DE69005079T2

DE69005079T2 - Kraftstoffeinspritzungssteuergerät und Methode für einen Dieselmotor.

Info

Publication number: DE69005079T2
Application number: DE69005079T
Authority: DE
Inventors: Yoshiyasu C O Toyota Jido Itoh; Fumiaki C O Toyota J Kobayashi
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1989-11-01
Filing date: 1990-09-11
Publication date: 1994-06-30
Anticipated expiration: 2010-09-12
Also published as: EP0425798A3; JPH03145543A; EP0425798B1; DE69005079T3; JP2958993B2; DE69005079D1; EP0425798A2; EP0425798B2

Description

TECHNISCHES GEBIET

Die Erfindung ist auf eine Einrichtung und ein Verfahren zum Regeln der Brennstoffeinspritzung eines Dieselmotors gerichtet. Im einzelnen werden die Zeitpunkte des Beginnens und Beendens des Brennstoffeinspritzzyklus entsprechend dem Betriebszustand des Dieselmotors geregelt.

VERWANDTER STAND DER TECHNIK

Eine herkömmliche Verteiler-Brennstoffeinspritzeinrichtung ist beispielsweise in der veröffentlichten geprüften japanischen Patentanmeldung Nr. 62-61774 offenbart. Dieses Brennstoffeinspritzsystem ist dazu ausgelegt, einen Brennstoffkomprimierkolben entsprechend der Drehung eines Nockens drehen und hin- und herbewegen zu lassen. Entsprechend der drehenden und Hin- und Herbewegung des Kolbens wird der Brennstoff in einer Hochdruckkammer komprimiert und dann eingespritzt. Diese Brennstoffeinspritzeinrichtung hat ein elektromagnetisches Ventil zum zwangsweisen Senken des Druckes in der Hochdruckkammer, damit die Brennstoffeinspritzung während des Brennstoffkomprimiervorgangs beendet wird. Das Ventil wird an dem gewünschten Brennstoffeinspritzanfangszeitpunkt geschlossen und an dem gewünschten Brennstoffeinspritzendzeitpunkt geöffnet, wodurch ein Soll-Brennstoffeinspritzvolumen erzielt wird. Der Anfangszeitpunkt und der Endzeitpunkt werden entsprechend dem Betriebszustand der Maschine bestimmt. Der in der Brennstoffeinspritzeinrichtung verwendete Nocken ist ein Nacken mit veränderbaren Geschwindigkeit und es wird eine Brennstoffraten- Einstellvorrichtung (Zeitgeber) zum Einstellen der Antriebsanfangsstellung des Nockens verwendet. Das Betreiben des Zeitgebers wird entsprechend dem Betriebszustand der Maschine gesteuert, insbesondere entsprechend der Maschinendrehzahl, um die Soll-Brennstoffeinspritzrate zu erzielen.
Bei einem solchen System entsteht jedoch eine unvermeidbare mechanische Verzögerung zwischen dem Empfang eines "auf"- oder "zu"- Befehls und dem entsprechenden Öffnen oder Schließen des elektromagnetischen Ventils. Daher sind der Anfangszeitpunkt und der Endzeitpunkt der tatsächlichen Brennstoffeinspritzung jeweils verzögert. Dies ändert auf unerwünschte Weise das tatsächliche Brennstoffeinspritzvolumen.
Das Brennstoffeinspritzsystem ist dazu ausgelegt, die Betätigung des Zeitgebers gemäß der Maschinendrehzahl zu regeln. Der Zeitgeber stellt die Antriebsanfangsstellung des Nockens ein, wodurch die Brennstoffeinspritzrate gesteuert wird. Demgemäß ändert sich das Brennstoffeinspritzvolumen mit Änderungen der Brennstoffeinspritzrate, während infolge des Mechanismus die Verzögerung des elektromagnetischen Ventils unvermeidbar konstant ist. Infolgedessen ändert sich die Differenz zwischen dem Soll- Einspritzvolumen und dem Ist-Einspritzvolumen entsprechend der Steueranfangsstellung des Nockens. Da sich außerdem der Kolben mit zunehmender Maschinendrehzahl schneller bewegt, wird die Einspritzrate mit ansteigender Maschinendrehzahl größer. Somit ändert sich auch die Differenz zwischen dem Soll-Einspritzvolumen und dem Ist- Einspritzvolumen mit einer Änderung der Maschinendrehzahlen.
Daher kann das Soll-Brennstoffeinspritzvolumen nicht auf einfache Weise dadurch genau erzielt werden, daß das Schließen und das Öffnen des elektromagnetischen Ventils auf den erwünschten Einspritzanfangszeitpunkt und den erwünschten Einspritzendzeitpunkt gesteuert werden.
In der US-A-4519353 ist das Berechnen eines Brennstoffeinspritzungs-Endzeitpunkts (= Brennstoffmenge) und eines Anfangszeitpunkts für ein Einspritzsystem mit einer Verteiler-Brennstoffeinspritzpumpe beschrieben, wobei der Endzeitpunkt der Brennstoffeinspritzung, aber nicht der Anfangszeitpunkt der Brennstoffeinspritzung durch Öffnen eines elektronisch gesteuerten Überströmventils geregelt wird.
Der Anfangszeitpunkt der Brennstoffeinspritzung wird alleine durch die relative Zeitsteuerung des Einspritzpumpenkolbens in Bezug auf den Kurbelwinkel gesteuert.
Die Öffnungszeit des Überströmventils (die Brennstoffmenge) wird als eine Summe aus (mindestens) zwei Gliedern bestimmt, wobei das erste Glied eine Funktion eines Betriebsparameters ist und das zweite eine Funktion der Drehzahl ist.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Brennstoffeinspritzregeleinrichtung und ein Brennstoffeinspritzregelverfahren für einen Dieselmotor zu schaffen, mit denen der Einspritzendzeitpunkt mit Genauigkeit selbst dann erzielt werden kann, wenn sich der Einspritzanfangszeitpunkt ändert, und immer das Brennstoffeinspritzvolumen mit Genauigkeit unabhängig von Änderungen der Maschinendrehzahl geregelt werden kann.
Zum Lösen der vorstehenden und anderer Aufgaben und entsprechend dem Zweck der Erfindung ist für Dieselmotore mit Brennstoffeinspritzung eine verbesserte Einspritzregelventil-Steuereinrichtung vorgesehen. Das Einspritzregelventil öffnet und schließt einen Durchlaß zwischen einer Druckkammer und einer Brennstoffkammer während des Brennstoffkomprimierprozesses in der Druckkammer, um den Einspritzanfangszeitpunkt und Einspritzendzeitpunkt zu steuern. Die Steuereinrichtung regelt das Öffnen und Schließen des Regelventils entsprechend dem Betriebszustand der Maschine. Die Einrichtung ist derart gestaltet, daß sie in dem Fall, bei dem das Einspritzregelventil den Durchlaß vor dem Komprimierprozeß in der Druckkammer schließt, eine Normal-Ventilöffnungszeit für das Einspritzregelventil berechnet, die einem erwünschten Einspritzendzeitpunkt entspricht. Die berechnete Normal- Ventilöffnungszeit ist eine Funktion eines durch einen Betriebszustandsdetektor erfaßten Wertes. Ein Soll- Ventilschließzeitpunkt, der einem Soll-Einspritzanfangszeitpunkt entspricht, wird gleichfalls gemäß dem durch den Betriebszustandsdetektor erfaßten Wert berechnet. Es wird auch ein Soll-Ventilöffnungszeitpunkt berechnet, der Verzögerungen hinsichtlich der Betätigung des Einspritzregelventils ausgleicht. Der berechnete Soll-Ventilöffnungszeitpunkt basiert auf der Maschinendrehzahl, der Normal-Ventilöffnungszeit und dem Soll-Ventilschließzeitpunkt. Die Einspritzsteuereinrichtung steuert das Öffnen und Schließen des Einspritzregelventils entsprechend den berechneten Sollzeiten für das Öffnen und Schließen des Ventils.
Andere Aufgaben der Erfindung werden aus der ausführlichen Beschreibung eines nachstehend dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung und aus den anliegenden Ansprüchen ersichtlich. Für den Fachmann sind die in dieser Beschreibung nicht erläuterten Vorteile der Erfindung durch das Durcharbeiten dieser Erfindung leicht zu verstehen.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die Merkmale der Erfindung sind in den anliegenden Ansprüchen 1 bzw. 9 angeführt. Die Erfindung ist zugleich mit den Zielen und Vorteilen derselben am besten aus der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele in Zusammenhang mit den anliegenden Zeichnungen verständlich, in denen
Fig. 1 eine schematische strukturelle Darstellung einer Brennstoffeinspritzregeleinrichtung für einen Dieselmotor ist,
Fig. 2 eine Blockdarstellung ist, die die Gestaltung einer elektrischen Steuereinheit veranschaulicht,
Fig. 3 ein Ablaufdiagramm ist, das den von der elektrischen Steuereinheit ausgeführten Brennstoffeinspritzprozeß veranschaulicht,
Fig. 4 eine graphische Darstellung ist, die den Zusammenhang zwischen dem Einspritzanfangszeitpunkt und der Temperatur von Kühlwasser bei verschiedenen Maschinendrehzahlen veranschaulicht,
Fig. 5 eine graphische Darstellung ist, die die Berechnung einer Soll-Ventilöffnungszeit veranschaulicht,
Fig. 6 eine graphische Darstellung ist, die die Ergebnisse von tatsächlichen Messungen des Zusammenhangs zwischen dem Einspritzvolumen und dem Einspritzendzeitpunkt für unterschiedliche Maschinendrehzahlen unter normaler Regelung zeigt,
Fig. 7 bis 9 graphische Darstellungen für das Erläutern der tatsächlich gemessenen Ergebnisse für den Zusammenhang zwischen dem Einspritzvolumen und dem Einspritzendzeitpunkt für unterschiedliche Maschinendrehzahlen unter einer Einspritzratenregelung sind,
Fig. 10 eine graphische Darstellung für das Erläutern des Zusammenhangs zwischen dem Einspritzvolumen und dem Einspritzendzeitpunkt unter normaler Regelung und unter einzelnen Einspritzratenregelungen ist und
Fig. 11 eine graphische Darstellung zum Erläutern des Zusammenhangs zwischen dem Einspritzvolumen und dem Einspritzendzeitpunkt unter Einspritzratenregelung ist.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG EINES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben.
Gemäß der schematischen Darstellung in Fig. 1 hat eine Verteiler-Brennstoffeinspritzpumpe 1 eine Antriebsriemenscheibe 3, die über einen Riemen oder dergleichen an eine Kurbelwelle 40 eines Dieselmotors 2 angeschlossen und von dieser angetrieben ist. Die Brennstoffeinspritzpumpe 1 führt Brennstoff unter Druck Brennstoffeinspritzvorrichtungen 4 zu. Jede Einspritzvorrichtung 4 ist einem einzelnen Zylinder des Dieselmotors 2 zugeordnet.
Die Antriebsriemenscheibe 3 ist an dem abstehenden Ende einer Antriebswelle 5 in der Brennstoffeinspritzpumpe 1 befestigt. An dem mittleren Abschnitt der Antriebswelle 5 ist eine (in Fig. 1 um 90 Grad geschwenkt dargestellte) Flügel-Brennstoffzuführpumpe 6 angebracht. An dem innenliegenden Ende der Antriebswelle 5 ist ein scheibenförmiges Zeitsteuerrad 7 angebracht. Entlang des Umfangs des Zeitsteuerrads 7 sind in gleichen Winkelabständen Ausschnitte gebildet, deren Anzahl gleich der Anzahl der Zylinder des Dieselmotors 2 ist, nämlich vier Ausschnitte bei diesem Ausführungsbeispiel. Zwischen den Ausschnitten sind in gleichen Winkelabständen 14 Vorsprünge ausgebildet, was insgesamt 56 Vorsprünge ergibt. Das innenliegende Ende der Antriebswelle 5 ist mit einer Nockenplatte 8 über eine (nicht gezeigte) Kupplung verbunden, welche die Drehbewegung der Antriebswelle 5 zu der Nockenplatte 8 überträgt.
Zwischen dem Zeitsteuerrad 7 und der Nockenplatte 8 ist ein Rollenring 9 angebracht. Der Rollenring 9 hat eine Vielzahl von entlang seines Umfangs angebrachten Nockenrollen 10, die der Nockenplatte 8 zugewandt sind. Die Anzahl der Rollen 10 ist gleich der Anzahl der Zylinder des Dieselmotors 2. Die Nockenplatte 8 ist durch eine Feder 11 ständig zum Eingriff mit den Nockenrollen 10 vorgespannt.
Ein Brennstoffkomprimierkolben 12 ist an seinem nächstliegenden Ende an der Nockenplatte 8 angebracht und zusammen mit dieser drehbar. Die Nockenplatte 8 und der Kolben 12 werden formschlüssig mit der Drehung der Antriebswelle 5 angetrieben. Im einzelnen wird die Drehkraft der Antriebswelle 5 über die Kupplung zu der Nokkenplatte 8 übertragen. Sobald die Nockenplatte 8 dreht, kommt sie periodisch mit den Nockenrollen 10 in Eingriff, welche die Nockenplatte 8 anheben, damit sich diese nach links und rechts gemäß Fig. 1 hin und her bewegt. Dies bewirkt, daß sich der Kolben 12 während der Drehung hin und her bewegt. Das heißt, der Kolben 12 wird vorwärts bewegt (angehoben), wenn die jeweilige Nockenrolle 10 über den höchsten Abschnitt der zugeordneten Nockenplattenfläche 8a gelangt, und zurückbewegt, wenn sich die Nockenrolle 10 von dem höchsten Abschnitt der Nockenplattenfläche 8a löst.
Der Kolben 12 ist in einen Zylinder 14 eingesetzt, der in einem Pumpengehäuse 13 ausgebildet ist, wobei zwischen der freien Stirnfläche des Kolbens 12 und dem Boden des Zylinders 14 eine Hochdruckkammer 15 gebildet ist. An der Außenfläche des freien Endes des Kolbens 12 sind Ansaugnuten 16 in einer Anzahl, die gleich der Anzahl der Zylinder ist, und ein Verteilerdurchlaß 17 ausgebildet. Ferner sind in dem Pumpengehäuse 13 in Verbindung mit den Ansaugnuten 16 und dem Verteilerdurchlaß 17 ein Verteilungskanal 18 und ein Ansaugdurchlaß 19 ausgebildet.
Wenn die Brennstoffzuführpumpe 6 durch die Drehung der Antriebswelle 5 angetrieben wird, wird der Brennstoff aus einem (nicht gezeigten) Brennstoffbehälter über einen Brennstoffzuführdurchlaß 20 in eine Brennstoffkammer 21 geleitet.
Während eines Ansaugvorganges, bei dem der Kolben 12 zurückbewegt wird, um den Druck in der Hochdruckkammer 15 zu verringern, steht eine der Ansaugnuten 16 mit dem Ansaugdurchlaß 19 in Verbindung, damit Brennstoff aus der Brennstoffkammer 21 in die Hochdruckkammer 15 fließen kann. Während eines Komprimiervorganges, bei dem der Kolben vorwärts bewegt wird, um den Druck in der Hochdruckkammer 15 zu erhöhen, wird der in die Hochdruckkammer 15 eingeleitete Brennstoff für einen jeweiligen Zylinder aus dem Verteilungskanal 18 zu der Brennstoffeinspritzvorrichtung 4 herausgepreßt, um von dieser eingespritzt zu werden.
In dem Pumpengehäuse 13 ist ein Brennstoff-Überlaufkanal 22 für die Verbindung der Hochdruckkammer 15 mit der Brennstoffkammer 21 ausgebildet. An einer mittleren Stelle des Überlaufkanals 22 ist ein bekanntes elektromagnetisches Überströmventil 23 angebracht, das als Einspritzregelventil dient. Dieses Überströmventil 23, das ein normalerweise offenes Ventil ist, hat ein Ventil 25, das offen ist, wenn eine Spule 24 in einem aberregten Zustand (Ausschaltzustand) ist, so daß der Brennstoff aus der Hochdruckkammer 15 in die Brennstoffkammer 21 überlaufen kann. Wenn die Spule 24 erregt ist (eingeschaltet ist), ist das Ventil 25 geschlossen und der Überlauf des Brennstoffs aus der Hochdruckkammer 15 zu der Brennstoffkammer 21 ist gesperrt.
Es wird daher das Öffnen und Schließen des Ventils 25 durch Steuern der Erregungszeit des elektromagnetischen Überströmventils 23 gesteuert und dementsprechend die Menge des aus der Hochdruckkammer 15 zu der Brennstoffkammer 21 überströmenden Brennstoffs geregelt. Das Öffnen des Überströmventils 23 während des Komprimiervorganges des Kolbens 12 verringert den Druck des Brennstoffs in der Hochdruckkammer 15 und beendet die Brennstoffeinspritzung aus der Brennstoffeinspritzvorrichtung 4.
Das heißt, selbst dann, wenn sich der Kolben vorwärts bewegt, wird der Brennstoffdruck in der Hochdruckkammer 15 nicht höher, wenn das Überströmventil 23 geöffnet ist, so daß daher die Brennstoffeinspritzung aus der Brennstoffeinspritzvorrichtung 4 verhindert ist. Das Steuern der Öffnungszeit und der Schließzeit des Überströmventils 23 während der Vorwärtsbewegung des Kolbens 12 steuert die Zeitpunkte des Beginnens und Beendens der Brennstoffeinspritzung aus der Brennstoffeinspritzvorrichtung 4, so daß auf diese Weise das Brennstoffeinspritzvolumen gesteuert wird.
An der unteren Seite des Pumpengehäuses 13 ist ein (in Fig. 1 um 90 Grad geschwenkt dargestellter) Zeitgeber 26 für das Steuern der Brennstoffeinspritzzeit angeordnet. Der Zeitgeber 26 steuert die Stellung des Rollenringes 9 in Bezug auf die Drehrichtung der Antriebswelle 5, wodurch der Zeitpunkt, an dem die Nockenplattenflächen 8a der Nockenplatte 8 mit den Nockenrollen 10 in Eingriff sind, sowie die Hin- und Herbewegungszeit der Nockenplatte 8 und des Kolbens 12 gesteuert werden.
Der Zeitgeber 26 wird durch Hydraulikdruck betätigt. Er enthält ein Zeitgebergehäuse 27, einen Zeitgeberkolben 28, der in das Gehäuse 27 eingesetzt ist, und eine Zeitgeberfeder 31, die den Kolben 28 in einer Niederdruckkammer 29, die an einer Seite des Gehäuses 27 liegt, zu einer Druckkammer 30 hin drückt, die an der anderen Seite liegt. Der Kolben 28 ist über einen Gleitstift 32 mit dem Rollenring 9 verbunden.
Der durch die Brennstoffzuführpumpe 6 komprimierte Brennstoff wird in die Druckkammer 30 des Zeitgebergehäuses 27 geleitet. Die Lage des Kolbens 28 ist durch den Ausgleich zwischen dem Druck des eingeleiteten Brennstoffs und der Druckkraft der Feder 31 bestimmt. Die Lage des Kolbens 28 bestimmt die Lage des Rollenrings 9 und über die Nockenplatte 8 die Zeit der Hin- und Herbewegung des Kolbens 12.
Der Zeitgeber 26 ist zum Steuern des Brennstoffdruckes mit einem Zeitsteuerventil 33 versehen. Das Zeitsteuerventil 33 ist an einer mittleren Stelle einer Brennstoffleitung 34 angebracht, über die die Druckkammer 30 und die Niederdruckkarniner 29 des Zeitgebergehäuses 27 miteinander in Verbindung sind. Dieses Ventil 33 ist ein elektromagnetisches Ventil, dessen Öffnen und Schließen durch ein hinsichtlich des Einschaltverhältnisses gesteuertes Erregungssignal gesteuert wird. Durch das Steuern des Öffnens und Schließens des Ventils 33 wird der Brennstoffdruck in der Druckkammer 30 geregelt. Das Regeln des Brennstoffdruckes regelt die Zeit für das Heben des Kolbens 12, um dadurch die Zeit für die Brennstoffeinspritzung aus der jeweiligen Brennstoffeinspritzvorrichtung 4 einzustellen.
An dem oberen Abschnitt des Rollenrings 9 ist der Außenfläche des Zeitsteuerrades 7 zugewandt ein Drehungssensor 35 angebracht, der durch eine elektromagnetische Aufnehmerspule gebildet ist. Dieser Drehungssensor 35 erfaßt das Vorbeilaufen der Vorsprünge oder dergleichen des Zeitsteuerrades 7 und gibt ein Zeitsteuersignal (Maschinenumdrehungs-Impulssignal) ab, welches einer Maschinendrehzahl NE entspricht. Da der Drehungssensor 35 als eine Einheit mit dem Rollenring 9 ausgebildet ist, gibt er ein Bezugszeitsignal unabhängig von der Steuerfunktion des Zeitgebers 26 ab.
Nachstehend wird der Dieselmotor 2 beschrieben. Hauptverbrennungskammern 44 des Dieselmotors 2 enthalten jeweils einen entsprechenden Zylinder 41, einen Kolben 42 und einen Zylinderkopf 43. Jede Hauptverbrennungskammer 44 ist mit einer mit der Hauptverbrennungskammer 44 in Verbindung stehenden Vorverbrennungskammer 45 verbunden. Der Brennstoff wird in die Vorverbrennungskammer 45 aus der ihr zugeordneten Brennstoffeinspritzvorrichtung 4 eingespritzt. Jede Vorverbrennungskammer 45 ist mit einer Glühkerze 46 versehen, die als Anlaßhilfe dient.
Ein Ansaugrohr 47 des Dieselmotors 2 ist mit einem Verdichter 49 eines Turboladers 48 versehen. Auf ähnliche Weise ist ein Auslaßrohr 50 des Dieselmotors 2 mit einer Turbine 51 des Turboladers 48 versehen. Das Auslaßrohr 50 ist ferner mit einem Abgasventil 52 für das Einstellen des Aufladens durch Turbolader versehen.
Der Dieselmotor 2 hat ein Rückführungsrohr 54, das einen Teil der Abluft in dem Auslaßrohr 50 zu einer Ansaugöffnung 53 des Ansaugrohrs 47 zurückführt. In einem mittigen Abschnitt des Rückführungsrohrs 54 ist ein Abgas- Rückführungsventil (EGR-Ventil) 55 zum Einstellen des Rückführungsanteils der Abluft angebracht. Das Öffnen und Schließen dieses EGR-Ventils 55 ist durch ein Vakuumschaltventil (VSV) 56 gesteuert.
In einem mittigen Abschnitt des Ansaugrohrs 47 ist eine Drosselklappe 58 angebracht. Die Drosselklappe 58 wird entsprechend dem Ausmaß geöffnet und geschlossen, in welchem ein Fahrpedal 57 gedrückt wird (Drosselstellung). Das Ansaugrohr 47 ist ferner parallel zu der Drosselklappe 58 mit einer Umgehungsleitung 59 versehen. In der Umgehungsleitung 59 ist ein Ventil 60 zum Bemessen der Umleitungsströmung angebracht. Das Öffnen und Schließen dieses Ventils 60 wird durch ein Stellglied 63 gesteuert, das eine Zweistufen-Membrankammer hat, die durch zwei Vakuumschaltventile 61 und 62 gesteuert wird. Das Öffnen und Schließen des Ventils 60 wird gleichfalls entsprechend dem Betriebszustand gesteuert. Im einzelnen wird das Ventil 60 zu einer Halböf fnung während des Leerlaufs gesteuert, um die Geräusche, Vibrationen und dergleichen zu verringern. Es wird während des normalen Betriebs voll geöffnet und zur Sicherheit voll geschlossen, wenn die Maschine heißläuft.
Das elektromagnetische Überströmventil 23, das Zeitsteuerventil 33, die Glühkerzen 46 und die einzelnen Vakuumschaltventile 56, 61 und 62, die in der Brennstoffeinspritzpumpe 1 und dem Dieselmotor 2 angebracht sind, sind elektrisch an eine (nachstehend einfach als ECU bezeichnete) elektronische Steuereinheit 71 angeschlossen, welche die Zeiten für das Betreiben dieser Elemente steuert. Diese ECU 71 ist aus einer Recheneinrichtung zum Berechnen einer Normal-Ventilöffnungszeit, einer Recheneinrichtung zum Berechnen einer Soll-Ventilschließzeit, einer Recheneinrichtung zum Berechnen einer Soll-Ventilöffnungszeit und einer Einspritzsteuereinrichtung zusammengesetzt.
Es sind verschiedenerlei Sensoren vorgesehen, die eine Betriebszustand-Detektoreinrichtung bilden. Zu diesen Sensoren zählen ein Ansauglufttemperatur-Sensor 72, ein Drosselsensor 73, Ansaugluftdruck-Sensor 74, ein Kühlwassertemperatur-Sensor 75 und ein Kurbelwinkel-Sensor 76. Der Lufttemperatur-Sensor 72, der in dem Ansaugrohr 47 angebracht ist, erfaßt die Temperatur der über ein Luftfilter 64 angesaugten Luft. Der Drosselsensor 73 ermittelt aus der Öffnungs- bzw. Schließstellung der Drosselklappe 58 eine Drosselstellung ACCP, die der Drosselung mit dem Fahrpedal entspricht. Der Luftdruck-Sensor 74 ist in der Nähe der Ansaugöffnung 53 angebracht, um den Druck der Ansaugluft zu erfassen. Der Sensor 75 erfaßt die Temperatur THW des Kühlwassers des Dieselmotors 2. Der Sensor 76 erfaßt einen vorbestimmten Kurbelwinkel, der sich proportional zu der Anzahl der Umdrehungen der Kurbelwelle 40 des Dieselmotors 2 ändert.
Die ECU 71 ist mit den vorstehend beschriebenen einzelnen Sensoren 72 bis 76 und mit dem in der Brennstoffeinspritzpumpe 1 angebrachten Drehungssensor 35 verbunden. Entsprechend Signalen aus den einzelnen Sensoren 35 und 72 bis 76 steuert die ECU 71 auf geeignete Weise das elektromagnetische Überströmventil 23, das Zeitsteuerventil 33, die Glühkerzen 46, die Vakuumschaltventile 56, 61 und 62 usw. Die vorstehend beschriebene Gestaltung der ECU 71 wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Blockdarstellung in Fig. 2 beschrieben. Die ECU 71 enthält eine Zentraleinheit (CPU) 81, einen Festspeicher (ROM) 82, in welchem ein vorbestimmtes Steuerprogramm oder dergleichen im voraus gespeichert ist, einen Schreib/Lesespeicher (ROM) 83 zum vorübergehenden Speichern von beispielsweise der Ergebnisse von durch die Zentraleinheit 81 ausgeführten Berechnungen und einen Datensicherungs- Schreib/Lesespeicher 84 für das Sicherstellen von zuvor gespeicherten Daten. Die ECU 71 ist als eine logischarith-metische Schaltung gestaltet, wobei diese Abschnitte über einen Bus 87 mit einer Eingabeeinheit 85 und einer Ausgabeeinheit 86 usw. verbunden sind.
An die Eingabeeinheit 85 sind der Ansauglufttemperatur- Sensor 72, der Drosselsensor 73, der Ansaugluftdruck- Sensor 74 und der Kühlwassertemperatur-Sensor 75 über jeweilige Puffer 88 bis 91, einen Multiplexer 92 und einen Analog/Digital-Umsetzer 93 angeschlossen. An die Eingabeeinheit 85 sind ferner der vorgehend beschriebene Drehungssensor 35 und der Kurbelwinkel-Sensor 76 über eine Impulsformerschaltung 94 angeschlossen. Die Zentraleinheit 81 speichert die über die Eingabeeinheit 85 eingegebenen Signale aus den einzelnen Sensoren 35 und 72 bis 76 usw. als Eingabewerte in den Schreib/Lesespeicher 83 ein. Die Ausgabeeinheit 86 ist über jeweilige Treiberschaltungen 95 bis 100 mit dem elektromagnetischen Überströmventil 23, dem Zeitsteuerventil 33, den Glühkerzen 46, den Vakuumschaltventilen 56, 61 und 62 usw. verbunden. Gemäß den in dem Schreib/Lesespeicher 83 gespeicherten Eingabewerten aus den Sensoren 35 und 72 bis 76 steuert die Zentraleinheit 81 auf geeignete Weise die Ventile 23 und 33, die Glühkerzen 46, die Vakuumschaltventile 56, 61 und 62 usw.
Unter Bezugnahme auf das in Fig. 3 dargestellte Ablaufdiagramm wird nun der von der ECU 71 ausgeführte Prozeß zum Regeln der Brennstoffeinspritzung für den Dieselmotor beschrieben. Die Fig. 3 zeigt nur die von der ECU 71 ausgeführte Routine, die die Steuerung des Öffnens und Schließens des elektromagnetischen Überströmventils 23 und die Steuerung des Öffnens und Schließens des Zeitsteuerventils 33 betrifft. Die Routine wird periodisch ausgeführt.
Bei dem ersten Schritt 101 dieser Routine werden von der Zentraleinheit 81 aus den durch den Drehungssensor 35, den Drosselsensor 73 und den Kühlwassertemperatur-Sensor 75 erfaßten Werten die Maschinendrehzahl NE, die Drosselstellung ACCP und die Kühlwassertemperatur THW berechnet und die Ergebnisse in dem Schreib/Lesespeicher 83 eingespeichert.
Als nächstes berechnet bei einem Schritt 102 die Zentraleinheit 81 aufgrund der Maschinendrehzahl NE und der Drosselstellung ACCP, die in dem Schreib/Lesespeicher 83 gespeichert sind, eine Standard-Ventilöffnungszeit QBASE. Diese Zeit QBASE bestimmt einen (durch einen Kurbeldrehwinkel angegebenen) Einspritzendzeitpunkt in einem Fall, bei dem das elektromagnetische Überströmventil 23 geschlossen wird, bevor der Kolben 12 das Komprimieren in der Hochdruckkammer 15 beginnt. Die Standard-Ventilöffnungszeit QBASE wird unter Abrufen eines (nicht gezeigten) zweidimensionalen Verzeichnisses berechnet, das im voraus in dem Festspeicher 82 gespeichert ist. In dem zweidimensionalen Verzeichnis wird im voraus für die Ventilöffnungszeit eine mechanisch unvermeidbare Verzögerung hinsichtlich des Ansprechens des elektromagnetischen Überströmventils 23 zugelassen.
Bei dem nachfolgenden Schritt 103 bestimmt die Zentraleinheit 81, ob eine Einspritzratenregelung oder eine normale Regelung ausgeführt werden soll. Die Entscheidung wird dadurch getroffen, daß aufgrund der Maschinendrehzahl NE und der Drosselstellung ACCP, die bei dem vorstehend genannten Schritt 101 in dem Schreib/Lesespeicher 83 gespeichert wurden, bestimmt wird, ob der Arbeitsbereich für das Ausführen der Einspritzratenregelung erreicht ist oder nicht. Die Einspritzratenregelung besteht hierbei darin, nach Beginn des Komprimierens in der Hochdruckkammer 15 das elektromagnetische Überströmventil 23 zu schließen und die Antriebszeit des Kolbens 12 zu ändern, um dadurch die Brennstoffeinspritzrate und die Brennstoffeinspritzzeit einzustellen. Die normale Regelung besteht darin, das Ventil 23 vor dem Beginn des Komprimierens in der Hochdruckkammer 15 zu schließen, um dadurch die Brennstoffeinspritzung entsprechend der Vorwärtsbewegung des Kolbens 12 zu beginnen.
Bei der normalen Regelung, die keine Einspritzratenregelung umfaßt, wird das elektromagnetische Überströmventil 23 zu einem vorbestimmten Zeitpunkt vor Beginn des Komprimierens geschlossen. In diesem Fall beginnt die Brennstoffeinspritzung automatisch bei dem Fortschreiten der Vorwärtsbewegung des Kolbens 12.
Wenn darauffolgend die berechnete Standard-Ventilöffnungszeit QBASE erreicht ist, wird in einem Schritt 105 von der Zentraleinheit 81 das elektromagnetische Überströmventil 23 geöffnet, um die Brennstoffeinspritzung zu beenden, und der nachfolgende Prozeß vorübergehend abgeschlossen.
Wenn die bei dem Schritt 103 getroffene Entscheidung die Einspritzratenregelung anzeigt, berechnet die Zentraleinheit 81 aus der Maschinendrehzahl NE und der Kühlwassertemperatur THW, die zuvor in dem Schreib/Lesespeicher 83 gespeichert wurden, bei einem Schritt 106 einen Soll-Ventilschließzeitpunkt ONANG. Dieser Zeitpunkt ONANG ist der (durch einen Kurbeldrehwinkel angegebene) Ventilschließzeitpunkt des elektromagnetischen Überströmventils 23, welcher einem Soll-Einspritzanfangszeitpunkt für das Ausführen der Einspritzratenregelung gemäß der Maschinendrehzahl NE und der Kühlwassertemperatur THW entspricht. Der Soll-Ventilschließzeitpunkt ONANG wird durch Abrufen eines in Fig. 4 gezeigten Schemas erhalten, das im voraus in dem Festspeicher 82 gespeichert ist.
Als nächstes wird bei einem Schritt 107 aufgrund des berechneten Soll-Ventilschließzeitpunkts ONANG eine Soll- Zeitgeber-Winkelvorverstellung TRGCA korrigiert. Diese Korrektur des Winkels TRGCA erfolgt durch Abrufen eines (nicht gezeigten) Schemas, das im voraus in dem Festspeicher 82 gespeichert ist. Der Soll-Zeitgeber-Vorstellwinkel TRGCA ist ein (durch einen Kurbeldrehwinkel angegebener) Wert, der dazu herangezogen wird, den Zeitpunkt für die Vorwärtsbewegung des Kolbens 12 einzustellen.
Bei dem nächsten Schritt 108 wird aufgrund der in dem Schreib/Lesespeicher 83 gespeicherten Maschinendrehzahl NE und dem zuvor berechneten Standard-Ventilöffnungszeitpunkt QBASE und Soll-Ventilschließzeitpunkt ONANG usw. ein Soll-Ventilöffnungszeitpunkt QFIN berechnet. Dieser Zeitpunkt QFIN ist der (durch einen Kurbeldrehwinkel angegebene) Ventilöffnungszeitpunkt des elektromagnetischen Überströmventils 23, der dem Soll-Einspritzendzeitpunkt entspricht und der durch Korrigieren des Standard- Ventilöffnungszeitpunkts QBASE gemäß der Maschinendrehzahl NE und dem Soll-Ventilschließzeitpunkt ONANG erhalten wird. Der Zeitpunkt QFIN wird nach der folgenden Gleichung (1) berechnet:
QFIN = (QBASE - QFINO) x KQ + QP + QFINO ... (1)
wobei QFINO den Ventilöffnungszeitpunkt in einem Fall anzeigt, bei dem Brennstoffeinspritzvolumen "0" ist und durch Abruf en einer im voraus in dem Festspeicher 82 gespeicherten (nicht gezeigten) Tabelle erhalten wird. KQ ist eine Einspritzkonstante und QP ist eine Zeitversetzung, wobei diese Werte durch Abrufen des im voraus in dem Festspeicher 82 gespeicherten Schemas unter Ansetzen der Maschinendrehzahl NE und des Soll-Ventilschließzeitpunkts ONANG als Parameter erhalten werden. Tabellen 1 und 2 zeigen Beispiele für diese beiden Werte. Tabelle 1 (KQ) Tabelle 2 (QP)
Bei einem Schritt 109 führt gemäß dem zuvor korrigierten Soll-Zeitgeber-Vorstellwinkel TRGCA die Zentraleinheit 81 einen Prozeß zum Steuern des Zeitsteuerventils 33 aus, um den Zeitgeber 26 zu steuern. Bei diesem Prozeß wird durch das Steuern des Ventils 33 von der Zentraleinheit 81 die Stellung des Zeitgeberkolbens 28 des Zeitgebers 26 eingestellt und die Hin- und Herbewegungszeit des Kolbens 12 entsprechend dem Soll-Zeitgeber-Vorstellwinkel TRGCA geändert.
Bei dem nächsten Schritt 110 führt gemäß dem zuvor berechneten Soll-Ventilschließzeitpunkt ONANG die Zentraleinheit 81 einen Prozeß zum Steuern des Schließens des elektromagnetischen Überströmventils 23 aus, um zu dem erwünschten Soll-Einspritzanfangszeitpunkt die Brennstoffeinspritzung zu beginnen.
Bei dem nachfolgenden Schritt 111 führt aufgrund des korrigierten Soll-Ventilöffnungszeitpunkts QFIN die Zentraleinheit 81 einen Prozeß zum Steuern des Öffnens des elektromagnetischen Überströmventils 23 aus, um zu dem gewünschten Soll-Einspritzendzeitpunkt die Brennstoffeinspritzung zu beenden und vorübergehend den nachfolgenden Prozeß abzuschließen.
Gemäß der vorstehenden Beschreibung werden das Öffnen und Schließen des elektromagnetischen Überströmventils 23 unter normaler Regelung und Einspritzratenregelung gesteuert, wodurch das erwünschte Brennstoffeinspritzvolumen und die erwünschte Brennstoffeinspritzrate sichergestellt werden.
Die gemäß der Gleichung (1) ausgeführte Berechnung wird unter Bezugnahme auf die Fig. 5 bis 11 beschrieben.
Die Fig. 6 ist eine graphische Darstellung, die durch tatsächliches Messen des Zusammenhangs zwischen dem Einspritzvolumen und dem Einspritzendzeitpunkt für verschiedene Maschinendrehzahlen NE bei der normalen Regelung erhalten wird. In diesem Diagramm liegt oberhalb des durch eine strichpunktierte Linie mit zwei Punkten dargestellten Einspritzvolumenpegels E ein Bereich, der bei dem normalen Betreiben des Dieselmotors 2 genutzt wird. Die Fig. 7 stellt eine graphische Darstellung dar, die durch tatsächliches Messen des Zusammenhangs zwischen dem Einspritzvolumen und dem Einspritzendzeitpunkt für verschiedene Maschinendrehzahlen NE bei der Einspritzratenregelung erhalten wird. Die Fig. 8 stellt gleichfalls eine graphische Darstellung dar, die durch tatsächliches Messen bei der Einspritzratenregelung mit einem Einspritzanfangszeitpunkt erhalten wird, der später als der in Fig. 7 dargestellte ist. Die Fig. 9 ist gleichfalls eine graphische Darstellung, die durch tatsächliches Messen bei der Einspritzratenregelung mit einem Einspritzanfangszeitpunkt erhalten wird, der später als der in Fig. 8 dargestellte ist. Wie aus den Fig. 6 bis 9 ersichtlich sein sollte, würde bei konstanter Maschinendrehzahl NE bei der normalen Regelung und den Einspritzratenregelungen das Ersetzen einer jeden tatsächlich gemessenen Kurve für das Einspritzvolumen durch eine angenäherte gerade Linie das in Fig. 10 dargestellte ergeben.
Das heißt, hinsichtlich des Einspritzendzeitpunkts in Bezug auf ein bestimmtes Soll-Einspritzvolumen Q1, wobei die Linie a die normale Regelung darstellt, wird bei der Einspritzratenregelung durch stufenweises Verzögern des Einspritzanfangszeitpunkts die Steilheit der Linie die gemäß der Darstellung durch Linien b, c und d stufenweise geringer und der Einspritzendzeitpunkt für das gleiche Soll-Einspritzvolumen Q1 wird dementsprechend verzögert. Hinsichtlich der Linie a für die normale Regelung ist der Einspritzendzeitpunkt, bei dem das Einspritzvolumen "0" ist, als Ventilöffnungszeitpunkt QFIN0 definiert. Der Einspritzendzeitpunkt für das Soll-Einspritzvolumen Q1 gemäß der Linie a entspricht dem Standard-Ventilöffnungszeitpunkt QBASE. Die Zeitabschnitte von dem Ventilöffnungszeitpunkt QFIN0 gemäß der Linie a bei der normalen Regelung bis zu den Einspritzendzeitpunkten (Ventilöffnungszeitpunkten), bei denen die Einspritzvolumina gemäß den anderen Linien b, c und d zu "0" werden, sind jeweils als Zeitversetzung QP definiert.
Bezüglich der Fig. 7 bis 9 für die Einspritzratenregelung ergibt bei konstantem Einspritzanfangszeitpunkt das Ersetzen einer jeweiligen tatsächlich gemessenen Kurve durch eine angenäherte gerade Linie das in Fig. 11 Dargestellte. Das heißt, die Steilheit der Linie wird mit einem Anstieg der Maschinendrehzahl NE allmählich geringer und die Einspritzendzeitpunkte für ein bestimmtes Soll- Einspritzvolumen Q1, nämlich QFIN1, QFIN2 und QFIN3 sind verzögert.
Die Berechnung nach Gleichung (1) für das Korrigieren des Einspritzendzeitpunkts (Soll-Ventilöffnungszeitpunkt QFIN) bei der Einspritzratenregelung aufgrund des Einspritzendzeitpunkts (Standard-Ventilöffnungszeitpunkts QBASE) bei der normalen Regelung kann daher folgendermaßen erklärt werden:
Unter der Voraussetzung, daß die Maschinendrehzahl NE 800 Umdrehungen/min beträgt, wird aus der tatsächlich gemessenen Kurve bei der normalen Regelung eine angenäherte gerade Linie L erhalten. Gemäß Fig. 5 und 6 wird der Ursprung der geraden Linie L der Ventilöffnungszeitpunkt QFIN0 und der Einspritzendzeitpunkt für das erwünschte Soll-Einspritzvolumen Q2 wird der Standard- Ventilöffnungszeitpunkt QBASE.
Ein Verzögerungszeitabschnitt, der für das Ausführen der erwünschten Einspritzratenregelung erforderlich ist, wird durch die Zeitversetzung QP korrigiert, damit die gerade Linie L für die normale Regelung um die Zeitversetzung QP nach rechts auf der horizontalen Achse in Fig. 5 verschoben wird, wodurch sich eine versetzte Linie L1 gemäß der Darstellung durch die strichpunktierte Linie mit zwei Punkten nach Fig. 5 ergibt. Die Steilheit dieser versetzten Linie L1 ist von derjenigen der Linie verschieden, die bei der Einspritzratenregelung bei der gleichen Maschinendrehzahl NE erhalten wird. Das Korrigieren der Steilheit der versetzten Linie L1 durch die Einspritzkonstante KQ ergibt daher eine Korrekturlinie L2. Es ist ersichtlich, daß diese Konstante KQ das Verhältnis des Abstandes G zwischen dem Ursprung der versetzten Linie L1 und dem Soll-Ventilöffnungszeitpunkt QFlN zu der Differenz D zwischen dem Standard-Ventilöffnungszeitpunkt QBASE und dem Soll-Ventilöffnungszeitpunkt QFIN ist.
Der Einspritzendzeitpunkt für das erwünschte Soll- Einspritzvolumen Q2 ist daher bei dieser Korrekturlinie L2 der Soll-Ventilöffnungszeitpunkt QFIN und der dem Soll-Einspritzendzeitpunkt entsprechende Soll-Ventilöffnungszeitpunkt QFIN wird gemäß der Gleichung (1) korrigiert.
In der Brennstoffeinspritzregeleinrichtung für einen Dieselmotor gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird gemäß der vorangehenden Beschreibung der Standard-Ventilöffnungs zeitpunkt QBASE, der dem Einspritzendzeitpunkt bei der normalen Regelung entspricht, bei der das elektromagnetische Überströmventil 23 geschlossen wird, bevor der Brennstoff in der Hochdruckkammer 15 durch den Kolben 12 komprimiert wird, gemäß der Maschinendrehzahl NE und dem berechneten Soll-Ventilschließzeitpunkt ONANG korrigiert, um den Soll-Ventilöffnungszeitpunkt QFIN zu berechnen, der dem Soll-Einspritzendzeitpunkt entspricht. Dadurch, daß im voraus in den zu berechnenden Standard-Ventilöffnungszeitpunkt QBASE die Ansprechverzögerung des elektromagnetischen Überströmventils 23 einbezogen wird, kann daher unabhängig von der normalen Regelung oder der Einspritzratenregelung das Ventil 23 zum richtigen Zeitpunkt geöffnet werden, um die Brennstoffeinspritzung zu beenden. Das heißt, das Öffnen des elektromagnetischen Überströmventils 23 kann auf genaue Weise durch den richtigen Soll-Ventilöffnungszeitpunkt QFIN gesteuert werden, bei dem die erwartete Ansprechverzögerung des Ventils 23 einbezogen ist. Demgemäß kann das Brennstoffeinspritzvolumen stets unabhängig von einer Änderung der Maschinendrehzahl NE oder von der normalen Regelung oder der Einspritzratenregelung mit Genauigkeit geregelt werden.
Da bei diesem Ausführungsbeispiel bei der normalen Regelung die Brennstoffeinspritzung automatisch im Ansprechen auf den Beginn der Vorwärtsbewegung des Kolbens 12 beginnt, wäre nur die Einwirkung des verzögerten Ansprechens des elektromagnetischen Überströmventils 23 auf den Standard-Ventilöffnungszeitpunkt QBASE zu berücksichtigen, der dem Einspritzendzeitpunkt entspricht. In diesem Fall wäre der richtige Standard-Ventilöffnungszeitpunkt QBASE für das gleiche Soll-Einspritzvolumen bei unterschiedlichen Maschinendrehzahlen NE unterschiedlich. Da jedoch bei diesem Ausführungsbeispiel der dem Soll- Einspritzvolumen entsprechende Standard-Ventilöffnungszeitpunkt QBASE auf direkte Weise aus der Maschinendrehzahl usw. berechnet wird, ohne das Soll-Einspritzvolumen selbst zu berechnen, kann der richtige Ventilöffnungszeitpunkt ohne Ausführen einer besonderen Kompensation erhalten werden. Außerdem wird bei dem Erhalten des Soll- Ventilöffnungszeitpunkts QFIN bei der Einspritzratenregelung durch das Ansetzen eines richtigen Standard- Ventilöffnungszeitpunkts QBASE gemäß der vorangehenden Beschreibung der Standard-Ventilöffnungszeitpunkt QBASE entsprechend der Maschinendrehzahl NE usw. korrigiert.
Dadurch entfällt die Erfordernis, das erwünschte Soll- Einspritzvolumen selbst zu berechnen, und es kann der richtige Ventilöffnungszeitpunkt erhalten werden, bei dem die erwartete Ansprechverzögerung des elektromagnetischen Überströmventils 23 berücksichtigt ist.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird der Standard- Ventilöffnungszeitpunkt QBASE gemäß der Maschinendrehzahl usw. korrigiert, um auf direkte Weise unabhängig von der normalen Regelung oder der Einspritzratenregelung den Soll-Ventilöffnungszeitpunkt QFIN zu berechnen, ohne das gewünschte Soll-Einspritzvolumen selbst zu berechnen. Dadurch kann daher die Erfordernis ausgeschalten werden, zum Berechnen des Soll-Ventilöffnungszeitpunkts ein dreidimensionales Schema mit dem Soll-Einspritzvolumen, der Maschinendrehzahl und dem befohlenen Ventilöffnungszeitpunkt als Parameter abzufragen, was in dem Fall erforderlich wäre, daß der Standard-Ventilöffnungszeitpunkt QBASE nicht benutzt wird. Daher kann die Speicherkapazität des erforderlichen Festspeichers 82 oder dergleichen in der elektronischen Steuereinheit ECU 71 verringert werden.
Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird zwar zum Erhalten des dem Einspritzanfangszeitpunkt entsprechenden Soll-Ventilschließzeitpunkts ONANG das Schema mit einem vorbestimmten Muster mit der Kühlwassertemperatur THW und der Maschinendrehzahl NE als Parameter gemäß der Darstellung in Fig. 4 abgerufen, aber es kann auch auf ein Schema mit einem anderen Muster Bezug genommen werden.
Ferner wird gemäß dem vorstehenden Ausführungsbeispiel die Erfindung zwar im besonderen bei dem Dieselmotor 2 mit dem Turbolader 48 gemäß Fig. 2 angewandt, jedoch kann die Erfindung auch bei einem Dieselmotor ohne Turbolader angewandt werden.
Weiterhin kann das Brennstoffeinspritzventil ein durch ein piezoelektrisches Element betätigtes Ventil sein.
Es werden eine Brennstoffeinspritzregeleinrichtung und ein Brennstoffeinspritzregelverfahren für einen Dieselmotor offenbart. Die Zeitpunkte für das Beginnen und das Beenden der Brennstoffeinspritzung aus einer Brennstoffeinspritzpumpe werden entsprechend dem Betriebszustand des Dieselmotors gesteuert. Selbst dann, wenn der Zeitpunkt für das Beginnen der Brennstoffeinspritzung aus der Brennstoffeinspritzpumpe geändert wird, wird auf genaue Weise der Einspritzendzeitpunkt ermittelt, um stets unabhängig von einer Änderung der Maschinendrehzahl das Brennstoffeinspritzvolumen mit hoher Genauigkeit einzuregeln. In einem Fall, bei dem ein elektromagnetisches Überströmventil geschlossen wird, bevor ein Komprimiervorgang in einer Hochdruckkammer der Brennstoffeinspritzpumpe beginnt, wird ein dem Einspritzendzeitpunkt entsprechender Standard-Ventilöffnungszeitpunkt gemäß dem einem Soll-Einspritzanfangszeitpunkt entsprechenden Soll- Ventilschließzeitpunkt des elektromagnetischen Überströmventils und einer Maschinendrehzahl korrigiert, um dadurch einen dem Soll-Einspritzendzeitpunkt entsprechenden Soll-Ventilöffnungszeitpunkt zu berechnen. Das Schließen und das Öf fnen des elektromagnetischen Überströmventils werden entsprechend dem Soll-Ventilschließzeitpunkt und dem Soll-Ventilöffnungszeitpunkt gesteuert.

Claims

1. Brennstoffeinspritzregeleinrichtung für einen Dieselmotor (2), die eine Brennstoffkomprimiervorrichtung (12) zum Komprimieren von Brennstoff in einer Druckkammer (15), einen Durchlaß (22) für die Verbindung zwischen der Druckkammer (15) und einer Brennstoffkammer (21), einen Einspritzzeitregler (26) zum Einstellen der Brennstoffeinspritzzeit entsprechend dem Betriebszustand des Motors (2) durch Ändern der Antriebszeit der Brennstoffkomprimiervorrichtung (12), eine Betriebszustand- Detektoreinrichtung (35,73,75) zum Erfassen eines Betriebszustands des Motors (2) einschließlich der Drehzahl des Motors (2) und ein Einspritzregelventil (23) für das Öffnen und Schließen des Durchlasses (22) zwischen der Druckkammer (15) und der Brennstoffkammer (21) zum Einstellen eines Einspritzanfangszeitpunktes und eines Einspritzendzeitpunktes enthält, wobei das Öffnen und Schließen des Einspritzregelventil5 (23) entsprechend dem Betriebszustand des Dieselmotors (2) während eines Komprimiervorgangs in der Druckkammer (15) ausgeführt wird uin den Einspritzanfangszeitpunkt und den Einspritzendzeitpunkt zu steuern, und die eine Einspritzsteuereinrichtung (71) zum Steuern des Öffnens und Schließens des Regelventils (23) gemäß dem Betriebszustands des Motors (2) enthält, wobei die Einspritzsteuereinrichtung für das Einspritzregelventil (23) einen Normal-Ventilöffnungszeitpunkt berechnet, der in dem Fall, das das Brennstoffregelventil (23) den Durchlaß (22) vor dem Komprimiervorgang in der Druckkammer (15) öffnet, einem erwünschten Einspritzendzeitpunkt entspricht, und wobei der berechnete Normal-Ventilöffnungszeitpunkt eine Funktion eines durch die Betriebszustand- Detektoreinrichtung (35,73,75) erfaßten Wertes ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspritzsteuereinrichtung

aufgrund des durch die Betriebszustand- Detektoreinrichtung (35,73,75) erfaßten Wertes einen Soll- Ventilschließzeitpunkt berechnet, der einem Soll- Einspritzanfangszeitpunkt entspricht,

einen Soll-Ventilöffnungszeitpunkt berechnet, der Verzögerungen bei dem Betätigen des Einspritzregelventils (23) korrigiert, wobei der berechnete Soll- Ventilöffnungszeitpunkt auf der Motordrehzahl, dem Normal- Ventilöffnungszeitpunkt und dem Soll-Ventilschließzeitpunkt basiert, und

die Einspritzsteuereinrichtung (71) das Öffnen und Schließen des Einspritzregelventils (23) entsprechend dem berechnetem Soll-Ventilöffnungszeitpunkt und dem berechnetem Soll-Ventilschließzeitpunkt steuert.

2. Brennstoffeinspritzregeleinrichtung nach Anspruch 1, bei der der Dieselmotor (2) ferner einen Turbolader (48) enthält.

3. Brennstoffeinspritzregeleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Brennstoffkomprimiervorrichtung einen Druckkolben (12) und eine Antriebseinheit für das Antreiben des Druckkolbens (12) enthält, wobei die Antriebseinheit eine Nockenplatte (8) und Nockenrollen (10) enthält.

4. Brennstoffeinspritzregeleinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der der Einspritzzeitregler (26) ein Gehäuse (27), einen mit der Brennstoffkomprimiervorrichtung (12) verbundenen und durch hydraulischen Druck in dem Gehäuse (27) angetriebenen Kolben (28) und ein Ventil (33) zum Einstellen des hydraulischen Druckes in dem Gehäuse (27) enthält.

5. Brennstoffeinspritzregeleinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der das Einspritzregelventil (23) ein elektomagnetisches Überlaufventil ist.

6. Brennstoffeinspritzregeleinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die Betriebszustand Detektoreinrichtung einen Umdrehungssensor (35), einen Drosselsensor (73) und einen Kühlwassertemperatursensor (75) hat.

7. Brennstoffeinspritzregeleinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die Eiflspritzsteuereinrichtung eine einzelne elektronische Steuereinheit (71) bildet.

8. Brennstoffeinspritzregeleinrichtung nach Anspruch 7, bei der die elektronische Steuereinheit (71) einen Schreib- /Lesespeicher (83) zum Speichern von Rechenergebnisdaten, einen Festspeicher (82) zum Speichern eines Betriebssteuerprogramms für das Einspritzregelventil (23) und eine Zentraleinheit (81) zum Betätigen des Einspritzregelventils (23) gemäß den Daten und dem Programm enthält.

9. Brennstoffeinspritzregelverfahren für einen Dieselmotor, das es zum Steuern eines Einspritzbeginns und eines Einspritzendes ermöglicht, einen Durchlaß (22) zwischen einer Druckkammer (15) und einer Brennstoffkammer (2l) durch ein Einspritzregelventil (23) entsprechend einem Betriebszustand des Dieselmotors (2) während eines Komprimiervorgangs zu öffnen und zu schließen, bei dem Brennstoff in der Druckkammer (l5) durch eine gemäß der Drehzahl des Dieselmotors (2) angetriebene Brennstoffkomprimiervorrichtung (12) komprimiert wird, mit einem Schritt zum Berechnen eines Normal- Ventilöffnungszeitpunktes für das Einspritzregelventil (23), der in dem Fall, daß der Durchlaß (22) durch das Einspritzregelventil (23) vor dem Komprimiervorgang in der Druckkammer (15) geschlossen ist, einem Einspritzendzeitpunkt entspricht, wobei der berechnete Normal-Ventilöffnungszeitpunkt auf dem Betriebszustand des Dieselmotors (2) basiert, gekennzeichnet durch Schritte zum Berechnen eines Soll-Ventilschließzeitpunktes für das Einspritzregelventil (23), der einem Soll- Einspritzanfangszeitpunkt entspricht, gemäß dem Betriebszustand des Dieselmotors (2),

Berechnen eines Soll-Ventilöffnungszeitpunktes, der einem Soll-Einspritzendzeitpunkt entspricht, durch Korrigieren des Normal-Ventilöffnungszeitpunktes gemäß dem berechnetem Soll-Ventilschließzeitpunkt und der Motordrehzahl und

Steuern des Öffnens und Schließens des Einspritzregelventils (23) entsprechend dem berechneten Soll-Ventilschließzeitpunkt und dem berechneten Soll- Ventilöffnungszeitpunkt.

10. Brennstoffeinspritzregelverfahren für einen Dieselmotor (2) nach Anspruch 9, bei dem der Betriebszustand des Dieselmotors (2) aus einer Gruppe erfaßt wird, zu der eine Fahrpedaldrosselung und eine Motordrehzahl zählen.