DE19803756C2 - System zum Steuern des Kraftstoffeinspritz-Zeitpunktes bei Kraftstoffeinspritz-Pumpen für Dieselmotoren - Google Patents
System zum Steuern des Kraftstoffeinspritz-Zeitpunktes bei Kraftstoffeinspritz-Pumpen für DieselmotorenInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Steuern eines Kraft
stoffeinspritzbeginnes für eine Dieselkraftstoffeinspritzpumpe gemäß dem Oberbegriff
des ersten Anspruchs.
Eine derartige Vorrichtung wird in der DE 196 11 710 beschrieben. Die in dieser Druck
schrift beschriebene Vorrichtung weist einen Taktgeberkolben zum Ändern eines vor
eingestellten Einspritzbeginns des Pumpenstößels durch axiale Bewegung des Taktge
berkolbens auf. Weiterhin weist die Vorrichtung ein arbeitsspielgesteuertes elektromag
netisches Solenoidventil auf zum Erzeugen einer axialen Bewegung des Taktgeberkol
bens in Abhängigkeit eines Arbeitsspieles des elektromagnetischen Solenoidventils.
Das Solenoidventil dient auch zum Regulieren eines Einspritzbeginns von Kraftstoff, der
von der Dieselkraftstoffeinspritzpumpe einem Dieselkraftstoffinjektor zugeführt wird. Au
ßerdem weist die Vorrichtung eine Steuerungseinheit auf, die derart konfiguriert ist, um
elektronisch mit dem elektromagnetischen Solenoidventil verbunden zu sein, zum Steu
ern des Solenoidventils.
Bei konventionellen Verteiler-Kraftstoffeinspritzpumpen zur Verwendung bei Dieselmoto
ren, verwendet die Einspritzpumpe in ihr einen Kolben zum Steuern des Kraftstoffein
spritzbeginnes, der oft als "Taktgeberkolben" bezeichnet wird, der als ein Bauteil zum
Steuern des Kraftstoffeinspritzbeginnes dient, so daß ein Krafteinspritzbeginn ab
hängig von einer axialen Gleitbewegung oder einer axialen Stellung des Taktgeberkol
bens steuerbar ist. Ein Ende des Zeitgeberkolbens wirkt mit der zylindrischen Kolben
kammer des Pumpengehäuses zusammen, um eine Hochdruckkammer zu bilden, wel
che mit dem Pumpenablaßauslaß-Anschluß (d. h. eine Pumpenkammer einer Kraftstoff
zuführpumpe) über eine Öffnung in Verbindung steht (genauer gesagt, eine Strömungs
begrenzungsöffnung), wohingegen das andere Ende des Zeitgeberkolbens mit der zy
lindrischen Kolbenkammer des Pumpengehäuses zusammenwirkt, um eine Niedrigdruckkammer
zu bilden, welche mit dem Pumpeneinlaßanschluß (z. B., eine Ansaug
kammer der Kraftstofförderpumpe) in Verbindung steht. Ein Verbindungsdurchgang ist
zwischen den Hochdruck- und Niedrigdruckkammern für eine Verbindung zwischen ih
nen vorgesehen. Ein elektromagnetisches Ventil (genauer gesagt, ein elektromagneti
sches Solenoidventil) ist ebenfalls im Verbindungsdurchgang vorgesehen, um den Ver
bindungsdurchgang bei einem gewünschten Arbeitsspiel zu öffnen und zu schließen.
Das heißt, das Öffnen und Schließen des elektromagnetischen Solenoidventiles wird
gesteuert oder reguliert durch eine sogenannte Arbeitsspielsteuerung (genauer gesagt,
eine modulierte Arbeitsspielsteuerung) des elektromagnetischen Solenoidventiles oder
einer An- und Ausschaltsteuerung des Solenoidventiles, wodurch die Menge von Kraft
stoff gesteuert oder reguliert wird, die von der Hochdruckkammer zur Niedrigdruckkam
mer in Abhängigkeit des gewünschten Arbeitsspielwertes fließt. Somit ist ein Druck in
der Hochdruckkammer (mit anderen Worten, der Druckunterschied zwischen dem
Hochdruck- und Niedrigdruckkammern der Kraftstofförderpumpe) einstellbar in Abhän
gigkeit des Arbeitsspieles des Solenoidventiles. Daher ist die axiale Stellung des Takt
geberkolbens durch Ausbalancieren des gesteuerten Druckunterschiedes zwischen den
Hochdruck- und Niedrigdruckkammern mit der Federvorspannung einer Rückholfeder
gesteuert, welche operativ in der vorgenannten zylindrischen Kolbenkammer angeord
net ist, um auf ein Ende des Taktgeberkolbens zu wirken. Bei dem konventionellen
Kraftstoffeinspritzsystem für Dieselmotoren, ist der Taktgeberkolben mechanisch mit ei
nem Pumpenstößel gekoppelt, um die axiale Stellung des Pumpenstößels entsprechend
der axialen Stellung des Taktgeberkolbens einzustellen und konsequenterweise um den
Kraftstoffeinspritzbeginn einzustellen. Darüber hinaus legt ein konventionelles elektroni
sches Kraftstoffeinspritzsystem einen Zielkraftstoffeinspritzbeginn fest, üblicherweise
basierend auf Motor/Fahrzeugbetriebsbedingungen, wie z. B. Motorbelastung und Ge
schwindigkeit. Zum Beispiel ist in der provisorischen japanischen Patentveröffentlichung
Nr. 7-127552 eine Kraftstoffeinspritzbeginn-Erfassungsvorrichtung für Dieselmotoren
offenbart. Die provisorische japanische Patentveröffentlichung Nr. 7-127552 lehrt das
Erfassen eines tatsächlichen Kraftstoffeinspritzbeginnes durch einen Einspritzdüsenna
delhebesensor (einfach ein Düsenhebesensor), und das Setzen oder Bestimmen eines
Arbeitsspieles (oder eines Arbeitsverhältnisses) zu eines der zuvor genannten elektro
magnetischen Solenoidventile, welches mit dem Taktgeberkolben zusammenarbeitet
durch Vergleichen des berechneten Zielkraftstoffeinspritzbeginnes mit dem tatsächlichen
Kraftstoffeinspritzbeginn, der durch den Düsenhebesensor erfaßt wurde, und da
durch rückführend den Brennstoffeinspritzbeginn durch ein vorherbestimmtes Arbeits
spielsignal steuert (genauer gesagt, ein pulsbreitenmoduliertes Spannungssignal wäh
rend des gesteuerten Arbeitsspieles, welches basierend auf dem Ergebnis des Verglei
ches zwischen dem berechneten Kraftstoffeinspritzbeginn und dem tatsächlichen Kraft
stoffeinspritzbeginn bestimmt wurde). Allgemein, während der Arbeitsspielsteuerung,
gibt es zwei verschiedene Totbereiche, einer ist der untere Totbereich, der geringer ist,
als der niedrigste mögliche Arbeitsspielwert und der andere ist ein oberer toter Bereich,
der größer ist, als der höchste mögliche Arbeitsspielwert. Das heißt es gibt keine Ände
rung beim Taktgeberkolben innerhalb der oberen und unteren Totbereiche. Im Gegen
teil, innerhalb eines üblichen Arbeitsspielbereiches, der zwischen den oberen und unte
ren Totbereichen definiert ist, kann die axiale Stellung des Taktgeberkolbens gesteuert
oder eingestellt werden, abhängig von dem gesteuerten Arbeitsspiel. Auf den zuvor dis
kutierten gewöhnlichen Arbeitsspielbereich wird nachfolgend Bezug genommen als ein
"effektiver Arbeitsspielbereich". Angenommen, Zunahme in dem Arbeitsspiel des elekt
romagnetischen Solenoidventiles entspricht dem Vorverlegen des Kraftstoffeinspritzbe
ginnes und Abnahme in dem Arbeitsspiel entspricht einer Verzögerung des Kraftstoff
einspritzbeginnes, dann wird der Arbeitsspielwert (abgekürzt als "DTCV") des Solenoid
ventiles, welches dem Taktgeberkolben zugeordnet ist, erheblich reduziert, wenn der
Zielkraftstoffeinspritzbeginn (abgekürzt als "Ziel IT") stark verzögert wird, aufgrund eines
Bremsens des Fahrzeuges, wie dies in Fig. 8A dargestellt ist. Solche großen und
schnellen Verzögerungen des Arbeitsspieles resultieren in einem vereinfachten Eintre
ten des Arbeitsspielwertes (DTCV) in den zuvor genannten unteren Totbereich. Danach,
auch wenn das Fahrzeug schnell beschleunigt wird, besteht für ein Erholen von dem
unteren Totbereich zum effektiven Arbeitsspielbereich eine Tendenz, sich zu verzögern
aufgrund eines rapiden Abfalles des Arbeitsspielwertes, was wiederum in ein uner
wünscht langsames Vorverlegen des tatsächlichen Kraftstoffeinspritzbeginnes (abge
kürzt als "tatsächlicher IT"). Wie bekannt sein kann, ist die Verwendung eines Begren
zungsschaltkreises (oder eines Begrenzers) wirksam, um ein Eintreten in den oberen
Totbereich so wie auch den unteren Totbereich zu vermeiden, um den Arbeitsspielwert
innerhalb der zwei vorherbestimmten oberen und unteren Arbeitsspielgrenzwerte zu
halten, so daß der gesteuerte Arbeitsspielwert variabel ist zwischen dem vorherbe
stimmten oberen Limit und dem vorherbestimmten unteren Limit. Die Verwendung des
Begrenzers kann effektiver ein Eintreten in den unteren Totbereich verhindern, sogar
wenn rasch abgebremst wird, um damit ein Verbessern eines Nachfolgens des Kraft
stoffeinspritzbeginnvorverlegens bei einem Übergang von während Abbremsens zu
während Beschleunigens zu bewirken. Jedoch, wenn der gesteuerte Arbeitsspielwert
tatsächlich auf die vorherbestimmte untere Grenze aufgrund des Begrenzers begrenzt
ist (der Arbeitsspielwertbegrenzungsvorgang), wie in Fig. 8B dargestellt, besteht eine
Tendenz für den tatsächlichen IT geringfügig langsamer auf einen richtigen Wert einge
stellt zu werden, der passend ist für den gegenwärtigen Motor/-Fahrzeug
betriebszustand aufgrund des vergleichsweise moderaten Abfallens des gesteuerten
Arbeitsspielwertes verglichen mit dem schnellen Arbeitsspielabfall, wie in Fig. 8A darge
stellt ist. Die unerwünschte langsamere Kraftstoffeinspritzbeginnverzögerung kann das
Ansprechverhalten der Kraftstoffeinspritzbeginnssteuerung basierend auf dem gesteu
erten Arbeitsspiel herabsetzen.
Entsprechend ist es ein Ziel der Erfindung, ein System zum Steuern eines Kraftstoffein
spritzbeginnes einer arbeitsspielgesteuerten Kraftstoffeinspritzpumpe für Dieselmotoren
bereitzustellen, die die zuvor genannten Nachteile aus dem Stand der Technik vermei
det.
Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, ein System zum Steuern eines Kraftstoffeinspritz
beginnes einer arbeitsspielgesteuerten Kraftstoffeinspritzpumpe für Dieselmotoren be
reitzustellen, welche in der Lage ist, es zu erlauben oder zu verhindern, daß ein gesteu
erter Arbeitsspielwert in einen oberen Totbereich eintritt, der größer ist als das oberste
Arbeitsspiel und einen unteren Totbereich, der geringer ist als das unterste mögliche
Arbeitsspiel, insbesondere den unteren Totbereich.
Die zuvor genannten und andere Ziele der vorliegenden Erfindung werden erreicht
durch eine Vorrichtung zum Steuern eines Kraftstoffeinspritzbeginns für eine Diesel
kraftstoffeinspritzpumpe gemäß Anspruch 1. Bevorzugte Ausführungsformen werden
durch die Unteransprüche beansprucht.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist ein System zum Steuern des Kraft
stoffeinspritzbeginnes für eine Dieselkraftstoffeinspritzpumpe mit einem elektromagnetischen
Solenoidventil, bei welchem zeitliches Steuern des Einspritzens von Kraftstoff,
der von der Dieselkraftstoffeinspritzpumpe einem Dieselkraftstoffeinspritzer zugeführt
wird, steuerbar ist durch ein Arbeitsspiel des elektromagnetischen Solenoidventiles, ei
nen Zieleinspritzbeginnfestlegungsschaltkreis auf, zum Setzen eines Zieleinspritzbegin
nes basierend auf einem Motorbetriebszustand, einen Schaltkreis zum Erfassen des
tatsächlichen Einspritzbeginnes, zum Erfassen eines tatsächlichen Einspritzbeginns, ei
nen Schaltkreis zum Festlegen eines Arbeitsspieles, zum Festlegen des Arbeitsspieles
des elektromagnetischen Solenoidventiles durch Vergleichen des Zieleinspritzbeginnes
mit dem tatsächlichen Einspritzbeginn, einen Schaltkreis zum Erfassen eines Eintretens
in einen Totbereich, zum Erfassen des Eintretens des Arbeitsspieles in einen vorherbe
stimmten Totbereich, einen Arbeitsspielbegrenzungsfreigabeschaltkreis, zum Erzeugen
eines Freigabesignales eines Arbeitsspielbegrenzungsvorganges, wenn das Arbeits
spiel innerhalb des vorbestimmten Totbereichs für eine vorherbestimmte Verzögerungs
zeit verweilt, zum Erfassen des Eintretens des Arbeitsspieles in den vorbestimmten Tot
bereich, und einen Arbeitsspielbegrenzungsverarbeitungsschaltkreis der auf das Frei
gabesignal von dem Arbeitsspielbegrenzungsfreigabeschaltkreis ausgegeben und zum
Begrenzen des Arbeitsspieles auf einen vorherbestimmten Arbeitsspielgrenzwert, so
daß das Arbeitsspiel aus dem vorherbestimmten Totbereich herauskommt. Bei der vor
genannten Anordnung, sobald der Eintritt des Arbeitsspieles des elektromagnetischen
Solenoidventiles in einen vorherbestimmten Totbereich erfaßt wird, wird die Arbeits
spielbegrenzungsverarbeitung mit der vorherbestimmten Verzögerungszeit vom Erfas
sen des Eintritts des Arbeitsspieles in den vorherbestimmten Totbereich initiiert. Da
durch wird der Arbeitsspielbegrenzungsvorgang vorübergehend für einen vorherbe
stimmten Zeitraum vom Beginn des Abbremsens des Fahrzeuges unterbunden, so daß
das System einen Verzögerungsvorgang des Einspritzbeginnes so schnell realisiert,
und dann zuläßt, so daß das Arbeitsspiel auf einen vorherbestimmten Grenzwert am
Ende des Abbremsungszeitraumes begrenzt wird, und so daß das System einen Vor
verschiebevorgang des Einspritzbeginnes so sanft bei einem Übergang vom Abbrem
sen zum Beschleunigen ermöglicht. Dies verbessert die Reaktion der Kraftstoffeinspritz
beginnrückkoppelungssteuerung (die Einspritzbeginnsteuerung mit Rückführung), un
abhängig vom Abbremsen oder Beschleunigen.
Der Arbeitsspielbegrenzungsfreigabeschaltkreis kann einen Taktgeber aufweisen, wel
cher eine abgelaufene Zeit zu zählen beginnt, beginnend von einem Zeitpunkt, in wel
chem das Eintreten des Arbeitsspieles in den vorherbestimmten Totbereich erfaßt wird,
und der dem Arbeitsspielbegrenzungsfreigabeschaltkreis das Freigabesignal der Ar
beitsspielbegrenzungsverarbeitung ausgibt, während das Arbeitsspiel innerhalb des
vorherbestimmten Totbereichs verbleibt, bis ein Zählwert des Taktgebers eine vorher
bestimmte Zeitspanne erreicht. Daher wird das zeitliche Festlegen der Ausgabe des
Freigabesignales der Arbeitsspielbegrenzungsverarbeitung durch den Zeitschalter ge
nau erfaßt.
Es wird bevorzugt, daß der Arbeitsspielbegrenzungsfreigabeschaltkreis das Freigabe
signal ausgibt, wenn der tatsächliche Zieleinspritzbeginn im wesentlichen gleich dem
Zieleinspritzbeginn nach dem Erfassen des Eintretens des Arbeitsspieles in den vorher
bestimmten Totbereich ist. Das Erfassen des Zeitpunktes des Beginnens der Arbeits
spielbegrenzungsverarbeitung wird genauer erfaßt beim Beobachten des tatsächlichen
Effektes der Kraftstoffeinspritzbeginnrückkoppelungssteuerung (d. h., der Grad der Kon
vergenz des tatsächlichen Einspritzbeginnes zum Zieleinspritzbeginn).
Alternativ kann der Arbeitsspielbegrenzungsfreigabeschaltkreis einen Taktgeber aufwei
sen, welcher, eine abgelaufene Zeit zu zählen beginnt, von einem Zeitpunkt, in dem, der
tatsächliche Einspritzbeginn im Wesentlichen gleich dem Zieleinspritzbeginn nach dem
Erfassen des Eintretens des Arbeitsspieles in den vorbestimmten Totbereich ist, und der
Arbeitsspielbegrenzungsfreigabeschaltkreis das Freigabesignal des Arbeitsspielbegren
zungsvorgangs ausgibt, während das Arbeitsspiel innerhalb des vorbestimmten Totbe
reichs gehalten wird, bis ein Zahlenwert des Taktgebers eine vorherbestimmte Zeit
spanne erreicht. In diesem Fall ist die Arbeitsspielbegrenzungsverarbeitung unterbun
den, bis das Ergebnis der Reaktion der Einspritzbeginn Feedbacksteuerung stabilisiert
ist und eine adäquate Konvergenz des tatsächlichen Einspritzbeginnes zum Zielein
spritzbeginn durch die Rückkopplungssteuerung erreicht wird. Dies stellt ein präziseres
Ermitteln des Zeitpunktes des Beginnens der Arbeitsspielbegrenzungsverarbeitung si
cher.
Vorzugsweise kann der Arbeitsspielbegrenzungsverarbeitungsschaltkreis einen Grenz
wert bestimmen, so daß der Grenzwert den vorherbestimmten Arbeitsspielbegrenzungs
wert bei einer vorbestimmten Zeitänderungsrate erreicht, um ein sanftes Einstellen des
Arbeitsspieles auf dem vorherbestimmten Arbeitsspielgrenzwert zu ermöglichen.
Es wird bevorzugt, daß der Schaltkreis zum Erfassen des Eintretens in einen Totbe
reich, der Arbeitsspielbegrenzungsfreigabeschaltkreis und der Arbeitsspielbegren
zungsverarbeitungsschaltkreis wenigstens im Betriebszustand des Leerlaufs des Motors
betrieben werden. Dies erfüllt eine Reaktion der Einspritzbeginnrückkopplungssteue
rung, die gut zu dem Betriebszustand des Motorleerlaufes paßt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist ein System zum Steuern des Kraft
stoffeinspritzbeginnes für eine Dieselkraftstoffeinspritzpumpe einen durch Druckunter
schied betriebenen Taktgeberkolben auf, von dem jedes Kolbenende mit einem Pum
pengehäuse zusammenwirkt, um eine Hochdruckkammer und eine Niedrigdruckkam
mer zu bilden, wobei der Taktgeberkolben mechanisch mit einem Pumpenstößel ver
bunden ist, zum Ändern einer voreingestellten Stellung des Pumpenstößels durch eine
axiale Bewegung des Taktgeberkolbens, basierend auf einem Druckunterschied zwi
schen den Hochdruck- und Niedrigdruckkammern und ist das Solenoidventil welches in
einem Verbindungsdurchgang angeordnet, der die Hochdruck- und Niedrigdruckkam
mern miteinander verbindet, um eine Änderung der voreingestellten Stellung des Pum
penstößels zu erzeugen durch Variieren des Druckunterschiedes in Abhängigkeit eines
Arbeitsspieles des elektromagnetischen Solenoidventiles, und zum Regulieren eines
Einspritzbeginnes von Kraftstoff, der von einer Dieselkraftstoffeinspritzpumpe einen Die
selkraftstoffinjektor mit der Änderung der voreingestellten Position des Pumpenstößels
zugeführt wird.
Alternativ können der Schaltkreis zum Ermitteln des Eintretens in den Tobereich, der
Arbeitsspielbegrenzungsfreigabeschaltkreis und der Arbeitsspielbegrenzungsverarbei
tungsschaltkreis dann in Betrieb gebracht werden, wenn das System zum Steuern des
Kraftstoffeinspritzbeginnpunktes sich während des Motorleerlaufes in einem Modus mit
Rückführung befindet.
Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, welches ein System zum Steuern des Kraftstoff
einspritzbeginnes einer arbeitsspielgesteuerten Kraftstoffeinspritzpumpe
für Dieselmotoren gemäß der Erfindung darstellt.
Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht, welche ein Beispiel einer arbeitsspielgesteu
erten Kraftstoffeinspritzpumpe darstellt, die in dem in Fig. 1 verwendeten
System zum Steuern des Kraftstoffeinspritzbeginnes verwendet wird.
Fig. 3 ist ein Flußdiagramm, welches eine Routine der arithmetischen Berech
nung für einen Basisarbeitsspielwert (abgekürzt zu "DTCVP") der in Fig. 2
dargestellten Kraftstoffeinspritzpumpe illustriert.
Fig. 4 ist ein Flußdiagramm, welches ein Beispiel einer Routine zum arithmeti
schen Berechnen eines Grenzwertes (insbesondere die untere Arbeits
spielgrenze) illustriert, welche notwendig ist für eine Arbeitsspielsteuerung,
welche durch das System der Erfindung ausgeführt wird.
Fig. 5 ist ein Flußdiagramm, welches eine Unterroutine zum arithmetischen Be
rechnen eines Endarbeitsspielwertes darstellt, basierend auf einem Basis
arbeitsspielwert, wie er durch die Routine aus Fig. 3 berechnet wird, und
einem unteren Grenzwert, wie er durch die Routine aus Fig. 4 ermittelt
wird.
Fig. 6 ist ein Flußdiagramm, welches ein anderes Beispiel einer Routine zum
arithmetischen Berechnen eines unteren Grenzwertes illustriert, der not
wendig ist für eine Arbeitsspielsteuerung, wie sie durch das System der
Erfindung ausgeführt wird.
Fig. 7 ist ein Zeitdiagramm, welches die Kraftstoffeinspritzbeginnsteuerung cha
rakteristisch darstellt, welche durch das System der Erfindung erhalten
wird.
Fig. 8A
und 8B sind Kraftstoffeinspritzbeginnsteuerungscharakteristiken, welche durch
das System aus dem Stand der Technik erreicht werden.
Bezugnehmend nun auf die Zeichnungen, insbesondere Fig. 2, ist ein System zum
Steuern des Kraftstoffeinspritzbeginnes gemäß der Erfindung für den Fall einer Vertei
lerkraftstoffeinspritzpumpe für Dieselmotoren mit Kraftstoffeinspritzung beschrieben. Ei
ne Dieselkraftstoffeinspritzpumpeneinheit, die mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet
wird, weist eine Antriebswelle 2 (oder Pumpenwelle) und eine Kraftstofförderpumpe 3
auf. Wie in Fig. 2 sichtbar ist, ist als Beispiel für eine Kraftstofförderpumpe 3 eine typi
sche Flügelzellenpumpe dargestellt. In der dargestellten Ausführungsform, obwohl die
Förderpumpe 3 eine Flügelzellenpumpe aufweist, kann die Förderpumpe durch einen
anderen Typ von Pumpen, wie z. B. eine Kolbenpumpe, ersetzt werden. Die Kraftstofför
derpumpe 3 wird durch die Antriebswelle 2 angetrieben, welche eine Antriebsverbin
dung zu dem mit Kraftstoffeinspritzung versehenden Dieselmotor aufweist. Kraftstoff
wird von einem Kraftstofftank (nicht dargestellt) über die Pumpe 3 in eine Pumpenkam
mer 4 gefördert, die in dem Pumpengehäuse ausgebildet ist. Wie in der oberen Hälfte
aus Fig. 2 ersichtlich, ist ein Pumpenstößel 6 koaxial mit dem rechten Ende der An
triebswelle 2 üblicherweise über eine Keilwellenverbindung verbunden, so daß der Stö
ßel 6 zusammen mit der Antriebswelle 2 gedreht wird, während eine axiale Gleitbewe
gung des Stößels 6 bezüglich der Antriebswelle 2 ermöglicht ist. Eine Nockenscheibe 5
ist konzentrisch nahe dem linken Ende des Stößels 6 befestigt. Ein Nockenmechanis
mus, der aus der Nockenscheibe 5 und einen im wesentlichen zylindrischen Rollenhal
ter 9 besteht, dient als Stößel, der mit der Nockenscheibe 5 verbunden ist, ist an dem
Verbindungsabschnitt (der Keilwellenverbindungsabschnitt) zwischen dem rechten
Antriebswellenende und dem linken Pumpenstößelende vorgesehen, um eine axial hin-
und hergehende Bewegung des Pumpenstößels 6 zu erzeugen (nach rechts und links
gehende Bewegung in Zylinder 7). Die axial hin- und hergehende Bewegung des Stö
ßels 6 zeugt eine Hochdruckpumpenbewegung, wie dies vollständig später beschrieben
wird. Der Rollenhalter 9 ist in solch einer Weise angeordnet, um den äußeren Rand des
Verbindungsabschnittes zwischen dem rechten Ende der Antriebswelle 2 und dem linken
Ende des Pumpenstößels 6 zu umgeben. Es wird angemerkt, daß der innere Rand
des im wesentlichen zylindrischen Rollenhalters 9 sich nicht in Kontakt oder in gleiten
den Kontakt mit dem äußeren Rand des zuvor genannten Verbindungsabschnittes be
findet, in einer Weise, um die Drehbewegung der Antriebswelle 2 ohne irgendeine
Drehbewegung des Rollenhalters 9 selbst zu erlauben. Eine Mehrzahl von in Umfangs
richtung gleichmäßig voneinander beabstandeten Rollen sind drehbar in dem Rollen
halter 9 gehalten. Auf der anderen Seite ist die Nockenscheibe 5 auf ihrer linksseitigen
Wand integral mit einer in Umfangsrichtung undulösen, konturierten Nockenoberfläche
versehen. Wie in Fig. 2 sichtbar ist, besteht die in Umfangsrichtung undulierte, kontu
rierte Nockenoberfläche aus einer Vielzahl von Nockenbergen (Rücken) und einer Viel
zahl von Nockentälern (Absenkungen), die miteinander abwechseln. Die linke kontu
rierte Nockenoberfläche der Nockenscheibe 5 paßt mit den zugehörigen Rollen, die
drehbar in den Rollenhalter 9 aufgenommen sind, zusammen, in einer Weise, um eine
Nockenverbindung zwischen den Rollen des Rollenhalters 9 und der konturierten No
ckenoberfläche der Nockenscheibe 5 bereitzustellen. Jeder der Nockenbergabschnitte
der Nockenscheibe 5 ist einem Motorzylinder einer bestimmten Zylindernummer zuge
ordnet, so daß eine 1 : 1 Zuordnung zwischen den Nockenbergabschnitten und den Mo
torzylindern besteht. Die Nockenscheibe 5 ist nach links in axialer Richtung vorgespannt
(Sichtweise aus Fig. 2) durch eine Rückhaltefeder (nicht benannt) wie z. B. eine Schrau
bendruckfeder, um permanent eine Nockenverbindung beizubehalten, unabhängig von
der Motorbelastung und Geschwindigkeit. Dadurch wird die Drehbewegung der Nocken
scheibe 5 in eine hin- und hergehende Bewegung des Pumpenstößels 6 durch den No
ckenmechanismus umgewandelt (d. h., die Nockenscheibe 5 und der Rollenhalter 9).
Der Rollenhalter 9 ist mechanisch über eine Koppelung 8a des Taktgeberkolbens 8 ver
bunden, welcher als Kraftstoffeinspritzbeginn-Steuerungskolben dient. Wie durch Fig. 2
deutlich wird, wird eine axiale Stellung des Rollenhalters 9 (d. h., eine axiale Stellung der
Nockenscheibe 5) in Abhängigkeit einer axialen Stellung des Taktgeberkolbens 8 be
stimmt. Genauer gesagt, wenn der Taktgeberkolben 8 sich axial nach links bewegt (in
Richtung zu Niedrigdruckkammer 23) von der axialen Stellung, wie sie in Fig. 2 darge
stellt ist, ausgehend, bewegt sich die stangenartige Koppelung 8a auch nach links, da
ein Ende (das untere Ende) der Koppelung 8a sicher mit der Mitte des Taktgeberkol
bens 8 und das andere Ende (das obere Ende) der Koppelung 8a mit dem Rollenhalter
9 verbunden ist. Umgekehrt, wenn der Taktgeberkolben 8 sich axial nach rechts bewegt
(in Richtung zur Hochdruckkammer 21) von der axialen Stellung, wie sie in Fig. 2 darge
stellt ist, ausgehend, bewegt sich die Koppelung 8a auch nach rechts, mit dem Ergeb
nis, daß der Nockenmechanismus (der Rollenhalter 9 und die Nockenscheibe 5) ge
ringfügig in axialer Richtung nach rechts versetzt oder verschoben werden. Mit der zu
vor genannten Anordnung, jedesmal, wenn der Nockenberg der Nockenscheibe 5 an
einer bestimmten Rolle des Rollenhalters 9 vorbeiläuft, bewegt sich der Pumpenstößel 6
einmal axial. Das heißt, wenn der Pumpenstößel 6 zusammen mit der Antriebswelle 2
gedreht wird, bewegt sich der Stößel 6 axial so oft hin und her, wie es Nockenberge wie
jede Umdrehung des Stößels 6 gibt.
Während eines Saughubes mit axial nach links gerichteter Bewegung des Stößels 6
wird Kraftstoff in der Pumpenkammer 4 durch einen Einlaßanschluß 10 des Zylinders 7
gefördert, und eine Kraftstoffansaugnut 11, die am rechten Ende des Stößels 6 in eine
Pumpenkammer 12 eingeformt ist, welche der am weitesten rechts liegenden Stirnseite
des Stößels 6 gegenüberliegt. Auf der anderen Seite, während des Druckerzeugungs
hubes (mit axialer rechtsgerichteter Bewegung des Stößels 6) wird Kraftstoff in der
Pumpenkammer 12 unter Druck gesetzt, und gleichzeitig wird der unter Druck gesetzte
Kraftstoff durch eine Axialbohrung (nicht bezeichnet) gefördert, die axial in dem Stößel 6
ausgebildet ist und mit der Pumpenkammer 12 in Verbindung steht, und einen Abriege
lungsanschluß 18, welcher nachfolgend detailliert wird, über eine Verteilungsnut 13, die
in den Stößel 6 eingeformt ist, zu einer von einer Vielzahl von Auslaßanschlüssen 14
gefördert, die in dem Zylinder 7 ausgebildet sind, dann wird der unter Druck gesetzte
Kraftstoff durch ein Ablaßauslaßventil 15, wie z. B. ein Einwegerückschlagventil, über ei
ne Hochdruckleitung (nicht bezeichnet) zu einer Kraftstoffeinspritzdüse 16 (ein Kraft
stoffinjektor) unter Hochdruck zugeführt. Es wird angemerkt, daß zum Zwecke der einfa
chen Illustration nur einer von einer Vielzahl von Kraftstoffinjektoren 16 dargestellt ist.
Tatsächlich wird jeweils ein Kraftstoffinjektor 16 für jeden Motorzylinder verwendet. Der
Kraftstoffinjektor 16 ist ein typischer Dieselkraftstoffinjektor mit einer Zapfendüse, bei
welcher ein federbelastetes Einspritznadelventil einen Kraftstoffnebel in der Form eines
hohlen Kegels steuert. Wie zuvor diskutiert wurde, ist die axiale Stellung des Rollenhal
ters 9 relativ zur Antriebswelle 2 einstellbar durch Einstellen der axialen Stellung des
Taktgeberkolbens 8. Die Änderung der axialen Stellung des Rollenhalters 9 resultiert in
eine geringfügige relative axiale Verschiebung zwischen der Antriebswelle 2 und dem
Pumpenstößel 6. Die geringe axiale Verschiebung des Stößels 6 zur Antriebswelle 2
verursacht eine Änderung des Zeitpunkts des Zusammenpassens zwischen der Vertei
lernut 13 und des Stößels 6 und dem zugehörigen Auslaßanschluß 14 des Zylinders 7.
Mit anderen Worten, die Änderung der axialen Stellung des Rollenhalters 9 bewirkt eine
Änderung des Kraftstoffeinspritzbeginnes (genauer gesagt eine Änderung des Zeit
punktes des Initiierens des Kraffstoffeinspritzens). Wie oben erklärt wurde, kann der
Kraftstoffeinspritzbeginn (der Zeitpunkt des Initiierens des Kraftstoffeinspritzens) ge
steuert werden durch genaues Einstellen der axialen Stellung des Taktgeberkolbens 8.
Eine Steuerungshülse 17 ist auch nahe dem innersten Ende des Zylinders 7 vorgese
hen, so daß die Steuerungshülse 17 gleitend auf einen Abschnitt des Stößels 6 paßt,
der gegenüber dem innersten Ende des Zylinders 7 vorsteht, so daß der Kraftstoff in der
Pumpenkammer 12 durch den Abriegelauslaß 18 ausleckt und wiederum der Pumpen
kammer 4 zugeführt wird, wenn der Abriegelauslaß 18 sich aus dem Inneren der Rand
oberfläche der Steuerungshülse 17 hinausbewegt und dadurch zur Pumpenkammer 4
freiliegt. Solch ein Lecken von Kraftstoff verursacht, daß der Druck des Kraftstoffes in
der Pumpenkammer 12 rapide sinkt, und das Ergebnis des Kraftstoffdruckes in der
Verteilernut 13 (oder dem Auslaßanschluß 14) rapide sinkt und weniger wird als der ein
gestellte Druck des Ablaßauslaßventiles 15. Als eine Konsequenz wird das Ablaßaus
laßventil 15 (das Einwegrückschlagventil) geschlossen. Wenn das Ventil 15 geschlos
sen ist, fällt der Kraftstoffdruck im Kraftstoffinjektor 16 und die Einspritznadelventilrück
holfeder (nicht dargestellt) zwingt das Einspritznadelventil dazu, geschlossen zu bleiben
und verhindert jegliches Lecken vom Kraftstoff aus der Spritzdüse. Auf diese Weise wird
eine Serie von Kraftstoffeinspritzvorgängen beendet. Normalerweise wird die Stellung
der Steuerungshülse 17 durch einen elektronischen Steuerer (nicht dargestellt) einge
stellt. Der Zeitpunkt des Beendens des Kraftstoffeinspritzens (mit anderen Worten die
Menge des eingespritzten Kraftstoffes) ist steuerbar durch Einstellen der Stellung der
Steuerungshülse 17 durch einen elektronischen Steuerer, wie zuvor beschrieben wurde.
Es ist auch eine Kraftstoffunterbrechungsventileinheit 19 vorgesehen, um die Kraftstoff
zufuhr zur Pumpenkammer 12 zu unterbrechen durch Schließen des Ansauganschlus
ses 10 durch ein deckelartiges Ventil der Kraftstoffunterbrechungsventileinheit 19.
Details des Einstellens der axialen Stellung des Taktgeberkolbens 8 werden nachfol
gend beschrieben.
Wie in Fig. 2 ersichtlich, bildet das Pumpengehäuse der Pumpeneinheit 1 in ihr eine
Taktgeberkolbenkammer 8b, welche gleitend den Taktgeberkolben 8 umgibt. Der linke
Abschnitt der Taktgeberkolbenkammer 8b wirkt mit der linken Endstirnfläche des Takt
geberkolbens 8 zusammen, um die Niedrigdruckkammer 23 zu bilden, wohingegen der
rechte Abschnitt der Taktgeberkolbenkammer 8b mit der rechten Endstirnfläche des
Taktgeberkolbens 8 zusammenwirkt, um die Hochdruckkammer 21 zu bilden. Die Hoch
druckkammer 21 kommuniziert mit der Pumpenkammer 4 (der Auslaßseite der Förder
pumpe 3) über einen Kraftstoffdurchgang 20, dessen Öffnungsgröße vergleichsweise
gering ist, um eine entsprechende Öffnungsbegrenzung bereitzustellen. Das linke Ende
des Taktgeberkolbens 8 liegt der Niedrigdruckkammer 23 gegenüber, welche mit der
Ansaugseite der Vorderpumpe 3 durch einen Kraftstoffdurchgang 22 kommuniziert. Ei
ne Rückholfeder 24, wie z. B. eine gewickelte Druckfeder, ist in der Niedrigdruckkammer
21 angeordnet, um permanent den Taktgeberkolben 8 in einer Richtung zur Hochdruck
kammer 21 vorzuspannen, d. h., in einer Axialrichtung nach rechts (gesehen in Fig. 2). In
Fig. 2 bezeichnen die Bezugszeichen 25-1 und 25-2 jeweils erste und zweite Fluidver
bindungsdurchgänge. Ein Ende des ersten Verbindungsdurchganges 25-1 kommuni
ziert mit der Hochdruckkammer 21, wohingegen ein Ende des zweiten Verbindungs
durchganges 25-2 mit der Niedrigdruckkammer 23 kommuniziert. Ein elektromagneti
sches Ventil 26 (genauer gesagt, ein elektromagnetisches Solenoidventil) ist zwischen
den ersten und zweiten Verbindungsdurchgängen 25-1 und 25-2 angeordnet, so daß
die Fluidkommunikation zwischen dem anderen Ende des ersten Verbindungsdurch
ganges 25-1 und dem anderen Ende des zweiten Verbindungsdurchganges 25-2 durch
das elektromagnetische Ventil 26 gesteuert wird. Das Öffnen und Schließen des elekt
romagnetischen Solenoidventiles 26 ist gesteuert oder reguliert in Abhängigkeit eines
Arbeitsspielsignales (oder ein Pulsbreitenzeitsignal oder ein pulsbreitenmoduliertes
Spannungssignal, das oft als "PWM-Signal" bezeichnet wird), welches durch eine Steu
erungseinheit 28 erzeugt wird, die allgemein einen Mikro-Computer aufweist. Genauer
gesagt, bei einem verkürzten Arbeitsspiel (oder einer verkürzten AN Zeit des Solenoids
oder eine verkürzte Zeit, in welcher das Solenoid geöffnet ist) des elektromagnetischen
Solenoidventiles 26, wird die Menge der Kraftstoffleckage von der Hochdruckkammer
21 zur Niedrigdruckkammer 23 reduziert und als Ergebnis steigt der Kraftstoffdruck in
der Hochdruckkammer 21 auf ein relativ hohes Druckniveau bezüglich der Niedrigdruckkammer
22 an. Der relative Druckanstieg in der Hochdruckkammer 21 zwingt den
Taktgeberkolben 8 in eine Richtung zur Niedrigdruckkammer (in Richtung nach links)
entgegen der Vorspannung der Feder 24. Wie zuvor beschrieben wurde, verursacht die
Axialbewegung des Taktgeberkolbens 8 nach links die Axialbewegung nach links des
Nockenmechanismuses (die beiden Bauteile 5 und 9), und als Ergebnis wird der Kraft
stoffeinspritzbeginn verzögert. Umgekehrt, wenn der das Arbeitsspiel des Solenoidven
tiles 26 verlängert wird, wird die Kraftstoff-Leckage von der Hochdruckkammer 21 zur
Niedrigdruckkammer 23 erhöht. Dadurch fällt der Kraftstoffdruck in der Hochdruckkam
mer 21 auf einen relativ niedrigen Druckwert ab, der im wesentlichen gleich dem Kraft
stoffdruck in der Niedrigdruckkammer 23 ist. Aufgrund des Druckabfalles in der Hoch
druckkammer 21, wird der Taktgeberkolben 8 in Richtung zur Hochdruckkammer 21
(nach rechts) durch die Vorspannung der Feder 24 bewegt. Die axiale Bewegung des
Taktgeberkolbens 8 nach rechts verursacht eine axiale Bewegung nach rechts des No
ckenmechanismuses (die beiden Bauteile 5 und 9), und als Ergebnis wird der Kraftstoff
einspritzbeginn vorverlegt. Als notwendige Eingabesignaldaten für die Steuerung des
Kraftstoffeinspritzbeginnes, empfängt die Eingabeschnittstelle der Steuerungseinheit 28
Signale von verschiedenen Fahrzeugsensoren, nämlich einem Drehzahlsensor 29, ei
nem Beschleunigungssensor 30 und einem Nadelventilhebesensor 31. In der darge
stellten Ausführungsform wird als Drehzahlsensor 29 ein Geschwindigkeitssensor ver
wendet, der elektromagnetische Impulse aufnimmt. In Fig. 2 ersichtlich, besteht der im
pulseaufnehmende Geschwindigkeitssensor 29 aus einer zahnradartigen verzahnten
Signalscheibenplatte 29b (eine Rotorscheibe), welche auf der Antriebswelle 2 der Kraft
stoffeinspritzpumpeneinheit 1 befestigt ist, um zusammen mit der Antriebswelle 2 sich zu
drehen, und einer Aufnahmespule 29a (einem Stator), welcher auf dem Pumpengehäu
se angebracht ist und normalerweise auf einen Eisenkern gewickelt ist. Wenn sich die
verzahnte Signalscheibenplatte mit der Antriebswelle 2 dreht, werden die Zähne der
Scheibenplatte 29b einen Punkt erreichen, wo sie direkt mit der Mitte der Aufnahme
spule 29a fluchten, die ein Elektromagnet ist. Wenn dies eintritt, existiert eine kleine
Luftlücke zwischen der Aufnahmespule 29a und der verzahnten Signalscheibenplatte
29b. Elektrischer Strom fließt kontinuierlich durch die Aufnahmespule 29a, um einen
magnetischen Fluß sowohl in der Aufnahmespule als auch auf dem Kern zu erzeugen.
Wenn jeder Zahn der sich drehenden Scheibenplatte 29b sich der Aufnahmespule 29a
nähert, wird die Verzögerung des magnetischen Schaltkreises rapide mit der zunehmenden
magnetischen Feldstärke abnehmen. Die zunehmende magnetische Feldstär
ke induziert eine Spannung in der Aufnahmespule. Sobald der Zahn sich von dem Auf
nahmespulenkern entfernt, wird die Reluktanz des magnetischen Kreises rapide zu
nehmen, und wird die magnetische Feldstärke abnehmen. Das Ergebnis davon induziert
die Änderung der magnetischen Feldstärke eine Impulsspannung (eine positive Span
nung, der eine negative Spannun g folgt) in der Aufnahmespulenentwicklung. Das Im
pulsspannungssignal, welches von dem Impulsaufnahmegeschwindigkeitssensor 29 er
zeugt wird, wird zum Eingabeschnittstellenschaltkreis der elektronischen Steuerungs
einheit 28 gesendet. Die Steuerungseinheit 28 erfaßt eine Winkelstellung der Kurbel
welle (oder Kurbelwinkel) durch das Impulsspannungssignal, und erfaßt auch eine Mo
tordrehzahl Ne (entsprechend einer Drehzahl der Kraftstoffeinspritzpumpe) durch eine
Frequenz des Impulssignales oder die Anzahl der Impulse für eine vorherbestimmte
Zeitspanne. Der Fahrpedalsensor 30 ist zum Erfassen der Stellung des Fahrpedals (be
trachtet als Drosselöffnung) als einen Wert vorgesehen, der äquivalent der Motorbelas
tung Q ist. Der Nadelventilhebesensor 31 ist vorgesehen, um ein tatsächliches Heben
Lifts des Nadelventiles oder des kraftstoffmessenden Zapfenventiles des Kraftstoffinjek
tors 16 zu erfassen, wordurch ein tatsächlicher Kraftstoffeinspritzbeginn des Injektors
erfaßt wird. Die Steuerungseinheit 28 berechnet arithmetisch einen Basisarbeitsspiel
wert (DTCVP) auf der Basis des für die Motordrehzahl indikativen Signales Ne vom
Drehzahlsensor 29, dem für die Motorbelastung indikativen Signal Q vom Fahrpedal
sensor 30 und dem für den tatsächlichen Kraftstoffeinspritzbeginn indikativen Signal
vom Nadelventilhebesensor 31. Die arithmetische Berechnung des Basisarbeitsspiel
wertes (DTCVP) wird üblicherweise durch eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU)
durchgeführt, die in dem Mikrocomputer der Steuerungseinheit 28 verwendet wird. Die
arithmetische Berechnungsroutine wird nachfolgend im Detail mit bezug auf das Fließ
diagramm beschrieben, das in Fig. 3 dargestellt ist.
In Schritt S1 wird zuerst das für die Motordrehzahl indikative Signal Ne (entsprechend
der Kraftstoffeinspritzpumpendrehzahl) und das für die Motorbelastung indikativen Sig
nal Q (entsprechend der Fahrpedalstellung) eingelesen, und zweitens wird ein Zielkraft
stoffeinspritzbeginn (einfach ein Ziel IT) festgelegt oder aus einem vorherbestimmten
Datensatz entnommen, der in einem Computerspeicher (z. B. ROM) gespeichert ist, ba
sierend auf den beiden Eingabeinformationssignalwerten Ne und Q. In Schritt S2 wird
ein tatsächlicher Kraftstoffeinspritzbeginn (vereinfacht ein tatsächlicher IT) als ein Kur
belwellenwinkel (oder eine Winkelstellung der Kurbelwelle) erfaßt zum Zeitpunkt des Ini
tüerens des Anhebevorgangs (oder des Öffnungsvorganges) des Nadelventiles, auf der
Basis des Kurbelwellenwinkels (oder der Winkelstellung der Kurbelwelle, welche ermit
telt wird aus dem Impulssignal, welches erzeugt wird von dem Impulsaufnahmege
schwindigkeitssensor 29) und dem für den Hebewert indikativen Signal vom Nadelven
tilhebesensor 31. In Schritt S3 wird die Differenz ΔIT (= tatsächliches IT - Ziel IT) zwi
schen dem tatsächlichen Kraftstoffeinspritzbeginn und dem Zielkraftstoffeinspritzbeginn
berechnet. In Schritt S4 wird der Basisarbeitsspielwert (DTCVP) erneuert durch einen
endgültigen Arbeitsspielwert (DTCV), welche ein Arbeitsspiel zuvor arithmetisch errech
net wird durch die in Fig. 5 dargestellte Routine und der temporär in der vorherbe
stimmten Speicheradresse des Computer-Speichers (z. B. RAM) gespeichert wird. In
Schritt S5 wird ein Test durchgeführt, um zu bestimmen, ob das Vorzeichen des Unter
schiedes (ΔIT), welches durch Schritt S3 erhalten wird, positiv (ΔIT < 0) oder negativ (Δ
IT < 0) ist. Wenn die Antwort in Schritt S5 negativ ist, d. h., im Fall von ΔIT < 0, bestimmt
die Steuerungseinheit, daß ein Vorverlegen des Kraftstoffeinspritzbeginnes erforderlich
ist, und dann wird Schritt S6 ausgeführt. In Schritt S6 wird der Basisarbeitsspielwert
(DTCVP) des elektromagnetischen Solenoidventiles 26 erhöht oder inkrementiert durch
einen Wert PI (ΔIT) entsprechend der nachfolgenden Gleichung.
DTCVP = DTCVP + PI(ΔIT)
wobei PI (ΔIT), der als Funktion der Differenz (oder Leitung) ΔIT angegeben wird, eine
Variable einer Proportional-plus-Integral-Steuerung ist, und sowohl einen proportionalen
Steuerungsvorgangsteil, der direkt proportional zur Abweichung ΔIT vom Zielkraftstoff
einspritzbeginn ist, und einen leichten integralen Steuerungsvorgangsteil aufweist, ba
sierend darauf, ob das Zeichen der Abweichung ΔIT positiv oder negativ ist.
Wenn die Antwort in Schritt S5 positiv ist, d. h., im Falle von ΔIT < 0, bestimmt die Steue
rungseinheit, daß eine Verzögerung des Kraftstoffeinspritzbeginnes erforderlich ist, und
dann wird Schritt S7 ausgeführt. In Schritt S7 wird der Basisarbeitsspielwert (DTCVP)
des elektromagnetischen Solenoidventiles 26 herabgesetzt oder dekrementiert durch
einen Wert PI(ΔIT) gemäß der folgenden Gleichung.
DTCVP = DTCVP - PI(ΔIT)
wobei PI(ΔIT) eine Variable der Proportional-plus-Integral-Steuerung ist, basierend auf
der Abweichung ΔIT.
Alternativ, wenn die Abweichung ΔIT im wesentlichen gleich Null ist, d. h., im Fall von Δ
IT = 0, wird der Basisarbeitsspielwert (DTCVP) in seiner gegenwärtigen Einstellung bei
behalten und dann endet die gegenwärtige Routine.
Wie oben ausgeführt wurde, wird der Basisarbeitsspielwert (DTCVP) bestimmt auf der
Basis der Rückkoppelungssensoreingänge Ne, Q und Lifts, und dann wird die ge
wünschte Rückkoppelungssteuerung durch die Steuerungseinheit 28 auf Basis dieser
Sensoreingänge durchgeführt, so daß der tatsächliche Kraftstoffeinspritzbeginn (tat
sächliches IT) in Richtung zum Zielkraftstoffeinspritzpunkt (Ziel IT) eingestellt wird. Wie
vollständig nachfolgend diskutiert wird mit Bezug auf die in Fig. 4 und 5 dargestellten
Fließdiagramme, wird bei dem System der Erfindung der Basisarbeitsspielwert (DTCVP)
arithmetisch berechnet durch die Routine aus Fig. 3 während der zuvor genannten
Rückkoppelsteuerung basierend auf den Rückkoppelsensoreingängen Ne, Q und Lifts,
wobei alle, die untere Grenze des Arbeitsspieles DTCVMIN (siehe das arithmetische
Verarbeiten, wie es in den Fig. 4 oder 6 dargestellt ist), der endgültige Arbeitsspielwert
DTCV (siehe Schritt S35 aus Fig. 5) und die Abweichung ΔIT vom Zieleinspritzbeginn
berücksichtigt werden. Die zuvor genannte Rückkoppelungssteuerung für den Kraft
stoffeinspritzbeginn wird oft als Einspritzbeginnsteuerung mit Rückführung bezeichnet.
Im Gegensatz dazu, der Zustand, in dem sich das System zum Steuern des Kraftstoff
einspritzbeginnes nicht in einem Modus mit Rückführung befindet, wird nachfolgend be
zeichnet als "Einspritzbeginn Steuerungsmodus ohne Rückführung". In gleicher Weise
wird eine Leerlaufdrehzahlrückkoppelungssteuerung, die oft als "ISC-Steuerung" be
zeichnet wird, nachfolgend als eine "geschlossener Kreis ISC-Steuerung mit Rückfüh
rung" bezeichnet. Wenn sich der Motor im Leerlauf befindet, d. h., unter dem Betriebszustand
des Motorleerlaufes, wird die Kraftstoffeinspritzmenge üblicherweise durch einen
elektronischen Regler durch die ISC-Steuerung mit Rückführung eingestellt, so daß die
Motordrehzahl (Ne) eingestellt wird in Richtung zur gewünschten Leerlaufdrehzahl. Zum
Beispiel wird die ISC-Steuerung mit Rückführung üblicherweise unter dem speziellen
Zustand, in welchem der Motor sich im Leerlauf befindet, und entweder die Fahrzeugge
schwindigkeit niedriger als ein vorherbestimmter unterer Schwellenwert, wie z. B. 8 km/h,
ist, oder ein Neutralschalter eines automatischen Betriebes angeschaltet ist, durchge
führt. Daher ist zumindest die Betriebsbedingung des Motorleerlaufes notwendig, um die
ISC-Steuerung mit Rückführung in Gang zu setzen. Die zuvor genannte gewünschte
Leerlaufdrehzahl für die ISC-Steuerung mit Rückführung ist normalerweise in dem
Computerspeicher in der Form eines vorprogrammierten Datensatzes gespeichert. Zum
Beispiel kann der Datensatz vorprogrammiert sein, um eine spezielle Beziehung zwi
schen der Motordrehzahl (RPM) und der Motortemperatur (Kühlmitteltemperatur) zu de
finieren. Im Gegensatz dazu wird der Zustand, daß das Leerlaufdrehzahlsteuerungs
system noch nicht in dem ISC-Steuerungsmodus mit Rückführung eingetreten ist,
nachfolgend als ein "ISC-Modus ohne Rückführung" bezeichnet.
Bezugnehmend nun auf Fig. 4 ist dort eine arithmetische Verarbeitung für einen Grenz
wert dargestellt, der durch "DTCVMIN" bezeichnet wird und verwendet wird für eine Ar
beitsspielsteuerung für das elektromagnetische Solenoidventil 26. In der dargestellten
Ausführungsform ist nur ein unterer Arbeitsspielgrenzwert dargestellt als ein Grenzwert
zum Zwecke der Vereinfachung der Offenbarung. Es wird angemerkt, daß es möglich
ist, einen oberen Grenzwert (ein oberes Arbeitsspiel) in ähnlicher Weise wie in der in
Fig. 4 dargestellten Routine festzulegen.
In Schritt S11 wird ein Test durchgeführt, um zu bestimmen, ob der Motor sich im Be
trieb befindet. Während des Betriebes des Motors tritt Schritt S12 auf. In Schritt S12 wird
ein Test durchgeführt, um zu bestimmen, ob das System zum Steuern des Einspritzbe
ginnes entweder im Einspritzbeginnsteuerungsmodus mit Rückführung oder im Ein
spritzbeginnsteuerungsmodus ohne Rückführung betrieben wird. Wenn das System
zum Steuern des Einspritzbeginnes in den Modus mit Rückführung gesetzt wird, wird
Schritt S13 begonnen. In Schritt S13 wird ein Test durchgeführt, um zu bestimmen, ob
sich das Leerlaufdrehzahlsteuerungssystem entweder in einem ISC-Steuerungsmodus
mit Rückführung oder in einen ISC-Steuerungsmodus ohne Rückführung befindet.
Wenn sich das ISC-Steuerungssystem im Modus mit Rückführung befindet, tritt Schritt
S14 auf. In Schritt S14 wird der Basisarbeitsspielwert DTCVP, der durch die in Routine
aus Fig. 3 erhalten wird, eingelesen. Im Gegensatz zum obigen, wenn der Motor sich
nicht im Betrieb befindet, oder wenn sich das System zum Steuern des Einspritzbegin
nes in einem Modus ohne Rückführung befindet, oder wenn sich das ISC-
Steuerungssystem in einem Modus ohne Rückführung befindet, schreitet die Prozedur
zu Schritt S17 fort. In Schritt S17 wird ein Taktgeber TM geleert, und dadurch wird der
Zählwert des Taktgebers TM zurückgesetzt auf "0" (TM = 0). Danach folgt Schritt S22. In
Schritt S22 wird der Grenzwert (die untere Arbeitsspielgrenze DTCVMIN) zurückgesetzt
(DTCVMIN = 0), und dadurch wird der Arbeitsspielwertbegrenzungsvorgang unterbun
den. Ein Spiel der in Fig. 4 dargestellten Routine wird über Schritt S22 beendet.
Wenn drei notwendige Bedingungen, nämlich während des Motorbetriebes, während
der Einspritzbeginnsteuerung mit Rückkoppelung, und während der ISC-Steuerung mit
Rückkoppelung simultan erfüllt wird, dann schreitet die Prozedur fort zu Schritt S14.
Dann tritt Schritt S15 auf. In Schritt S15 wird der Basisarbeitsspielwert DTCVP (einge
lesen in Schritt S14) mit einem vorherbestimmten Referenzgrenzwert LIM (ein vorher
bestimmter Referenzarbeitsspielwert wie z. B. 30%) verglichen, um zu bestimmen, ob
der Basisarbeitsspielwert DTCVP geringer ist als der vorher bestimmte Referenzgrenz
wert LIM. Wenn der Basisarbeitsspielwert DTCVP größer ist oder gleich dem vorherbe
stimmten Referenzgrenzwert LIM, z. B. im Falle von DTCVP ≧ LIM, schreitet die Proze
dur im Schritt S15 zu S17 fort, in welchem der Taktgeber TM geleert wird, und dann zu
Schritt S22, in welchem der Grenzwert DTCVMIN auf Null zurückgesetzt wird. Auf der
anderen Seite, wenn der Basisgrenzwert DTCVP geringer ist als der vorherbestimmte
Referenzgrenzwert LIM, d. h., im Falle von DTCVP < LIM, schreitet die Prozedur vom
Schritt S15 zum Schritt S16 fort. Die Bedingung von DTCVP < LIM bedeutet den Eintritt
des Arbeitsspieles des Solenoidventiles 26 in einen unteren Totbereich unterhalb des
vorherbestimmten oder voreingestellten unteren Arbeitsspielgrenzwertes LIM. Auf diese
Weise, wenn der Eintritt des Arbeitsspieles im unteren Totbereich erfaßt wird durch die
Bedingung von DTCV < LIM, wird der Taktgeber TM um "1" (TM = TM + 1) durch Schritt
S16 erhöht. Dann tritt Schritt S18 auf. In Schritt S18 wird der gegenwärtige "Zähl"-Wert
des Taktgebers TM verglichen mit einem vorherbestimmten Wert TM1. Wenn der
"Zähl"-Wert des Taktgebers TM geringer ist als der vorherbestimmte Wert, d. h., im Fall
von TM < TM1, schreitet die Prozedur fort vom Schritt S18 zum Schritt S22. Wenn der
"Zähl"-Wert des Taktgebers TM oberhalb des vorherbestimmten Wertes TM1 ist, d. h.,
wenn eine vorherbestimmte Zeitspanne (TM1) abgelaufen ist nach dem Eintreten des
Arbeitsspieles in den unteren Totbereich, wird Schritt S19 begonnen. Im Schritt S19 wird
der untere Grenzwert DTCVMIN um ein vorherbestimmtes Arbeitsverhältnis ΔD, z. B. ein
Einheitsarbeitsverhältnis von 1% (DTCVMIN = DTCVMIN + ΔD) erhöht. Dann tritt Schritt
S20 auf, in welchem der untere Grenzwert DTCVMIN, der durch Schritt S19 ermittelt
wird, mit dem vorherbestimmten Referenzgrenzwert LIM verglichen, wie z. B. 30%, um
zu bestimmen, ob der Grenzwert DTCVMIN, der graduell durch jeden Durchlauf der a
rithmetischen Berechnungen aus Fig. 4 erhöht wird, den vorherbestimmten Referenz
grenzwert LIM erreicht. Wenn der berechnete Grenzwert DTCVMIN den vorherbe
stimmten Referenzgrenzwert LIM erreicht und den letzteren überschreitet (DTCVMIN <
LIM) tritt Schritt S21 auf. In Schritt S21 wird der untere Grenzwert DTCVMIN auf den
vorherbestimmten Referenzgrenzwert LIM gesetzt. Wenn die Antwort auf Schritt S20
negativ ist (NEIN), d. h., im Fall von DTCVMIN ≦ LIM, überspringt die Prozedur Schritt
S21, wodurch diese Routine beendet wird.
Bezugnehmend nun auf Fig. 5 ist dort eine arithmetische Berechnungsroutine für den
endgültigen Arbeitsspielwert (DTCV) des elektromagnetischen Solenoidventiles 26 dar
gestellt. In Schritt S31 werden der Basisarbeitsspielwert DTCVP, welcher entweder
durch die Schritte S6 oder S7, die in Fig. 3 dargestellt sind, erhalten wird, und der
Grenzwert DTCVMIN, welcher entweder durch die Fig. 4 dargestellten Schritte S21 oder
S22 erhalten wird, eingelesen. In Schritt S32 wird der Basisarbeitsspielwert DTCVP ver
glichen mit dem Grenzwert DTCVMIN, um festzustellen, ob der Basisarbeitsspielwert
DTCVP oberhalb des Grenzwertes DTCVMIN liegt. Wenn der Basisarbeitsspielwert
DTCVP oberhalb des unteren Grenzwertes DTCVMIN liegt, d. h., im Falle von DTCVP ≧
DTCVMIN, wird Schritt S33 begonnen. In Schritt S33 wird der endgültige Arbeitsspiel
wert DTCV auf den Basisarbeitsspielwert DTCVP (DTCV = DTCVP) gesetzt. Im Gegen
satz dazu, wenn der Arbeitsspielwert DTCVP geringer ist als der untere Grenzwert
DTCVMIN, wird Schritt S34 begonnen. In Schritt S34 wird der endgültige Arbeitsspiel
wert DTCV auf den unteren Grenzwert DTCVMIN (DTCV = DTCVMIN) gesetzt. Wie aus
dem Flußdiagramm von Schritt S32 zu entweder Schritt S33 oder S34 hervorgeht, wird
der endgültige Arbeitsspielwert DTCV auf den höheren beiden, dem Basisarbeitsspiel
wert DTCVP und den unteren Grenzwert DTCVMIN festgelegt, in einem sogenannten
Höchstauswahlvorgang. Auf diese Weise wird der Arbeitsspielbegrenzungsvorgang
durch das System der Ausführungsform durchgeführt. Als letztes, in Schritt S35 wird das
gesteuerte Arbeitsspielsignal des endgültigen Arbeitsspielwertes DTCV an das Sole
noidventil 26 ausgegeben, welches einen gesteuerten Druckunterschied erzeugt, der
notwendig ist, für die axiale Gleitbewegung des durch Druckunterschied betriebenen
Taktgeberkolbens 8.
Gemäß der Kraftstoffeinspritzbeginnsteuerung, die durch das System der Ausfüh
rungsform durchgeführt wird, wie in Fig. 7 dargestellt, sobald der Zieleinspritzbeginn (der
Ziel IT) auf einen stark verzögerten Zeitpunkt gesetzt wird aufgrund des Abbremsens
des Fahrzeuges, wird der Arbeitsspielbegrenzungsvorgang für einen vorherbestimmten
Zeitabschnitt TM1 unterbrochen, da der untere Grenzwert (die untere Grenze des Ar
beitsspieles) DTCVMIN nicht auf einen vorherbestimmten Bezugsbegrenzungswert LIM,
wie z. B. 30%, gesetzt wird, ist der "Zähl" Wert des Taktgebers TM eine vorherbestimmte
abgelaufene Zeit TM1 (siehe die Zeitspanne, die definiert wird durch "VERZÖGERUNG
SZEIT" in Fig. 7) erreicht unter speziellen Bedingungen, nämlich während des Betriebes
des Motors, während des Steuern des Einspritzbeginnes mit Rückführung, und während
der Leerlaufdrehzahlsteuerung mit Rückführung. Wie erkennbar ist, während der Zeit
dauer des Unterbrechens des Arbeitsspielbegrenzungsvorganges, erlaubt das System
den Eintritt des Arbeitsspielwertes (DTCV) in den Totbereich, wodurch ein rapider Abfall
des tatsächlichen Einspritzbeginnes bei Beginn des Fahrzeugabbremsens erlaubt wird.
Mit anderen Worten, das System erlaubt ein derart schnelles Ablaufen eines Verzöge
rungsvorganges des tatsächlichen Einspritzbeginnes (siehe das Gebiet, das in Fig. 7
durch A bezeichnet ist). Danach, sobald die vorbestimmte Zeitdauer TM1 abgelaufen ist,
wird der Arbeitsspielbegrenzungsvorgang freigegeben und begonnen. Während des
Verzögerns, unmittelbar dann, wenn der Arbeitsspielbegrenzungsvorgang beginnt, wird
der untere Begrenzungswert (die untere Grenze des Arbeitsspieles) DTCVMIN auf ei
nen vorherbestimmten Referenzgrenzwert LIM, wie z. B. 30%, gesetzt, und dadurch wird
die untere Grenze des Arbeitsspieles DTCV auf den vorherbestimmten unteren Grenz
wert DTCVMIN (= der Bezugsgrenzwert LIM) in der zweiten Hälfte des Verzögerungs
zeitraumes gesetzt. Tatsächlich wird der endgültige Arbeitsspielwert DTCV der Solenoidventile
26 auf einen höheren Wert als der Basisarbeitsspielwert DTCVP, der durch
die Routine aus Fig. 3 berechnet wird, und der Arbeitsspielbegrenzungswert DTCVMIN
gesetzt, der durch die Routine aus Fig. 4 durch den Höchstauswahlvorgang berechnet
wird. Danach, wenn der Motor/Fahrzeugbetriebszustand wechselt vom Verzögern zum
Beschleunigen, kann das Vorverlegen des Kraftstoffeinspritzbeginnes schnell durchge
führt werden, indem das Arbeitsspiel (DTCV) auf dem vorherbestimmten Referenzwert
LIM oder höher gesetzt wird. Wie oben diskutiert, dient das Arbeitsspiel, welches auf
den vorherbestimmten Referenzgrenzwert LIM oder einen höheren Grenzwert durch
den Arbeitsspielbegrenzungsvorgang und den Höchstauswahlvorgang begrenzt wird,
als Bereitschaftsarbeitsspiel beim Übergang vom Verzögern zum Beschleunigen. Das
System der Erfindung verbessert das Ansprechverhalten des Vorverlegens des Zeit
punktes und des Verzögerns des Zeitpunktes. Ein fundamentales Konzept des Systems
der Erfindung wird nachfolgend durch Bezug auf das in Fig. 1 dargestellte Blockdia
gramm kurz beschrieben.
Wie in Fig. 1 dargestellt, bei einem System zum Steuern eines Kraftstoffeinspritzbegin
nes für Dieselmotoren eine Kraftstoffeinspritzpumpe mit einem durch Druckunterschied
betriebenen Taktgeberkolben, bei welchem für eine gewünschte Kraftstoffeinspritzbe
ginnsteuerung, die axiale Stellung des Taktgeberkolbens durch ein Steuern des Arbeits
spieles eines elektromagnetischen Solenoidventiles gesteuert oder reguliert wird, wel
ches in einem Verbindungsdurchgang angeordnet ist, der sich mit der Hochdruckkam
mer in Verbindung befindet, die an einer Stirnseite eines Endes des Taktgeberkolbens
gebildet ist, und einer Niedrigdruckkammer, die gebildet ist, um an der anderen Stirn
seite des Taktgeberkolbens angeordnet zu sein, weist das System einen Zieleinspritz
beginnfestlegungsschaltkreis auf, zum Festlegen eines Zieleinspritzbeginnes in Abhän
gigkeit eines Motorbetriebszustandes, einen Schaltkreis zum Erfassen des tatsächlichen
Einspritzbeginnes zum Erfassen eines tatsächlichen Einspritzbeginnes des Kraftstoffin
jektors, einen Arbeitsspielfestlegungsschaltkreis (oder eine Arbeitsspielfestlegungsein
richtung) zum Festlegen eines Arbeitsspieles (DTCVP) des elektromagnetischen Sole
noidventiles durch Vergleichen des Zieleinspritzbeginnes mit dem tatsächlichen Ein
spritzbeginn einen Schaltkreis zum Erfassen des Eintretens in den Totbereich, zum Er
fassen des Eintretens des Arbeitsspieles in einen vorherbestimmten Totbereich (die
Ausführungsform diskutiert einen speziellen Fall, bei dem der vorherbestimmte Totbereich
der untere Totbereich ist) durch Vergleichen des Arbeitsspielwertes (DTCVP) mit
einem vorherbestimmten Referenzgrenzwert (LIM), einen Arbeitsspielbegrenzungsfrei
gabeschaltkreis zum Erzeugen eines Freigabesignales eines Arbeitsspielbegrenzungs
vorganges nach einer vorherbestimmten Verzögerungszeit (entsprechend der vorher
bestimmten Zeitspanne TM1) von dem Zeitpunkt an, wenn der Eintritt des Arbeitsspieles
in den vorherbestimmten Totbereich durch den Schaltkreis zum Erfassen des Eintretens
in den Totbereich erfaßt wird, und einen Arbeitsspielbegrenzungsvorgangsschaltkreis,
der auf das Freigabesignal für einen Arbeitsspielbegrenzungsvorgang von dem Arbeits
spielbegrenzungsfreigabeschaltkreis anspricht zum Begrenzen des Arbeitsspieles auf
einen vorherbestimmten Arbeitsspielwert (höhere von beiden von dem vorherbestimm
ten Referenzgrenzwert LIM und dem gegenwärtigen Basisarbeitsspielwert DTCVP), so
daß das Arbeitsspiel aus dem vorherbestimmten Totbereich herauskommt. Dann wird
der endgültige Arbeitsspielwert (DTCV), der durch den Arbeitsspielbegrenzungsverar
beitungsschaltkreis verarbeitet wird, an das elektromagnetische Solenoidventil 26 aus
gegeben, welches dem durch Druckunterschied betriebenen Taktgeberkolben 8 zuge
ordnet ist. Der zuvor genannte Zieleinspritzbeginnfestlegungsschaltkreis entspricht im
wesentlichen den Schritt S1 aus Fig. 3. Der Erfassungsschaltkreis zum Erfassen des
tatsächlichen Einspritzbeginnes entspricht im wesentlichen dem Schritt S2 aus Fig. 3.
Der Arbeitsspielfestlegungsschaltkreis entspricht im wesentlichen den Schritten S3 bis
S7 aus Fig. 3. Der Schaltkreis zum Erfassen eines Eintretens in den Totbereich ent
spricht im wesentlichen dem Schritt S15 aus Fig. 4. Der Arbeitsspielbegrenzungsfreiga
beschaltkreis entspricht im wesentlichen den Schritten S16 und S18 aus Fig. 4. Der Ar
beitsspielbegrenzungsbearbeitungsschaltkreis entspricht im wesentlichen den Schritten
S19 bis S21 aus Fig. 4 und 6 und den Schritten S32 und S34 aus Fig. 5.
Bezugnehmend nun auf Fig. 6, ist dort ein modifizierter arithmetischer Berechnungsvor
gang dargestellt, der durch den Prozessor (CPU) des in der Steuerungseinheit 28 ver
wendeten Mikrocomputers durchgeführt wird, um einen unteren Grenzwert des Arbeits
spieles "DTCVMIN" zu berechnen. Der modifizierte arithmetische Berechnungsvorgang,
wie er in Fig. 6 dargestellt ist, wird auch durch zeitgesteuerte Unterbrecherroutinen aus
geführt, die jeweils nach vorherbestimmten Zeitintervallen ausgelöst werden. Das modi
fizierte arithmetische Berechnen aus Fig. 6 ist ähnlich dem arithmetischen Berechnen
aus Fig. 4, mit der Ausnahme, daß Schritt S15' zwischen die Schritte S15 und S16 eingefügt
wird. Daher werden die gleichen Schrittnummern, die verwendet wurden, um die
Schritte der in Fig. 4 dargestellten Routine zu bestimmen, auf die entsprechenden
Schrittnummern angewendet, die in dem modifizierten arithmetischen Berechnungsvor
gang, wie er in Fig. 6 dargestellt ist, verwendet werden, zum Zweck des Vergleichs der
beiden unterschiedlichen Unterbrechungsroutinen. Schritt S15' wird nachfolgend voll
ständig beschrieben mit Bezug auf das Flußdiagramm aus Fig. 6.
Wenn das Ergebnis des Vergleiches des Schrittes S15 aus Fig. 6 ergibt, daß der Basis
arbeitsspielwert DTCVP kleiner ist als der vorherbestimmte Bezugsgrenzwert LIM, wie
z. B. 30%, d. h., im Fall von DTCVP < LIM, wird Schritt S15' begonnen. In Schritt S15'
wird ein Test durchgeführt, um zu bestimmen, ob der tatsächliche Einspritzbeginn im
wesentlichen gleich dem Zieleinspritzbeginn ist. Ist die Antwort auf Schritt S15' negativ
(NEIN), wird Schritt S17 begonnen, um den Taktgeber TN zu leeren (TM = 0). Dann wird
Schritt S22 begonnen, in welchem der Grenzwert DTCVMIN geleert wird (DTCVMIN = 0;
Unterbinden des Arbeitsspielbegrenzungsvorganges). Dann wird die gegenwärtige
Routine beendet. Auf der anderen Seite, wenn die Antwort auf Schritt S15' positiv ('JA)
ist, d. h., im Fall daß der tatsächliche IT = dem Ziel IT ist, schreitet Schritt S16 fort, bei
welchem der "Zähl" Wert des Taktgebers TM um "1" erhöht wird (TM = TM + 1). Wie O
bigem entnommen werden kann, nur wenn die Bedingung (tatsächliche IT = Ziel IT) aus
Schritt S15' zusätzlich erfüllt wird nach der Bedingung (Erfassen des Eintretens des Ar
beitsspieles in dem vorherbestimmten unteren Totbereich, der definiert wird durch den
Bezugsgrenzwert LIM), daß Schritt S15 erfüllt ist, beginnt der Taktgeber TM zu addieren.
Mit anderen Worten, das System erlaubt niemals den Arbeitsspielbegrenzungsvorgang,
bis die tatsächliche Zündzeit im wesentlichen gleich der Zielzündzeit während des Steu
erns des Zündzeitpunktes mit Rückführung ist, dann ist die vorherbestimmte Verzöge
rungszeit oder die vorherbestimmte Zeitspanne TM1 vom Beginn des Zählens des Takt
gebers TM1 abgelaufen. Als ein weiter vereinfachter arithmetischer Vorgang für den
Grenzwert DTCVMIN, in Fig. 6, können die Schritte 16 bis S18 ausgelassen werden. In
diesem Fall, sobald die in Schritt S15' definierten Bedingungen erfüllt sind, nach dem
Erfassen des Eintretens des Arbeitsspieles in den vorherbestimmten unteren Totbe
reich, erlaubt das System den Arbeitsspielbegrenzungsvorgang.
Während das Vorangegangene eine Beschreibung der bevorzugten Ausführungsfor
men zum Ausführen der Erfindung sind, ist es selbstverständlich, daß die Erfindung
nicht auf die speziellen Ausführungsformen beschränkt ist, die dargestellt und beschrie
ben sind, sondern daß verschiedene Änderungen und Modifikationen gemacht werden
können, ohne den Rahmen und den Geist dieser Erfindung, wie sie durch die folgenden
Ansprüche definiert ist, zu verlassen.
Claims (10)
1. Vorrichtung zum Steuern eines Kraftstoffeinspritzbeginns für eine Dieselkraft
stoffeinspritzpumpe, mit:
einem Taktgeberkolben (8), zum Ändern eines voreingestellten Einspritzbeginns des Pumpenstößels (6) durch axiale Bewegung des Taktgeberkolbens (8); und
einem arbeitsspielgesteuerten elektromagnetischen Solenoidventil (26), zum Er zeugen einer axialen Bewegung des Taktgeberkolbens (8) in Abhängigkeit eines Arbeitsspieles (DTCV) des elektromagnetischen Solenoidventiles (26), und zum Regulieren eines Einspritzbeginns von Kraftstoff, der von der Dieselkraftstoffein spritzpumpe (1) einem Dieselkraftstoffinjektor (16) zugeführt wird; und einer Steuerungseinheit (28) die derart konfiguriert ist, um elektronisch mit dem elekt romagnetischen Solenoidventil (26) verbunden zu sein zum Steuern des Sole noidventils dadurch gekennzeichnet, dass
die Steuerungseinheit (28) das übergangsweise Eintreten des Arbeitsspieles des elektromagnetischen Solenoidventiles (26) in einen vorherbestimmten Totbereich für eine vorherbestimmte Zeitspanne zulässt und das Arbeitsspiel auf einen vor herbestimmten Grenzwert begrenzt, wenn das Arbeitsspiel für eine vorgegebene Zeitspanne innerhalb des vorbestimmten Totbereichs bleibt.
einem Taktgeberkolben (8), zum Ändern eines voreingestellten Einspritzbeginns des Pumpenstößels (6) durch axiale Bewegung des Taktgeberkolbens (8); und
einem arbeitsspielgesteuerten elektromagnetischen Solenoidventil (26), zum Er zeugen einer axialen Bewegung des Taktgeberkolbens (8) in Abhängigkeit eines Arbeitsspieles (DTCV) des elektromagnetischen Solenoidventiles (26), und zum Regulieren eines Einspritzbeginns von Kraftstoff, der von der Dieselkraftstoffein spritzpumpe (1) einem Dieselkraftstoffinjektor (16) zugeführt wird; und einer Steuerungseinheit (28) die derart konfiguriert ist, um elektronisch mit dem elekt romagnetischen Solenoidventil (26) verbunden zu sein zum Steuern des Sole noidventils dadurch gekennzeichnet, dass
die Steuerungseinheit (28) das übergangsweise Eintreten des Arbeitsspieles des elektromagnetischen Solenoidventiles (26) in einen vorherbestimmten Totbereich für eine vorherbestimmte Zeitspanne zulässt und das Arbeitsspiel auf einen vor herbestimmten Grenzwert begrenzt, wenn das Arbeitsspiel für eine vorgegebene Zeitspanne innerhalb des vorbestimmten Totbereichs bleibt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zieleinspritz
beginnfestlegungsschaltkreis (Schritt S1) zum Festlegen eines Zieleinspritzbe
ginns basierend auf einem Motorbetriebszustand vorgesehen ist;
ein Schaltkreis zum Erfassen des tatsächlichen Einspritzbeginns (Schritt S2) zum Erfassen eines tatsächlichen Einspritzbeginns vorgesehen ist;
ein Schaltkreis zum Festlegen eines Arbeitsspieles (Schritte S3, S4, S5, S6, S7) zum Festlegen des Arbeitsspieles (DTCVP) des elektromagnetischen Solenoidventiles (26) durch Vergleichen des Zieleinspritzbeginns mit dem tatsächlichen Einspritzbeginn vorgesehen ist;
ein Schaltkreis zum Erfassen eines Eintretens in einen Totbereich (Schritt S15) zum Erfassen des Eintretens des Arbeitsspieles (DECVP) in einen vorherbe stimmten Totbereich vorgesehen ist;
ein Arbeitsspielbegrenzungsfreigabeschaltkreis (Schritte S16, S17, S18) zum Er zeugen eines Freigabesignales eines Arbeitsspielbegrenzungsvorganges wenn das Arbeitsspiel (DTCV) innerhalb des vorbestimmten Totbereichs für eine vor herbestimmten Verzögerungszeit (TM1) verweilt zum Erfassen des Eintretens des Arbeitsspieles in den vorbestimmten Totbereich vorgesehen ist; und
ein Arbeitsspielbegrenzungsverarbeitungsschaltkreis (Schritte S19, S20, S21, S32, S34) vorgesehen ist, der auf das Freigabesignal von dem Arbeitsspielbe grenzungsfreigabeschaltkreis ausgegeben wird, zum Begrenzen des Arbeits spieles (DTCV) auf einen vorherbestimmten Arbeitsspielgrenzwert (LIM), so dass das Arbeitsspiel aus dem vorherbestimmten Totbereich herauskommt.
ein Schaltkreis zum Erfassen des tatsächlichen Einspritzbeginns (Schritt S2) zum Erfassen eines tatsächlichen Einspritzbeginns vorgesehen ist;
ein Schaltkreis zum Festlegen eines Arbeitsspieles (Schritte S3, S4, S5, S6, S7) zum Festlegen des Arbeitsspieles (DTCVP) des elektromagnetischen Solenoidventiles (26) durch Vergleichen des Zieleinspritzbeginns mit dem tatsächlichen Einspritzbeginn vorgesehen ist;
ein Schaltkreis zum Erfassen eines Eintretens in einen Totbereich (Schritt S15) zum Erfassen des Eintretens des Arbeitsspieles (DECVP) in einen vorherbe stimmten Totbereich vorgesehen ist;
ein Arbeitsspielbegrenzungsfreigabeschaltkreis (Schritte S16, S17, S18) zum Er zeugen eines Freigabesignales eines Arbeitsspielbegrenzungsvorganges wenn das Arbeitsspiel (DTCV) innerhalb des vorbestimmten Totbereichs für eine vor herbestimmten Verzögerungszeit (TM1) verweilt zum Erfassen des Eintretens des Arbeitsspieles in den vorbestimmten Totbereich vorgesehen ist; und
ein Arbeitsspielbegrenzungsverarbeitungsschaltkreis (Schritte S19, S20, S21, S32, S34) vorgesehen ist, der auf das Freigabesignal von dem Arbeitsspielbe grenzungsfreigabeschaltkreis ausgegeben wird, zum Begrenzen des Arbeits spieles (DTCV) auf einen vorherbestimmten Arbeitsspielgrenzwert (LIM), so dass das Arbeitsspiel aus dem vorherbestimmten Totbereich herauskommt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitsspiel
begrenzungsfreigabeschaltkreis einen Taktgeber aufweist, welcher eine abge
laufene Zeit zu zählen beginnt, beginnend von einem Zeitpunkt, in welchem das
Eintreten des Arbeitsspieles in den vorherbestimmten Totbereich erfasst wird,
und der dem Arbeitsspielbegrenzungsfreigabeschaltkreis das Freigabesignal der
Arbeitsspielbegrenzungsverarbeitung ausgibt, während das Arbeitsspiel (DTCV)
innerhalb des vorherbestimmten Totbereichs verbleibt, bis ein Zählwert des Takt
gebers eine vorherbestimmte Zeitspanne (TM1) erreicht.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitsspiel
begrenzungsfreigabeschaltkreis das Freigabesignal ausgibt, wenn der tatsächli
che Zieleinspritzbeginn im wesentlichen gleich dem Zieleinspritzbeginn nach dem
Erfassen des Eintretens des Arbeitsspieles in den vorherbestimmten Totbereich
ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitsspiel
begrenzungsfreigabeschaltkreis einen Taktgeber aufweist, welcher eine abge
laufene Zeit zu zählen beginnt, beginnend von einem Zeitpunkt, in dem der tat
sächliche Einspritzbeginn im wesentlichen gleich dem Zieleinspritzbeginn nach
dem Erfassen des Eintretens des Arbeitsspieles in den vorbestimmten Totbe
reich ist, und der Arbeitsspielbegrenzungsfreigabeschaltkreis das Freigabesignal
des Arbeitsspielbegrenzungsvorganges ausgibt, während das Arbeitsspiel
(DTVC) innerhalb des vorbestimmten Totbereichs gehalten wird, bis ein Zahlen
wert des Taktgebers eine vorherbestimmte Zeitspanne erreicht.
6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitsspiel
begrenzungsverarbeitungsschaltkreis einen Grenzwert bestimmt, so dass der
Grenzwert den vorherbestimmten Arbeitsspielbegrenzungswert (LIM) bei einer
vorherbestimmten Zeitänderungsrate (ΔD) erreicht.
7. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, dass bei dem der Schaltkreis zum Erfassen des Eintretens in einen
Totbereich, der Arbeitsspielbegrenzungsfreigabeschaltkreis und der Arbeitsspiel
begrenzungsverarbeitungsschaltkreis wenigstens im Betriebszustand des Leer
laufs des Motors betrieben werden.
8. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet,
durch
einen durch Druckunterschied betriebenen Taktgeberkolben (8), von dem jedes
Kolbenende mit einem Pumpengehäuse zusammenwirkt, um eine Hochdruck
kammer (21) und eine Niedrigdruckkammer (23) zu bilden, wobei der Taktgeber
kolben (8) mechanisch mit einem Pumpenstößel (6) verbunden ist, zum Ändern
einer voreingestellten Stellung des Pumpenstößels (6) durch eine axiale Bewe
gung des Taktgeberkolbens (8) basierend auf einem Druckunterschied zwischen
den Hochdruck- und Niedrigdruckkammern.
9. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, dass das arbeitsspielgesteuerte elektromagnetische Solenoidventil
(26) innerhalb eines Fluidverbindungsdurchganges (25-1, 25-2) angeordnet ist,
der die Hochdruck- und Niederdruckammern (21, 23) miteinander verbindet, um
die Axialbewegung des Taktgeberkolbens (8) durch Verändern des Differenz
drucks in Abhängigkeit eines Arbeitsspiels (DTCV) des elektromagnetischen So
lenoidventiles (26) zu verursachen und zum Regulieren des Kraftstoffeinspritz
zeitpunktes von Kraftstoff, der von einer Dieseleinspritzpumpe (1) einem Die
selkraftstoffinjektor (16) zugeführt wird.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass
bei der der Schaltkreis zum Ermitteln des Eintretens in den Totbereich, der Ar
beitsspielbegrenzungsfreigabeschaltkreis und der Arbeitsspielbegrenzungsver
arbeitungsschaltkreis dann in Betrieb gebracht werden, wenn das System zum
Steuern des Kraftstoffeinspritzzeitpunktes sich während des Motorleerlaufes in
einem Modus mit Rückführung befindet.
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