DE3617329C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoff-Einspritzeinrichtung mit einer Kraftstoff-Einspritzpumpe mit einem Magnetventil nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine derartige Kraftstoff-Einspritzeinrichtung ist aus der DE 33 38 297 A1 bekannt. Diese bekannte Kraftstoff-Einspritz­ einrichtung umfaßt ebenfalls eine Kraftstoff-Einspritzpumpe mit einem Magnetventil, welches zwischen einer Hochdruckkam­ mer und einem Unterdruckteil der Kraftstoff-Einspritzpumpe angeordnet ist, so daß die Hochdruckkammer mit dem Unter­ druckteil in Verbindung stehen kann und so ausgeführt ist, um das Steuern einer Einspritzung von Kraftstoff, welcher einem zugeordneten Verbrennungsmotor zugeführt wird, durch das Öff­ nen und Schließen des Magnetventils durchzuführen. Die be­ kannte Einrichtung umfaßt ferner eine Rechenschaltung zum Be­ rechnen einer Soll-Kraftstoffmenge anhand verschiedener Be­ triebsparameter der zugeordneten Brennkraftmaschine und zum Erzeugen von Soll-Daten, die sich auf die Soll-Kraftstoffmen­ ge beziehen bzw. diese angeben. Ferner ist auch eine Einrich­ tung vorhanden zum Erzeugen eines Zeitsteuersignals, das sich auf einen gewünschten Zeitpunkt bezüglich des Beginns einer Kraftstoffeinspritzung bezieht. Das von einem Detek­ tor abgegebene Signal gibt den tatsächlichen Schließzeit­ punkt des betreffenden Magnetventils an. Ferner ist auch eine Einrichtung vorgesehen, welche auf das Zeitsteuersi­ gnal anspricht, um einen ersten Impuls zu erzeugen, um den Zustand des Magnetventils umzuschalten, damit Kraftstoff in der Hochdruckkammer unter Druck gesetzt werden kann. Diese erste Einrichtung hat hier die Form eines Zählers, dessen jeweiliger Zählerinhalt die Impulsdauer kennzeich­ net, während welcher das Betätigungssignal des Magnetven­ tils aufrechtzuerhalten ist. Auch ist eine signalerzeugen­ de Einrichtung zum Erzeugen eines Feststellsignals vorhan­ den, welches den Zeitpunkt anzeigt, an welchem das Magnet­ ventil entsprechend dem ersten Impuls in einen Zustand ge­ schaltet wird, in welchem es möglich ist, daß Kraftstoff in der Hochdruckkammer unter Druck gesetzt wird. Diese si­ gnalerzeugende Einrichtung wird durch zwei Detektoren ge­ bildet.

Diese bekannte Einrichtung ist zwar dafür ausgebildet, die Schließverzögerung des Magnetventils mit Hilfe eines wei­ teren Zählers zu berücksichtigen, jedoch ist es nicht mög­ lich, mit Hilfe dieser bekannten Einrichtung auch die Öff­ nungsverzögerung des Magnetventils vollständig und in an­ gemessener Weise zu berücksichtigen.

Aus der DE 35 11 443 A1 ist ein Kraftstoff-Einspritzsystem für Verbrennungsmotoren bekannt, bei welchem ebenfalls die Zeitpunkte des Öffnungsvorganges und des Schließvorganges eines Magnetventils gesteuert werden. Das wesentliche die­ ses Kraftstoff-Einspritzsystems besteht darin, daß das Ma­ gnetventil einen elektrischen Ventilstellungssensor zur Messung der Ventilöffnungs- und Schließbewegung aufweist und daß mittels eines Steuerkreises als Grundlage für die Steuerung des Ventilöffnungs- und Schließbetriebs des Ma­ gnetventils auch die gemessene Ventilöffnungs- und Schließbewegung verwertbar ist. Bei dieser bekannten Ein­ richtung wird somit die Bewegung des Magnetventils bei der Steuerung der Öffnungs- und Schließzeiten mit berücksich­ tigt. Eine Öffnungsverzögerung des Magnetventils kann je­ doch auch bei dieser bekannten Einrichtung nicht vollstän­ dig berücksichtigt werden.

Aus der DE 34 26 799 A1 ist eine Einrichtung zur Regelung der einer Brennkraftmaschine einzuspritzenden Kraftstoff­ menge bekannt, wobei diese Einrichtung ebenfalls eine Kraftstoff-Einspritzpumpe aufweist, die wenigstens einen den Druck für die Einspritzung erzeugende Pumpvorrichtung sowie wenigstens eine den Spritzbeginn, das Spritzende und die Spritzdauer bestimmende elektrisch betätigte Steuer­ vorrichtung umfaßt. Das wesentliche dieser bekannten Ein­ richtung besteht darin, daß wenigstens abhängig vom Be­ triebsverhalten der elektrisch betätigten Steuervorrich­ tung eine der Größen Spritzbeginn, Spritzende und Spritz­ dauer gesteuert der geregelt bzw. allgemein verändert wird.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine Kraftstoff-Einspritzeinrichtung mit einer Kraftstoff- Einspritzpumpe mit einem Magnetventil der angegebenen Gat­ tung zu schaffen, welche die Möglichkeit bietet, die einem zugeordneten Verbrennungsmotor zuzuführende Kraftstoffmen­ ge äußerst genau auch unter Berücksichtigung der Öffnungs­ verzögerung des betreffenden Magnetventils zuzuführen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeich­ nungsteil des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Die Einrichtung nach der vorliegenden Erfindung ist in der Lage, nicht nur die Verzögerungszeit beim Schließvorgang des Magnetventils mit zu berücksichtigen, sondern auch da­ zu in der Lage, die Öffnungszeitverzögerung bei der Bemes­ sung der Impulsbreite mit zu berücksichtigen, so daß mit Hilfe der Einrichtung nach der vorliegenden Erfindung eine erhebliche Steigerung der Genauigkeit der Brennstoffbemes­ sung erreicht wird.

Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 8.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei­ spielen unter Hinweis auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1A und 1B ein Blockdiagramm einer Ausführungsform einer Kraftstoff-Einspritzeinrichtung mit Merkmalen nach der Er­ findung,

Fig. 2 eine Kurvendarstellung von Listen (map)-Daten, welche in einem Speicher einer ersten, in Fig. 1 dargestellten Umsetzeinheit gespeichert sind, und

Fig. 3A bis 3G Zeitdiagramme zum Beschreiben der Arbeitsweise der in Fig. 1 dargestellten Einrichtung.

In Fig. 1A und 1B ist ein Blockdiagramm einer Ausführungsform einer Kraftstoff-Einspritzeinrichtung mit Merkmalen nach der Erfindung dargestellt. Die Kraftstoff-Einspritzeinrichtung 1 weist eine Kraftstoff-Einspritzpumpe 3 auf, welche von einem Die­ selmotor 2 angetrieben wird und Kraftstoff in den Dieselmo­ tor 2 einspritzt. Die Kraftstoff-Einspritzpumpe 3 ist eine Verteiler-Kraftstoff-Einspritzpumpe, und ein Plungerkolben 5, welcher in eine Kolbentrommel 4 eingesetzt ist, dreht sich bei der Hin- und Herbewegung entsprechend dem Profil einer Kurvenscheibe 5 a, welche von dem Dieselmotor 2 ange­ trieben wird. Folglich wird der Kraftstoff, welcher in einer Hochdruckkammer 6 unter Druck gesetzt ist, mit Druck den einzelnen Zylindern des Dieselmotors 2 zugeführt. Um die Kraftstoffmenge zu steuern, ist diese Einspritzpumpe 3 mit einem normalerweise offenen Magnetventil 7 versehen, durch welches die Hochdruckkammer 6 mit dem Unterdruckteil in Ver­ bindung stehen kann.

Wenn keine Ansteuerspannung an das Magnetventil 7 angelegt wird und es (7) folglich offen ist, steht die Hochdruckkam­ mer 6 mit dem Unterdruckteil in Verbindung, und es kommt zu keiner Zufuhr des unter Druck gesetzten Kraftstoffs durch die Betätigung des Plungerkolbens 5. Wenn dagegen die Ansteuer­ spannung an das Magnetventil 7 angelegt wird, um es zu schließen, wird die Hochdruckkammer 6 von dem Unterdruckteil getrennt und Kraftstoff wird in der Hochdruckkammer 6 ent­ sprechend der Bewegung des Plungerkolbens 5 unter Druck ge­ setzt und es entwickelt sich ein Zustand, bei welchem unter Druck gesetzter Kraftstoff zugeführt werden kann. Wenn das Magnetventil 7 während des Betriebs öffnet, um unter Druck gesetzten Kraftstoff zuzuführen, wird der Druck in der Hoch­ druckkammer 6 freigesetzt, und die Kraftstoffzufuhr endet. Eine Einspritzpumpe, welche entsprechend ausgelegt ist, um den Start- und Beendigungszeitpunkt der Zufuhr von unter Druck gesetzten Kraftstoffs mit Hilfe eines Magnetventils so, wie oben ausgeführt, zu steuern, ist bekannt, so daß in Fig. 1 nur die Hauptteile wiedergegeben sind und die bauli­ chen Einzelheiten in vereinfachter Form dargestellt sind.

Um den Drehzustand des Dieselmotors 2 festzustellen, ist ein Rotationsfühler 11 aus einem Impulsgeber 9 und einer elektromagnetischen Abnahmespule 10 eine Antriebswelle 8 zu­ geordnet, welche in dem Dieselmotor 2 zum Antreiben der Ein­ spritzpumpe 3 vorgesehen ist. In der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform ist der Dieselmotor 2 ein Vierzylinder-Vier­ takt-Motor, und der Impulsgeber 9 hat 36 Zähne, die an sei­ nem Umfang in Abständen von 10° vorgesehen sind. Folglich wird ein Signal von der elektromagnetischen Abnehmerspule 10 jedesmal dann abgegeben, wenn sich die Antriebswelle 8 um 10° dreht. Dieses Signal wird an eine Drehzahlfühleinheit 12 als Drehsignal S _N eingegeben, in welcher der zeitliche Ab­ stand zwischen den von der Spule 10 abgegebenen Impulsen ent­ sprechend dem Drehsignal S _N gemessen wird. Folglich werden Drehzahldaten D _N , welche die Drehzahl des Dieselmotors 2 zu jedem Zeitpunkt darstellen, auf der Basis des gemessenen Er­ gebnisses abgegeben. Der Inhalt der Drehzahldaten D _N wird jedesmal dann erneuert, wenn ein Signal von der Spule 10 ab­ gegeben wird, d. h. jedesmal dann, wenn sich die Antriebswel­ le 8 um 10° dreht.

Ein Gaspedal 13 ist mit einem Wandler 14 verbunden, um die Betätigung des Gaspedals 13 in ein entsprechendes elektri­ sches Signal umzusetzen; Beschleunigungsdaten D _A , welche die Betätigung des Gaspedals 13 darstellen, werden von dem Wand­ ler 14 abgegeben.

Die Drehzahldaten D _N und die Beschleunigungsdaten D _A werden in eine Soll-Einspritzmenge berechnende Einheit 15 als Da­ ten eingegeben, welche den Betriebszustand des Dieselmotors 2 darstellen. In einer Recheneinheit 15 wird die optimale Kraftstoff-Einspritzmenge, welche dem Betriebszustand des Dieselmotors 2 zu jedem Zeitpunkt angepaßt ist, entspre­ chend einer Berechnung berechnet, welche auf vorherbestimmten sogenannten Listendaten basiert; Daten welche das Ergebnis dieser Berechnung darstellen, werden als Soll-Einspritzmen­ gen-Daten Q _t abgegeben. Die Daten Q _t sind in Kraftstoffvolu­ men pro Hub des Kolbens 5 dargestellt.

Die Daten Q _t werden an eine erste Umsetzeinheit 16 angelegt, an welche auch die Drehzahldaten D _N angelegt sind. Die er­ ste Umsetzeinheit 16 hat einen Speicher 16 a, in welchem die Daten gespeichert sind, welche die Beziehung zwischen der Drehzahl N des Dieselmotors 2 und dem Winkel R der Kurven­ scheibe 5 a darstellen, die notwendig sind, um die gewünsch­ te Kraftstoff-Einspritzmenge Q zu erhalten.

In Fig. 2 sind in Diagrammen die charakteristischen Kurven der Beziehung zwischen den in dem Speicher 16 a gespeicherten Daten R, N und Q dargestellt. Um den Wert des Winkels R zu erhalten, welcher erforderlich ist, um die durch die Daten Q _t dargestellten Kraftstoff-Einspritzmenge Q zu erhalten, wenn die Drehzahl des Dieselmotors bei N liegt, was durch die Daten D _N dargestellt ist, wird die sogenannte Listenbe­ rechnung in der ersten Umsetzeinheit 16 entsprechend den Ein­ gangsdaten Q _t und D _N auf der Basis der in dem Speicher 16 a gespeicherten Daten durchgeführt. Die Daten, welche das Er­ gebnis dieser Berechnung darstellen, werden als Nockenwinkel­ daten D _R abgegeben.

Die Daten D _R werden an eine zweite Umsetzeinheit 17 angelegt, an welche auch die Drehzahldaten D _N angelegt sind. Daten, welche sich auf das Nockenprofil der Nocken- oder Kurven­ scheibe 5 a beziehen, sind im voraus in der zweiten Umsetz­ einheit 17 gespeichert; die Nockenwinkeldaten D _R werden in Daten T₁ umgesetzt, welche einen Zeitabschnitt darstellen, welcher dem durch die Daten D _R dargestellten Nockenwinkel R, d. h. der Zeit entsprechen, welche die Nockenscheibe 5 a benötigt, um sich um R° zu drehen. Die durch die Daten T₁ dargestellte Zeit t _Q ist die genaue Ventilöffnungsdauer des Magnetventils 7, welche tatsächlich notwendig ist, um die Kraftstoff-Einspritzmenge zu erhalten, welche durch die Ein­ spritzmengendaten Q _t zu diesem Zeitpunkt angezeigt sind.

Um die genaue Ventilöffnungsdauer (t _Q ) des Magnetventils 7 zu erhalten, reicht es nicht aus, die Impulsbreite des An­ steuerimpulses DP einzustellen, welche zum Zeitpunkt t _Q an eine Erregerwicklung 7 a des Magnetventils 7 angelegt ist. Das heißt, es muß die Schließverzögerungszeit t _c berücksich­ tigt werden, welche der Abschnitt zwischen dem Zeitpunkt, an welchem der Ansteuerimpuls DP tatsächlich an die Erreger­ wicklung 7 a angelegt wird, und dem Zeitpunkt ist, an welchem das Unterdrucksetzen von Kraftstoff in der Hochdruckkammer 6 infolge des vollständigen Schließens des Magnetventils 7 möglich wird; auch muß die Öffnungsverzögerungszeit t _o be­ rücksichtigt werden, welche die Dauer zwischen dem Zeit­ punkt, an welchem das Anlegen des Ansteuerimpulses DP an die Ansteuerwicklung 7 a gestoppt wird, und dem Zeitpunkt ist, an welchem das Magnetventil 7 tatsächlich beginnt sich zu öff­ nen.

Deswegen hat die Einrichtung 1 eine erste Meßeinrichtung 18 zum Messen der Schließverzögerungszeit t _c jedesmal dann, wenn das Magnetventil 7 geschlossen wird, und eine zweite Meßein­ richtung 19 zum Messen der Öffnungsverzögerungszeit t _o jedesmal dann, wenn das Magnetventil 7 öffnet. Erste Daten DT₁ welche die gemessene Schließverzögerungszeit t _c darstellen, und zweite Daten DT₂, welche die gemessene Öffnungsverzögerungs­ zeit t _o darstellen, werden von den beiden Meßeinrichtungen 18 und 19 abgegeben. In diesem Fall ist die Schließverzögerungs­ zeit t _c ein Wert, welcher die Impulsbreite darstellt, welche dem Vorderflankenteil des Ansteuerimpulses DP hinzugefügt werden sollte, um den gewünschten tatsächlichen Öffnungszeit­ punkt t _Q des Magnetventils 7 zu realisieren, während die Öff­ nungsverzögerungszeit t _o ein Wert ist, welcher die Impuls­ breite darstellt, welche von dem Rückflankenteil des Ansteu­ erimpulses DP wegzunehmen ist, um die gewünschte tatsächli­ che Öffnungszeit t _Q des Magnetventils 7 zu realisieren.

Daten T₁, DT₁ und DT₂ werden in einem Addierer 20 entspre­ chend der in Fig. 1 dargestellten Signalpolarität addiert, um erste Impulsbreitendaten PW₁, welche die gewünschte Impulsbreite des Ansteuerimpulses DP darstellen, auf der Basis der Daten T₁, DT₁ und DT₂ zu erhalten. Die erste Da­ ten PW₁, die bei dieser Berechnung erhalten worden sind, werden an eine einen ersten Impuls erzeugende Einrichtung 21 an­ gelegt.

Die Einrichtung 21 ist als eine monostabile Multivibratorschal­ tung ausgelegt, welche die Impulsbreite des Ausgangsimpulses entsprechend externer Signale einstellen kann. Die Daten PW₁ werden an die Einrichtung 21 als ein externes Signal eingegeben, um deren Ausgangsimpulsbreite einzustellen; entsprechend einem Zeitsteuerimpuls TP₁, welcher von einer Zeitsteuerein­ heit 22 abgegeben worden ist, gibt die Einrichtung 21 einen er­ sten Impuls PS₁ mit einer Impulsbreite (=t _c +t _Q -t _o ) ab, welche durch die ersten Impulsbreitedaten PW₁ bestimmt ist.

Mit Hilfe der Zeitsteuereinheit 22 wird die Berechnung zum Steuern des Zeitpunkts des Kraftstoff-Einspritzbeginns durch­ geführt. Ein Bezugsimpulsgenerator 23 ist der Antriebswelle 8 zugeordnet und erzeugt einen Bezugsimpuls P _r , wenn die An­ triebswelle 8 eine vorbestimmte Bezugsdrehstellung erreicht hat. Mittels eines Hubfühlers 24 wird festgestellt, wann eine Ventilnadel eines (nicht dargestellten) Kraftstoffeinspritzven­ tils anhebt, wobei das Kraftstoff-Einspritzventil an einem vorherbestimmten Zylinder des Dieselmotors 2 angebracht ist; ein Anhebeimpuls P _n wird jedesmal dann erzeugt, wenn die Ventilnadel infolge der Kraftstoff-Einspritzung angehoben wird. Die Zeitsteuereinheit 22 erhält den Bezugsimpuls P _r , den Hubimpuls P _n und das Drehsignal S _N und berechnet einen optimalen Zeitpunkt für den Kraftstoff-Einspritzbeginn und erzeugt den Zeitsteuerimpuls TP₁ zu dem Zeitpunkt, welcher zu dem berechneten optimalen Zeitpunkt in Beziehung steht.

Wie vorstehend erläutert, ist wegen der Kraftstoff-Übertra­ gungsverzögerung in der Einspritzpumpe und der Ansprechver­ zögerung des Magnetventils 7 ein Zeitabschnitt t _c erforder­ lich, damit der Zeitsteuerimpuls TP₁ abgegeben wird und die tatsächliche Kraftstoff-Einspritzung begonnen wird. Folg­ lich wird der Zeitsteuerimpuls TP₁ von der einen ersten Im­ puls erzeugenden Einheit 21 unter Berücksichtigung der Ver­ zögerungszeit t _c abgegeben, so daß der erste Impuls PS₁ zu dem berechneten optimalen Steuerzeitpunkt für den Kraft­ stoff-Einspritzbeginn in der Zeitsteuerinheit 22 erzeugt wird.

Der erste Impuls PS₁ wird über eine Umschalteinrichtung 25 an einen Verstärker 26 angelegt. Der von dem Verstärker 26 verstärkte, erste Impuls PS₁ wird als Ansteuerimpuls DP abgegeben und an die Erregerwicklung 7 a des Magnetventils 7 angelegt.

Im folgenden werden die beiden Meßeinrichtungen 18 und 19 de­ tailliert beschrieben. Um die Zeit t _c zu messen, werden an die erste Meßeinrichtung 18 die ersten Impulse PS₁, welche, wie oben beschrieben, erhalten worden sind, und ein Feststellsignal S angelegt, welches von einem Schalter SW erzeugt worden ist, welcher durch einen Ventilkörper 7 b und ein Ventilgehäuse 7 c des Magnetventils 7 gebildet ist. Der Schalter SW arbeitet so, daß er angeschaltet ist, wenn der Ventilkörper 7 b auf dem durch das Gehäuse 7 c gebildeten Ventilsitz 7 d sitzt und arbeitet ferner so, daß er ausgeschaltet ist, wenn der Ven­ tilkörper 7 b von dem Ventilsitz 7 d getrennt ist. Um dies zu realisieren, ist der Schalter SW in der vorliegenden Aus­ führungsform in der Weise ausgeführt, daß ein Schaftteil 7 f des Ventilkörpers 7 b durch das Gehäuse 7 c geführt ist und eine Isolierschicht 7 g an der äußeren Gleitfläche des Schaftteils 7 f ausgebildet ist, um so den elektrisch iso­ lierten Zustand zwischen der äußeren Gleitfläche und dem Ge­ häuse 7 c beizubehalten. Das Gehäuse 7 c ist geerdet, und ein vorherbestimmter Spannungspegel von +V ist über einen Wider­ stand 27 und einen Federschuh 7 e an den Ventilkörper 7 b an­ gelegt. Der Federschuh 7 e ist von dem Ventilgehäuse durch eine auf einem Teil seiner Oberfläche ausgebildete Isolier­ schicht 7 h isoliert, aber über eine Rückholfeder 7 i mit dem Ventilkörper 7 b elektrisch verbunden. Folglich kann die Spannung, welche zwischen dem Ventilkörper 7 b und Erde ent­ sprechend dem Öffnen/Schließen des Schalters SW erzeugt wor­ den ist, als ein Signal S abgeleitet werden. Folglich liegt der Pegel des Signals S nur dann auf Erdpotential, wenn der Ventilkörper 7 b auf dem Ventilsitz 7 d sitzt, während, wenn der Ventilkörper 7 b von dem Ventilsitz 7 d getrennt ist, er ein vorherbestimmter hoher Pegel wird. Die zeitliche Steue­ rung der Pegeländerung dieses Festell-Signals S stellt den tatsäch­ lichen Zeitpunkt des Öffnens oder Schließens des Magnetven­ tils 7 dar.

Die erste Meßeinrichtung 18 mißt die Dauer von dem Zeitpunkt, an welchem der Pegel des ersten Impulses PS₁ von "L" auf "H" geändert wird, bis zu dem Zeitpunkt, an welchem der Pegel des Feststell-Signals S sich von "H" auf "L" ändert; die Daten, wel­ che die Verzögerungszeit t _c zum Schließen des Ventils dar­ stellen, was als Ergebnis dieses Meßvorgangs erhalten worden ist, werden als die ersten Daten DT₁ abgegeben.

Inzwischen erhält die zweite Meßeinrichtung 19 den Ausgang von der Umschalteinrichtung 25 und das Signal S; wenn nun die Einrichtung normal arbeitet, wird der Zeitabschnitt von dem Zeitpunkt, an welchem der Pegel des ersten Impulses PS₁ von "H" auf "L" geändert wird, bis zu dem Zeitpunkt gemessen, an welchem der Pegel des Feststell-Signals S sich von "L" auf "H" ändert. Die Daten, welche die Verzögerungszeit t _o zum Öffnen des Ventils dar­ stellen, das als Ergebnis dieser Messung erhalten worden ist, werden als die zweiten Daten DT₂ abgegeben.

Die Daten T₁ und die zweiten Daten DT₂ werden an eine Im­ pulsbreiten-Entscheidungseinheit 28 eingegeben, und die Be­ rechnung von t _Q -t _o wird auf der Basis der Daten T₁ und der zweiten Daten DT₂ durchgeführt. Zweite Impulsbreitenda­ ten PW₂, welche t _Q -t _o darstellen, werden von dieser abgege­ ben. Diese zweiten Daten PW₂ stellen die Impulsbreite des Ansteuerimpulses DP dar, der benötigt wird, um das Magnet­ ventil 7 tatsächlich während des Zeitabschnitts t _Q geschlos­ sen zu halten, welcher durch die Daten T₁ dargestellt ist, nachdem das Magnetventil 7 entsprechend dem ersten Impuls PS₁ angesteuert und tatsächlich geschlossen ist.

Die zweiten Impulsbreitedaten PW₂ werden an eine zweite Im­ pulserzeugungseinrichtung 29, die ähnlich wie die erste Ein­ richtung 21 ausgeführt ist, als Daten eingegeben, um die Aus­ gangsimpulsbreite für die zweite Einrichtung 29 festzulegen. An die Einrichtung 29 wird auch das Feststellsignal S als ein Trig­ gersignal angelegt, und sie gibt einen zweiten Impuls PS₂ mit einer Impulsbreite von t _Q -t _o entsprechend der Ände­ rung des Pegels des Feststellsignals S von "H" auf "L" ab. Der zweite Impuls PS wird an die Umschalteinrichtung 25 angelegt, und wenn die Umschalteinrichtung 25 von dem durch die ausgezogene Linie dargestellten Zustand in den durch die gestrichelte Linie dargestellten Zustand umgeschaltet wird, wird der zweite Impuls PS₂ über die Umschalteinrichtung 25 an den Verstärker 26 anstelle des ersten Impulses PS₁ angelegt.

Damit die Umschalteinrichtung 25 den vorstehend beschriebenen Schaltvor­ gang durchführen kann, ist eine Schaltersteuereinheit 30 vor­ gesehen, welche entsprechend dem Feststell-Signal S betätigt wird. Die Steuer-Einheit 30 arbeitet so, daß ein Signal mit einem Pegel "H" an ihrer Ausgangsleitung 30 a erzeugt wird, wenn sich der Pe­ gel des Feststell-Signals S von "H" auf "L" ändert; folglich ändert sich der Schaltzustand der Umschalteinrichtung 25 von dem durch die ausgezogene Linie wiedergegebenen Zustand in den durch die gestrichelte Linie wiedergegebenen Zustand. Die Schaltsteu­ ereinheit 30 arbeitet auch so, daß ein Signal mit dem Pegel "L" auf der Ausgangsleitung 30 a erzeugt wird, wenn sich der Pegel des Feststellsignals S von "L" auf "H" ändert, und die Umschalteinrichtung 25 umgeschaltet wird, wie durch die ausgezogene Linie dargestellt ist. Die Kraftstoff-Einstellung der in Fig. 1 dargestellten Kraftstoff-Einspritzeinrichtung 1 wird nunmehr anhand der in Fig. 3A bis 3F dargestellten Zeitdia­ gramme beschrieben.

Wenn der Pegel des Zeitsteuerimpulses TP₁, der von der Zeit­ steuereinrichtung 22 abgegeben worden ist zum Zeitpunkt t=t₁ von "L" auf "H" geändert wird, wird dementsprechend der er­ ste Impuls PS₁ von der ersten Einrichtung 21 abgegeben (Fig. 3A und 3B). Die Impulsbreite des ersten Impulses PS₁ ist durch die Daten T₁, DT₁ und DT₂ festgelegt und ist gleich: t _q +t _c -t _o . Zu diesem Zeitpunkt (t=t₁) ist das Magnet­ ventil 7 noch offen, so daß der Pegel des Feststell-Signals S "H" ist. Daher wird die Umschalteinrichtung 25 auf dem durch die ausgezogene Li­ nie dargestellten Zustand umgeschaltet (Fig. 3D).

Im Ergebnis wird dann der erste Impuls PS₁ über die Umschalteinrichtung 25 abgegeben, und der sich ergebende Ansteuerimpuls DP wird an die Erregerspule 7 a des Magnetventils 7 angelegt. Folg­ lich beginnt der Ventilkörper 7 b sich in Fig. 1 in einer Richtung nach rechts zu bewegen und sitzt zum Zeitpunkt t=t₂ auf dem Ventilsitz 7 d auf. Zu diesem Zeitpunkt ist das Magnetventil 7 vollständig geschlossen, und es beginnt eine Zufuhr des unter Druck gesetzten Kraftstoffs. Selbst­ verständlich ist der Zeitabschnitt von t₁ bis t₂ in diesem Fall die Verzögerungszeit t _c für das Schließen des Magnet­ ventils 7.

Wenn das Magnetventil 7 zum Zeitpunkt t=t₂ vollständig geschlossen ist, wird der Schalter SW so geschlossen, daß der Pegel des Feststellsignals S sich zum Zeitpunkt t=t₂ von "H" auf "L" ändert (Fig. 3D). Wenn es zu der vorstehend beschriebenen Pegeländerung des Feststellsignals S kommt, wird der zweite Impuls PS₂ von der zweiten Einrichtung 29 er­ zeugt, und gleichzeitig wird die Schaltersteuereinheit 30 getriggert, um den Pegel der Ausgangsleitung 30 von "L" in "H" zu ändern (Fig. 3G). Wenn folglich der Schalter SW ge­ schlossen ist, wird der zweite Impuls PS₂ über die Umschalteinrichtung 25 anstelle des ersten Impulses PS₁ abgegeben, und der An­ steuerimpuls DP hängt nach dem Zeitpunkt t=t₂ von dem zweiten Impuls PS₂ ab.

Die Impulsbreite des zweiten Impulses PS₂ ist zu diesem Zeit­ punkt durch die Daten T₁ und DT₂ festgelegt. Das heißt, sie ist gleich der Differenz zwischen der Zeit t _Q , welche von der Soll-Einspritzmenge zu diesem Zeitpunkt abhängt, welche von der diese Menge berechnenden Einheit 15 berechnet worden ist, und dem Zeitpunkt t _o , welcher durch die zweite Meßeinrichtung 19 auf der Basis der Betätigung des Magnetventils 7 zu einem vorher liegenden Zeitpunkt festgelegt worden ist. Da die Soll-Einspritzmenge jedesmal dann festgelegt wird, wenn sich die Antriebswelle 8 genau um 10° dreht, kann, selbst wenn eine plötzliche Motordrehzahländerung auftritt, eine Soll- Einspritzmenge erhalten werden, welche zu jedem beliebigen Zeitpunkt dem tatsächlichen Betriebszustand des Motors ent­ spricht. Auch wird die Zeit t _o jedesmal dann gemessen, wenn Kraftstoff eingespritzt wird. Dies stellt jedoch den Zeit­ punkt dar, an welchem der Ventilkörper 7 b beginnt, unter der Wirkung der Feder 7 i zurückzukehren, sobald die Erregerwick­ lung 7 a entregt ist und wird praktisch durch den Betriebszu­ stand des Motors nicht beeinflußt. Folglich stellt die Im­ pulsbreite des zweiten Impulses PS₂ den notwendigen Ansteu­ erzeitabschnitt des Magnetventils 7 dar, um die gewünschte Kraftstoff-Einspritzmenge gemäß dem Betriebszustand des Mo­ tors zu jedem Zeitpunkt mit äußerster Genauigkeit zu erhal­ ten.

Nachdem das Magnetventil 7 einmal durch den ersten Impuls PS₁ vollständig geschlossen ist, wird das Magnetventil 7 für einen Zeitabschnitt angesteuert, welcher der Impulsbreite des zweiten Impulses PS₂ entspricht; sowohl der Pegel des zweiten Impulses PS₂ als auch der des Ansteuerimpulses DP ändern sich zum Zeitpunkt t=t₃ von "H" auf "L". Nach einem Entregen zum Zeitpunkt t=t₃ beginnt sich das Magnetventil 7 zu öffnen, nachdem der Öffnungsverzögerungs-Zeitabschnitt t _o verstrichen ist, so daß sich der Pegel des Feststellsig­ nals S zum Zeitpunkt t=t₄ von "L" auf "H" ändert, welches ein Zeitabschnitt von t _o ist, der später als t=t₃ liegt (Fig. 3D). Folglich ändert sich der Pegel der Ausgangsleitung 30 a zum Zeitpunkt t=t₄ von "H" auf "L", und die Umschalteinrichtung 25 wird wieder umgeschaltet, wie durch die ausgezogene Linie dargestellt ist.

Während des Zeitabschnitts des vorerwähnten Steuervorgangs für das Magnetventil 7 werden die Zeitpunkte t _c und t _o durch die beiden Meßeinrichtungen 18 bzw. 19 gemessen, und die Ergeb­ nisse der gemessenen Daten DT₁ und DT₂ werden bei dem näch­ sten Steuervorgang des Magnetventils verwendet. Wie aus der vorstehenden Beschreibung zu ist, wird der erste Im­ puls PS₁ zum Schließen des Magnetventils 7 verwendet; nach­ dem das Ventil 7 durch den ersten Impuls PS₁ vollständig ge­ schlossen worden ist, wird der zweite Impuls PS₂ anstelle des ersten Impulses PS₁ als ein Signal zum Steuern des Schließabschnitts des Magnetventils 7 verwendet. Eine ge­ wünschte Kraftstoff-Einspritzmenge kann, wie oben ausgeführt, erhalten werden, da die Breite des zweiten Impulses PS₂ ge­ nau festgelegt ist, und auch deshalb, da das Magnetventil 7 mit der Breite des zweiten Impulses PS₂ ganz allein in Abhän­ gigkeit von der Verzögerungszeit t _c zum Schließen des Ventils 7 gesteuert werden kann, welche in großem Maße von der Bat­ teriespannung abhängt. Folglich kann eine äußerst genaue Ein­ stellung der Kraftstoff-Einspritzmenge erreicht werden.

Ferner muß bei der vorstehend beschriebenen Ausführung die Breite des ersten Impulses PS₁ einen entsprechenden Wert ha­ ben, welcher etwas größer als die Zeit t _c ist. Selbst wenn bei der Ausführung der in Fig. 1 dargestellten Ausführungs­ form die zweite Impulse erzeugende Einrichtung 29 und/oder die Impulsbreiten-Entscheidungseinheit 28 fehlerhaft arbeiten, kann die Steuerung des Magnetventils 7 mit einer vergleichs­ weise hohen Genauigkeit mit Hilfe des ersten Impulses PS₁ durchgeführt werden, so daß die Ausführung den Vorteil einer größeren Zuverlässigkeit aufweist. Auch kann eine Einrich­ tung mit derselben Funktion wie derjenigen des in Fig. 1 dar­ gestellten, elektrisch gesteuerten Abschnittes zum Steuern des Öffnens/Schließens des Magnetventils 7 mit Hilfe eines Mikrocomputers durchgeführt werden, in welchem ein vorherbe­ stimmtes Steuerprogramm ausgeführt wird; auch diese Arten von Steuereinrichtungen liegen im Rahmen der Erfindung.

Claims (8)

1. Kraftstoff-Einspritzeinrichtung mit einer Kraftstoff-Ein­ spritzpumpe mit einem Magnetventil, das zwischen einer Hoch­ druckkammer und einem Unterdruckteil der Kraftstoff-Einspritz­ pumpe angeordnet ist, so daß die Hochdruckkammer mit dem Un­ terdruckteil in Verbindung stehen kann, und so ausgeführt ist, um das Steuern einer Einspritzung von Kraftstoff, welcher einem zugeordneten Verbrennungsmotor zuzuführen ist, durch das Öff­ nen/Schließen des Magnetventils durchzuführen, mit einer Re­ cheneinrichtung zum Berechnen einer Soll-Kraftstoffmenge ent­ sprechend dem Betriebszustand des Verbrennungsmotors und zum Abgeben von Soll-Daten, die sich auf die Soll-Kraftstoffmenge beziehen, mit einer Einrichtung zum Erzeugen eines Zeitsteuer­ signals, das sich auf einen gewünschten Zeitpunkt bezüglich des Beginns einer Kraftstoff-Einspritzung bezieht, mit einer ersten Einrichtung, welche auf das Zeitsteuersignal anspricht, um einen ersten Impuls zu erzeugen, um den Zustand des Magnet­ ventils umzuschalten, damit Kraftstoff in der Hochdruckkammer unter Druck gesetzt werden kann, mit einer signalerzeugenden Einrichtung zum Erzeugen eines Feststellsignals, welches den Zeitpunkt anzeigt, an welchem das Magnetventil entsprechend dem ersten Impuls in einen Zustand umgeschaltet wird, in wel­ chem es möglich ist, daß Kraftstoff in der Hochdruckkammer unter Druck gesetzt wird, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine zweite Impulserzeugungseinrich­ tung (19, 29) vorgesehen ist, welche auf das Feststellsignal (S) und die Soll-Daten (T₁) anspricht, um einen zweiten Im­ puls mit einer Impulsbreite zu erzeugen, welche einem An­ steuerzeitabschnitt des Magnetventils (7) entspricht, der erforderlich ist, um die Soll-Kraftstoffmenge zu erhalten, wenn der Zustand des Magnetventils (7) tatsächlich in einen geforderten Zustand umgeschaltet wird, und eine Umschaltein­ richtung (25, 30) vorgesehen ist, welche auf den ersten Im­ puls (PS₁), den zweiten Impuls (PS₂) und das Feststellsignal (S) anspricht, um Ansteuersignale für das Magnetventil (7) zu erzeugen, um den Zustand des Magnetventils (7) entspre­ chend dem ersten Impuls (PS₁) in den geforderten Zustand um­ zuschalten, und um danach den geforderten Zustand für eine Dauer aufrechtzuerhalten, welche der Impulsbreite des zweiten Impulses (PS₂) entspricht.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Soll-Daten-Zeitdaten sind, welche einen Betriebszeitabschnitt des Magnetventils (7) anzeigen, der erforderlich ist, um die Soll-Kraftstoffmenge zu erhal­ ten.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die erste Einrichtung eine Korrektur­ einrichtung (20) ist, um die Zeitdaten zu korrigieren, indem die Ansprechcharakterisik des Magnetventils (7) berücksich­ tigt wird.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine erste Meßeinrichtung (18) vorge­ sehen ist, welche auf den ersten Impuls (PS₁) und das Fest­ stellsignal (S) anspricht, um eine Schließverzögerungszeit des Magnetventils (7) zu messen, und daß Daten, welche sich auf die Schließverzögerungszeit beziehen, als Korrekturdaten an die Korrektureinrichtung angelegt werden.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die zweite Impulserzeugungseinrich­ tung eine zweite Meßeinrichtung (19) zum Messen einer Öff­ nungsverzögerungszeit des Magnetventils (7), eine Einrich­ tung (20), welche auf die Soll-Daten und den Ausgang von der zweiten Meßeinrichtung (19) anspricht, um einen An­ steuerzeitabschnitt des Magnetventils (7) zu berechnen, welcher notwendig ist, um Kraftstoff in der genauen Soll- Kraftstoffmenge einzuspritzen, und eine zweite Impule er­ zeugende Einrichtung (29) aufweist, welche auf ein Signal anspricht, welches den berechneten Ansteuerzeitabschnitt anzeigt, um den zweiten Impuls (PS₂) zum Zeitpunkt der Abgabe des Feststellsignals (S) zu erzeugen.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die zweite Impulse erzeugende Ein­ richtung (29) eine monostabile Multivibratorschaltung (29) ist, an welcher das Feststellsignal (S) als ein Trigger­ signal angelegt wird, und die Breite des Ausgangsimpulses der monostabilen Multivibratorschaltung (29) entsprechend dem Signal festgelegt wird, welches den berechneten An­ steuerabschnitt anzeigt.

7. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Recheneinrichtung eine Ein­ richtung (15), um die Soll-Kraftstoffmenge entsprechend dem Betriebszustand des Verbrennungsmotors (2) zu berech­ nen, und eine Einrichtung (16) aufweist, um das berechnete Ergebnis, das die Soll-Kraftstoffmenge anzeigt, in Zeitda­ ten umzusetzen, welche einen Ansteuerzeitabschnitt des Ma­ gnetventils (7) anzeigen, welcher erforderlich ist, um die Soll-Kraftstoffmenge zu erhalten.

8. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die signalerzeugende Einrichtung eine Schalteinrichtung (SW) aufweist, welche durch einen Ventilkörper (7 c) und einen Ventilsitz (7 d) des Magnet­ ventils (7) gebildet ist.