkraftstoffpumpe abgeführt wird, wird in einem beaufschlagten Zustand in dem Akkumulator gespeichert. Wenn der Kraftstoffdruck in dem Akkumulator höher ist als ein spezifizierter Druck, ist das Überströmventil geöffnet, sodass der Kraftstoff in dem Akkumulator in eine spezifizierte Kammer rückgeführt wird, in welcher ein Kraftstoff einen niedrigeren Druck aufweist als ein Kraftstoff in der Druckbeaufschlagungskammer. Indem das Überströmventil geöffnet wird, kann der Kraftstoffdruck in dem Akkumulator derart gesenkt werden, dass dieser niedriger ist als der Kraftstoffdruck in der Druckbeaufschlagungskammer. Es kann eingeschränkt werden, dass sich ein Standhaltedruck des Akkumulators verschlechtert.
  • Eine Leerlauf-Geschwindigkeit der Maschine mit interner Verbrennung wird auf eine spezifizierte Geschwindigkeit erhöht, wenn der Kraftstoffdruck in dem Akkumulator für eine erste Dauer oder länger höher gewesen ist als ein Bestimmungsdruck, welcher niedriger ist als der spezifizierte Druck. Die Hochdruckkraftstoffpumpe wird durch die Antriebswelle der Maschine mit interner Verbrennung angetrieben. Indem die Leerlauf-Geschwindigkeit der Maschine mit interner Verbrennung erhöht wird, kann die Abführmenge der Hochdruckkraftstoffpumpe erhöht werden. Somit kann der Kraftstoffdruck in dem Akkumulator in einfacher Weise auf den Ventilöffnungsdruck des Überströmventils erhöht werden, selbst falls sich die Hochdruckkraftstoffpumpe verschlechtert oder der Kraftstoff mit niedriger Viskosität verwendet wird. Im Ergebnis kann der Kraftstoffdruck in dem Akkumulator in einfacher Weise verringert werden, wenn die Hochdruckkraftstoffpumpe eine Fehlfunktion aufweist, sodass der Entwurfs-Standhaltedruck des Akkumulators gesenkt werden kann.
  • Figurenliste
  • Die vorstehende und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die hierin beschriebenen Zeichnungen deutlich werden.
    • 1 ein schematisches Diagramm, das eine Maschine und deren periphere Konfiguration zeigt.
    • 2 ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einer Abfuhr einer Hochdruckkraftstoffpumpe und einer Abführdruck-Variation einer Hochdruckkraftstoffpumpe in einem Zustand zeigt, in welchem keine Kraftstoffeinspritzung durchgeführt wird.
    • 3 ein anderes Diagramm, das eine Beziehung zwischen einer Abfuhr einer Hochdruckkraftstoffpumpe und einer Abführdruck-Vanation einer Hochdruckkraftstoffpumpe in einem Zustand zeigt, in welchem keine Kraftstoffeinspritzung durchgeführt wird.
    • 4 ein anderes Diagramm, das eine Beziehung zwischen einer Abfuhr einer Hochdruckkraftstoffpumpe und einer Abführdruck-Vanation einer Hochdruckkraftstoffpumpe in einem Zustand zeigt, in welchem keine Kraftstoffeinspritzung durchgeführt wird.
    • 5 ein Diagramm, das eine Druckvariation bei einem Leerlaufzustand zeigt, wenn eine Hochdruckkraftstoffpumpe eine Fehlfunktion aufweist.
    • 6 ein Flussdiagramm, das ein Verfahren einer Maschinensteuerung zum Vorantreiben bzw. Beschleunigen einer Öffnung eines Überströmventils zeigt.
    • 7 ein Zeitdiagramm, das einen Betrieb der Maschinensteuerung zeigt, die in 6 gezeigt wird.
    • 8 ein Zeitdiagramm, das einen anderen Betrieb der Maschinensteuerung zeigt, die in 6 gezeigt wird.
  • Beschreibung der Ausführungsformen
  • Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen wird eine Ausführungsform, welche auf eine Vierzylinder-Benzinmaschine (Maschine mit interner Verbrennung) angewendet wird, beschrieben werden.
  • Wie in 1 gezeigt wird, ist eine Maschine 10 mit einer Kurbelwelle 12 (einer Antriebswelle), einem Nocken 14, einer Niedrigdruckkraftstoffpumpe 20, einer Hochdruckkraftstoffpumpe 30, einem Liefer- bzw. Zufuhrrohr 60, einem Kraftstoffinjektor 62, einem Überströmventil 80 und dergleichen vorgesehen. Der Nocken 14 wird durch die Kurbelwelle 12 angetrieben.
  • Die Niedrigdruckkraftstoffpumpe 20 saugt den Kraftstoff in einen Kraftstofftank 18, beaufschlagt den Kraftstoff und führt den beaufschlagten Kraftstoff ab. Der Druck eines Kraftstoffs, der durch die Niedrigdruckkraftstoffpumpe 20 abgeführt wird, wird durch einen (nicht näher dargestellten) Regler reguliert.
  • Die Hochdruckkraftstoffpumpe 30 beinhaltet einen Zylinderkörper 32, einen Stößel 34, ein Messventil 36, ein Abführventil 38 und dergleichen.
  • Der Zylinderkörper 32 definiert eine Niedrigdruckkammer 40 und eine Druckbeaufschlagungskammer 42. Der Kraftstoff, der durch die Niedrigdruckkraftstoffpumpe 20 abgeführt wird, wird der Niedrigdruckkammer 40 (die einer spezifizierten Kammer entspricht) durch ein Rohr 22 zugeführt. Das heißt, dass der Kraftstoff, der durch die Niedrigdruckkraftstoffpumpe 20 abgeführt wird, in der Niedrigdruckkammer 40 gespeichert wird. Die Niedrigdruckkammer 40 und die Druckbeaufschlagungskammer 42 sind durch das Messventil 36 fluidmäßig miteinander verbunden. Das Messventil 36 schaltet eine Verbindung zwischen der Niedrigdruckkammer 40 und der Druckbeaufschlagungskammer 42 um. Das Messventil 36 wird durch eine ECU (elektrische bzw. elektronische Steuereinheit) 90 gesteuert.
  • Ein Stößel 34 wird auf eine derartige Weise durch den Zylinderkörper 32 gelagert, dass dieser sich darin hin und her bewegt. Der Stößel 34 wird durch die Drehung des Nockens 14 angetrieben. Der Stößel 34 bewegt sich hin und her, um den Kraftstoff aus der Niedrigdruckkammer 40 in die Druckbeaufschlagungskammer 42 zu saugen und den Kraftstoff in der Druckbeaufschlagungskammer 42 zu beaufschlagen. Der Kraftstoff, der in der Druckbeaufschlagungskammer 42 beaufschlagt wird, wird dem Zufuhrrohr 60 durch das Abführventil 38 und das Rohr 44 zugeführt. Das Abführventil 38 ist ein Rückschlagventil, das es Kraftstoff ermöglicht, nur aus der Druckbeaufschlagungskammer 42 zu dem Rohr 44 zu strömen, und öffnet sich, wenn der Druck des Kraftstoffs in der Druckbeaufschlagungskammer 42 gleich oder höher als ein vorgegebener Abführdruck wird.
  • Das Zuführ- bzw. Zufuhrrohr 60 (das einem Akkumulator entspricht) speichert den Hochdruckkraftstoff, der aus der Hochdruckkraftstoffpumpe 30 abgeführt wird. Das Überströmventil 80 ist geöffnet, wenn der Kraftstoffdruck in dem Zufuhrrohr 60 (Rohr 44) höher ist als der Ventilöffnungsdruck (welcher einem vorgegebenen Druck entspricht), sodass der Kraftstoff in dem Zufuhrrohr 60 zu der Niedrigdruckkammer 40 rückgeführt wird. Dieser Ventilöffnungsdruck ist niedriger eingestellt als ein Standhaltedruck (Rail- bzw. Sammelschienen-Druckwiderstand), bevor sich das Zufuhrrohr 60 verschlechtert (ermüdet). Der Kraftstoffdruck in der Niedrigdruckkammer 40 ist niedriger als der Kraftstoffdruck in der Druckbeaufschlagungskammer 42. Wenn das Überströmventil 80 geöffnet ist, wird der Kraftstoffdruck in dem Zufuhrrohr 60 bei dem Kraftstoffdruck in der Niedrigdruckkammer 40 beibehalten.
  • An dem Zufuhrrohr 60 sind vier Kraftstoffinjektoren 62 vorgesehen. Der Kraftstoffinjektor 62 spritzt den Kraftstoff in dem Zufuhrrohr 60 direkt in den Zylinder der Maschine 10 ein. Der Kraftstoffinjektor 62 wird durch die ECU 90 gesteuert.
  • Die ECU 90 (die einer Steuervorrichtung entspricht) ist ein Mikrocomputer, der eine CPU, eine ROM, eine RAM, eine Antriebsschaltung, eine Eingabe-/Ausgabe-Schnittstelle und dergleichen beinhaltet. Die ECU 90 ist eine Maschinen-ECU zum Steuern der Maschine 10 und führt eine Leerlauf-Geschwindigkeitssteuerung aus, bei welcher eine Leerlauf-Geschwindigkeit bei einer Soll-Leerlauf-Geschwindigkeit gehalten wird.
  • Es wird ein Betrieb der Hochdruckkraftstoffpumpe 30 beschrieben werden.
  • (1) Ansaughub
  • Wenn der Stößel 34 hinabgleitet, um den Kraftstoffdruck in der Druckbeaufschlagungskammer 42 zu verringern, wird der Kraftstoff aus der Niedrigdruckkammer in die Druckbeaufschlagungskammer 42 eingeführt. Anschließend steuert die ECU 90 das Messventil 36, um so den Ventilöffnungszustand beizubehalten.
  • (2) Rückführhub
  • In einem Zustand, in welchem das Messventil 36 geöffnet ist, selbst wenn der Stößel 34 von einem unteren Totpunkt zu einem oberen Totpunkt hinaufgleitet, wird der Kraftstoff in der Druckbeaufschlagungskammer 42 durch das Messventil 36 zu der Niedrigdruckkammer rückgeführt.
  • (3) Druckbeaufschlagungshub
  • Während des Rückführhubs schließt die ECU 90 das Messventil 36. Wenn der Stößel 34 zu dem oberen Totpunkt hinaufgleitet, wird der Kraftstoff in der Druckbeaufschlagungskammer 42 beaufschlagt. Anschließend ist ein Abführventil 38 geöffnet, wenn der Kraftstoffdruck in der Druckbeaufschlagungskammer 42 einen vorgegebenen Druck überschreitet. Der Kraftstoff, der ausgehend von dem Abführventil 38 abgeführt wird, wird in dem Zufuhrrohr 60 gespeichert und dem Kraftstoffinjektor 62 zugeführt.
  • Die Hochdruckkraftstoffpumpe 30 führt den beaufschlagten Kraftstoff ab, indem die vorstehenden Hübe (1) - (3) wiederholt werden. Die Abführmenge von Kraftstoff wird angepasst, indem ein Ventilschließzeitpunkt des Messventils 36 gesteuert wird.
  • 2 zeigt ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einer Abfuhr der Hochdruckkraftstoffpumpe 30 und einer Abführdruck-Variation der Hochdruckkraftstoffpumpe 30 in einem Zustand zeigt, in welchem keine Kraftstoffeinspritzung durchgeführt wird. In 2 läuft bzw. arbeitet die Maschine 10 bei 600 rpm, was einem Leerlaufzustand entspricht, und die Hochdruckkraftstoffpumpe 30 führt den Kraftstoff ab, während der Kraftstoffinjektor 62 keinen Kraftstoff einspritzt. Wie in 2 gezeigt wird, steigt der Kraftstoffdruck in dem Zufuhrrohr 60 mit jeder Abfuhr durch die Hochdruckpumpe 30. Nach ungefähr einer Zeit von 0,5 s erreicht der Kraftstoffdruck einen oberen Begrenzungsdruck, bei welchem eine Einspritzung durch den Kraftstoffinjektor 62 gesteuert werden kann. Anschließend erreicht der Kraftstoffdruck den Ventilöffnungsdruck des Überströmventils 80, sodass das Überströmventil 80 geöffnet ist, nachdem die Hochdruckpumpe 30 den Kraftstoff sechsmal abgeführt hat. Wenn das Überströmventil 80 geöffnet ist, wird der Kraftstoffdruck in dem Zufuhrrohr 60 bei dem Kraftstoffdruck in der Niedrigdruckkammer 40 beibehalten. Der Druck, der durch eine gestrichelte Linie angezeigt wird, zeigt einen Fall, bei welchem ein Zwischenraum des Stößels 34 innerhalb eines Toleranzbereichs minimal ist.
  • 3 zeigt die gleiche Beziehung wie 2 in einem Fall, bei welchem die Maschine bei 2500 rpm läuft, was die obere Begrenzung für einen Fail-Safe ist. Wie in 3 gezeigt wird, steigt der Kraftstoffdruck in dem Zufuhrrohr 60 mit jeder Abfuhr durch die Hochdruckpumpe 30. Nach ungefähr einer Zeit von 0,1 s erreicht der Kraftstoffdruck einen oberen Begrenzungsdruck, bei welchem eine Einspritzung durch den Kraftstoffinjektor 62 gesteuert werden kann. Anschließend erreicht der Kraftstoffdruck den Ventilöffnungsdruck des Überströmventils 80, sodass das Überströmventil 80 geöffnet ist, nachdem die Hochdruckpumpe 30 den Kraftstoff fünfmal abgeführt hat. Wenn das Überströmventil 80 geöffnet ist, wird der Kraftstoffdruck in dem Zufuhrrohr 60 bei dem Kraftstoffdruck in der Niedrigdruckkammer 40 beibehalten.
  • 4 zeigt die gleiche Beziehung wie 2 in einem Fall, bei welchem die Maschine bei 600 rpm läuft, ein Hubbetrag des Stößels 34 klein bzw. gering ist, ein Zwischenraum des Stößels 34 innerhalb eines Toleranzbereichs maximal ist und die Kraftstofftemperatur 30 °C, 50 °C, 80 °C beträgt. Wie in 4 gezeigt wird, sinkt bzw. wird eine Anstiegsmenge des Kraftstoffdrucks in dem Zufuhrrohr 60 mit jeder Abfuhr durch die Hochdruckpumpe 30 verringert. Wenn die Kraftstofftemperatur höher ist, wird die Anzahl an Abfuhren erhöht, nachdem der Kraftstoffdruck die obere Begrenzung der Einspritzsteuerung erreicht, bis der Kraftstoffdruck den Überströmventilöffnungsdruck erreicht.
  • 5 zeigt ein Diagramm, das eine Druckvariation in einem Fall zeigt, bei welchem sich die Maschine 10 in einem Leerlaufzustand befindet und die Hochdruckkraftstoffpumpe 30 eine Fehlfunktion aufweist. Zu einer Zeit von t11 tritt bei einem Antriebssystem oder einem Steuersystem der Hochdruckpumpe 30 eine Fehlfunktion auf. Anschließend variiert die Abführmenge der Hochdruckpumpe 30 nicht von einer maximalen Menge (der Gesamtmenge bei dem Druckbeaufschlagungshub).
  • Bevor sich die Hochdruckkraftstoffpumpe 30 verschlechtert, wie durch eine durchgehende Linie gezeigt wird, wird der Kraftstoffdruck in dem Zufuhrrohr 60 steil erhöht und das Überströmventil 80 ist zu einer Zeit von t12 geöffnet. Nachdem sich die Hochdruckkraftstoffpumpe 30 verschlechtert hat, wie durch eine gestrichelte Linie gezeigt wird, ist ein Zwischenraum des Stößels 34 groß und der Kraftstoffdruck in dem Zufuhrrohr 60 wird allmählich erhöht. Der Kraftstoffdruck in dem Zufuhrrohr 60 erreicht einen Ventilöffnungsdruck des Überströmventils 80 nicht. Anschließend kann das Zufuhrrohr 60 verschlechtert (ermüdet) sein und der Standhaltedruck des Zufuhrrohrs 60 fällt unter den Kraftstoffdruck in dem Zufuhrrohr 60, wenn das Zufuhrrohr 60 unter einem Druck, welcher höher ist als ein normaler Bereich, kontinuierlich verwendet wird. Ferner ist es wahrscheinlich, dass der Kraftstoffdruck in dem Zufuhrrohr 60 einen oberen Begrenzungsdruck überschreiten kann, bei welchem der Kraftstoffinjektor 62 gesteuert werden kann. Falls der Kraftstoffdruck in dem Zufuhrrohr 60 den oberen Begrenzungsdruck überschreitet, bei welchem eine Einspritzung durch den Kraftstoffinjektor 62 gesteuert werden kann, ist es wahrscheinlich, dass der Kraftstoff aus dem Zufuhrrohr 60, dem Rohr 44 und dem Kraftstoffinjektor 62 auslecken bzw. austreten kann.
  • Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird eine Maschinensteuerung zum Öffnen des Überströmventils 80 durchgeführt, wenn bei der Hochdruckkraftstoffpumpe 30 eine Fehlfunktion auftritt. 6 zeigt ein Flussdiagramm, welches das Verfahren der Maschinensteuerung zeigt. Das Verfahren wird wiederholt durch die ECU 90 durchgeführt.
  • Zuerst wird bestimmt, ob der Kraftstoffdruck in dem Zufuhrrohr 60 höher ist als der Anomalitäts-Bestimmungsdruck (S11). Der Anomalitäts-Bestimmungsdruck (Bestimmungsdruck) ist niedriger als der Standhaltedruck nach einer Verschlechterung des Zufuhrrohrs 60. Der Anomalitäts-Bestimmungsdruck ist niedriger als ein oberer Begrenzungsdruck, bei welchem eine Einspritzung durch den Kraftstoffinjektor 62 gesteuert werden kann. Der Anomalitäts-Bestimmungsdruck ist niedriger als ein Ventilöffnungsdruck des Überströmventils 80. Wenn bestimmt wird, dass der Kraftstoffdruck in dem Zufuhrrohr 60 höher ist als der Anomalitäts-Bestimmungsdruck (S 11: JA), wird ein Wert eines Anomalitäts-Zählers (i) hochgezählt (S12). Genauer gesagt wird ein vorheriger Wert des Anomalitäts-Zählers (i-1) um „1“ hochgezählt, um einen gegenwärtigen Wert des Anomalitäts-Zählers (i) zu erhalten. Dagegen wird der Wert des Anomalitäts-Zählers (i) auf „0“ zurückgesetzt, wenn bestimmt wird, dass der Kraftstoffdruck in dem Zufuhrrohr 60 nicht höher ist als der Anomalitäts-Bestimmungsdruck (S11: NEIN).
  • Anschließend wird bestimmt, ob der Wert des Anomalitäts-Zählers (i) größer ist als ein erster Anomalitäts-Bestimmungswert (S14). Der erste Anomalitäts-Bestimmungswert ist ein Wert, bei welchem bestimmt werden kann, dass der Kraftstoffdruck in dem Zufuhrrohr 60 nicht den Ventilöffnungsdruck des Zufuhrrohrs 60 erreicht. Eine Dauer ab dem Zeitpunkt, wenn der Kraftstoffdruck in dem Zufuhrrohr 60 den Anomalitäts-Bestimmungsdruck übersteigt, bis zu dem Zeitpunkt, wenn der Wert des Anomalitäts-Zählers (i) den ersten Anomalitäts-Bestimmungswert beträgt, entspricht der ersten Dauer. Wenn bestimmt wird, dass der Wert des Anomalitäts-Zählers (i) größer ist als der erste Anomalitäts-Bestimmungswert (S14: JA), wird die Soll-Leerlauf-Geschwindigkeit der Maschine 10 auf eine spezifizierte Geschwindigkeit erhöht (S15). Die spezifizierte Geschwindigkeit ist zum Beispiel auf 1000 rpm eingestellt. Dagegen ist die Soll-Leerlauf-Geschwindigkeit der Maschine 10 auf eine normale Soll-Leerlauf-Geschwindigkeit (zum Beispiel 600 rpm) eingestellt (S16), wenn bestimmt wird, dass der Wert des Anomalitäts-Zählers (i) nicht größer ist als der erste Anomalitäts-Bestimmungswert (S14: NEIN).
  • Anschließend wird bestimmt, ob der Wert des Anomalitäts-Zählers (i) größer ist als ein zweiter Anomalitäts-Bestimmungswert, welcher größer ist als der erste Anomalitäts-Bestimmungswert (S17). Der zweite Anomalitäts-Bestimmungswert ist auf einen Wert eingestellt, bei welchem eingeschränkt werden kann, dass der Standhaltedruck des Zufuhrrohrs 60 aufgrund einer Verschlechterung des Zufuhrrohrs 60 verringert wird. Eine Dauer ab dem Zeitpunkt, wenn der Wert des Anomalitäts-Zählers (i) der erste Anomalitäts-Bestimmungswert wird, bis zu dem Zeitpunkt, wenn der Wert des Anomalitäts-Zählers (i) der zweite Anomalitäts-Bestimmungswert wird, entspricht einer zweiten Dauer. Wenn bestimmt wird, dass der Wert des Anomalitäts-Zählers (i) größer ist als der erste Anomalitäts-Bestimmungswert (S17: JA), wird die Maschine 10 gestoppt (S18). Genauer gesagt wird die Kraftstoffeinspritzung durch den Kraftstoffinjektor 62 beendet und eine Zündung durch die Zündkerze wird gestoppt. Anschließend wird das Verfahren beendet (ENDE). Dagegen wird das Verfahren beendet (ENDE), wenn bestimmt wird, dass der Wert des Anomalitäts-Zählers (i) nicht größer ist als der zweite Anomalitäts-Bestimmungswert (S17: NEIN).
  • 7 zeigt ein Zeitdiagramm, das einen Betrieb der Maschinensteuerung zeigt, die in 6 gezeigt wird.
  • Zu einer Zeit von t21 wird der Kraftstoffdruck in dem Zufuhrrohr 60 höher als der Anomalitäts-Bestimmungsdruck und der Anomalitäts-Zähler (i) fängt an zu zählen. Nach der Zeit von t21 steigt der Kraftstoffdruck in dem Zufuhrrohr 60, erreicht aber nicht den Ventilöffnungsdruck des Überströmventils 80. Zu einer Zeit von t22 wird der Wert des Anomalitäts-Zählers (i) größer als der erste Anomalitäts-Bestimmungswert und die Soll-Leerlauf-Geschwindigkeit der Maschine 10 wird auf 1000 rpm erhöht. Nach der Zeit von t22 wird die Abführmenge der Hochdruckkraftstoffpumpe 30 erhöht und der Kraftstoffdruck in dem Zufuhrrohr 60 wird erhöht. Zu einer Zeit von t23 wird der Kraftstoffdruck in dem Zufuhrrohr 60 auf einen Ventilöffnungsdruck des Überströmventils 80 erhöht, sodass das Überströmventil 80 geöffnet ist. Dadurch wird der Kraftstoffdruck in dem Zufuhrrohr 60 auf den Kraftstoffdruck in der Niedrigdruckkammer 40 verringert und die Soll-Leerlauf-Geschwindigkeit der Maschine 10 wird auf 600 rpm eingestellt. Nach der Zeit von t23 wird die Ist-Leerlauf-Geschwindigkeit der Maschine 10 bei ungefähr 600 rpm beibehalten.
  • Allerdings ist es wahrscheinlich, dass sich die Hochdruckpumpe 30 exzessiv verschlechtert oder unerwartet der Kraftstoff mit niedriger Viskosität verwendet wird. In diesem Fall kann der Kraftstoffdruck in dem Zufuhrrohr 60 einen Ventilöffnungsdruck des Überströmventils 80 nicht erhöhen, selbst falls die Leerlauf-Geschwindigkeit der Maschine 10 auf eine spezifizierte Geschwindigkeit erhöht wird. Im Ergebnis kann der Standhaltedruck des Zufuhrrohrs 60 verringert werden.
  • Gemäß der Maschinensteuerung, die in 6 gezeigt wird, wird die Maschine 10 abgeschaltet, wenn der Wert des Anomalitäts-Zählers (i) größer ist als der zweite Anomalitäts-Bestimmungswert. 8 zeigt ein Zeitdiagramm, welches den vorstehenden Betrieb zeigt.
  • Zu einer Zeit von t31 wird der Kraftstoffdruck in dem Zufuhrrohr 60 höher als der Anomalitäts-Bestimmungsdruck und der Anomalitäts-Zähler (i) fängt an zu zählen. Nach der Zeit von t31 steigt der Kraftstoffdruck in dem Zufuhrrohr 60, erreicht aber nicht den Ventilöffnungsdruck des Überströmventils 80. Zu einer Zeit von t32 wird der Wert des Anomalitäts-Zählers (i) größer als der erste Anomalitäts-Bestimmungswert und die Soll-Leerlauf-Geschwindigkeit der Maschine 10 wird auf 1000 rpm erhöht. Nach der Zeit von t32 wird die Kraftstoffmenge erhöht, die aus der Hochdruckkraftstoffpumpe 30 abgeführt wird, und der Kraftstoffdruck in dem Zufuhrrohr 60 wird erhöht. Aber der Kraftstoffdruck in dem Zufuhrrohr 60 erreicht den Ventilöffnungsdruck des Überströmventils 80 nicht. Zu einer Zeit von t33 wird der Wert des Anomalitäts-Zählers (i) größer als der zweite Anomalitäts-Bestimmungswert und die Maschine 10 wird abgeschaltet. Nach der Zeit von t33 wird der Kraftstoffdruck in dem Zufuhrrohr 60 allmählich verringert, da die Hochdruckkraftstoffpumpe 30 die Kraftstoffabfuhr stoppt.
  • Die Maschinengeschwindigkeit kann aufgrund der Betätigung eines Gaspedals durch einen Fahrer des Fahrzeugs über die Leerlauf-Geschwindigkeit hinaus erhöht werden. Auch wird in diesem Fall die Abführmenge der Hochdruckkraftstoffpumpe 30 erhöht und der Kraftstoffdruck in dem Zufuhrrohr 60 wird höher als der Ventilöffnungsdruck des Überströmventils 80, sodass das Überströmventil 80 geöffnet ist, um den Kraftstoffdruck in dem Zufuhrrohr 60 zu verringern. Die Soll-Leerlauf-Geschwindigkeit der Maschine 10 ist auf 600 rpm eingestellt.
  • Die vorstehend beschriebene vorliegende Ausführungsform weist die folgenden Vorteile auf.
  • Wenn der Kraftstoffdruck in dem Kraftstoffrohr 60 für eine Dauer, welche länger ist als die erste Dauer, höher gewesen ist als der Anomalitäts-Bestimmungsdruck, wird die Leerlauf-Geschwindigkeit der Maschine 10 auf eine spezifizierte Geschwindigkeit erhöht. Die Hochdruckkraftstoffpumpe 30 wird durch die Kurbelwelle 12 der Maschine 10 angetrieben. Indem die Leerlauf-Geschwindigkeit der Maschine 10 erhöht wird, kann die Abführmenge der Hochdruckkraftstoffpumpe 30 erhöht werden. Somit kann der Kraftstoffdruck in dem Zufuhrrohr 60 in einfacher Weise auf den Ventilöffnungsdruck des Überströmventils 80 erhöht werden, selbst falls sich die Hochdruckkraftstoffpumpe 30 verschlechtert oder der Kraftstoff mit niedriger Viskosität verwendet wird. Im Ergebnis kann der Kraftstoffdruck in dem Zufuhrrohr 60 in einfacher Weise verringert werden, wenn die Hochdruckkraftstoffpumpe 30 eine Fehlfunktion aufweist, sodass der Entwurfs-Standhaltedruck des Zufuhrrohrs 60 gesenkt werden kann.
  • Wenn die Leerlauf-Geschwindigkeit der Maschine 10 auf die vorgegebene Geschwindigkeit erhöht wird und der Kraftstoffdruck in dem Zufuhrrohr 60 für die zweite Dauer oder länger höher gewesen ist als der Anomalität-Bestimmungsdruck, wird die Maschine 10 abgeschaltet. Wenn das Überströmventil 80 nicht geöffnet ist, obschon die Leerlauf-Geschwindigkeit der Maschine 10 erhöht wird, wird die Maschine 10 abgeschaltet, sodass eine Verschlechterung hinsichtlich des Standhaltedrucks des Zufuhrrohrs 60 eingeschränkt werden kann.
  • Da der Kraftstoff aus dem Zufuhrrohr 60 durch das Überströmventil 80 zu der Niedrigdruckkammer 40 rückgeführt wird, kann eingeschränkt werden, dass die Kraftstofftemperatur in dem Kraftstofftank 18 erhöht wird.
  • Der Anomalitäts-Bestimmungsdruck ist niedriger eingestellt als der obere Begrenzungsdruck, bei welchem die Kraftstoffeinspritzung durch den Kraftstoffinjektor 62 gesteuert werden kann. Somit kann vermieden werden, dass die Kraftstoffeinspritzung durch den Kraftstoffinjektor 62 nicht steuerbar wird, selbst wenn die Hochdruckkraftstoffpumpe 30 eine Fehlfunktion aufweist.
  • Der Anomalitäts-Bestimmungsdruck ist niedriger eingestellt als der Standhaltedruck, wenn sich das Zufuhrrohr 60 verschlechtert. Somit kann der Kraftstoffdruck in dem Zufuhrrohr 60 niedriger gehalten werden als der Standhaltedruck, selbst wenn sich das Zufuhrrohr 60 verschlechtert und die Hochdruckkraftstoffpumpe 30 eine Fehlfunktion aufweist.
  • Es ist anzumerken, dass die vorstehende Ausführungsform modifiziert werden kann, wie nachfolgend beschrieben ist. Die gleichen Bauteile wie die der vorstehenden Ausführungsform werden durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet und deren Beschreibung wird weggelassen werden.
  • Wenn der Kraftstoffdruck für die erste Dauer oder länger höher gewesen ist als der Anomalitäts-Bestimmungsdruck, kann die Leerlauf-Geschwindigkeit der Maschine 10 auf 800 rpm oder 1200 rpm erhöht werden.
  • Der Kraftstoff kann ausgehend von dem Zufuhrrohr 60 durch das Überströmventil 80 zu dem Rohr 22 und dem Kraftstofftank 18 rückgeführt werden.
  • In dem Flussdiagramm von 6 können die Prozesse von S17 und S18 weggelassen werden.
  • Es kann nicht nur eine Direkteinspritzmaschine, die Benzin als einen Kraftstoff verwendet, sondern auch eine Direkteinspritzmaschine, welche Ethanol als einen Kraftstoff verwendet, oder eine Dieselmaschine, welche eine Common-Rail beinhaltet, als die Maschine 10 übernommen werden.
  • Obwohl die vorliegende Offenbarung auf Grundlage der vorstehenden Ausführungsformen beschrieben wird, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die Ausführungsformen und die Strukturen beschränkt. Die vorliegende Offenbarung soll vielmehr auch verschiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen abdecken. Außerdem können bei der vorliegenden Offenbarung verschiedene Kombinationen und Bildungen sowie andere Kombinationen und Bildungen, die ein, mehr als ein oder weniger als ein Element beinhalten, hergestellt sein.

Claims (5)

  1. Steuervorrichtung (90) für eine Maschine mit interner Verbrennung, welche mit einer Hochdruckkraftstoffpumpe (30), die durch eine Antriebswelle (12) der Maschine (10) mit interner Verbrennung angetrieben wird, um einen Kraftstoff abzuführen, der in einer Druckbeaufschlagungskammer (42) beaufschlagt ist, einem Akkumulator (60), der konfiguriert ist, einen Hochdruckkraftstoff anzusammeln, der aus der Hochdruckkraftstoffpumpe abgeführt wurde, und einem Überströmventil (80), welches konfiguriert ist, sich zu öffnen und, wenn ein Kraftstoffdruck in dem Akkumulator höher ist als ein spezifizierter Druck, um den Kraftstoff in dem Akkumulator zu einer spezifizierten Kammer (40) rückzuführen, in welcher ein Kraftstoff einen niedrigeren Druck aufweist als der Druck des Kraftstoffs in der Druckbeaufschlagungskammer, versehen ist, wobei die Steuereinrichtung derart konfiguriert ist, dass eine Leerlauf-Geschwindigkeit der Maschine mit interner Verbrennung auf eine spezifizierte Geschwindigkeit erhöhtwird, wenn der Kraftstoffdruck in dem Akkumulator für eine erste Dauer oder länger höher gewesen ist als ein Anomalitäts-Bestimmungsdruck, welcher niedriger ist als der spezifizierte Druck.
  2. Steuervorrichtung für eine Maschine mit interner Verbrennung gemäß Anspruch 1, die derart konfiguriert ist, dass die Maschine mit interner Verbrennung abgeschaltet wird, wenn die Leerlauf-Geschwindigkeit der Maschine mit interner Verbrennung auf die spezifizierte Geschwindigkeit erhöht wird und der Kraftstoffdruck in dem Akkumulator für eine zweite Dauer oder länger höher als der Anomalitäts-Bestimmungsdruck gewesen ist.
  3. Steuervorrichtung für eine Maschine mit interner Verbrennung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Maschine mit interner Verbrennung mit einer Niedrigdruckkraftstoffpumpe (20) versehen ist, welche einen beaufschlagten Kraftstoff zu der Hochdruckkraftstoffpumpe abführt, die spezifizierte Kammer eine Niedrigdruckkammer (40) ist, welche den Kraftstoff ansammelt, der durch die Niedrigdruckkraftstoffpumpe abgeführt wird.
  4. Steuervorrichtung für eine Maschine mit interner Verbrennung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, die derart konfiguriert ist, dass der Anomalitäts-Bestimmungsdruck niedriger eingestellt wird als ein oberer Begrenzungsdruck, bei welchem eine Kraftstoffeinspritzung durch den Kraftstoffinjektor (62) steuerbar ist.
  5. Steuervorrichtung für eine Maschine mit interner Verbrennung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, die derart konfiguriert ist, dass der Anomalitäts-Bestimmungsdruck niedriger eingestellt wird als ein Standhaltedruck, wenn sich der Akkumulator verschlechtert.
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