DE3619899C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Steuern eines Kraftstoffeinspritzzeitpunktes einer Kraftstoffeinspritzpumpe, und betrifft insbesondere eine Kraftstoffeinspritzzeitsteuereinrichtung zum Steuern des Kraftstoffeinspritzzeitpunkts einer Kraftstoffeinspritzpumpe, welche entsprechend ausgeführt ist, um die Kraftstoffeinspritzeinstellung durch Steuern des Öffnens/Schließens eines Magnetventils durchzuführen, das zwischen einer Hochdruckkammer und einem Niederdruckteil der Kraftstoffeinspritzpumpe angeordnet ist.

Aus der japanischen Offenlegungsschrift 59-2 31 150 ist eine Einrichtung zum Steuern eines Kraftstoffeinspritzzeitpunkts einer Kraftstoffeinspritzpumpe bekannt, um den Einspritzvoreilwinkel von Kraftstoff, der von der Einspritzpumpe eingespritzt worden ist, zu einem zugeordneten Verbrennungsmotor zu steuern, wobei die Einspritzpumpe ein Magnetventil aufweist, welches zwischen einer Hochdruckkammer und einem Niederdruckteil der Kraftstoffeinspritzpumpe angeordnet ist, so daß die Hochdruckkammer mit dem Niederdruckteil in Verbindung kommen kann und entsprechend einem Ansteuerimpulssignal geöffnet/ geschlossen wird, das von einem Ansteuerimpulsgenerator erzeugt worden ist. Bei dieser bekannten Einrichtung ist eine Drehzahlfühleinrichtung vorhanden, welche ein die Drehzahl der Kraftstoffeinspritzpumpe wiedergebendes Signal erzeugt.

Bei dieser Art Kraftstoffeinspritzpumpe muß das Steuern des Kraftstoffeinspritzzeitpunkts (der Einspritzvoreilwinkel) mit einer Verzögerung in dem Ansprechverhalten des in Betracht gezogenen Magnetventils durchgeführt werden. Deswegen ist bei dieser bekannten Konstruktion eine Einrichtung beschrieben, in welcher ein Sollzündzeitpunkt entsprechend dem Betriebszustand eines Motors berechnet wird, und der tatsächliche Einspritzzeitpunkt eines ganz bestimmten Zylinders unter Berücksichtigung einer Anzahl Zylinder des Motors festgestellt wird, um die Zeitdifferenz zwischen dem Sollzündzeitpunkt und dem tatsächlichen Zündzeitpunkt zu messen, wobei der Zündzeitpunkt jedes Zylinders entsprechend gesteuert wird, um so die Differenz auf Null zu verringern. In dieser herkömmlichen Einrichtung ist jedoch der Sensor zum Feststellen des tatsächlichen Zündzeitpunkts nur an einem einer Anzahl Zylinder des Motors angebracht, und das Steuern des Zündzeitpunkts der anderen Zylinder wird entsprechend der Zeitdifferenz zwischen dem Soll- und dem Ist-Zündzeitpunkt dieses speziellen, in Betracht gezogenen Zylinders durchgeführt. Folglich ergibt sich in dem Fall, daß die Motordrehzahl sich plötzlich geändert hat, die Schwierigkeit, daß der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt nicht genau gesteuert werden kann.

Aus der DE-OS 33 38 297 ist eine besondere Konstruktion einer Kraftstoffeinspritzpumpe zum Speisen einer Brennkraftmaschine bekannt, welche ein umlaufendes Verteilerelement und ein Überströmventil aufweist. Das Überströmventil ist mit einem Ventilelement ausgestattet, welches in seine Schließstellung bewegt wird, um ein Überströmen von Kraftstoff von der Hochdruckseite der Kraftstoffpumpe zu verhindern. Ein Wandler mit einem Kern und einer Wicklung ist vorgesehen, um Signale zu erzeugen, aus denen der Zeitpunkt des Öffnens und des Schließens des Ventils bestimmt werden kann. Diese Signale werden in einem Steuersystem ausgewertet, um den Betrieb der Kraftstoffpumpe zu steuern bzw. zu regeln. Ferner ist aus dieser Druckschrift bekannt, daß Magnetventile eine gewisse Verzögerung beim Ansprechen aufweisen und daß die Magnetventile im Laufe ihres Betriebes Änderungen in ihrer Federkraft erfahren können, so daß sich die Öffnungs- und Schließcharakteristik des Ventils im Laufe des Gebrauches ändern kann. Außerdem kann sich auch das Ansprechverhalten von Ventiltyp zu Ventiltyp ändern, und damit können sich auch die Ansprechzeiten der verschiedenen Magnetventile ändern. Bei der bekannten Kraftstoffpumpe sind jedoch keinerlei Einrichtungen vorhanden, um dieses verzögerte Ansprechverhalten mit zu berücksichtigen bzw. die Ansprechverzögerung unabhängig von der Betriebsdauer des betreffenden Ventils bei der Steuerung des Kraftstoffeinspritzzeitpunktes mit zu berücksichtigen.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, die Einrichtung zum Steuern eines Kraftstoffeinspritzzeitpunktes einer Kraftstoffeinspritzpumpe der vorliegenden Art zu schaffen, welche die Möglichkeit bietet, den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt unabhängig von der Ansprechverzögerung des verwendeten Magnetventils oder auch unabhängig von Änderungen im Ansprechverhalten des Magnetventils sehr genau steuern zu können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Bei der Einrichtung nach der vorliegenden Erfindung wird die Ansprechverzögerung des Kraftstoffeinspritzventils bei der Ermittlung des Sollvoreilwinkels bei der Kraftstoffeinspritzung vollständig berücksichtigt, so daß durch die Einrichtung nach der vorliegenden Erfindung eine erhebliche Verbesserung der Genauigkeit der zeitlichen Steuerung der Kraftstoffeinspritzung erreicht wird.

Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 9.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Hinweis auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1A und 1B ein Blockdiagramm einer Ausführungsform einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit Merkmalen nach der Erfindung und

Fig. 2A bis 2J Zeitdiagramme zum Beschreiben der Betriebsweise der in Fig. 1 dargestellten Einrichtungen.

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm einer Ausführungsform einer Einrichtung zum Steuern eines Kraftstoffeinspritzzeitpunkts einer Kraftstoffeinspritzpumpe, bei welcher eine Taktsignal-Erzeugungseinrichtung verwendet wird. Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung 1 weist eine Kraftstoffeinspritzpumpe 3 auf, welche von einem Dieselmotor 2 angetrieben wird, und zugeführten Kraftstoff in den Dieselmotor 2 einspritzt. In der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform ist diese Kraftstoffeinspritzpumpe eine Verteiler-Kraftstoffeinspritzpumpe, und ein Plungerkolben 5, welcher in einem Plungerzylinder 4 eingesetzt ist, dreht sich zusammen mit der Hin- und Herbewegung gemäß der Kurvenform einer Kurvenscheibe 5a, welche durch die angelegte Rotationsenergie des Dieselmotors 2 angetrieben wird. Folglich wird der Kraftstoff, welcher durch eine Hochdruckkammer 6 unter Druck gesetzt ist, unter Druck nacheinander den einzelnen Zylindern C₁ bis C₄ des Dieselmotors 2 zugeführt. Um die Kraftstoffmenge zu steuern, ist diese Kraftstoffeinspritzpumpe 3 mit einem normalerweise offenen Magnetventil 7 mit einer Erregerspule 7a versehen, wodurch die Hochdruckkammer 6 mit dem Niederdruckteil in der Kraftstoffeinspritzpumpe 3 in Verbindung gebracht werden kann. Wenn ein Ansteuerimpuls DP, welcher in einer später noch zu beschreibenden Weise abgegeben wird, an die Erregerspule 7a angelegt wird, so daß sie (7a) erregt wird, bewegt sich ein Ventilkörper 7b entgegen der Kraft einer Rückhohlfeder 7c in Fig. 1 nach rechts und sitzt auf einem Ventilsitz 7e auf, welcher durch ein Ventilgehäuse 7d gebildet ist, wodurch dann das Magnetventil 7 in einen geschlossenen Zustand gebracht ist.

Wenn sich das Magnetventil 7 in einem offenen Zustand befindet, ist die Hochdruckkammer 6 mit dem Niederdruckteil in Verbindung gebracht, folglich wird daraus kein Kraftstoff eingespritzt, selbst wenn der Plungerkolben 5 Hubbewegungen ausführt.

Wenn dagegen das Magnetventil 7 durch die Erregung der Erregerspule 7a geschlossen wird, wird die Hochdruckkammer 6 von dem Niederdruckteil getrennt, der Kraftstoff wird in der Hochdruckkammer 6 entsprechend der Hubbewegung des Plungerkolbens 5 unter Druck gesetzt, und es wird ein Zustand erzeugt, in welchem Kraftstoff zugeführt werden kann. Wenn das Magnetventil 7 während der Kraftstoffzufuhr geöffnet wird, wird der unter Druck gesetzte Kraftstoff in der Hochdruckkammer 7 freigesetzt, und die Kraftstoffzufuhr unter Druck ist beendet.

Eine Kraftstoffeinspritzpumpe, welche entsprechend ausgeführt ist, um den Start- und Beendigungszeitpunkt der Zufuhr von unter Druck gesetztem Kraftstoff mit Hilfe eines Magnetventils zu steuern, wie oben ausgeführt wird, ist an sich allgemein bekannt, so daß in Fig. 1 nur die Hauptteile dieser Ausführung dargestellt sind und die baulichen Einzelheiten in vereinfachter Form wiedergegeben sind.

Um den Drehzustand einer Antriebswelle 8 der Kraftstoffeinspritzpumpe 3 festzustellen, ist die Antriebswelle 8 mit einer Drehzahlfühleinrichtung 11 versehen, welche einen Impulsgeber und eine zugeordnete elektromagnetische Aufnehmerspule 10 aufweist. In der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform ist der Dieselmotor 2 ein Viertakt-Vierzylinder-Motor, und an dem Umfang des Impulsgebers sind in 10°-Intervallen 36 Zähne vorgesehen. Folglich wird, jedesmal wenn sich die Antriebswelle 8 um 10° dreht, ein elektrisches Signal von der Aufnehmerspule 10 abgegeben. Dieses elektrische Signal wird an einen Drehzahldetektor 12 als ein Drehimpulssignal S_N eingegeben, wobei das Zeitintervall des von der Aufnehmerspule 10 abgegebenen Signals auf der Basis des (Dreh-)Impulssignals S_N gemessen wird; Drehzahldaten D_N, welche die Drehzahl des Dieselmotors 2 zu jedem Zeitpunkt darstellen, werden auf der Basis dieses Meßergebnisses abgegeben. Der Inhalt der Drehzahldaten D_N wird jedesmal dann erneuert, wenn ein Signal von der Aufnehmerspule 10 abgegeben wird; mit anderen Worten, jedesmal wenn die Antriebswelle sich um 10° dreht, werden die erneuerten Daten einer Zeitsteuereinheit 13 zugeführt.

Der Impulsgeber 9 ist an der Antriebswelle so befestigt, daß ein vorherbestimmter Zahn von den 36 Zähnen, die an der Außenseite des Impulsgebers 9 vorgesehen sind, der elektromagnetischen Aufnehmerspule 10 zu einem Zeitpunkt gegenüberliegt, bevor der Ansteuerimpuls DP für die Kraftstoffeinspritzung in den Zylinder C₁ abgegeben wird, unmittelbar bevor der (nicht dargestellte) Kolben, welcher in dem Zylinder C₁ des Dieselmotors 2 vorgesehen ist, für eine Kompression seinen oberen Totpunkt erreicht hat, aber nachdem der Ansteuerimpuls DP, der einer vor diesem gelegen hat, in seinem Pegel abgefallen ist. Um den Zeitpunkt im voraus wissen zu können, an welchem der vorher bestimmte Zahn gegenüber der elektromagnetischen Aufnehmerspule 10 zu liegen kommt, ist ein Impulsgenerator 26 mit einem Impulsgeber 27 mit einem einzigen Zahn 27a und einer elektromagnetischen Aufnehmerspule 28 vorgesehen, welche dem Impulsgeber 27 zugeordnet ist. Der Impulsgeber 27 ist an der Antriebswelle 8 in der Weise angebracht, daß der Zahn 27a gegenüber der elektromagnetischen Aufnehmerspule 28 zu einem Zeitpunkt zu liegen kommt, welcher später als der Zeitpunkt liegt, an welchem der Zahn, der eins vor dem vorbestimmten Zahn des Impulsgebers 9 liegt, in Gegenüberlage zu der elektromagnetischen Aufnehmerspule 10 zu liegen kommt, aber früher als der Zeitpunkt liegt, an welchem der vorher bestimmte Zahn in Gegenüberlage mit der elektromagnetischen Aufnehmerspule 10 kommt. Folglich stellt das Signal, das von der Drehzahlfühleinrichtung 11 abgegeben worden ist, unmittelbar nachdem der Bezugsimpuls Pr als ein TDC- Impuls von dem Impulsgenerator 26 erzeugt worden ist, wenn der Zahn 27a in Gegenüberlage zu der elektromagnetischen Aufnehmerspule 10 kommt, den Zeitpunkt des oberen Totpunkts in dem Zylinder C₁ dar. Folglich kann die Erzeugung dieses TDC-Impulses, der in dem impulsförmigen Signal SN enthalten ist, der von der Drehzahlfülleinrichtung 11 abgegeben worden ist, mit Hilfe des Bezugsimpulses Pr von den anderen Impulsen unterschieden werden.

Ein Hubfühler 14 ist vorgesehen, um den Anhebezeitpunkt eines Nadelventils eines (nicht dargestellten) Kraftstoffeinspritzventils festzustellen, welcher an dem Zylinder C₁ des Dieselmotors 2 angebracht ist. Ein Hubimpuls PL wird von dem Hubfühler 14 jedesmal dann erzeugt, wenn das Nadelventil angehoben und das Kraftstoffeinspritzventil durch den Druck des Kraftstoffs geöffnet wird, welcher von der Kraftstoffeinspritzpumpe zugeführt wird.

Um die Einspritzverzögerungszeit, nämlich den Abschnitt von dem Zeitpunkt, an welchem der Ansteuerimpuls DP abgegeben wird, bis zu dem Zeitpunkt, an welchem die Kraftstoffeinspritzung in den Zylinder, welche dem Ansteuerimpuls entspricht, gestartet wird, zu messen, werden der Hubimpuls PL und der Ansteuerimpuls DP an eine Meßeinheit 15 (zweite Einrichtung) angelegt, an welche auch der Bezugsimpuls Pr eingegeben wird. Die Meßeinheit 15 hat ein Flip-Flop 151, und der Bezugsimpuls Pr und der Ansteuerimpuls DP werden an dessen Setzanschluß S bzw. an dessen Rücksetzanschluß R angelegt. Das Flip-Flop 151 ist verwendet, um durch den Bezugsimpuls Pr gesetzt und zurückgesetzt zu werden, wenn der Pegel des Ansteuerimpulses DP sich von "L" auf "H" ändert. Der Ausgangsanschluß Q des Flip-Flops 151 ist mit dem Startanschluß S eines Binärzählers 152 verbunden, der auch einen Stoppanschluß STP aufweist, an welchen der Hubimpuls PL angelegt wird; Taktimpulse CL, die durch einen Taktimpulsgenerator 16 erzeugt worden sind, werden an einen Taktanschluß CLK des Zählers 152 angelegt. Der Zähler 152 wird rückgesetzt und beginnt die Taktimpulse CL zu zählen, wenn der Pegel des Augangsanschlusses Q sich von "H" auf "L" ändert; der Zählvorgang des Zählers 152 wird gestoppt, wenn der Hubimpuls PL an dessen Stoppanschluß STP angelegt wird. Das Zählergebnis des Zählers 152 wird in Form von Zähldaten CD abgegeben.

Folglich wird der Zähler 152 durch das Flip-Flop 151 entsprechend dem Anstieg im Pegel des Ansteuerimpulses DP für die Kraftstoffeinspritzung an dem Zylinder C₁ rückgesetzt, gleichzeitig beginnt der Zähler 151 die Anzahl Taktimpulse CL zu zählen, welche durch den Taktimpulsgenerator 16 erzeugt worden sind. Der Zählvorgang des Zählers 152 ist entsprechend dem Anlegen des Hubimpulses PL beendet, wodurch die Anzahl Taktimpulse, welche während des Zeitabschnitts von dem Zeitpunkt an, an welchem der Pegel des betreffenden Ansteuerimpulses DP sich von "L" auf "H" ändert, bis zu dem Zeitpunkt erzeugt werden, an welchem der Hubimpuls PL abgegeben wird, gezählt wird. Folglich zeigen die Zähldaten CD, welche von der Meßeinheit 15 abgegeben werden, die Einspritzverzögerungszeit an.

Der Block 18 ist eine Sensoreinheit, welche einen vorherbestimmten Betriebszustand des Dieselmotors 2 und nicht die Drehzahl des Dieselmotors 2 feststellt und welcher Betriebszustandsdaten DS abgibt, welche das Feststellergebnis wiedergeben. Die Betriebszustandsdaten DS von der Sensoreinheit 18 werden an eine Sollkraftstoffmengen-Berechnungseinheit 19 angelegt, an welche auch die Drehzahldaten DN angelegt werden.

Die Sollkraftstoffmengen-Berechnungseinheit 19 berechnet die optimale Kraftstoffmenge für den Betriebszustand des Dieselmotors 2 zu dem jeweiligen Zeitpunkt auf der Basis von vorherbestimmten Regelcharakteristikdaten entsprechend den Betriebszustandsdaten DS und den Drehzahldaten DN. Die Berechnungseinheit 19 gibt Ventilschließzeitpunktdaten To an einen ersten Impulsgenerator 20 als Daten zum Bestimmen der Impulsbreite des Ansteuerimpulses DP ab; wenn ein Ansteuerimpulssignal Pt, welches, wie später noch beschrieben wird, erzeugt wird, an den ersten Impulsgenerator 20 als ein Triggerimpuls angelegt wird, wird ein Ansteuerimpuls DP mit einer Impulsbreite, welche durch die Ventilschließzeitpunktdaten To zu diesem Zeitpunkt festgelegt worden ist, von dem ersten Impulsgenerator 20 erzeugt und an die Erregerspule 7a des Magnetventils 7 angelegt.

Im folgenden wird nunmehr eine Zeitsteuereinheit 13 zum Bestimmen des Zeitpunkts der Abgabe des Ansteuerimpulses DP von dem ersten Impulsgenerator 20 beschrieben. Die Zeitsteuereinheit 13 hat eine Umsetzeinheit 17, welche die Zähldaten CD und die Drehzahldaten DN erhält und auf der Basis dieser Daten die Einspritzverzögerungszeit, welche durch die Zähldaten CD dargestellt sind, in den entsprechenden Drehwinkel der Antriebswelle 8 umsetzt. Insbesondere setzt die Umsetzeinheit 17 die durch die Zähldaten CD dargestellte Zeit in den Drehwinkel der Antriebswelle 8 auf der Basis der durch die Drehzahldaten DN dargestellte Motordrehzahl zu dem jeweiligen Zeitpunkt um; der Winkel R₂, der sich aus dieser Umsetzung ergibt, wird in Form von Korrekturdaten Dc abgegeben. Wie aus der vorstehenden Beschreibung zu ersehen ist, weist die Verzögerungszeit nicht nur die Betriebsverzögerung, d. h. die Zeit vom Anlegen des Ansteuerimpulses DP an dem Magnetventil 7 bis zu dem tatsächlichen Schließen des Magnetventils 7, sondern auch die Kraftstoffübertragungs- Verzögerungszeit auf, d. h. den Zeitabschnitt, bis zu welchem der unter Druck gesetzte Kraftstoff tatsächlich in den Zylinder eingebracht ist.

Die Zeitsteuereinheit 13 hat auch eine Solleinspritzzeit- Berechnungseinheit 21 (erste Recheneinrichtung), welche entsprechend den Betriebszustandsdaten DS und den Drehzahldaten DN einen optimalen Einspritzzeitpunkt für den Betriebszustand des Dieselmotors 2 jeden Augenblick berechnet und Sollsteuerdaten, welche den berechneten optimalen Einspritzzeitpunkt darstellt, an eine Datenumsetzeinheit 22 abgibt. Die Einheit 22 erhält auch Daten FD, welche von einem Datengenerator 32 erzeugt worden sind und stellt den Zeitabschnitt zwischen dem Augenblick, an welchem der Kolben des Zylinders C₁ des Dieselmotors 2 seinen oberen Totpunkt erreicht und dem Augenblick der Ausgabe des Impulssignals S_N dar, der unmittelbar nach dem Bezugsimpuls Pr abgegeben wird. Die Daten FD werden als die Differenz in der Winkelstellung der Antriebswelle 8 zwischen diesen zwei Augenblicken ausgedrückt.

Das heißt, die Daten FD stellen die Winkeldifferenz zwischen einer Bezugswinkelstellung der Antriebswelle 8 der Kraftstoffeinspritzpumpe 3 und der Stellung der Kurbelwelle des Dieselmotors 2 dar, wenn sie verbunden werden. Die Daten FD können auf der Basis der tatsächlichen Winkeldifferenz, welche von dem Verknüpfungszustand zwischen der Antriebswelle 8 der Einspritzpumpe 3 und der Kurbelwelle des Dieselmotors 2 abhängt, auf den geforderten Wert in dem Datengenerator 32 gesetzt werden.

Basierend auf diesen Daten FD und TD gibt die Datenumsetzeinheit 22 Sollwinkeldaten TAD ab, welche den Winkel R₁ der Antriebswelle 8 darstellen, welcher dem Solleinspritz- Voreilwinkelwert entspricht.

Die Sollwinkeldaten TAD geben die Winkelstellung der Antriebswelle 8 an, bei welcher die Kraftstoffeinspritzung tatsächlich begonnen werden sollte, während die Korrekturdaten D_C die Länge des Abschnitts zwischen dem Augenblick, an welchem der Ansteuerimpuls DP abgegeben wird, und dem Augenblick, an welchem die Kraftstoffeinspritzung tatsächlich gestartet wird, als den Winkel der Antriebswelle 8 darstellen. Um Daten zu erhalten, welche den Zeitpunkt darstellen, an welchem der Ansteuerimpuls DP auf der Basis der Daten TAD und Dc abgegeben werden sollte, ist eine Zeitberechnungseinheit 23 (zweite Recheneinrichtung) vorgesehen. Die Recheneinrichtung 23 berechnet die Differenz zwischen dem durch die Sollwinkeldaten TAD dargestellten Antriebswellenwinkel R₁ und dem durch die Korrekturdaten Dc dargestellten Antriebswellenwinkel R₂. Daten Dx, welche die Differenz R₁-R₂ darstellen, werden von der Recheneinrichtung 23 abgegeben und an eine Berechnungseinheit 24 angelegt.

In der Berechnungseinheit 24 wird ein Winkel von 10°, welcher der Winkelabstand zwischen den Zähnen an der Außenfläche des Impulsgebers 9 ist, von dem Winkel R₁-R₂ subtrahiert, welcher durch die Winkel Dx dargestellt ist.

Die Zehner-Ziffer dieser Differenz wird als A festgelegt und durch Daten D_y dargestellt, während die Einer- Zahl durch B festgelegt ist und durch Daten D_z dargestellt ist. Die Daten D_y und die Daten D_z werden von der Recheneinheit 24 ausgegeben.

Eine Zähleinheit 25 erhält den Bezugsimpuls P_r von dem Impulsgenerator 26 und das Impulssignal S_N von der Drehzahlfühleinrichtung 11. Die Zähleinheit 25 hat ein Flip-Flop 251; der Bezugsimpuls P_r und das Drehimpulssignal S_N werden an dessen Setzanschluß S bzw. dessen Rücksetzanschluß R angelegt. Das Flip-Flop 251 wird durch das Anlegen des Bezugsimpulses P_r gesetzt und durch das Anlegen des Impulses des Impulssignals S_N rückgesetzt. Der Ausgangsanschluß Q des Flip-Flops 251 ist mit dem Rücksetzanschluß R eines Binärzählers 252 verbunden, der einen Taktanschluß CL aufweist, an welchen das Impulssignal S_N als Taktimpulse angelegt werden. Der Zähler 252 wird rückgesetzt und beginnt die Impulse des Impulssignals S_N zu zählen, wenn der Pegel des Ausgangsanschluß Q des Flip-Flops 251 sich von "H" auf "L" ändert. Das Zählergebnis des Zählers 252 wird als Daten CR ausgegeben.

Folglich wird der Zähler 252 durch das Impulssignal S_N rückgesetzt, welches abgegeben wird, unmittelbar nachdem der Bezugsimpuls Pr abgegeben wird; hierauf wird der Inhalt des Zählvorgangs um Eins jedesmal dann inkrementiert, wenn das Impulssignal S_N abgegeben wird.

Die Daten CR, welche das Ergebnis dieses Zählvorgangs darstellen, werden an eine Recheneinheit 40 angelegt, in welcher der Inhalt der Daten CR durch 9 geteilt wird, und der Rest dieser Teilung wird in Form von Daten DR abgegeben. Diese Operation wird durchgeführt, da der Dieselmotor 2 ein Viertakt-Vierzylinder-Motor ist, bei welchem der Kolben die obere Totpunktstellung für eine Kompression viermal während einer Umdrehung des Impulsgebers 9 einnimmt. Die Daten DR von der Recheneinheit 40 werden an eine Unterscheidungseinheit 29 angelegt, in welcher unterschieden wird, ob der Inhalt der Daten Dy mit dem Inhalt der Daten DR übereinstimmt oder nicht. Der Pegel der Ausgangsleitung 29a der Unterscheidungseinheit 29 wird nur in dem Fall "H", wenn der Inhalt der Daten DR mit demjenigen der Daten Dy übereinstimmt.

Ein Eingangsanschluß eines UND-Gliedes 30 ist mit der Ausgangsleitung 29a verbunden, während der andere Eingangsanschluß mit der elektromagnetischen Aufnehmerspule 10 verbunden ist. Folglich wird, wenn das Impulssignal S_N während des hohen Zustands der Ausgangsleitung 29a abgegeben wird, das Impulssignal S_N über das UND-Glied 30 abgeleitet und als ein Triggersignal an einen zweiten Impulsgenerator 31 angelegt.

Der zweite Impulsgenerator 31 wird durch den Ausgang von dem UND-Glied 30 getriggert, um das Ansteuerimpulssignal P_t abzugeben. Die Daten D_z werden in den Impulsgenerator 31 als Information eingegeben, um die Impulsbreite des Ansteuerimpulssignals P_t festzulegen. Folglich wird der zweite Impulsgenerator 31 durch ein Drehimpulssignal S₂ getriggert, welches abgegeben wird, unmittelbar nachdem der Inhalt der Daten DR mit dem Inhalt der Daten D_y, d. h. A, übereinstimmt, und ein Ansteuerimpulssignal P_t, dessen Impulsbreite durch die Daten D_z festgelegt ist, wird abgegeben. Die Daten D_z stellen einen Drehwinkel B (<10°) der Antriebswelle 8 dar, und die Impulsbreite des Ansteuerimpulssignals P_t, welches durch die Daten D₂ festgelegt worden ist, wird so eingestellt, daß es dem Drehwinkel B entspricht. Folglich ist, wenn die Drehstellung der Antriebswelle 8 bei der Abgabe des Drehimpulssignals S_N null Grad ist, welcher unmittelbar nach der Abgabe des Ansteuerimpulssignals P_r abgegeben wird, der Zeitpunkt der Rückflanke des Ansteuerimpulssignals P_t der Winkelzeitpunkt R₁-R₂.

Der erste Impulsgenerator 20 wird zu dem Zeitpunkt der Rückflanke des Ansteuerimpulssignals P_t getriggert, und der Ansteuerimpuls DP, dessen Impulsbreite durch die Ventilschließzeitdaten T₀ gesetzt worden ist, wird von dem ersten Impulsgenerator 20 abgegeben.

Eine Beschreibung der Arbeitsweise der in Fig. 1 dargestellten Kraftstoffeinspritzeinrichtung 1 wird nunmehr anhand der Fig. 2A bis 2J gegeben. Fig. 2A zeigt eine Wellenform des Bezugsimpulses Pr, während in Fig. 2b eine Wellenform eines Impulssignals S_N dargestellt ist. Der Bezugsimpuls Pr ist eine Impulsfolge, die aus Impulsen besteht, von denen jeweils einer jedesmal dann abgegeben wird, wenn sich die Antriebswelle 8 um 360° dreht, während das Impulssignal S_N eine Impulsfolge ist, welche aus Impulsen besteht, von welchen einer jedesmal dann abgegeben wird, wenn sich die Antriebswelle 8 um 10° dreht. Wie vorstehend ausgeführt, überträgt in der Einrichtung 1 die Datenumsetzeinheit 22 die Sollwinkeldaten TAD, in welchen der Solleinspritzzeitpunkt als die Winkelstellung der Antriebswelle 8 dargestellt wird, die Umsetzeinheit 17 erzeugt die Korrekturdaten Dc, in welchen die Größe der Kraftstoffeinspritzverzögerung als die Winkelstellung der Antriebswelle 8 dargestellt wird. Die beiden Daten TAD und Dc werden in die zweite Recheneinrichtung 23 eingegeben, und die Differenzberechnung zwischen der durch die Sollwinkeldaten TAD dargestellte Winkelposition R₁ und der durch die Korrekturdaten Dc dargestellten Drehgröße R₂ wird durchgeführt. Um die restliche Beschreibung konkreter vornehmen zu können, wird R₁ der Wert von 70° und R₂ der Wert von 22° gegeben. Folglich wird der Inhalt der Daten Dx, welche von der zweiten Recheneinrichtung 23 abgegeben worden sind, 48°. Die Recheneinheit 24 gibt Daten Dy ab, welche als Inhalt die Zahl 3 haben, welche dann eine Zehner-Zahl aus der Berechnung (48°-10°)=38° ist; die Daten Dz, welchen als Inhalt die Zahl 8 haben, werden dann zu einer Einer-Zahl des Winkels 38°.

Der Zähler 252 wird zum Zeitpunkt t=t₁ rückgesetzt, wenn die Ausgabezeitsteuerung des Impulssignals S_N abgegeben wird, welches abgegeben wird unmittelbar nach der Ausgabe des Bezugsimpulses Pr, woraufhin der Zählwert um Eins jedesmal dann inkrementiert wird, wenn ein einzelner Impuls des Impulssignals S_N abgegeben wird. Der Inhalt der Daten DR ist in Fig. 2C dargestellt. Folglich wird jedesmal dann, wenn der vierte Impuls nach der Erzeugung des Bezugsimpulses in die Zähleinheit 25 zum Zeitpunkt t=t₂ eingegeben wird, der Inhalt der Daten CR 3, so daß der Inhalt der Daten DR ebenfalls 3 wird. Dementsprechend ändert sich der Pegel auf der Ausgangsleitung 29a der Unterscheidungseinheit 29 von "L" auf "H". Der tatsächliche Zeitpunkt der Pegeländerung der Ausgangsleitung 29a von "L" auf "H" liegt bei t=t₃, welche infolge der Ansprechverzögerung in der Schaltung eine kurze Zeit später als t₂ liegt (Fig. 2D). Wenn der fünfte Impuls nach der Erzeugung des Bezugsimpulses zum Zeitpunkt t=t₄ abgegeben wird, wird der Inhalt der Daten DR 4, so daß der Pegel der Ausgangsleitung 29a der Unterscheidungseinheit 29 sich von "H" auf "L" ändert. Auch in diesem Fall ist infolge der Ansprechverzögerung in der Schaltung der Zeitpunkt, bei welchem sich der Pegel auf der Ausgangsleitung 29a von "H" auf "L" ändert, t=t₅, welche eine kurze Zeit nach t₄ liegt (Fig. 2D).

Folglich ist das UND-Glied 30 offen, wenn der fünfte Impuls zum Zeitpunkt t₄ abgegeben wird (Fig. 2B und 2D), und der zweite Impulsgenerator 31 wird durch den fünften Impulsausgang zum Zeitpunkt t₄ getriggert. Die Daten D_z, welche 8 als ihren Inhalt haben, werden an den zweiten Impulsgenerator 31 angelegt, von welchem das Ansteuerimpulssignal P_t mit einer Impulsbreite, welche 8 Drehgrad der Antriebswelle 8 entspricht, erzeugt wird, wenn er getriggert worden ist (Fig. 2E). Das heißt, die Rückflanke des Ansteuerimpulssignals P_t stellt einen Zeitpunkt dar, bei welchem die Antriebswelle 8 sich vom Augenblick der Abgabe des Drehimpulssignals S_N, das unmittelbar nach der Erzeugung des Bezugsimpulses P_r erzeugt worden ist, um 48° gedreht hat.

Das Ansteuerimpulssignal P_t wird an den ersten Impulsgenerator 20 eingegeben und ein Ansteuerimpuls DP mit einer Impulsbreite, welche durch die Ventilschließzeitdaten T₀ entsprechend der Pegeländerung von "H" auf "L" festgelegt worden ist, wird zum Zeitpunkt t=t₆ abgegeben (Fig. 2F).

Wenn der in Fig. 2F dargestellte Ansteuerimpuls DP an die Erregerspule 7a des Magentventils 7 angelegt wird, beginnt sich der Ventilkörper 7b eine kurze Zeit nach t=t₆, wie in Fig. 2G dargestellt, infolge dessen Ansprechverzögerung zu bewegen; der Ventilkörper 7b hat zum Zeitpunkt t=t₇ seine vollständig geschlossene Stellung erreicht. Wenn der Pegel des Ansteuerimpulses DP sich zum Zeitpunkt t=t₁₀ von "H" auf "L" ändert, beginnt sich der Ventilkörper 7b infolge dieser Änderung eine kurze Zeit später zu bewegen, und der Ventilkörper 7b befindet sich zum Zeitpunkt t₁₁ in einer vollständig offenen Position.

Folglich ändert sich der Kraftstoffdruck, der in der Hochdruckkammer 6 zu dieser Zeit ansteigt, so, wie in Fig. 2H dargestellt ist. Der Kraftstoffdruck wird über eine Leitung an das Einspritzventil mit der geforderten Verzögerungszeit ty (t=t₈) übertragen, und die Kraftstoffeinspritzung wird zum Zeitpunkt t=t₉ durchgeführt. Fig. 2J zeigt die Wellenform eines Hubimpulses PL, welcher von dem Hubfühler 14 entsprechend dem Anheben des Nadelventils infolge des in Fig. 2I dargestellten Kraftstoffdruckes abgegeben wird. Aus der Wellenform des Hubimpulses PL ist zu ersehen, daß das Nadelventil zum Zeitpunkt t₉ angehoben wird, und das Nadelventil sitzt zum Zeitpunkt t₁₂ auf dem entsprechenden Ventilsitz.

Somit ist aus den Fig. 2A bis 2J zu ersehen, daß der Zeitabschnitt t_d zwischen t₆ und t₉ in diesem Fall die Einspritzverzögerungszeit ist. Die Einspritzverzögerungszeit t_d wird in der Meßeinheit 15 jedesmal dann gemessen, wenn sich die Antriebswelle einmal gedreht hat; die Korrekturdaten Dc, welche auf der Basis der Ergebnisse dieser Messung erhalten worden sind, werden als Daten zum Steuern des nächsten Einspritzzeitpunkts verwendet.

Gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführung werden Daten TAD, welche den Solleinspritzzeitpunkt darstellen, und Daten Dc, welche die Einspritzverzögerung darstellen, in Daten umgesetzt, welche den Winkel der Antriebswelle 8 darstellen; das Steuern des Einspritzsteuerpunktes wird auf der Basis des Impulssignals S_N durchgeführt, welches die Position einer Winkeldrehung der Antriebswelle 8 anzeigt. Selbst wenn die Drehzahl des Dieselmotors 2 sich plötzlich ändert, wird folglich die Genauigkeit beim Steuern des Einspritzzeitpunktes nicht unmittelbar beeinflußt. Folglich ist es selbst in dem Fall, wo eine Steuerung bei einem Verbrennungsmotor mit zahlreichen Zylindern durchgeführt wird, ausreichend, daß der Fühler zum Feststellen des tatsächlichen Einspritzzeitpunkts usw. nur an einem ganz bestimmten Zylinder angebracht wird. Folglich kann eine hochgenaue Steuerung des Einspritzzeitpunktes mit Hilfe einer einfachen Ausführung mit hoher Sicherheit durchgeführt werden.

Claims (9)

1. Einrichtung zum Steuern eines Kraftstoffeinspritzzeitpunkts einer Kraftstoffeinspritzpumpe, um den Einspritzvoreilwinkel von Kraftstoff, der von der Einspritzpumpe eingespritzt worden ist, zu einem zugeordneten Verbrennungsmotor zu steuern, wobei die Einspritzpumpe ein Magnetventil aufweist, welches zwischen einer Hochdruckkammer und einem Niederdruckteil der Kraftstoffeinspritzpumpe angeordnet ist, so daß die Hochdruckkammer mit dem Niederdruckteil in Verbindung kommen kann und entpsrechend einem Ansteuerimpulssignal geöffnet/ geschlossen wird, das von einem Ansteuerimpulsgenerator erzeugt worden ist, mit einer ersten Einrichtung (21, 22, 32) zum Abgeben von ersten Impulsdaten, welche sich auf eine Winkelstellung einer Antriebswelle (8) der Kraftstoffeinspritzpumpe beziehen, welche einen Sollvoreilwinkel einer Kraftstoffeinspritzung darstellt, welche entsprechend dem Betriebszustand des Verbrennungsmotors (2) festgelegt ist, mit einer Feststelleinrichtung (14) zum Feststellen des Zeitpunktes des Kraftstoffeinspritzbeginns eines Einspritzventils eines zugeordneten Zylinders oder zum Feststellen des Zeitpunkts des Beginns einer Kraftstoffverbrennung in dem betreffenden Zylinder, mit einer zweiten Einrichtung (15), welche auf den Ausgang der Feststelleinrichtung (14) und das Ansteuerimpulssignal anspricht, um zweite Daten zu erzeugen, welche eine Verzögerungszeit einer Kraftstoffeinspritzung bezüglich des Ansteuerimpulssignals darstellen, einer Drehzahlfühleinrichtung (11) zum Erzeugen von Drehzahldaten, die sich auf die Drehzahl des Verbrennungsmotors (2) zu jedem Augenblick beziehen, mit einer dritten Einrichtung (17), welche auf die zweiten Daten (D) und die Drehzahldaten (C) anspricht, um dritte Daten zu erzeugen, welche den Winkel der Antriebswelle (8) darstellen, welcher der durch die zweiten Daten dargestellten Zeitverzögerung entspricht, und mit einer Einstelleinrichtung (23, 24, 29, 30, 31), welche auf die ersten und dritten Daten anspricht, um den Abgabezeitpunkt des Ansteuerimpulses einzustellen, so daß der durch die ersten Daten dargestellte Sollvoreilwinkel erhalten werden kann.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Einrichtung (21, 22, 32) eine erste Recheneinrichtung (21), welche zumindest auf die Drehzahldaten (D_N) anspricht, um den Sollvoreilwinkel einer Kraftstoffeinspritzung zu berechnen, einen Datengenerator (32), um Daten auszugeben, welche einen Winkelwert der Antriebswelle (8) der Kraftstoffeinspritzpumpe betreffen, und eine Einrichtung (22) aufweist, welche auf die Ausgänge von der ersten Berechnungseinrichtung (21) und den Datengenerator (32) anspricht, um als die ersten Daten Daten zu erzeugen, welche eine Winkelstellung der Antriebswelle darstellen, welche dem berechneten Sollvoreilwinkel einer Kraftstoffeinspritzung entsprechen.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feststelleinrichtung ein Hubfühler (14) ist, um den Anhebezeitpunkt eines Nadelventils einer Kraftstoffeinspritzpumpe festzustellen, welche an einem Zylinder des Verbrennungsmotors (2) angebracht ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahlfühleinrichtung (11) einen Drehfühler hat, der aus einem ersten an der Antriebswelle (8) angebrachten Impulsgeber (9) und einer zugeordneten ersten elektromagnetischen Aufnehmerspule (10) besteht und ein Drehimpulssignal erzeugt, und einen Drehzahldetektor (12) hat, welcher auf das Drehimpulssignal anspricht, um Drehzahldaten zu erzeugen, welche sich auf die Drehzahl des Verbrennungsmotors zu dem jeweiligen Zeitpunkt beziehen.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Impulsgeber (9) eine Anzahl Zähne hat, die in gleichen Winkelabständen an seinem Außenumfang vorgesehen sind, und daß ein Impulszug, welcher durch Impulse gebildet ist, welche von der ersten elektromagnetischen Aufnehmerspule (10) jedesmal dann erzeugt worden sind, wenn die Antriebswelle (8) sich um einen vorbestimmten Winkel dreht, als das Drehimpulssignal abgeleitet wird.

6. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstelleinrichtung (23, 24, 29, 30, 31) eine zweite Recheneinrichtung (23) zum Berechnen der Differenz zwischen dem durch die ersten Daten dargestellten Winkel und dem durch die dritten Daten dargestellten Winkel, eine Abgabeeinrichtung (25, 26), welche auf das Drehimpulssignal anspricht, um Istzeitsteuerdaten zu erzeugen, welche sich auf einen tatsächlichen Drehzeitpunkt der Antriebswelle (8) beziehen, und eine Impulserzeugungseinrichtung (24, 29, 30, 31) hat, die das Ansteuerimpulssignal erzeugt.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgabeeinrichtung (25, 26) eine Einrichtung (26) zum Erzeugen eines Bezugsimpulses aufweist, welche den Zeitpunkt anzeigt, an welchem die Antriebswelle (8) eine vorgeschriebene Bezugsdrehstellung erreicht, und eine Einrichtung (25) hat, welche auf den Bezugsimpuls und das Drehimpulssignal anspricht, um die tatsächlichen Zeitsteuerdaten auf der Basis der Anzahl Drehsignalimpulse zu erhalten, die erzeugt worden sind, unmittelbar nachdem der Bezugsimpuls (P_r) erzeugt wird.

8. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die die Ansteuerimpulse erzeugende Einrichtung (24, 29, 30, 31) eine Einrichtung (24) enthält, welche auf die Daten anspricht, welche die Differenz zwischen den ersten und dritten Impulsdaten darstellen, um erste und zweite berechnete Daten zu erzeugen, wobei die ersten berechneten Daten die Zehnerstelle einer Differenz zwischen den Daten, welche die Differenz zwischen den ersten und dritten Impulsdaten darstellen, und dem Abstandswinkel der Zähne des ersten Impulsgebers (9) enthalten und wobei die zweiten berechneten Daten die Einerstelle (B) dieser Differenz anzeigen, eine Unterscheidungseinheit (29), um zu unterscheiden, ob der Inhalt der ersten berechneten Daten mit dem der Istzeitsteuerdaten übereinstimmt oder nicht, eine Entnahmeeinrichtung (30), um die Drehzahldaten dann zu entnehmen, wenn die Unterscheidungseinheit (29) festgestellt hat, daß der Inhalt der ersten berechneten Daten mit demjenigen der Istzeitsteuerdaten übereinstimmt, und eine Einrichtung (31) hat, um ein Ansteuerimpulssignal mit einer Impulsbreite, welche den zweiten berechneten Daten entspricht, zu erzeugen.

9. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die den Bezugsimpuls erzeugende Einrichtung (26) einen zweiten an der Antriebswelle (8) angebrachten Impulsgeber (27) und eine zugeordnete zweite elektromagnetische Abnehmerspule (28) hat, und daß der zweite Impulsgeber (27) einen einzigen an seinem Außenumfang vorgesehenen Zahn (27a) aufweist, wobei der Bezugsimpuls zu dem Zeitpunkt erzeugt wird, wenn der einzige Zahn (27a) in Gegenüberlage zu der zweiten elektromagnetischen Aufnehmerspule (28) kommt.