DE19704663A1

DE19704663A1 - Kraftstoff-Einspritzsystem eines Motors und ein dementsprechendes Steuerverfahren

Info

Publication number: DE19704663A1
Application number: DE19704663A
Authority: DE
Inventors: Akio Ishida
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1996-02-07
Filing date: 1997-02-07
Publication date: 1997-08-21
Also published as: JPH09209867A; FR2744493A1; US5771865A; KR970062289A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftstoffeinspritz system eines Motors, das in der Lage ist, durch Verwendung eines Öffnungs-Schließvorganges von Magnetventilen den Beginn und die Beendigung der Kraftstoffeinspritzung genau zu steuern, und ein dementsprechendes Steuerverfahren.

Beschreibung des dazugehörigen Standes der Technik

Herkömmlicherweise haben akkumulator- oder stoßartige Kraftstoff-Einspritzsysteme bei Kfz-Dieselmotoren Verwendung gefunden. Jedes dieser Systeme ist mit einem Akkumulator oder Pumpenraum als Kraftstoffversorgungsquelle ausgestattet, und die Zufuhr eines Hochdruckkraftstoffes vom Akkumulator oder Pumpenraum zu einem Kraftstoffeinspritzventil wird mittels eines einzelnen Magnetventils gesteuert, d. h. mittels eines Zweistellungs-Magnet-Wegeventils mit drei Eingängen. Wenn sich insbesondere im Falle eines akkumulatorartigen Systems das Magnetventil in einer Einspritzstartstellung befindet, verbindet das Magnetventil einen Druckraum innerhalb des Kraftstoffeinspritzventils mit der Niederdruckseite, woraufhin die Kraftstoffeinspritzung vom Einspritzventil beginnt. Wenn das Magnetventil während der Kraftstoffeinspritzung von der Einspritzstarstellung in eine Einspritzbeendigungsstellung geschaltet wird, trennt das Magnetventil den Druckraum von der Niederdruckseite ab, woraufhin die Kraftstoffeinspritzung vom Einspritzventil beendet wird.

Insbesondere wird die Kraftstoffeinspritzung durch Schalten des einzelnen Magnetventils von der Einspritzbeendigungsstellung in die Einspritzstartstellung begonnen und dann durch Schalten des Magnetventils von der Startstellung in die Beendigungs stellung beendet. Das Magnetventil sollte deshalb bei einer höheren Geschwindigkeit geschaltet werden, um eine angemessene Kraftstoffeinspritzung gemäß einer angeforderten Motorausgabe durchzuführen.

Eine Verzögerung ist vor der tatsächlichen Aktivierung des Elektromagneten des Magnetventils nach dem Beginn der dazugehörigen Stromversorgung oder vor der tatsächlichen Deaktivierung des Elektromagneten des Magnetventils nach Einstellung der Stromversorgung unvermeidbar. In einer Lage in der der Schaltvorgang des Magnetventils in einer kurzer Zeitspanne in einer Hochgeschwindigkeitszone des Motors erfolgen sollte, kann der Magnetventil-Schaltvorgang nicht der Hochgeschwindigkeitsdrehung des Motors folgen.

Wenn die Kraftstoffeinspritzung in zwei Phasen, insbesondere in der Vor- und Haupteinspritzphase erfolgt, kann die Voreinspritzung nicht unter optimalen Bedingungen durchgeführt werden.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Kraftstoff-Einspritzsystems, das in der Lage ist, mit höheren Motorgeschwindigkeiten zurecht zu kommen und den Beginn und die Beendigung der Kraftstoffeinspritzung mit großer Genauigkeit zu steuern, und in der Bereitstellung eines dementsprechenden Steuerverfahrens.

Die oben erwähnte Aufgabe wird durch ein Kraftstoff- Einspritzsystem eines Motors gemäß der vorliegenden Erfindung erfüllt, das folgendes umfaßt: einen mit Kraftstoff füllbaren Kraftstoffbehälter; eine Kraftstoff-Druck-Beaufschlagungs- Vorrichtung, um den vom Kraftstoffbehälter zugeführten Kraftstoff mit Druck zu beaufschlagen; einen Injektor, der dazu ausgebildet ist, den von der Kraftstoff-Druck-Beaufschlagungs- Vorrichtung Druck-beaufschlagten Kraftstoff in einen Zylinder des Motors einzuspritzen, wenn ihm der Druck-beaufschlagte Kraftstoff zugeführt wird; einen Kraftstoff-Zufuhrdurchgang, der die Kraftstoff-Druck-Beaufschlagungs-Vorrichtung mit dem Injek tor verbindet und dazu verwendet wird, den Druck-beaufschlagten Kraftstoff von der Kraftstoff-Druck-Beaufschlagungs-Vorrichtung dem Injektor zuzuführen; einen Kraftstoff-Rücklaufdurchgang, der den Injektor mit dem Kraftstoffbehälter verbindet und dazu verwendet wird, den Druck-beaufschlagten Kraftstoff vom Injektor zum Kraftstoffbehälter zurückzuführen; und mindestens zwei Magnetventile, die im Kraftstoff-Rücklaufdurchgang angebracht sind, und zum Öffnen und Schließen ausgebildet sind, um die Kraftstoffeinspritzung vom Injektor zu steuern.

Gemäß dem oben beschriebenen Kraftstoff-Einspritzsystem kann der Beginn und die Beendigung der Kraftstoffeinspritzung vom Injektor gesteuert werden, indem das erste und zweite Magnetventil wechselweise geschaltet wird. Bei der Steuerung des Beginns und der Beendigung der Kraftstoffeinspritzung ist es daher nicht erforderlich, jedes der Magnetventile mehr als einmal je Einspritzung zu schalten. Selbst wenn sich der Motorbetrieb in einer Hochgeschwindigkeitszone befindet, kann somit der Beginn und die Beendigung der Kraftstoffeinspritzung sehr genau gesteuert werden, indem der Schaltmodus jedes Magnetventils unter Berücksichtigung der unvermeidlichen Reaktionsverzögerung für jeden Ventilschaltzyklus eingestellt wird.

Genauer gesagt, kann das Kraftstoff-Einspritzsystem ferner einen Akkumulator im Kraftstoff-Zufuhrdurchgang umfassen. In diesem Falle schließt der Injektor eine Düse ein, die mittels eines Verbindungsdurchganges mit dem Kraftstoff-Zufuhrdurchgang verbunden ist, so daß der Druck-beaufschlagte Kraftstoff durch die Düse eingespritzt werden kann, sowie einen Druckraum, in den der Druck-beaufschlagte Kraftstoff vom Verbindungsdurchgang eingeführt wird, und ein Düsenventil, das in Abhängigkeit vom Kraftstoffdruck im Druckraum zum Öffnen und Schließen der Düse dient. Der Kraftstoff-Rücklaufdurchgang verbindet den Druckraum mit dem Kraftstoffbehälter, und das erste und zweite Magnetventil sind reihenweise im Kraftstoff-Rücklaufdurchgang angebracht.

Wenn in Übereinstimmung mit dem oben beschriebenen Kraftstoff-Einspritzsystem alle Magnetventile geöffnet werden, um den Kraftstoffdruck im Druckraum zu verringern, ist das Düsenventil dem Druck von dem Druck-beaufschlagten Kraftstoff ausgesetzt, wodurch die Düse geöffnet wird, um zu gestatten, daß der Druck-beaufschlagte Kraftstoff durch die Düse eingespritzt wird.

Wenn eines der Magnetventile geschlossen wird, um den Kraftstoffdruck im Druckraum während der Kraftstoffeinspritzung zu erhöhen, wird daraufhin das Düsenventil unter dem Druck im Druckraum geschlossen, so daß die Kraftstoffeinspritzung durch die Düse eingestellt wird.

Ferner kann der Injektor eine Düse einschließen, die mittels eines Verbindungsdurchganges mit dem Kraftstoff- Zufuhrdurchgang verbunden ist, so daß der Kraftstoff durch die Düse eingespritzt wird, und ein Düsenventil zum Öffnen und Schließen der Düse umfassen. Das Düsenventil weist eine Nadel und eine Feder zum Treiben der Nadel in die Schließrichtung der Düse auf. In diesem Falle umfaßt der Kraftstoff- Rücklaufdurchgang ein Paar Durchgangsabschnitte, die mit dem Verbindungsdurchgang verbunden sind und parallel zueinander angebracht sind, und es wird mindestens ein Magnetventil für jeden der Durchgangsabschnitte bereitgestellt.

Wenn der Kraftstoffdruck im Verbindungsdurchgang derart ansteigt, daß sich die Nadel des Düsenventils gegen die Treibkraft der Feder emporbewegt, um die Düse zu öffnen, wobei alle Magnetventile in den Durchgangsabschnitten geschlossen sind, gestattet es das Düsenventil gemäß dem oben beschriebenen Kraftstoff-Einspritzsystem, daß der Kraftstoff durch die Düse eingespritzt wird.

Wenn das Magnetventil in einem der Durchgangsabschnitte geöffnet ist, so daß der Kraftstoffdruck im Verbindungsdurchgang während der Kraftstoffeinspritzung verringert wird, ist daraufhin die Nadel des Düsenventils der Treibkraft der Feder ausgesetzt, um die Düse zu schließen, wodurch die Kraftstoffeinspritzung zu diesem Zeitpunkt eingestellt wird.

Die vorstehend erwähnte Aufgabe wird auch durch ein Steuerverfahren für ein Kraftstoff-Einspritzsystem erfüllt. Das Kraftstoff-Einspritzsystem, auf das dieses Steuerverfahren angewandt wird, umfaßt einen mit Kraftstoff füllbaren Kraftstoffbehälter; eine Kraftstoff-Druck-Beaufschlagungs Vorrichtung, um den vom Kraftstoffbehälter zugeführten Kraftstoff mit Druck zu beaufschlagen; einen Injektor, der dazu ausgebildet ist, den Druck-beaufschlagten Kraftstoff in einen Zylinder des Motors einzuspritzen, einen Kraftstoff- Zufuhrdurchgang, der die Kraftstoff-Druck-Beaufschlagungs Vorrichtung mit dem Injektor verbindet und dazu verwendet wird, um den Druck-beaufschlagten Kraftstoff von der Kraftstoff-Druck- Beaufschlagungs-Vorrichtung zum Injektor zu leiten, wobei der Injektor eine Düse aufweist, die mittels eines Verbindungsdurchganges mit dem Kraftstoff-Zufuhrdurchgang verbunden ist, so daß der Kraftstoff durch die Düse eingespritzt werden kann, einen Druckraum, in den der Druck-beaufschlagte Kraftstoff vom Verbindungsdurchgang eingeführt wird und ein Düsenventil, das in Abhängigkeit von einem Kraftstoffdruck im Druckraum zum Öffnen und Schließen der Düse dient, einen Kraftstoff-Rücklaufdurchgang, der den Druckraum mit dem Kraftstoffbehälter verbindet und dazu verwendet wird, den Druck beaufschlagten Kraftstoff vom Druckraum in den Kraftstoffbehäl ter zurückzuführen, und ein erstes und zweites Magnetventil, die reihenweise im Kraftstoff-Rücklaufdurchgang angebracht sind.

Das Steuerverfahren, das auf das oben beschriebene Kraftstoff-Einspritzsystem angewandt wird, umfaßt folgendes: einen Einspritzstartschritt zum Öffnen des ersten und zweiten Magnetventils, um den Kraftstoffdruck im Druckraum zu senken, wodurch das Düsenventil geöffnet und der Druck-beaufschlagte Kraftstoff durch die Düse eingespritzt wird; und einen Einspritzbeendigungsschritt zum Schließen des zweiten Magnetventils während der Kraftstoffeinspritzung, um den Kraftstoffdruck im Druckraum zu erhöhen, wodurch das Düsenventil geschlossen und die Kraftstoffeinspritzung durch die Düse eingestellt wird.

Das Steuerverfahren kann ferner einen Einspritz- Vorbereitungsschritt einschließen, um das zweite Magnetventil in seiner jeweiligen geschlossenen Stellung und das erste Magnetventil in seiner jeweiligen offenen Stellung zu halten, um einen anderen Kraftstoffeinspritzzyklus nach Einstellung der Kraftstoffeinspritzung bereitzustellen. Wenn das zweite Magnet ventil nach Durchführung des Einspritz-Vorbereitungsschrittes geöffnet wird, spritzt das Düsenventil in diesem Falle den Kraftstoff durch die Düse.

Ferner kann eine Mehrfach-Kraftstoffeinspritzung für jeden Verbrennungshub des Motors durchgeführt werden, und die Mehrfach-Kraftstoffeinspritzung kann beispielsweise eine Voreinspritzung und eine Haupteinspritzung einschließen.

Wenn die Kraftstoffeinspritzung die vorhergehende Kraft stoffeinspritzung und die nachfolgende Kraftstoffeinspritzung einschließt, umfaßt die vorhergehende Kraftstoffeinspritzung einen Einspritz-Vorbereitungsschritt zum Öffnen des zweiten Magnetventils und Schließen des ersten Magnetventils, einen Einspritzstartschritt zum Öffnen des ersten Magnetventils, um die Kraftstoffeinspritzung zu beginnen, und einen Einspritz beendigungsschritt zum Schließen des zweiten Magnetventils, um die Kraftstoffeinspritzung einzustellen, und die darauffolgende Kraftstoffeinspritzung umfaßt einen Einsprit z-Vorbereitungs schritt, um das zweite Magnetventil in seiner geschlossenen Stellung und das erste Magnetventil in seiner offenen Stellung zu halten, einen Einspritzstartschritt zum Öffnen des zweiten Magnetventils, um die Kraftstoffeinspritzung zu beginnen, und einen Einspritzbeendigungsschritt zum Schließen des ersten Magnetventils, um die Kraftstoffeinspritzung zu beenden.

Außerdem ist das Steuerverfahren der vorliegenden Erfindung auch auf ein anderes Kraftstoff-Einspritzsystem anwendbar, das folgendes umfaßt: einen mit Kraftstoff füllbaren Kraftstoff behälter, eine Kraftstoff-Druck-Beaufschlagungs-Vorrichtung, um den vom Kraftstoffbehälter zugeführten Kraftstoff mit Druck zu beaufschlagen, einen Injektor, der dazu ausgebildet ist, den Druck-beaufschlagten Kraftstoff in einen Zylinder des Motors einzuspritzen, einen Kraftstoff-Zufuhrdurchgang, der die Kraftstoff-Druck-Beaufschlagungs-Vorrichtung mit dem Injektor verbindet und dazu verwendet wird, den Druck-beaufschlagten Kraftstoff von der Kraftstoff-Druck-Beaufschlagungs-Vorrichtung zum Injektor zu leiten, wobei der Injektor eine Düse aufweist, die mittels eines Verbindungsdurchganges mit dem Kraftstoff- Zufuhrdurchgang verbunden ist, eine Nadel zum Öffnen und Schließen der Düse und eine Feder zum Treiben der Nadel in die Schließrichtung der Düse, einen Kraftstoff-Rücklaufdurchgang, der den Verbindungsdurchgang mit dem Kraftstoffbehälter verbindet und einen ersten und zweiten parallel zueinanderlie genden Durchgangsabschnitt, umfaßt und ein erstes und zweites Magnetventil, die jeweils für jeden der Durchgangsabschnitte bereitgestellt werden.

Das Steuerverfahren, das auf das oben beschriebene Kraftstoff-Einspritzsystem angewandt wird, umfaßt folgendes: einen Einspritzstartschritt zum Schließen aller Magnetventile in den Durchgangsabschnitten, um den Kraftstoffdruck im Verbindungsdurchgang zu erhöhen, wodurch bewirkt wird, daß die Nadel die Düse gegen die Treibkraft der Feder öffnet und der Kraftstoff durch die Düse eingespritzt wird; und einen Einspritzbeendigungsschritt zum Öffnen des ersten Magnetventils während der Kraftstoffeinspritzung, um den Kraftstoffdruck im Verbindungsdurchgang zu verringern, wodurch bewirkt wird, daß die Nadel die Düse mittels der Treibkraft der Feder schließt und die Kraftstoffeinspritzung durch die Düse eingestellt wird.

In diesem Falle kann das Steuerverfahren ferner einen Einspritz-Vorbereitungsschritt umfassen, um das zweite Magnetventil in der jeweiligen geschlossenen Stellung und das erste Magnetventil in der jeweiligen offenen Stellung zu halten, um nach Einstellen der Kraftstoffeinspritzung einen weiteren Kraftstoffeinspritzzyklus bereit zustellen.

Wenn die Kraftstoffeinspritzung die vorhergehende Kraft stoffeinspritzung und die nachfolgende Kraftstoffeinspritzung einschließt, umfaßt die vorhergehende Kraftstoffeinspritzung einen Einspritz-Vorbereitungsschritt zum Öffnen des zweiten Magnetventils im zweiten Durchgangsabschnitt und zum Schließen des ersten Magnetventils im ersten Durchgangsabschnitt, einen Einspritzstartschritt zum Schließen des zweiten Magnetventils, um die Kraftstoffeinspritzung zu beginnen, und einen Einspritzbeendigungsschritt zum Öffnen des ersten Magnetventils, um die Kraftstoffeinspritzung einzustellen, und die darauffolgende Kraftstoffeinspritzung umfaßt einen Einspritz- Vorbereitungsschritt, um das zweite Magnetventil in seiner geschlossenen Stellung und das erste Magnetventil in seiner offenen Stellung zu halten, einen Einspritzstartschritt zum Schließen des ersten Magnetventils, um die Kraftstoffeinsprit zung zu beginnen, und einen Einspritzbeendigungsschritt zum Öffnen des zweiten Magnetventils, um die Kraftstoffeinspritzung zu beenden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die vorliegende Erfindung wird unter Bezugnahme auf die nachstehende eingehende Beschreibung und auf die beiliegenden Zeichnungen offensichtlicher, die nur beispielhaft dargestellt und somit für die vorliegende Erfindung nicht einschränkend wirken, wobei

Fig. 1 eine schematische Darstellung ist, die ein akkumulatorartiges Kraftstoff-Einspritzsystem veranschaulicht;

Fig. 2 eine graphische Darstellung ist, die Beispiele für die Voreinspritzung und Haupteinspritzung veranschaulicht; und

Fig. 3 eine schematische Darstellung ist, die ein stoßartiges Kraftstoff-Einspritzsystem veranschaulicht.

EINGEHENDE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 wird ein akkumulatorartiges Kraftstoff-Einspritzsystem gezeigt, das auf einen Motor eines Kraftfahrzeuges angewandt wird. Dieses Kraftstoff-Einspritz system ist mit einer Kraftstoff-Einspritzeinheit 10 für jeden Zylinder ausgestattet. Die Kraftstoff-Einspritzeinheit 10 weist einen Düsenhalter 12 als Gehäuse auf. Ein Düsenkörper 14 ragt aus einem Ende des Halters 12 hervor, und eine Mehrzahl von Düsen 16 sind am Kopfende des Körpers 14 gebildet. Die Anzahl der Düsen ist für die vorliegende Erfindung nicht entscheidend, daher steht sie bei ihrer Gestaltung zur Wahl. Es ist auch ein Kraftstoff-Umrührer (oder Kraftstoff-Puddel) 18 im Körper 14 ausgebildet. In Fig. 1 werden der Düsenhalter 12 und der Düsenkörper 14 zur besseren Darstellung in ihrer Gesamtheit gezeigt.

Der Düsenkörper 14 enthält eine verschiebbare Düsennadel 20 darin. Die Nadel 20, die sich aus der Seite der Düsen 16 erstreckt, verläuft über die Kraftstoff-Schaufel 18 in eine Federkammer 22. Die Kammer 22 ist im Nadelhalter 12 ausgebildet. Unter Bezugnahme auf Fig. 1 umfaßt die Düsennadel 20 einen Abschnitt mit kleinem Durchmesser auf der Seite der Düsen 16 und einen Abschnitt mit großem Durchmesser auf der Seite der Federkammer 22. Die Grenze zwischen dem Abschnitt mit kleinem und großem Durchmesser bildet eine verjüngte Oberfläche 24, die der Innenseite des Kraftstoff-Umrührers 18 gegenüberliegt. Die Federkammer 22 enthält eine Ventilfeder 26, die aus einer Kompressionsschraubenfeder besteht. Die Feder 26 drückt die Düsennadel 20 nach unten, wie aus Fig. 1 ersichtlich, wodurch das untere oder verjüngte Ende der Nadel 20 die Düsen 16 schließt.

Eine Mehrzahl von Rillen ist entlang der Achse der Düsennadel 20, zwischen dem Düsenkörper 14 und der Nadel 20, ausgebildet. Diese Rillen erstrecken sich vom Kraftstoff- Umrührer 18 bis hin zum Kopfende der Nadel 20. Wenn die Düsennadel 20 emporbewegt wird (Fig. 1), stehen somit die Düsen 16 mit dem Kraftstoff-Umrührer 18 in Verbindung.

Ferner ist eine Zylinderbohrung 30 im Düsenhalter 12 ausgebildet. Die Bohrung 30 liegt koaxial zur Düsennadel 20, so daß sich die Federkammer 22 zwischen der Bohrung 30 und der Nadel 20 befindet. Ein Kolben 32 ist in der Zylinderbohrung 30 gleitbar eingefügt, und eine Endfläche des Kolbens 32, d. h. eine zur Düsennadel 20 gegenüberliegende Endfläche 34, bildet einen Druckraum 36 in der Bohrung 30. Die eine Endfläche 34 des Kolbens 32 besitzt eine Druckaufnahmefläche, die größer als jene der vorstehend erwähnten verjüngten Oberfläche 24 der Nadel 20 ist.

Eine Druckstange 38 ragt koaxial aus dem unteren Ende des Kolbens 32 hervor. Die Druckstange 38 tritt gleitbar in ein Führungsloch in dem Düsenhalter 12 ein und erstreckt sich in die Federkammer 22. Wenn sich der Kolben 32 in der dargestellten Stellung befindet, stößt das untere Ende der Druckstange 38 an das obere Ende der Düsennadel 20.

Ein Hochdruckdurchgang 40 erstreckt sich aus dem Druckraum 36 und ist mit einem Kraftstoffdurchgang 42 verbunden. Diese Durchgänge 40 und 42 sind im Düsenhalter 12 ausgebildet. Eine Öffnung 44 ist im Hochdruckdurchgang 40 ausgebildet, wodurch der Durchflußquerschnitt des Hochdruckdurchganges 40 verringert wird. Der Kraftstoffdurchgang 42 ist an seinem einem Ende mit dem Kraftstoff-Umrührer 18 verbunden, während er sich am seinem anderen Ende zur Außenfläche des Halters 12 hin öffnet.

Ein Niederdruckdurchgang 46 ist im Düsenhalter 12 ausgebildet. Der Niederdruckdurchgang 46 erstreckt sich so wie der Hochdruckdurchgang 40 aus dem Druckraum 36 und öffnet sich zur Außenfläche des Halters 12 hin. Eine Öffnung 48 und ein erstes und zweites Magnetventil 50 und 52 sind reihenweise im Niederdruckdurchgang 46 von der Seite des Druckraumes 36 angebracht. Die Öffnung 48 dient dazu, den Durchflußquerschnitt des Niederdruckdurchganges 46 zu verringern. Das erste und zweite Magnetventil 50 und 52 sind normal geschlossene Ein/Aus-Ventile, die dazu ausgebildet sind, den Niederdruckdurchgang 46 zu öffnen, wenn ihre jeweiligen Elektromagneten 54 und 56 aktiviert sind, und den Durchgang 46 mittels der Treibkraft ihrer jeweiligen Rückstellfedern zu schließen, wenn die Elektromagneten 54 und 56 deaktiviert sind.

Die Magnetventile 50 und 52 können jedoch normal geöffnete Ventile oder eine Kombination normal geöffneter und normal geschlossener Ventile sein.

Ein offenes Ende des Niederdruckdurchganges 46 ist über eine Rücklaufleitung 58 mit einem Kraftstoffbehälter 60 verbunden.

Andererseits ist ein offenes Ende des Hochdruckdurchganges 40 über eine Kraftstoffleitung 62 mit einer Ausflußöffnung einer Kraftstoff-Druckpumpe 64 verbunden. Die Druckpumpe 64 weist ein Pumpengehäuse 66 auf, das darin eine Nockenkammer 68 bildet. Eine Zylinderbohrung 70 ist im Gehäuse 66 ausgebildet und das eine Ende öffnet sich zur Nockenkammer 68 hin. Ein Kolben 72 ist gleitbar in der Bohrung 70 eingefügt und das eine Ende davon ragt in die Kammer 68 hinein. Eine Nockenwelle 74 befindet sich in der Nockenkammer 68 und erstreckt sich rechtwinkelig zu dem Kolben 72. Eine Nocke 76 ist auf der Nockenwelle 74 angebracht. Die Nockenwelle 74 ist mittels eines Kraftübertragungssystems (nicht gezeigt) mit einer Kurbelwelle des Motors verbunden und wird in Verbindung mit der Kurbelwelle gedreht.

Ein Flansch 78 ist auf dem einen Ende des Kolbens 72 ausgebildet und eine Rückstellfeder 80 ist zwischen dem Flansch 78 und der Innenfläche der Nockenkammer 68 angeordnet. Die Feder 80 ist eine Kompressionsschraubenfeder, die jenen Abschnitt des Kolbens 72 umgibt, der in die Kammer 68 hineinragt und treibt den Kolben 72 gegen die Nocke 76. Somit wird der Flansch 78 auf dem Kolben 72 durch die Rückstellfeder 80 gegen die Nocke 76 gedrückt.

Wenn die Nockenwelle 74 gedreht wird, bewirkt die Nocke 76 zusammen mit der Treibkraft der Rückstellfeder 80, daß der Kolben 72 hin- und herbewegt wird. Die Nockenwelle 74 und die Nocke 76 können durch eine Exzenterwelle ersetzt werden, die zusammen mit der Kurbelwelle des Motors drehbar ist.

Die eine Endfläche des Kolbens 72 bildet einen Pumpenraum 82 in der Zylinderbohrung 70. Die Kammer 82 ist mittels eines Auslaßdurchganges 83 mit der vorstehend genannten Auslaßöffnung oder der Kraftstoffleitung 62 verbunden. Ein Rückschlagventil 84 ist im Durchgang 83 angebracht und ermöglicht, daß der Kraftstoff nur vom Pumpenraum 82 hin zur Kraftstoffleitung 62 fließt.

Eine Kraftstoffansaugleitung 86 ist im Pumpengehäuse 66 ausgebildet. Ein Ende des Ansaugdurchganges 86 steht mit dem Pumpenraum 82 in Verbindung, während sich das andere Ende hin zur Außenfläche des Gehäuses 66 öffnet. Ein offenes Ende des Kraftstoff-Ansaugdurchganges 86 ist mit einer Kraftstoff-Ansaugleitung 88 verbunden, die mit dem vorstehend erwähnten Kraftstoffbehälter 60 verbunden ist. Eine Zufuhrpumpe 90 ist in der Ansaugleitung 88 angebracht. Die Zufuhrpumpe 90 kann den vom Kraftstoffbehälter 60 eingesaugten Kraftstoff durch die Kraftstoff-Ansaugleitung 88 und den Kraftstoff-Ansaugdurchgang 86 dem Pumpenraum 82 zuführen.

Ferner ist im Pumpengehäuse 66 ein Kraftstoff-Ausströmungs durchgang 92 ausgebildet. Ein Ende des Durchganges 92 ist mit jenem Teil des Ausflußdurchganges 83 verbunden, der sich zwischen dem Pumpenraum 82 und dem Rückschlagventil 84 befindet. Das andere Ende des Durchganges 92 ist mit dem Kraftstoff-Ansaugdurchgang 86 verbunden. Ein Magnet-Überströmventil 94 ist im Kraftstoff-Ausströmungsdurchgang 92 angebracht. Wenn der Elektromagnet 96 aktiviert wird, ermöglicht das Ventil 94 das Öffnen des Durchganges 92.

Ein Akkumulator 98, der eine vorbestimmte Kapazität besitzt, wird in die Mitte der Kraftstoffleitung 62 angebracht. Auch der Akkumulator 98 ist mit den Kraftstoff-Einspritzventilen verbunden, die mittels anderer Kraftstoffleitungen mit anderen Zylindern des Motors verbunden sind. Somit gehört das Kraftstoff-Einspritzsystem zum Typen der Kraftstoff-Einspritzung mit gemeinsamer Druckleitung.

Ein Drucksensor 100 ist am Akkumulator 98 angebracht und elektrisch mit einer elektronischen Steuereinheit (ECU) 102 verbunden. Der Sensor 100 erfaßt den Kraftstoffdruck des Akkumulators 98 und liefert der ECU 102 sein Erfassungssignal. Neben dem Drucksensor 100 sind ein Zylinderunterscheidungs sensor 104, ein Kurbelwinkelsensor 106, ein Beschleunigungs sensor 108 und andere Sensoren und Schalter elektrisch mit der Eingabeseite der ECU 102 verbunden. Der Sensor 104 unterscheidet die einzelnen Zylinder des Motors. Der Sensor 106 erfaßt die Motorgeschwindigkeit und den Kurbelwinkel der Kurbelwelle. Der Sensor 108 erfaßt die Motorlast, d. h. die Betätigungstiefe des Beschleunigungspedals. Die anderen Sensoren und Schalter werden dazu verwendet, die Lufttemperatur, den Luftdruck, die Kraftstofftemperatur usw., die die Betriebsbedingungen des Motors beeinflussen, zu erfassen. Erfassungssignale und Einstellsignale von diesen Sensoren und Schaltern werden ebenfalls der ECU 102 zugeführt.

Ferner sind Elektromagneten 50, 52, 96 des vorstehend erwähnten ersten und zweiten Magnetventils 50 und 52 und des Überströmventils 94 elektrisch mit der Ausgabeseite der ECU 102 Verbunden.

Nachstehend folgt eine Beschreibung der Wirkungsweise des auf diese Art und Weise aufgebauten Kraftstoff-Einspritzsystems.

Zunächst werden die Elektromagneten des ersten und zweiten Magnetventils 50 und 52 und des Überströmventils 94 nicht durch die ECU 102 aktiviert, so daß die Ventile 50, 52 und 94 abgeschaltet sind. Anders ausgedrückt befinden sich diese Ventile 50, 52 und 94 in ihrer jeweiligen geschlossenen Stellung.

Wenn der Motor in diesem Zustand gestartet wird, wird die Zufuhrpumpe 90 betätigt und gleichzeitig die Nockenwelle 74 der Kraftstoff-Druckpumpe 64 gedreht, woraufhin sich der Kolben 72 hin- und herbewegt. Das Hin- und Herbewegen des Kolbens 72 bewirkt, daß der von der Zufuhrpumpe 90 zugeführte Kraftstoff in den Pumpenraum 82 eingeführt wird, und setzt den eingeführten Kraftstoff unter Hochdruck. Somit wird der Hochdruck-Kraftstoff durch den Ausflußdurchgang 83 von der Kammer 82 in den Akkumulator 98 geleitet. Der Kraftstoff im Pumpenraum 82 kann mit Druck beaufschlagt werden, wenn der Kolben 72 das offene Ende des Kraftstoff-Ansaugdurchganges 86 selbst schließt.

Wenn der Kraftstoffdruck im Akkumulator 98 nicht niedriger als ein vorbestimmter Wert (z. B. 20 zu 120 Mpa) ist, steuert die ECU 102 die Stromversorgung des Elektromagneten 96 des Überströmventils 94 als Reaktion auf ein Erfassungssignal vom Kraftstoff-Drucksensor 100, wodurch das Ventil 94 geöffnet und geschlossen wird. Daraufhin wird der Kraftstoffdruck im Akkumulator 98 auf dem vorbestimmten Wert gehalten. Da der vorbestimmte Wert des Akkumulatordruckes in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen des Motors geändert werden kann, wird im Akkumulator 98 fortwährend ein an die Motorbetriebsbedingungen geeigneter Kraftstoffdruck gewährleistet.

Andererseits wird der Hochdruck-Kraftstoff im Akkumulator 98 durch die Kraftstoffleitung 62 in den Kraftstoffdurchgang 42 der Kraftstoff-Einspritzeinheit 10 eingeführt und vom Kraftstoffdurchgang 42 an den Kraftstoff-Umrührer 18 geliefert. Der Kraftstoff im Kraftstoffdurchgang 42 wird auch durch den Hochdruckdurchgang 40 und die Öffnung 44 dem Druckraume 36 zugeführt. Somit wird der Hochdruck-Kraftstoff auch in die Kammer 36 eingeführt.

Wenn der Kraftstoffdruck im Kraftstoff-Umrührer 18 an die verjüngte Oberfläche 24 der Düsennadel 20 angelegt wird, neigt er dazu, die Nadel 20 in die Öffnungsrichtung der Düsen 16 zu emporzutreiben, wobei sie der Treibkraft der Ventilfeder 26 widersteht.

Wenn eines des ersten oder des zweiten Magnetventils 50 und 52 oder beide geschlossen sind, kann jedoch der Kraftstoff oder Kraftstoffdruck im Druckraum 36 nicht durch die Rücklaufleitung 58 in den Kraftstoffbehälter 60 auf der Niederdruckseite strömen. Da die Druckaufnahmefläche 34 des Kolbens 32 eine Druckaufnahmefläche aufweist, die größer als jene der verjüngten Oberfläche 24 der Düsennadel 20 ist, wird außerdem der Kolben 32 in der in Fig. 1 veranschaulichten Stellung gehalten. Dementsprechend bewirkt sowohl der Kolben 32 als auch die Ventilfeder 26, daß die Druckstange 38 die Nadel 20 in die Schließrichtung der Düsen 16 drückt, woraufhin die Düsen 16 von der Nadel 20 geschlossen gehalten werden.

Nachstehend folgt eine Beschreibung einer Kraftstoff-Einspritzsteuerung auf der Grundlage der Wirkungsweise der ECU 102, um das erste und zweite Magnetventil 50 und 52 zu öffnen und zu schließen.

Vorbereitung auf die Kraftstoffeinspritzung

Die ECU 102 aktiviert den Elektromagneten 56 des-zweiten Magnetventils 52, wodurch die Stellung des Ventils 52 von der geschlossenen Stellung bzw. AUS-Stellung in seine offene Stellung geschaltet wird. Während der Vorbereitung auf die Einspritzung ist deshalb lediglich das zweite Magnetventil 52 geöffnet. Da das erste Magnetventil 50 in diesem Zustand geschlossen ist, wird jedoch der Kraftstoff im Druckraum 36 auf hohem Druck gehalten und die Düsen 16 werden von der Düsennadel 20 geschlossen.

Beginn der Kraftstoffeinspritzung

Wenn die Endphase eines Kompressionshubes für einen entsprechenden Zylinder erreicht ist, aktiviert die ECU 102 den Elektromagneten 54 des ersten Magnetventils 50, wodurch bewirkt wird, daß sich das Ventil 50 öffnet. In diesem Zustand wird das zweite Magnetventil 52 in seiner offenen Stellung gehalten.

In diesem Falle ist sowohl das erste als auch das zweite Magnetventil 50 und 52 offen, so daß es ermöglicht wird, daß der Hochdruck-Kraftstoff im Druckraum 36 durch die Öffnung 48 und den Niederdruckdurchgang 46 auf die Niederdruckseite gelangt. Andererseits wird der Fluß des durch den Hochdruckdurchgang 40 in die Kammer 36 eingeführten Kraftstoffes durch die Öffnung 44 begrenzt.

Demzufolge verringert sich umgehend der Kraftstoffdruck im Druckraum 36, so daß die Düsennadel 20 durch den Kraftstoffdruck im Kraftstoff-Umrührer 18, d. h. der Kraftstoffdruck, der auf die verjüngte Oberfläche 24 der Düsennadel 20 einwirkt, gegen die Treibkraft der Ventilfeder 26 emporgetrieben wird. Zu diesem Zeitpunkt sind die Düsen 16 geöffnet, woraufhin der Hochdruck-Kraftstoff durch die Düsen 16 in einer Verbrennungskammer (nicht gezeigt) des entsprechenden Zylinders eingespritzt wird. Dieser Kraftstoffeinspritzung wird fortgesetzt, während der Hochdruck-Kraftstoff vom Akkumulator 98 geliefert wird.

Beendigung der Kraftstoffeinspritzung

Wenn eine vorbestimmte Menge an Kraftstoff in die Verbrennungskammer des Zylinders eingespritzt wird, d. h. nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitdauer vom Beginn der Kraftstoffeinspritzung, stellt die ECU 102 die Stromversorgung des Elektromagneten 56 des zweiten Magnetventils 52 ein und fährt mit der Stromversorgung des Elektromagneten 54 des ersten Magnetventils 50 fort. Demgemäß wird das zweite Ventil 52 mittels der Treibkraft seiner Rückstellfeder von der offenen Stellung in die geschlossene Stellung oder in die AUS-Stellung geschaltet, während das erste Ventil 50 in seiner offenen Stellung gehalten wird.

Somit ist der Niederdruckdurchgang 46 geschlossen, so daß das Ausströmen des Kraftstoffes aus dem Druckraum 36 eingestellt wird, während der Druck des Hochdruck-Kraftstoffs durch den Druckdurchgang 40 und die Öffnung 44 in die Kammer 36 geführt wird. Daraus folgt, daß die Zunahme des Kraftstoffdruckes in der Kammer 36 bewirkt, daß der Kolben 32 und die Druckstange 38 die Düsennadel 20 zusätzlich zur Treibkraft der Ventilfeder 26 hinuntertreiben. Zu diesem Zeitpunkt werden die Düsen 16 von der Nadel 20 geschlossen, woraufhin die Kraftstoffeinspritzung beendet ist.

Die nachstehende Tabelle 1 zeigt den jeweiligen Zustand des ersten und zweiten Magnetventils 50 und 52, die von der ECU 102 auf die vorstehend erwähnte Art und Weise geschaltet werden.

Tabelle 1

Wie aus der obigen Tabelle 1 ersichtlich, wird der Beginn der Kraftstoffeinspritzung dann bestimmt, wenn der Elektromagnet 54 des ersten Magnetventils 50 aktiviert ist, d. h., wenn das Ventil 50 geöffnet ist. Die Beendigung der Kraftstoffeinsprit zung wird dann bestimmt, wenn der Elektromagnet 52 des zweiten Magnetventils 52 deaktiviert ist, d. h., wenn das Ventil 52 erneut seine geschlossene Stellung einnimmt.

Somit wird der Beginn der Kraftstoffeinspritzung durch Schalten des ersten Magnetventils 50 gesteuert, während die Beendigung der Kraftstoffeinspritzung durch Schalten des zweiten Magnetventils 52 gesteuert wird. Da es nicht erforderlich ist, das erste und zweite Ventil 50 und 52 für eine Einspritzung öfter als einmal zu schalten, wirkt sich daher eine Verzögerung der Reaktion auf das Schalten beim Beginn und bei der Beendigung der Kraftstoffeinspritzung nie negativ aus. Folglich können der Beginn und die Beendigung der Kraftstoffeinspritzung sowie die Einspritzmenge sehr genau gesteuert werden, selbst wenn sich die Motorgeschwindigkeit in einer Hochgeschwindigkeitszone befindet.

Die in Tabelle 1 gezeigten Betriebszustände des ersten und zweiten Magnetventils 50 und 52 sind miteinander austauschbar.

Wenn eine Voreinspritzung vor der Kraftstoff-Haupteinsprit zung durchgeführt wird, steuert die ECU 102 das Schalten des ersten und zweiten Magnetventils 50 und 52 auf die in der nachstehenden Tabelle 2 gezeigte Art und Weise.

Tabelle 2

Bei der Vorbereitung auf die Voreinspritzung sind das erste und zweite Magnetventil 50 und 52 auf die gleiche Art und Weise wie bei der Vorbereitung auf die Haupteinspritzung geschaltet.

Wenn das Schalten des ersten und zweiten Magnetventils 50 und 52 von der ECU 102 gemäß Tabelle 2 gesteuert wird, wird der Kraftstoff in zwei Phasen, u.z. in der Vor- und in der Haupteinspritzphase wie in Fig. 2 veranschaulicht, eingespritzt. Der Beginn und die Beendigung der Vor- und Haupteinspritzung können jeweils sehr genau gesteuert werden, da sie durch das Schalten eines der ersten und der zweiten Magnetventil 50 und 52, wie im vorhergehenden Fall aufgeführt, bestimmt werden.

In Fig. 2 stellen die Abszissen- und Ordinatenachse jeweils einen Kurbelwinkel Θ des Motors und eine Kraftstoffeinspritzrate α dar. Wenn die Einspritzmenge gleich Q ist, wird die Kraftstoff-Einspritzrate α durch α = dQ/dΘ bestimmt. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, wird bei der Voreinspritzung I_p ein Menge von Kraftstoff, die beispielsweise 10% der gesamten Einspritzmenge beträgt, während einer Zeitspanne bei einem Kurbelwinkel Θ1 ein gespritzt. Nach einem Intervall von Θ2 des Kurbelwinkels Θ wird der gesamte übriggebliebene Kraftstoff als Haupteinspritzung bei einem Kurbelwinkel Θ3 während einer Zeitspanne eingespritzt, die länger als die Zeitspanne für Θ1 andauert.

Wenn die Voreinspritzung genau und auf eine geeignete Art und Weise vor der Haupteinspritzung, wie vorstehend erwähnt, durchgeführt wird, können Stickstoffoxide (NOX) im Abgas des Motors verringert werden und der Pegel des Verbrennungslärms kann ohne Verlust der Motorwirksamkeit gesenkt werden.

In der oben erwähnten Ausführungsform ist der Niederdruckdurchgang 46 mit zwei Magnetventilen ausgestattet, d. h. dem ersten und zweiten Ventil 50 und 52. Es können jedoch mehr als zwei Ventile in den Niederdruckdurchgang 46 angebracht werden.

Nun wird auf Fig. 3 Bezug genommen, die ein stoßartiges Kraftstoff-Einspritzsystem zeigt. Um Wiederholungen zu vermeiden, werden in der nachstehenden Beschreibung des Kraftstoff-Einspritzsystems aus Fig. 3 die gleichen Bezugszeichen verwendet, um jene Teile und Abschnitte zu kennzeichnen, die die gleichen Funktionen wie ihre Gegenstücke im in Fig. 1 dargestellten Kraftstoff-Einspritzsystem aufweisen.

Im Kraftstoff-Einspritzsystem aus Fig. 3 ist eine Kraftstoff-Druckpumpe 110 in einem Düsenhalter 12 eines Kraftstoff-Einspritzventils 10 eingebaut. Die Druckpumpe 110 besitzt eine Zylinderbohrung 112, die im Halter 12 gebildet ist, und ein Kolben 114 ist gleitbar in der Bohrung 112 angebracht. Ein Ende des Kolbens 114 ragt aus dem Düsenhalter 12 heraus und ist mit einem Flansch 116 ausgebildet. Eine Rückstellfeder 118 ist zwischen dem Flansch 116 und dem Halter 12 angeordnet. Die Feder 118, die aus einer den Kolben 114 umgebenden Kompressions- Schraubenfeder besteht, treibt den Kolben 116 empor wie aus Fig. 3 ersichtlich. Eine Kipphebelwelle 120 ist über dem Kolbens 114 gesichert, und ein Schwinghebel 122 ist schwenkbar auf der Welle 120 gestützt.

An einem Ende des Schwinghebels 122 stößt eine Schubvorrichtung an ein Ende des Kolbens 114, während an dem anderen Ende des Hebels 122 eine andere Schubvorrichtung mit einem Stößel 124 in Verbindung steht, der an eine Nocke 126 stößt. Die Nocke 126 wird zusammen mit der Kurbelwelle des Motors gedreht. In dem in Fig. 3 veranschaulichten Zustand ist der Kolben 114 der Treibkraft der Rückstellfeder 118 ausgesetzt und treibt den Schwinghebel 122 derart, daß er in die Gegenuhrzeiger-Richtung in Fig. 3 geschwenkt wird.

Die andere Endfläche des Kolbens 114 bildet in der Zylinderbohrung 112 einen Pumpenraum 82, und der Raum 82 steht mittels eines Auslaßdurchganges 83 mit einem Kraftstoffdurchgang 42 in Verbindung.

Der Pumpenraum 82 ist auch mittels eines Kraftstoff-Zufuhrdurchganges 86 und einer Kraftstoff-Zufuhrleitung 88 mit einer Zufuhrpumpe 90 verbunden.

Ein Verbindungsdurchgang 128 erstreckt sich aus dem Kraftstoffdurchgang 42. Der Durchgang 128 verzweigt sich in einen ersten und zweiten Steuerdurchgang 130 und 131, die mit einem Rücklaufdurchgang 132 verbunden sind. Der Durchgang 132 ist über eine Rücklaufleitung 58 mit einem Kraftstoffbehälter 60 verbunden. Erste und zweite Magnetventile 50 und 52 sind jeweils im ersten und zweiten Steuerdurchgang 130 und 131 angebracht. Daher sind in diesem Falle sind die Ventile 50 und 52 parallel zueinander angeordnet.

Die Eingabeseite der ECU 102 wird mit verschiedenen Information-Angaben einschließlich einer Beschleunigungsöffnung A, einer Motorgeschwindigkeit N, eines Drehwinkels C der Nocke 126, einer Lufttemperatur, usw. beliefert.

Wenn die Nocke 126 vom Motor gedreht wird, bewirkt sie auch im Falle eines oben beschriebenen stoßartigen Kraftstoff-Ein spritzsystems, daß der Schwinghebel 122 und die Rückstellfeder 118 den Kolben 114 hin- und herbewegen. Daraufhin wird der dem Pumpenraum 82 zugeführte Kraftstoff mit Druck beaufschlagt und durch den Auslaßdurchgang 83 und den Kraftstoffdurchgang 42 vom Raum 82 dem Kraftstoff-Umrührer 18 zugeführt.

Nachstehend folgt eine Beschreibung der Kraftstoff-Einspritzsteuerung auf der Grundlage der Wirkungsweise der ECU 102, um das erste und zweite Magnetventil 50 und 52 zu öffnen und zu schließen.

Vorbereitung auf die Haupteinspritzung

Zu diesem Zeitpunkt aktiviert die ECU 102 den Elektromagneten 56 des zweiten Magnetventils 52, wodurch lediglich das zweite Ventil 52 in seine offene Stellung geschaltet wird. Selbst wenn der Kraftstoff vom Pumpenraum 82 abgelassen wird, wenn sich die Nocke 126 dreht, wird der Kraftstoff in diesem Falle durch das zweite Magnetventil 52 lediglich vom Rücklaufdurchgang 132 in die Rücklaufleitung 58 abgelassen, und der Kraftstoff im Kraftstoff-Umrührer 18 kann nicht mit Druck beaufschlagt werden. Folglich wird die Düsennadel 20 der Treibkraft einer Ventilfeder 26 ausgesetzt, wodurch die Düsen 16 geschlossen werden.

Beginn der Haupteinspritzung

Die ECU 102 stellt die Stromversorgung des Elektromagneten 56 des zweiten Magnetventils 52 ein, wodurch das zweite Ventil 52 in seine geschlossene Stellung geschaltet wird. In diesem Falle ist sowohl das erste als auch das zweite Magnetventil 50 und 52 geschlossen, so daß, wenn sich die Nocke 126 dreht, der Kraftstoff vom Pumpenraum 82 entladen wird, wodurch der Druck im Kraftstoff-Umrührer 18 ansteigt. Folglich wird die Düsennadel 20 gegen die Treibkraft der Ventilfeder 26 emporgetrieben, woraufhin die Düsen 16 geöffnet werden. Zu diesem Zeitpunkt beginnt die Kraftstoff-Haupteinspritzung.

Beendigung der Haupteinspritzung

Wenn eine vorbestimmte Menge an Kraftstoff eingespritzt wird, aktiviert die ECU 102 daraufhin den Elektromagneten 54 des ersten Magnetventils 50, wodurch das erste Ventil 50 von seiner geschlossenen Stellung in seine geöffnete Stellung geschaltet wird. Zu diesem Zeitpunkt wird es daher ermöglicht, daß der Kraftstoffdruck im Kraftstoff-Umrührer 18 durch das erste Ventil 50 auf die Niederdruckseite gelangt, so daß die Düsennadel 20 der Treibkraft der Ventilfeder 12 ausgesetzt ist, wodurch die Düsen 16 geschlossen werden.

Die nachstehende Tabelle 3 zeigt den jeweiligen Zustand des ersten und zweiten Magnetventils 50 und 52, die auf die vorstehend erwähnte Art und Weise geschaltet werden.

Tabelle 3

Wenn die Voreinspritzung vor der Kraftstoff-Haupteinsprit zung durchgeführt wird, steuert die ECU 102 das Schalten des ersten und zweiten Magnetventils 50 und 52 auf die in der nachstehenden Tabelle 4 veranschaulichte Art und Weise.

Tabelle 4

Bei der Vorbereitung auf die Voreinspritzung sind das erste und zweite Magnetventil 50 und 52 auf die gleiche Art und Weise geschaltet wie bei der Vorbereitung auf die Haupteinspritzung.

Es ist offensichtlich, daß die Vor- und Haupteinspritzung während eines Druckbeaufschlagungs-Hubes des Kolbens 114 durchgeführt wird.

In der oben erwähnten stoßartigen Ausführungsform verzweigt sich der Verbindungsdurchgang 128 in den ersten und zweiten Steuerdurchgang 130 und 131. Es können jedoch mehr als zwei Steuerdurchgänge ausgebildet werden, vorausgesetzt, daß mindes tens ein Magnetventil in jedem Steuerdurchgang angebracht ist.

Im oben beschriebenen stoßartigen Kraftstoff-Einspritz system kann wie im akkumulatorartigen Kraftstoff-Einspritzsystem der Beginn und die Beendigung der Kraftstoffeinspritzung sehr genau gesteuert werden.

Somit ist offensichtlich, daß die beschriebene Erfindung auf viele Arten und Weisen abgeändert werden kann. Solche Abänderungen sind nicht als Abweichung vom Geist und vom Schutzumfang der Erfindung anzusehen; daher ist es beabsichtigt, derartige für den Fachmann offensichtliche Abänderungen in den Schutzumfang der nachstehenden Ansprüche einzuschließen.

Claims

1. Ein Kraftstoff-Einspritzsystem eines Motors, das folgendes umfaßt: einen mit einem Kraftstoff füllbaren Kraftstoffbehälter (60); eine Kraftstoff-Druck-Beaufschlagungs- Vorrichtung (64: 110), um den vom Kraftstoffbehälter (60) zugeführten Kraftstoff mit Druck zu beaufschlagen; einen Injektor (10), um den von der Kraftstoff-Druck-Beaufschlagungs- Vorrichtung (64: 110) mit Druck beaufschlagten Kraftstoff in einen Zylinder des Motors einzuspritzen; einen Kraftstoff- Zufuhrdurchgang (62: 83), der die Kraftstoff-Druck-Beauf schlagungs-Vorrichtung (64: 110) mit dem Injektor (10) verbindet und dazu verwendet wird, den Druck-beaufschlagten Kraftstoff von der Kraftstoff-Druck-Beaufschlagungs-Vorrichtung (64: 110) dem Injektor (10) zuzuführen; und einen Kraftstoff-Rücklaufdurchgang (46, 58: 58, 128), der den Injektor (10) mit dem Kraftstoff behälter (60) verbindet und dazu verwendet wird, den Druck beaufschlagten Kraftstoff vom Injektor (10) zum Kraftstoff behälter (60) zurückzuführen, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftstoff-Rücklauf durchgang (46: 58: 128) mindestens zwei Magnetventile (50, 52) umfaßt, die zum Öffnen und Schließen ausgebildet sind, um die Kraftstoffeinspritzung vom Injektor (10) zu steuern.

2. Das System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das System ferner einen Akkumulator (98) im Kraftstoff- Zufuhrdurchgang (62) umfaßt und worin der Injektor (10) eine Düse (16) einschließt, die mittels eines Verbindungsdurchganges (40) mit dem Kraftstoff-Zufuhrdurchgang (42, 62) verbunden ist, so daß der Druck-beaufschlagte Kraftstoff durch die Düse (16) eingespritzt werden kann; einen Druckraum (36), in den der Druck-beaufschlagte Kraftstoff vom Verbindungsdurchgang (40) eingeführt wird; und ein Düsenventil (20), um die Düse (16) im Abhängigkeit vom Kraftstoffdruck im Druckraum (36) zu öffnen und zu schließen, wobei der Kraftstoff-Rücklaufdurchgang (46,58) den Druckraum (36) mit dem Kraftstoffbehälter (60) verbindet und wobei die Magnetventile (50, 52) reihenweise im Kraftstoff- Rücklaufdurchgang (46) angeordnet sind, wodurch das Düsenventil (20) dem Druck von dem Druck-beaufschlagten Kraftstoff ausgesetzt ist und die Düse (16) öffnet, um zu ermöglichen, daß der Kraftstoff durch die Düse (16) eingespritzt wird, wenn alle Magnetventile (50,52) geöffnet sind, um den Kraftstoffdruck im Druckraum (36) zu verringern.

3. Das System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Düsenventil (20) durch den Druck im Druckraum (36) geschlossen wird, wenn eines der Magnetventile (50, 52) geschlossen wird, um den Kraftstoffdruck im Druckraum (36) zu erhöhen.

4. Das System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Injektor (10) eine Düse (16) umfaßt, die mittels eines Verbindungsdurchganges (42) mit dem Kraftstoff-Zufuhrdurchgang (83) verbunden ist und ein Düsenventil zum Öffnen und Schließen der Düse (16), wobei das Düsenventil eine Nadel (20) und eine Feder (26) aufweist, um die Nadel (20) in die Schließrichtung der Düse (16) zu treiben, und wobei der Kraftstoff- Rücklaufdurchgang (128) ein Paar Durchgangsabschnitte (130,131) umfaßt, die mit dem Verbindungsdurchgang (42) verbunden und parallel zueinander angeordnet sind, wobei die Magnetventile (50, 52) einzeln für jeden der Durchgangsabschnitte (130,131) bereitgestellt sind, und wobei das Düsenventil geöffnet wird, um die Einspritzung des Kraftstoffes durch die Düse (16) zu gestatten, wenn der Kraftstoffdruck im Verbindungsdurchgang (42) ansteigt, so daß die Nadel (20) gegen eine Treibkraft der Feder (26) emporbewegt wird, um die Düse (16) zu öffnen, wobei alle Magnetventile (50, 52) im Durchgangsabschnitts-Paar (130, 131) geschlossen sind.

5. Das System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Nadel (20) des Düsenventils durch die Treibkraft der Feder (26) geschlossen wird, wenn das Magnetventil (50) an einem der Durchgangsabschnitte (130, 131) geöffnet ist, so daß der Kraftstoffdruck im Verbindungsdurchgang (42) während der Kraftstoffeinspritzung verringert wird.

6. Ein Steuerverfahren für ein Kraftstoff-Einspritzsystem eines Motors, wobei das Kraftstoff-Einspritzsystem folgendes umfaßt: einen mit einem Kraftstoff füllbaren Kraftstoffbehälter (60), eine Kraftstoff-Druck-Beaufschlagungs-Vorrichtung (64: 110), um den vom Kraftstoffbehälter (60) zugeführten Kraftstoff mit Druck zu beaufschlagen, einen Injektor (10), um den Druck beaufschlagten Kraftstoff in einen Zylinder des Motors einzuspritzen, ein Kraftstoff-Zufuhrdurchgang (62) für die Verbindung der Kraftstoff-Druck-Beaufschlagungs-Vorrichtung mit dem Injektor und für die Zuführung des Druck-beaufschlagten Kraftstoffs von der Kraftstoff-Druck-Beaufschlagungs-Vorrichtung zum Injektor, wobei der Injektor (10) eine Düse (16) aufweist, die mittels eines Verbindungsdurchganges (42) mit dem Kraftstoff-Zufuhrdurchgang (62) verbunden ist, einen Druckraum (36), in die der Druck-beaufschlagte Kraftstoff vom Verbindungsdurchgang (42) eingeführt wird, und ein Düsenventil (20), um die Düse (16) in Abhängigkeit von einem Kraftstoffdruck im Druckraum (36) zu öffnen und zu schließen, einen Kraftstoff- Rücklaufdurchgang (46, 58), der den Druckraum (36) mit dem Kraftstoffbehälter (60) verbindet und dazu verwendet wird, den Druck-beaufschlagten Kraftstoff vom Druckraum (36) in den Kraftstoffbehälter (60) zurückzuführen, und ein erstes und zweites Magnetventil (50, 52), die reihenweise im Kraftstoff- Rücklaufdurchgang (46) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerverfahren folgendes umfaßt:
einen Einspritzstartschritt zum Öffnen aller Magnetventile (50,52) im Kraftstoff-Rücklaufdurchgang, um den Kraftstoffdruck im Druckraum (36) zu verringern, wodurch das Düsenventil (20) geöffnet wird und zum Einspritzen des Druck-beaufschlagten Kraftstoffs durch die Düse (16); und
einen Einspritzbeendigungsschritt, um eines der ersten und zweiten Magnetventile (50, 52) während der Kraftstoffeinsprit zung zu schließen, um den Kraftstoffdruck im Druckraum (36) zu erhöhen, wodurch das Düsenventil (20) geschlossen wird und die Kraftstoffeinspritzung durch die Düse (16) eingestellt wird.

7. Das Steuerverfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerverfahren ferner einen Einspritz- Vorbereitungsschritt umfaßt, um eines der ersten und zweiten Magnetventile (50, 52) in seiner geschlossenen Stellung und das andere der ersten und zweiten Magnetventile (50, 52) in seiner offenen Stellung jeweils zu halten, um nach Einstellen der Kraftstoffeinspritzung ein weiterer Kraftstoff-Einspritzzyklus bereitzustellen.

8. Das Steuerverfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoffeinspritzung öfter als einmal für jeden Verbrennungshub des Motors durchgeführt wird.

9. Das Steuerverfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftstoff-Injektor eine Vor- und Haupteinspritzung umfaßt.

10. Das Steuerverfahren nach Anspruch 8, dadurch gekenn zeichnet, daß die Kraftstoffeinspritzung eine vorhergehende Kraftstoffeinspritzung und eine nachfolgende Kraftstoffeinsprit zung umfaßt,
wobei die vorhergehende Kraftstoffeinspritzung durch einen ersten Einspritz-Vorbereitungsschritt zum Öffnen des zweiten Magnetventils (52) und zum Schließen des ersten Magnetventils (50) durchgeführt wird, durch einen ersten Einspritzstartschritt zum Öffnen des ersten Magnetventils (50), um mit der Kraftstof feinspritzung zu beginnen, und durch einen ersten Einspritzbeen digungsschritt zum Schließen des zweiten Magnetventils (52), um die Kraftstoffeinspritzung einzustellen, und
wobei die nachfolgende Kraftstoffeinspritzung durch einen zweiten Einspritz-Vorbereitungsschritt durchgeführt wird, um das zweite Magnetventil (52) in seiner geschlossenen Stellung und das erste Magnetventil (50) in seiner offenen Stellung zu halten, durch einen zweiten Einspritzstartschritt zum Öffnen des zweiten Magnetventils (52), um mit der Kraftstoffeinspritzung zu beginnen, und durch einen zweiten Einspritzbeendigungsschritt zum Schließen des ersten Magnetventils (50), um die Kraftstoffeinspritzung zu beenden.

11. Ein Steuerverfahren für ein Kraftstoff-Einspritzsystem eines Motors, wobei das Kraftstoff-Einspritzsystem folgendes umfaßt: einen mit einem Kraftstoff füllbaren Kraftstoffbehälter (60), eine Kraftstoff-Druck-Beaufschlagungs-Vorrichtung (110), um den vom Kraftstoffbehälter (60) zugeführten Kraftstoff unter mit Druck zu beaufschlagen, einen Injektor (10), um den Druck- beaufschlagten Kraftstoff in einen Zylinder des Motors einzuspritzen, einen Kraftstoff-Zufuhrdurchgang (83), um die Druck-Beaufschlagungs-Vorrichtung mit dem Injektor zu verbinden und um den Druck-beaufschlagten Kraftstoff von der Druck- Beaufschlagungs-Vorrichtung zum Injektor zu leiten, wobei der Injektor (10) eine Düse (16) besitzt, die mittels eines Verbindungsdurchganges (42) mit dem Kraftstoff-Zufuhrdurchgang (83) verbunden ist, eine Nadel (20) zum Öffnen und Schließen der Düse (16) und eine Feder (26), um die Nadel (20) in die Schließrichtung der Düse (16) zu treiben, einen Kraftstoff- Rücklaufdurchgang (128, 58), um den Verbindungsdurchgang (42) mit dem Kraftstoffbehälter (60) zu verbinden und um einen ersten und zweiten Durchgangsabschnitt (130, 131), die parallel zueinander liegen, einzuschließen, und erste und zweite Magnetventile (50: 52), die jeweils für jeden der ersten und zweiten Durchgangsabschnitte (130: 131) des Kraftstoff-Rücklaufdurchganges (128) bereitgestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerverfahren folgendes umfaßt:
einen Einspritzstartschritt zum Schließen aller Magnetventile (50, 52) in den ersten und zweiten Durchgangsabschnitten (130, 131), um den Kraftstoffdruck im Verbindungsdurchgang (42) zu erhöhen, wodurch bewirkt wird, daß die Nadel (20) die Düse (16) gegen die Treibkraft der Feder (26) geöffnet wird, und zur Einspritzung des Kraftstoffs durch die Düse (16); und
einen Einspritzbeendigungsschritt zum Öffnen eines der ersten und zweiten Magnetventile (50 oder 52) während der Kraft stoffeinspritzung, um den Kraftstoffdruck im Verbindungsdurch gang (42) zu verringern, wodurch bewirkt wird, daß die Nadel (20) mittels einer Treibkraft der Feder (26) die Düse (16) schließt und die Kraftstoffeinspritzung durch die Düse (16) eingestellt wird.

12. Das Steuerverfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, das das Steuerverfahren ferner einen Einspritz- Vorbereitungsschritt umfaßt, um eines der ersten und zweiten Magnetventile (50, 52) in einer geschlossenen Stellung davon zu halten und das andere der ersten und zweiten Magnetventile (50, 52) in einer offenen Stellung davon zu halten, um nach der Einstellung der Kraftstoffeinspritzung ein weiterer Kraftstoff-Einspritzzyklus bereitzustellen.

13. Das Steuerverfahren nach Anspruch 11, dadurch gekenn zeichnet, daß die Kraftstoffeinspritzung öfter als einmal für jeden Verbrennungshub des Motors durchgeführt wird.

14. Das Steuerverfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoffeinspritzung eine Vor- und Haupteinspritzung umfaßt.

15. Das Steuerverfahren nach Anspruch 13, dadurch gekenn zeichnet, daß die Kraftstoffeinspritzung eine vorhergehende Kraftstoffeinspritzung und eine nachfolgende Kraftstoffeinsprit zung umfaßt,
wobei die vorhergehende Kraftstoffeinspritzung durch einen ersten Einspritz-Vorbereitungsschritt zum jeweiligen Schließen des ersten Magnetventils (50) im ersten Durchgangsabschnitt (130) und zum jeweiligen Öffnen des zweiten Magnetventils (52) im zweiten Durchgangsabschnitt (131) durchgeführt wird, durch einen ersten Einspritzstartschritt zum Schließen des zweiten Magnetventils (52), um mit der Kraftstoffeinspritzung zu beginnen, und durch einen ersten Einspritzbeendigungsschritt zum Öffnen des ersten Magnetventils (50), um die Kraftstoffeinsprit zung einzustellen, und
wobei die nachfolgende Kraftstoffeinspritzung durch einen zweiten Einspritz-Vorbereitungsschritt durchgeführt wird, um das erste Magnetventil (50) in seiner offenen Stellung zu halten und das zweite Magnetventil (52) in seiner geschlossenen Stellung zu halten, durch einen zweiten Einspritzstartschritt zum Schließen des ersten Magnetventils (50), um mit der Kraftstoffeinspritzung zu beginnen, und durch einen zweiten Einspritzbeendigungsschritt zum Öffnen des zweiten Magnetventils (52), um die Kraftstoffein spritzung zu beenden.