-
Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftstoffversorgungssystem für einen
Motor mit Direkteinspritzung.
-
Kraftstoffversorgungssysteme
sind im Stand der Technik offenbart worden. Beispielsweise offenbart die
japanische Patent-Offenlegungsschrift
Nr. Hei 11-294243 ein System zur Erfassung sich ständig ändernder Kraftstoffdrücke mit
Sensoren, zum Berechnen einer tatsächlichen Kraftstoffeinspritzmenge
jedes Kraftstoffeinspritzventils (nachstehend als Einspritzeinrichtung
bezeichnet) aus von den Sensoren gesendeten Daten, zum Korrigieren
des Kraftstoffeinspritzbefehlswerts von jeder Einspritzeinrichtung,
um die tatsächliche
Kraftstoffeinspritzmenge einer Zielkraftstoffeinspritzmenge anzupassen,
und somit zum Ausgleichen der Kraftstoffeinspritzmengen der Zylinder.
-
DE 3 733 992 offenbart ebenfalls
ein System, das die Ungleichheit zwischen arbeitenden Motorzylindern
ausgleicht.
-
Des
Weiteren offenbart die
japanische
Patent-Offenlegungsschrift Nr. Hei 11-36935 ein System
zum Ermitteln einer Zielkraftstoffeinspritzmenge durch Verlängern der
Kraftstoffeinspritzzeit einer Einspritzeinrichtung, wenn der tatsächliche
Kraftstoffdruck niedriger als ein Zielkraftstoffdruck ist, und Verkürzen der
Kraftstoffeinspritzzeit einer Einspritzeinrichtung, wenn der tatsächliche
Kraftstoffdruck höher
als ein Zielkraftstoffdruck ist.
-
Ein
in der
japanischen Patent-Offenlegungsschrift
Nr. Hei 11-294243 offenbartes System muss rasche Kraftstoffdruckänderungen
bei hoher Geschwindigkeit holen und berechnen und resultierende
Signale an Einspritzeinrichtungen ausgeben. Dies erhöht die Belastung
der Steuerung. Jede Einspritzung einer Einspritzeinrichtung ist
einige Millisekunden lang und der Kraftstoffdruck ändert sich
ebenfalls stark in einigen Millisekunden. Jedoch berechnet die Steuerung
normalerweise in einigen Millisekunden bis 10 Millisekunden. Daher
ist es für
die Steuerung schwierig, einen sich schnell ändernden Kraftstoffdruck präzise zu
erfassen. Weiter wird angenommen, dass eine teure Steuerung erforderlich
ist, um solche Daten mit hoher Geschwindigkeit zu verarbeiten.
-
Weiterhin
verwendet ein in der
japanischen
Patent-Offenlegungsschrift Nr. Hei 11-36935 offenbartes System
nur einen Drucksensor, um Einspritzzeitperioden aller Einspritzeinrichtungen
auf einmal aus Daten des Sensors zu korrigieren. Dies kann die Ungleichheit
von Einspritzmengen der Einspritzeinrichtungen nicht verringern.
-
Die
Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines
Kraftstoffversorgungssystems für
einen Motor, das Einspritzbefehlswerte für jeweilige Einspritzeinrichtungen
ohne die Verwendung von Informationen über sich ständig ändernden Kraftstoffdruck korrigieren
und die Ungleichheit von Einspritzmengen der Einspritzeinrichtungen
verringern kann.
-
Die
obige Aufgabe kann durch ein Kraftstoffversorgungssystem gemäß dem beigefügten Anspruch
1 gelöst
werden.
-
Weitere
Aspekte der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen dargestellt.
-
1 ist
eine schematische Darstellung eines Kraftstoffversorgungssystems
der vorliegenden Erfindung;
-
2 ist
ein Beispiel für
Wellenformen zur Korrektur einer Einspritzzeit durch das Kraftstoffversorgungssystem
der vorliegenden Erfindung;
-
3 ist
ein Beispiel für
Wellenformen zur Korrektur einer Einspritzzeit durch das Kraftstoffversorgungssystem
der vorliegenden Erfindung;
-
4 ist
ein Beispiel für
Wellenformen zur Korrektur einer Einspritzzeit durch das Kraftstoffversorgungssystem
der vorliegenden Erfindung;
-
5 ist
ein Beispiel für
Wellenformen zur Korrektur einer Einspritzzeit durch das Kraftstoffversorgungssystem
der vorliegenden Erfindung;
-
6 zeigt
Verhaltensweisen von Wellenformen, wenn die Einspritzphasen von
Einspritzungen im Kraftstoffversorgungssystem der vorliegenden Erfindung
allmählich
verschoben werden;
-
7 ist
ein Flussdiagramm zum Korrigieren der Einspritzzeit durch das Kraftstoffversorgungssystem der
vorliegenden Erfindung;
-
8 zeigt
die Wirkung der Korrektur der Einspritzzeit durch das Kraftstoffversorgungssystem
der vorliegenden Erfindung; und
-
9 zeigt
ein Beispiel der Korrektur der Einspritzzeit in einem System mit
einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe des anderen Typs.
-
Beschreibung der Erfindung:
-
Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines
Kraftstoffversorgungssystems mit einer Einkolbenpumpe variablen
Volumens, die einen einzelnen Ausstoß durchführen kann, während Einspritzeinrichtungen
für zwei
Zylinder Kraftstoff einspritzen, und einer Steuerung, die das variable
Volumen der Pumpe steuert, um den Kraftstoffversorgungsdruck ungefähr konstant
zu halten.
-
Normalerweise
saugt die Einkolbenpumpe abwechselnd Kraftstoff an und stößt ihn aus.
Dies bewirkt, dass der Ausstoßdruck
stark pulsiert und lässt
Einspritzmengen der Einspritzeinrichtungen ungleich werden. Die
vorliegende Erfindung kann dieses Problem lösen und zieht den größten Nutzen
aus den Merkmalen der Pumpe, wie etwa niedrige Kosten und Energieersparnis.
-
Die
Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung werden in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen
erläutert.
-
1 ist
ein schematisches Diagramm eines Kraftstoffversorgungssystems, das
ein Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ist, wobei sie die Einzelheiten einer
Einkolbenpumpe mit variabler Verdrängung zeigt, die als Hochdruck-Kraftstoffpumpe
eingesetzt wird.
-
Unter
Bezugnahme auf 1 ist das Teil 101 die
gesamte Hochdruck-Kraftstoffpumpe. Eine Pumpe 1 enthält einen
Ansaugdurchlass 10, einen Ausstoßdurchlass 11 und
eine Verdichtungskammer 12. Die Verdichtungskammer 12 enthält einen
Gleitkolben 2, der ein Druckelement ist. Der Kolben 2 wird
durch eine Feder stets gegen einen Nocken 100 geschoben,
so dass sich der Kolben im Kontakt mit dem Profil des Nockens aufwärts und
abwärts
bewegen kann, wenn sich der Nocken 100 dreht. Der Nocken 100 ist
an der Motornocken welle 72 hinter der Motorabdeckung 73 angebracht.
Der Ansaugdurchlass 10 und der Ausstoßdurchgang 11 enthalten
jeweils ein Ansaugventil und ein Ausstoßventil. Jedes dieser Ventile
wird von einer Feder angeschoben, um Kraftstoff nur in eine vorgegebene
Richtung fließen
zu lassen. Mit anderen Worten arbeiten diese Ventile als Rückschlagventile.
Die Pumpe 1 hält
einen Elektromagneten 200 mit einem Verbindungselement 201 und
einer Feder 202. Wie in 1 gezeigt,
wird, wenn der Elektromagnet abgeschaltet ist, das Verbindungselement 201 von
der Feder 202 angeschoben, um das Ansaugventil 5 zu öffnen, wenn
die Schiebekraft der Feder 202 größer als die Schiebekraft der
Feder im Ansaugventil 5 ist.
-
Kraftstoff
wird durch eine Niederdruckpumpe 51, die von einer Druckregulierungseinrichtung
geregelt wird, so dass sie einen voreingestellten Druck hat, aus
einem Tank 50 zum Kraftstoffeinlass der Pumpe 1 befördert, durch
ein Niederdruckrohr 9 in die Pumpe 51 geführt, von
der Pumpe 1 verdichtet und aus dem Kraftstoffauslass mit
Druck in eine Common Rail 53 eingespeist. Die Common Rail 53 enthält ebenso
viele Einspritzeinrichtungen 54 wie die Zylinder des Motors
und einen Drucksensor 56. Die Einspritzeinrichtungen spritzen Kraftstoff
durch Signale von der Steuerung 55 ein.
-
Nachstehend
wird der Betrieb der Hochdruck-Kraftstoffpumpe mit der obigen Konfiguration
erläutert.
-
Wie
vorstehend erläutert,
bewegt sich der Kolben 2 durch den Nocken 100,
der von der Motornockenwelle 72 angetrieben wird, auf und
ab und variiert damit das Volumen in der Verdichtungskammer 12.
Wenn sich das Ansaugventil 5 schließt, wenn der Kolben sich in
einem Auslasstakt befindet, erhöht
sich der Druck in der Verdichtungskammer 12 und öffnet das
Ausstoßventil 6.
Damit wird Kraftstoff mit Druck in die Common Rail 53 eingespeist.
-
Das
Ansaugventil 5 öffnet
sich automatisch, wenn der Druck in der Verdichtungskammer unter
den Kraftstoffeinlassdruck fällt,
aber schließt
sich durch den Betrieb des Elektromagneten 200.
-
Wenn
der Elektromagnet 200 eingeschaltet (aktiv) ist, erzeugt
der Elektromagnet eine elektromagnetische Kraft, die größer als
die Schiebekraft der Feder 202 ist, und zieht das Verbindungselement 201 zu
dem Elektromagneten hin. Als Ergebnis entfernt sich das Verbindungselement
vom Ansaugventil 5. Während
dieser Zustand anhält,
arbeitet das Ansaugventil als automatisches Ventil, das sich synchron
mit der Auf- und Abbewegung des Kolbens 2 öffnet und
schließt.
-
Mit
anderen Worten schließt
sich das Ansaugventil im Ausstoßtakt
und soviel Kraftstoff wie die volumetrische Verringerung der Verdichtungskammer 12 wird
mit Druck durch das Ausstoßventil
in die Common Rail 53 eingespeist. Dies ergibt die Ausstoßmenge des
Pumpenmaximums.
-
Wenn
im Gegensatz dazu der Elektromagnet 200 ausgeschaltet (inaktiv)
ist, schiebt die Schiebekraft der Feder 202 das Verbindungselement,
um das Ansaugventil 5 zu öffnen und das Ansaugventil
offen zu halten. In diesem Zustand ist der Druck in der Verdichtungskammer 12 auch
im Ausstoßtakt
ungefähr
so niedrig wie der Kraftstoffeinlassdruck und das Ausstoßventil 6 bleibt
geschlossen. Daher wird soviel Kraftstoff wie die volumetrische
Verringerung der Verdichtungskammer 12 durch das Ansaugventil 5 wieder
in die Kraftstoffeinlassöffnung
eingespeist. Als Ergebnis beträgt
die Ausstoßmenge
der Pumpe 0.
-
Wenn
der Elektromagnet 200 in der Hälfte des Ausstoßtakts eingeschaltet
wird, beginnt das Einspeisen des Kraftstoffs mit Druck in die Common
Rail 53. Sobald es anfängt,
erhöht
sich der Druck in der Verdichtungskammer 12 und das Ansaugventil 5 bleibt
geschlossen, auch wenn der Elektromagnet danach abgeschaltet wird.
Das Ansaugventil 5 öffnet
sich synchron mit dem Beginn des Ansaugtakts, nachdem der Ausstoßtakt abgeschlossen
ist. Es ist möglich,
die Kraftstoffausstoßmenge
im Bereich von 0% bis 100% durch die „Ein"-Zeitsteuerung
des Elektromagneten 20 zu steuern.
-
Um
den Druck in der Common Rail 53 ungefähr konstant zu halten, berechnet
die Steuerung eine angemessene Ausstoßzeitsteuerung und steuert
mit dem Ergebnis den Elektromagneten.
-
In
der obigen Beschreibung ist die Hochdruck-Kraftstoffpumpe 101 eine
Pumpe variablen Volumens, die einen einzelnen Kolben verwendet,
dessen Ausstoßmenge
durch den Elektromagneten 202 variiert werden kann. Eine
Einkolbenpumpe wie diese Hochdruck-Kraftstoffpumpe 101 ist
in der Konfiguration einfach und erleichtert die Variation des Volumens.
Weiter ist sie weniger teuer und kleiner als irgendwelche anderen
Pumpentypen, aber ihr Ausstoß ist
unterbrochen und der Druck in der Common Rail 53 pulsiert
stark. Dies bewirkt eine Ungleichheit der Kraftstoffausstoßmengen.
-
Zur
Lösung
dieses Problems weist das Kraftstoffversorgungssystem für einen
Vier-Zylinder-Reihenmotor der 1, die ein
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ist, einen Zwei-Spitzen-Nocken 100 auf,
der an einer Motornockenwelle 72 so angebracht ist, dass
der Kolben 2 zwei Auf- und Abbewegungen vollführen kann,
wenn der Nocken eine Umdrehung ausführt. Damit führt der
Kolben 2 eine Auf- und Abbewegung aus, während eine
Einspritzeinrichtung 54 zwei Zylindereinspritzungen ausführt. Weiter
kann die Phase des pulsierenden Drucks in der Common Rail 53 synchron
mit der Phase der Kraftstoffeinspritzung sein.
-
Wenn
der pulsierende Druck groß ist,
kann der Kraftstoffdruck gemäß der Einspritzzeitsteuerung
einer Einspritzeinrichtung 54 ansteigen oder absinken.
In diesem Fall variiert der Kraftstoffdruck für jede Einspritzung, wenn nicht
die Verdrängung
des Kolbens synchron mit der Einspritzzeitsteuerung der Einspritzeinrichtung
ist, und die Kraftstoffeinspritzmenge kann sogar variieren, wenn
die Ventilöffnungszeit
konstant ist.
-
Obwohl
dieses Ausführungsbeispiel
den Nocken 100 durch die Motornockenwelle 72 antreibt,
die sich mit einer halb so hohen Drehzahl wie die Motordrehzahl
dreht, ist es möglich,
einen Ein-Spitzen-Nocken
durch eine Kurbelwelle oder dergleichen anzutreiben, die sich mit
der gleichen Geschwindigkeit wie der Motor dreht.
-
2 zeigt
Zeit-Reaktionswellenformen der Kolbenverdrängung, die Pumpenflussmenge,
die Einspritzmenge der Einspritzeinrichtung und den Common-Rail-Druck
für eine
Pumpenumdrehung (eine Nockenumdrehung und zwei Motorumdrehungen).
-
In 2 führt der
Kolben zwei Auf- und Abbewegungen aus und der Motor führt zwei
Umdrehungen aus, während
der Nocken 100 eine Umdrehung ausführt. Bei einem gewöhnlichen
4-Zyklus-Motor führt
jeder Zylinder eine Verbrennung aus, während der Motor zwei Umdrehungen
ausführt.
Mit anderen Worten vollführen
vier Einspritzeinrichtungen jeweils eine Kraftstoffeinspritzung,
während
der Nocken 100 eine Umdrehung ausführt. Dies ermöglicht es,
dass die Pumpe bei jedem Ausstoß Kraftstoff
für zwei
Einspritzeinrichtungen zuführt.
-
Zum
leichten Verständnis
dieses Mechanismus sei angenommen, dass den Einspritzeinrichtungen
eines Vier-Zylinder-Reihenmotors wie in 1 gezeigt
Nummern zugewiesen sind. Die Einspritzeinrichtungen #1 bis #4 spritzen
Kraftstoff in der Reihenfolge #1, #3, #4 und #2 ein (wobei „#" „Nummer" bedeutet), wie in 2 gezeigt.
Dieser Mechanismus kann die Kolbenverdrängung und die Einspritzzeitsteuerung
von Einspritzeinrichtungen miteinander synchronisieren, aber dieser
Mechanismus teilt Einspritzeinrichtungen in zwei Kategorien ein:
Einspritzeinrichtungen, die im Ansaugtakt einspritzen, und Einspritzeinrichtungen,
die im Zuführungstakt
der Pumpe einspritzen (wie später
zu erläutern
ist). Dies beinhaltet immer noch das Problem, dass die Einspritzmengen
der Einspritzeinrichtungen ungleich sind.
-
Um
dies zu vermeiden, ist es ideal, dass die Pumpe einen Ausstoß für jede Ein-Zylinder-Einspritzung der
Einspritzeinrichtung ausführt.
-
Beispielsweise
kann der Vier-Zylinder-Reihenmotor einen Vier-Nasen-Nocken aufweisen,
der es dem Kolben erlaubt, während
einer Umdrehung des Nockens vier Auf- und Abbewegungen auszuführen. Jedoch muss
der Kolben für
einen Motor, dessen Maximalgeschwindigkeit 8.000 Umdrehungen pro
Minute beträgt, hohe
Auf- und Abbewegungen ausführen
(250 Auf- und Abbewegungen pro Sekunde). Bei Beurteilung der Dauerhaftigkeit,
Größe und Effizienz
der Pumpe ist es schwer, diese zu realisieren. Weiter muss der Nocken mehr
Nasen aufweisen, wenn der Motor mehr Zylinder (6 Zylinder, 8 Zylinder
oder mehr) hat. Dies erfordert mehr Auf- und Abbewegungen des Kolbens
und größere Abmessungen
des Nockens. Natürlich
ist es sicher, dass der Mechanismus nicht realisiert werden kann.
-
Insbesondere
wird das Pumpenkavitationsproblem größer, wenn sich die Kolbengeschwindigkeit
erhöht
und der Ansaugdruck verringert.
-
Die
Pumpenkavitation reduziert drastisch die Pumpeneffizienz und -dauerhaftigkeit.
Weiter ist ein zusätzliches
Gerät,
wie etwa ein Dämpfer,
erforderlich, um ein solches Problem zu verhindern. Dies erhöht die Produktionskosten
und Größe des Motors.
-
Bei
Beurteilung des Vorstehenden ist das Kraftstoffversorgungssystem
der vorliegenden Erfindung so entworfen, dass die Pumpe einen Ausstoß für zwei Zylindereinspritzungen
der Einspritzeinrichtungen ausführen
kann. Dies drückt
die Auf- und Abbewegungsfrequenz des Kolbens nieder und erleichtert
die Verkleinerung, Kostensenkung und hohe Effizienz der Pumpe. Jedoch
tritt die Ungleichheit der Einspritzmengen der Einspritzeinrichtungen
deutlicher hervor.
-
Daher
stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Reduzierung der
Ungleichheit von Kraftstoffeinspritzmengen von Zylindern durch Korrigieren
der Einspritzzeitbreite jeder Einspritzeinrichtung im Verhältnis zu
einer Zieleinspritzzeitbreite jeder Einspritzeinrichtung zur Verfügung, die
aus dem Laufstatus des Motors berechnet wird.
-
Nachstehend
wird unter Bezugnahme auf 2 der Mechanismus
der Erzeugung einer Ungleichheit von Einspritzmengen detailliert
erläutert.
-
In 2 gibt
die strichpunktierte Linie in der Zeit-zu-Pumpenflussmenge-Kurve
die Durchflussmenge von Kraftstoff an, wenn die Pumpe einen 100%-Ausstoß ausführt. Die
ausgezogene Linie gibt eine tatsächliche Ausstoßmenge an.
Sie beginnt, wenn der Elektromagnet eingeschaltet wird (nicht zu
sehen). Die Einspritzeinrichtung stößt nur die erforderliche Kraftstoffmenge
aus. Daher ist das Ausstoßvolumen
Vp pro Ausstoß der Pumpe
(schraffierter Teil) gleich der Gesamtmenge der Einspritzvolumen
Va + Vb der zwei Einspritzeinrichtungen, die in der Einspritzreihenfolge
nebeneinander liegen.
-
Der
Common-Rail-Druck (unten in 2) wiederholt
zyklisch die Schritte des Senkens um ΔP im Verhältnis zum mittleren Druck Pave,
wenn eine Einspritzeinrichtung einspritzt, des Erhöhens um
2 × ΔP, wenn die
Pumpe ausstößt, und
des erneuten Senkens um ΔP
auf Pave, wenn die Einspritzeinrichtung einspritzt. Daher spritzen
die Einspritzeinrichtungen #1 und #4, die im Ausstoßtakt einspritzen,
weniger Kraftstoff ein, weil sie einspritzen, während der Common-Rail-Druck niedrig ist,
und die Einspritzeinrichtungen #2 und #3, die im Ansaugtakt einspritzen,
spritzen mehr Kraftstoff ein. Dies ist der Hauptgrund für die Ungleichheit
der Einspritzmengen. Kreise „o" in der Kurve bedeuten
einen Common-Rail-Druck während
der Einspritzung. Diese Kurve zeigt, dass die Differenz zwischen
mittleren Einspritzdrücken
von Einspritzeinrichtungen, die in der Einspritzreihenfolge nebeneinander
liegen, am größten ist.
-
Obwohl 2 ein
Beispiel von Wellenformen zeigt, wenn die Pumpenausstoßperiode
nicht mit der Einspritzperiode von Einspritzeinrichtungen überlappt,
werden die Wellenformen komplizierter, wenn die Pumpenausstoßperiode
mit der Einspritzperiode von Einspritzeinrichtungen überlappt.
Der letztere Fall zeigt die Neigung, dass die Differenz zwischen
den mittleren Einspritzdrücken
von Einspritzeinrichtungen kleiner wird und die Ungleichheit der
Einspritzmengen ebenfalls kleiner wird. Wie in 2 gezeigt
ist, wird die Ungleichheit von Einspritzmengen am größten, wenn
die Druckdifferenz am größten wird.
-
Die
vorliegende Erfindung bestimmt die maximale Zeitbreite zur Korrektur
der Einspritzzeitbreite unter der Annahme, dass die Pumpenausstoßperiode
für die
maximale Ungleichheit von Einspritzmengen nicht mit der Einspritzperiode
von Einspritzeinrichtungen überlappt.
-
Nachstehend
wird erläutert,
wie die Ungleichheit der Einspritzmengen korrigiert wird.
-
In
der vorliegenden Erfindung wird die Einspritzzeitbreite Ta von Einspritzeinrichtungen
(in der obigen Beschreibung #1 und #4), die mit einem niedrigen
Einspritzdruck einspritzen, um eine Korrekturzeitbreite ΔT länger als
die Zielzeiteinspritzbreite Tref der Einspritzeinrichtung gemacht,
die aus dem Laufstatus des Motors berechnet wird. Im Gegensatz dazu
wird die Einspritzzeitbreite Tb von Einspritzeinrichtungen (in der
obigen Beschreibung #2 und #3), die mit einem hohen Einspritzdruck
einspritzen, um eine Korrekturzeitbreite ΔT kürzer als Tref gemacht. Ta und
Tb werden wie unten gezeigt ausgedrückt. Ta = Tref + ΔT (Formel 1) Tb = Tref + ΔT (Formel 2)
-
Die
Einspritzmengen Qa und Qb von Einspritzeinrichtungen werden mit
dem mittleren Einspritzdruck durch Folgendes ungefähr ausgedrückt:
wobei „c" für einen
Durchflussmengenkoeffizienten einer Einspritzeinrichtung, „a" für einen Öffnungsbereich und „ρ" für eine Kraftstoffdichte
steht.
-
Die
Volumen Va und Vb von bei jeder Einspritzung eingespritztem Kraftstoff
werden durch Folgendes ausgedrückt: Va = Qa × Ta (Formel
5) Vb = Qb × Tb (Formel
6)
-
Da
die Einspritzmengen gleich werden, wenn Va = Vb, berechnet man eine
Korrekturzeitbreite ΔT,
um Va gleich Vb zu machen. Für
Va = Vb erhält
man Qa × Ta = Qb ×Tb (Formel
7)
-
Die
Bedeutung dieser Beziehung ist aus der Einspritzmenge-zu-Zeit-Kurve der 2 deutlich
zu sehen. Das heißt,
da es eine Differenz zwischen den mittleren Einspritzdrücken gibt,
ist Qa weniger als Qb. Daher kann man Va gleich Vb (die schraffierten
Bereiche) machen, indem Ta größer als
Tb gemacht wird.
-
Durch
Einsetzen von Formel 1 bis Formel 4 in Formel 7 und Auflösen nach ΔT erhält man Folgendes:
-
ΔTmax wird
in Formel 8 anstelle von ΔT
verwendet. Dies liegt daran, weil 2 einen
Modus zeigt, in dem die Ungleichheit von Einspritzmengen am größten wird
und die Korrekturzeitbreite ΔT
in diesem Modus am größten wird.
Diese ΔT
ist die maximale Korrekturzeitbreite ΔTmax.
-
Aus
Formel 8 weiß man,
dass man die maximale Korrekturzeitbreite ΔTmax berechnen kann, wenn man
einen mittleren Druck Pave und eine Halbamplitude bzw. einen Halbwert ΔP der Druckpulsierung
erhält. Pave
und ΔP können aus
Drucksensorsignalen gemessen werden, während der Motor läuft, und
man kann durch Sensorsignale in Echtzeitweise berechnen und korrigieren.
Es ist auch möglich,
Pave und ΔP
auf folgende Weise zu schätzen:
Weiter
ist es notwendig, die Probennahmeperiode auf etwa 1 ms zu verkürzen, um
eine Druckdifferenz ΔP
genau zu erfassen, da der Druck sich sehr schnell ändert. Eine
normale Steuerung reicht nicht aus, um ΔP präzise zu erfassen, da ihr Probennahme-
und Verarbeitungszyklus einige ms bis etwa 10 ms beträgt. Daher
ist eine teure schnellere Steuerung erforderlich, um eine solche ΔP zu erfassen,
oder es ist erforderlich, Daten eine lange Zeit zu holen, Maximal-
und Minimalpunkte aus vielen Datenpunkten zu extrahieren und ΔP zu berechnen,
um die Genauigkeit von ΔP
zu erhöhen.
Jedoch verlängert
dies eine Steuerperiode und reduziert die Möglichkeit, Änderungen in den Betriebsbedingungen
des Motors zu verfolgen.
-
Daher
schätzt
die vorliegende Erfindung ΔP
aus der Zieleinspritzzeitbreite Tref jeder Einspritzeinrichtung
durch Berechnung. Vorliegend kann man, da der Koeffizient B vom
räumlichen
Modul von Kraftstoff und das Volumen Vc der Common Rail bekannt
sind, ΔP
aus einer Verdichtungsformel berechnen, wenn man das Einspritzvolumen
jeder Einspritzeinrichtung erhält.
Unter der Annahme, dass das mittlere Einspritzvolumen pro Einspritzung
Vave (=(Va + Vb)/2) ist, erhält
man ΔP wie
folgt:
wobei
Qave eine mittlere Einspritzmenge ist, die ausgedrückt wird
durch
-
Der
mittlere Druck Pave kann ein Zieldruck sein, um einen Kraftstoffdruck
konstant zu halten, oder ein Mittel von Drucksensorsignalwerten.
Damit kann das System sich ständig ändernde
Kraftstoffdrücke
bei hoher Geschwindigkeit holen, Pave und ΔP erfassen, ohne sie zu berechnen,
und die Einspritzzeitbreite korrigieren.
-
Als
Nächstes
wird nachstehend ein Verfahren zum Korrigieren der Einspritzzeitbreite
erläutert,
wenn die Ausstoßzeitperiode
und die Einspritzzeitperiode einander überlappen.
-
Obwohl 2 ein
Beispiel von Wellenformen zeigt, wenn die Pumpausstoßperiode
nicht mit der Einspritzperiode von Einspritzeinrichtungen überlappt,
kommt es häufig
vor, dass diese Perioden sich überlappen und
dass die Einspritzeinrichtung, die Kraftstoff im Ausstoßtakt einspritzt,
und die Einspritzeinrichtung, die im Ansaugtakt einspritzt, die
Takte wechseln, wenn die Phase der Kraftstoffeinspritzung von Einspritzeinrichtungen
im Verhältnis
zum Pumpenausstoß viel
variiert. Insbesondere variieren bei einem Motor mit Direkteinspritzung
die Einspritzphasen von Einspritzeinrichtungen viel, da es zwei
Kraftstoffeinspritzfälle
gemäß dem Belastungszustand
des Motors gibt: Einspritzung im Ansaugtakt des Motors und Einspritzung
im Verdichtungstakt des Motors.
-
Weiterhin
weisen einige Motoren einen variablen Ventilzeitsteuerungsmechanismus
auf, der die Phase der Motornockenwelle durch ein Stellglied variiert.
Wenn der Nocken der Hochdruck-Kraftstoff pumpe durch die Motornockenwelle
angetrieben wird, variiert auch die Phase des Pumpenausstoßes. Daher
ist ein Verfahren erforderlich, um eine solche große Phasenänderung
im Pumpenausstoß und
die Einspritzung von Einspritzvorrichtungen flexibel zu korrigieren.
-
3 bis 5 zeigen
Beispiele von Wellenformen, wenn die Pumpenausstoßperiode
mit der Einspritzperiode von Einspritzvorrichtungen überlappt.
-
3 zeigt
Beispiele von Wellenformen, wenn die Pumpenausstoßperiode
mit der Einspritzperiode von Einspritzeinrichtungen vollständig überlappt.
Im Vergleich zu 2 kann man sehen, dass die Pulsamplitude
(2 × ΔP) des Common-Rail-Drucks
in 3 die Hälfte
von derjenigen in 2 (ΔP) beträgt. Dies liegt daran, weil
die Druckerhöhung
aufgrund eines Pumpenausstoßes
durch Einspritzung der Einspritzeinrichtung verschoben wird. In
diesem Fall wird die Differenz zwischen mittleren Einspritzdrücken von
Einspritzeinrichtungen, die in der Einspritzreihenfolge nebeneinander
liegen, sehr klein und die Ungleichheit von Einspritzmengen ist
ebenfalls klein genug, um eine Korrektur zu überspringen.
-
Vorliegend
definiert man Vps als die Kraftstoffmenge (Volumen), die die Pumpe
vor dem Einspritzstartpunkt der Einspritzeinrichtung ausgestoßen hat,
deren Einspritzperiode mit der Ausstoßperiode der Pumpe überlappt,
und α (=
Vps/Vp) als Verhältnis
von Vps zum Gesamtausstoßvolumen
pro Ausstoß.
Mit anderen Worten steht α dafür, zu welcher
Zeitsteuerung des Pumpenausstoßes
die Einspritzeinrichtung Kraftstoff einspritzt. Der Anstieg des
Common-Rail-Drucks, bevor die Einspritzeinrichtung mit dem Einspritzen
von Kraftstoff beginnt, variiert nach Maßgabe des Werts von „α". Wie in 3 gezeigt,
beträgt
der durch eine strichpunktierte Linie angegebene Druckanstieg (der
2 × ΔP in dem
Fall beträgt,
in dem die Pumpenausstoßmen ge nicht
mit der Einspritzmenge überlappt)
bis zu ΔP,
wenn „α" 1/2 ist, oder ΔP/2, wenn „α" bis zu 1/4 ist.
-
3 zeigt
Wellenformen, wenn „α" ungefähr 1/4 ist.
In diesem Fall ist die Differenz zwischen mittleren Einspritzdrücken von
Einspritzeinrichtungen, die in der Einspritzreihenfolge nebeneinander
liegen, sehr klein und die Ungleichheit von Einspritzmengen ist
ebenfalls sehr klein.
-
4 zeigt
ein Wellenformbeispiel, wenn „α" größer als
1/4, insbesondere, wenn „α" 2/3 ist. In diesem Fall
ist der mittlere Einspritzdruck einer Einspritzeinrichtung (#1 oder
#4 im Beispiel), deren Einspritzzeitsteuerung mit der Ausstoßzeitsteuerung
der Pumpe überlappt,
höher als
der mittlere Einspritzdruck einer Einspritzeinrichtung (#2 oder
#3 im Beispiel), deren Einspritzzeitsteuerung nicht mit der Ausstoßzeitsteuerung überlappt,
und die Einspritzmenge Qa ist größer als
die Einspritzmenge Qb. Daher muss die Einspritzzeitbreite Ta der
ersteren Einspritzeinrichtung kürzer
als die Einspritzzeitbreite Tb der letzteren Einspritzeinrichtung
sein. In diesem Fall wird die Differenz zwischen mittleren Einspritzdrücken größer, weil
der Druck ΔP' in 4 ansteigt, wenn „α" größer wird.
-
5 zeigt
ein Wellenformbeispiel, wenn „α" kleiner als 1/4,
insbesondere, wenn „α" 0 ist. In diesem Fall
ist im Gegensatz zum Fall der 4 die Einspritzmenge
Qain kleiner als die Einspritzmenge Qb. Daher muss die Einspritzzeitbreite
Ta größer als
Tb sein. Wenn die Einspritzphase einer Einspritzeinrichtung (im
Verhältnis
zur Phase in 5) nach vorn verschoben wird,
steigt der Druck ΔP" an, und als Ergebnis
wird auch die Differenz zwischen mittleren Einspritzdrücken größer. Jedoch
bleibt „α" 0, da Vps stets
0 ist.
-
Mit
anderen Worten reicht ein einzelnes „α"nicht aus, um die Größe der Einspritzdruckdifferenz
auszudrücken.
Vorliegend definieren man Vis als die Kraftstoffmenge (Volumen),
die die Einspritzeinrichtung vor dem Startpunkt der Ausstoßperiode
der Pumpe einspritzt (wie in 5 gezeigt)
und β (=
Vis/Vp) als Verhältnis von
Vis zum Ausstoßvolumen
Vp. Der Abfall des Common-Rail-Drucks, bevor die Pumpe mit dem Ausstoß von Kraftstoff
beginnt, variiert nach Maßgabe
des Werts von „β".
-
Daher
ist es durch Verwendung von α und β in Kombination
möglich,
die Größe der Einspritzdrücke von
zwei nebeneinander liegenden Einspritzeinrichtungen unter einer
breiten Bedingung auszudrücken.
Dies wird nachstehend unter Bezugnahme auf 6 erläutert.
-
6 zeigt Übergänge des
Common-Rail-Drucks, des α-Werts,
des β-Werts und der Korrekturzeitbreite ΔT, wenn die
Phasen von Einspritzmengen allmählich
verschoben werden. Es ist zu beachten, dass die horizontalen Achsen
keine Zeitbasen sind. Am linken Ende jeder Kurve überlappt
die Pumpenausstoßmenge nicht
mit der Einspritzmenge. Wenn man nach rechts geht, verschiebt sich
die Einspritzmengenphase nach hinten und die Pumpenausstoßmenge beginnt
mit der Einspritzmenge zu überlappen.
Die Einspritzdruckdifferenz zwischen zwei nebeneinander liegenden
Einspritzeinrichtungen (durch Pfeile angegeben) ist an dem am weitesten
links liegenden Ende der Kurve am größten, wenn man nach rechts
geht, nimmt sie allmählich
ab und erreicht nahe der Mitte 0 (α = 1/4). Wenn man weiter nach
rechts geht (wenn α > 1/4), wird die Einspritzdruckdifferenz
negativ (oder die Einspritzdrücke
werden umgekehrt) und die Druckdifferenz wird allmählich größer. Die α- und β-Werte verhalten
sich wie in 6 gezeigt und sind zur gleichen
Zeit 0. Durch Verwendung von α und β in Kombination
ist es möglich,
die Änderung
der Einspritzdruckdifferenz zur Einspritzphasenänderung digital auszudrücken.
-
Infolgedessen
kann die Korrekturzeitbreite ΔT
als Funktion von α und β ausgedrückt werden,
wie in 6 gezeigt.
-
-
Formel
11 stellt eine Linie dar, die einen Punkt der maximalen Korrekturzeitbreite ΔTmax, wenn
die Pumpenausstoßmenge
nicht mit der Einspritzmenge überlappt,
und einen Punkt einer Korrekturzeitbreite 0 verbindet, wenn die
Einspritzdruckdifferenz bei α =
1/4 ungefähr
0 ist und eine Funktion von α und β ist. Mit zwei
Parametern α und β kann diese
Funktion die Größe und Richtung
der Korrekturzeitbreite zur gleichen Zeit bestimmen.
-
7 zeigt
einen Ablauf des Korrigierens von Einspritzzeiten im Kraftstoffversorgungssystem
der vorliegenden Erfindung.
-
In 7 erfasst
die Steuerung, wenn eine Kraftstoffeinspritzmengensteuerung begonnen
wird, den Laufstatus des Motors aus der Beschleunigungsöffnung,
dem Kurbelwinkel, der Motordrehzahl usw. und bestimmt eine Einspritzstartzeitsteuerung
und eine Zieleinspritzzeitbreite Tref von jeder Einspritzeinrichtung.
Als Nächstes
berechnet die Steuerung eine Ausstoßstartzeitsteuerung und eine
Ausstoßzeitbreite
der Pumpe aus Informationen wie dem Kurbelwinkel und der Motordrehzahl, überprüft die Überlappung
zwischen der Einspritzperiode jeder Einspritzeinrichtung und der
Ausstoßperiode
der Pumpe und bestimmt α-
und β-Werte. Zum
Erhalt einer Korrekturzeitbreite berechnet die Steuerung die maximale
Korrekturzeitbreite ΔTmax
aus der Zieleinspritzzeitbreite Tref und dem mittleren Kraftstoffzufuhrdruck
Pave und bestimmt die Korrekturzeitbreite ΔT aus ΔTmax, dem α-Wert und dem β-Wert. Schließlich addiert
die Steuerung diese Korrekturzeitbreite ΔT zu der Zieleinspritzzeitbreite
Tref oder subtrahiert die Korrekturzeitbreite ΔT von der Zieleinspritzzeitbreite
Tref, berechnet Einspritzzeitbreiten Ta und Tb der Einspritzeinrichtungen
und gibt die Ta- und Tb-Werte aus. Damit ist ein Steuerzyklus abgeschlossen.
-
Da
das Kraftstoffversorgungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung
nur zwei Einspritzzeitbreiten bietet, von denen eine für die Hälfte aller
Einspritzeinrichtungen ist und die andere für die übrige Hälfte der Einspritzeinrichtungen
ist, braucht die Steuerung keine weiteren Einspritzzeiten mehr zu
berechnen, selbst wenn der Motor mehrere Zylinder (6, 8 oder mehr
Zylinder) aufweist. Wenn der Fahrstatus des Motors, wie etwa die Motordrehzahl
und die Beschleunigungsöffnung
keine rasche Änderung
erfährt,
brauchen die Ta-Werte der Einspritzeinrichtungen #1 und #4 in 4 nicht
geändert
zu werden. Daher ist jede einzelne bis zu einigen Umdrehungen der
Pumpe ausreichend als Betriebsperiode eines Steuerzyklus. Dies kann
die Verarbeitungslast der Steuerung stark senken.
-
8 zeigt
das Ergebnis der Korrektur der Ungleichheit von Einspritzmengen
gemäß dem obigen
Algorithmus.
-
Für einen
repräsentativen
Tref-Wert von 3,5 mm kann man ΔT
von 0,03 ms erhalten. In diesem Fall sind die Pulsbreiten Ta und
Tb nach der Korrektur Ta = 3,5 + 0,03 = 3,53
ms und Tb = 3,5 – 0,03
= 3,47 ms.
-
Wie
in 8 gezeigt, hat man durch numerische Simulation
oder dergleichen erneut bestätigt,
dass diese Korrektur die Ungleichheit von Einspritzmengen stark
verringern kann.
-
Das
Kraftstoffversorgungssystem, welches das Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung in 1 bis 6 ist, verwendet
eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe, die wie in 1 gezeigt
aufgebaut ist. Für eine
variable Volumensteuerung stößt diese
Pumpe auf halbem Weg im Ausstoßtakt
Kraftstoff aus, ohne vom Beginn des Ausstoßtakts auszustoßen. Es
existieren auch Pumpen, die Kraftstoff vom Beginn des Ausstoßtakts ausstoßen und
auf halbem Weg im Ausstoßtakt
den Ausstoß für eine variable
Volumensteuerung stoppen. Das Kraftstoffversorgungssystem des vorliegenden
Systems kann auch die Ungleichheit von Einspritzmengen korrigieren,
selbst wenn ein Einzylinderkolben variablen Volumens einer solchen
Struktur verwendet wird. 9 zeigt ein Beispiel dieser
Korrektur.
-
2 zeigt
ein Beispiel von Wellenformen, wenn die Pumpenausstoßmenge nicht
mit der Einspritzmenge von Einspritzeinrichtungen überlappt.
Ein großer
Unterschied zwischen 2 und 9 sind die
Wellenformen von Pumpenausstoßmengen. Ähnlich 2 ist
der mittlere Einspritzdruck einer Einspritzeinrichtung (#1 oder
#4 in diesem Beispiel), die Kraftstoff einspritzt, gerade nachdem
die Pumpe das Ausstoßen
beendet hat, höher
als der mittlere Einspritzdruck einer Einspritzeinrichtung (#2 oder
#3 in diesem Beispiel), die Kraftstoff nach der Einspritzeinrichtung
#1 oder #4 einspritzt. Daher ist die Einspritzmenge Qa größer als
die Einspritzmenge Qb. In diesem Fall kann die Ungleichheit von
Einspritzmengen korrigiert werden, indem die Einspritzzeitbreite
Ta kleiner als Tb gemacht wird. Man können auch eine Korrekturzeitbreite
durch Berechnen der maximalen Korrekturzeitbreite ΔTmax aus
der Zieleinspritzzeitbreite Tref und dem mittleren Kraftstoffzufuhrdruck
Pave und Berechnen der Korrekturzeitbreite ΔT aus ΔTmax, dem α-Wert und dem β-Wert erhalten.
Es ist offensichtlich, dass eine ähnliche Korrektur gemäß dem Algorithmus
der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden kann, obwohl α und β etwas anders
definiert werden müssen.
-
Obwohl
das obige Ausführungsbeispiel
so entworfen ist, dass die Steuerung stets Einspritzzeitbreiten korrigieren
kann, kann auf die Korrektur verzichtet werden, wenn die Zieleinspritzzeitbreite
Tref kurz genug ist, da die Halbamplitude bzw. der Halbwert ΔP des pulsierenden
Drucks kleiner wird und die Ungleichheit von Einspritzmengen von
Beginn an klein genug ist. Dies kann die Verarbeitungslast der Steuerung
reduzieren. Weiter besteht fast kein Unterschied zwischen mittleren
Einspritzdrücken
von zwei Einspritzeinrichtungen, die in der Einspritzreihenfolge
nebeneinander liegen, wenn der α-Wert
nahe 1/4 und die Ungleichheit von Einspritzmengen klein genug ist,
um auf die Korrektur von Einspritzzeitbreiten zu verzichten. Weiter
ist es, wenn α nahe
1/4 ist, schwierig zu beurteilen, welche Einspritzeinrichtung einen
höheren
Kraftstoffeinspritzdruck hat, weil er vom Laufzustand des Motors
abhängt.
Wenn eine falsche Korrektur vorgenommen wird, können die Einspritzmengen mehr
Ungleichheit aufweisen. Daher kann dieser Verzicht auf Korrektur
bei α =
ungefähr
1/4 nicht nur die Ungleichheit von Einspritzmengen unterdrücken, sondern
auch die Verarbeitungslast der Steuerung reduzieren.
-
Wie
vorstehend erläutert,
verwendet das Kraftstoffversorgungssystem, das ein Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung ist, drei Parameter wie etwa „Zieleinspritzzeitbreite" jeweiliger Einspritzeinrichtungen, „mittlerer
Kraftstoffzufuhrdruck" und „Überlappen" zwischen der Ausstoßperiode
der Pumpe und der Einspritzperiode der Einspritzeinrichtung zur
Korrektur der Einspritzzeitbreite. Damit kann die Steuerung die
Einspritzzeitbreite korrigieren, ohne sich ständig ändernde Kraftstoffdrücke bei
hoher Geschwindigkeit zu holen und die Ungleichheit von Einspritzmengen
ohne eine Verarbeitungslast reduzieren.
-
Wenn
im Gegensatz dazu Kraftstoffdrucksignale bei hoher Geschwindigkeit
erhalten werden können, kann
das Kraftstoffversorgungssystem diese Art von Informationen verwenden,
um Einspritzzeitbreiten zu korrigieren. Konkret gesagt, kann die
Ungleichheit von Einspritzmengen durch Verlängern der Einspritzzeitbreiten einer
Einspritzeinrichtung, deren Kraftstoffzufuhrdruck niedriger ist,
Verkürzen
der Einspritzzeitbreiten einer Einspritzeinrichtung, deren Kraftstoffzufuhrdruck
höher ist,
und Bestimmen des Zuwachses oder der Verringerung einer Korrekturzeitbreite
gemäß der Druckdifferenz
zwischen Einspritzeinrichtungen reduziert werden.
-
Wie
oben erläutert,
kann das Kraftstoffversorgungssystem der vorliegenden Erfindung
die Ungleichheit von Kraftstoffeinspritzmengen von Zylindern nieder
drücken.
Damit kann die ECU (Motorsteuereinheit) die Korrektur des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses
reduzieren und eine stabile Motorsteuerung durchführen. Weiter kann,
da das Kraftstoffversorgungssystem der vorliegenden Erfindung die
Kraftstoffeinspritzmenge, die der Motor erfordert, präzise steuern
kann, das System den optimalen Verbrennungsstatus erhalten und die
Leistungseffizienz, das Kraftstoffverbrauchsverhältnis und die Abgaszusammensetzung
des Motors verbessern. Weiter kann das System die Einspritzmengenungleichheit
auf einem niedrigen Niveau halten, selbst wenn die Common Rail ein
kleines Volumen aufweist. Dies verbessert die Fähigkeit zur Erhöhung und
Senkung des Kraftstoffdrucks des Motors. Infolgedessen kann dieses
System die Verdichtungsfähigkeit
beim Anlassen des Motors und die Verantwortung gegenüber einer Änderung
des Zielkraftstoffzufuhrdrucks beim Übergangsfahren erhöhen.
-
Insbesondere
zielt die vorliegende Erfindung auf ein Kraftstoffversorgungssystem
ab, mit einer Einkolbenpumpe variablen Volumens, welche entworfen
ist, um einen Ausstoß auszuführen, während zwei Einspritzungen
durch die Einspritzeinrichtungen ausgeführt werden, und einer Steuerung,
die den Kraftstoffzufuhrdruck durch eine variable Volumensteuerung
der Pumpe ungefähr
konstant hält.
-
Im
Allgemeinen saugt eine Einkolbenpumpe Kraftstoff abwechselnd an
und stößt ihn aus
und lässt
den Ausstoßdruck
stark pulsieren. Dies bewirkt die Ungleichheit von Einspritzmengen
von Einspritzeinrichtungen. Jedoch kann die vorliegende Erfindung
solche Ungleichheit beseitigen und ein Kraftstoffversorgungssystem bereitstellen,
das die Vorzüge
der Pumpe, wie etwa niedrige Kosten und Energieersparnis, nutzt.
-
Insgesamt
verringert das Kraftstoffversorgungssystem der vorliegenden Erfindung
die Ungleichheit von Kraftstoffeinspritzmengen von Zylindern durch
Korrektur der Einspritzzeitbreite einer jeweiligen Einspritzeinrichtung
im Verhältnis
zur Zieleinspritzzeitbreite der Einspritzeinrichtung, die aus dem
Laufstatus des Motors berechnet wird. Im Grunde genommen verlängert das
Kraftstoffversorgungssystem der vorliegenden Erfindung die Einspritzzeitbreite
von einem von zwei Kraftstoffeinspritzventilen, die während eines
Ausstoßes
der Pumpe einspritzen, und verkürzt
diejenige der anderen Einspritzeinrichtung. In diesem Fall beurteilt
die Steuerung, welche Einspritzeinrichtung ausgewählt wird,
um die Einspritzzeitbreite von der Einspritzzeitsteuerung der Einspritzeinrichtung
in Reaktion auf das Ausstoßen
der Pumpe zu verlängern
oder zu verkürzen.
-
Beispielsweise
ist unmittelbar, nachdem die Pumpe einen Ausstoß beendet hat, der Kraftstoffdruck
höher als
der mittlere Druck. Dementsprechend nimmt die Einspritzmenge einer
Einspritzeinrichtung, die zu dieser Zeit einspritzt, zu. Nachdem
diese Einspritzeinrichtung Kraftstoff eingespritzt hat, nimmt der
Kraftstoffdruck ab. Dementsprechend wird die Kraftstoffeinspritzmenge
der nächsten
Einspritz einrichtung verhältnismäßig weniger.
Daher ist es möglich,
die Ungleichheit der Einspritzmengen durch Verkürzen der Einspritzzeitbreite der
ersteren Einspritzeinrichtung und Verlängern der Einspritzzeitbreite
der letzteren Einspritzeinrichtung zu verringern.
-
Konkret
gesagt, erfasst die Steuerung ein Überlappen zwischen der Ausstoßperiode
der Pumpe und der Einspritzperiode jeder Einspritzeinrichtung. Wenn
die Perioden einander nicht überlappen,
verkürzt
die Steuerung die Einspritzzeitbreite einer Einspritzeinrichtung,
die erst einspritzt, nachdem die Pumpe einen Ausstoß beendet
hat, und verlängert
die Einspritzzeitbreite einer Einspritzeinrichtung, die als nächste einspritzt. Wenn
die Perioden einander überlappen
und die Kraftstoffmenge, die die Pumpe vor dem Beginn der Einspritzung
einer Einspritzeinrichtung ausstößt, deren
Einspritzperiode mit der Ausstoßperiode
der Pumpe überlappt, ungefähr 1/4 oder
weniger der Gesamtmenge des ausgestoßenen Kraftstoffs beträgt, verlängert die
Steuerung die Einspritzzeitbreite einer Einspritzeinrichtung, deren
Einspritzperiode mit der Ausstoßperiode
der Pumpe überlappt,
und verkürzt
die Einspritzzeitbreite der anderen Einspritzeinrichtung. Wenn die
Kraftstoffmenge, die die Pumpe vor dem Beginn der Einspritzung einer
Einspritzeinrichtung ausstößt, deren
Einspritzperiode mit der Ausstoßperiode
der Pumpe überlappt,
ungefähr
1/4 oder mehr der Gesamtmenge an ausgestoßenem Kraftstoff beträgt, verkürzt die
Steuerung die Einspritzzeitbreite einer Einspritzeinrichtung, deren
Einspritzperiode mit der Ausstoßperiode
der Pumpe überlappt,
und verlängert
die Einspritzzeitbreite der anderen Einspritzeinrichtung. Dies liegt
daran, weil der Kraftstoffdruck einer Einspritzeinrichtung niedriger
oder höher
als der Kraftstoffdruck der anderen Einspritzeinrichtung nach Maßgabe der
Einspritzzeitsteuerung der Einspritzeinrichtung im Verhältnis zum
Ausstoß der
Pumpe wird. Der Wendepunkt davon befindet sich dort, wo die Kraftstoffmenge, die
die Pumpe vor dem Beginn der Einspritzung einer Einspritzeinrichtung ausstößt, deren
Einspritzperiode mit der Ausstoßperiode
der Pumpe überlappt,
ungefähr
1/4 der Gesamtmenge an ausgestoßenem
Kraftstoff beträgt.
-
Was
die Bestimmung einer Korrekturzeitbreite betrifft, wird die Ungleichheit
von Einspritzmengen größer, wenn
die Differenz zwischen Kraftstoffeinspritzdrücken von zwei Einspritzeinrichtungen
zunimmt. Sie hängt
auch von der Größe des mittleren
Kraftstoffzufuhrdrucks ab. Weiter neigt die Einspritzdruckdifferenz
dazu, größer zu werden,
wenn die Einspritzzeitbreite zunimmt. Wie bereits vorstehend erläutert, variiert
die Einspritzdruckdifferenz gemäß dem Status
des Überlappens
zwischen der Pumpenausstoßperiode
und der Einspritzperiode. In einem bestimmten Bereich kann die Einspritzdruckdifferenz
extrem klein sein. Im Gegensatz dazu sind die Druckdifferenz und
die Ungleichheit von Einspritzmengen am größten, wenn die Perioden einander
nicht überlappen.
-
Das
Kraftstoffversorgungssystem der vorliegenden Erfindung bestimmt
die maximale Korrekturzeitbreite, wenn die Ausstoßperiode
nicht mit der Einspritzperiode überlappt,
aus einer Zieleinspritzzeitbreite und einem mittleren Kraftstoffzufuhrdruck
und macht die Korrekturzeitbreite kürzer als die maximale Korrekturzeitbreite
nach Maßgabe
des Überlappens
zwischen der Ausstoßperiode
und der Einspritzperiode, bevor es sie ausgibt. Damit kann das Kraftstoffversorgungssystem
die Ungleichheit der Einspritzmengen in dem breiten Laufzustand
des Motors verringern.
-
Wie
vorstehend erläutert,
korrigiert die Steuerung die Einspritzzeitbreite durch die drei
Parameter „Zieleinspritzzeitbreite" jeweiliger Einspritzeinrichtungen, „mittlerer
Kraftstoffzufuhrdruck" und „Überlappen" zwischen der Ausstoßperiode
der Pumpe und der Einspritzperiode der Einspritzeinrichtung zum
Korrigieren der Einspritzzeit breite. Der mittlere Kraftstoffzufuhrdruck
muss keine Werte von Drucksensoren sein und kann ein Zielwert sein,
der zur Steuerung der Kraftstoffzufuhrdruckkonstanten dient. Damit
kann die Steuerung die Einspritzzeitbreite korrigieren, ohne sich
ständig ändernde
Kraftstoffdrücke
mit hoher Geschwindigkeit zu holen, und die Ungleichheit von Einspritzmengen
ohne eine Verarbeitungslast reduzieren. Gemäß dem Kraftstoffversorgungssystem
der vorliegenden Erfindung beträgt
der ausreichende Verarbeitungszyklus der Steuerung eine bis mehrere
Umdrehungen der Pumpe.
-
Das
System kann die Einspritzzeitbreite durch Verwendung von Kraftstoffdrucksignalen
korrigieren, wenn sie bei einer vergleichsweise hohen Geschwindigkeit
erhalten werden. Konkret gesagt, ist es möglich, die Ungleichheit von
Einspritzmengen zu reduzieren durch Verlängern der Einspritzzeitbreite
einer Einspritzeinrichtung, deren Kraftstoffzufuhrdruck niedriger
ist, Verkürzen
der Einspritzzeitbreite einer Einspritzeinrichtung, deren Kraftstoffzufuhrdruck
höher ist,
und Bestimmen der Korrekturzeitbreite nach Maßgabe der Druckdifferenz von
zwei Einspritzeinrichtungen.
-
Die
vorliegende Erfindung kann ein Motorkraftstoffversorgungssystem
bereitstellen, das die Ungleichheit von Kraftstoffeinspritzmengen
von Zylindern durch Korrigieren des Einspritzbefehlswerts für jede Einspritzeinrichtung
ohne Verwendung der Information eines sich ständig ändernden Kraftstoffdrucks reduzieren
kann.
