DE4334923A1 - Kraftstoffdrucksteuerverfahren für einen Motor mit Hochdruckkraftstoffdirekteinspritzung - Google Patents

Kraftstoffdrucksteuerverfahren für einen Motor mit Hochdruckkraftstoffdirekteinspritzung

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines Kraftstoffdrucks und insbesondere ein Verfah­ ren zum Aufrechterhalten eines hohen Kraftstoffdrucks bei einem Motor mit Hochdruckkraftstoffdirekteinspritzung un­ mittelbar nach einem Motorstopp.
Bei einem herkömmlichen Motor mit Hochdruckkraftstoff­ direkteinspritzung (wobei der hierin beschriebene "Motor mit Hochdruckkraftstoffdirekteinspritzung" ein Einspritzmotor mit einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung zum direkten Ein­ spritzen von Kraftstoff unter Hochdruck in einen Zylinder eines Motors ist) wird der Kraftstoffdruck im gesamten Kraftstoffsystem freigesetzt, indem ein Hochdruck­ kraftstoffregler bei einem Motorstopp geöffnet wird. Dadurch werden im Kraftstoffsystem auftretende Probleme, wie bei­ spielsweise das Auslaufen von Kraftstoff aus einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung, Störungen in wichtigen Kom­ ponenten und ähnliches unter einem im Kraftstoffsystem aus­ geübten anhaltenden Hochdruck vermieden.
Wenn der Kraftstoffdruck bei einem Motorstopp freige­ setzt wird, kann jedoch im Kraftstoffsystem aufgrund eines plötzlichen Druckabfalls des erwärmten Kraftstoffs an Ab­ schnitten, an denen durch den erwärmten Motor Strahlungswärme entsteht, eine Dampfblasenbildung auftreten, wodurch, wenn der Motor nach einer kurzen Zeitdauer wieder­ angelassen werden soll, eine fehlerhafte Kraftstoffeinsprit­ zung verursacht wird. Außerdem tritt in Lagerabschnitten ei­ ner Kraftstoffpumpe aufgrund einer ungenügenden Schmierung ein Verschleiß durch Reibung bzw. ein Blockieren auf.
Um diese Probleme zu lösen, wird in der JP-A-1985- 116851 ein Verfahren zum Verhindern der Dampfblasenbildung beim Wiederanlassen eines Motors im warmen Zustand beschrie­ ben, indem der Kraftstoffdruck im Kraftstoffsystem erhöht wird, um den Siedepunkt des Kraftstoffs zu erhöhen.
Bei einem Motor, bei dem dieses herkömmliche Verfahren angewendet wird, besteht jedoch ein Problem darin, daß der Motor im warmen Zustand nicht wiederangelassen werden kann, bevor der Kraftstoffdruck im Kraftstoffsystem einen vorgegebenen Wert erreicht hat. Als "warmer Zustand" des No­ tors wird nachstehend ein Temperaturzustand bezeichnet, bei dem im Kraftstoffsystem eines Motors eine Dampfblasenbildung verursacht wird.
Daher ist es eine primäre Aufgabe der vorliegenden Er­ findung, ein Verfahren zum Steuern des Kraftstoffdrucks ei­ nes Motors mit Hochdruckkraftstoffdirekteinspritzung be­ reitzustellen, um einen Motor schnell und gleichmäßig wie­ deranzulassen, ohne eine Dampfblasenbildung zu verursachen, auch wenn der Motor sich in einem warmen Zustand befindet. Für einem Motor mit Hochdruckkraftstoffdirekteinspritzung wird ein Verfahren zum Steuern des Kraftstoffdrucks im Kraftstoffsystem und insbesondere zum Halten des hohen Kraftstoffdrucks zumindest zwischen einer Hochdruckpumpe und einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine vorgegebene Zeitdauer nach einem Motorstopp bereitgestellt.
Außerdem wird ein Verfahren zum Steuern eines Anlaßmo­ tors zum Anlassen eines Motors bereitgestellt, um zu verhin­ dern, daß eine Kraftstoffpumpe aufgrund einer ungenügenden Schmierung durch Reibung verschleißt bzw. blockiert. Es wird ein Verfahren bereitgestellt, durch das der Betrieb des An­ laßmotors verhindert wird, bis der Kraftstoffzufuhrdruck einen vorgegebenen Wert erreicht, damit die Kraftstoffpumpe nicht angetrieben wird.
Das Verfahren weist die Schritte auf: Feststellen der Motortemperatur (Kühlmitteltemperatur), die einen unteren Grenzwert festlegt, bei dem eine Dampfblasenbildung auftre­ ten kann, basierend auf Kraftstoffverdampfbarkeitsdaten und ähnlichen (nachstehend wird diese Motortemperatur als "Dampfblasenbildungstemperatur" bezeichnet), Vergleichen der aktuellen Kühlmitteltemperatur mit der Dampfblasenbildungs­ temperatur, Halten des Kraftstoffdrucks auf einem hohen Wert, indem eine elektronische Steuerung (ECU) des Motors für eine vorgegebene Zeitdauer nach einem Motorstopp weiter­ hin betrieben wird, Vergleichen des Kraftstoffzufuhrdrucks mit einem vorgegebenen Kraftstoffzufuhrdruckwert und Verhin­ dern des Betriebs des Anlaßmotors, bis der Kraftstoffzufuhr­ druck den vorgegebenen Kraftstoffzufuhrdruckwert erreicht.
Die Erfindung wird nachstehend unter Bezug auf die bei­ gefügten Abbildungen ausführlich beschrieben, es zeigen:
Fig. 1 bis Fig. 8 eine erste und Fig. 9 bis Fig. 11 eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 1 bis Fig. 3 Flußdiagramme zur Darstellung einer Kraftstoffdrucksteuerroutine;
Fig. 4 ein Flußdiagramm zur Darstellung einer Anlaßmotorsteuerroutine;
Fig. 5 ein Flußdiagramm zur Darstellung einer EIN-AUS- Unterbrechungsroutine eines Anlasserschalters;
Fig. 6 ein Flußdiagramm zur Darstellung einer Kraft­ stoffeinspritzungssteuerroutine;
Fig. 7 eine schematische Darstellung eines Motorsteu­ ersystems;
Fig. 8 ein Diagramm eines Motorsteuersystems;
Fig. 9 eine schematische Darstellung eines Motorsteu­ ersystems;
Fig. 10 ein Diagramm eines Motorsteuersystems; und
Fig. 11 ein Flußdiagramm zur Darstellung einer Kraft­ stoffdrucksteuerroutine entsprechend Fig. 1.
Gemäß Fig. 7 bezeichnet das Bezugszeichen 1 einen Zweitaktmotor mit Hochdruckkraftstoffeinspritzung. Ein Zy­ linderkopf 2, ein Zylinderblock 3 und ein Kolben 4 bilden eine Verbrennungskammer 5, in der eine Zündkerze 7 und eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung 8 angeordnet sind. Die Zünd­ kerze 7 ist mit der Sekundärseite einer Zündspule 6 verbun­ den. Außerdem sind im Zylinderblock 3 eine Einlaßöffnung 3a und eine Auspufföffnung 3b vorgesehen, wobei im Kühlmittel­ kanal 3c des Zylinderblocks 3 ein Kühlmitteltemperatursensor 9 angeordnet ist. Der Kühlmitteltemperatursensor 9 ist ein Sensor, der die Motortemperatur feststellt, wobei alternativ jeder andere Sensor zum Feststellen der Motortemperatur ver­ wendet werden kann, wie beispielsweise ein Öltempera­ tursensor, ein Kraftstofftemperatursensor oder ein Motor­ raumtemperatursensor (ein Temperatursensor, der die Lufttem­ peratur im Motorinnenraum feststellt), obwohl diese nicht dargestellt sind.
Ferner ist ein Luftzufuhrrohr 10 mit der vorstehend er­ wähnten Einlaßöffnung 3a verbunden. Ein Luftreiniger 11 ist vor und eine durch eine Kurbelwelle 1a angetriebene Spül­ pumpe 12 hinter dem Zufuhrrohr 10 angeordnet. Die Spülpumpe 12 führt dem Motor die frische Luft zu und spült gleichzei­ tig die Verbrennungskammer 5 zwangsweise.
In einem Umleitungskanal 13, der die vorstehend er­ wähnte Spülpumpe 12 umgeht, ist ein betrieblich mit einem Fahrpedal 14 verbundenes Umleitungsregelventil 15 angeord­ net. Außerdem ist ein Fahrpedalstellungssensor 16 mit dem Fahrpedal verbunden. In der vorstehend erwähnten Auspufföff­ nung 3b ist ein mechanisch mit der Kurbelwelle 1a verblock­ ter Auspuff-Drehschieber 17 angeordnet. Ein Auspuffrohr 18 ist über den Drehschieber 17 mit der Auspufföffnung 3b ver­ bunden. Im Auspuffrohr 18 sind nacheinander ein katalyti­ scher Wandler 19 und ein Auspufftopf 20 angeordnet.
Außerdem ist ein Kurbelrotor 21 mit der am Zylinder­ block 3 befestigten Kurbelwelle 1a koaxial gekoppelt, wobei am Außenumfang des Kurbelrotors 21 ein Kurbelsensor 22 mit einer elektromagnetischen Abtastung oder ähnlichem vorgesehen ist. Das Bezugszeichen 23 bezeichnet ein Kraft­ stoffsystem mit einer Kraftstoffzufuhrpumpe 25 zum Zuführen von Kraftstoff aus einem Kraftstofftank 24, einem Niedrig­ druckkraftstoffsystem 23a zum Zuführen von Kraftstoff über einen Kraftstoffilter 28 zu einer Hochdruckkraftstoffpumpe 29, einen Hochdruckkraftstoffilter 30, einem mit einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung 8 jedes Zylinders verbundenen Kraftstoffzufuhrkanal 31, einem elektromagnetischen Hoch­ druckkraftstoffregler 33 und einem Kraftstoffrückführsystem 23c zum Zurückführen des restlichen Kraftstoffs zum Kraft­ stofftank 24.
Außerdem ist im Niedrigdruckkraftstoffsystem 23a ein Niedrigdruckkraftstoffregler 38 zum Steuern des Zufuhrdrucks an die Hochdruckkraftstoffpumpe 29 angeordnet, wobei ein Kraftstoffumleitungskanal 37 mit dem Kraftstoffregler 38 verbunden ist. Im vorstehend erwähnten Kraftstoffzufuhrkanal 31 sind außerdem ein Akkumulator 32 zum Absorbieren von Druckstößen und ein Kraftstoffdrucksensor 40 zum Feststellen des Kraftstoffdrucks vorgesehen. Bei dieser Ausführungsform ist der elektromagnetische Hochdruckregler 33 normalerweise (bei ausgeschaltetem Strom) geöffnet, wobei dessen Öffnungs­ grad mit zunehmendem Einschaltstrom abnimmt und das Ventil bei 100% Betriebsstrom geschlossen ist.
Gemäß Fig. 8 bezeichnet das Bezugszeichen 46 eine elek­ tronische Steuerung (ECU) mit einer Zentraleinheit (CPU) 47, einem ROM 48, einem RAN 49, einem Sicherungs-RAM 50 und ei­ ner Ein/Ausgabe- (IO-) Schnittstelle 51, die über eine Bus­ leitung 52 miteinander verbunden sind. Außerdem weist die ECU 46 eine Konstantspannungsschaltung 53 auf. Die Konstantspannungsschaltung 53 ist über einen Relaiskontakt eines ECU-Relais′ 54 mit einer Batterie 55 verbunden. Die Relaiswicklung des ECU-Relais′ 54 ist außerdem über einen Zündschlüsselschalter 56 mit der Batterie 55 verbunden. Wenn der Zündschlüsselschalter 56 eingeschaltet ist, befindet sich das ECU-Relais 54 in einem eingeschalteten Zustand, wo­ bei der Konstantspannungsschaltung 53 die Batteriespannung zugeführt wird, so daß die Komponenten der ECU 46 durch die Konstantspannungsschaltung 53 mit einer stabilisierten Span­ nung versorgt werden. Außerdem ist ein Relaiskontakt eines selbstschließenden Relais′ 61 mit dem ECU-Relais 54 und dem Zündschlüsselschalter 56 parallel verbunden. Ferner wird dem Sicherungs-RAM 50 normalerweise eine Sicherungsspannung von der Konstantspannungsschaltung 53 zugeführt. Außerdem ist ein Anlasserschalter 57 mit der Batterie 55 und über ein An­ laßmotorrelais 58 mit dem Anlaßmotor 59 verbunden. Ferner ist eine Zufuhrpumpe 25 über einen Relaiskontakt eines Zu­ fuhrpumpenrelais 60 mit der Batterie 55 verbunden. Die Bat­ terie 55 ist mit einem Eingabeport der I/O-Schnittstelle 51 verbunden, um die Batteriespannung zu überwachen, und außer­ dem mit dem Zündschlüsselschalter 56 und dem Anlasserschal­ ter 57 verbunden. Ferner sind der Kurbelwinkelsensor 22, der Fahrpedalstellungssensor 16, der Kühlmitteltemperatursensor 9 und der Kraftstoffdrucksensor 40 mit dem Eingabeport der I/O-Schnittstelle 51 verbunden.
Andererseits ist eine Zündvorrichtung 41 zum Betreiben einer Zündspule 6 mit einem Ausgabeport der I/O-Schnitt­ stelle 51 verbunden. Der Ausgabeport der I/O-Schnittstelle 51 ist außerdem jeweils über eine Treiberschaltung 62 mit einem Anlaßmotorrelais 58, einem Zufuhrpumpenrelais 60, der Relaiswicklung eines selbstschließenden Relais′ 61, einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung 8 und einem Hochdruckkraft­ stoffregler 33 verbunden.
Nachstehend wird eine Arbeitsweise der ECU 46 gemäß den Flußdiagrammen in Fig. 1 bis Fig. 6 beschrieben.
Wenn der Zündschlüsselschalter 56 eingeschaltet wird und die ECU 46 sich im eingeschalteten Zustand befindet, wird das System zunächst initialisiert (Flags, ein Zählwert und die Ausgabesignale des I/O-Ports gelöscht). Die Flußdia­ gramme in Fig. 1 bis Fig. 3 zeigen eine Kraftstoffdrucksteu­ erroutine, die bei einem vorgegebenen Zeitpunkt ausgeführt wird, während der ECU 46 elektrische Spannung zugeführt wird. Zunächst wird bei Schritt (nachstehend nur als "S" be­ zeichnet) 101 festgestellt, ob der Zündschlüsselschalter 56 eingeschaltet ist. Wenn bei S101 festgestellt wird, daß der Zündschlüsselschalter 56 eingeschaltet ist, schreitet die Verarbeitung zu S102 fort, wo ein Zählwert C zum Zählen der Zeitdauer nach einem Motorstopp gelöscht wird. Anschließend wird festgestellt, ob bei S103, S104 bzw. S105 ein Flag F3 für die normale Steuerung, ein Zufuhrdruckflag F2 bzw. ein Initialisierungsflag F3 gesetzt wurden. Natürlich wurden bei einer ersten Ausführung der Verarbeitung diese Flags F1, F2 und F3 bereits gelöscht, wobei die Verarbeitung zu S106 fortschreitet, wo ein Flag FST zum Verhindern des Anlaßmo­ torbetriebs gesetzt wird (FST=1). Dieses Flag FST zum Ver­ hindern des Anlaßmotorbetriebs wird bei einer nachstehend beschriebenen Anlaßmotorsteuerroutine verwendet. Wenn FST gleich 1 ist, wird selbst bei eingeschaltetem Anlasserschal­ ter der Strom zum Anlaßmotor 59 abgeschaltet.
Anschließend schreitet die Verarbeitung zu S107 fort, wo G1, ein I/O-Port-Ausgabewert zur Relaiswicklung des Zu­ fuhrpumpenrelais′ 60, auf 1 gesetzt wird. Wenn G1 gesetzt ist, wird das Zufuhrpumpenrelais 60 und dadurch die Zufuhr­ pumpe 25 eingeschaltet. Bei S108 wird ein Initialisie­ rungsflag F1 gesetzt, wobei die Verarbeitung zu S109 fort­ schreitet, wo ein Steuersignal "ON DUTY" zum elektromagneti­ schen Hochdruckkraftstoffregler 33 auf FFH (d. h. auf 100%) gesetzt wird. Beim nächsten Schritt S110 wird dieses Steuer­ signal ON DUTY als I/O-Ausgabewert dem Hochdruckkraftstoff­ regler 33 zugeführt. Bei S111 wird ein I/O-Ausgabewert GS zur Relaiswicklung 61 auf 1 gesetzt, d. h., das selbstschließende Relais 61 wird eingeschaltet, woraufhin die Verarbei­ tung zum Hauptprogramm zurückkehrt. Dadurch wird die Zufuhr­ pumpe 25 angetrieben und der Hochdruckkraftstoffregler 33 geschlossen, um den Druck sowohl für das Niedrig- als auch für das Hochdruckkraftstoffsystem zu erhöhen.
Wenn die Routine zum zweiten Mal ausgeführt wird, schreitet die Verarbeitung, weil F1 bei der ersten Aus­ führung der Routine gesetzt wurde, zu S112 fort, wo der durch den Kraftstoffsensor 40 festgestellte Kraftstoffdruck PF mit dem vorgegebenen Zufuhrdruck PL (z. B. 200 kPa) ver­ glichen wird.
Wenn PF gleich oder kleiner als PL ist, kehrt die Ver­ arbeitung über S111 zum Hauptprogramm zurück. Wenn anderer­ seits der Kraftstoffdruck PF den Zufuhrdruck PL überschrei­ tet (PF < PL), schreitet die Verarbeitung von S112 zu S113 fort, wo das Flag FST zum Verhindern des Anlaßmotorbetriebs gelöscht wird, um dem Anlaßmotor 59 einen Einschaltstrom zuzuführen, wobei bei S114 das Zufuhrdruckflag F2 gesetzt wird, woraufhin die Verarbeitung über S111 zum Hauptprogramm zurückkehrt. Weil, wie vorstehend beschrieben, das Flag FST zum Verhindern des Anlaßmotorbetriebs gelöscht wird, wird der Motor angelassen, wodurch die Hochdruckkraftstoffpumpe angetrieben wird, wobei der Kraftstoffdruck PF im Hochdruck­ kraftstoffsystem 23b erhöht wird.
Wenn die Routine zum zweiten Mal ausgeführt wird, wurde das Zufuhrdruckflag F2 gesetzt, weshalb bei der darauffol­ genden Ausführung der Routine die Verarbeitung direkt zu S115 fortschreitet, wo der Kraftstoffdruck PF mit dem vorge­ gebenen Normaldruck PH (z. B. 1×104 kPa) verglichen wird. Wenn PF gleich oder kleiner als PH ist, kehrt die Verarbei­ tung über S111 zum Hauptprogramm zurück. Wenn andererseits der Kraftstoffdruck PF den Normaldruck PH überschreitet (PF < PH) schreitet die Verarbeitung zu S116 fort, wo das Flag F3 für die normale Steuerung gesetzt wird, woraufhin die Rou­ tine über S111 beendet wird. Weil das Flag F3 für die nor­ male Steuerung wie vorstehend beschrieben gesetzt wurde, schreitet die Routine bei einer anschließenden Verarbeitung über S101 bis S103 fort, wobei bei S117 ein Kraftstoffsoll­ druck PFS durch Lesen einer Kraftstoffsolldrucktabelle be­ stimmt wird, bei der die Motordrehzahl N als Parameter ver­ wendet wird. Die Kraftstoffsolldrucktabelle wird experimen­ tell als ein optimaler Kraftstoffdruck bezüglich der Motor­ drehzahl unter Berücksichtigung der Motoreigenschaften und der Kraftstoffpumpenbelastung erhalten. Wie in einem Dia­ gramm der Tabelle bei S117 dargestellt, wird bei einer nied­ rigen Drehzahl ein niedriger und bei einer hohen Drehzahl ein hoher Kraftstoffdruck bestimmt. Die Tabelle wird im ROM 48 gespeichert.
Daraufhin schreitet die Verarbeitung von S117 zu S118 fort, wo ein Basissteuerwert für den Hochdruckkraft­ stoffregler 33, d. h., eine Basisabgabemenge DB aus einer vorher angegebenen Basissteuerwerttabelle oder als Funktion des Kraftstoffsolldrucks PFS bestimmt wird, wobei bei S119 die Differenz ΔP zwischen dem Solldruck PFS und dem Kraftstoffdruck PF berechnet wird, woraufhin die Verarbei­ tung zu S120 fortschreitet. Bei S120 wird ein proportionaler Rückkopplungswert P erhalten, indem eine Proportionalitäts­ konstante KP in der proportionalen Integralsteuerung mit dem Differenzwert ΔP multipliziert wird. Außerdem wird ein durch Multiplizieren einer Integralkonstanten KI in der proportionalen Integralsteuerung mit dem Differenzwert ΔP erhaltener Wert bei S121 zu einem vorherigen, aus dem RAM 49 ausgelesenen integralen Rückkopplungswert IOLD addiert, wobei ein neuer integraler Rückkopplungswert I berechnet wird (I=IOLD + KI×ΔP).
Bei S122 wird der im RAM 49 gespeicherte, vorhergehende integrale Rückkopplungswert IOLD durch den vorstehend er­ wähnten integralen Rückkopplungswert I ersetzt, wobei beim nächsten Schritt S123 ein Wert ON DUTY (Rückkopplungswert für den Hochdruckkraftstoffregler) erhalten wird, indem die Basisabgabemenge DB zum proportionalen Rückkopplungswert P und dem integralen Rückkopplungswert I addiert wird (DUTY = DB + P + I). Außerdem wird bei S110 dieser Wert ON DUTY ge­ setzt, woraufhin die Verarbeitung, wie vorstehend beschrie­ ben, über S111 zum Hauptprogramm zurückkehrt. Dadurch wird der Kraftstoffdruck PF rückgekoppelt gesteuert.
Nachstehend wird ein nach dem Ausschalten des Zünd­ schlüsselschalters ausgeführtes Verfahren beschrieben.
Wenn der eingeschaltete Zündschlüsselschalter 56 ausge­ schaltet wird, wird das ECU-Relais 54 ausgeschaltet. Zu die­ sem Zeitpunkt wird ein I/O-Port-Ausgabesignal GS zum selbst­ schließenden Relais 61 bei einem gesetzten Zustand gehalten (S111), d. h., die ECU-Spannungsquelle wird durch den einge­ schalteten Zustand des selbstschließenden Relais′ 61 im selbstgehaltenen Zustand gehalten. Wenn der Zündschlüssel­ schalter 56 ausgeschaltet wird, schreitet die Verarbeitung von S101 zu S124 fort, wo unter Bezug auf die Motordrehzahl N festgestellt wird, ob sich der Motor dreht. Wenn N un­ gleich 0 ist, wird festgestellt, daß der Zündschlüsselschal­ ter 56 ausgeschaltet ist, woraufhin die Verarbeitung zum Hauptprogramm zurückkehrt. Nach einer kurzen Zeitdauer, nach­ dem der Zündschlüsselschalter ausgeschaltet wurde, wird N gleich 0 gesetzt. Zu diesem Zeitpunkt wird festgestellt, daß der Motor abgestellt wurde, wobei die Verarbeitung zu S125 fortschreitet, wo die Kühlmitteltemperatur TW (eine die Motortemperatur darstellende Temperatur) mit einem vorgege­ benen Temperaturwert TWS (einer den warmen Zustand des Motors darstellenden Temperatur) verglichen wird. Die Tempe­ ratur TWS wird vorher experimentell bestimmt.
Wenn TW größer ist als TWS, wird festgestellt, daß der Motor sich in einem warmen Zustand befindet, wobei die Ver­ arbeitung zu S126 fortschreitet.
Bei S126 wird ein die nach einem Motorstopp verstri­ chene Zeitdauer anzeigender Zählwert C mit einem vorgegebe­ nen Wert CS (z. B. ein mehrere zehn Minuten entsprechender Wert) verglichen. Wenn seit dem Motorstopp die vorgegebene Zeitdauer noch nicht verstrichen ist, d. h., wenn C gleich oder kleiner als CS ist, schreitet die Verarbeitung zu S127 fort, wo der Zählwert C um 1 vorwärtsgezählt wird (C = C + 1). Beim nächsten Schritt S109 wird ein Wert ON DUTY für den Hochdruckkraftstoffregler 33 auf FFH (100%) eingestellt, wo­ bei beim darauffolgenden Schritt S110 dieser Wert (FFH) als ein I/O-Port-Ausgabewert für den Hochdruckkraftstoffregler 33 gesetzt wird, wodurch der Hochdruckkraftstoffregler 33 vollständig geschlossen wird, um einen hohen Kraftstoffdruck PF im Hochdruckkraftstoffsystem aufrechtzuerhalten. An­ schließend kehrt die Verarbeitung über S111 zum Hauptpro­ gramm zurück. Dadurch wird, wenn der Motor innerhalb einer vorgegebenen Zeitdauer nach einem Motorstopp wiederangelas­ sen wird, eine rückgekoppelte Steuerung für den Kraftstoff­ druck durch die Verarbeitungen S101 bis S103 und durch S117 unmittelbar wiederaufgenommen.
Wenn andererseits beim warmen Zustand des Motors (TW < TWS) eine Zeitdauer C nach einem Motorstopp eine vorgege­ bene Zeitdauer CS überschreitet (C < CS), schreitet die Ver­ arbeitung zu S128 fort, wo ein I/O-Port-Ausgabewert GS für das selbstschließende Relais 61 auf 0 gesetzt wird, wodurch das selbstschließende Relais 61 ausgeschaltet und dadurch die ECU-Spannungszufuhr unterbrochen wird. Auch wenn die Kühlmitteltemperatur TW zum Zeitpunkt, wenn C den Wert CS erreicht, eine vorgegebene Temperatur TWS unterschreitet, schreitet die Verarbeitung zu S128 fort, wo die ECU-Span­ nungszufuhr unterbrochen wird. Wenn die ECU-Spannungszufuhr unterbrochen ist, nimmt jeder Ausgabewert vom I/O-Port den Wert 0 an, wobei gleichzeitig der Hochdruckkraftstoffregler 33 vollständig geöffnet wird und der Kraftstoffdruck im Hochdruckkraftstoffsystem 23b freigesetzt wird.
Bei einem warmen Zustand des Motors bei einem Motor­ stopp wird daher bis zum Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer nach dem Motorstopp der Hochdruckkraftstoffregler 33 voll­ ständig geschlossen, wobei der Kraftstoffdruck im Hochdruck­ kraftstoffsystem auf einem hohen Wert gehalten wird, so daß eine Dampfbildung im Kraftstoffsystem verhindert werden kann. Dadurch kann der Motor im warmen Zustand gut wiederan­ gelassen werden. Wenn die Motortemperatur bei einem Motor­ stopp niedrig ist bzw. innerhalb einer vorgegebenen Zeit­ dauer nach einem Motorstopp eine vorgegebene Temperatur un­ terschreitet, bildet sich kein Dampf, weshalb im Kraft­ stoffsystem kein hoher Druck aufrechterhalten werden muß. Wenn der Motor auch nach dem Ablauf einer vorgegebenen Zeit­ dauer sich noch im warmen Zustand befindet, wird die ECU- Spannungszufuhr unterbrochen, um den Leistungsverlust der Batterie zu verringern und Störungen im Kraftstoffsystem, wie beispielsweise das Auslaufen von Kraftstoff aus der Kraftstoffeinspritzvorrichtung zu verhindern.
Das Flußdiagramm in Fig. 4 zeigt eine Anlaßmotorsteuer­ routine, die zu einem vorgegebenen Zeitpunkt ausgeführt wird, wenn der Anlasserschalter 57 auf "EIN" geschaltet ist. Zunächst wird bei S201 ein Flag FST zum Verhindern des Anlaßmotorbetriebs gelesen, um festzustellen, ob dem An­ laßmotor 59 ein Strom zugeführt wird. Wenn FST = 0 ist, d. h., wenn dem Anlaßmotor 59 Strom zugeführt wird, schreitet die Verarbeitung zu S202, wo ein I/O-Port-Ausgabewert G4 für das Anlaßmotorrelais 58 auf 1 gesetzt wird, um das Anlaßmotorrelais 58 einzuschalten, woraufhin die Verarbei­ tung zum Hauptprogramm zurückkehrt. Dadurch wird der Anlaß­ motor 59 eingeschaltet, wobei der Startvorgang beginnt.
Wenn andererseits bei S201 FST = 1 ist, d. h., wenn dem Anlaßmotor 59 kein Strom zugeführt wird, schreitet die Verarbeitung zu S203, wo ein I/O-Port-Ausgabewert G4 für das Anlaßmotorrelais 58 auf 0 gesetzt wird, um den Schalter des Anlaßmotorrelais′ 58 auszuschalten, woraufhin die Verarbei­ tung zum Hauptprogramm zurückkehrt. Dadurch wird der Anlaß­ motor 59 auch dann ausgeschaltet, wenn der Anlasserschalter eingeschaltet ist, bis der Kraftstoffdruck PF einen Zufuhr­ druck PL erreicht, so daß der Motor nicht angelassen werden kann, wobei ein Verschleiß durch Reibung bzw. ein Blockieren der Hochdruckkraftstoffpumpe 29 verhindert wird.
Das Flußdiagramm von Fig. 5 zeigt eine EIN-AUS-Unter­ brechungsroutine eines Anlasserschalters, um eine Unterbre­ chung zu beginnen, wenn der eingeschaltete Anlasserschalter 57 auf AUS geschaltet wird. Bei S301 wird ein I/O-Port-Aus­ gabewert G4 für das Anlaßmotorrelais 58 auf 0 gesetzt, um das Anlaßmotorrelais 58 auszuschalten, woraufhin die Verarbeitung zum Hauptprogramm zurückkehrt.
Das Flußdiagramm von Fig. 6 zeigt eine Kraftstoffein­ spritzungssteuerroutine, die bei einem vorgegebenen Zeit­ punkt ausgeführt wird, während der ECU 46 nach einer Initia­ lisierung des Systems eine Betriebsspannung zugeführt wird. Zunächst wird bei S401 festgestellt, ob der Zündungsschalter 56 eingeschaltet ist. Wenn festgestellt wird, daß der Zün­ dungsschalter 56 ausgeschaltet ist, schreitet die Verarbei­ tung zu S402 fort, wo eine Kraftstoffeinspritzungsimpuls­ breite Ti auf 0 gesetzt wird, um die Kraftstoffeinspritzung zu unterbrechen, woraufhin die Verarbeitung zum Hauptpro­ gramm zurückkehrt. Wenn festgestellt wird, daß der Zündungs­ schalter 56 eingeschaltet ist, schreitet die Verarbeitung zu S403 fort, wo festgestellt wird, ob die Motordrehzahl N den Wert 0 hat, d. h., ob sich der Motor dreht. Wenn N = 0 ist, d. h., der Motor dreht sich nicht, schreitet die Verarbeitung zu Schritt S402 fort, wo auf ähnliche Weise eine Kraftstoffeinspritzungsimpulsbreite Ti auf 0 gesetzt wird, woraufhin die Verarbeitung zum Hauptprogramm zurückkehrt. Wenn N ≠ 0 ist, schreitet die Verarbeitung von S403 zu S404, wo eine optimale Kraftstoffeinspritzungsimpulsbreite Ti be­ rechnet wird, indem eine Routine zum Berechnen einer Kraftstoffeinspritzungsimpulsbreite aufgerufen wird (in die­ ser Routine werden eine Ansaugluftmenge Q, ein Luft/Kraftstoff-Sollverhältnis, ein Luft/Kraftstoff-Verhält­ nis-Rückkopplungskorrekturkoeffizient und andere Koeffizien­ ten verwendet), wobei bei S404 die vorstehend erwähnte Kraftstoffeinspritzungsimpulsbreite Ti eingestellt wird, wo­ raufhin die Verarbeitung zum Hauptprogramm zurückkehrt. Da­ durch wird ein der Kraftstoffeinspritzungsimpulsbreite ent­ sprechendes Treibersignal an die Kraftstoffeinspritzvorrich­ tung 8 übertragen, von der Kraftstoff eingespritzt wird.
Nachstehend wird unter Bezug auf Fig. 9 bis Fig. 11 die zweite Ausführungsform beschrieben. Fig. 9 zeigt eine sche­ matische Ansicht des Motorsteuersystems, Fig. 10 ein Dia­ gramm des Steuersystems und Fig. 11 ein Flußdiagramm zur Darstellung einer Kraftstoffdrucksteuerroutine entsprechend Fig. 1. Bei dieser zweiten Ausführungsform verändert sich eine vorgegebene Temperatur TWS zum Feststellen eines warmen Motorzustands gemäß den Kraftstoffeigenschaften, insbeson­ dere der Verdampfbarkeit des Kraftstoffs.
Gemäß Fig. 9 ist ein Kraftstoffverdampfungssensor 66 zwischen einem Kraftstoffilter 28 und einer Hochdruckkraft­ stoffpumpe 29 angeordnet, um die volumenbezogene Masse des Kraftstoffs zu bestimmen. Wie in Fig. 10 dargestellt, ist der Kraftstoffverdampfungssensor 66 mit einem Eingabeport der I/O-Schnittstelle 51 in der ECU 46 verbunden. Der Kraft­ stoffverdampfungssensor 66 besteht beispielsweise aus einem Elektrodenpaar, um eine Stromänderung gemäß einer Änderung der elektrischen Leitfähigkeit festzustellen. Anstelle der Elektroden kann ein Dichte-Meßgerät verwendet werden, um die Kraftstoffdichte als den die Kraftstoffverdampfbarkeit dar­ stellenden Wert zu bestimmen. Außerdem kann der Kraftstoff­ verdampfungssensor 66 an jedem anderen Abschnitt im Kraft­ stoffsystem 23 angeordnet werden, so daß dessen Position nicht auf die in dieser Ausführungsform dargestellte Posi­ tion beschränkt ist.
Wenn gemäß der in Fig. 11 dargestellten Kraftstoff­ drucksteuerroutine bei S124 festgestellt wird, daß der Motor sich nicht dreht, schreitet die Verarbeitung zu S501 fort, wo ein Wert TWS zum Feststellen eines warmen Motorzustands unter Bezug auf eine Tabelle bestimmt wird, die die durch den Kraftstoffverdampfungssensor 66 festgestellte Kraftstoffverdampfbarkeit E parametrisiert. Ein optimaler Wert TWS, der einer vorgegebenen Kraftstoffverdampfbarkeit E entspricht, wird im voraus experimentell oder durch andere Verfahren bestimmt, wobei der Zusammenhang zwischen dem optimalen Wert TWS und der Kraftstoffverdampfbarkeit E in der Tabelle gespeichert wird. Je höher die Kraftstoffver­ dampfbarkeit ist, desto kleiner wird der vorgegebene Wert TWS, wobei sich bei einer niedrigeren Temperatur leichter Dampf bildet. Daraufhin wird bei S124 die Kühlmitteltempera­ tur TW mit dem vorgegebenen Wert TWS verglichen, um ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform festzustellen, ob der Motor sich im warmen Zustand befindet. Die von diesen Verar­ beitungen verschiedenen Verarbeitungen sind die gleichen wie in den Flußdiagrammen von Fig. 1 bis Fig. 3, so daß deren Beschreibung nachstehend weggelassen wird.
Bei dieser zweiten Ausführungsform muß, weil der vorge­ gebene Wert TWS gemäß der Kraftstoffverdampfbarkeit E be­ stimmt wird, der Hochdruckzustand des Kraftstoffsystems nicht länger als erforderlich aufrechterhalten werden, wo­ durch die Haltbarkeit und die Zuverlässigkeit des Kraft­ stoffsystems verbessert werden.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, so daß andere Vorrichtungen, wie beispielsweise ein Linearsolenoid-Hoch­ druckregler anstelle eines elektromagnetischen Hochdruckreg­ lers als Hochdruckregler 33 verwendet werden kann.
Bei der vorliegenden Erfindung wird ein Hochdruckzu­ stand im Hochdruckkraftstoffsystem für eine vorgegebene Zeitdauer nach einem Motorstopp aufrechterhalten, wobei der Motor ohne Dampfblasenbildung im Kraftstoffsystem gleichmä­ ßig angelassen werden kann, und verhindert, daß ein Anlaßmo­ tor eingeschaltet wird, bevor der Kraftstoffdruck einen vorgegebenen Zufuhrdruck erreicht, um zu verhindern, daß eine Kraftstoffpumpe durch Reibung verschleißt bzw. blockiert.
Die vorliegende Erfindung wurde unter Bezug auf bevor­ zugte Ausführungsformen dargestellt und beschrieben, wobei jedoch verschiedene Änderungen und Modifikationen vorgenom­ men werden können, ohne den Anwendungsbereich der Erfindung zu verlassen.

Claims (7)

1. Verfahren zum Steuern des Kraftstoffdrucks eines Motors mit Hochdruckkraftstoffdirekteinspritzung mit:
einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung zum Einsprit­ zen eines Hochdruckkraftstoffs in einen Zylinder des Motors, einem Kraftstofftank zum Aufnehmen eines Kraft­ stoffs, einer Zufuhrpumpe zum Abpumpen des Kraftstoffs aus dem Kraftstofftank und zum Zuführen des Kraftstoffs in ein Kraftstoffsystem, einem Niedrigdruck-Kraftstoff­ regler zum Steuern eines niedrigen Kraftstoffdrucks im Kraftstoffsystem, einer Hochdruckkraftstoffpumpe zum Erzeugen eines Hochdruckkraftstoffs im Kraftstoffsystem und zum Zuführen des Hochdruckkraftstoffs zur Kraft­ stoffeinspritzvorrichtung, einem Akkumulator zum Unter­ drücken einer Kraftstoffpulsation im Kraftstoffsystem, einem Hochdruckkraftstoffregler zum Steuern eines hohen Kraftstoffdrucks im Kraftstoffsystem, einem Kraftstoff­ drucksensor zum Feststellen des Kraftstoffdrucks im Kraftstoffsystem, einem Motortemperatursensor zum Fest­ stellen der Motortemperatur und einer elektronischen Steuerung zum Steuern des Motors und des Kraft­ stoffsystems,
wobei das Verfahren die Schritte aufweist:
Feststellen der Motortemperatur durch den Motor­ temperatursensor;
Feststellen des Kraftstoffdrucks durch den Kraft­ stoffdrucksensor;
Bestimmen eines ersten vorgegebenen Motortempera­ turwerts zum Definieren eines warmen Zustands des Mo­ tors, bei dem im Kraftstoffsystem eine Dampfblasenbil­ dung auftritt;
Feststellen ob der Motor sich im warmen Zustand befindet, indem die festgestellte Motortemperatur mit dem ersten vorgegebenen Motortemperaturwert verglichen wird;
Bestimmen eines ersten vorgegebenen Kraftstoff­ druckwerts, bei dem der Kraftstoffdruck im Kraftstoff­ system gehalten wird, um eine Dampfblasenbildung zu verhindern;
Halten des Kraftstoffdrucks bei dem ersten vorge­ gebenen Kraftstoffdruckwert basierend auf dem festgestellten Kraftstoffdruck für eine vorgegebene Zeitdauer nach einem Motorstop im warmen Zustand durch Schließen des Hochdruckkraftstoffreglers, um die Dampf­ blasenbildung im Kraftstoffsystem zu verhindern;
Freigeben des beim ersten vorgegebenen Kraftstoff­ druckwert gehaltenen Kraftstoffdrucks nach einer vorgegebenen Zeitdauer durch Öffnen des Hochdruckkraftstoffreglers, um zu verhindern, daß das Kraftstoffsystem für eine lange Zeitdauer unter Hoch­ druck steht;
Halten des Kraftstoffdrucks beim ersten vorgegebe­ nen Kraftstoffdruckwert nach einem Motorstopp beim war­ men Zustand, bis die festgestellte Motortemperatur den ersten vorgegebenen Motortemperaturwert unterschreitet; und
Freigeben des Kraftstoffdrucks nachdem die festge­ stellte Motortemperatur den ersten vorgegebenen Motortemperaturwert unterschreitet, indem der Hochdruckkraftstoffregler geöffnet wird.
2. Verfahren zum Steuern eines Anlassersystems eines Mo­ tors mit Hochdruckkraftstoffdirekteinspritzung, wobei das System aufweist:
eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung zum Einsprit­ zen eines Hochdruckkraftstoffs in einen Zylinder des Motors, einen Anlaßmotor zum Anlassen des Motors, ein Anlaßmotorrelais, um den Strom zum Anlaßmotor ein- oder auszuschalten, einen Zündschlüsselschalter zum Ein- oder Ausschalten eines Zündungssystems und zum Ein- oder Ausschalten des Stroms zum Anlaßmotor, einen An­ lasserschalter zum Ein- oder Ausschalten des Anlaßmotorrelais, eine Zufuhrpumpe zum Zuführen von Kraftstoff zum Kraftstoffsystem, eine durch den Motor direkt angetriebene Hochdruckkraftstoffpumpe zum Zufüh­ ren eines Hochdruckkraftstoffs zur Kraftstoffeinspritz­ vorrichtung, ein Zufuhrpumpenrelais zum Ein- und Aus­ schalten des Stroms zur Zufuhrpumpe und einen Kraft­ stoffdrucksensor zum Feststellen des Kraftstoffdrucks im Kraftstoffsystem, wobei das Verfahren die Schritte aufweist:
Feststellen des Kraftstoffdrucks durch den Kraft­ stoffdrucksensor;
Bestimmen eines zweiten Kraftstoffdruckwerts, bei dem eine gute Schmierwirkung in der Hochdruckkraftstoffpumpe des Motors erwartet werden kann;
Verhindern, daß der Anlaßmotor eingeschaltet wird, wenn der Zündschlüsselschalter eingeschaltet wird und wenn die Zufuhrpumpe betrieben wird, um Kraftstoffdruck zu erzeugen, bis der festgestellte Kraftstoffdruck den zweiten Kraftstoffdruckwert erreicht, damit die Hoch­ druckkraftstoffpumpe nicht betrieben wird; und
Ermöglichen, daß der Anlaßmotor eingeschaltet wird, nachdem der Kraftstoffdruck den zweiten Kraftstoffdruckwert erreicht hat, um die Hochdruck­ kraftstoffpumpe anzutreiben.
3. Verfahren zum Steuern des Kraftstoffdrucks eines Motors mit Hochdruckkraftstoffdirekteinspritzung mit:
einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung zum Einsprit­ zen eines Hochdruckkraftstoffs in einen Zylinder des Motors, einem Kraftstofftank zum Aufnehmen eines Kraft­ stoffs, einer Zufuhrpumpe zum Abpumpen des Kraftstoffs aus dem Kraftstofftank und zum Zuführen des Kraftstoffs in ein Kraftstoffsystem, einem Niedrigdruck-Kraftstoff­ regler zum Steuern eines niedrigen Kraftstoffdrucks im Kraftstoffsystem, einer Hochdruckkraftstoffpumpe zum Erzeugen eines Hochdruckkraftstoffs im Kraftstoffsystem und zum Zuführen des Hochdruckkraftstoffs zur Kraft­ stoffeinspritzvorrichtung, einem Akkumulator zum Unter­ drücken einer Kraftstoffpulsation im Kraftstoffsystem, einem Hochdruckkraftstoffregler zum Steuern eines hohen Kraftstoffdrucks im Kraftstoffsystem, einem Kraftstoff­ drucksensor zum Feststellen des Kraftstoffdrucks im Kraftstoffsystem, einem Motortemperatursensor zum Fest­ stellen der Motortemperatur, einem Kraftstoff­ verdampfungssensor zum Feststellen der Verdampfbarkeit des Kraftstoffs und einer elektronischen Steuerung (ECU) zum Steuern des Motors und des Kraftstoffsystems, wobei das Verfahren die Schritte aufweist:
Feststellen der Motortemperatur durch den Motor­ temperatursensor;
Feststellen des Kraftstoffdrucks durch den Kraft­ stoffdrucksensor;
Feststellen der Kraftstoffverdampfbarkeit durch den Kraftstoffverdampfungssensor;
Speichern einer Tabelle, die den Zusammenhang zwi­ schen der Kraftstoffverdampfbarkeit und einem zweiten vorgegebenen Motortemperaturwert darstellt, um einen warmen Zustand des Motors zu definieren, bei dem im Kraftstoffsystem in der ECU eine Dampfblasenbildung auftritt;
Bestimmen des zweiten Motortemperaturwerts ent­ sprechend der festgestellten Kraftstoffverdampfbarkeit unter Bezug auf die Tabelle;
Feststellen ob der Motor sich im warmen Zustand befindet, durch Vergleichen der festgestellten Motor­ temperatur mit dem zweiten vorgegebenen Motortem­ peraturwert;
Bestimmen eines ersten vorgegebenen Kraftstoff­ druckwerts, bei dem der Kraftstoffdruck im Kraftstoff­ system gehalten wird, um die Dampfblasenbildung zu ver­ hindern;
Halten des Kraftstoffdrucks bei dem ersten vorge­ gebenen Kraftstoffdruckwert basierend auf dem festgestellten Kraftstoffdruck für eine vorgegebene Zeitdauer nach einem Motorstop im warmen Zustand durch Schließen des Hochdruckkraftstoffreglers, um die Dampf­ blasenbildung im Kraftstoffsystem zu verhindern;
Freigeben des beim ersten vorgegebenen Kraftstoff­ druckwert gehaltenen Kraftstoffdrucks nach einer vorgegebenen Zeitdauer durch Öffnen des Hochdruckkraftstoffreglers, um zu verhindern, daß das Kraftstoffsystem für eine lange Zeitdauer unter Hoch­ druck steht;
Halten des Kraftstoffdrucks beim ersten vorgegebe­ nen Kraftstoffdruckwert nach einem Motorstopp beim war­ men Zustand, bis die festgestellte Motortemperatur den zweiten vorgegebenen Motortemperaturwert unterschrei­ tet; und
Freigeben des Kraftstoffdrucks durch Öffnen des Hochdruckkraftstoffreglers, nachdem die festgestellte Motortemperatur den zweiten vorgegebenen Motor­ temperaturwert unterschreitet.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, wobei der Motortemperatursensor ein Kühlmitteltemperatursensor und die Motortemperatur eine Kühlmitteltemperatur ist.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, wobei der Motortemperatursensor ein Motoröltemperatursensor und die Motortemperatur eine Motoröltemperatur ist.
6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, wobei der Motortemperatursensor ein Motorraumtemperatursensor und die Motortemperatur eine Motorraumtemperatur ist.
7. Motor mit Hochdruckkraftstoffdirekteinspritzung, betreibbar nach einem Verfahren nach einem der Ansprü­ che 1 bis 6.
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