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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Kraftstoffzuführvorrichtung
für einen
Verbrennungsmotor, und insbesondere eine Kraftstoffzuführvorrichtung für einen
Verbrennungsmotor, welche dem Verbrennungsmotor Kraftstoff unter
Verwendung einer Niederdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung und einer Hochdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung
zuführt.
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Einschlägiger Stand der Technik
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Beispiele
für ein
Verfahren zum Zuführen
von Kraftstoff zu einem Verbrennungsmotor wie etwa einem Ottomotor
und einem Dieselmotor, der in ein Fahrzeug wie etwa einen Personenkraftwagen,
einen Lastkraftwagen oder dergleichen eingebaut ist, umfassen eine
Zylindereinspritzung bzw. eine Zylinderinnenraum-Einspritzung zum
direkten Einspritzen des Kraftstoffs in eine Brennkammer in einem
Zylinder des Verbrennungsmotors, eine Einlasseinspritzung bzw. Einlasskanal-Einspritzung
zum Einspritzen des Kraftstoffs in einen Einlasskanal zum Ansaugen
von Luft in die Brennkammer im Zylinder des Verbrennungsmotors,
und eine Kombination aus diesen, d. h. eine Zylindereinspritzung/Einlasseinspritzung,
bei der gemäß einem
Betriebszustand des Verbrennungsmotors zwischen der Zylindereinspritzung und
der Einlasseinspritzung umgeschaltet wird.
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So
beschreibt beispielsweise die
japanische Patentoffenlegungsschrift
Nr. 7-103048 eine Kraftstoffzuführvorrichtung für einen
Verbrennungsmotor, die eine Zylindereinspritzung/Einlasseinspritzung
gemäß einem
Betriebszustand des vorstehend beschriebenen Verbrennungsmotors
durchführt.
Die Kraftstoffzuführvorrichtung
für den
Verbrennungsmotor (eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung) weist ein
Einlasskanal-Kraftstoffeinspritzventil
auf, das als Niederdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung für die Durchführung einer
Einlasseinspritzung (Kraftstoffeinspritzventil für eine Einspritzung in einen
Ansaugkrümmer der
Kraftmaschine) dient, sowie ein Zylinder-Kraftstoffeinspritzventil,
das als Hochdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung
für die
Durchführung
einer Zylindereinspritzung (Kraftstoffeinspritzventil für eine Zylindereinspritzung)
dient. Die Kraftstoffzuführvorrichtung
für den
Verbrennungsmotor steuert die Einspritzung aus dem Zylinder-Kraftstoffeinspritzventil
und dem Einlass-Kraftstoffeinspritzventil,
d. h. sie steuert den Einspritzzeitpunkt und eine Einspritzmenge
gemäß einer
Speicherdarstellung, die basierend auf einer Kraftstoffzuführmenge
(einer Kraftstoffeinspritzmenge) und dem Fahrpedal-Betätigungsgrad
(einem Betrag der Betätigung
des Fahrpedals) erstellt wurde. Insbesondere ist die Speicherdarstellung
unterteilt in einen Einspritzbereich, in dem ausschließlich das
Zylinder-Kraftstoffeinspritzventil verwendet wird, einen Einspritzbereich,
in dem sowohl das Zylinder-Kraftstoffeinspritzventil
als auch das Einlass-Kraftstoffeinspritzventil verwendet werden,
und einen Einspritzbereich, in dem ausschließlich das Einlass-Kraftstoffeinspritzventil
verwendet wird. Hierbei steuert eine ECU (Engine Control Unit; Kraftmaschinensteuereinheit)
eine Einspritzung aus dem Zylinder-Kraftstoffeinspritzventil und/oder
dem Einlass-Kraftstoffeinspritzventil gemäß dem Betriebszustand des Verbrennungsmotors.
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Allgemein
gesprochen, wenn der Kraftstoff gemäß der vorstehenden Beschreibung
aus dem Zylinder-Kraftstoffeinspritzventil in die Brennkammer im Zylinder
eingespritzt wird, soll die Kraftstoffzuführvorrichtung für den Verbrennungsmotor
einen Hochdruck-Kraftstoff einspritzen. Daher weist die Kraftstoffzuführvorrichtung
eine Hochdruckpumpe zum Zuführen
eines Hochdruck-Kraftstoffs zum Zylinder-Kraftstoffeinspritzventil auf. Die Hochdruckpumpe
beaufschlagt den Kraftstoff auf die folgende Weise mit Druck. Ein
Nocken für
die Pumpe, der an einer Einlassnockenwelle oder einer Auslassnockenwelle angebracht
ist, dreht sich als Ergebnis der Übertragung einer Drehkraft
von einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors, und ein Kolben wird
zu einer Hin- und Herbewegung veranlasst. Daraufhin wird der Kraftstoff,
der von einer Niederdruckpumpe mit Druck beaufschlagt wurde, in
eine Druckbeaufschlagungskammer der Hochdruckpumpe eingesaugt, in
der er weiterhin mit Druck beaufschlagt wird.
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Die
Hochdruckpumpe wird auch dann durch die Drehung der Kurbelwelle
des Verbrennungsmotors weiter drehend angetrieben, wenn sie von
der ECU so gesteuert wird, dass sie den Kraftstoff aus der Hochdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung
nicht dem Verbrennungsmotor zuführt,
d. h. dass der Kraftstoff nicht aus dem Zylinder-Kraftstoffeinspritzventil eingespritzt
wird. Hierdurch entsteht eine Pulsation, wenn die Hochdruckpumpe
den Kraftstoff aus einem Hochdruck-Kraftstoffsystem absaugt, oder
wenn überschüssiger Kraftstoff
rückgeführt wird.
Die Pulsation führt
zu einer Fluktuation im Druck des Kraftstoffs, d. h. des Kraftstoffdrucks
im Hochdruck-Kraftstoffsystem
und im Niederdruck-Kraftstoffsystem. Eine solche Fluktuation im Kraftstoffdruck
breitet sich zu der Niederdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung hin aus, d. h. zu
einer Niederdruck-Kraftstoffförderleitung,
welche den Kraftstoff einer Niederdruckleitung zum Einlass-Kraftstoffeinspritzventil
zuführt,
welche in Entsprechung zu jedem Zylinder oder einem Kraftstoffeinspritzventil
für jeden
Einlasskanal vorgesehen ist. Obgleich die ECU den Einspritzzeitpunkt
und eine Kraftstoffmenge, die aus dem Einlass-Kraftstoffeinspritzventil
in den Einlasskanal in einem Ansaugsystem des Verbrennungsmotors
eingespritzt werden soll, gemäß dem Betriebszustand
des Verbrennungsmotors steuert, war das Einlass-Kraftstoffeinspritzventil
aufgrund der Ausbreitung einer Pulsation in die Niederdruck-Kraftstoffförderleitung
oder das Einlasseinspritzventil nicht in der Lage, die Kraftstoffeinspritz-Zuführmenge,
d. h. eine auf der Grundlage des Betriebszustands des Verbrennungsmotors
bestimmte Kraftstoffeinspritzmenge, einzuspritzen.
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Insbesondere
bei einem Sechszylinder-V-Motor mit zwei aus jeweils drei Zylindern
bestehenden Zylinderreihen breitet sich eine von der Hochdruckpumpe
erzeugte Pulsation zu der bei jeder Zylinderreihe vorgesehenen Niederdruck-Kraftstoffförderleitung
und von der Niederdruck-Kraftstoffförderleitung weiter zu dem für jeden
Zylinder vorgesehenen Einlass-Kraftstoffeinspritzventil aus. Falls
hierbei eine Leitung von der Hochdruckpumpe zu jeder Niederdruck-Kraftstoffförderleitung
eine gleiche Länge
besitzt, ist die Phase eines Zyklus der Größe einer von der Pulsation
verursachten Druckfluktuation des dem Einlass-Kraftstoffeinspritzventil
zugeführten Kraftstoffs
jeweils gleich. Wenn der Einspritztakt jedes Einlass-Kraftstoffeinspritzventils
einen Zyklus aufweist, der die halbe Größe der Druckfluktuation des
Kraftstoffs ist, wird der Kraftstoff aus dem in einer Zylinderreihe
vorgesehenen Einlass-Kraftstoffeinspritzventil zu dem Zeitpunkt
eingespritzt, an dem die Größe der Druckfluktuation
des Kraftstoffs eine obere Grenze erreicht; der Kraftstoff aus dem
in der anderen Zylinderreihe vorgesehenen Einlass-Kraftstoffeinspritzventil
hingegen wird zu dem Zeitpunkt eingespritzt, an dem die Größe der Druckfluktuation
des Kraftstoffs eine untere Grenze erreicht. Mit anderen Worten,
wenn eine Ventilöffnungszeitspanne,
d. h. eine Bestromungszeitperiode, der Einlass-Kraftstoffeinspritzventile
unter Steuerung durch die ECU untereinander gleich ist, wird die
Variation einer Kraftstoffmenge, die vom Einlass-Kraftstoffeinspritzventil für jede Zylinderreihe
eingespritzt wird, beträchtlich. Wie
bereits erwähnt
wurde, war die Kraftstoffzuführvorrichtung
nicht in der Lage, den Kraftstoff mit einer Sollzuführmenge
für den
Verbrennungsmotor zuzuführen,
so dass sich auf nachteilige Weise eine Fluktuation im Luft-Kraftstoff-Verhältnis ergab,
das ein Verhältnis
zwischen Luft und dem Kraftstoff darstellt.
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Offenbarungsgehalt der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung entstand angesichts der genannten Umstände, und
es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kraftstoffzuführvorrichtung
für einen
Verbrennungsmotor zur Verfügung
zu stellen, die in der Lage ist, die Auswirkung einer zumindest
in einer Hochdruckpumpe erzeugten Pulsation auf eine dem Verbrennungsmotor zuzuführende Kraftstoffmenge
abzumildern.
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Um
die vorstehend beschriebenen Probleme sowie die genannte Aufgabe
zu lösen,
weist eine Kraftstoffzuführvorrichtung
für einen
Verbrennungsmotor gemäß der vorliegenden
Erfindung Folgendes auf: ein Niederdruck-Kraftstoffsystem zum Beaufschlagen
von Druck auf einen Kraftstoff im Inneren eines Speichers unter
Verwendung einer ersten Niederdruckpumpe und Zuführen des Kraftstoffs zu einer Niederdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung
durch eine erste Niederdruckleitung; ein Hochdruck-Kraftstoffsystem
zum Beaufschlagen von Druck auf den Kraftstoff im Speicher unter
Verwendung einer zweiten Niederdruckpumpe, Beaufschlagen von weiterem Druck
durch eine zweite Niederdruckleitung auf den Kraftstoff mittels
einer von dem Verbrennungsmotor angetriebenen Hochdruckpumpe, und
Zuführen
des Kraftstoffs zu einer Hochdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung; und eine Pumpensteuereinrichtung
zum Steuern einer Betätigung
zumindest der ersten Niederdruckpumpe und der zweiten Niederdruckpumpe gemäß einem
Betriebszustand des Verbrennungsmotors.
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Bei
der Kraftstoffzuführvorrichtung
für einen Verbrennungsmotor
gemäß der vorliegenden
Erfindung betätigt
ausserdem die Pumpensteuereinrichtung die erste Niederdruckpumpe
und betätigt
nicht die zweite Niederdruckpumpe, wenn der Kraftstoff dem Verbrennungsmotor
ausschließlich
mittels der Niederdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung zugeführt wird.
Wenn der Kraftstoff dem Verbrennungsmotor ausschließlich mittels
der Hochdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung
zugeführt
wird, betätigt
die Pumpensteuereinrichtung die erste Niederdruckpumpe nicht und
betätigt
die zweite Niederdruckpumpe.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung sind das Niederdruck-Kraftstoffsystem zum Zuführen des Kraftstoffs
zum Verbrennungsmotor unter Verwendung der Niederdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung und
das Hochdruck-Kraftstoffsystem zum Zuführen des Kraftstoffs zum Verbrennungsmotor
unter Verwendung der Hochdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung voneinander unabhängig. Wenn
der Kraftstoff dem Verbrennungs motor von der Hochdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung
und der Niederdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung
oder ausschließlich
mittels der Niederdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung zugeführt wird,
wird daher eine Ausbreitung einer von der Hochdruckpumpe im Hochdruck-Kraftstoffsystem
erzeugten Pulsation zur Niederdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung im Niederdruck-Kraftstoffsystem
vermieden. Der Grund dafür
ist, dass der Speicher zwischen dem Niederdruck-Kraftstoffsystem
und dem Hochdruck-Kraftstoffsystem liegend angeordnet ist, so sich
die von der Hochdruckpumpe erzeugte Pulsation nicht zum Niederdruck-Kraftstoffsystem
hin ausbreitet. Wenn der Kraftstoff dem Verbrennungsmotor gemäß dem Betriebszustand
des Verbrennungsmotors von der Niederdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung zugeführt wird,
breitet sich eine von der Hochdruckpumpe erzeugte Pulsation daher
nicht zur Niederdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung
hin aus.
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Darüber hinaus
weist eine Kraftstoffzuführvorrichtung
für einen
Verbrennungsmotor gemäß der vorliegenden
Erfindung Folgendes auf: ein Niederdruck-Kraftstoffsystem zum Beaufschlagen
von Druck auf einen Kraftstoff im Inneren eines Speichers unter
Verwendung einer ersten Niederdruckpumpe und Zuführen des Kraftstoffs zu einer
Niederdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung
durch eine erste Niederdruckleitung; ein Hochdruck-Kraftstoffsystem zum
Beaufschlagen von Druck auf den Kraftstoff im Speicher unter Verwendung
einer zweiten Niederdruckpumpe, Beaufschlagen von weiterem Druck durch
eine zweite Niederdruckleitung auf den Kraftstoff mittels einer
von dem Verbrennungsmotor angetriebenen Hochdruckpumpe, und Zuführen des
Kraftstoffs zu einer Hochdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung; eine Verbindungsleitung
für die
Verbindung zwischen der ersten Niederdruckleitung und der zweiten Niederdruckleitung;
eine Auf-/Zusteuereinrichtung zum Auf- und Zusteuern der Verbindungsleitung
gemäß einem
Betriebszustand des Verbrennungsmotors; und eine Pumpensteuereinrichtung
zum Steuern einer Betätigung
zumindest der ersten Niederdruckpumpe und der zweiten Niederdruckpumpe
gemäß einem
Betriebszustand des Verbrennungsmotors.
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Ausserdem
ist bei der Kraftstoffzuführvorrichtung
für einen
Verbrennungsmotor gemäß der vorliegenden
Erfindung die Auf-/Zusteuereinrichtung ein Rückschlagventil, das ausschließlich ein
Einströmen
des mit Druck beaufschlagten Kraftstoffs in der ersten Niederdruckleitung
in die zweite Niederdruckleitung zulässt.
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Wenn
der Kraftstoff bei der Kraftstoffzuführvorrichtung für einen
Verbrennungsmotor gemäß der vorliegenden
Erfindung dem Verbrennungsmotor ausschließlich mittels der Niederdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung
zugeführt
wird, betätigt
die Pumpensteuereinrichtung die erste Niederdruckpumpe und betätigt die
zweite Niederdruckpumpe nicht. Wenn der Kraftstoff dem Verbrennungsmotor
ausschließlich
mittels der Hochdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung zugeführt wird
und eine dem Verbrennungsmotor von der Hochdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung
zugeführte
Kraftstoffmenge gleich einem oder größer als ein vorgeschriebener
Wert ist, betätigt
die Pumpensteuereinrichtung die erste Niederdruckpumpe und die zweite
Niederdruckpumpe.
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Bei
der Kraftstoffzuführvorrichtung
für einen Verbrennungsmotor
gemäß der vorliegenden
Erfindung ist die Auf-/Zusteuereinrichtung ein Öffnungs-/Schließventil,
dessen Öffnen
und Schließen von
der Pumpensteuereinrichtung gesteuert wird.
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Wenn
der Kraftstoff bei der Kraftstoffzuführvorrichtung für einen
Verbrennungsmotor gemäß der vorliegenden
Erfindung dem Verbrennungsmotor ausschließlich mittels der Niederdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung
zugeführt
wird, steuert die Pumpensteuereinrichtung das Öffnungs-/Schließventil
zu, betätigt
die erste Niederdruckpumpe, und betätigt die zweite Niederdruckpumpe
nicht. Wenn der Kraftstoff dem Verbrennungsmotor ausschließlich mittels
der Hochdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung
zugeführt
wird und eine Menge der Kraftstoffzuführung zum Verbrennungsmotor
mittels der Hochdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung gleich einem
oder größer als
ein vorgeschriebener Wert ist, steuert die Pumpensteuereinrichtung
das Öffnungs-/Schließventil
auf und betätigt
die erste Niederdruckpumpe und die zweite Niederdruckpumpe. Wenn
der Kraftstoff dem Verbrennungsmotor mittels der Niederdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung
und der Hochdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung
zugeführt
wird, betätigt
die Pumpensteuereinrichtung die erste Niederdruckpumpe und die zweite
Niederdruckpumpe, und wenn eine Menge der Kraftstoffzuführung zum
Verbrennungsmotor mittels der Hochdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung
gleich dem oder größer als
der vorgeschriebene Wert ist, öffnet
die Pumpensteuereinrichtung das Öffnungs-/Schließventil.
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Die
Kraftstoffzuführvorrichtung
für einen
Verbrennungsmotor gemäß der vorliegenden
Erfindung weist ausserdem Folgendes auf: eine erste Druckreguliereinrichtung
zum Rückführen des
Kraftstoffs in der ersten Niederdruckleitung zum Speicher, wenn der
Druck in der ersten Niederdruckleitung des Niederdruck-Kraftstoffsystems
gleich einem oder höher als
ein vorgeschriebener Druck ist; und eine zweite Druckreguliereinrichtung
zum Rückführen des
Kraftstoff in der zweiten Niederdruckleitung zum Speicher, wenn
der Druck in der zweiten Niederdruckleitung des Hochdruck-Kraftstoffsystems
gleich einem oder höher
als ein vorgeschriebener Druck ist. Der vorgeschriebene Druck in
der ersten Druckreguliereinrichtung und der zweiten Druckreguliereinrichtung
ist hierbei identisch.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung arbeiten das Niederdruck-Kraftstoffsystem, das den Kraftstoff dem
Verbrennungsmotor unter Verwendung der Niederdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung
zuführt,
und das Hochdruck-Kraftstoffsystem, das den Kraftstoff dem Verbrennungsmotor
unter Verwendung der Hochdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung zuführt, unabhängig voneinander
gemäß dem Betriebszustand
des Verbrennungsmotors. Genauer gesagt, wenn der Kraftstoff dem
Verbrennungsmotor zumindest ausschließlich mittels der Niederdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung
zugeführt
wird, wird ein Einströmen
des Kraftstoffs in der zweiten Niederdruck-Kraftstoffleitung in
die erste Niederdruckleitung durch die Verbindungsleitung mittels
des Rückschlagventils,
das als Auf-/Zusteuereinrichtung dient und ausschließlich ein Einströmen des
mit Druck beaufschlagten Kraftstoffs in der ersten Niederdruckleitung
in die zweite Niederdruckleitung zulässt, oder durch Schließen des Öffnungs-/Schließventils
vermieden. Daher breitet sich eine durch die Hochdruckpumpe im Hochdruck-Kraftstoffsystem
erzeugte Pulsation nicht zu der Niederdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung
im Niederdruck-Kraftstoffsystem hin aus. Wenn darüber hinaus der
Kraftstoff dem Verbrennungsmotor von der Hochdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung
und der Niederdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung
zugeführt
wird, wird ein Einströmen
des Kraftstoffs in der zweiten Niederdruck-Kraftstoffleitung in
die erste Niederdruckleitung durch die Verbindungsleitung mittels
des Rückschlagventils
vermieden. Als Alternative wird ein Einströmen des Kraftstoffs in der
zweiten Niederdruck-Kraftstoffleitung in die erste Niederdruckleitung durch
die Verbindungsleitung mittels des Öffnungs-/Schließventils
unterdrückt,
das sich öffnet, wenn
die dem Verbrennungsmotor von der Hochdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung zugeführte Kraftstoffmenge
gleich dem oder größer als
der vorgeschriebene Wert ist, d. h. mittels des Öffnungs-/Schließventils,
das sich schließt,
wenn die Kraftstoffzuführmenge
von der Hochdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung
zum Verbrennungsmotor kleiner als der vorgeschriebene Wert ist.
Daher wird eine Ausbreitung einer von der Hochdruckpumpe im Hochdruck-Kraftstoffsystem
erzeugten Pulsation auf die Niederdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung
im Niederdruck-Kraftstoffsystem
vermieden bzw. unterdrückt.
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Die
Kraftstoffzuführvorrichtung
für einen
Verbrennungsmotor gemäß der vorliegenden
Erfindung erzielt einen Effekt zum Abmildern der Auswirkung einer
von der Hochdruckpumpe erzeugten Pulsation auf die dem Verbrennungsmotor
zugeführte
Kraftstoffmenge, da die Ausbreitung einer von der Hochdruckpumpe
im Hochdruck- Kraftstoffsystem
erzeugten Pulsation zur Niederdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung
im Niederdruck-Kraftstoffsystem hin vermieden ist, wenn der Kraftstoff
dem Verbrennungsmotor nur durch die Niederdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung
zugeführt
wird, und die Ausbreitung einer von der Hochdruckpumpe im Hochdruck-Kraftstoffsystem erzeugten
Pulsation zur Niederdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung im Niederdruck-Kraftstoffsystem
vermieden bzw. unterdrückt
werden kann, wenn der Kraftstoff dem Verbrennungsmotor von der Hochdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung
und der Niederdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung zugeführt wird.
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Kurze Beschreibung der Zeichnung
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1 veranschaulicht
eine beispielhafte Konfiguration einer Kraftstoffzuführvorrichtung
für einen
Verbrennungsmotor gemäß einer
ersten Ausführungsform.
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2 veranschaulicht
eine beispielhafte Konfiguration eines Zylinders des Verbrennungsmotors
gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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3 veranschaulicht
einen Betriebsablauf in der Kraftstoffzuführvorrichtung für den Verbrennungsmotor
gemäß der ersten
Ausführungsform.
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4 veranschaulicht
eine beispielhafte Konfiguration einer Speicherdarstellung einer
Kraftstoffzuführmenge
und eines Fahrpedal-Betätigungsgrades.
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5 veranschaulicht
eine beispielhafte Konfiguration einer Kraftstoffzuführvorrichtung
für einen
Verbrennungsmotor gemäß einer
zweiten Ausführungsform.
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6 veranschaulicht
einen Betriebsablauf in der Kraftstoffzuführvorrichtung für den Verbrennungsmotor
gemäß der zweiten
Ausführungsform.
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7 veranschaulicht
eine beispielhafte Konfiguration einer Kraftstoffzuführvorrichtung
für einen
Verbrennungsmotor gemäß einer
dritten Ausführungsform.
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8A und 8B veranschaulichen
einen Betriebsablauf in der Kraftstoffzuführvorrichtung für den Verbrennungsmotor
gemäß der dritten
Ausführungsform.
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Beste Ausführungsweisen der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung wird im Nachfolgenden unter Bezugnahme auf
die Zeichnung ausführlich
beschrieben. Es wird angemerkt, dass Ausführungsformen die vorliegende
Erfindung nicht einschränken.
Es wird ferner angemerkt, dass Merkmale von Bauelementen, aus denen
die nachstehend beschriebenen Ausführungsformen bestehen, Elemente
umfassen, die sich einem Fachmann leicht erschließen, bzw.
im Wesentlichen gleiche Elemente umfassen. Hierbei liefert eine
im Nachfolgenden beschriebene Kraftstoffzuführvorrichtung für einen
Verbrennungsmotor Kraftstoff an eine als Verbrennungsmotor dienende
Kraftmaschine wie etwa einen Ottomotor und einen Dieselmotor, der
in ein Fahrzeug wie etwa einen Personenkraftwagen, einen Lastkraftwagen
oder dergleichen eingebaut ist. Bei den nachstehenden Ausführungsformen
wird eine Kraftstoffzuführvorrichtung
in einem Vierzylinder-Reihenmotor mit vier in einer Reihe angeordneten
Zylindern beschrieben, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf
beschränkt.
Die vorliegende Erfindung kann in einem Sechszylinder-V-Motor mit
zwei jeweils aus drei Zylindern bestehenden Zylinderreihen, einem Sechszylinder-Reihenmotor,
einem Achtzylinder-V-Motor mit zwei jeweils aus vier Zylindern bestehenden
Zylinderreihen oder dergleichen verwendet werden.
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Erste Ausführungsform
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1 veranschaulicht
eine beispielhafte Konfiguration der Kraftstoffzuführvorrichtung
für einen
Verbrennungsmotor gemäß einer
ersten Ausführungsform. 2 veranschaulicht
eine beispielhafte Konfiguration eines Zylinders des Verbrennungsmotors
gemäß der vorliegenden
Erfindung. Gemäß der Darstellung
in 1 weist eine Kraftstoffzuführvorrichtung 1-1 gemäß der ersten
Ausführungsform
ein Niederdruck-Kraftstoffsystem 2,
ein Hochdruck-Kraftstoffsystem 3 und eine ECU 4 auf,
sowie einen Kraftstofftank 5, der als Speicher zum Bevorraten
des Kraftstoffs dient.
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Das
Niederdruck-Kraftstoffsystem 2 besteht aus einer ersten
Niederdruckpumpe 21, einer ersten Niederdruckleitung 22,
und einer Niederdruck-Förderleitung 23 und
Einlass-Kraftstoffeinspritzventilen 24a bis 24d,
welche die Niederdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung implementieren.
Ein erster Regler 25 erfüllt eine Funktion als erste
Druckreguliereinrichtung zum Rückführen eines
Teils des von der ersten Niederdruckpumpe 21 an die erste
Niederdruckleitung 22 ausgegebenen Niederdruck-Kraftstoffs
zum Kraftstofftank 5, wenn der Druck des Niederdruck-Kraftstoffs
in der ersten Niederdruckleitung 22 des Niederdruck-Kraftstoffsystems 2 über einen
vorgeschriebenen Druck (Niederdruck) ansteigt. Mit diesem ersten Regler
kann der Druck in der ersten Niederdruckleitung 22, d.
h. der Druck des Niederdruck-Kraftstoffs für die Zuführung zu den Einlass-Kraftstoffeinspritzventilen 24a bis 24d,
auf einem konstanten Wert (Niederdruck) gehalten werden.
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Die
erste Niederdruckpumpe 21 saugt den Kraftstoff im Kraftstofftank 5 durch
ein nicht dargestelltes Sieb und einen nicht dargestellten Filter
an, beaufschlagt den angesaugten Kraftstoff mit Druck bis hin zu
dem vorgeschriebenen Druck (Niederdruck), und gibt den Kraftstoff
an die erste Niederdruckleitung 22 aus. Die erste Niederdruckpumpe 21 ist
von einem elektrischen Typ, der einen nicht dargestellten Motor
aufweist. Die ECU 4, die im Nachfolgenden beschrieben wird,
steuert den Motor so an, dass dadurch die Betätigung der ersten Niederdruckpumpe 21 gesteuert
wird.
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Der
von der ersten Niederdruckpumpe 21 mit Druck beaufschlagte
Niederdruck-Kraftstoff
tritt durch die erste Niederdruckleitung 22 und wird an
die Niederdruck-Förderleitung 23 gefördert, welche
die Niederdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung
implementiert. Die Niederdruck-Förderleitung 23 ist
mit Einlass-Kraftstoffeinspritzventilen 24a bis 24d verbunden.
Somit wird der von der ersten Niederdruckpumpe 21 durch
die erste Niederdruckleitung 22 geförderte Niederdruck-Kraftstoff
durch die Niederdruck-Förderleitung 23 jedem
Einlass-Kraftstoffeinspritzventil 24a bis 24d zugeführt.
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Die
Einlass-Kraftstoffeinspritzventile 24a bis 24d,
welche die Niederdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung implementieren,
sind in Entsprechung zu jeweiligen Zylindern 6a bis 6d des
Vierzylinder-Reihenmotors vorgesehen. Die Einlass-Kraftstoffeinspritzventile 24a bis 24d sind
elektromagnetische Ventile, und der Einspritzzeitpunkt bzw. eine
Kraftstoffzuführmenge
auf der Grundlage einer Zeitperiode, während der das elektromagnetische
Ventil bestromt wird, d. h. eine Einspritzmenge, wird von der im
Nachfolgenden beschriebenen ECU 4 gesteuert. Als Beispiel
weist die Niederdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung
bei einem Sechszylindermotor eine oder mehr Niederdruck-Förderleitung(en) und sechs Einlass-Kraftstoffeinspritzventile
auf.
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Das
Hochdruck-Kraftstoffsystem 3 besteht aus einer zweiten
Niederdruckpumpe 31, einer zweiten Niederdruckleitung 32,
einer Hochdruckpumpe 33, einer Hochdruckleitung 34,
und einer Hochdruck-Förderleitung 35 und
Zylinder-Kraftstoffeinspritzventilen 36a bis 36d,
welche die Hochdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung implemen tieren. Ein
zweiter Regler 37 erfüllt
eine Funktion als zweite Druckreguliereinrichtung zum Rückführen eines
Teils des von der zweiten Niederdruckpumpe 31 an die zweite
Niederdruckleitung 32 ausgegebenen Niederdruck-Kraftstoffs
zum Kraftstofftank 5, wenn der Druck des Niederdruck-Kraftstoffs
in der zweiten Niederdruckleitung 32 des Hochdruck-Kraftstoffsystems 3 einen
vorgeschriebenen Druck (Niederdruck) übersteigt. Mit diesem zweiten
Regler 37 kann der Druck in der zweiten Niederdruckleitung 32,
d. h. der Druck des Niederdruck-Kraftstoffs für die Zuführung zur Hochdruckpumpe 33,
auf einem konstanten Wert gehalten werden. Hierbei kann der vorgeschriebene Druck,
bei dem der Niederdruck-Kraftstoff von dem ersten Regler 25 und
dem zweiten Regler 37 zum Kraftstofftank 5 rückgeführt wird,
bei der ersten Ausführungsform
gleich oder verschieden sein. Ein Rückschlagventil 38 erfüllt eine
Funktion zum Verhindern, dass der der Hochdruck-Förderleitung 35 und den
die Hochdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung
implementierenden Zylinder-Kraftstoffeinspritzventilen 36a bis 36d zugeführte Hochdruck-Kraftstoff
zur Hochdruckpumpe zurückkehrt.
Ein Entlastungsventil 39 erfüllt eine Funktion zum Rückführen eines
Teils des Hochdruck-Kraftstoffs
in der Hochdruck-Förderleitung 35 zum
Kraftstofftank 5 und zum Halten des Drucks des Hochdruck-Kraftstoffs
in der Hochdruck-Förderleitung 35 und
in den Zylinder-Kraftstoffeinspritzventilen 36a bis 36d auf
einem konstanten Wert (Hochdruck), wenn der Druck des Hochdruck-Kraftstoffs,
der der Hochdruck-Förderleitung 35 und
den Zylinder-Kraftstoffeinspritzventilen 36a bis 36d zugeführt wird,
einen vorgeschriebenen Druck (Hochdruck) übersteigt.
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Die
zweite Niederdruckpumpe 31 saugt den Kraftstoff im Kraftstofftank 5 durch
ein nicht gezeigtes Sieb und einen nicht dargestellten Filter an,
bringt Druck auf den angesaugten Kraftstoff bis hin zu dem vorgeschriebenen
Druck (Niederdruck) auf, und gibt den Kraftstoff an die zweite Niederdruckleitung 32 aus.
Die zweite Niederdruckpumpe 31 ist von einem elektrischen
Typ, der einen nicht dargestellten Motor aufweist. Die ECU 4,
die im Nachfolgenden beschrieben wird, steuert den Motor so an,
dass dadurch die Betätigung
der zweiten Niederdruckpumpe 31 gesteuert wird.
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Der
von der zweiten Niederdruckpumpe 31 mit Druck beaufschlagte
Niederdruck-Kraftstoff
tritt durch die zweite Niederdruckleitung 32 und wird zur Hochdruckpumpe 33 gefördert. Hierbei
arbeitet die Hochdruckpumpe 33 folgendermaßen. Ein
Nocken 33a für
die Pumpe, der mit einer Kurbelwelle einer nicht dargestellten Kraftmaschine
gekoppelt ist, dreht und veranlasst dadurch einen nicht dargestellten
Kolben in der Hochdruckpumpe 33 zur Ausführung einer Hin-
und Herbewegung. Als Ergebnis der Hin- und Herbewegung des Kolbens
wird der Niederdruck-Kraftstoff in der zweiten Niederdruckleitung 32, d.
h. der von der zweiten Niederdruckpumpe 31 im Hochdruck-Kraftstoffsystem 3 mit
Druck beaufschlagte Kraftstoff, in eine nicht gezeigte Druckbeaufschlagungskammer
eingesaugt, in der weiterhin Druck bis hin zu einem vorgeschriebenen
Druck (Hochdruck) auf den angesaugten Niederdruck-Kraftstoff beaufschlagt
wird. Der resultierende Kraftstoff wird somit an die Hochdruckleitung 34 ausgegeben.
Mit anderen Worten wird die Hochdruckpumpe 33 gemäß dem Betriebszustand
der als Verbrennungsmotor dienenden Kraftmaschine angetrieben. Die
Hochdruckpumpe 33 weist ein nicht dargestelltes Dosierventil
auf, dessen Öffnungsgrad
von der ECU 4 gesteuert wird, wie im Nachfolgenden beschrieben
wird.
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Der
Hochdruck-Kraftstoff, der von der Hochdruckpumpe 33 weiterhin
mit Druck beaufschlagt wurde, tritt durch das Rückschlagventil 38 und
die Hochdruckleitung 34 und wird zur Hochdruck-Förderleitung 35 gefördert, welche
die Hochdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung
implementiert. Die Hochdruck-Förderleitung 35 ist
mit den Zylinder-Kraftstoffeinspritzventilen 36a bis 36d verbunden.
Somit wird der von der Hochdruckpumpe 33 durch die Hochdruckleitung 34 geförderte Hochdruck-Kraftstoff
durch die Hochdruck-Förderleitung 35 jedem
Zylinder-Kraftstoffeinspritzventil 36a bis 36d zugeführt.
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Die
Zylinder-Kraftstoffeinspritzventile 36a bis 36d,
welche die Hochdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung implementieren,
sind in Entsprechung zu jeweiligen Zylindern 6a bis 6d des
Vierzylinder-Reihenmotors vorgesehen. Die Zylinder-Kraftstoffeinspritzventile 36a bis 36a sind
elektromagnetische Ventile, und der Einspritzzeitpunkt bzw. eine
Kraftstoffzuführmenge
auf der Grundlage einer Zeitperiode, während der das elektromagnetische
Ventil bestromt wird, d. h. eine Einspritzmenge, wird von der ECU 4 gesteuert, wie
weiter unten beschrieben wird. Als Beispiel weist die Hochdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung
in einem Sechszylindermotor eine oder mehr Hochdruck-Förderleitung(en) und sechs Zylinder-Kraftstoffeinspritzventile
auf.
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Wie
vorstehend beschrieben wurde, sind das Niederdruck-Kraftstoffsystem 2 und
das Hochdruck-Kraftstoffsystem 3 in der Kraftstoffzuführvorrichtung 1-1 für den Verbrennungsmotor
gemäß der ersten
Ausführungsform
voneinander unabhängig. Mit
anderen Worten, das Niederdruck-Kraftstoffsystem 2, das
dem Verbrennungsmotor den Kraftstoff unter Verwendung von Einlass-Kraftstoffeinspritzventilen 24a bis 24d zuführt, welche
die Niederdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung
implementieren, und das Hochdruck-Kraftstoffsystem 3, das
dem Verbrennungsmotor den Kraftstoff unter Verwendung von Zylinder-Kraftstoffeinspritzventilen 36a bis 36d zuführt, welche
die Hochdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung
implementieren, sind voneinander unabhängig. Entsprechend sollte die
erste Niederdruckpumpe 21, welche den die Niederdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung
implementierenden Einlass-Kraftstoffeinspritzventilen 24a bis 24d Kraftstoff
zuführt,
von einer Pumpe implementiert sein, die gemäß dem Betriebszustand des Verbrennungsmotors
einen Ausgabevolumenstrom erzielt, welcher eine maximale Kraftstoffeinspritzmenge
zum Verbrennungsmotor durch die Einlass-Kraftstoffeinspritzventile 24a bis 24d,
d. h. eine dem Verbrennungsmotor zugeführte maximale Kraftstoffmenge
ermöglicht.
Die zweite Niederdruckpumpe 31 hingegen, welche den Kraftstoff
den die Hochdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung
implementierenden Zylinder-Kraftstoffeinspritzventilen 36a bis 36d zuführt, sollte
durch eine Pumpe auf der Grundlage einer Hochdruckpumpe 33 implementiert
sein, die gemäß dem Betriebszustand
des Verbrennungsmotors einen Ausgabevolumenstrom erzielt, der eine maximale
Kraftstoffeinspritzmenge zum Verbrennungsmotor durch die Zylinder-Kraftstoffeinspritzventil 36a bis 36d,
d. h. eine dem Verbrennungsmotor zugeführte maximale Kraftstoffmenge
ermöglicht. Nimmt
man somit beispielsweise den Ausgabevolumenstrom der Niederdruckpumpe
in einer herkömmlichen
Kraftstoffzuführvorrichtung
für einen
Verbrennungsmotor als 1,0 an, so wird die erste Niederdruckpumpe 21 durch
eine Niederdruckpumpe implementiert, die einen Ausgabevolumenstrom
von ca. 0,8 erzielt, und die zweite Niederdruckpumpe 31 wird
durch eine Niederdruckpumpe implementiert, die einen Ausgabevolumenstrom
von ca. 1,0 erzielt.
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Gemäß der Darstellung
in 2 besteht jeder Zylinder 6a bis 6d der
Kraftmaschine aus einem Zylinderblock 61, einem Kolben 62,
einem am Zylinderblock 61 befestigten Zylinderkopf 63,
einer zwischen Kolben 62 und Zylinderkopf 63 ausgebildeten Brennkammer,
einem Einlassventil 65, einem Auslassventil 66,
einem Einlasskanal 67, einem Auslasskanal 68,
und einer Zündkerze 69.
Die Einlass-Kraftstoffeinspritzventile 24a bis 24d,
welche die Niederdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung implementieren, sind
so vorgesehen, dass sie in der Lage sind, den Kraftstoff in einen
Ansaugkrümmer 7 einzuspritzen, der
mit dem Einlasskanal 67 verbunden ist. Darüber hinaus
sind die Zylinder-Kraftstoffeinspritzventile 36a bis 36d,
welche die Hochdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung implementieren,
am Zylinderkopf 63 befestigt und so vorgesehen, dass sie
in der Lage sind, den Kraftstoff direkt in die Brennkammer einzuspritzen.
Ein konkaver Abschnitt 62a erfüllt eine Funktion, den von
den Zylinder-Kraftstoffeinspritzventilen 36a bis 36d eingespritzten
Kraftstoff in die Nähe
der Zündkerze 69 zu
führen.
Die Einlass-Kraftstoffeinspritzventile 24a bis 24d können den
Kraftstoff in einen nicht dargestellten Speicher einspritzen, der stromaufwärts vom
Ansaugkrümmer 7 vorgesehen ist,
oder direkt in den Einlasskanal 67, um den Kraftstoff der
Kraftmaschine zuzuführen.
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Die
ECU 4 erfüllt
eine Funktion als die Pumpensteuereinrichtung. Gemäß der Darstellung
in 1 empfängt
die ECU 4 eine Kraftmaschinendrehzahl, einen Fahrpedal-Betätigungsgrad
L, eine Ansaugluftmenge oder dergleichen als Eingangssignal von
Sensoren, die an mehreren Positionen der Kraftmaschine angebracht
sind, wie etwa einem nicht dargestellten Winkelsensor, der an einer
nicht dargestellten Kurbelwelle zum Erfassen einer Kraftmaschinendrehzahl
angebracht ist, einem nicht dargestellten Fahrpedal-Betätigungsgradsensor
zum Erfassen des Fahrpedal-Betätigungsgrades,
einem nicht dargestellten Luftmengenmesser zum Erfassen einer in die
Kraftmaschine eingesaugten Luftmenge, oder dergleichen. Auf der
Grundlage des Eingangssignals und einer Vielfalt von Speicherdarstellungen,
die in einer Speichereinheit 43 abgelegt sind, liefert
die ECU 4 ein Ausgangssignal wie etwa ein Einspritzsignal
für die
Einspritzsteuerung der Einlass-Kraftstoffeinspritzventile 24a bis 24d und
der Zylinder-Kraftstoffeinspritzventile 36a bis 36d,
ein Öffnungsgradsignal zum
Steuern des Ventilöffnungsgrades
eines nicht dargestellten Drosselklappenventils, ein Zündsignal für die Zündsteuerung
der Zündkerze 69,
ein Betätigungssignal
zum Steuern der Betätigung
der ersten Niederdruckpumpe 21 und der zweiten Niederdruckpumpe 31,
ein Öffnungsgradsignal
zum Steuern des Ventilöffnungsgrades
eines nicht dargestellten Dosierventils der Hochdruckpumpe 33,
oder dergleichen.
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Genauer
gesagt besteht die ECU 4 aus einem Ein-/Ausgabeport (I/O) 41 für die Eingabe
und Ausgabe des Eingangssignals oder des Ausgangssignals, einer
Verarbeitungseinheit 42 zum Berechnen eines Einspritzzeitpunkts
oder einer Einspritzmenge der Einlass-Kraftstoffeinspritzventile 24a bis 24d und der
Zylinder-Kraftstoffeinspritzventile 36a bis 36d, und
einer Speichereinheit 43 zum Speichern der vorstehend beschriebenen
Speicherdarstellung oder dergleichen. Eine Betriebsweise der Kraftstoffzuführvorrichtung 1-1 für den Verbrennungsmotor
gemäß der ersten
Ausführungsform
kann durch dedizierte Hardware verwirklicht werden. Die Verarbeitungseinheit 42 wird
von einem Speicher und einer CPU (Central Processing Unit; Zentrale
Verarbeitungseinheit) implementiert und kann die Betriebsweise der
Kraftstoffzuführvorrichtung 1-1 für den Verbrennungsmotor
gemäß der ersten
Ausführungsform
verwirklichen, indem sie ein Programm, das auf der Betriebsweise der
Kraftstoffzuführvorrichtung 1-1 für einen
Verbrennungsmotor gemäß der ersten
Ausführungsform
basiert, zur Ausführung
in den Speicher lädt.
Die Speichereinheit 43 kann durch einen nichtflüchtigen
Speicher wie etwa einen Flash-Speicher, einen flüchtigen Nurlesespeicher wie
etwa einen ROM (Read-Only Memory; Nurlesespeicher), einen lese-
und schreibfähigen
flüchtigen Speicher
wie etwa einen RAM (Random Access Memory; Direktzugriffsspeicher), oder
eine Kombination aus diesen implementiert sein.
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Es
wird nun ein Betrieb der Kraftstoffzuführvorrichtung 1-1 des
Verbrennungsmotors gemäß der ersten
Ausführungsform
beschrieben. 3 veranschaulicht einen Betriebsablauf
in der Kraftstoffzuführvorrichtung
für den
Verbrennungsmotor gemäß der ersten
Ausführungsform. 4 veranschaulicht eine
beispielhafte Konfiguration einer Speicherdarstellung einer Kraftstoffzuführmenge
Q und eines Fahrpedal-Betätigungsgrades
L. Gemäß der Darstellung
in 3 berechnet die Verarbeitungseinheit 42 der
ECU 4 anfänglich
die Menge Q an Kraftstoff, die der Kraftmaschine zugeführt werden
soll (Schritt ST101). Die Kraftstoffzuführmenge Q wird auf der Grundlage
einer nicht dargestellten Speicherdarstellung der Kraftmaschinendrehzahl
und des Fahrpedal-Betätigungsgrades
L, die in der Speichereinheit 43 gespeichert ist, und von
Eingangssignalen, welche die Kraftmaschinendrehzahl und den Fahrpedal-Betätigungsgrad
L angeben, die von der Kraftmaschine an die ECU 4 eingegeben
wurden, bestimmt.
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Danach
bestimmt die Verarbeitungseinheit 42, ob der Fahrpedal-Betätigungsgrad
L unter einem vorgeschriebenen Wert L1 liegt (Schritt ST102). Wenn
der Fahrpedal-Betätigungsgrad
L unter dem vorgeschriebenen Wert L1 liegt, bestimmt die als die Pumpensteuereinrichtung
dienende ECU 4 auf der Grundlage des Betriebszustands der
als Verbrennungsmotor dienenden Kraftmaschine, dass der Einspritzbereich
für die
Zuführung
des Kraftstoffs zur Kraftmaschine derjenige Einspritzbereich ist,
in dem nur die die Hochdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung implementierenden
Zylinder-Kraftstoffeinspritzventile 36a bis 36d verwendet
werden, d. h. der Zylindereinspritzbereich, der in 4 gezeigt
ist. Danach bestimmt die Verarbeitungseinheit 42, ob die
zweite Niederdruckpumpe 31 betätigt ist oder nicht (Schritt ST103).
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Wenn
die Verarbeitungseinheit 42 bestimmt, dass die zweite Niederdruckpumpe 31 betätigt ist, bestimmt
die Verarbeitungseinheit 42, ob die erste Niederdruckpumpe 21 betätigt ist
oder nicht (Schritt ST104). Falls die Verarbeitungseinheit 42 hierbei
bestimmt, dass die zweite Niederdruckpumpe 31 nicht betätigt ist,
gibt die Verarbeitungseinheit 42 ein Betätigungssignal
an die zweite Niederdruckpumpe 31 aus, um dadurch die zweite
Niederdruckpumpe 31 zu betätigen (Schritt ST105).
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Wenn
die Verarbeitungseinheit 42 bestimmt, dass die erste Niederdruckpumpe 21 nicht
betätigt ist,
und um der Kraftmaschine die Kraftstoffmenge zuzuführen, welche
die Kraftstoffzuführmenge
Q erfüllt,
gibt die Verarbeitungseinheit 42 ein Einspritzsignal, welches
den Einspritzzeitpunkt und die Einspritzmenge angibt, an die Zylinder-Kraftstoffeinspritzventile 36a bis 36a aus,
um diese Kraftstoffeinspritzventile zur Durchführung einer Zylindereinspritzung
zu veranlassen (Schritt ST106). Wenn die Verarbeitungseinheit 42 bestimmt,
dass die erste Niederdruckpumpe 21 betätigt ist, beendet die Verarbeitungseinheit 42 die
Ausgabe des Betätigungssignals an
die erste Niederdruckpumpe 21, damit die Niederdruckpumpe 21 nicht
betätigt
wird (Schritt ST107). Wenn der Kraftstoff somit der als Verbrennungsmotor dienenden
Kraftmaschine nur durch die Zylinder-Kraftstoffeinspritzventile 36a bis 36d zugeführt wird,
welche die Hochdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung implementieren,
wird die erste Niederdruckpumpe 21 nicht betätigt. Auf
diese Weise kann im Vergleich mit einem Beispiel, bei dem die erste
Niederdruckpumpe 21 und die zweite Niederdruckpumpe 31 betätigt werden,
der Leistungsverbrauch verringert werden.
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Die
als die Hochdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung
dienenden Zylinder-Kraftstoffeinspritzventile 36a bis 36d spritzen
den Hochdruck-Kraftstoff beispielsweise nur einmal in einem späten Stadium
des Verdichtungstaktes jedes Zylinders 6a bis 6d in
die Brennkammer ein. Der eingespritzte Hochdruck-Kraftstoff bewegt
sich entlang einer Oberfläche des
konkaven Abschnitts 62a des in 2 gezeigten Kolbens 62 und
bewegt sich von einem Raum unterhalb der Zündkerze 69 auf den
Zylinderkopf 63 hin. Wenn das Einlassventil 65 aufgesteuert
wird, wird der Kraftstoff mit der vorausgehend in die Brennkammer
eingeführten
Luft vermischt, wodurch ein Luft-Kraftstoff-Gemisch gebildet wird.
Das Luft-Kraftstoff-Gemisch wird durch Zünden der Zündkerze 69 im Ansprechen
auf ein von der Verarbeitungseinheit 42 der ECU 4 ausgegebenes
Zündsignal
gezündet, so
dass eine Drehkraft auf die Kurbelwelle der nicht dargestellten
Kraftmaschine aufgebracht wird.
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Wenn
dann die Verarbeitungseinheit 42 bestimmt, dass der Fahrpedal-Betätigungsgrad
L nicht unter dem vorgeschriebenen Wert L1 liegt, bestimmt die Verarbeitungseinheit 42,
ob der Fahrpedal-Betätigungsgrad
L unter einem vorgeschriebenen Wert L2 liegt (Schritt ST108). Wenn
der Fahrpedal-Betätigungsgrad
L unter dem vorgeschriebenen Wert L2 liegt, bestimmt die ECU 4 basierend
auf dem Betriebszustand der als Verbrennungsmotor dienenden Kraftmaschine,
dass der Einspritzbereich zum Zuführen von Kraftstoff zur Kraftmaschine
derjenige Einspritzbereich ist, in dem die die Hochdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung
implementierenden Zylinder-Kraftstoffeinspritzventile 36a bis 36d und
die die Niederdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung implementierenden Einlass-Kraftstoffeinspritzventile 24a bis 24d verwendet
werden, d. h. der Zylinder/Einlasseinspritzbereich gemäß der Darstellung
in 4. Daraufhin bestimmt die Verarbeitungseinheit 42,
ob die erste Niederdruckpumpe 21 betätigt ist oder nicht (Schritt
ST109).
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Wenn
die Verarbeitungseinheit 42 bestimmt, dass die erste Niederdruckpumpe 21 betätigt ist,
bestimmt die Verarbeitungseinheit 42, ob die zweite Niederdruckpumpe 31 betätigt ist
oder nicht (Schritt ST110). Falls die Verarbeitungseinheit 42 hierbei
bestimmt, dass die erste Niederdruckpumpe 21 nicht betätigt ist,
gibt die Verarbeitungseinheit 42 ein Betätigungssignal
an die erste Niederdruckpumpe 21 aus, um die erste Niederdruckpumpe 21 zu
betätigen (Schritt
ST111).
-
Wenn
die Verarbeitungseinheit 42 bestimmt, dass die zweite Niederdruckpumpe 31 betätigt ist, und
um der Kraftmaschine die Kraftstoffmenge zuzuführen, welche die Kraftstoffzuführmenge
Q erfüllt, gibt
die Verarbeitungseinheit 42 ein Einspritzsignal, welches
den Einspritzzeitpunkt und die Einspritzmenge angibt, an die Zylinder-Kraftstoffeinspritzventile 36a bis 36a und
die Einlass-Kraftstoffeinspritzventile 24a bis 24d aus,
um diese Kraftstoffeinspritzventile zur Durchführung einer Zylinder/Einlass-Einspritzung zu veranlassen
(Schritt ST112). Wenn die Verarbeitungseinheit 42 bestimmt,
dass die zweite Niederdruckpumpe 31 nicht betätigt ist,
gibt die Verarbeitungseinheit 42 das Betätigungssignal
an die zweite Niederdruckpumpe 31 aus, um die zweite Niederdruckpumpe 31 zu
betätigen
(Schritt ST113).
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Wie
in 2 gezeigt ist, spritzen die als die Niederdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung
dienenden Einlass-Kraftstoffeinspritzventile 24a bis 24d den Niederdruck-Kraftstoff
beispielsweise nur einmal in einem anfänglichen Stadium des Ansaugtaktes
jedes Zylinders 6a bis 6d in den Ansaugkrümmer 7 ein.
Der eingespritzte Niederdruck-Kraftstoff
wird mit der Luft im Ansaugkrümmer 7 vermischt,
um ein Luft-Kraftstoff-Gemisch
zu bilden, und das Luft-Kraftstoff-Gemisch wird durch den Einlasskanal 67 in
die Brennkammer eingeführt.
Daraufhin spritzen die als die Hochdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung
dienenden Zylinder-Kraftstoffeinspritzventile 36a bis 36d den Hochdruck-Kraftstoff
nur einmal in einem späten
Stadium des Verdichtungstaktes jedes Zylinders 6a bis 6d in
die Brennkammer ein. Der eingespritzte Hochdruck-Kraftstoff bewegt
sich entlang der Oberfläche des
konkaven Abschnitts 62a des Kolbens 62 und bewegt
sich von einem Raum unterhalb der Zündkerze 69 auf den
Zylinderkopf 63 hin. Wenn das Einlassventil 65 geöffnet wird,
wird der Kraftstoff weiterhin mit dem vorausgehend in die Brennkammer
eingeführten
Luft-Kraftstoff-Gemisch vermischt, um ein Luft-Kraftstoff-Gemisch
zu bilden, das von der Zündkerze 69 gezündet werden
kann. Das Luft-Kraftstoff-Gemisch wird durch Zünden der Zündkerze 69 im Ansprechen
auf ein von der Verarbeitungseinheit 42 der ECU 4 ausgegebenes
Zündsignal
gezündet, wodurch
eine Drehkraft auf die Kurbelwelle der nicht dargestellten Kraftmaschine
aufgebracht wird.
-
Wenn
die Verarbeitungseinheit 42 dann bestimmt, dass der Fahrpedal-Betätigungsgrad
L nicht unter dem vorgeschriebenen Wert L2 liegt, bestimmt die ECU 4 auf
der Grundlage des Betriebszustands der als Verbrennungsmotor dienenden
Kraftmaschine, dass der Einspritzbereich des Kraftstoffs derjenige
Einspritzbereich ist, in dem nur die die Niederdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung
implementierenden Einlass-Kraftstoffeinspritzventile 24a bis 24d verwendet
werden, d. h. der Einlasseinspritzbereich, der in 4 gezeigt
ist. Danach bestimmt die Verarbeitungseinheit 42, ob die
erste Niederdruckpumpe 21 betätigt ist oder nicht (Schritt
ST114).
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Wenn
die Verarbeitungseinheit 42 bestimmt, dass die erste Niederdruckpumpe 21 betätigt ist,
bestimmt die Verarbeitungseinheit 42, ob die zweite Niederdruckpumpe 31 betätigt ist
oder nicht (Schritt ST115). Falls die Verarbeitungseinheit 42 hierbei
bestimmt, dass die erste Niederdruckpumpe 21 nicht betätigt ist,
gibt die Verarbeitungseinheit 42 ein Betätigungssignal
an die erste Niederdruckpumpe 21 aus, um die erste Niederdruckpumpe 21 zu
betätigen (Schritt
ST116).
-
Wenn
die Verarbeitungseinheit 42 bestimmt, dass die zweite Niederdruckpumpe 31 nicht
betätigt ist,
und um der Kraftmaschine die Kraftstoffmenge zuzuführen, welche
die Kraftstoffzuführmenge
Q erfüllt,
gibt die Verarbeitungseinheit 42 ein Einspritzsignal, welches
den Einspritzzeitpunkt und die Einspritzmenge angibt, an die Einlass-Kraftstoffeinspritzventile 24a bis 24a aus,
um diese Kraftstoffeinspritzventile zur Durchführung einer Einlasseinspritzung
zu veranlassen (Schritt ST117). Wenn die Verarbeitungseinheit 42 bestimmt,
dass die zweite Niederdruckpumpe 31 betätigt ist, beendet die Verarbeitungseinheit 42 die
Ausgabe des Betätigungssignals
an die zweite Niederdruckpumpe 31, damit die zweite Niederdruckpumpe 31 nicht
betätigt
wird (Schritt ST118). Wenn der Kraftstoff somit der als Verbrennungsmotor
dienenden Kraftmaschine nur durch die Einlass-Kraftstoffeinspritzventile 24a bis 24d zugeführt wird,
welche die Niederdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung implementieren,
wird die zweite Niederdruckpumpe 31 nicht betätigt. Auf
diese Weise kann im Vergleich mit dem Beispiel, bei dem die erste
Niederdruckpumpe 21 und die zweite Niederdruckpumpe 31 betätigt werden,
der Leistungsverbrauch verringert werden.
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Wie
beispielsweise in 2 gezeigt ist, spritzen die
als die Niederdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung dienenden Einlass-Kraftstoffeinspritzventile 24a bis 24d den
Kraftstoff nur einmal in einem anfänglichen Stadium des Ansaugtaktes
jedes Zylinders 6a bis 6d in den Ansaugkrümmer 7 ein.
Der eingespritzte Niederdruck-Kraftstoff wird mit der Luft im Ansaugkrümmer 7 vermischt,
um ein Luft-Kraftstoff-Gemisch zu bilden, und das Luft-Kraftstoff-Gemisch
wird durch den Einlasskanal 67 in die Brennkammer eingeführt. Das
Luft-Kraftstoff-Gemisch wird durch Zünden der Zündkerze 69 im Ansprechen
auf ein von der Verarbeitungseinheit 42 der ECU 4 ausgegebenes
Zündsignal
gezündet,
wodurch eine Drehkraft auf die Kurbelwelle der nicht dargestellten
Kraftmaschine aufgebracht wird.
-
Wie
vorstehend beschrieben ist, wenn der Kraftstoff der als Verbrennungsmotor
dienenden Kraftmaschine durch die Zylinder-Kraftstoffeinspritzventile 36a bis 36d und
die Einlass-Kraftstoffeinspritzventile 24a bis 24d zugeführt wird,
d. h. wenn eine Zylinder/Einlass-Einspritzung durchgeführt wird, breitet
sich eine von der Hochdruckpumpe 33 des Hochdruck-Kraftstoffsystems 3 erzeugte
Pulsation nicht zur Niederdruck-Förderleitung 23 und
zu den die Niederdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung des Niederdruck-Kraftstoffsystems 2 implementierenden Einlass-Kraftstoffeinspritzventilen 24a bis 24d aus, weil
der als Speicher dienende Kraftstofftank 5 zwischen dem
Niederdruck-Kraftstoffsystem 2 und dem Hochdruck-Kraftstoffsystem 3 angeordnet
ist. Wenn der Kraftstoff der Kraftmaschine darüber hinaus nur durch die Einlass-Kraftstoffeinspritzventile 24a bis 24d zugeführt wird,
d. h. wenn eine Einlasseinspritzung durchgeführt wird, breitet sich eine
von der Hochdruckpumpe 33 des Hochdruck-Kraftstoffsystems 3 erzeugte
Pulsation ebenfalls nicht zur Niederdruck-Förderleitung 23 und
zu den die Niederdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung des Niederdruck-Kraftstoffsystems 2 implementierenden
Einlass-Kraftstoffeinspritzventilen 24a bis 24d aus. Wenn
der Kraftstoff somit gemäß dem Betriebszustand
der Kraftmaschine von den Einlass-Kraftstoffeinspritzventilen 24a bis 24d in
die Kraftmaschine eingespritzt wird, kann die Auswirkung einer von
der Hochdruckpumpe 33 erzeugten Pulsation auf die der Kraftmaschine
zuzuführende
Menge Q an Kraftstoff abgemildert werden.
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Zweite Ausführungsform
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Die
Hochdruckpumpe 33 im Hochdruck-Kraftstoffsystem 3 arbeitet
auf die folgende Weise. Der Nocken 33a für die Pumpe
dreht, um einen nicht dargestellten Kolben abzusenken. Hierdurch
wird der Rauminhalt einer nicht dargestellten Druckbeauf schlagungskammer
vergrößert, und
der Niederdruck-Kraftstoff in der zweiten Niederdruckleitung 32 wird
angesaugt. Danach wird ein nicht dargestelltes Dosierventil von
der ECU 4 geschlossen, der Kolben wird angehoben, und der
Rauminhalt der Druckbeaufschlagungskammer wird verkleinert. Dabei
wird Druck auf den Niederdruck-Kraftstoff
in der Druckbeaufschlagungskammer aufgebracht, und der resultierende
Kraftstoff wird als Hochdruck-Kraftstoff an die Hochdruckleitung 34 abgegeben.
D. h., eine Zeitperiode, während
der der Niederdruck-Kraftstoff in der zweiten Niederdruckleitung 32 von
der Hochdruckpumpe 33 angesaugt wird, beträgt die Hälfte der
Zeitperiode des Betriebs der Hochdruckpumpe 33. Daher ist
der Ausgabevolumenstrom, der in der zweiten Niederdruckpumpe 31 benötigt wird,
welche den Niederdruck-Kraftstoff der Hochdruckpumpe 33 zuführt, das
Zweifache des Ausgabevolumenstroms (pro Zeiteinheit) der Hochdruckpumpe 33,
da die zweite Niederdruckpumpe 31 den Niederdruck-Kraftstoff
kontinuierlich in die zweite Niederdruckleitung 32 fördert. Darüber hinaus
wird eine Rate des Einströmens
des Niederdruck-Kraftstoffs in die nicht dargestellte Druckbeaufschlagungskammer
der Hochdruckpumpe 33 im Ansprechen auf das Öffnen des nicht
dargestellten Dosierventils um einen vorgeschriebenen Ventilöffnungsgrad
von 0 m/s angehoben. Daher ist der Ausgabevolumenstrom, der in der zweiten
Niederdruckpumpe 31 benötigt
wird, das Zweifache oder mehr des Ausgabevolumenstroms (pro Zeiteinheit)
der Hochdruckpumpe 33. Insbesondere wird die Hochdruckpumpe 33 gemäß dem Betriebszustand
der als Verbrennungsmotor dienenden Kraftmaschine angetrieben. Wenn
also die Kraftmaschinendrehzahl hoch ist, ist der in der zweiten
Niederdruckpumpe 31 benötigte
Ausgabevolumenstrom beträchtlich
erhöht.
Wenn der Ausgabevolumenstrom der zweiten Niederdruckpumpe 31 niedrig
ist, sinkt angesichts dieser Umstände der Druck des Niederdruck-Kraftstoffs
in der zweiten Niederdruckleitung 32, und ein ungenügender Saugdruck
in der Hochdruckpumpe 33 kann auftreten.
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Darüber hinaus
wurde bei der herkömmlichen
Kraftstoffzuführvorrichtung
für einen
Verbrennungsmotor eine Pumpe, die einen hohen Ausgabevolumenstrom
und einen hohen Ausgabedruck erzielt, als die Niederdruckpumpe verwendet,
um das Auftreten eines ungenügender
Saugdrucks in der Hochdruckpumpe zu unterdrücken. Bei der herkömmlichen
Kraftstoffzuführvorrichtung
für einen Verbrennungsmotor
sollte die Niederdruckpumpe jedoch ständig betätigt werden, weshalb es schwierig war,
den Leistungsverbrauch der Niederdruckpumpe zu reduzieren. Gemäß den Kraftstoffzuführvorrichtungen 1-2 und 1-3 bei
der zweiten Ausführungsform bzw.
bei einer weiter unten beschriebenen dritten Ausführungsform
kann selbst bei einem geringen Ausgabevolumenstrom der Niederdruckpumpe,
welche den Niederdruck-Kraftstoff der Hochdruckpumpe 33 zuführt, das
Auftreten eines ungenügenden
Saugdrucks in der Hochdruckpumpe 33 unterdrückt und der
Leistungsverbrauch reduziert werden.
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5 veranschaulicht
eine beispielhafte Konfiguration der Kraftstoffzuführvorrichtung
gemäß der zweiten
Ausführungsform.
Die in 5 gezeigte Kraftstoffzuführvorrichtung 1-2 unterscheidet
sich von der in 1 gezeigten Kraftstoffzuführvorrichtung 1-1 dadurch,
dass eine Verbindungsleitung 8 für die Verbindung zwischen dem
Niederdruck-Kraftstoffsystem 2 und dem Hochdruck-Kraftstoffsystem 3 vorgesehen
ist, und dass ein Rückschlagventil 9 in der
Verbindungsleitung 8 vorgesehen ist. Da die grundlegende
Gestaltung der in 5 gezeigten Kraftstoffzuführvorrichtung 1-2 derjenigen
der in 1 gezeigten Kraftstoffzuführvorrichtung 1-1 ähnlich ist,
wird auf eine Wiederholung ihrer Beschreibung verzichtet.
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Die
Verbindungsleitung 8 für
die Verbindung zwischen der ersten Niederdruckleitung 22,
welche den Niederdruck-Kraftstoff von der ersten Niederdruckpumpe 21 zu
der die Niederdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung implementierenden
Niederdruck-Förderleitung 23 fördert, und
der zweiten Niederdruckleitung 32, welche den Niederdruck-Kraftstoff
von der zweiten Niederdruckpumpe 31 zur Hochdruckpumpe 33 fördert, ist
zwischen dem Niederdruck-Kraftstoffsystem 2 und dem Hochdruck-Kraftstoffsystem 3 vorgesehen.
In der Verbindungsleitung 8 ist ein Rückschlagventil 9 vorgesehen,
welches als die Auf-/Zusteuereinrichtung dient, um nur ein Einströmen des von
der ersten Niederdruckpumpe 21 mit Druck beaufschlagten
Niederdruck-Kraftstoffs in der ersten Niederdruckleitung 22 in
die zweite Niederdruckleitung 32 zuzulassen. D. h., das
Rückschlagventil 9 in der
Verbindungsleitung 8 dient dazu, die Verbindungsleitung 8 zu öffnen und
zu schließen.
Das Rückschlagventil 9 verhindert
ein Einströmen
des von der zweiten Niederdruckpumpe 31 mit Druck beaufschlagten
Niederdruck-Kraftstoffs in der zweiten Niederdruckleitung 32 in
die erste Niederdruckleitung 22.
-
Hierbei
kann die erste Niederdruckpumpe 21, welche den Kraftstoff
den die Niederdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung implementierenden
Einlass-Kraftstoffeinspritzventilen 24a bis 24d zuführt, von
einer Pumpe implementiert werden, die gemäß dem Betriebszustand des Verbrennungsmotors
einen Ausgabevolumenstrom erzielt, welcher eine maximale Kraftstoffeinspritzmenge
zum Verbrennungsmotor durch die Einlass-Kraftstoffeinspritzventile 24a bis 24d,
d. h. eine dem Verbrennungsmotor zugeführte maximale Kraftstoffmenge
ermöglicht.
Die zweite Niederdruckpumpe 31 hingegen, welche den Kraftstoff
den die Hochdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung implementierenden
Zylinder-Kraftstoffeinspritzventilen 36a bis 36d zuführt, kann
von der Hochdruckpumpe 33 implementiert werden, welche
einen Ausgabevolumenstrom erzielt, der kleiner ist als derjenige
der Hochdruckpumpe, die gemäß dem Betriebszustand
des Verbrennungsmotors einen Ausgabevolumenstrom erzielt, der eine
maximale Kraftstoffeinspritzmenge zum Verbrennungsmotor durch die
Einlass-Kraftstoffeinspritzventile 24a bis 24d,
d. h. eine dem Verbrennungsmotor zugeführte maximale Kraftstoffmenge
ermöglicht,
und zwar mittels einer Betriebsweise der Kraftstoffzuführvorrichtung
für einen Verbrennungsmotor
gemäß der zweiten
Ausführungsform,
die weiter unten beschrieben wird. Nimmt man somit beispielsweise
den Ausgabevolumenstrom der Niederdruckpumpe in der herkömmlichen Kraftstoffzuführvorrichtung
für den
Verbrennungsmotor als 1,0 an, so wird die erste Niederdruckpumpe 21 durch
eine Niederdruckpumpe implementiert, die einen Ausgabevolumenstrom
von ca. 0,8 erzielt, und die zweite Niederdruckpumpe 31 wird
ebenfalls durch eine Niederdruckpumpe implementiert, die einen Ausgabevolumenstrom
von ca. 0,8 erzielt.
-
Hierbei
wird in der zweiten Ausführungsform der
vorgeschriebene Druck, bei dem der Niederdruck-Kraftstoff von dem
ersten Regler 25 und von dem zweiten Regler 37 zum
Kraftstofftank 5 zurückgeführt wird,
als gleich angenommen. Wenn der Druck des Niederdruck-Kraftstoffs
in der zweiten Niederdruckleitung 32 des Hochdruck-Kraftstoffsystems 3 gesenkt
wird, kann daher der Niederdruck-Kraftstoff in der ersten Niederdruckleitung 22 des
Niederdruck-Kraftstoffsystems 2, dessen Druck auf einem konstanten
Wert (Niederdruck) gehalten wird, auf zuverlässige Weise vom Rückschlagventil 9 durch
die Verbindungsleitung 8 der zweiten Niederdruckleitung 32 zugeführt werden.
-
Es
wird nun eine Betriebsweise der Kraftstoffzuführvorrichtung 1-2 für den Verbrennungsmotor
gemäß der zweiten
Ausführungsform
beschrieben. 6 veranschaulicht einen Betriebsablauf
in der Kraftstoffzuführvorrichtung
für den
Verbrennungsmotor gemäß der zweiten
Ausführungsform. Da
die Betriebsweise der in 6 gezeigten Kraftstoffzuführvorrichtung 1-2 im
Grunde die gleiche wie diejenige der in 3 gezeigten
Kraftstoffzuführvorrichtung 1-1 ist,
wird ihre Beschreibung vereinfacht. Gemäß der Darstellung in 6 berechnet
die Verarbeitungseinheit 42 der ECU 4 anfänglich die
der Kraftmaschine zuzuführende
Menge Q an Kraftstoff (Schritt ST201). Danach bestimmt die Verarbeitungseinheit 42,
ob der Fahrpedal-Betätigungsgrad
L unter dem vorgeschriebenen Wert L1 liegt (Schritt ST202). Wenn
der Fahrpedal-Betätigungsgrad
L unter dem vorgeschriebenen Wert L1 liegt, bestimmt die als die Pumpensteuereinrichtung
dienende ECU 4 auf der Grundlage des Betriebszustands der als
Verbrennungsmotor dienenden Kraftmaschine den Einspritzbereich als
den Zylindereinspritzbereich, der in 4 gezeigt
ist. Danach bestimmt die Verarbeitungseinheit 42, ob die
zweite Niederdruckpumpe 31 betätigt ist oder nicht (Schritt
ST203).
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Wenn
die Verarbeitungseinheit 42 bestimmt, dass die zweite Niederdruckpumpe 31 betätigt ist, bestimmt
die Verarbeitungseinheit 42, ob die Kraftstoffzuführmenge
Q nicht unter einem vorgeschriebenen Wert Q1 liegt (Schritt ST204).
Genauer gesagt, wenn der Ausgabevolumenstrom der Hochdruckpumpe 33 auf
der Grundlage einer Kraftstoffmenge, die dem Verbrennungsmotor von
den als die Hochdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung dienenden Zylinder-Kraftstoffeinspritzventilen 36a bis 36d zugeführt wird,
d. h. eine Zylinder-Kraftstoffzuführmenge erhöht wird, bestimmt die Verarbeitungseinheit 42,
ob das Auftreten eines ungenügender
Saugdrucks in der Hochdruckpumpe 33 nur durch die zweite
Niederdruckpumpe 31 unterdrückt werden kann oder nicht. Hierbei
ist der vorgeschriebene Wert Q1 derart, dass das Auftreten eines
ungenügenden
Saugdrucks in der Hochdruckpumpe 33 nicht unterdrückt werden kann,
falls die Zylinder-Kraftstoffzuführmenge
des Kraftstoffs, d. h. die Kraftstoffzuführmenge, die dem Verbrennungsmotor
nur durch die die Hochdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung implementierenden Zylinder-Kraftstoffeinspritzventile 36a bis 36d zugeführt wird,
nur durch den Ausgabevolumenstrom der zweiten Niederdruckpumpe 31 verwirklicht
wird. Wenn die Verarbeitungseinheit 42 bestimmt, dass die zweite
Niederdruckpumpe 31 nicht betätigt ist, betätigt die
Verarbeitungseinheit 42 die zweite Niederdruckpumpe 31 (Schritt
ST205).
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Wenn
die Verarbeitungseinheit 42 bestimmt, dass die Kraftstoffzuführmenge
Q nicht unter dem vorgeschriebenen Wert Q1 liegt, bestimmt die Verarbeitungseinheit 42,
ob die erste Niederdruckpumpe 21 betätigt ist oder nicht (Schritt
ST206). Wenn die Verarbeitungseinheit 42 bestimmt, dass
die erste Niederdruckpumpe 21 betätigt ist, wird eine Zylindereinspritzung
durchgeführt,
um der Kraftmaschine den Kraftstoff zuzuführen, der die Kraftstoffzuführmenge Q
erfüllt
(Schritt ST207). Hierbei wird der Ausgabevolumenstrom der Hochdruckpumpe 33 erhöht, und
der Druck des Niederdruck-Kraftstoffs in der zweiten Niederdruckleitung 32 wird
gesenkt. Andererseits wird die erste Niederdruckpumpe 21 betätigt, und
der Niederdruck-Kraftstoff
in der ersten Niederdruckleitung 22 wird auf einem konstanten
Wert (Niederdruck) gehalten. Entsprechend gibt es eine Differenz
zwischen dem Druck des Niederdruck-Kraftstoffs in der ersten Niederdruckleitung 22 und
dem Druck des Niederdruck-Kraftstoffs in der zweiten Niederdruckleitung 32.
Als Ergebnis der Druckdifferenz wird das Rückschlagventil 9 in
der Verbindungsleitung 8 geöffnet, um die Verbindungsleitung 8 zu öffnen. Der
Niederdruck-Kraftstoff in der ersten Niederdruckleitung 22 kann
daher in die zweite Niederdruckleitung 32 einströmen. Auf
diese Weise wird, wenn der Kraftstoff dem Verbrennungsmotor nur
durch die Zylinder-Kraftstoffeinspritzventile 36a bis 36d zugeführt wird,
d. h. wenn eine Zylindereinspritzung durchgeführt wird, das Auftreten eines
ungenügender
Saugdrucks in der Hochdruckpumpe 33 selbst dann unterdrückt, wenn
eine Pumpe, die einen kleinen Ausgabevolumenstrom erzielt, als die
zweite Niederdruckpumpe 31 zum Zuführen des Niederdruck-Kraftstoffs zur
Hochdruckpumpe 33 verwendet wird. Wenn die Verarbeitungseinheit 42 bestimmt,
dass die erste Niederdruckpumpe 21 nicht betätigt ist,
betätigt
die Verarbeitungseinheit 42 die erste Niederdruckpumpe 21 (Schritt
ST208).
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Wenn
die Verarbeitungseinheit 42 bestimmt, dass die Kraftstoffzuführmenge
Q unter dem vorgeschriebenen Wert Q1 liegt, bestimmt die Verarbeitungseinheit 42,
ob die erste Niederdruckpumpe 21 betätigt ist oder nicht (Schritt
ST209). Wenn dann die Verarbeitungseinheit 42 bestimmt,
dass die erste Niederdruckpumpe 21 nicht betätigt ist,
wird eine Zylindereinspritzung durchgeführt (Schritt ST207). Wenn die
Verarbeitungseinheit 42 bestimmt, dass die erste Niederdruckpumpe 21 betätigt ist,
wird die Betätigung
der ersten Niederdruckpumpe 21 angehalten (Schritt ST210).
Wenn also der Kraftstoff der als Verbrennungsmotor dienenden Kraftmaschine
nur durch die die Hochdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung implementierenden
Zylinder-Kraftstoffeinspritzventile 36a bis 36d zugeführt wird,
und der Ausgabevolumenstrom von nur der zweiten Niederdruckpumpe 31 das
Auftreten eines ungenügenden
Saugdrucks in der Hochdruckpumpe 33 unterdrücken kann,
wird die erste Niederdruckpumpe 21 nicht betätigt. Auf
diese Weise kann der Leistungsverbrauch im Vergleich mit einem Beispiel,
bei dem die erste Niederdruckpumpe 21 und die zweite Niederdruckpumpe 31 betätigt werden,
reduziert werden.
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Wenn
dann die Verarbeitungseinheit 42 bestimmt, dass der Fahrpedal-Betätigungsgrad
L nicht unter dem vorgeschriebenen Wert L1 liegt, bestimmt die Verarbeitungseinheit 42,
ob der Fahrpedal-Betätigungsgrad
L unter dem vorgeschriebenen Wert L2 liegt oder nicht (Schritt ST211).
Falls der Fahrpedal-Betätigungsgrad
L unter dem vorgeschriebenen Wert L2 liegt, bestimmt die ECU 4 auf
der Grundlage des Betriebszustands der als Verbrennungsmotor dienenden
Kraftmaschine den Einspritzbereich als den Zylinder/Einlasseinspritzbereich,
der in 4 gezeigt ist. Danach bestimmt die Verarbeitungseinheit 42,
ob die erste Niederdruckpumpe 21 betätigt ist oder nicht (Schritt
ST212).
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Wenn
die Verarbeitungseinheit 42 bestimmt, dass die erste Niederdruckpumpe 21 betätigt ist,
bestimmt die Verarbeitungseinheit 42, ob die zweite Niederdruckpumpe 31 betätigt ist
oder nicht (Schritt ST213). Falls die Verarbeitungseinheit 42 hierbei
bestimmt, dass die erste Niederdruckpumpe 21 nicht betätigt ist,
wird die erste Niederdruckpumpe 21 betätigt (Schritt ST214).
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Wenn
die Verarbeitungseinheit 42 bestimmt, dass die zweite Niederdruckpumpe 31 betätigt ist, wird
eine Zylinder/Einlass-Einspritzung durchgeführt, um der Kraftmaschine den
Kraftstoff zuzuführen,
welcher die Kraftstoffzuführmenge
Q erfüllt
(Schritt ST215). Wenn die Verarbeitungseinheit 42 bestimmt, dass
die zweite Niederdruckpumpe 31 nicht betätigt ist,
wird die zweite Niederdruckpumpe 31 betätigt (Schritt ST216). Hierbei
wird in einigen Fällen
die der Kraftmaschine zugeführte
Menge Q an Kraftstoff erhöht,
die Zylinder-Kraftstoffzuführmenge
wird erhöht, und
der Ausgabevolumenstrom der Hochdruckpumpe 33 wird erhöht. In einem
solchen Fall wird der Druck des Niederdruck-Kraftstoffs in der zweiten
Niederdruckleitung 32 gesenkt, aber die erste Niederdruckpumpe 21 wird
betätigt,
um der Kraftmaschine Kraftstoff unter Verwendung der die Niederdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung
implementierenden Einlass-Kraftstoffeinspritzventile 24a bis 24d zuzuführen. D.
h., der Druck des Niederdruck-Kraftstoffs in der ersten Niederdruckleitung 22 wird
auf einem konstanten Wert (Niederdruck) gehalten, und es besteht
eine Differenz zwischen dem Druck des Niederdruck-Kraftstoffs in
der ersten Niederdruckleitung 22 und dem Druck des Niederdruck-Kraftstoffs
in der zweiten Niederdruckleitung 32. Als Ergebnis der Druckdifferenz
wird das Rückschlagventil 9 in
der Verbindungsleitung 8 geöffnet, um die Verbindungsleitung 8 zu öffnen. Der
Niederdruck-Kraftstoff in der ersten Niederdruckleitung 22 kann
somit in die zweite Niederdruckleitung 32 einströmen. Auf
diese Weise wird, wenn der Kraftstoff dem Verbrennungsmotor durch
die Zylinder-Kraftstoffeinspritzventile 36a bis 36d und
die Einlass-Kraftstoffeinspritzventile 24a bis 24d zugeführt wird,
d. h. wenn eine Zylinder/Einlass-Einspritzung durchgeführt wird,
das Auftreten eines ungenügenden
Saugdrucks in der Hochdruckpumpe 33 selbst dann unterdrückt, wenn
eine Pumpe, die einen kleinen Ausgabevolumenstrom erzielt, als die
zweite Niederdruckpumpe 31 zum Zuführen des Niederdruck-Kraftstoffs
zur Hochdruckpumpe 33 verwendet wird.
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Wenn
dann die Verarbeitungseinheit 42 bestimmt, dass der Fahrpedal-Betätigungsgrad
L nicht unter dem vorgeschriebenen Wert L2 liegt, bestimmt die ECU 4 auf
der Grundlage des Betriebszustands der als Verbrennungsmotor dienenden
Kraftmaschine den Einspritzbereich als den Einlasseinspritzbereich,
der in 4 gezeigt ist. Danach bestimmt die Verarbeitungseinheit 42,
ob die erste Niederdruckpumpe 21 betätigt ist oder nicht (Schritt
ST217). Wenn die Verarbeitungseinheit 42 bestimmt, dass
die erste Niederdruckpumpe 21 betätigt ist, bestimmt die Verarbeitungseinheit 42,
ob die zweite Niederdruckpumpe 31 betätigt ist oder nicht (Schritt
ST218). Falls die Verarbeitungseinheit 42 hierbei bestimmt,
dass die erste Niederdruckpumpe 21 nicht betätigt ist,
wird die erste Niederdruckpumpe 21 betätigt (Schritt ST219).
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Wenn
die Verarbeitungseinheit 42 bestimmt, dass die zweite Niederdruckpumpe 31 nicht
betätigt ist,
und um der Kraftmaschine die Kraftstoffmenge zuzuführen, welche
die Kraftstoffzuführmenge
Q erfüllt,
wird eine Einlasseinspritzung durchgeführt (Schritt ST220). Wenn die
Verarbeitungseinheit 42 bestimmt, dass die zweite Niederdruckpumpe 31 betätigt ist,
beendet die Verarbeitungseinheit 42 die Betätigung der
zweiten Niederdruckpumpe 31 (Schritt ST221). Wenn daher
der Kraftstoff der als Verbrennungsmotor dienenden Kraftmaschine
nur durch die Einlass-Kraftstoffeinspritzventile 24a bis 24d zugeführt wird,
welche die Niederdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung implementieren,
wird die zweite Niederdruckpumpe 31 nicht betätigt. Auf
diese Weise kann der Leistungsverbrauch im Vergleich mit dem Beispiel,
bei dem die erste Niederdruckpumpe 21 und die zweite Niederdruckpumpe 31 betätigt werden,
reduziert werden.
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Wie
vorstehend beschrieben wurde, arbeiten das Niederdruck-Kraftstoffsystem 2,
das dem Verbrennungsmotor Kraftstoff unter Verwendung der Niederdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung
zuführt,
und das Hochdruck-Kraftstoffsystem 3, das dem Verbrennungsmotor
Kraftstoff unter Verwendung der Hochdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung
zuführt,
unabhängig
voneinander gemäß dem Betriebszustand
des Verbrennungsmotors. Mit anderen Worten, wenn der Kraftstoff
der Kraftmaschine durch die Zylinder-Kraftstoffeinspritzventile 36a bis 36d und
die Einlass-Kraftstoffeinspritzventile 24a bis 24d zugeführt wird,
d. h. wenn eine Zylinder/Einlass-Einspritzung durchgeführt wird,
verhindert das Rückschlagventil 9, das
als Auf-/Zusteuereinrichtung dient und nur ein Einströmen des
mit Druck beaufschlagten Niederdruck-Kraftstoffs in der ersten Niederdruckleitung 22 in
die zweite Niederdruckleitung 32 zulässt, dass der Niederdruck-Kraftstoff
in der zweiten Niederdruck-Kraftstoffleitung 32 durch die
Verbindungsleitung 8 in die erste Niederdruckleitung 22 einströmt. Daher
breitet sich eine von der Hochdruckpumpe 33 im Hochdruck-Kraftstoffsystem 3 erzeugte
Pulsation nicht zu der Niederdruck-Förderleitung 23 und
zu den die Niederdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung des Niederdruck-Kraftstoffsystems 2 implementierenden Einlass-Kraftstoffeinspritzventilen 24a bis 24d aus. Wenn
der Kraftstoff darüber
hinaus nur von den Einlass-Kraftstoffeinspritzventilen 24a bis 24d an
die Kraftmaschine ausgegeben wird, d. h. auch wenn eine Einlasseinspritzung
durchgeführt
wird, breitet sich eine von der Hochdruckpumpe 33 im Hochdruck-Kraftstoffsystem 3 erzeugte
Pulsation nicht zur Niederdruck-Förderleitung 23 und
zu den die Niederdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung des Niederdruck-Kraftstoffsystems 2 implementierenden
Einlass-Kraftstoffeinspritzventilen 24a bis 24d aus. Wenn
der Kraftstoff somit aus den Einlass-Kraftstoffeinspritzventilen 24a bis 24d gemäß dem Betriebszustand
der Kraftmaschine in die Kraftmaschine eingespritzt wird, kann die
Auswirkung einer von der Hochdruckpumpe 33 erzeugten Pulsation
auf die der Kraftmaschine zuzuführende
Menge Q an Kraftstoff abgemildert werden.
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Die
Verwendung des Rückschlagventils 9 als die
Auf-/Zusteuereinrichtung kann unabhängig vom Betriebszustand des
Verbrennungsmotors zuverlässig
verhindern, dass sich eine von der Hochdruckpumpe 33 erzeugte
Pulsation zur Niederdruck-Förderleitung 23 und
zu den die Niederdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung des Niederdruck-Kraftstoffsystems 2 implementierenden
Einlass-Kraftstoffeinspritzventilen 24a bis 24d ausbreitet,
wenn der Kraftstoff dem Verbrennungsmotor von der Hochdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung
und der Niederdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung zugeführt wird,
d. h. wenn eine Zylinder/Einlass-Einspritzung durchgeführt wird.
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Dritte Ausführungsform
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7 veranschaulicht
eine beispielhafte Konfiguration der Kraftstoffzuführvorrichtung
gemäß der dritten
Ausführungsform.
Die in 7 gezeigte Kraftstoffzuführvorrichtung 1-3 unterscheidet
sich von der in 5 gezeigten Kraftstoffzuführvorrichtung 1-2 dadurch,
dass anstelle des in der Verbindungsleitung 8 vorgesehenen
Rückschlagventils 9 ein Öffnungs-/Schließventil 10 vorgesehen
ist. Da die grundlegende Gestaltung der in 7 gezeigten Kraftstoffzuführvorrichtung 1-3 derjenigen
der in 5 gezeigten Kraftstoffzuführvorrichtung 1-2 ähnlich ist,
wird auf eine Wiederholung ihrer Beschreibung verzichtet.
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Das Öffnungs-/Schließventil 10,
das eine Verbindung zwischen der ersten Niederdruckleitung 22 und
der zweiten Niederdruckleitung 32 durch die Verbindungsleitung 8 ermöglicht,
ist in der Verbindungsleitung 8 vorgesehen. D. h., das
in der Verbindungsleitung 8 vorgesehene Öffnungs-/Schließventil 10 dient
dazu, die Verbindungsleitung 8 zu öffnen und zu schließen. Das Öffnen und
Schließen
des Öffnungs-/Schließventils 10 wird
von der ECU 4 gesteuert. Genauer gesagt, das Öffnungs-/Schließventil 10 öffnet sich
im Ansprechen auf die Ausgabe eines Öffnen/Schließen-Signals
von der ECU 4, und schließt sich im Ansprechen auf das
Beenden des von der ECU 4 ausgegebenen Öffnen/Schließen-Signal.
Bei der dritten Ausführungsform
werden Pumpen, die denjenigen in der zweiten Ausführungsform ähnlich sind,
als die erste Niederdruckpumpe 21 und die zweite Niederdruckpumpe 31 verwendet.
Genauer gesagt, wenn der Ausgabevolumenstrom der Niederdruckpumpe
in der herkömmlichen
Kraftstoffzuführvorrichtung
für den
Verbrennungsmotor beispielsweise als 1,0 angenommen wird, wird die
erste Niederdruckpumpe 21 durch eine Niederdruckpumpe implementiert,
die einen Ausgabevolumenstrom von ca. 0,8 erzielt, und die zweite
Niederdruckpumpe 31 wird ebenfalls durch eine Niederdruckpumpe
implementiert, die einen Ausgabevolumenstrom von ca. 0,8 erzielt.
Darüber
hinaus wird bei der dritten Ausführungsform,
wie bei der zweiten Ausführungsform,
der vorgeschriebene Druck, bei dem der Niederdruck-Kraftstoff von dem
ersten Regler 25 und dem zweiten Regler 37 zum
Kraftstofftank 5 zurückgeführt wird,
als gleich angenommen. Wenn somit der Druck des Niederdruck-Kraftstoffs in der
zweiten Niederdruckleitung 32 des Hochdruck-Kraftstoffsystems 3 absinkt,
wird das Öffnungs-/Schließventil 10 im
Ansprechen auf das Öffnen/Schließen-Signal von der ECU 4 geöffnet. Im
Ergebnis kann der Niederdruck-Kraftstoff in der ersten Niederdruckleitung 22 des
Niederdruck-Kraftstoffsystems 2, dessen Druck auf einem
konstanten Wert (Niederdruck) gehalten wird, auf zuverlässige Weise
vom Öffnungs-/Schließventil 10 durch
die Verbindungsleitung 8 der zweiten Niederdruckleitung 32 zugeführt werden.
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Es
wird nun eine Betriebsweise der Kraftstoffzuführvorrichtung 1-3 für den Verbrennungsmotor
gemäß der dritten
Ausführungsform
beschrieben. Die 8A und 8B veranschaulichen
einen Betriebsablauf in der Kraftstoffzuführvorrichtung für den Verbrennungsmotor
gemäß der dritten
Ausführungsform.
Da die Betriebsweise der in den 8A und 8B gezeigten
Kraftstoffzuführvorrichtung 1-3 im Grunde
die gleiche wie diejenige der in 6 gezeigten
Kraftstoffzuführvorrichtung 1-2 ist,
wird ihre Beschreibung vereinfacht. Gemäß der Darstellung in den 8A und 8B berechnet
die Verarbeitungseinheit 42 der ECU 4 anfänglich die
der Kraftmaschine zuzuführende
Menge Q an Kraftstoff (Schritt ST301). Danach bestimmt die Verarbeitungseinheit 42,
ob der Fahrpedal-Betätigungsgrad
L unter dem vorgeschriebenen Wert L1 liegt (Schritt ST302). Wenn
der Fahrpedal-Betätigungsgrad
L unter dem vorgeschriebenen Wert L1 liegt, bestimmt die als die Pumpensteuereinrichtung
dienende ECU 4 auf der Grundlage des Betriebszustands der
als Verbrennungsmotor dienenden Kraftmaschine den Einspritzbereich
als den Zylindereinspritzbereich, der in 4 gezeigt
ist. Danach bestimmt die Verarbeitungseinheit 42, ob die
zweite Niederdruckpumpe 31 betätigt ist oder nicht (Schritt
ST303).
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Wenn
die Verarbeitungseinheit 42 bestimmt, dass die zweite Niederdruckpumpe 31 betätigt ist, bestimmt
die Verarbeitungseinheit 42, ob die Kraftstoffzuführmenge
Q nicht unter dem vorgeschriebenen Wert Q1 liegt (Schritt ST304).
Hierbei ist der vorgeschriebene Wert Q1 derart, dass das Auftreten
eines ungenügenden
Saugdrucks in der Hochdruckpumpe 33 nicht unterdrückt werden
kann, wenn die Zylinder-Kraftstoffzuführmenge des Kraftstoffs, der dem
Verbrennungsmotor nur durch die die Hochdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung
implementierenden Zylinder-Kraftstoffeinspritzventile 36a bis 36d zugeführt wird,
d. h. die Kraftstoffzuführmenge,
nur durch das Ausgabevolumenstrom der zweiten Niederdruckpumpe 31 verwirklicht
wird. Wenn die Verarbeitungseinheit 42 bestimmt, dass die
zweite Niederdruckpumpe 31 nicht betätigt ist, betätigt die
Verarbeitungseinheit 42 die zweite Niederdruckpumpe 31 (Schritt
ST305).
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Wenn
die Verarbeitungseinheit 42 bestimmt, dass die Kraftstoffzuführmenge
Q nicht unter dem vorgeschriebenen Wert Q1 liegt, bestimmt die Verarbeitungseinheit 42,
ob das Öffnungs-/Schließventil 10 offen
ist oder nicht (Schritt ST306). Wenn die Verarbeitungseinheit 42 bestimmt,
dass das Öffnungs-/Schließventil 10 offen
ist, bestimmt die Verarbeitungseinheit 42, ob die erste
Niederdruckpumpe 21 betätigt
ist oder nicht (Schritt ST307). Wenn die Verarbeitungseinheit 42 bestimmt,
dass das Öffnungs-/Schließventil 10 geschlossen
ist, wird von der ECU 4 ein Öffnen/Schließen-Signal
ausgegeben, um das Öffnungs-/Schließventil 10 zu öffnen (Schritt ST308).
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Wenn
die Verarbeitungseinheit 42 bestimmt, dass die erste Niederdruckpumpe 21 betätigt ist,
und um der Kraftmaschine die Kraftstoffmenge zuzuführen, welche
die Kraftstoffzuführmenge
Q erfüllt,
wird eine Zylindereinspritzung durchgeführt (Schritt ST309). Daraufhin
wird der Ausgabevolumenstrom der Hochdruckpumpe 33 erhöht, und
der Druck des Niederdruck-Kraftstoffs in der zweiten Niederdruckleitung 32 wird
gesenkt. Hierbei wird jedoch das Öffnungs-/Schließventil 10 geöffnet, und
die erste Niederdruckpumpe 21 wird betätigt. Daher wird der Druck
des Niederdruck-Kraftstoffs in der ersten Niederdruckleitung 22 auf
einem konstanten Wert (Niederdruck) gehalten, und es besteht eine
Differenz zwischen dem Druck des Niederdruck-Kraftstoffs in der
ersten Niederdruckleitung 22 und dem Druck des Niederdruck-Kraftstoffs
in der zweiten Niederdruckleitung 32. Als Resultat der
Druckdifferenz strömt
der Niederdruck-Kraftstoff in der ersten Niederdruckleitung 22 durch
die Verbindungsleitung 8 in die zweite Niederdruckleitung 32.
Wenn der Kraftstoff dem Verbrennungsmotor auf diese Weise nur durch
die Zylinder-Kraftstoffeinspritzventile 36a bis 36d zugeführt wird,
d. h. wenn eine Zylindereinspritzung durchgeführt wird, wird das Auftreten
eines ungenügenden Saugdrucks
in der Hochdruckpumpe 33 selbst dann unterdrückt, wenn
eine Pumpe, die einen geringen Ausgabevolumenstrom erzielt, als
die zweite Niederdruckpumpe 31 verwendet wird, welche den
Niederdruck-Kraftstoff der Hochdruckpumpe 33 zuführt. Wenn
die Verarbeitungseinheit 42 bestimmt, dass die erste Niederdruckpumpe 21 nicht
betätigt
ist, betätigt die
Verarbeitungseinheit 42 die erste Niederdruckpumpe 21 (Schritt
ST310).
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Wenn
die Verarbeitungseinheit 42 bestimmt, dass die Kraftstoffzuführmenge
Q unter dem vorgeschriebenen Wert Q1 liegt, bestimmt die Verarbeitungseinheit 42,
ob das Öffnungs-/Schließventil 10 offen
ist oder nicht (Schritt ST311). Wenn die Verarbeitungseinheit 42 bestimmt,
dass das Öffnungs-/Schließventil 10 geschlossen
ist, bestimmt die Verarbeitungseinheit 42, ob die erste
Niederdruckpumpe 21 betätigt
ist oder nicht (Schritt ST312). Wenn die Verarbeitungseinheit 42 bestimmt,
dass das Öffnungs-/Schließventil 10 offen
ist, wird die Ausgabe des Öffnen/Schließen-Signals
von der ECU 4 angehalten, um das Öffnungs-/Schließventil 10 zu schließen (Schritt
ST313).
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Wenn
die Verarbeitungseinheit 42 bestimmt, dass die erste Niederdruckpumpe 21 nicht
betätigt ist,
wird eine Zylindereinspritzung durchgeführt (Schritt ST309). Wenn die
Verarbeitungseinheit 42 bestimmt, dass die erste Niederdruckpumpe 21 betätigt ist,
wird die Betätigung
der ersten Niederdruckpumpe 21 angehalten (Schritt ST314).
Wenn daher der Kraftstoff der als Verbrennungsmotor dienenden Kraftmaschine
nur durch die die Hochdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung implementierenden
Zylinder-Kraftstoffeinspritzventile 36a bis 36d zugeführt werden
kann, und der Ausgabevolumenstrom von nur der zweiten Niederdruckpumpe 31 das
Auftreten eines ungenügenden
Saugdrucks in der Hochdruckpumpe 33 unterdrücken kann,
wird die erste Niederdruckpumpe 21 nicht betätigt. Auf
diese Weise kann im Vergleich mit einem Beispiel, bei dem die erste Niederdruckpumpe 21 und
die zweite Niederdruckpumpe 31 betätigt werden, der Leistungsverbrauch verringert
werden.
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Wenn
die Verarbeitungseinheit 42 bestimmt, dass der Fahrpedal-Betätigungsgrad
L nicht unter dem vorgeschriebenen Wert L1 liegt, bestimmt die Verarbeitungseinheit 42,
ob der Fahrpedal-Betätigungsgrad
L unter dem vorgeschriebenen Wert L2 liegt (Schritt ST315). Wenn
der Fahrpedal-Betätigungsgrad
L unter dem vorgeschriebenen Wert L2 liegt, bestimmt die ECU 4 auf
der Grundlage des Betriebszustands der als Verbrennungsmotor dienenden
Kraftmaschine den Einspritzbereich als den Zylinder/Einlasseinspritzbereich,
der in 4 gezeigt ist. Danach bestimmt die Verarbeitungseinheit 42,
ob die erste Niederdruckpumpe 21 betätigt ist oder nicht (Schritt
ST316).
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Wenn
die Verarbeitungseinheit 42 bestimmt, dass die erste Niederdruckpumpe 21 betätigt ist,
bestimmt die Verarbeitungseinheit 42, ob die zweite Niederdruckpumpe 31 betätigt ist
oder nicht (Schritt ST317). Falls die Verarbeitungseinheit 42 hierbei
bestimmt, dass die erste Niederdruckpumpe 21 nicht betätigt ist,
wird die erste Niederdruckpumpe 21 betätigt (Schritt ST318).
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Wenn
die Verarbeitungseinheit 42 bestimmt, dass die zweite Niederdruckpumpe 31 betätigt ist, bestimmt
die Verarbeitungseinheit 42, ob die Kraftstoffzuführmenge
Q nicht unter einem vorgeschriebenen Wert Q2 liegt (Schritt ST319).
Genauer gesagt, wenn der Ausgabevolumenstrom der Hochdruckpumpe 33 auf
der Grundlage einer Kraftstoffmenge, die dem Verbrennungsmotor durch
die als die Hochdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung dienenden Zylinder-Kraftstoffeinspritzventile 36a bis 36d zugeführt wird,
d. h. die Zylinder-Kraftstoffzuführmenge
erhöht wird,
bestimmt die Verarbeitungseinheit 42, ob das Auftreten
eines ungenügenden
Saugdrucks in der Hochdruckpumpe 33 nur durch die zweite
Niederdruckpumpe 31 unterdrückt werden kann oder nicht. Hierbei
bezieht sich der vorgeschriebene Wert Q2 auf eine solche Kraftstoffzuführmenge,
bei der das Auftreten eines ungenügenden Saugdrucks in der Hochdruckpumpe 33 nicht
unterdrückt
werden kann, wenn die dem Verbrennungsmotor zugeführte Zylinder-Kraftstoffzuführmenge
des Kraftstoffs, die nur durch die die Hochdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung implementierenden
Zylinder-Kraftstoffeinspritzventile 36a bis 36d zugeführt wird,
nur durch den Ausgabevolumenstrom der zweiten Niederdruckpumpe 31 verwirklicht
wird. Wenn die Verarbeitungseinheit 42 bestimmt, dass die
zweite Niederdruckpumpe 31 nicht betätigt ist, betätigt die
Verarbeitungseinheit 42 die zweite Niederdruckpumpe 31 (Schritt
ST320).
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Wenn
danach die Verarbeitungseinheit 42 bestimmt, dass die Kraftstoffzuführmenge
Q nicht geringer als der vorgeschriebene Wert Q2 ist, bestimmt die
Verarbeitungseinheit 42, ob das Öffnungs-/Schließventil 10 offen
ist oder nicht (Schritt ST321). Wenn die Verarbeitungseinheit 42 bestimmt, dass
das Öffnungs-/Schließventil 10 offen
ist, wird eine Zylinder/Einlass-Einspritzung durchgeführt, um der
Kraftmaschine den Kraftstoff zuzuführen, der die Kraftstoffzuführmenge
Q erfüllt
(Schritt ST322). Wenn die Verarbeitungseinheit 42 bestimmt,
dass das Öffnungs-/Schließventil 10 geschlossen
ist, wird ein Öffnen/Schließen-Signal
von der ECU 4 ausgegeben, um das Öffnungs-/Schließventil 10 zu öffnen (Schritt
ST323). In einigen Fällen
wird der Ausgabevolumenstrom der Hochdruckpumpe 33 erhöht, und der
Druck des Niederdruck-Kraftstoffs in der zweiten Niederdruckleitung 32 wird
gesenkt. Hierbei wird jedoch die erste Niederdruckpumpe 21 betätigt, um
der Kraftmaschine den Kraftstoff unter Verwendung der Einlass-Kraftstoffeinspritzventile 24a bis 24d zuzuführen, welche
die Niederdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung
implementieren. D. h., der Druck des Niederdruck-Kraftstoffs in der ersten Niederdruckleitung 22 wird
auf einem konstanten Wert (Niederdruck) gehalten, und es besteht
eine Differenz zwischen dem Druck des Niederdruck-Kraftstoffs in
der ersten Niederdruckleitung 22 und dem Druck des Niederdruck-Kraftstoffs
in der zweiten Niederdruckleitung 32. Als Ergebnis der
Druckdifferenz wird das Öffnungs-/Schließventil 10 in
der Verbindungsleitung 8 geöffnet, um die Verbindungsleitung 8 zu öffnen, und der
Niederdruck-Kraftstoff in der ersten Niederdruckleitung 22 strömt in die
zweite Niederdruckleitung 32. Auf diese Weise wird, wenn
der Kraftstoff dem Verbrennungsmotor durch die Zylinder-Kraftstoffeinspritzventile 36a bis 36d und
die Einlass-Kraftstoffeinspritzventile 24a bis 24d zugeführt wird,
d. h. wenn eine Zylinder/Einlass-Einspritzung durchgeführt wird, das
Auftreten eines ungenügenden
Saugdrucks in der Hochdruckpumpe 33 selbst dann unterdrückt, wenn
eine Pumpe, die einen geringen Ausgabevolumenstrom erzielt, als
die zweite Niederdruckpumpe 31 verwendet wird, welche den
Niederdruck-Kraftstoff der Hochdruckpumpe 33 zuführt.
-
Wenn
die Verarbeitungseinheit 42 bestimmt, dass die Kraftstoffzuführmenge
Q unter dem vorgeschriebenen Wert Q2 liegt, bestimmt die Verarbeitungseinheit 42,
ob das Öffnungs-/Schließventil 10 offen
ist oder nicht (Schritt ST324). Wenn die Verarbeitungseinheit 42 bestimmt,
dass das Öffnungs-/Schließventil 10 geschlossen
ist, wird eine Zylinder/Einlass-Einspritzung durchgeführt (Schritt ST322).
Wenn die Verarbeitungseinheit 42 bestimmt, dass das Öffnungs-/Schließventil 10 offen
ist, wird das von der ECU 4 ausgegebene Öffnen/Schließen-Signal
angehalten, um das Öffnungs-/Schließventil 10 zu
schließen
(Schritt ST325), und eine Zylinder/Einlass-Einspritzung wird durchgeführt (Schritt ST322).
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Wenn
die Verarbeitungseinheit 42 bestimmt, dass der Fahrpedal-Betätigungsgrad
L nicht unter dem vorgeschriebenen Wert L2 liegt, bestimmt die ECU 4 den
Einspritzbereich auf der Grundlage des Betriebszustands der als
Verbrennungsmotor dienenden Kraftmaschine als den Einlasseinspritzbereich,
der in 4 gezeigt ist. Danach bestimmt die Verarbeitungseinheit 42,
ob die erste Niederdruckpumpe 21 betätigt ist oder nicht (Schritt
ST326). Wenn die Verarbeitungseinheit 42 bestimmt, dass
die erste Niederdruckpumpe 21 betätigt ist, bestimmt die Verarbeitungseinheit 42,
ob die zweite Niederdruckpumpe 31 betätigt ist oder nicht (Schritt
ST327). Falls die Verarbeitungseinheit 42 hierbei bestimmt,
dass die erste Niederdruckpumpe 21 nicht betätigt ist,
wird die erste Niederdruckpumpe 21 betätigt (Schritt ST328).
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Wenn
die Verarbeitungseinheit 42 bestimmt, dass die zweite Niederdruckpumpe 31 nicht
betätigt ist,
bestimmt die Verarbeitungseinheit 42, ob das Öffnungs-/Schließventil 10 offen
ist oder nicht (Schritt ST329). Wenn die Verarbeitungseinheit 42 bestimmt, dass
die zweite Niederdruckpumpe 31 betätigt ist, wird die Betätigung der
zweiten Niederdruckpumpe 31 angehalten (Schritt ST330).
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Wenn
die Verarbeitungseinheit 42 bestimmt, dass das Öffnungs-/Schließventil 10 geschlossen
ist, wird eine Einlasseinspritzung durchgeführt (Schritt ST331). Wenn die
Verarbeitungseinheit 42 bestimmt, dass das Öffnungs-/Schließventil 10 offen
ist, wird das von der ECU 4 ausgegebene Öffnen/Schließen-Signal
angehalten, um das Öffnungs-/Schließventil 10 zu
schließen
(Schritt ST332), und eine Einlasseinspritzung wird durchgeführt (Schritt
ST331). Wenn daher der Kraftstoff der als Verbrennungsmotor dienenden
Kraftmaschine nur durch die Einlass-Kraftstoffeinspritzventile 24a bis 24d zugeführt wird,
welche die Niederdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung implementieren,
wird die zweite Niederdruckpumpe 31 nicht betätigt. Auf
diese Weise kann im Vergleich mit dem Beispiel, bei dem die erste
Niederdruckpumpe 21 und die zweite Niederdruckpumpe 31 betätigt sind,
der Leistungsverbrauch reduziert werden.
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Wie
vorausgehend beschrieben wurde, arbeiten das Niederdruck-Kraftstoffsystem 2,
das dem Verbrennungsmotor Kraftstoff unter Verwendung der Niederdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung
zuführt,
und das Hochdruck-Kraftstoffsystem 3, das dem Verbrennungsmotor
Kraftstoff unter Verwendung der Hochdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung
zuführt,
unabhängig
voneinander gemäß dem Betriebszustand
des Verbrennungsmotors. Mit anderen Worten, wenn der Kraftstoff
der Kraftmaschine durch die Zylinder-Kraftstoffeinspritzventile 36a bis 36d und
die Einlass-Kraftstoffeinspritzventile 24a bis 24d zugeführt wird,
d. h. wenn eine Zylinder/Einlass-Einspritzung durchgeführt wird,
wird das als Auf-/Zusteuereinrichtung dienende Öffnungs-/Schließventil 10 geschlossen,
falls die Kraftstoffzuführmenge
Q unter dem vorgeschriebenen Wert Q2 liegt, d. h. falls ausschließlich die
zweite Niederdruckpumpe 31, welche die Zylinder-Kraftstoffzuführmenge
des Kraftstoffs, welcher der Kraftmaschine durch die Zylinder-Kraftstoffeinspritzventile 36a bis 36d zugeführt werden soll,
das Auftreten eines ungenügenden
Saugdrucks in der Hochdruckpumpe 33 unterdrücken kann.
Hierbei wird das Einströmen
des Niederdruck-Kraftstoffs in der zweiten Niederdruck-Kraftstoffleitung 32 in
die erste Niederdruckleitung 22 durch die Verbindungsleitung 8 vermieden.
Daher kann die Ausbreitung einer von der Hochdruckpumpe 33 im
Hochdruck-Kraftstoffsystem 3 erzeugten Pulsation zur Niederdruck-Förderleitung 23 und
zu den die Niederdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung des Niederdruck-Kraftstoffsystems 2 implementierenden
Einlass-Kraftstoffeinspritzventilen 24a bis 24d unterdrückt werden.
Wenn darüber
hinaus der Kraftstoff der Kraftmaschine nur durch die Einlass-Kraftstoffeinspritzventile 24a bis 24d zugeführt wird,
d. h. wenn eine Einlasseinspritzung durchgeführt wird, breitet sich eine
von der Hochdruckpumpe 33 im Hochdruck-Kraftstoffsystem 3 erzeugte
Pulsation nicht zur Niederdruck-Förderleitung 23 und
zu den die Niederdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung des Niederdruck-Kraftstoffsystems 2 implementierenden
Einlass-Kraftstoffeinspritzventilen 24a bis 24d aus,
indem das als die Auf-/Zusteuereinrichtung dienende Öffnungs-/Schließventil 10 geschlossen
wird. Auf diese Weise kann, wenn der Kraftstoff von den Einlass-Kraftstoffeinspritzventilen 24a bis 24d gemäß dem Betriebszustand
der Kraftmaschine in die Kraftmaschine eingespritzt wird, die Auswirkung
einer von der Hochdruckpumpe 33 erzeugten Pulsation auf
die der Kraftmaschine zuzuführende
Menge Q an Kraftstoff abgemildert werden.
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Die
Verwendung des Öffnungs-/Schließventils 10 als
die Auf-/Zusteuereinrichtung kann im Vergleich mit der zweiten Ausführungsform,
welche das Rückschlagventil 9 als
die Auf-/Zusteuereinrichtung verwendet, eine Verringerung eines
Druckverlustes des aus der ersten Niederdruckleitung 22 in
die zweite Niederdruckleitung 32 strömenden Niederdruck-Kraftstoffs
bewirken.
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Bei
der dritten Ausführungsform
wird angenommen, dass der vorgeschriebene Druck, bei dem der Niederdruck-Kraftstoff
von dem ersten Regler 25 und von dem zweiten Regler 37 zum
Kraftstofftank 5 zurückgeführt wird,
gleich ist. Daher kann es sein, dass die Schritte ST311, ST313,
ST329 und ST332 nicht durchgeführt
werden.
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Obgleich
die vorliegende Erfindung im Detail beschrieben und veranschaulicht
wurde, sollte es klar verständlich
sein, dass dies nur veranschaulichend und beispielhaft geschah und
nicht als Einschränkung
aufzufassen ist, da der Grundgedanke und der Schutzumfang der vorliegenden
Erfindung einzig durch die Vorgaben der beigefügten Patentansprüche begrenzt
ist.
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Gewerbliche Anwendbarkeit
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Wie
im Vorangegangenen beschrieben wurde, ist die Kraftstoffzuführvorrichtung
für einen
Verbrennungsmotor gemäß der vorliegenden
Erfindung als eine Kraftstoffzuführvorrichtung
für einen
Verbrennungsmotor von Nutzen, die eine gemäß einem Betriebszustand des
Verbrennungsmotors angesteuerte Hochdruckpumpe aufweist, und ist
insbesondere geeignet, die Auswirkung einer von der Hochdruckpumpe
erzeugten Pulsation auf eine dem Verbrennungsmotor zugeführte Kraftstoffmenge
abzumildern.