DE19600693B4

DE19600693B4 - Kraftstoffzuführsystem für Motoren mit einer Kraftstoffdruckregelung

Info

Publication number: DE19600693B4
Application number: DE19600693A
Authority: DE
Inventors: Masao Kariya Yonekawa; Yoshihiro Kariya Majima; Makoto Kariya Miwa; Kazuji Kariya Minagawa; Kiyotoshi Kariya Oi
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1995-01-17
Filing date: 1996-01-10
Publication date: 2009-03-26
Anticipated expiration: 2016-01-11
Also published as: DE19600693A1; US5699772A

Abstract

Kraftstoffzuführsystem eines Verbrennungsmotors, um einen innerhalb eines Kraftstofftanks (21) gespeicherten Kraftstoff unter Druck mittels einer Kraftstoffpumpe (22) durch eine Kraftstoffleitung (24) sowie einen Kraftstofffilter (25) zu einem Einspritzer (20) zu fördern, und den Kraftstoff durch den Einspritzer in den Verbrennungsmotor (11) einzuspritzen, mit:
einer mit einer Geschwindigkeit veränderlichen Antriebseinrichtung (26), um einen Auslassdruck der Kraftstoffpumpe mit der Geschwindigkeit veränderlich zu regeln,
eine Einrichtung (28, 50) zur Erfassung eines Kraftstoffdrucks, welche stromabwärts von dem Kraftstofffilter angeordnet ist, um einen Kraftstoffdruck innerhalb der Kraftstoffleitung zu erfassen,
eine Einrichtung (34, 205) zur Korrektur einer Impulsweite, um eine Weite eines an den Einspritzer anzulegenden Impulses entsprechend dem durch die Einrichtung zur Erfassung des Kraftstoffdrucks erfassten Kraftstoffdruck zu korrigieren,
eine Einrichtung (34, 104–108) zur Regelung eines Kraftstoffdrucks, um die mit der Geschwindigkeit veränderliche Antriebseinrichtung durch eine Rückkopplung basierend auf dem durch die Einrichtung zur Erfassung des Kraftstoffdrucks erfassten Kraftstoffdruck zu regeln,...

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Kraftstoffzuführsystem für einen Motor mit einem verbesserten Mechanismus zur Regelung des Drucks eines Kraftstoffs, welcher unter Druck von einer Kraftstoffpumpe zu einem Einspritzer zugeführt wird.
In Kraftstoffzuführsystemen, welche beispielsweise der JP 6-050 230 A bzw. in deren Ursprungsdokument US 5 148 792 A und in dem US-Patent US 5 044 344 A offenbart sind, wird eine Spannung, welche an einen geschwindigkeitsvariablen Motor für das Antreiben einer Kraftstoffpumpe anlegbar ist, um Kraftstoff, welcher in einem Kraftstofftank gespeichert ist, einem Einspritzer unter Druck zuzuführen, durch eine „feedback"-Regelung bzw. Rückkopplungsregelung derart eingestellt, daß ein Kraftstoffdruck, welcher durch einen innerhalb einer Kraftstoffleitung installierten sowie unmittelbar stromab der Kraftstoffpumpe positionierten Kraftstoffdrucksensor erfaßt wird, gleich einem Zielkraftstoffdruck wird.
In den Kraftstoffzuführsystemen fällt der Kraftstoffdruck auf der Stelle ab, wenn der Kraftstoff von dem Kraftstoffeinspritzer durch Aufbringen von Impulsen eingespritzt wird, wie in den 17A und 17B gezeigt ist. Eine derartige Kraftstoffdruckschwankung tritt plötzlich in einem Kraftstoffsystem auf, welches keine Rückführleitung für das Zurückführen eines Teils des dem Einspritzer zugeführten Kraftstoffs in den Kraftstofftank hat.
Wenn bei dem konventionellen Kraftstoffzuführsystem gemäß der vorstehend beschriebenen Konstruktion ein derartiger Kraftstoffdruckabfall durch den Kraftstoffdrucksensor erfaßt wird, dann wird eine höhere Spannung an den geschwindigkeitsvariablen Motor für das Antreiben der Kraftstoffpumpe unter der Rückkopplungsregelung gemäß dem Ausmaß des Kraftstoffdruckabfalls angelegt. Es ist an dieser Stelle zu bemerken, daß der Kraftstoffdruck plötzlich zu der Zeit des Einspritzvorgangs des Kraftstoffs abfällt. Folglich wird durch das Anlegen einer hohen Spannung an den geschwindigkeitsvariablen Motor der Kraftstoffdruck auf einen höheren Wert angehoben als der ursprüngliche, wodurch der Kraftstoffdruck instabil gemacht wird. Als ein Ergebnis hiervon stimmt die aktuelle Menge an Kraftstoff, welcher von dem Einspritzer eingespritzt wird nicht mit der vorbestimmten Kraftstoffeinspritzmenge überein, welche durch einen Berechnungsvorgang bestimmt wird. Als ein Ergebnis hiervon weicht das Luft-Kraftstoffverhältnis bzw. die Luft- Kraftstoffmischung von einem vorbestimmten Wert ab.
Bei dem konventionellen Kraftstoffzuführsystem gemäß der vorstehend beschriebenen Konstruktion ist der Kraftstoffdrucksensor stromab sowie in unmittelbarer Nähe zur Kraftstoffpumpe sowie in einer Entfernung zum Einspritzer angeordnet. Folglich ist der Druckverlust einer Kraftstoffleitung zwischen dem Kraftstoffsensor sowie dem Einspritzer verhältnismäßig groß, wodurch verursacht wird, daß ein Kraftstoffdruck, welcher durch den Kraftstoffsensor gemessen wird, von einem Kraftstoffdruck abweicht, welcher von dem Einspritzer tatsächlich benötigt wird. Desweiteren ist in den konventionellen Kraftstoffzuführsystemen für gewöhnlich ein Kraftstoffilter in der Kraftstoffleitung derart angeordnet, daß er stromab zu dem Kraftstoffsensor positioniert ist. Die Anordnung eines derartigen Kraftstoffilters führt zu einer Erhöhung des Druckverlustes auf der stromabwärtigen Seite des Kraftstoffdrucksensors. Das bedeutet, daß der Kraftstoffdruck, welcher durch den Kraftstoffdrucksensor erfaßt wird, in erheblichem Maße der Beeinflussung des Druckverlustes ausgesetzt wird, welcher durch die Anordnung des Kraftstoffilters verursacht wird. Wie in der 18 dargestellt ist, verursacht insbesondere der Kraftstoffilter in Abhängigkeit der Strömungsrate des Kraftstoffs, den zu verändernden Grad des Kraftstoffverlustes. Desweiteren wird der Kraftstoffilter im Laufe der Zeit in zunehmendem Maße mit Schmutz oder ähnlichem verstopft, wodurch über die Jahre hinweg der Druckverlust erhöht wird. Das bedeutet, daß die Anordnung des Kraftstoffilters stromab zum Kraftstoffsensor es erschwert, den Kraftstoffdruck, welcher am Einspritzer benötigt wird, in korrekter Weise zu messen.
In einem Kraftstoffzuführsystem, welches in der JP 06-173 805 A offenbart ist, und zur Überwindung der vorstehend beschriebenen Nachteile vorgeschlagen wurde, wird ein Kraftstoffsensor stromab zum Kraftstoffilter angeordnet, wobei ein Druckspeicher mit einer großen Kapazität innerhalb der Kraftstoffleitung angeordnet ist, um eine Kraftstoffdruckschwankung zu absorbieren. Obgleich der Druckspeicher dazu dient, den Schwankungsgrad an Fluiddruck zu reduzieren, so schwankt der Kraftstoffdruck notwendiger Weise infolge einer Kraftstoffeinspritzung. Folglich kann eine stabile Einspritzmenge an Kraftstoff nicht gewährleistet werden, wodurch folglich das Problem hinsichtlich der Abweichung des Luft-Kraftstoffverhältnisses von einem vorbestimmten Wert nicht gelöst werden kann. Desweiteren ist ein Kraftstoffzuführsystem mit einem Druckspeicher teuer und darüber hinaus ist es schwierig den Druckspeicher mit einer verhältnismäßig großen Kapazität innerhalb eines Motorraums mit einem geringen Volumen zu installieren.
In einem Kraftstoffzuführsystem, welches in der JP 06-050 230 A offenbart ist, welches auf einem Ausgangssignal eines Kraftstoffsensors für das Erfassen des Kraftstoffdrucks innerhalb der Kraftstoffzuführleitung basiert, wird eine an eine Kraftstoffpumpe anzuliegende Spannung geregelt, um den Druck innerhalb der Kraftstoffzuführleitung auf einen vorbestimmten Wert zu justieren. Bei diesem Kraftstoffzuführsystem besteht die Möglichkeit, daß Luft in die Kraftstoffzuführleitung eintritt und sich mit dem Kraftstoff vermischt, während ein Motor zusammengebaut oder repariert wird und daß der Kraftstoff verdampft wird, wenn der Motor mit einer hohen Temperatur infolge der Beaufschlagung mit einer hohen Last betrieben wird. Luft. oder der Dampf innerhalb der Kraftstoffzuführleitung wird zusammen mit dem Kraftstoff durch einen Kraftstoffeinspritzer eingespritzt, wodurch das Luft-Kraftstoffverhältnis mager gemacht wird.
Die Druckschrift JP 06-147 047 A beziehungsweise deren Familienmitglied US 5 483 940 A offenbaren eine Vorrichtung zur Berechnung einer Einspritzmenge. Hierbei wird zunächst über ein Kennlinienfeld einen Basis-Einspritzmenge abhängig von aktueller Motorlast und Drehzahl bestimmt. Da diese Zahl von einem idealen Zustand, d. h., dass an den Kraftstoffpumpen weder Produktionstoleranzen noch Alterungserscheinungen vorliegen, ausgeht, muss der so erhaltene Wert noch um einen gelernten Wert QG korrigiert werden. Abhängig davon, ob sich die Brennkraftmaschine in einem transienten Zustand befindet, wird noch ein weiterer Korrekturwert QT eingeführt. Damit wird u. a. auch der Einfluss des Kraftstoffdrucks, des Einlassluftmengenstroms und der Basiseinspritzimpulsbreite berücksichtigt. Der sich aus der Basiseinspritzmenge und den Korrekturtermen ergebende Wert wird dann zu einem entsprechenden Steuersignal für die Kraftstoffpumpe umgesetzt, damit diese die berechnete Kraftstoffmenge ausgibt.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein kostengünstiges sowie platzsparendes Kraftstoffzuführsystem zu schaffen, welches in der Lage ist, in effektiver Weise zu verhindern, daß die Kraftstoffeinspritzmenge von einem vorbestimmten Wert abweicht.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Kraftstoffzuführsystem gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsbeispiele werden gemäß den abhängigen Ansprüchen ausgeführt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Kraftstoffzuführsystem geschaffen, welches dazu in der Lage ist, Luft, welche in eine Kraftstoffzuführlei tung eingedrungen ist oder Dampf, welcher darin erzeugt wurde, mit Genauigkeit zu erfassen.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Kraftstoffdetektor stromab zu einem Kraftstoffilter angeordnet, um einen Kraftstoffdruck mit hoher Genauigkeit zu erfassen, ohne von dem Einfluß eines Druckverlustes betroffen zu werden, der durch einen Kraftstoffilter erzeugt wird. Ein Kraftstoffdruckregler regelt bzw. steuert einen geschwindigkeitsvariablen Antriebsmotor einer Kraftstoffpumpe durch Rückkopplung und zwar basierend auf einen Wert, welcher durch den Kraftstoffdruckdetektor erfaßt wird, so daß der Kraftstoffdruck mit einem Zielkraftstoffdruck übereinstimmt. Wenn beispielsweise der Kraftstoffdruck niedriger als der Zieldruck ist, dann steuert der Kraftstoffdruckregler den geschwindigkeitsvariablen Antriebsmotor derart, daß der Kraftstoffdruck (Auslaßdruck der Kraftstoffpumpe) angehoben wird, wohingegen dann, wenn der Kraftstoffdruck höher ist als der Zieldruck, der Kraftstoffdruckregler den geschwindigkeitsvariablen Antriebsmotor derart steuert, daß der Kraftstoffdruck abfällt. Der Kraftstoffdruckregler verändert entsprechend einer an eine Maschine angelegten Belastung einen Korrekturwert, welcher dazu verwendet wird, den geschwindigkeitsvariablen Antriebsmotor durch Rückkopplung zu steuern. Wenn beispielsweise eine hohe Last an die Maschine angelegt wird, dann wird ein großer Korrekturwert festgesetzt wohingegen dann, wenn eine geringe Last die Maschine beaufschlagt, ein geringer Korrekturwert festgesetzt wird. D. h., daß infolge einer Kraftstoffeinspritzung je größer die an die Maschine angelegte Belastung ist, desto größer der Abfallgrad bezüglich des Kraftstoffdruckes ist. Folglich wird der Korrekturwert, der bei der Rückkopplungssteuerung verwendet wird, entsprechend einer Veränderung der Belastung, welcher die Maschine unterworfen ist, geändert, um das Ansprechverhalten hinsichtlich der Steuerung des Kraftstoffdruckes zu verbessern und den Kraftstoffdruck zu stabilisieren. Eine Pulsweitenkorrektur wird bezüglich der Weite eines Impulses, welche an den Einspritzer angelegt wird, entsprechend dem Kraftstoffdruck durchgeführt, der durch den Druckdetektor erfaßt wird. Wenn bei dieser Korrektur ein Druckabfall erfaßt wird, dann erhöht die Impulsweitenkorrektur die Impulsweite in Übereinstimmung mit den Ausmaß des Druckabfalls, wohingegen dann, wenn ein Druckanstieg erfaßt wird, die Pulsweitenkorrektur die Impulsweite in Übereinstimmung mit dem Ausmaß des Druckanstiegs verringert wird. Das bedeutet, daß die Impulsweitenkorrektur verhindert, daß die Einspritzmenge (Luft-Kraftstoffverhältnis) an Kraftstoff von einem vorbestimmten Wert abweicht, da die Impulsweitenkorrektur verhindert, daß die Einspritzmenge an Kraftstoff dem Einfluß einer Schwankung des Kraftstoffdruckes ausgesetzt wird.
Vorzugsweise regelt der Kraftstoffdruckregler basierend auf Werten, welche durch Ausführen von Durchschnittswertberechnungsprogrammen bezüglich des durch den Kraftstoffdruckdetektor erfaßten Kraftstoffdrucks bestimmt werden, den geschwindigkeitsvariablen Antriebsmotor der Kraftstoffpumpe, um den Kraftstoffdruck zu stabilisieren, wobei die Impulsweitenkorrektur die Impulsweite korrigiert, um eine notwendige Einspritzmenge an Kraftstoff zu gewährleisten. Die Durchschnittswertberechnung bzw. das Mittelungsverfahren, welches eingeführt wurde, um den. Kraftstoffdruck zu stabilisieren, sowie eine notwendige Einspritzmenge an Kraftstoff zu gewährleisten, beseitigt den Einfluß einer Kraftstoffdruckschwankung, welche bei einer hohen Frequenz zum Zeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung auftritt, wodurch eine stabile Regelung des Kraftstoffdrucks sowie der Einspritzmenge an Kraftstoff erreicht wird.
Insbesondere werden bei der Ausführung des Mittelungsprozesses hinsichtlich der durch den Kraftstoffdruckdetektor erfaßten Kraftstoffdrücke die Kraftstoffdrücke in unterschiedliche Grade gemittelt, um einen Wert zu bestimmten, der zur Regelung des geschwindigkeitsvariablen Antriebsmotors der Kraftstoffpumpe verwendet wird und um einen Wert zu bestimmen, der zur Korrektur der Impulsweite verwendet wird. Dies dient dazu, eine stabile Regelung des Kraftstoffdrucks basierend auf dem Wert zu gewährleisten, welcher zur Regelung des geschwindigkeitsvariablen Antriebsmotors der Kraftstoffpumpe verwendet wird, und eine notwendige Einspritzmenge an Kraftstoff basierend auf dem Wert zu gewährleisten, welcher zur Korrektur der Impulsweite verwendet wird. Um eine notwendige Einspritzmenge an Kraftstoff zu gewährleisten, ist es notwendig, entsprechend einer Schwankung des Kraftstoffdruck sofort die Impulsweite zu verändern. In dieser Weise führt der Kraftstoffdruckregler eine stabile Regelung des Kraftstoffdrucks durch, wobei die Impulsweitenkorrektur eine stabile Regelung der Einspritzmenge an Kraftstoff durchführt.
Darüber hinaus erstreckt sich in bevorzugter Weise eine Kraftstoffleitung von einem Kraftstofftank und endet in einer Zuführleitung für die Verteilung des Kraftstoffs zum Einspritzer. Das bedeutet, daß das Kraftstoffzuführsystem nicht mit einer Rückführleitung für das Rückführen eines Teils des dem Einspritzer zugeführten Kraftstoffs in den Kraftstofftank ausgestattet ist, wodurch der Kraftstoffzuführleitung ermöglicht wird, eine einfache Konstruktion anzunehmen. Folglich ist das Kraftstoffzuführsystem gemäß der vorliegenden Erfindung raumsparend und preisgünstig. Obgleich des Kraftstoffzuführsystem nicht mit einer Rückführleitung ausgestattet ist, kann die Einspritzmenge an Kraftstoff davor geschützt werden, daß sie dem Einfluß einer Schwankung hinsichtlich des Kraftstoffdrucks ausgesetzt ist, und zwar infolge einer stabilen Rückkopplungsregelung des Kraftstoffdrucks sowie einer zuverlässigen Regelung der Einspritzmenge an Kraftstoff.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung fördert ein Kraftstoffzuführsystem Kraftstoff über eine vorbestimmte Kraftstoffzuführleitung zu einem Kraftstoffeinspritzventil. Ein Kraftstoffeinspritzer spritzt den über die Kraftstoffzuführleitung zu ihm geförderten Kraftstoff in jeden Zylinder der Maschine durch Öffnen und Schließen des Kraftstoffeinspritzventils synchron zu der Umdrehung der Verbrennungsmaschine ein. Ein Kraftstoffdruckdetektor erfaßt den Druck des innerhalb der Kraftstoffzuführleitung befindlichen Kraftstoffs. Bei dieser Konstruktion wird ein Druckschwankungswert des durch den Kraftstoffdruckdetektor erfaßten Drucks dann berechnet, wenn das Kraftstoffeinspritzventil des Einspritzers geöffnet oder geschlossen wird.
Wenn das Kraftstoffeinspritzventil geöffnet ist und die Kraftstoffeinspritzung startet, dann fällt der Kraftstoffdruck innerhalb der Kraftstoffzuführleitung unverzüglich ab, wohingegen dann, wenn das Kraftstoffeinspritzventil geschlossen ist und die Kraftstoffeinspritzung endet der Kraftstoffdruck innerhalb der Kraftstoffzuführleitung augenblicklich ansteigt. Ein derartiger Schwankungswert des Druckes wird berechnet.
Falls sich innerhalb der Kraftstoffzuführleitung ein Gas befindet, dann wird die Druckschwankung durch dieses Gas absorbiert. Folglich schwankt der Druck innerhalb der Kraftstoffzuführleitung nur gering. Basierend auf dem Schwankungswert des Druckes, der durch die Druckschwankungsberechnung bestimmt wird, läßt sich bestimmen, ob sich innerhalb der Kraftstoffzuführleitung ein Gas befindet oder nicht. Folglich kann das Vorliegen von Gas innerhalb der Zuführleitung mit Genauigkeit erfaßt werden.
Wenn in dieser bevorzugten Weise bestimmt wird, daß sich Gas innerhalb der Kraftstoffzuführleitung befindet, dann erhöht das Kraftstoffzuführsystem den Druck des Kraftstoffes. Als ein Ergebnis hiervon erhöht sich der Druck des Kraftstoffs innerhalb der Kraftstoffzuführleitung. Die Druckerhöhung ermöglicht dem Dampf sich auf einfache Weise zu verflüssigen und ermöglicht der Luft, sich in einfacher Weise in dem Kraftstoff aufzulösen. Folglich kann Luft oder Dampf prompt durch das Kraftstoffeinspritzventil zusammen mit den Kraftstoff ausgefördert werden. In dieser Weise kann das innerhalb der Kraftstoffzuführleitung sich befindliche Gas prompt hieraus ausgefördert werden. Folglich kann der Betriebszustand der Maschine innerhalb einer kurzen Zeitperiode auf einen normalen Zustand zurückgeführt werden.
In bevorzugter Weise wird das Kraftstoffzuführsystem mit einer Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzventilen ausgebildet. Falls sich innerhalb der Kraftstoffzuführleitung ein Gas befindet, dann erhöht gleichzeitig das Kraftstoffeinspritzsystem die Anzahl an Kraftstoffeinspritzventilen, welche geöffnet sind. Als ein Ergebnis hiervon fällt der Kraftstoffdruck in großem Maße ab, wenn die Kraftstoffeinspritzventile geöffnet werden. Folglich kann Luft oder Dampf zusammen mit dem Kraftstoff prompt durch das Kraftstoffeinspritzventil ausgefördert werden. Auf diese Weise kann das in der Kraftstoffzuführleitung sich befindliche Gas prompt hieraus ausgefördert werden. Folglich kann der Betriebszustand der Maschine innerhalb einer kurzen Zeitperiode auf den normalen Betriebszustand zurückgeführt werden.
Im folgenden wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen näher erläutert, wobei in den Zeichnungen die gleichen Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind.
1 zeigt ein schematisches Blockdiagramm, welches die Konstruktion bzw. den Aufbau eines gesamten Kraftstoffzuführsystems gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt,
2 zeigt ein Flußdiagramm, welches den durchzuführenden Programmablauf basierend auf einer Kraftstoffdruckregelungsroutine darstellt,
3 zeigt ein Flußdiagramm, welches den durchzuführenden Programmablauf basierend auf einer Impulsweitenkalkulationsroutine darstellt,
4 ist eine Ansicht, welche eine dreidimensionale Karte zeigt, um einen Korrekturwert Vfpci, welcher für eine Kraftstoffdruckrückkopplungsregelung verwendet wird zu bestimmen auf der Basis einer an einer Maschine angelegten Belastung, nämlich das Verhältnis zwischen einer Einlaßluftmenge (Q) zu einer Maschinen- bzw. Motorgeschwindigkeit (N) und der Motorgeschwindigkeit (N),
5A1 bis 5C2 zeigen Zeitkarten, welche das Verhalten eines aktuellen Kraftstoffdruck innerhalb des Kraftstoffzuführleitung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel darstellen,
6 ist ein Flußdiagramm, welches den Programmablauf zur Berechnung eines Kraftstoffdrucks bei einem Erhöhungszeitpunkt sowie eines Kraftstoffdrucks bei einem Abfallzeitpunkt in einem Gaserfassungsprozeß gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel darstellt,
7 ist ein Flußdiagramm, welches den Programmablauf zur Berechnung eines Kraftstoffdrucks bei einem normalen Zeitpunkt in dem Gaserfassungsprozeß gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel darstellt,
8 ist ein Flußdiagramm, welches den Programmablauf für die Entscheidung in dem Gaserfassungsprozeß gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel darstellt, ob ein Gas in einer Gaszuführleitung vorhanden ist oder nicht,
9 ist ein Flußdiagramm, welches ein Zielkraftstoffdruck-Einstellverfahren gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel darstellt,
10 ist eine erläuternde Darstellung, welche die Konstruktion der Peripherie eines Kraftstoffeinspritzventils eines Kraftstoffzuführsystems gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt,
11A bis 11O sind Zeitkarten, welche Kraftstoffdruckschwankungen entsprechend zu Einspritzverfahren gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel darstellen,
12 ist ein Flußdiagramm, welches Einspritzverfahren-Schaltvorgänge gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel darstellt,
13 ist ein schematisches Blockdiagramm, welches die Konstruktion eines gesamten Kraftstoffzuführsystems gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt,
14 ist eine schematisches Blockdiagramm, welches die Konstruktion eines gesamten Kraftstoffzuführsystems gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt,
15 zeigt eine Tafel, welche eine zweidimensionale Karte gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel dar stellt um einen Druck innerhalb einer Einlaßleitung basierend auf eine Einlaßluftmenge sowie einer Motorgeschwindigkeit zu bestimmen,
16 zeigt eine Tafel, die eine eindimensionale Karte gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel darstellt, um einen Korrekturwert Vfpci aufzufinden, der von einer Veränderung hinsichtlich einer Kraftstoffeinspritzmenge abhängt,
17A und 17B sind Zeitkarten, welche darstellen, wie ein Kraftstoffdruck schwankt, wenn ein Kraftstoff in ein herkömmliches Kraftstoffzuführsystem eingespritzt wird und
18 ist eine Ansicht, welche die Charakteristik eines Kraftstoffverlustes zeigt, der durch einen Kraftstoffilter erzeugt wird, welcher in einer Kraftstoffzuführleitung eines herkömmlichen Kraftstoffzuführsystems vorgesehen ist.
Im nachfolgenden wird mit Bezug auf die 1 bis 9 ein Kraftstoffzuführsystem für eine Maschine gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Eine Verbrennungsmaschine bzw. ein Verbrennungsmotor 11 mit einer Mehrzahl von Zylindern hat ein Einlaßventil 12, ein Auslaßventil 13 sowie ein Zündkerze 14. Eine Einlaßleitung 15 sowie eine Auslaßleitung 16 sind mit dem Verbrennungsmotor 11 verbunden. Ein Luftfilter 17 ist strom- auf zur Einlaßleitung 15 installiert. Ein Luftstrommesser 18 für das Erfassen einer Luftstromrate, welche durch den Luftfilter 17 strömt, ist stromab zu dem Luftfilter angeordnet. Ein Drosselventil 19 ist innerhalb der Einlaßleitung 15 vorgesehen. Ein Einspritzer 20 ist in der Einlaßleitung 15 derart montiert, daß der Luftstrommesser 18 stromauf zum Drosselventil 19 positioniert wird und daß das Drosselventil 19 stromauf zum Einspritzer 20 positioniert wird.
Ein Kraftstofftank 21 für das Speichern von Kraftstoff beherbergt eine Kraftstoffpumpe 22 für das Fördern von Kraftstoff unter Druck zu dem Einspritzer 20 sowie eines Kraftstoffilters 23, der auf der Einlaßseite der Kraftstoffpumpe 22 positioniert ist. Eine Kraftstoffleitung 24 verbindet den Auslaßanschluß der Kraftstoffpumpe 22 mit dem Einspritzer 20. Ein Kraftstoffilter 25, der innerhalb der Kraftstoffleitung 24 montiert ist, ist stromab zum Kraftstofftank 21 positioniert. Zwischen dem Kraftstoffilter 25 und dem Einspritzer 20 ist ein Differenzdrucksensor 28 angeordnet, welcher als ein Mittel für das Erfassen der Druckdifferenz zwischen einem Kraftstoffdruck innerhalb der Kraftstoffleitung 24 und einem Druck innerhalb der Einlaßleitung 15 dient. Die Kraftstoffleitung 24 hat eine Einwegkonstruktion. Das bedeutet, daß sich die Kraftstoffleitung 24 von dem Kraftstofftank 21 aus erstreckt und in einer Zuführleitung für die Verteilung des Kraftstoffs zum Einspritzer 20 endet. Um den Auslaßdruck der Kraftstoffpumpe 22 zu regeln wird ein DC-DC Konverter 27 verwendet, um eine Spannung zu verändern, welche an einen geschwindigkeitsvariablen DC-Motor 26 für das Antreiben der Kraftstoffpumpe 22 angelegt wird.
Ein elektronischer Steuerschaltkreis 34 hat einen Mikrocomputer mit einer CPU 35, einem ROM 36, einem RAM 37 sowie input/output-interfaces 38 und 39. Der elektronische Steuerschaltkreis 34 empfängt Informationen welche zu ihm von einem Wassertemperatursensor 40 für das Erfassen der Temperatur des Motorkühlwassers, einem Rotationssensor 41 für das Erfassen des Kurbelwellenwinkels eines jeden Zylinders des Motors 11, einem Einlaßlufttemperatursensor 42 für das Erfassen der Temperatur der Einlaßluft, dem Luftstrommesser 18, sowie dem Differenzdrucksensor 28 ausgegeben werden, wodurch der Betrieb des Einspritzers 20 und des DC-Motors 26 der Kraftstoffpumpe 22 geregelt wird.
Wenn der elektronische Steuer- bzw. Regelschaltkreis 34 entscheidet, daß ein Kraftstoffdruck, welcher durch den Differenzdrucksensor 28 erfaßt wird, geringer ist als ein Zielkraftstoffdruck, beispielsweise wenn es notwendig wird, die Auslaßstromrate der Kraftstoffpumpe 22 zu erhöhen, dann gibt folglich der elektronische Steuerschaltkreis 34 ein Regel- bzw. Steuersignal an den DC-DC Konverter 27 aus, so daß über diesen eine hohe Spannung an den DC-Motor 26 angelegt wird. Falls der elektronische Steuerschaltkreis 34 entscheidet, daß der durch den Differenzdrucksensor 28 erfaßt Kraftstoffdruck höher ist als der Zielkraftstoffdruck, d. h., falls es notwendig ist, die Auslaßstromrate der Kraftstrompumpe 22 zu verringern, dann gibt folglich der elektronische Steuerschaltkreis 34 ein Regelsignal an den DC-DC-Konverter 27 aus, so daß hierdurch eine geringe Spannung an den DC-Motor 26 angelegt wird.
Der Kraftstoffdruck wird basierend auf einer Kraftstoffdruckregelroutine geregelt, wie sie in der 2 gezeigt wird. Der elektronische Steuerschaltkreis 34 führt den Programmablauf der Kraftstoffdruckregelroutine gemäß der 2 in wiederholender Weise in einem Intervall einer vorbestimmten Zeitperiode durch. Zum Start der Kraftstoffdruckregelung ließt der elektronische Regelschaltkreis 34 bei Schritt 101 ein Signal ein, welches eine den Motor 11 beaufschlagende Belastung bezeichnet. Als das Signal, welches die den Motor 11 beaufschlagende Belastung anzeigt, liest der elektronische Regelschaltkreis 34 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ein Signal, welches eine Motorgeschwindigkeit (N) anzeigt, die durch den Rotationsensor 41 erfaßt wird, sowie ein Signal, welches eine Einlaßluftmenge (Q) anzeigt, die durch den Luftströmungsmesser 18 erfaßt wird. Als das Signal, welches die den Motor 11 beaufschlagende Belastung anzeigt, ist es ferner möglich, ein Signal zu verwenden, welches den Druck innerhalb der Einlaßleitung 15 anzeigt, sowie ein Signal zu verwenden, welches den Öffnungsgrad des Drosselventils 19 angibt. Bei Schritt 102 wird der Differenzdruck des Sensors 28 eingelesen, wobei nämlich ein Kraftstoffdruck Pf gemessen wird. Bei Schritt 103 wird ein Mittelungsvorgang bezüglich der aktuellen Kraftstoffdrücke Pf durchgeführt, um den Einfluß einer Kraftstoffdruckschwankung zu beseitigen, der bei einer hohen Frequenz zum Zeitpunkt einer Kraftstoffeinspritzung auftritt. Die aktuellen Kraftstoffdrücke Pf werden in unterschiedlichen Stufen gemittelt um zwei Arten von Werten von Pfs sowie Pft zu bestimmen. Der gemittelte Wert Pfs wird dazu verwendet, den Kraftstoffdruck zu regeln, nämlich die Spannung zu regeln, welche an den DC-Motor 26 der Kraftstoffpumpe 22 angelegt wird, wohingegen der gemittelte Wert Pft dazu verwendet wird, eine Impulsweite zu korrigieren, bei Schritt 205 einer Impulsweitenberechnungsroutine gemäß der 3, welche in nachfolgenden noch beschrieben wird. Für die Ausführung des Mittelungsprozesses werden die nachfolgend gezeigten Gleichungen verwendet. Pfs (1) = {k1 × Pfs(i – 1) + (256 – k1) × Pf) ÷ 256 Pft (i) = {k2 × Pft(i – 1) + (256 – k2) × Pf) ÷ 256
Hierbei sind k1 und k2 Konstanten, Pf der aktuelle Kraftstoffdruck, (i) bezeichnet einen Wert, der bei einem umlaufenden Zeitdurchlauf der Routine bestimmt wird, und (i – 1) bezeichnet einen Wert, der bei einem vorhergehenden Zeitdurchlauf der Routine bestimmt wird. Die Konstante k1 ist gleich oder größer als die Konstante k2, so daß der Wert Pfs durch Mitteln der aktuellen Kraftstoffdrücke Pf in einer weniger feinen Abstufung erhalten wird, während der Wert Pft durch Mitteln in einer feinen Abstufung erhalten wird. Dies dient dazu, eine stabile Regelung des Kraftstoffdrucks basierend auf dem Wert Pfs zu gewährleisten sowie eine notwendige Einspritzmenge an Kraftstoff basierend auf dem Wert Pft zu gewährleisten. Um eine notwendige Einspritzmenge an Kraftstoff zu gewährleisten ist es nötig, entsprechend einer Schwankung des Kraftstoffdrucks unverzüglich die Impulsweite zu verändern.
Nachdem die Werte Pfs und Pft durch Führen des Mittelungsprozesses des aktuellen Kraftstoffdrucks Pf gemäß vorstehender Beschreibung bestimmt sind, schreitet das Programm zum Schritt 104, bei dem ein Korrekturwert Vfpci der Rückkopplungsregelung entsprechend der den Motor 11 beaufschlagenden Belastung bestimmt wird, welche dafür vorgesehen ist, den Kraftstoffdruck zu justieren. Der Korrekturwert Vfpci wird bestimmt, in dem eine dreidimensionale Karte gemäß der 6 verwendet wird. Je höher die Motorgeschwindigkeit (N) ist und je größer die auf den Motor 11 einwirkende Belastung ist (Verhältnis der Einlaßluftmenge (Q) zur Motorgeschwindigkeit (N)), desto größer ist normalerweise der Korrekturwert Vfpci. Der Grund hierfür besteht darin, daß wenn die gleiche Änderung hinsichtlich der Impulsweite in einem Zustand eintritt, in welchem die Motorgeschwindigkeit (N) hoch ist und eine hohe Belastung an den Motor 11 angelegt wird, wie in einem Zustand, bei dem die Motorgeschwindigkeit (N) niedrig ist und eine geringe Belastung daran angelegt wird, so ist der Änderungsgrad hinsichtlich der Einspritzmenge an Kraftstoff in dem erstgenannten Zustand größer als in dem zuletzt genannten Zustand, wobei die Geschwindigkeit des Kraftstoffdruckabfalls in dem ersteren Zustand höher ist als jene in dem zuletzt genannten Zustand.
Bei Schritt 105 wird der gemittelte Wert Pfs mit einem Zielkraftstoffdruck Po verglichen. Entsprechend dem Er gebnis des Vergleichs zwischen dem gemittelten Wert Pfs und dem Zielkraftstoffdruck Po schreitet das Programm zum Schritt 106, 107 oder 108. Obgleich der Zielkraftstoffdruck Po ein in dem Kraftstoffzuführsystem vorbestimmter Wert ist, kann er auch als ein variabler Druck in Abhängigkeit von der Kraftstofftemperatur oder der an dem Motor 11 anliegenden Belastung eingestellt sein. Wenn bei Schritt 105 entschieden wird, daß der gemittelte Wert Pfs gleich dem Zielkraftstoffdruck Po ist, d. h., wenn es unnötig wird, den Kraftstoffdruck zu korrigieren, dann schreitet das Programm zum Schritt 108, bei dem ein Wert aufrechterhalten wird, welcher als die Spannung bestimmt ist, welcher an den DC-Motor 26 bei dem vorhergehenden Zeitdurchlauf der Routine angelegt wird. Anschließend beendet der elektronische Regelschaltkreis 34 den Durchlauf der Routine. Wenn bei Schritt 105 entschieden wird, daß der gemittelte Wert Pfs kleiner ist, als der Zielkraftstoffdruck Po, d. h., wenn es notwendig wird, den Kraftstoffdruck zu erhöhen, dann schreitet das Programm zum Schritt 107, in dem der Korrekturwert Vfpci zu einem Wert Vfp(i – 1) hinzuaddiert wird, welcher als die Spannung bestimmt ist, die an den DC-Motor 26 in der vorhergehenden Durchlaufszeit angelegt ist, um somit eine Spannung Vfp zu erhöhen, welche an den DC-Motor 26 angelegt werden soll. Anschließend beendet der elektronische Regelschaltkreis 34 den Durchlauf der Routine. Wenn in Schritt 105 entschieden wird das der gemittelte Wert Pfs größer ist als der Zielkraftstoffdruck Po, d. h., wenn es nötig wird, den Kraftstoffdruck zu verringern, dann schreitet das Programm zum Schritt 106, in welchem der Korrekturwert Vfpci von dem Wert Vfp(i – 1) subtrahiert wird, der als die Spannung berechnet wurde, der in einer vorhergehenden Durchlaufszeit an den DC-Motor 26 angelegt wurde, um somit die Spannung Vfp zu verringern, welche an den DC-Motor 26 angelegt werden soll. Anschließend beendet der elektronische Regelschaltkreis 34 den Durchlauf der Routine.
Mit Bezug auf die 3 wird im folgenden eine Kraftstoffeinspritz-Impulsweitenberechnungsroutine beschrieben, welche zur Berechnung der Weite des Impulses vorgesehen ist, der an den Einspritzer 20 angelegt wird. Diese Routine wird in wiederholter Weise Synchron mit einem Signal durchgeführt welches die Motorumdrehung anzeigt, und die von dem Rotationssensor 41 ausgegeben wird. Für den Start des Durchlaufs der Impulsweitenberechnungsprozedur wird in Schritt 201 eine Basisimpulsweite tp berechnet, basierend auf einer Einlaßluftmenge, die durch den Luftströmungsmesser 18 erfaßt wird, sowie auf einer Motorgeschwindigkeit, die durch den Rotationssensor 41 erfaßt wird. Die Basisimpulsweite tp kann berechnet werden auf der Basis des Luftdrucks innerhalb der Einlaßleitung 15 sowie der Motorgeschwindigkeit oder auf der Basis des Öffnungsgrades des Drosselventils 19 sowie der Motorgeschwindigkeit. Anschließend werden in Schritt 202 zahlreiche Korrekturwerte zur Korrektur der Basisimpulsweite tp berechnet. Die Korrekturwerte umfassen einen Verschlammungskorrekturwert entsprechend dem Ausgang des Wassertempearatursensors 40, einen Korrekturwert für eine Beschleunigungsfahrt oder eine Verzögerungsfahrt, ein Korrekturwert, der erforderlich ist, um ein stoichiometrisches Luft-Kraftstoffverhältnis bei der Rückkopplungsregelung zu erhalten und ähnliches. Bei Schritt 203 wird der Totalkorrekturwert total berechnet.
In Schritt 204 wird eine nachfolgende beschriebene Gleichung dazu verwendet, eine benötigte Impulsweite te zu berechnen, basierend auf der Basisimpulsweite tp sowie dem Totalkorrekturwert total: te = tp × total
In Schritt 205 wird die benötigte Impulsweite te berechnet basierend auf dem gemittelten Wert Pft, der in Schritt 103 der Kraftstoffdruckregelroutine gemäß dem aktuellen Kraftstoffdruck Pf bestimmt wurde. Der Grund hierfür besteht darin, daß die benötigte Impulsweite te unter der Annahme bestimmt wird, daß der Kraftstoffdruck gleich dem Zielkraftstoffdruck ist. Eine nachfolgend aufgeführte Gleichung wird dazu verwendet, eine Korrekturimpulsweite tpf zu bestimmen. tpf = (Pft/Po)1/2 × te
Anschließend wird in Schritt 206 eine ungültige Impulsweite tv berechnet. Eine zweidimensionale Karte wird dazu verwendet, die ungültige bzw. unwirksame Impulsweite tv gemäß einer Batteriespannung sowie dem gemittelten Wert Pft zu bestimmen. Anschließend wird in Schritt 207 eine endgültige Impulsweite ti unter Verwendung der nachfolgend bezeichneten Gleichung bestimmt. ti = tpf + tv
Dabei bezeichnet tpf die Korrekturimpulsweite und tf die unwirksame Impulsweite.
In Schritt 208 wird ein Einspritzimpuls von dem elektronischen Regelschaltkreis 34 zu dem Einspritzer 20 ausgegeben, und zwar basierend auf der endgültigen Impulsweite ti. Anschließend beendet der elektronische Regelschaltkreis 34 den Durchlauf dieser Routine.
Im folgenden wird der Prozeßablauf für die Bestimmung beschrieben, ob Luft in die Kraftstoffleitung 24 eingetreten ist oder nicht oder ob Kraftstoff darin verdampft ist oder nicht sowie ein Prozeßablauf beschrieben der im Ansprechen auf das Ergebnis des Gaserfassungsprozesses abgearbeitet wird.
Das Verhalten des aktuellen Kraftstoffdrucks Pf innerhalb der Kraftstoffleitung 24 zu dem Zeitpunkt, in welchem sich kein Gas innerhalb der Kraftstoffleitung 24 befindet, wird in der 5A1 gezeigt. Demgemäß fällt zum Start einer Kraftstoffeinspritzung (Impuls: „AUS→EIN") gemäß der 5A2 der aktuelle Kraftstoffdruck Pf plötzlich ab. Der Grund hierfür besteht darin, daß flüssiger Kraftstoff inkompressibel ist und folglich der Druck, welcher bei der Kraftstoffeinspritzung abfällt so verbleibt wie er ist. Auf die Vervollständigung der Kraftstoffeinspritzung, (Impuls: „EIN→AUS") erhöht sich der aktuelle Kraftstoffdruck Pf plötzlich, da ein Kraftstoffeinspritzventil schnell geschlossen wird. Das Verhalten des Kraftstoffdrucks innerhalb der Kraftstoffleitung 24 zu dem Zeitpunkt, in welchem sich Gas in der Kraftstoffleitung 24 befindet, wird in der 5B1 gezeigt. Demgemäß bleibt der Kraftstoffdruck nahezu konstant oder ändert sich nur geringfügig selbst in einem Zeitpunkt einer „EIN-AUS"-Änderung des Impulses gemäß der 5B2. Der Grund hierfür besteht darin, daß Luft oder Dampf kompressibel ist und folglich eine Druckschwankung absorbiert bzw. kompensiert.
Die 6 bis 8 sind Flußdiagramme, welche den Gaserfassungsprogrammablauf darstellten, der für die Entscheidung dient, ob Luft oder Gas in der Kraftstoffleitung 24 existiert oder nicht und zwar unter Verwendung des vorstehend beschriebenen charakteristischen Verhaltens des Kraftstoffdrucks innerhalb der Kraftstoffleitung 24. Die Programmfolge gemäß der 6 wird durchgeführt als ein Eingriffsprogramm in den Zeitraum vom „AUS"-Impuls (Einspritzventil ist geschlossen) bis zum „EIN"-Impuls (Einspritzventil ist geöffnet) oder in dem Zeitraum vom „EIN"-Impuls bis zum „AUS"-Impuls.
Auf den Start der Gaserfassungsprogrammabfolge entscheidet der elektronische Regelschaltkreis 34 in Schritt 302 ob ein Eingriff bzw. eine Unterbrechung in dem Zeitraum zwischen den „AUS"-"EIN"-Impuls oder in dem Zeitraum des „EIN"-"AUS"-Impulses aufgetreten ist. Wenn in Schritt 302 bestimmt wird, daß die Unterbrechung in den Zeitraum des „AUS"-"EIN"-Impulses aufgetreten ist, dann schreitet das Programm zum Schritt 303 in welchem der erfaßte aktuelle Kraftstoffdruck Pf an die Stelle eines Abfall-Zeit-Kraftstoffdrucks PBOT gesetzt wird. Anschließend beendet der elektronische Regelschaltkreis 34 das Programm. Wenn in Schritt 302 entschieden wird, daß die Unterbrechung in dem Zeitraum des „EIN"-"AUS"-Impulses aufgetreten ist, dann schreitet das Programm zum Schritt 304, in welchem der erfaßte aktuelle Kraftstoffdruck Pf an die Stelle eines Erhöhungszeit-Kraftstoffdrucks PTOP gesetzt wird. Anschließend beendet der elektronische Regelschaltkreis 34 das Programm.
Als Zusatz zu dem vorstehend beschriebenen Programmablauf führt der elektronische Regelschaltkreis 34 das Programm gemäß der 7 in sich wiederholender Weise in einem Intervall gemäß einer vorbestimmten Zeitperiode oder in einem Intervall gemäß einer vorbestimmten Anzahl an Umdrehungen des Motors 11 durch. Dieses Programm wird durchgeführt, um einen Normal-Zeit-Kraftstoffdruck POPN zu bestimmen, nämlich einen Kraftstoffdruck nicht zum Startzeitpunkt einer Einspritzung oder deren Beendigungszeitpunkt, d. h., mit Ausnahme der Zeit, in welcher der Impuls von „AUS" nach „EIN" oder von „EIN" nach „AUS" wechselt. Auf dem Programmstart wird in Schritt 322 entschieden, ob eine vorbestimmte Zeitperiode (eine bis mehrere Millisekunden) verstrichen sind, oder nicht, nachdem der Impuls sich in „EIN" oder „AUS" gewandelt hat, um zu überprüfen, ob eine Möglichkeit besteht, daß der aktuelle Kraftstoffdruck Pf infolge der Kraftstoffeinspritzung in der vorbestimmten Zeitperiode schwankt, nachdem der Impuls sich in „EIN" oder „AUS" umgewandelt hat.
Falls in Schritt 322 auf JA entschieden wird, schreitet das Programm zum Schritt 323, in welchem der erfaßte aktuelle Kraftstoffdruck Pf an die Stelle des Normalzeit-Kraftstoffdrucks POPN gesetzt wird. Anschließend beendet der elektronische Regelschaltkreis 34 das Programm. Falls in Schritt 322 auf NEIN entschieden wird, beendet der elektronische Regelschaltkreis 34 das Programm ohne den Normalzeit-Kraftstoffdruck POPN zu verändern, da die Möglichkeit existiert, daß der erfaßte aktuelle Kraftstoffdruck Pf nach wie vor schwankt.
Im Zusatz zu den vorstehend beschriebenen Programmabläufen führt der elektronische Regelschaltkreis 34 ein Programmablauf gemäß der 8 in sich wiederholender Weise in einem. Intervall gemäß einer vorbestimmten Zeitperiode oder in einem Intervall gemäß einer vorbestimmten Anzahl von Umdrehungen des Motors 11 durch. Dieses Programm wird ausgeführt, um zu entscheiden, ob Gas in der Kraftstoffleitung 24 vorliegt oder nicht, basierend auf den Ergebnissen, die in den Programmen gemäß der 6 und 7 berechnet werden.
Bei dem Start des Gaserfassungsprogramms wird in Schritt 342 entschieden, ob der Wert PTOP bis PTOPN kleiner als ein vorbestimmter Wert K₁ ist oder nicht.
Falls auf JA entschieden wird, d. h., wenn sich Gas innerhalb der Kraftstoffleitung 24 befindet, dann schreitet das Programm zum Schritt 345, welcher nachfolgend beschrieben wird. Der vorbestimmte Wert K₁ wird derart festgesetzt, daß er größer ist, als der Schwankungswert der aktuellen Kraftstoffdrucks Pf, der zu der Zeit erfaßt wird, in der die Kraftstoffeinspritzung beendet wird (Impuls: „EIN"→"AUS") bei dem Vorliegen von Gas in der Kraftstoffleitung 24 und wird kleiner eingestellt als der Schwankungswert des aktuellen Kraftstoffdrucks Pf bei nicht Vorliegen von Gas in der Kraftstoffleitung 24.
Wenn in Schritt 342 auf NEIN entschieden wird, dann schreitet das Programm zum Schritt 343, in welchem entschieden wird, ob der Wert POPN-PBOT kleiner als ein vorbestimmter Wert K₂ ist oder nicht. Falls in Schritt 343 auf JA entschieden wird, d. h., wenn der elektronische Regelschaltkreis 34 entscheidet, daß sich ein Gas in der Kraftstoffleitung 24 befindet, dann schreitet das Programm zum Schritt 345, welcher erst im nachfolgenden beschrieben wird. Der vorbestimmte Wert K₂ ist größer eingestellt als der Schwankungswert des aktuellen Kraftstoffdrucks Pf zu dem Zeitpunkt, in dem die Kraftstoffeinspritzung gestartet wird (Impuls: „AUS"→"EIN") bei dem Vorliegen von Gas in der Krafstoffleitung 24 und wird kleiner eingestellt als der Schwankungswert des aktuellen Kraftstoffdrucks Pf bei nicht Vorliegen von Gas in der Kraftstoffleitung 24.
Falls in Schritt 343 auf NEIN entschieden wird, kann bestimmt werden, daß sich kein Gas in der Kraftstoffleitung 24 befindet. Anschließend schreitet das Programm zum Schritt 344 in welchem eine die Abwesenheit von Gas anzeigende Markierung fR (flag fR) auf „1" gesetzt wird. Anschließend beendet der elektronische Regelschaltkreis 34 das Programm. Falls in Schritt 342 oder 343 auf JA entschieden wird, existiert die Möglichkeit, daß sich Gas in der Kraftstoffleitung 24 befindet. Folglich setzt der elektronische Regelschaltkreis 34 in Schritt 345 die Markierung fR auf „0". Anschließend beendet der elektronische Regelschaltkreis 34 das Programm.
Es besteht eine Möglichkeit, daß der Erhöhungszeit-Kraftstoffdruck PTOP und der Abfallzeit-Kraftstoffdruck PBOT dann gemessen werden, wenn sie sich nicht auf den Spitzenwerten des Kraftstoffdruckes befinden. Folglich ist es möglich, die Markierung fR auf „0" zu setzen, wenn die Bedingungen sowohl in Schritt 342 als auch in Schritt 343 erfühlt sind oder wenn die Bedingungen sowohl in Schritt 342 als auch in 343 in einer Mehrzahl von Zeitpunkten erfüllt werden. Es ist ferner möglich, zu entscheiden, ob sich Gas in der Kraftstoffleitung 24 befindet oder nicht und zwar darauf basierend, ob der Wert PTOP – POPN kleiner ist als der vorbestimmte Wert K₁ oder ob der Wert POPN – PBOT kleiner ist als der vorbestimmte Wert K₂.
Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel wird basierend auf der Anwesenheit oder Abwesenheit von Gas in der Kraftstoffleitung 24, welches durch das vorstehend beschriebene Programm erfaßt wird, die nachfolgende Regelung durchgeführt. Die 9 zeigt ein Flußdiagramm, welches die Programmabfolge für das Einstellen des Zielkraftstoffdrucks Po darstellt, basierend auf der Erfassung des Vorliegens oder nicht Vorliegens von Gas in der Kraftstoffleitung 24. Der elektronische Regelschaltkreis 34 führt die Programmabfolge gemäß der 9 in sich wiederholender Weise in einem Intervall gemäß einer vorbestimmten Zeitperiode oder in einem Intervall gemäß einer vorbestimmten Anzahl von Umdrehungen des Motors 11 durch. Nach dem Start des Programms wird in Schritt 902 entschieden, ob die Markierung fR (flag fR) auf „1" gesetzt ist oder nicht. Falls auf JA entschieden wird, schreitet das Programm zum Schritt 903, wohingegen dann, wenn auf NEIN entschieden wird, dann schreitet das Programm auf Schritt 904. In Schritt 903 wird der Zielkraftstoffdruck Po auf K₃ gesetzt, der bei nicht Vorliegen von Gas in der Kraftstoffleitung 24 vorbestimmt ist. In Schritt 904 wird der Zielkraftstoffdruck auf K₄ gesetzt, welcher bei Vorliegen von Gas in der Kraftstoffleitung 24 vorbestimmt ist. Der Zielkraftstoffdruck K₃ ist ≤ dem Zielkraftstoffdruck K₄. Insbesondere nimmt K₃ den Wert 200 bis 300 KPa und K₄ den Wert 300 bis 400 KPa an. Der Grund hierfür besteht darin, daß durch Einstellen des Kraftstoffdrucks zu dem Zeitpunkt, in-dem sich Gas in der Kraftstoffleitung 24 befindet auf einen höheren Wert, als jener zu dem Zeitpunkt, in-dem sich kein Gas darin befindet, kann sich Luft in einfacher Weise in Kraftstoff auflösen oder kann sich Dampf in einfacher Weise verflüssigen, wobei folglich Luft oder Dampf umgehend durch den Einspritzer 20 zusammen mit dem Kraftstoff ausgestoßen werden kann. Die Zielkraftstoffdrücke K₃ und K₄ können als variable Werte in dem Bereich von K₃ ≤ K₄ eingestellt werden und zwar in Abhängigkeit von der Belastung des Motors 11. Die Konstruktion des Kraftstoffzuführsystems gemäß des ersten Ausführungsbeispiel macht möglich, daß Gas, welches sich in der Kraftstoffleitung 24 befindet, genau erfaßt werden kann und desweiteren daß Luft oder Dampf zusammen mit dem Kraftstoff sofort aus der Leitung 24 ausgelassen werden kann, wodurch der Betriebszustand des Motors 11 innerhalb einer kurzen Zeitperiode auf den normalen Betriebszustand zurückgeführt wird. Es soll angemerkt werden, daß in dem ersten Ausführungsbeispiel der in 3 gezeigte Programmablauf einem Kraftstoffeinspritzmittel entspricht, der in 6 und 7 gezeigte Programmablauf einem Druckschwankungsberechnungsmittel entspricht und der in 8 gezeigte Programmablauf einem Entscheidungsmittel entspricht, ob sich Gas in der Kraftstoffleitung 24 befindet oder nicht.
Es besteht die Möglichkeit, daß der aktuelle Kraftstoffdruck Pf während der Einspritzung des Kraftstoffs abfällt in Abhängigkeit von der Charakteristik des Motors 11 wie in 5C1 gezeigt wird. In einem solchen Fall kann der Normalzeit-Kraftstoffdruck POPN zu dem Zeitpunkt berechnet werden, wenn der Impuls „EIN" bzw. „AUS" ist, um den Normalzeit-Kraftstoffdruck POPN mit dem Abfallzeit-Kraftstoffdruck PBOT zu vergleichen, wenn der Impuls „AUS" ist und um den Normalzeit-Kraftstoffdruck POPN mit dem Anstiegszeit-Kraftstoffdruck PTOP zu vergleichen, wenn der Impuls „EIN" ist. Dieses Verfahren ist vorteilhafter als das vorstehend beschriebene Verfahren, da der Schwankungsgrad bzw. der Schwankungswert des aktuellen Kraftstoffdrucks Pf größer wird und folglich eine Entscheidung darüber, ob sich Dampf in der Kraftstoffleitung 24 befindet noch korrekter ausgeführt werden kann. Da im Zusatz hierzu der Normalzeit-Kraftstoffdruck POPN beständig ist, ist es möglich, den Normalzeit-Kraftstoffdruck POPN dadurch zu erhalten, daß der Mittelwert von mehreren einer vorbestimmten Anzahl von erfaßten aktuellen Kraftstoffdrücken Pf dann berechnet wird, wenn in Schritt 322 auf JA entschieden wird. Insbesondere, wenn der aktuelle Kraftstoffdruck Pf in der Kraftstoffzuführleitung mit einem geringen Volumen während der Kraftstoffeinspritzung abfällt, so werden die vorstehend beschriebenen Programmabläufe in der Hauptsache benötigt, um den Normalzeit-Kraftstoffdruck POPN zu bestimmen.
Zusätzlich zu der Verwendung der vorstehend bereits beschriebenen zweidimensionalen Karte kann der Korrekturwert Vfpci entsprechend einer Veränderung der Einspritz menge an Kraftstoff bestimmt werden (= te × N, wobei te die benötigte Impulsweite und N die Motorgeschwindigkeit darstellt). In diesem Fall wird der Korrekturwert Vfpci größer eingestellt als sich die Veränderung gemäß te × N erhöht.

Veränderung der Einspritzmenge (L/h) 0 5 10 15 20

Korrekturwert Vfpci (V) 0 0.2 0.4 0.6 0.8
Da in dem Kraftstoffzuführsystem gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Differenzdrucksensor 28 für das Erfassen des Kraftstoffdruckes innerhalb der Kraftstoffleitung 24 stromab zum Kraftstoffilter 25 angeordnet ist, ist der Differenzdrucksensor 28 dazu in der Lage, den Kraftstoffdruck mit hoher Genauigkeit zu erfassen, ohne daß sich der Einfluß eines Druckverlustes auf ihn auswirkt. Desweiteren soll die Aufmerksamkeit auf die Tatsache gelenkt werden, daß der Kraftstoffdruck erheblich abfällt infolge der Kraftstoffeinspritzung und zwar mit der Erhöhung der Belastung des Motors, wobei der Korrekturwert, welcher in der Kraftstoffdruck-Rückkopplungsregelung verwendet wird, verändert wird, auf der Basis des Kraftstoffdruckes, welcher sich entsprechend der Belastung des Motors ändert. Folglich wird das Ansprechverhalten der Kraftstoffdruckregelung vorteilhaft, wobei der Kraftstoffdruck stabilisiert werden kann. Da darüber hinaus die Impulsweite korrigiert wird und zwar entsprechend dem durch den Differenzdrucksensor 28 erfaßten Kraftstoffdruck, so kann die Einspritzmenge an Kraftstoff davor geschützt werden, daß sich der Einfluß einer Kraftstoffdruckschwankung auswirkt. Folglich kann die Einspritzquantität (Luft-Kraftstoffverhältnis) des Kraftstoff daran gehindert werden, von einem vorbestimmten Wert abzuweichen.
Basierend auf solchen Werten, welche durch das Ausführen des Mittelungsprogrammabfolge hinsichtlich der durch den Kraftstoffdrucksensor 28 erfaßten Kraftstoffdrücke bestimmt werden, wird die an den DC-Motor 26 anzulegende Spannung geregelt, sowie die Impulsweite korrigiert. Die Mittelungs-Programmabfolge, welche zur Stabilisierung des Kraftstoffdrucks sowie zur Sicherung einer notwendigen Einspritzquantität an Kraftstoff vorgesehen ist, beseitigt den Einfluß einer Kraftstoffdruckschwankung, welche bei einer hohen Frequenz zum Zeitpunkt einer Kraftstoffe inspritzung auftritt, wodurch eine stabile Regelung des Kraftstoffdrucks sowie der Einspritzquantität an Kraftstoff geschaffen wird.
Bei der Ausführung der Mittelungsprogrammabfolge bezüglich der Kraftstoffdrücke, welche durch den Differenzdrucksensor 28 erfaßt werden, wird ein zur Regelung der an den DC-Motor 26 anzulegenden Spannung verwendeter Wert erhalten, in dem die Kraftstoffdrücke in einer weniger feinen Abstufung gemittelt werden als ein Wert, welcher zur Korrektur des Impulsweite verwendet werden soll. In dieser Weise kann die an den DC-Motor 26 anzulegende Spannung genau geregelt werden, d. h., daß eine stabile Regelung des Kraftstoffdrucks gesichert werden kann und darüber hinaus die Impulsweite entsprechend einer Schwankung des Kraftstoffdrucks schnell verändert werden, d. h., daß eine stabile Regelung der Einspritzquantität an Kraftstoff gewährleistet werden kann.
Die Kraftstoffleitung 24 endet mit einer Zuführleitung für die Verteilung des Kraftstoff zu dem Einspritzern. Das bedeutet, daß das Kraftstoffzuführsystem nicht mit einer Rückführleitung für das Rückführen eines Teils des zu dem Einspritzer geförderten Kraftstoff zurück in den Kraftstofftank 21 ausgebildet ist, wodurch ermöglicht wird, daß die Kraftstoffzuführleitung eine einfache Konstruktion aufweist. Folglich schafft die vorliegende Erfindung ein platzsparendes sowie kostengünstiges Kraftstoffzuführsystem. Obgleich das Kraftstoffzuführsystem nicht mit einer Rückführleitung ausgebildet ist, kann die Einspritzquantität an Kraftstoff davor geschützt werden, dem Einfluß einer Schwankung hinsichtlich des Kraftstoffdruckes ausgesetzt zu sein, und zwar infolge einer stabilen Rückkopplungsregelung des Kraftstoffdrucks sowie einer zuverlässigen Regelung der Einspritzquantität an Kraftstoff.
Ein Kraftstoffzuführsystem gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel wird nachfolgend mit Bezug auf die 10 beschreiben, welche die Konstruktion der Peripherie eines Kraftstoffeinspritzer 20 des Kraftstoffzuführsystems zeigt. Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ist das Kraftstoffzuführsystem einem vierzylinder Motor zugeordnet. Das Kraftstoffzuführsystem hat eine Konstruktion ähnlich zu jener gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel mit Ausnahme des Bereichs, welcher in 10 dargestellt ist.
Gemäß der 10 ist eine Kraftstoffversorgungsleitung 111 mit der Kraftstoffleitung 24 an deren vorderem Ende verbunden. Die Kraftstoffversorgungsleitung 111 ist oberhalb der Einlaßleitung 15 horizontal angeordnet. Kraftstoff wird von dem Kraftstofftank 21 über die Kraftstoffleitung 24 zu dem Motor 11 gefördert. Eine Hilfsversorgungsleitung 113 ist oberhalb sowie parallel zu der Kraftstoffversorgungsleitung 111 angeordnet. Die Hilfsversorgungsleitung 113 ist mit der Kraftstoffleitung 24 an der stromaufwärtigen Seite der Kraftstoffversorgungsleitung 111 über eine Zweigleitung 114 verbunden.
Dabei sind Kraftstoffeinspritzer 20 für das Einspritzen des Kraftstoffs zu einem Einlaßkrümmer eines jeden Zylinders 1 bis 4 (nicht gezeigt in der 10) des Motors 11 an der unteren Fläche der Kraftstoffversorgunsleitung 111 über jeweils einen zylindrischen Anschluß 116 installiert. Jeder Anschluß 116 erstreckt sich zu einem oberen Raum innerhalb der Kraftstoffversorgungsleitung 111. Ein Kraftstoffeinlaßanschluß 117 an dem oberen Ende eines jeden Anschlusses bzw. Verbindungsstücks 116 ist in einem oberen Raum innerhalb der Kraftstoffversorgungsleitung 111 angeordnet. Die Kraftstoffversorgungsleitung 111 sowie die Hilfsversorgungsleitung 113 sind über einen Begrenzer bzw. eine Drosselleitung 118 miteinander verbunden. Die Drosselleitung 118 ist unmittelbar über dem Kraftstoffeinspritzer 20 an einer zur Zweitleitung 114 entferntesten Stelle angeordnet und erstreckt sich zu einem oberen Raum innerhalb der Hilfsversorgungsleitung 113. Diese Konstruktion ermöglicht dem Kraftstoffdampf, der in dem oberen Raum innerhalb der Hilfsversorgungsleitung 113 sich ansammelt, über die Drosselleitung 118 in das Anschlußstück 116 des Kraftstoffeinspritzers 20 auf einfache Weise zu wandern. Die Kraftstoffversorgungsleitung 111 ist mit einem Drucksensor 119 ausgebildet, der für die Erfassung eines Absolutdruckes des innerhalb der Kraftstoffversorgungsleitung 111 sich befindlichen Kraftstoffs dient.
Der. Aufbau des elektronischen Regelschaltkreises 34 zur Regelung eines jeden Kraftstoffeinspritzers 20 wird im nachfolgenden beschrieben. Der elektronische Regelschaltkreis 34 hat einen Mikrocomputer 122 mit einer CPU, einem ROM sowie eine RAM. Der Mikrocomputer 122 gibt Signale an vier Treiberkreise 123 aus, um die vier Kraftstoffeinspritzer unabhängig voneinander zu betreiben. Der elektronische Regelschaltkreis 34 empfängt Signale, welche von dem Drucksensor 119, dem Luftströmungsmesser 18, dem Rotationssensor 41, dem Wassertemperaturfühler 40 sowie dem Einlaßlufttemperaturfühler 42 ausgegeben werden.
Der elektronische Regelschaltkreis 34 führt eine Unabhängigkeits-Kraftstoffeinspritzung, eine Gruppeneinspritzung oder eine Simultaneinspritzung in Abhängigkeit von dem Betriebszustand des Motors 11 durch. Wenn bei der unabhängigen Einspritzung einer der Zylinder 1 bis 4 mit einem Einlaßprozeß begonnen hat, wird der Kraftstoffeinspritzer 20 entsprechend dem Zylinder, welcher mit dem Einlaßprozeß begonnen hat, in selektiver Weise betrieben, so daß der Kraftstoffeinspritzer 20 den Kraftstoff hierin einspritzt. Im Falle der Gruppeneinspritzung wird der Kraftstoff in zwei Gruppen von Zylindern eingespritzt, welche jeweils aus zwei Zylindern bestehen und zwar ab wechselnd in einem Intervall von 360° CA (Kurbelwellenwinkel). Bei der Simultaneinspritzung wird der Kraftstoff simultan in alle vier Zylinder 1 bis 4 in einem Intervall von 720° CA eingespritzt. Da die Durchführung des Verfahrens, zwischen den drei Arten der Kraftstoffeinspritzung umzuschalten für den Fall, daß kein Gas in der Kraftstoffleitung 24 vorhanden ist, bekannt ist, wird auf die Beschreibung der Kraftstoffversorungungsleitung 111 sowie der Hilfsversorgungsleitung 113 (im folgenden als Kraftstoffzuführleitung bezeichnet) im folgenden verzichtet. Folglich wird die Ausführung des Verfahrens, nämlich das Umschalten der drei Arten einer Kraftstoffenspritzung im nachfolgenden für den Fall beschrieben, daß ein Gas vorhanden ist.
Die Markierung fR wird auch in dem zweiten Ausführungsbeispiel derart gesetzt, daß die elektronische Regelung eine Gaserfassungsprozedur ähnlich zu der Prozedur gemäß der 6 bis 8 durchführt. Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel erfaßt der Drucksensor 119 den Absolutdruck innerhalb der Kraftstoffversorungsleitung 111, welcher sich in einer Weise gemäß der 5A1 und 5B1 verändert, welche die Änderung des aktuellen Kraftstoffdrucks Pf innerhalb der Kraftstoffleitung 24 anzeigen. Dementsprechend sind die Flußdiagramme in den 6 bis 8 auch bei dem zweiten Ausführungsbeispiel anwendbar, wobei lediglich die vorbestimmten Werte K₁ und K₂ des ersten Ausführungsbeispiels geändert werden müssen. Da die Drosselleitung 118 mit der Kraftstoffversorgungsleitung 111 sowie der Hilfsversorungsleitung 113 kommuniziert, welche unmittelbar oberhalb der Kraftstoffversorungsleitung 111 angeordnet ist, wird Kraftstoffdampf, welcher sich innerhalb der Kraftstoffversorgungsleitung 111 dann sammelt, wenn der Motor nicht in Betrieb ist, in der Hilfsversorungsleitung 113 über die Drosselleitung 117 gesammelt und in einem oberen Raum innerhalb der Hilfversorgungsleitung 113 gespeichert. Um den Dampf aus der Hilfsversorgungsleitung 113 abzuführen, müßte eine große Menge Kraftstoff aus der Hilfsversorgungsleitung 113 durch Betreiben des Kraftstoffeinspritzventiles 20 ausgefördert werden, wobei die Druckdifferenz zwischen dem Gasdruck innerhalb der Hilfsversorgungsleitung 113 und den Kraftstoffdruck innerhalb der Kraftstoffversorgungsleitung 111 zum Zeitpunkt einer Kraftstoffeinspritzung auf einen großen Wert eingestellt werden müßte.
Wenn in der Programmabfolge zur Umschaltung der drei Arten von Kraftstoffeinspritzungen gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel Gas in die Kraftstoffzuführleitung eingedrungen ist, dann wird die unabhängige Einspritzung in eine Gruppeneinspritzung oder die Gruppeneinspritzung in eine Simulataneinspritzung umgeschaltet, um einen Zustand zu erhalten, in welchem eine EIN-Zeit-Kraftstoffeinspritzung vorgenommen wird, wobei eine große Menge an Kraftstoff ausgefördert wird, sowie der Abfallsgrad des Kraftstoffdruckes groß ist. Indem die unabhängige Einspritzung in die Gruppeneinspritzung umgeschaltet wird, werden zwei Einspritzventile 20 gleichzeitig in der EIN-Zeit-Kraftstoffeinspritzung betrieben. Indem in ähnlicher Weise die Gruppeneinspritzung in die Simultaneinspritzung geschaltet wird, werden vier Kraftstoffeinspritzventile 20 gleichzeitig in der EIN-Zeit-Kraftstoffeinspritzung betrieben. Nachdem die unabhängige Einspritzung in die Gruppeneinspritzung in einem Punkt ti umgeschaltet ist oder nachdem die Gruppeneinspritzung in die Simultaneinspritzung in einem Punkt t1 umgeschaltet ist, wird als ein Ergebnis hiervon der Abfallgrad des Kraftstoffdruckes erheblich größer und folglich erhöht sich die Druckdifferenz zwischen dem Gasdruck und dem Kraftstoffdruck auf einen hohen Wert. Folglich erhöht sich die Auslaßmenge an Kraftstoff in der EIN-Zeit-Kraftstoffeinspritzung erheblich wie in den 11A bis 11J gezeigt wird, wobei folglich Dampf in effektiver Weise aus der Hilfsversorgungsleitung 113 innerhalb einer sehr kurzen Zeitperiode abgeführt werden kann. Die 11A bis 11E zeigen einen Fall, in welchem die unabhängige Einspritzung in die Gruppeneinspritzung umgeschaltet wird. Die 11F bis 11J zeigen eine Fall, in welchem die Gruppeneinspritzung in die Simultaneinspritzung umgeschaltet wird.
Die 12 bezeichnet ein Flußdiagramm, welches die Kraftstoffeinspritzung-Schaltprozedur gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt. Der elektronische Regelschaltkreis 34 führt die in der 12 gezeigte Prozedur in einer sich wiederholenden Weise in einem Intervall entsprechend einer vorbestimmten Zeitperiode oder in einem Intervall entsprechend einer vorbestimmten Anzahl von Umdrehungen des Motors 11 durch. Auf den Start der Prozedur wird am Anfang in Schritt 1002 entschieden, ob die Markierung fR auf „1" besetzt ist oder nicht. Falls in Schritt 1002 auf JA entschieden wird, d. h., wenn entschieden wird, daß keine Luft oder Dampf in der Kraftstoffzuführleitung sich befindet, dann schreitet das Programm zum Schritt 1003, wobei anschließend der elektronische Regelschaltkreis 34 die Programmabfolge beendet. In Schritt 1003 wird das Normalzeit-Einspritzverfahren, nämlich das Einspritzverfahren welches dann ausgeführt wird, wenn sich kein Gas in der Kraftstoffzuführleitung befindet, in Übereinstimmung mit dem Betriebszustand des Motors 11 ausgewählt bzw. das Normalzeit-Einspritzverfahren fortgeführt, wenn sich das Normalzeit-Einspritzverfahren gegenwärtig im Einsatz befindet. Falls in Schritt 1002 auf NEIN entschieden wird, d. h., wenn entschieden wird, daß sich Luft oder Dampf in der Kraftstoffzufürhleitung befindet, dann schreitet das Programm zum Schritt 1004, in welchem das Kraftstoffeinspritzverfahren von dem Normalzeit-Einspritzverfahren in ein Gasauslaßbeschleunigungsverfahren geschaltet wird, welches im nachfolgenden beschrieben wird. Anschließend beendet der elektronische Regelschaltkreis 34 die Programmabfolge. Das bedeutet, daß wenn die unabhängige Einspritzung für das Normalzeit-Einspritzverfahren ausgewählt ist, die unabhängige Einspritzung in die Gruppeneinspritzung umgeschaltet wird wohingegen wenn die Gruppeneinspritzung für das Normalzeit-Einspritzverfahren ausgewählt ist, die Gruppeneinspritzung in die Simultaneinspritzung umgeschaltet wird.
Der Einspritzverfahrens-Umschaltprozeß gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ermöglicht, daß Gas innerhalb einer kurzen Zeitperiode in effektiver Weise ausgefördert werden kann. Folglich kann selbst für den Fall, daß sich Gas in der Kraftstoffzuführleitung befindet, der Betriebszustand des Motors 11 in einer kurzen Zeitperiode auf den Normalzustand zurückgeführt werden.
Wenn die unabhängige Einspritzung in die Simultaneinspritzung umgeschaltet wird, dann werden vier Kraftstoffeinspritzventile 20 simultan in einer Einzelzeit-Einspritzung betrieben. Folglich fällt wie in den 11K bis 11O dargestellt wird, der Kraftstoffdruck erheblich ab, wobei als ein Ergebnis hiervon das Gas in effektiver Weise ausgefördert werden kann. Folglich kann in Schritt 1004 die unabhängige Einspritzung in die Simultaneinspritzung geschaltet werden. In Abhängigkeit von der Schwankungsgröße (Beispielsweise der Wert entsprechend PTOP – POPN sowie POPN – PBPT) des Kraftstoffdrucks zu dem Zeitpunkt, in dem das Kraftstoffeinspritzventil 20 geöffnet und geschlossen ist, wird die unabhängige Einspritzung in die Gruppeneinspritzung oder die Simultaneinspritzung geschaltet.
Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel wird das Kraftstoffzuführsystem an einem Vierzylindermotor angewendet, welches jedoch auch an einem Motor mit fünf oder mehreren Zylindern angewendet werden kann. Wenn beispielsweise das Kraftstoffzuführsystem an einem Sechszylindermotor Motor angewendet wird, dann kann die Gruppeneinspritzung durch Aufteilung der sechs Zylinder in zwei oder drei Gruppen durchgeführt werden. Falls das Kraftstoffzuführsystem an einem Mehrzylindermotor angewendet wird, und die Gruppeneinspritzung für das Normalzeit-Einspritzverfahren ausgewählt ist, dann können mehrere Kraftstoffeinspritzventile 20 simultan in einer EIN-Zeit-Kraftstoffeinspritzung durch entsprechende Schaltung der Anzahl an Gruppen betrieben werden.
Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ist die Hilfsversorungsleitung 113 oberhalb sowie parallel zu der Kraftstoffversorgungsleitung 111 angeordnet, wobei die Kraftstoffversorgungsleitung 111 und die Hilfsversorgungsleitung 113 über die Drosselleitung 118 miteinander verbunden sind, um somit Dampf in der Hilfsversorgungsleitung 113 zu sammeln. Es ist jedoch auch möglich, die Anordnung der Hiflsversorgungsleitung 113 zu unterlassen und die Kapazität der Kraftstoffversorgungsleitung 111 zu erhöhen, um so die Luft oder den Dampf in den oberen Raum innerhalb der Kraftstoffversorgungsleitung 111 zu sammeln. Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel erstreckt sich das Anschlußstück 116 eines jeden Kraftstoffeinspritzventils 20 in den oberen Raum innerhalb der Kraftstoffzuführleitung 111, um hierdurch Luft oder Dampf abzuführen, wobei jedoch nicht alle Verbindungsstücke 116 sich in den oberen Raum innerhalb der Kraftstoffversorgungsleitung 111 erstrecken.
Anstelle des Differenzdruckfühlers 28, welcher im ersten Ausführungsbeispiel verwendet wird, kann ein Kraftstoffsensor 50 für die Erfassung des Absolutdrucks des Kraftstoffdrucks an der Kraftstoffleitung 24 sowie ein Drucksensor 51 an der Einlaßleitung 15 montiert werden, um somit den Differenzdruck (Kraftstoffdruck) basierend auf den Absolutdruck des Kraftstoffdrucks sowie dem Luftdruck innerhalb der Einlaßleitung 15 zu bestimmen.
Der Druckfühler 51 kann aus dem Kraftstoffzuführsystem eliminiert werden. In diesem Fall kann der Differenzdruck (Kraftstoffdruck) bestimmt werden, basierend auf der Differenz zwischen dem Absolutdruck des Kraftstoffdrucks, welcher durch den Kraftstoffsensor 50 erfaßt wird sowie den Druck innerhalb der Einlaßleitung 15, der basierend auf der Information geschätzt wird, welche unter Verwendung einer zweidimensionalen Karte gemäß der 14 erhalten wird, die auf der Einlaßluftmenge, welche durch den Luftstrommesser 18 erfaßt wird, sowie der Motorgeschwindigkeit basiert, welche durch den Rotationssensor 41 erfaßt wird. Alternativ hierzu können die Basisimpulsweite tp sowie der Öffnungsgrad des Drosselventils 18 anstelle der Einlaßluftmenge verwendet werden.
Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel wird die dreidimensionale Karte gemäß der 4 dazu verwendet, den Korrekturwert Vfpci zu bestimmen, welcher in der Rückkopplungsregelung verwendet wird, die angewandt wird, um den Kraftstoffdruck zu justieren, basierend auf der Belastung des Motors 11, nämlich dem Verhältnis zwischen der Einlaßluftmenge (Q) zu der Motorgeschwindigkeit (N) und der Motorgeschwindigkeit (N). Darüber hinaus ist es möglich, eine Kraftstoffeinspritzmenge (= te × N) als den Wert der Belastung zu verwenden, mit welcher der Motor 11 beaufschlagt ist, um so den Korrekturwert Vfpci entsprechend einer Veränderung der Kraftstoffeinspritzmenge zu bestimmen, die entsprechend der Belastung des Motors 11 sich verändert. Wie in der 16 dargestellt ist, sollte der Korrekturwert Vfpci auf einen größeren Wert gesetzt werden, als sich die Änderung der Kraftstoffeinspritzquantität (= te × N) erhöht.
Gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen, wird die Spannung, welche an den DC-Motor 26 der Kraftstoffpumpe 22 über den DC-DC Konverter 27 angelegt wird justiert, um den Kraftstoffdruck zu regeln. Alternativ hierzu ist es auch möglich ein PWM-Regelverfahren (Pulsweitenmodulations-Verfahren) zu verwenden, welches dazu benutzt wird, eine Durchschnittsspannung zu ändern, indem die Rate der Energiezufuhr, welche an den Motor 26 angelegt werden soll justiert wird, um somit den Auslaßdruck (Kraftstoffdruck) der Kraftstoffpumpe 22 zu regeln.
Gemäß den vorstehend genannten Ausführungsbeispielen wird der geschwindigkeitsvariable Motor geregelt, um den Kraftstoffdruck zu regeln. Jedoch ist es auch möglich, andere Komponenten in der Kraftstoffzuführleitung zu regeln, wie beispielsweise ein herkömmliches Kraftstoffdruck-Regelventil, welches in der Kraftstoffleitung angeordnet ist.
Luft oder Dampf kann in erzwungener Weise abgelassen bzw. aus der Kraftstoffzuführleitung bei Reparaturen von Fahrzeugen beseitigt werden, welche den Motor 11 tragen, in dem ein Testterminal daran vorgesehen ist. Das bedeutet, daß der elektronische Regelschaltkreis 34 die Markierung fR in erzwungener Weise auf „0" setzt, wenn der Testterminal eingeschaltet wird. Anstelle der Gasablaßkonstruktion kann das Kraftstoffzuführsystem auch mit einer Abnormalitäts-Informationseinrichtung wie beispielsweise einer EMG-Lampe versehen sein, um einen Benutzer über das Vorliegen einer Abnormalität zu informieren, wenn Dampf in den Kraftstoffzuführsystem erfaßt wird (Markierung fR = 0).
Die Erfindung ist den anhängenden Ansprüchen entsprechend definiert.
Bei dem Kraftstoffzuführsystem eines Verbrennungsmotors wird ein aktueller Kraftstoffdruck Pf durch einen Differenzdrucksensor (28) gemessen, wobei der aktuelle Kraftstoffdruck Pf in einem unterschiedlichen Grad gemittelt wird (103), um somit zwei Arten von Werten Pfs und Pft zu bestimmen. Der Wert Pfs wird zur Regelung des Kraftstoffdruckes verwendet, wohingegen der Wert Pft zur Korrektur einer Impulsweite verwendet wird. Dann wird ein Korrekturwert Vfpci entsprechend der Belastung des Motors bestimmt und in einer Rückkopplungsregelung verwendet, um einen Kraftstoffabgabedruck einer Kraftstoffpumpe (22) einzustellen.

Claims

Kraftstoffzuführsystem eines Verbrennungsmotors, um einen innerhalb eines Kraftstofftanks (21) gespeicherten Kraftstoff unter Druck mittels einer Kraftstoffpumpe (22) durch eine Kraftstoffleitung (24) sowie einen Kraftstofffilter (25) zu einem Einspritzer (20) zu fördern, und den Kraftstoff durch den Einspritzer in den Verbrennungsmotor (11) einzuspritzen, mit: einer mit einer Geschwindigkeit veränderlichen Antriebseinrichtung (26), um einen Auslassdruck der Kraftstoffpumpe mit der Geschwindigkeit veränderlich zu regeln, eine Einrichtung (28, 50) zur Erfassung eines Kraftstoffdrucks, welche stromabwärts von dem Kraftstofffilter angeordnet ist, um einen Kraftstoffdruck innerhalb der Kraftstoffleitung zu erfassen, eine Einrichtung (34, 205) zur Korrektur einer Impulsweite, um eine Weite eines an den Einspritzer anzulegenden Impulses entsprechend dem durch die Einrichtung zur Erfassung des Kraftstoffdrucks erfassten Kraftstoffdruck zu korrigieren, eine Einrichtung (34, 104–108) zur Regelung eines Kraftstoffdrucks, um die mit der Geschwindigkeit veränderliche Antriebseinrichtung durch eine Rückkopplung basierend auf dem durch die Einrichtung zur Erfassung des Kraftstoffdrucks erfassten Kraftstoffdruck zu regeln, so dass der Kraftstoffdruck einem Solldruck entspricht, wobei die Einrichtung zur Regelung des Kraftstoffdrucks eine Einrichtung zur Korrektur eines Korrekturwertes gemäß einer Belastung der Verbrennungsmaschine hat, der durch die Rückkopplung zur Regelung der mit der Geschwindigkeit veränderlichen Antriebseinrichtung verwendbar ist, wobei die Einrichtung zur Regelung des Kraftstoffdrucks die mit der Geschwindigkeit veränderliche Antriebseinrichtung regelt, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Korrektur der Impulsweite die Impulsweite basierend auf einem Durchschnittswert der Kraftstoffdrücke korrigiert, welche durch die Einrichtung zur Erfassung des Kraftstoffdrucks erfasst werden, und der Durchschnittswert der durch die Einrichtung zur Erfassung des Kraftstoffdrucks erfassten Kraftstoffdrücke durch eine Mittelung in unterschiedliche Stufen unterschiedlich eingestellt ist, um dazu verwendet zu werden, die mit der Geschwindigkeit veränderliche Antriebseinrichtung zu regeln sowie die Impulsweite zu korrigieren.
Kraftstoffzuführsystem eines Verbrennungsmotors nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffleitung in einer Konstruktion der EIN-Wege-Bauart ausgeführt ist und mit einer Versorgungsleitung für die Zuteilung des Kraftstoffes an den Einspritzer endet.
Kraftstoffzuführsystem eines Verbrennungsmotors nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stufen der Mittelung zur Verwendung bei der Regelung der mit der Geschwindigkeit veränderlichen Antriebseinrichtung groß sind und zur Verwendung bei der Korrektur der Impulsbreite klein sind.