DE19747564A1

DE19747564A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung von Benzinverbrennungsmotoren mit Zylindereinspritzung

Info

Publication number: DE19747564A1
Application number: DE19747564A
Authority: DE
Inventors: Hajime Hosoya; Naoki Tomisawa
Original assignee: Unisia Jecs Corp
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1996-10-31
Filing date: 1997-10-28
Publication date: 1998-06-04
Anticipated expiration: 2017-10-29
Also published as: DE19747564C2; JP3354411B2; JPH10131785A; US5992373A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Steuerung der Kraftstoffein spritzung eines Benzinverbrennungsmotors mit Zylindereinspritzung, und mehr im einzelnen eine Korrektursteuerung für Einspritzimpulslängen während einer zunehmenden Änderung des Einspritzdrucks unmittelbar nach dem Starten des Motors.

Es ist ein Verbrennungsmotor mit Zylindereinspritzung bekannt, in welchem Kraftstoff direkt in einen Verbrennungsraum eingespritzt wird.

In solch einem Verbrennungsmotor mit Zylindereinspritzung umfaßt das Kraftstoff-Förder system eine motorbetriebene Hochdruck-Kraftstoffpumpe zum Fördern von Kraft stoff zu einem Kraftstoffeinspritzventil, eine elektrische Niederdruck-Kraftstoffpumpe zum Fördern von Kraftstoff zu der Hochdruck-Kraftstoffpumpe, einen Niederdruck-Druckregler zum Regeln eines Druckes in einem Niederdruck-Kraftstoffsystem zwischen der Nieder druck-Kraftstoffpumpe und der Hochdruck-Kraftstoffpumpe auf einen vorbestimmten nied rigen Druck, und einen Hochdruck-Druckregler zum Regeln eines Druckes in einem Hoch druck-Kraftstoffsystem auf einer Stromabseite der Hochdruck-Kraftstoffpumpe auf einen vorbestimmten hohen Druck (wie beispielsweise veröffentlicht in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung No. 7-77119).

Wenn ein Druck von Kraftstoff, welcher dem Kraftstoffeinspritzventil zuzuführen ist (im folgenden als "Kraftstoffdruck" bezeichnet), von einem gewünschten Druck abweicht, än dert sich die Kraftstoffmenge, die tatsächlich in das Kraftstoffeinspritzventil einzuspritzen ist, hinsichtlich Impulslängen eines dem Kraftstoffeinspritzventil gelieferten Einspritzimpulssignals (im folgenden als "Kraftstoffeinspritzimpulslänge" bezeichnet), was zu einer Verschlechterung der Genauigkeit bei der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung führt. Also ist es erforderlich, einen Fühler zum Ermitteln des Kraftstoffdrucks vorzusehen, um dadurch die Kraftstoffeinspritzimpulslängen in Reaktion auf einen durch solch einen Kraftstoffdruckfühler ermittelten Kraftstoffdruck zu korrigieren.

Leider werden als allgemeine Merkmale von Fühlern zum Ermitteln von Kraftstoffdruck die Fehlerverhältnisse größer mit abnehmendem Kraftstoffdruck. Folglich werden die Fehler beim Korrigieren der Kraftstoffeinspritzimpulslängen größer während eines Niederdruckzu stands gleich nach dem Starten. Daher kann die Genauigkeit der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ziemlich verschlechtert sein, wenn unter solch einer Bedingung die Kraftstoffein spritzimpulslängen korrigiert werden auf der Grundlage des ermittelten Ergebnisses des Kraftstoffdrucks.

Die Erfindung ist in Anbetracht der vorerwähnten Probleme ausgeführt worden. Daher be steht ein Ziel der Erfindung darin, die Fehler beim Korrigieren der Kraftstoffeinspritzim pulslängen während eines Niederdruckzustands direkt nach dem Starten gesichert zu be schränken, in einer Korrektursteuerung für Einspritzimpulslängen in Reaktion auf eine Kraftstoffdruck.

Zum Erreichen des obigen Zieles schafft die Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Steuern der Kraftstoffeinspritzung eines Benzinverbrennungsmotors mit Zylinderein spritzung, in welchen eine offene Steuerung zum Korrigieren der Kraftstoffeinspritzimpuls längen unter der Annahme, daß der Druck von Kraftstoff, welcher dem Kraftstoffeinspritz ventil zuzuführen ist, einem vorbestimmten Bezugsdruck gleich ist, und eine Regelung (ge schlossene Steuerung) zum Korrigieren der Kraftstoffeinspritzimpulslängen auf der Grund lage des tatsächlich ermittelten Kraftstoffdrucks aufeinander umgeschaltet werden auf der Grundlage eines Entscheidungsergebnisses, ob der Druck von Kraftstoff, der dem Kraft stoffeinspritzventil zuzuführen ist, sich in dem Niederdruckzustand oder dem Hochdruckzu stand befindet.

Gemäß einer solchen Anordnung werden in dem Niederdruckzustand gleich nach dem Starten die Kraftstoffeinspritzimpulslängen korrigiert unter der Annahme, daß der Kraftstoffdruck dem vorbestimmten Bezugsdruck gleich ist, ohne das Ermittlungsergebnis des Kraftstoffdrucks zu übernehmen, wogegen in dem Hochdruckzustand die Kraftstoffein spritzimpulslängen korrigiert werden auf der Grundlage des tatsächlich ermittelten Kraft stoffdrucks. In dem Niederdruckzustand, in dem die Ermittlungsfehler des Kraftstoffdrucks groß sind, wird also die Korrektur bewirkt unter der Annahme, daß der Kraftstoffdruck konstant ist ohne Rücksicht auf den tatsächlich ermittelten Kraftstoffdruckwert, so daß die Korrekturfehler von Impulslängen in dem Niederdruckzustand beschränkt werden können auf ein vorhersagbar relativ kleines Niveau.

Die Kraftstoffeinspritzimpulslängen werden vorzugsweise korrigiert durch Übernehmen des vorbestimmten Bezugsdrucks in der offenen Steuerung als einen Regeldruck des Nieder druck-Druckreglers, falls die Vorrichtung eine motorbetriebene Hochdruck-Kraftstoff pumpe zum Fördern von Kraftstoff zu einem Kraftstoffeinspritzventil umfaßt, ferner eine elektrische Niederdruck-Kraftstoffpumpe zum Fördern von Kraftstoff zu der Hochdruck-Kraft stoffpumpe, einen Niederdruck-Druckregler zum Regeln eines Druckes in einem Nie derdruck-Kraftstoffsystem zwischen der Niederdruck-Kraftstoffpumpe und der Hochdruck-Kraft stoffpumpe auf einen vorbestimmten niedrigen Druck, und einen Hochdruck-Druck regler zum Regeln eines Druckes in einem Hochdruck-Kraftstoffsystem auf einer Stromab seite der Hochdruck-Kraftstoffpumpe auf einen vorbestimmten hohen Druck.

Gemäß einer solchen Anordnung werden, wenn festgestellt wird, daß der Kraftstoffdruck sich in dem Niederdruckzustand befindet, die Kraftstoffeinspritzimpulslängen korrigiert un ter der Annahme, daß der tatsächliche Kraftstoffdruck durch den Niederdruck-Druckregler auf den Regeldruck geregelt wird.

Ferner ist es möglich, zu unterscheiden, ob sich der Druck von Kraftstoff, der dem Kraft stoffeinspritzventil zuzuführen ist, in dem Niederdruckzustand oder dem Hochdruckzustand befindet, indem der tatsächlich ermittelte Kraftstoffdruck mit einem vorher eingestellten Umschaltdruck verglichen wird.

Gemäß einer solchen Anordnung wird entschieden, daß der Kraftstoffdruck sich entweder in dem Niederdruckzustand oder dem Hochdruckzustand befindet, auf der Grundlage des größeren oder kleineren Wertes des tatsächlich ermittelten Kraftstoffdrucks relativ zu dem Umschaltdruck. Wenn das ermittelte Ergebnis des Kraftstoffdrucks kleiner ist als der Um schaltdruck, wird die offene Steuerung durchgeführt, da festgestellt wird, daß der Kraft stoffdruck sich in dem Niederdruckzustand befindet, in dem die Ermittlungsfehler groß sind.

Vorzugsweise wird in der vorerwähnten Anordnung eine Hysterese hergestellt dadurch, daß der Niederdruckzustand oder der Hochdruckzustand unterschieden wird durch Vergleichen des tatsächlich ermittelten Kraftstoffdrucks mit dem vorher eingestellten Umschaltdruck.

Gemäß einer solchen Anordnung kann ein Pendeln (hunting) in der Umschaltsteuerung ver mieden werden, da das Umschalten zwischen der offenen Steuerung und der Regelung nicht durchgeführt wird, selbst wenn eine Pulsation in dem Ermittlungswert des Kraftstoffdrucks aufgetreten ist, falls eine solche Pulsation innerhalb einer toten Zone der Hysteresekennlinie liegt. Die Hysterese kann entweder für die ansteigende oder die abfallende Richtung des Kraftstoffdrucks oder beide Richtungen hergestellt werden.

Die Unterscheidung, ob sich der Druck von Kraftstoff, der dem Kraftstoffeinspritzventil zuzuführen ist, in dem Niederdruckzustand oder dem Hochdruckzustand befindet, kann bewirkt werden, indem wenigstens entweder die Motordrehzahl oder die Drehzahl der Hochdruck-Kraftstoffpumpe mit einer vorher eingestellten Umschaltdrehzahl verglichen wird.

Da bei solch einer Anordnung die Hochdruck-Kraftstoffpumpe durch den Motor angetrie ben wird, gibt die Motordrehzahl indirekt die Drehzahl der Hochdruck-Kraftstoffpumpe an, so daß angenommen wird, daß der Kraftstoffdruck ausreichend erhöht worden ist, wenn die Drehzahl der Hochdruck-Kraftstoffpumpe oder des Motors ausreichend erhöht worden ist.

Ferner kann die Unterscheidung, ob sich der Druck von Kraftstoff, der dem Kraftstoffein spritzventil zuzuführen ist, in dem Niederdruckzustand oder dem Hochdruckzustand befin det, verwirklicht werden auf der Grundlage des Vergleichs der Zeitspanne von dem Motor start mit einer vorher eingestellten Umschaltzeit.

Bei solch einer Anordnung nimmt der Kraftstoffdruck zu entsprechend der Zeitspanne von dem Motorstart, so daß der Niederdruckzustand und der Hochdruckzustand unterschieden werden können, indem die Kraftstoffdrucke entsprechend der Zeitspanne angenommen werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbei spiels näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm der grundsätzlichen Anordnung einer Vorrichtung zur Steue rung der Kraftstoffeinspritzung gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine Anordnungsskizze einer Vorrichtung zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung gemäß den Ausführungsformen der Erfindung;

Fig. 3 ein Ablaufdiagramm, das den Betrieb einer Impulslängen-Korrektursteuerung in einer ersten Ausführungsform beschreibt;

Fig. 4 ein Ablaufdiagramm, das den Betrieb einer Impulslängen-Korrektursteuerung in einer zweiten Ausführungsform beschreibt;

Fig. 5 ein Ablaufdiagramm, das einen anderen Betrieb einer Impulslängen-Korrektur steuerung in der zweiten Ausführungsform beschreibt;

Fig. 6 eine Ermittlungsfehlerkennlinie eines Kraftstoffdruckfühlers;

Fig. 7 eine Fehlerkennlinie der Impulslängen-Korrektur aufgrund von Ermittlungsfehlern des Kraftstoffdruckfühlers;

Fig. 8 eine Zeitablaufkennlinie der Korrelation zwischen einer Kraftstoffdruckpulsation und einem Steuerzustand; und

Fig. 9 eine Zeitablaufkennlinie, wenn eine Hysterese in der Kraftstoffdruckbeurteilung vorgesehen ist.

In Fig. 1, weiche ein Blockdiagramm der grundsätzlichen Anordnung einer Vorrichtung zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung gemäß der Erfindung zeigt, bezeichnet das Be zugszeichen A ein Kraftstoffeinspritzventil zum direkten Einspritzen von Kraftstoff in einen Verbrennungsraum oder Zylinder, und B bezeichnet eine Kraftstoffeinspritzimpulslängen- Berechnungseinrichtung zum Berechnen der Impulslänge eines Einspritzimpulssignals, das zu dem Kraftstoffeinspritzventil A auszugeben ist (Kraftstoffeinspritzimpulslänge) auf der Grundlage von Motorbetriebszuständen wie der Ansaugluftmenge, der Motordrehzahl und der Kühlwassertemperatur. Das Kraftstoffeinspritzventil A wird durch das Einspritzimpuls signal zum Öffnen angesteuert, um dadurch Kraftstoff für die Dauer der Kraftstoffeinspritzimpulslänge (oder -dauer) einzuspritzen.

Das Bezugszeichen C bezeichnet eine Offensteuereinrichtung zum Korrigieren der Kraft stoffeinspritzimpulslängen auf der Grundlage eines vorbestimmten Bezugsdrucks, wobei angenommen wird, daß der Druck von Kraftstoff, der dem Kraftstoffeinspritzventil A zu geführt wird, dem vorbestimmten Bezugsdruck gleich ist, während D eine Regelungsein richtung bezeichnet zum Korrigieren der Kraftstoffeinspritzimpulslängen auf der Grundlage des tatsächlichen Kraftstoffdrucks, der durch eine Kraftstoffdruck-Ermittlungseinrichtung E ermittelt wird.

Ferner stellt (diskriminiert) eine Druckzustand-Diskriminiereinrichtung F fest, ob der dem Kraftstoffeinspritzventil A zugeführte Kraftstoff sich in dem Niederdruckzustand oder dem Hochdruckzustand befindet, das heißt, ob der Druckzustand, in dem Ermittlungsfehler in der Kraftstoffdruck-Ermittlungseinrichtung E ausreichend klein sind, hergestellt ist oder nicht.

Eine Steuerumschalteinrichtung G aktiviert die Offensteuereinrichtung C, wenn festgestellt wird, daß der Kraftstoffdruck sich in dem Niederdruckzustand befindet, um dadurch die Einrichtung C dazu zu bringen, die Kraftstoffeinspritzimpulslängen zu korrigieren, wobei angenommen wird, daß der Kraftstoffdruck konstant und der vorbestimmte Bezugsdruck ist, und die Einrichtung G aktiviert die Regelungseinrichtung D, wenn festgestellt wird, daß der Kraftstoffdruck sich in dem Hochdruckzustand befindet, um dadurch die Einrichtung D dazu zu bringen, die Kraftstoffeinspritzimpulslängen auf der Grundlage des tatsächlich er mittelten Kraftstoffdrucks zu korrigieren.

Im folgenden werden im einzelnen eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung beschrieben, welche die vorerwähnte Anordnung gemäß der Erfin dung aufweisen.

Fig. 2 zeigt eine Anordnungsskizze der Vorrichtung zur Steuerung der Kraftstoffeinsprit zung eines Verbrennungsmotors mit Zylindereinspritzung in den Ausführungsformen.

In Fig. 2 bezeichnet das Bezugszeichen 1 elektromagnetische Kraftstoffeinspritventile (Kraftstoffeinspritzventil A), jedes von denen so angeordnet ist, daß es dem Verbrennungs raum jedes Zylinders des Verbrennungsmotors mit Zylindereinspritzung zugekehrt ist, um dadurch Kraftstoff direkt in den Verbrennungsraum einzuspritzen.

Der Kraftstoff wird zu jedem der Kraftstoffeinspritzventile 1 verteilt über eine gemeinsame Strecke 2 und Verteilungsleitungen 3, wobei die gemeinsame Strecke 2 mit unter Druck stehendem Kraftstoff von einer motorbetriebenen Hochdruck-Kraftstoffpumpe 4 gespeist wird.

Auf der Stromabseite der gemeinsamen Strecke 2 ist ein Hochdruck-Druckregler 5 vorge sehen, der den Kraftstoffdruck innerhalb des Hochdruck-Kraftstoffsystems zwischen der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 4 und dem Hochdruck-Druckregler 5 auf einen vorbestimmten hohen Druck regelt. Wenn der tatsächliche Kraftstoffdruck in dem Hochdruck-Kraftstoff system höher ist als der vorbestimmte hohe Druck, führt dieser Hochdruck-Druckregler 5 den Kraftstoff in dem Hochdruck-Kraftstoffsystem zurück zu der Ansaugseite der Hoch druck-Kraftstoffpumpe 4, um dadurch den tatsächlichen Kraftstoffdruck auf den vorbe stammten Druck zu regeln.

Zu der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 4 wird Kraftstoff gefördert, welcher durch eine elektri sche Niederdruck-Kraftstoffpumpe 6 aus einem Kraftstoffbehälter 7 angesaugt und danach durch einen Niederdruck-Druckregler 8 auf einen vorbestimmten niedrigen Druck geregelt wird.

Wenn der Druck des Kraftstoffs, der zu der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 4 gefördert wird, höher ist als der vorbestimmte niedrige Druck, führt der Niederdruck-Druckregler 8 den Kraftstoff in dem Niederdruck-Kraftstoffsystem zwischen der Niederdruck-Kraftstoffpumpe 6 und der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 4 über einen Rückführweg 9 zu dem Kraftstoffbe hälter 7 zurück, um dadurch den tatsächlichen Druck des Kraftstoffs auf den vorbestimmten niedrigen Druck zu regeln.

Eine Steuereinheit (C/U) 10, welche Einspritzimpulssignale an vorbestimmten Einspritzzeit punkten an das Kraftstoffeinspritzventil 1 ausgibt, umfaßt einen Mikrocomputer und betä tigt die verschiedenen Ermittlungssignale gemäß einem im voraus präparierten Programm, um dadurch die Impulslängen für das Einspritzimpulssignal (Kraftstoffeinspritzimpulslänge) zu erhalten.

Eingangsgrößen zu der Steuereinheit 10 sind beispielsweise ein Ansaugluftmengensignal Q von einem Luftstrommesser 11, ein Motordrehzahlsignal Ne von einem Kurbelwinkelfühler 12, ein Kühlwassertemperatursignal Tw von einem Wassertemperaturfühler 13, ein EIN/AUS-Signal von einem Startschalter 14 und ein Kraftstoffdrucksignal P von einem Kraftstoffdruckfühler 15.

Der Kraftstoffdruckfühler 15, welcher der Kraftstoffdruck-Ermittlungseinrichtung E ent spricht, ermittelt einen Kraftstoffdruck in dem vorerwähnten Hochdruck-Kraftstoffsystem, das heißt, einen Druck von Kraftstoff, der zu dem Kraftstoffeinspritzventil 1 zu fördern ist. Nachfolgend soll der Begriff "Kraftstoffdruck" ausschließlich einen Kraftstoffdruck inner halb des vorerwähnten Hochdruck-Kraftstoffsystems bedeuten, das heißt, einen Druck von Kraftstoff, der zu dem Kraftstoffeinspritzventil 1 zu fördern ist.

In Fig. 2 bezeichnen die Bezugszeichen 16, 17 Akkumulatoren, und das Bezugszeichen 18 bezeichnet ein Kaltstartventil.

Die Steuereinheit 10 berechnet die Kraftstoffeinspritzimpulslängen, die für einen normalen Kraftstoffdruckzustand geeignet sind, auf der Grundlage der Ansaugluftmenge Q, der Mo tordrehzahl Ne, der Kühlwassertemperatur Tw und dergleichen (Kraftstoffeinspritzimpuls längen-Berechnungseinrichtung B) und korrigiert die Kraftstoffeinspritzimpulslängen auf der Grundlage des Ermittlungsergebnisses des Kraftstoffdruckfühlers 15, wie in dem Ab laufdiagramm von Fig. 3 gezeigt, welche die Arbeitsweise solch einer Korrektursteuerung beschreibt.

Unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm in Fig. 3 wird bei Schritt S1 das Ermittlungs signal P von dem Kraftstoffdruckfühler 15 gelesen.

Bei dem nächsten Schritt 2 wird der durch den Kraftstoffdruckfühler 15 ermittelte Kraft stoffdruck P gewichtet gemittelt, um einen gewichteten Mittelwert Pav zu erhalten.

Bei Schritt 3 wird durch Vergleichen des gewichteten Mittelwertes Pav mit einem im voraus eingestellten Umschaltdruck Ps festgestellt, ob sich der gegenwärtige Kraftstoffdruckzu stand in einem Niederdruckzustand unterhalb des Umschaltdrucks Ps oder einem Hoch druckzustand oberhalb des Umschaltdrucks Ps befindet (Druckzustand-Diskriminierein richtung F).

Der Umschaltdruck Ps ist ein Schwellendruckwert, unterhalb dessen der Ermittlungsfehler durch den Kraftstoffdruckfühler 15 gleich einem vorbestimmter Wert oder größer ist, so daß die geforderte Korrekturgenauigkeit nicht befriedigt wird durch die Einspritzimpulslän gen, die auf der Grundlage des Ermittlungsergebnisses des Kraftstoffdrucks erhalten werden (siehe Fig. 6 und 7). Das heißt der Kraftstoffdruckfühler 15 weist eine Kennlinie auf, in welcher die Fehlerrate um so größer wird, je kleiner der Kraftstoffdruck wird, wie in Fig. 6 gezeigt, so daß der Korrekturfehler von Einspritzimpulslängen größer wird in dem Nie derdruckzustand gleich nach dem Starten, wie in Fig. 7 gezeigt. Also wird festgestellt (diskriminiert), ob dieser Korrekturfehler gleich der geforderten Genauigkeit oder kleiner ist oder nicht, durch Vergleichen des laufenden Kraftstoffdruckzustands mit dem Umschalt druck Ps.

Wenn bei Schritt 3 festgestellt wird, daß der tatsächliche Kraftstoffdruck Pav höher ist als der Umschaltdruck Ps, verzweigt sich der Ablauf zu Schritt 4, um die Regelung durchzufüh ren, in welcher die Kraftstoffeinspritzimpulslängen korrigiert werden auf der Grundlage des gewichteten Mittelwertes Pav und des vorerwähnten Bezugsdrucks (Regeleinrichtung D).

In diesem Fall werden die Einspritzimpulslängen korrigiert auf der Grundlage des Ermitt lungsergebnisses des tatsächlichen Kraftstoffdrucks, so daß die beabsichtigte Kraftstoff menge eingespritzt werden kann, selbst wenn der Kraftstoffdruck variiert.

Wenn bei Schritt 3 festgestellt wird, daß der tatsächliche Kraftstoffdruck Pav gleich dem Umschaltdruck Ps oder niedriger ist, so daß die Situation gleich nach dem Starten ein Nie derdruckzustand ist, verzweigt sich der Ablauf zu Schritt 5.

Bei Schritt 5 wird die Offensteuerung durchgeführt zum Korrigieren der Kraftstoffein spritzimpulslängen, ohne den gewichteten Mittelwert Pav anzunehmen, wobei angenommen wird, daß der Kraftstoffdruck gleich einem Regeldruck PL ist, der durch den Niederdruck-Druck regler 8 geregelt wird (Offensteuereinrichtung C).

In dem Niederdruckzustand, in welchem der tatsächliche Kraftstoffdruck Pav gleich dem Umschaltdruck Ps oder niedriger ist, sind die Ermittlungsfehler des Kraftstoffdruckfühlers 15 so groß, daß die großen Korrekturfehler verursacht werden, wenn die Kraftstoffein spritzimpulslängen korrigiert werden auf der Grundlage des tatsächlichen Ermittlungsergeb nisses (siehe Fig. 6 und 7), wie oben bemerkt.

Also werden während des Niederdruckzustands die Kraftstoffeinspritzimpulslängen korri giert unter der Annahme, daß der tatsächliche Kraftstoffdruck gleich dem Regeldruck PL ist, der durch den Niederdruck-Druckregler 8 geregelt wird, das heißt, indem gemäß der Erfindung der tatsächliche Kraftstoffdruck durch den Regeldruck PL wiedergegeben wird.

Folglich können die Korrekturfehler gesichert auf ein voraussagbar relativ kleines Niveau beschränkt werden.

Die Bearbeitung, welche sich von dem Schritt S3 entweder zu dem Schritt S4 oder dem Schritt S5 verzweigt, entspricht der Steuerumschalteinrichtung G.

Wenn der Kraftstoffdruck zunimmt, wie in Fig. 8 gezeigt, wird mittlerweile, falls der Kraftstoffdruck pulsiert, so daß er größer und kleiner wird als der konstante Umschaltdruck Ps, ein Pendeln auftreten in der Diskriminierung zwischen dem Niederdruckzustand und dem Hochdruckzustand, also in dem Umschalten zwischen der Offensteuerung und der Re gelung. Daher werden vorzugsweise eine Hysterese in der Diskriminierung zwischen dem Niederdruckzustand und dem Hochdruckzustand (Umschaltsteuerung) auf der Grundlage des Umschaltdrucks Ps eingerichtet und eine tote Zone für die Diskriminierung vorgesehen, wie in Fig. 9 gezeigt. Obwohl die Hysterese für die abnehmende sowie die zunehmende Richtung des Kraftstoffdrucks in Fig. 9 eingerichtet wird, reicht eine der beiden Richtun gen aus.

Ferner wird in dem Ablaufdiagramm von Fig. 3 die Diskriminierung zwischen dem Nie derdruckzustand und dem Hochdruckzustand auf der Grundlage des Ermittlungsergebnisses des Kraftstoffdruckfühlers 15 durchgeführt, und entsprechend umzuschalten zwischen der Regelung und der offenen Steuerung. Es ist jedoch möglich, zwischen dem Niederdruckzu stand und dem Hochdruckzustand zu unterscheiden, indem der tatsächliche Kraftstoffdruck auf der Grundlage der zu dem Kraftstoffdruck korrelierten Parameter angenommen wird. Solch eine Anordnung wird in jeder der Ausführungsformen übernommen, die in den Ab laufdiagrammen der Fig. 4 und 5 gezeigt sind.

Unter Bezugnahme auf Fig. 4 werden in jedem dieser Schritte (S11, S12, S14, S15), aus genommen den Schritt S13 als die Druckzustand-Diskriminiereinrichtung F, genau die glei chen Bearbeitungen wie in den Schritten S1, S2, S4 und S5 des Ablaufdiagramms von Fig. 3 durchgeführt. Daher wird im folgenden nur der Schritt S13 (entsprechend dem Schritt S3 in Fig. 3) im einzelnen beschrieben.

Bei Schritt S13 in dem Ablaufdiagramm in Fig. 4 wird die Motordrehzahl Ne verglichen mit einer im voraus eingestellten Umschaltdrehzahl Nes. Wenn die Motordrehzahl Ne höher ist als die Umschaltdrehzahl Nes, wird geurteilt, daß der gegenwärtige Kraftstoffdruck sich in dem Hochdruckzustand befindet, so daß der Ablauf sich zu Schritt S14 verzweigt, in dem die Korrektursteuerung der Einspritzimpulslängen durchgeführt wird auf der Grundlage des Ermittlungsergebnisses des Kraftstoffdruckfühlers 16 (Regelung).

Wenn in Schritt S13 entschieden wird, daß die Motordrehzahl Ne gleich der Umschaltdreh zahl Nes oder niedriger ist, wird geurteilt, daß der gegenwärtige Kraftstoffdruck sich in dem Niederdruckzustand befindet, so daß der Ablauf sich zu Schritt S15 verzweigt, in dem die Korrektursteuerung der Einspritzimpulslängen durchgeführt wird unter der Annahme, daß der Kraftstoffdruck gleich dem Regeldruck PL ist, der durch den Niederdruck-Druckregler 8 geregelt wird, ohne das Ermittlungsergebnis des Kraftstoffdruckfühlers 15 zu übernehmen (offene Steuerung).

Da die Hochdruck-Kraftstoffpumpe 4 durch den Motor angetrieben wird, wird diese Kraft stoffpumpe mit konstanter Drehzahl in Korrelation (korrelativ) zu der Motordrehzahl Ne angetrieben. Das bedeutet, daß der Kraftstoffdruck sich nach dem Starten in dem Hoch druckzustand befindet, wenn die Motordrehzahl Ne ausreichend erhöht worden ist, so daß die Drehzahl der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 4 ausreichend erhöht ist. Es ist also möglich, zwischen dem Niederdruckzustand und dem Hochdruckzustand zu unterscheiden durch Vergleichen der ermittelten Motordrehzahl Ne mit der im voraus eingestellten Umschalt drehzahl Nes, wie oben beschrieben.

Es ist möglich, zwischen dem Niederdruckzustand und dem Hochdruckzustand zu unter scheiden, indem die Drehzahl der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 4 direkt ermittelt wird an stelle der Motordrehzahl Ne.

Ferner nimmt der Kraftstoffdruck allmählich zu, entsprechend der Zeitspanne von dem Starten des Motors, das heißt, von dem Starten der Aktivierung der Hochdruck-Kraftstoff pumpe 4. Es ist also möglich, den Kraftstoffdruck auf der Grundlage der Zeitspanne von dem Starten des Motors anzunehmen, so daß der Niederdruckzustand, in dem die offene Steuerung durchzuführen ist, und der Hochdruckzustand, in dem die Regelung durchzufüh ren ist, unterschieden werden auf der Grundlage der Zeitspanne von dem Motorstart.

Das Ablaufdiagramm in Fig. 5 beschreibt eine Ausführungsform, die eine solche Anord nung übernimmt, bei welcher der Niederdruckzustand und der Hochdruckzustand unter schieden werden auf der Grundlage der Zeitspanne von dem Motorstart, um dadurch zwi schen der offenen Steuerung und der Regelung umzuschalten, wie oben angemerkt. Ähnlich wie in dem Ablaufdiagramm von Fig. 4 unterscheidet sich nur der Schritt S23, in dem die Diskriminierung zwischen dem Niederdruckzustand und dem Hochdruckzustand durchge führt wird (Druckzustand-Diskriminiereinrichtung F) von dem Ablaufdiagramm in Fig. 3.

Bei Schritt S23 des Ablaufdiagramms in Fig. 5 wird die Zeitspanne t von dem Motorstart verglichen mit einer im voraus eingestellten Umschaltzeit ts. Wenn die Zeitspanne t noch nicht die Umschaltzeit ts erreicht hat, wird entschieden, daß der Druckzustand sich in dem Niederdruckzustand befindet, und der Ablauf verzweigt sich zu dem Schritt S25, bei dem die offene Steuerung durchgeführt wird. Wenn die Zeitspanne t seit dem Motorstart die Umschaltzeit ts überschritten hat, wird entschieden, daß der Druckzustand sich in dem Hochdruckzustand befindet, und der Ablauf verzweigt sich zu Schritt S24, bei dem die Re gelung durchgeführt wird.

Claims

1. Vorrichtung zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung eines Verbrennungsmotors mit Zylindereinspritzung, mit einem Kraftstoffeinspritzventil zum direkten Einspritzen von Kraftstoff in einen Verbrennungsraum des Motors, in welcher Impulslängen eines Einspritz impulssignals, das zu dem Kraftstoffeinspritzventil auszugeben ist, korrigiert werden in Re aktion auf einen Druck von Kraftstoff, der zu dem Kraftstoffeinspritzventil zu fördern ist, gekennzeichnet durch
eine Kraftstoffeinspritzimpulslängen-Berechnungseinrichtung (B) zum Berechnen von Impulslängen eines Einspritzimpulssignals, das zu dem Kraftstoffeinspritzventil (1) aus zugeben ist, auf der Grundlage von Motorbetriebszuständen,
eine Offensteuereinrichtung (C) zum Korrigieren der durch die Kraftstoffeinspritz impulslängen-Berechnungseinrichtung (B) berechneten Kraftstoffeinspritzimpulslängen unter der Annahme, daß der Druck von Kraftstoff, der zu dem Kraftstoffeinspritzventil (1) zu fördern ist, einem vorbestimmten Bezugsdruck gleich ist,
eine Kraftstoffdruck-Ermittlungseinrichtung (E) zum Ermitteln eines Drucks von Kraftstoff; der zu dem Kraftstoffeinspritzventil (1) zu fördern ist,
eine Regelungseinrichtung (D) zum Korrigieren der durch die Kraftstoffeinspritzim pulslängen-Berechnungseinrichtung (B) berechneten Kraftstoffeinspritzimpulslängen auf der Grundlage des durch die Kraftstoffdruck-Ermittlungseinrichtung (E) ermittelten Kraftstoff drucks,
eine Druckzustand-Diskriminiereinrichtung (F) zum Entscheiden, ob der Druck von Kraftstoff; der zu dem Kraftstoffeinspritzventil (1) zu fördern ist, sich in einem Nieder druckzustand oder einem Hochdruckzustand befindet,
und eine Steuerumschalteinrichtung (G) zum Aktivieren der Offensteuereinrichtung (C) und der Regelungseinrichtung (D), wenn durch die Druckzustand-Diskriminierein richtung (F) entschieden wird, daß der Kraftstoffdruck sich in dem Niederdruckzustand bzw. in dem Hochdruckzustand befindet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch
eine motorbetriebene Hochdruck-Kraftstoffpumpe (4) zum Fördern von Kraftstoff zu dem Kraftstoffeinspritzventil (1),
eine elektrische Niederdruck-Kraftstoffpumpe (6) zum Fördern von Kraftstoff zu der Hochdruck-Kraftstoffpumpe (4),
einen Niederdruck-Druckregler (8) zum Regeln des Druckes in einem Niederdruck kraftstoffsystem zwischen der Niederdruck-Kraftstoffpumpe (6) und der Hochdruck-Kraft stoffpumpe (4) auf einen vorbestimmten niedrigen Druck,
und einen Hochdruck-Druckregler (5) zum Regeln des Drucks in einem Hochdruck kraftstoffsystem auf einer Stromabseite der Hochdruck-Kraftstoffpumpe (4) auf einen vor bestimmten hohen Druck,
wobei die Offensteuereinrichtung (C) die Kraftstoffeinspritzimpulslängen korrigiert, indem der durch den Niederdruck-Druckregler (8) zu erhaltende geregelte Druck als der vorbestimmte Bezugsdruck übernommen wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckzustand-Dis kriminiereinrichtung (F) zwischen dem Niederdruckzustand und dem Hochdruckzustand unterscheidet durch Vergleichen des durch die Kraftstoffdruck-Ermittlungseinrichtung (E) ermittelten Kraftstoffdrucks mit einem im voraus eingestellten Umschaltdruck.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckzustand-Dis kriminiereinrichtung (F) zwischen dem Niederdruckzustand und dem Hochdruckzustand mit Hysterese unterscheidet.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckzustand- Diskriminiereinrichtung (F) zwischen dem Niederdruckzustand und dem Hochdruckzustand unterscheidet durch Vergleichen von wenigstens entweder der Motordrehzahl (Ne) oder der Drehzahl der Hochdruck-Kraftstoffpumpe (4) mit einer vorher eingestellten Umschaltdreh zahl (Nes).

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckzustand-Dis kriminiereinrichtung (F) zwischen dem Niederdruckzustand und dem Hochdruckzustand unterscheidet durch Vergleichen einer Zeitspanne (t) von dem Motorstart mit einer im vor aus eingestellten Umschaltzeit (ts).

7. Verfahren zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung eines Verbrennungsmotors mit Zylindereinspritzung, mit einem Kraftstoffeinspritzventil zum direkten Einspritzen von Kraftstoff in einen Verbrennungsraum des Motors, in welcher Impulslängen eines Ein spritzimpulssignals, das zu dem Kraftstoffeinspritzventil auszugeben ist, korrigiert werden in Reaktion auf einen Druck von Kraftstoff; der zu dem Kraftstoffeinspritzventil zu fördern ist, gekennzeichnet durch die Schritte,
daß die Impulslängen auf der Grundlage von Motorbetriebszuständen berechnet werden,
daß diskriminiert wird, ob der Druck von Kraftstoff; der zu dem Kraftstoffeinspritz ventil zu fördern ist, sich in einem Niederdruckzustand oder einem Hochdruckzustand be findet,
und daß die Impulslängen korrigiert werden, wenn entschieden wird, daß der Kraft stoffdruck sich in dem Niederdruckzustand befindet, indem angenommen wird, daß der Druck von Kraftstoff; der zu dem Kraftstoffeinspritzventil zu fördern ist, ein vorbestimmter Bezugsdruck ist, und wenn entschieden wird, daß der Kraftstoffdruck sich in dem Hoch druckzustand befindet, auf der Grundlage eines Ermittlungsergebnisses des Drucks des zu dem Kraftstoffeinspritzventil geförderten Kraftstoffs.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß eine motorbetriebene Hochdruck-Kraftstoffpumpe zum Fördern von Kraftstoff zu dem Kraftstoffeinspritzventil, eine elektrische Niederdruck-Kraftstoffpumpe zum För dern von Kraftstoff zu der Hochdruck-Kraftstoffpumpe, ein Niederdruck-Druckregler zum Regeln eines Druckes in einem Niederdruckkraftstoffsystem zwischen der Niederdruck-Kraft stoffpumpe und der Hochdruck-Kraftstoffpumpe auf einen vorbestimmten niedrigen Druck, und ein Hochdruck-Druckregler zum Regeln eines Drucks in einem Hochdruck kraftstoffsystem auf einer Stromabseite der Hochdruck-Kraftstoffpumpe auf einen vorbe stimmten hohen Druck vorgesehen sind,
und daß die Impulslängen korrigiert werden, indem der Regeldruck, der durch den Niederdruck-Druckregler zu erhalten ist, als der vorbestimmte Bezugsdruck übernommen wird, wenn entschieden wird, daß der Kraftstoffdruck sich in dem Niederdruckzustand be findet.

9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß entschieden wird, daß der Kraftstoffdruck sich in dem Niederdruckzustand oder dem Hochdruckzustand befindet, in dem ein Ermittlungsergebnis des zu dem Kraftstoffeinspritzventil geförderten Kraftstoff drucks mit einem im voraus eingestellten Umschaltdruck verglichen wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Entscheidung zwi schen dem Niederdruckzustand und dem Hochdruckzustand durch Vergleichen des Ermitt lungsergebnisses des zu dem Kraftstoffeinspritzventil geförderten Kraftstoffdrucks mit dem im voraus eingestellten Umschaltdruck mit Hysterese bewirkt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß entschieden wird, daß der Kraftstoffdruck sich in dem Niederdruckzustand oder dem Hochdruckzustand befindet, in dem wenigstens entweder die Motordrehzahl oder die Drehzahl der Hochdruck-Kraftstoff pumpe mit einer im voraus eingestellten Umschaltdrehzahl verglichen wird.

12. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß entschieden wird, daß der Kraftstoffdruck sich in dem Niederdruckzustand oder dem Hochdruckzustand befindet, in dem eine Zeitspanne von dem Motorstart aus mit einer im voraus eingestellten Umschaltzeit verglichen wird.