DE69411685T2

DE69411685T2 - Einspritzzeitpunktverstellungsvorrichtung für ein elektronisches Kraftstoffeinspritzsystem

Info

Publication number: DE69411685T2
Application number: DE69411685T
Authority: DE
Inventors: C/O Zexel Corporation Higashimatsuyama Saitama Akira Sekiguchi; Uchida C/O Zexel Corporation Higashimatsuyama Saitama Yoshinori
Original assignee: Zexel Corp
Current assignee: Bosch Corp
Priority date: 1993-12-09
Filing date: 1994-11-23
Publication date: 1999-04-15
Anticipated expiration: 2014-11-24
Also published as: DE69411685D1; JPH07158471A; JP3215962B2; EP0657638A2; EP0657638B1; EP0657638A3; KR0143867B1; KR950019101A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die zeitliche Regulierung der Einspritzung für ein elektronisches Treibstoffeinspritzsystem, die den Zeitpunkt des Beginns der Einspritzung für eine Treibstoffeinspritzpumpe steuert.
Ein Beispiel einer Treibstoffeinspritzpumpe, für die die Vorrichtung zur zeitlichen Regulierung, die die zeitliche Regulierung der Treibstoffeinspritzung bestimmt, mit einem Steuerventil für die zeitliche Regulierung gesteuert wird, ist in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung S59-105942 offenbart. Diese Vorrichtung ist mit einer Verarbeitung ausgestattet, durch die eine Entscheidung getroffen wird, ob der Motor sich im Leerlaufzustand befindet oder nicht, und wenn bestimmt wird, daß sich der Motor im Leerlaufzustand befindet, das Leistungsverhältnis auf 0% (100% bei einem Ventil, das sich öffnet, wenn ein Steuerimpuls sich bei HI befindet) gesetzt wird, so daß das Steuerventil für die zeitliche Regulierung vollständig geöffnet wird, um die zeitliche Regulierung der Treibstoffeinspritzung an den am meisten verzögerten Winkel zu setzen.
Auf diese Weise ist der Kolben für die zeitliche Regulierung an der Position fest, an der sich die zeitliche Regulierung der Treibstoffeinspritzung während des Leerlaufs beim am meisten verzögerten Winkel (0 mm) befindet. Wie jedoch aus dem in Fig. 6 gezeigten Kennlinienfeld deutlich ist, kann, wenn die Drehzahl des Motors niedrig ist, wie sie es in diesem Fall ist, sogar wenn sich die Position des Kolbens für die zeitliche Regulierung bei 0 mm befindet, das Antriebsleistungsverhältnis des Steuerventils für die zeitliche Regulierung größer als 0% sein. In der Figur befindet sich die Position des Kolbens für die zeitliche Regulierung bei 0 mm, während das Leistungsverhältnis ungefähr 30% oder weniger beträgt.
Sogar wenn sich der Kolben für die zeitliche Regulierung an der Position 0 mm befindet, kann jedoch die Steuereinheit aufgrund beispielsweise einer Inkonsistenz in der Position der Anbringung eines Sensors, der die Position des Kobens für die zeitliche Regulierung erkennt (z. B. ein Sensor für die Position des Kolbens für die zeitliche Regulierung) oder einer Vibration des Sensors erkennen, daß sich die Position des Kolbens für die zeitliche Regulierung bei mehr als 0 mm befindet. In einer solchen Situation stellt die schleppende Verzögerung der zeitlichen Regulierung der Einspritzung ein Problem dar.
Mit anderen Worten, wenn sich die Zielposition des Kolbens für die zeitliche Regulierung bei 0 mm befindet und die Motordrehzahl allmählich zum Leerlaufzustand hin verringert wird, befindet sich die augenblickliche Position des Kolbens für die zeitliche Regulierung bei 0 mm, wobei das Leistungsverhältnis bei ungefähr 30% liegt. Wenn in dieser Situation die Steuereinheit erkennt, daß die augenblickliche Position des Kolbens für die zeitliche Regulierung größer als 0 mm ist, wird das Leistungsverhältnis bei einer Steuerung, wie einer PID-Steuerung, weiter zu 0% hin verringert, wie in Fig. 7 gezeigt, wobei die Position des Kolbens für die zeitliche Regulierung zur Zielposition hin konvergiert. Deshalb tritt, wenn die Motordrehzahl aus dem Leerlaufzustand plötzlich erhöht wird, ein toter Bereich auf, in dem sich die Position des Kolbens für die zeitliche Regulierung nicht ändert, bis das Leistungsverhältnis 30% erreicht, und es ergibt sich eine Verzögerung (T-Verzögerung) beim Vorschieben der zeitlichen Regulierung der Einspritzung.
Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung für die zeitliche Regulierung der Einspritzung für ein elektronisches Treibstoffeinspritzsystem bereitzustel len, mit der das oben beschriebene Problem gelöst wird und die schleppende Verzögerung bei der zeitlichen Regulierung der Einspritzung durch Steuern des Leistungsverhältnisses im toten Bereich verringert wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung für die zeitliche Regulierung der Einspritzung bei einem elektronischen Treibstoffeinspritzsystem bereitgestellt, welche umfaßt:
eine Einrichtung für die zeitliche Regulierung, die den Anfangszeitpunkt der Treibstoffeinspritzung durch Steuern der Position eines Kolbens für die zeitliche Regulierung mit einem Steuerventil für die zeitliche Regulierung einstellt, wobei das Steuerventil für die zeitliche Regulierung mit einem Leistungsverhältnis gesteuert wird,
einen Sensor, der die Position des Kolbens für die zeitliche Regulierung erkennt,
eine Einrichtung zur Zielpositionsberechnung, die eine Zielposition für den Kolben für die zeitliche Regulierung auf der Basis des Betriebszustands berechnet,
eine Einrichtung zur Leistungsverhältnisberechnung, die das Leistungsverhältnis eines Steuerimpulses so berechnet, daß die augenblickliche Position des Kolbens für die zeitliche Regulierung zur Zielposition konvergiert, und
eine Antriebseinrichtung, die diesen Steuerimpuls mit dem Leistungsverhältnis, das von der Einrichtung zur Leistungsverhältnisberechnung berechnet wird, an das Steuerventil für die zeitliche Regulierung ausgibt,
gekennzeichnet durch
eine Entscheidungseinrichtung, die bestimmt, ob die Zielposition des Kolbens für die zeitliche Regulierung in einem speziellen Bereich festgesetzt wurde oder nicht, und auch bestimmt, ob die vom Sensor erfaßte Position des Kolbens für die zeitliche Regulierung den speziellen Bereich erreicht hat oder nicht, und durch
eine Einrichtung zur Leistungsverhältniseinstellung, die, wenn von der Entscheidungseinrichtung eine Entscheidung getroffen wurde, daß eine Zielposition des Kolbens für die zeitliche Regulierung in den speziellen Bereich eingetreten ist, das Leistungsverhältnis des Steuerimpulses bei dem Wert zu dem Zeitpunkt festlegt, zu dem die vom Sensor erfaßte Position des Kolbens für die zeitliche Regulierung den speziellen Bereich erreicht hat, und die, wenn von der Entscheidungseinrichtung eine Entscheidung getroffen wurde, daß nach einem Verlagern aus diesem Zustand die Zielposition des Kolbens für die zeitliche Regulierung aus dem speziellen Bereich herausgegangen ist, das Leistungsverhältnis unter Verwendung des festen Leitungsverhältnisses als Anfangswert für die Einrichtung zur Leistungsverhältnisberechnung berechnet.
Weiterhin gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung für die zeitliche Regulierung der Einspritzung bei einem elektronischen Treibstoffeinspritzsystem bereitgestellt, welche umfaßt:
eine Einrichtung für die zeitliche Regulierung, die den Anfangszeitpunkt der Treibstoffeinspritzung durch Steuern der Position eines Kolbens für die zeitliche Regulierung mit einem Steuerventil für die zeitliche Regulierung einstellt, wobei das Steuerventil für die zeitliche Regulierung mit einem Leistungsverhältnis gesteuert wird,
einen Sensor, der die Position des Kolbens für die zeitliche Regulierung erkennt,
eine Einrichtung zur Zielpositionsberechnung, die eine Zielposition für den Kolben für die zeitliche Regulierung auf der Basis des Betriebszustands berechnet,
eine Einrichtung zur Leistungsverhältnisberechnung, die das Leistungsverhältnis des Steuerimpulses so berechnet, daß die augenblickliche Position des Kolbens für die zeitliche Regulierung zur Zielposition konvergiert, und
eine Antriebseinrichtung, die den Steuerimpuls mit dem Leistungsverhältnis, das von der Einrichtung zur Leistungsver hältnisberechnung berechnet wird, an das Steuerventil für die zeitliche Regulierung ausgibt,
gekennzeichnet durch
eine Entscheidungseinrichtung, die bestimmt, ob der Motor sich im Leerlaufzustand befindet oder nicht, ob die Zielposition für den Kolben für die zeitliche Regulierung in einem speziellen Bereich festgesetzt wurde oder nicht und ob die vom Sensor erfaßte Position des Kolbens für die zeitliche Regulierung den speziellen Bereich erreicht hat oder nicht, und durch
eine Einrichtung zur Leistungsverhältniseinstellung, die, wenn von der Entscheidungseinrichtung eine Entscheidung getroffen wurde, daß sich der Motor im Leerlaufzustand befindet und daß die Zielposition des Kolbens für die zeitliche Regulierung in den speziellen Bereich eingetreten ist und die vom Sensor erfaßte Position des Kolbens für die zeitliche Regulierung den speziellen Bereich erreicht hat, das Leistungsverhältnis des Steuerimpulses zu diesem Zeitpunkt in einem Speicher speichert und das Leistungsverhältnis bei dem Wert festsetzt, bei dem das Steuerventil für die zeitliche Regulierung vollständig offen ist, und die, wenn von der Entscheidungseinrichtung eine Entscheidung getroffen wurde, daß nach einem Verlagern aus diesem Zustand die Zielposition des Kolbens für die zeitliche Regulierung aus dem speziellen Bereich herausgegangen ist, das Leistungsverhältnis unter Verwendung des gespeicherten Leitungsverhältnisses als Anfangswert für die Einrichtung zur Leistungsverhältnisberechnung berechnet.
Als Folge bewegt sich, wenn der Motor sich zum Beispiel im Leerlaufzustand befindet, das Antriebsleistungsverhältnis des Steuerventils für die zeitliche Regulierung zum am meisten verzögerten Winkel (0%) hin, und der Kolben für die zeitliche Regulierung erreicht eine spezielle Position auf der Seite des am meisten verzögerten Winkels, bevor das Leistungsverhältnis 0% erreicht, das Leistungsverhältnis ist bei dem Wert zu dem Zeitpunkt fest, zu dem die Position des Kolbens für die zeitliche Regulierung die Position des am meisten verzögerten Winkels gemäß der in Anspruch 1 offenbarten, vorliegenden Erfindung erreicht hat. Folglich steigt, sogar wenn die Motordrehzahl plötzlich ansteigt, das Leistungsverhältnis nicht von 0%, was zu einer Eliminierung des toten Bereichs und der schleppenden Verzögerung der zeitlichen Regulierung der Einspritzung führt.
Gemäß der in Anspruch 2 offenbarten Erfindung wird auch, wenn die Position des Kolbens für die zeitliche Regulierung die Position des am meisten verzögerten Winkels erreicht hat, das Leistungsverhältnis zu diesem Zeitpunkt in einem Speicher gespeichert, und das Leistungsverhältnis wird gleichzeitig zwangsweise auf 0% gesetzt, und wenn die Motordrehzahl plötzlich ansteigt, wird das Leistungsverhältnis für eine Nebensteuerung auf der Basis des im Speicher gespeicherten Leistungsverhältnisses wieder berechnet. Somit wird der tote Bereich eliminiert und gleichzeitig kann das Steuerventil für die zeitliche Regulierung während des Leerlaufs in den völlig offenen Zustand gesetzt werden, was zu einer Beseitigung des Betriebsgeräuschs des TCV während des Leerlaufs führt.
Fig. 1 zeigt den schematischen Aufbau eines Beispiels eines elektronischen Treibstoffeinspritzsystems gemäß der vorliegenden Erfindung,
Fig. 2 ist ein Flußdiagramm, das ein Beispiel einer Steuerung einer zeitlichen Regulierung der Treibstoffeinspritzung zeigt, die von dem elektronischen Treibstoffeinspritzsystem in Fig. 1 ausgeführt wird,
Fig. 3 ist ein Kennlinienfeld, das die Beziehung zwischen der Position des Kolbens für die zeitliche Regulierung und dem Leistungsverhältnis bei der in. Fig. 2 gezeigten Steuerungsverarbeitung angibt,
Fig. 4 ist ein Flußdiagramm, das ein weiteres Beispiel einer Steuerung einer zeitlichen Regulierung der Treibstoffeinspritzung zeigt,
Fig. 5 ist ein Kennlinienfeld, das die Beziehung zwischen der Position des Kolbens für die zeitliche Regulierung und dem Leistungsverhältnis bei der in Fig. 4 gezeigten Steuerungsverarbeitung angibt,
Fig. 6 ist ein Kennlinienfeld, das die Beziehung zwischen der Motordrehzahl N und der Position des Kolbens für die zeitliche Regulierung angibt,
Fig. 7 ist ein Kennlinienfeld, das die Beziehung zwischen der Position des Kolbens für die zeitliche Regulierung und dem Leistungsverhältnis bei einer Steuerungsverarbeitung aus dem Stand der Technik angibt.
Das folgende ist eine Erläuterung von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.
In Fig. 1 ist eine Treibstoffeinspritzpumpe 1 vom Verteilertyp mit einer Antriebswelle 3 versehen, die in ein Gehäuse 2 eingesetzt ist. Ein Ende der Antriebswelle 3 steht aus dem Gehäuse 2 vor, um das Antriebsdrehmoment vom Motor (nicht gezeigt) aufzunehmen, das andere Ende der Antriebswelle 3 erstreckt sich in die Kammer 4 im Gehäuse 2, und die Zufuhrpumpe 5 ist mit der Antriebswelle 3 verbunden. Treibstoff aus dem Treibstofftank (nicht gezeigt) wird der Kammer 4 durch die Zufuhrpumpe 5 zugeführt.
Der Plunger 6 ist in der Plungertrommel 7 derart angebracht, daß er frei gleiten kann. Der Basisabschnitt des Plungers 6 wird von der Plungerfeder 9 nach unten gedrückt und in Kontakt mit der Nockenscheibe 8 gehalten. Die Nockenscheibe 8 ist mit der Antriebswelle 3 über die Kupplung 10 derart verbunden, daß sie sich in Richtung der Wellenachse bewegen kann, und sie steht gleichzeitig mit einer Rolle 12 in Kontakt, die von einem Rollenhalter 11 getragen wird. Bei der Drehung der Nockenscheibe 8 werden dem Plunger 6 gleichzeitig eine Hin- und Herbewegung zum Einlaß und zur Zwangszufuhr von Treibstoff und eine Drehbewegung zur Verteilung des Treibstoffs verliehen.
Während des Einlaßvorgangs, bei dem sich der Plunger 6 in der Figur nach links bewegt, wird der Treibstoff, der von der Ölüberführungspumpe der Kammer 4 zugeführt wird, über eine der Einlaßnuten 15, die sich von der Einlaßöffnung 14 in Richtung der Vorderseite der Welle des Plungers 6 erstreckt, zur Pumpenkammer 16 geliefert, die von der Plungertrommel 7 und dem Plunger 6 eingeschlossen ist. Während des Zwangszufuhrvorgangs sind, wenn sich der Plunger 6 in der Figur nach rechts bewegt, die Einlaßöffnung 14 und die Einlaßnuten 15 getrennt, und der Treibstoff, der in der Pumpenkammer 16 komprimiert wurde, bewegt sich durch das Längsloch 17, um über die Verteileröffnung in einen der Verteilungsdurchgänge 18 einzutreten, und wird dann vom Zufuhrventil 19 zur Einspritzdüse (nicht gezeigt) geschickt, um von der Einspritzdüse in den Zylinder des Motors eingespritzt zu werden.
Auch ist eine Steuerhülse 21 an dem Abschnitt des Plungers 6, der aus der Plungertrommel 7 vorsteht, derart außen befestigt, daß sie frei gleiten kann. Wenn sich die Unterbrechungsöffnung 22, die mit dem Längsloch 17 des Plunger 6 in Verbindung steht, von der Seitenkante der Steuerhülse 21 weg bewegt und sich in die Kammer 4 öffnet, strömt der komprimierte Treibstoff in die Kammer 4 aus, und die Zufuhr von Treibstoff zur Einspritzdüse hört auf, was somit die Einspritzung beendet. Deshalb können das Ende der Einspritzung und daher die Einspritzmenge durch eine Positionseinstellung der Steuerhülse 21 eingestellt werden. Wenn die Steuerhülse 21 in der Figur nach links bewegt wird, wird die Einspritz menge verringert, und wenn sie nach rechts bewegt wird, wird die Einspritzmenge erhöht.
Die Einrichtung 25 für die zeitliche Regulierung ist mit einem Kolben 27 für die zeitliche Regulierung versehen, der in dem Zylinder 26, der unter dem oben beschriebenen Rollenhalter 11 vorgesehen ist, so untergebracht ist, daß er frei gleiten kann. Der Kolben 27 für die zeitliche Regulierung ist über den Hebel 128 mit dem Rollenhalter 11 verbunden, um den Rollenhalter 11 mit der Bewegung des Kolbens 27 für die zeitliche Regulierung zu drehen und folglich die zeitliche Regulierung der Einspritzung einzustellen.
An einem Ende des Kolbens 27 für die zeitliche Regulierung ist eine Hochdruckkammer 28 ausgebildet, in die Treibstoff unter hohem Druck aus der Kammer 4 eingeführt wird, und am anderen Ende ist eine Niederdruckkammer 29 ausgebildet, die mit dem Einlaßweg der Zufuhrpumpe in Verbindung steht. In der Niederdruckkammer 29 ist auch die Feder 30 für die zeitliche Regulierung angebracht, so daß sie eine konstante Kraft auf den Kolben 27 für die zeitliche Regulierung zur Hochdruckkammer hin ausüben kann. Als Folge hält der Kolben 27 für die zeitliche Regulierung an einer Position an, bei der der Druck der Feder 30 für die zeitliche Regulierung und der hydrostatische Druck in der Hochdruckkammer im Gleichgewicht sind. Wenn sich der Druck in der Hochdruckkammer erhöht, bewegt sich der Kolben 27 für die zeitliche Regulierung gegen die Feder 30 für die zeitliche Regulierung zur Niederdruckkammer hin, und der Rollenhalter 11 dreht sich in die Richtung, in der die zeitliche Regulierung der Einspritzung vorgeschoben wird, um die zeitliche Regulierung der Einspritzung zu beschleunigen. Wenn der Druck in der Hochdruckkammer abnimmt, bewegt sich der Kolben 27 auch zur Hochdruckkammer hin, und der Rollenhalter 11 wird in die Richtung gedreht, in der die zeitliche Regulierung der Einspritzung verzögert wird, um die zeitliche Regulierung der Einspritzung zu verzögern.
Hier wird der Druck in der Hochdruckkammer 28 des Zeitgebers mit dem Steuerventil (TCV) 31 für die zeitliche Regulierung eingestellt, so daß der erforderliche Zeitgebervorschubwinkel erreicht werden kann. Dieses Steuerventil 31 für die zeitliche Regulierung ist mit einem Treibstoffeinlaß 32 verbunden, der mit der Hochdruckkammer 28 am Seitenflächenabschnitt in Verbindung steht, und ist auch mit einem Treibstoffauslaß 33 versehen, der mit der Niederdruckkammer 29 am vorderen Endabschnitt in Verbindung steht. Im Steuerventil 31 für die zeitliche Regulierung ist eine Nadel 34 untergebracht, die die Verbindung zwischen dem Treibstoffeinlaß 32 und dem Treibstoffauslaß 33 öffnet und schließt. Eine konstante Kraft wird von einer Feder auf die Nadel 34 in die Richtung ausgeübt, in welcher die Verbindung zwischen dem Treibstoffeinlaß 32 und dem Treibstoffauslaß 33 unterbrochen wird. Wenn dem Solenoid Strom 36 zugeführt wird, wird die Nadel 34 gegen die Feder zum Solenoid 36 angezogen, so daß der Treibstoffeinlaß 32 und der Treibstoffauslaß 33 in Verbindung stehen.
Wenn es keinen elektrischen Strom zum Solenoid 36 gibt, sind folglich die Hochdruckkammer 28 und die Niederdruckkammer 29 vollständig voneinander getrennt. Wenn ein elektrischer Strom fließt, sind die Hochdruckkammer 28 und die Niederdruckkammer 29 verbunden, um den Druck in der Hochdruckkammer 28 zu verringern. Wenn der Druck in der Hochdruckkammer 28 verringert wird, bewegt sich der Kolben 27 für die zeitliche Regulierung zu der Position, in der er mit der Federkraft der Feder 30 für die zeitliche Regulierung im Gleichgewicht ist, um die zeitliche Regulierung der Einspritzung zu ändern.
Tatsächlich wird der Druck in der Hochdruckkammer 28 durch eine Leistungsverhältnissteuerung des Steuerventils für die zeitliche Regulierung eingestellt. Diese Leistungsverhältnissteuerung wird von der Steuereinheit 40 ausgeführt. Wenn sich das Leistungsverhältnis 0% nähert, nähert sich das Steuerventil 31 für die zeitliche Regulierung dem vollständig offenen Zustand, und der Zustand der zeitlichen Regulierung der Einspritzung wird mehr verzögert. Wenn sich das Leistungsverhältnis 100% nähert, nähert sich das Steuerventil 31 für die zeitliche Regulierung dem vollständig geschlossenen Zustand und der Zustand der zeitlichen Regulierung wird mehr vorgeschoben.
Ebenfalls im Gehäuse 2 ist der Positionssensor 37 für den Zeitgeber bereitgestellt, der die Position für den Kolben 27 für die zeitliche Regulierung erfaßt. Der Positionssensor 37 für den Zeitgeber ist zum Beispiel auf der Seite der Niederdruckkammer bereitgestellt und besteht aus der Erfassungsspule 38, die im Gehäuse 2 bereitgestellt ist, und der Stange 39, die am Kolben 27 für die zeitliche Regulierung angebracht ist. Die Signalausgabe vom Positionssensor 37 für den Zeitgeber wird zur Steuereinheit 40 geschickt, um verarbeitet zu werden.
Die Steuereinheit 40 ist mit einer Antriebsschaltung, die das Steuerventil 31 für die zeitliche Regulierung und dergleichen antreibt, einem Mikrocomputer, der die Antriebsschaltung steuert, einer Eingabeschaltung zum Eingeben von Signalen in den Mikrocomputer und dergleichen aufgebaut. Der Mikrocomputer ist mit einem Zentralrechner (CPU), ROM, RAM, einem A/D-Wandler und dergleichen versehen. Die Drehzahl (N) des Motors, das AN/AUS-Signal vom Leerlaufschalter und dergleichen, sowie Signale (TPSIST) vom Positionssensor (TPS) für den Zeitgeber werden der Eingabeschaltung der Steuereinheit 40 eingegeben. Diese Signale werden verarbeitet und dann zum Antreiben und Steuern des Steuerventils (TCV) 31 für die zeitliche Regulierung und dergleichen der Treibstoffeinspritzpumpe in Übereinstimmung mit einem speziellen Programm verwendet.
In Fig. 2 ist ein Beispiel einer von der Steuereinheit 40 ausgeführten Steuerung der Vorrichtung für die zeitliche Re gulierung in einem Flußdiagramm gezeigt, und das Folgende ist seine Erläuterung. In Schritt 50 führt die Steuereinheit 40 ein anfängliches Einstellen von Anfangswerten für eine PID-Steuerung aus, durch die der Kolben für die zeitliche Regulierung zur Zielposition konvergiert. Dann werden in Schritt 52 das Signal vom TPS (TPSIST) und die Signale von den Betriebszustandsdetektoren eingegeben, die verschiedene Betriebszustände erfassen. In Schritt 54, der folgt, wird die Zielposition des Kolbens für die zeitliche Regulierung (TPSSOL) berechnet, die dem Betriebszustand entspricht.
In Schritt 56 wird eine Entscheidung getroffen, ob die Zielposition für den Kolben 27 für die zeitliche Regulierung (TPSSOL) gleich oder kleiner als eine spezielle Position auf der Seite des am meisten verzögerten Winkels (TPS_MIN: z. B. 0 mm) ist oder nicht, und wenn sie gleich oder kleiner als TPS_MIN ist, geht der Betrieb zu Schritt 58 weiter, in dem eine Entscheidung getroffen wird, ob die vom TPS erfaßte augenblickliche Position für den Kolben für die zeitliche Regulierung (TPSIST) gleich oder kleiner als TPS_MIN ist oder nicht.
Wenn die Zielposition größer als TPS_MIN ist, oder wenn die vom TPS erfaßte augenblickliche Position für den Kolben für die zeitliche Regulierung den Punkt nicht erreicht hat, an dem sie gleich oder kleiner als TPS_MIN ist, obwohl die Zielposition tatsächlich gleich oder kleiner als TPS_MIN ist, geht der Betrieb zu Schritt 60 weiter, in dem eine PID- Berechnung für das Leistungsverhältnis eines Antriebsimpulses für das TCV ausgeführt wird, wodurch die augenblickliche Position für den Kolben für die zeitliche Regulierung (TPSIST) zur Zielposition (TPSSOL) innerhalb eines speziellen Bereichs paßt. Dann wird in Schritt 62 der Antriebsimpuls mit dem so berechneten Leistungsverhältnis an das TCV ausgegeben.
Wenn dagegen die Zielposition für den Kolben 27 für die zeitliche Regulierung gleich oder kleiner als TPS_MIN ist und die augenblickliche Position gleichzeitig den Punkt erreicht hat, an dem sie gleich oder kleiner als TPS_MIN ist, geht der Betrieb zu Schritt 64 weiter, in dem das Leistungsverhältnis zu diesem Zeitpunkt im RAM als Anfangsintegralwert bei der PID-Berechnung für die nächste Sitzung gespeichert wird. Dann umgeht der Betrieb Schritt 60 und geht zu Schritt 62 weiter, in dem ein Antriebsimpuls an das TCV mit dem Leistungsverhältnis ausgegeben wird, das zu dem Zeitpunkt bestimmt wurde, zu dem die Position des Kolbens für die zeitliche Regulierung den Punkt erreicht hatte, an dem sie gleich oder kleiner als TPS_MIN war, d. h. das Leistungsverhältnis, das im RAM gespeichert ist. Wenn es eine Anforderung gibt, die zeitliche Regulierung der Einspritzung zum Zeitpunkt t1, wie in Fig. 3 gezeigt, zur Seite des am meisten verzögerten Winkels zu verschieben, bewegt sich folglich die Zielposition für den Kolben für die zeitliche Regulierung ausgehend vom Zeitpunkt t1 allmählich zur Seite des am meisten verzögerten Winkels hin, und wenn die Zielposition des Kolbens für die zeitliche Regulierung sich beispielsweise zum Zeitpunkt t2 bei 0 mm befindet, wird die augenblickliche Position für den Kolben für die zeitliche Regulierung in Übereinstimmung mit ihrem erzwungenen Verschleppen der Zielposition in den Schritten 60 und 62 allmählich reduziert, um schließlich 0 mm zu erreichen. Zu diesem Zeitpunkt beträgt das augenblickliche Leistungsverhältnis des Antriebsimpulses ungefähr 30%, aber wenn die PID- Steuerung fortgesetzt werden soll, gibt es eine Wahrscheinlichkeit dafür, daß das Leistungsverhältnis 0% erreicht. Bei dieser Steuerung wird jedoch die PID-Berechnung zu dem Zeitpunkt unterbrochen, zu dem die augenblickliche Position 0 mm erreicht hat, und als Folge wird das Leistungsverhältnis des Antriebsimpulses zu diesem genauen Zeitpunkt fest.
Wenn ferner der Betrieb zum Zeitpunkt t3 vom oben beschriebenen Leerlaufzustand zum normalen Betriebszustand zurück kehrt, wird die Zielposition für den Kolben für die zeitliche Regulierung vergrößert. Wenn in einem solchen Fall das Leistungsverhältnis wie im Stand der Technik bei 0% liegt, geht Zeit verloren, bis das Leistungsverhältnis 30% erreicht, weil sich der Kolben für die zeitliche Regulierung während dieser Periode nicht bewegt. Da jedoch gemäß der vorliegenden Erfindung das in Schritt 64 im Speicher gespeicherte Leistungsverhältnis als integraler Anfangswert bei der PID-Berechnung verwendet wird, beginnt der Kolben für die zeitliche Regulierung sofort zu folgen, nachdem die Zielposition beginnt, größer zu werden, wie in Fig. 3 gezeigt.
Es ist zu bemerken, daß, während in der oben beschriebenen Ausführungsform ein Beispiel einer Steuerung während des Leerlaufs erläutert wird, da der tote Bereich des Leistungsverhältnisses während des Leerlaufs bedeutend ist, es selbstverständlich ist, daß eine Steuerung in anderen Betriebszuständen in gleicher Weise ausgeführt werden kann.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 4 dargestellt. In Schritt 70 führt die Steuereinheit 40 eine anfängliche Einstellung von Anfangswerten und dergleichen für eine PID-Steuerung aus, durch die der Kolben für die zeitliche Regulierung zur Zielposition konvergiert. Dann werden in Schritt 72 das Signal vom TPS (TPSIST), die Motordrehzahl (N), das AN/AUS-Signal vom Leerlaufschalter und die Signale vom Betriebszustandsdetektor, der verschiedene Betriebszustände erfaßt, eingegeben. In Schritt 74, der folgt, wird die Zielposition des Kolbens für die zeitliche Regulierung (TPSSOL) berechnet, die dem Betriebszustand entspricht.
In Schritt 76 wird eine Entscheidung getroffen, ob die Marke, die den Vorgang der Steuerungsverarbeitung (F_TCV) festsetzt, gesetzt wurde oder nicht. Wenn sie zurückgesetzt wurde, geht der Betrieb zu den Schritten 78-84 weiter, und es werden Entscheidungen getroffen, ob der Leerlaufschalter AN ist oder nicht (Schritt 78), ob die Motordrehzahl N gleich oder niedriger als eine spezielle Drehzahl (N_IDL_CHK) ist oder nicht (Schritt 80), ob die Zielposition 27 des Kolbens für die zeitliche Regulierung (TPSSOL) gleich oder kleiner als eine spezielle Position auf der Seite des am meisten verzögerten Winkels (TPS_MIN, z. B. 0 mm) ist oder nicht und ob die vom TPS erfaßte augenblickliche Position des Kolbens für die zeitliche Regulierung (TPSIST) gleich oder kleiner als TPS_MIN ist oder nicht (Schritt 84).
Wenn der Leerlaufschalter AN ist, N ≤ N_IDL_CHK und TPSSOL ≤ TPS_MIN und TPSIST ≤ TPS_MIN, geht der Betrieb zu Schritt 86 weiter, in dem die PID-Berechnung unterbrochen wird und das Leistungsverhältnis zu diesem Zeitpunkt als der Anfangsintegralwert bei der später auszuführenden PID-Berechnung im RAM gespeichert wird. Dann wird in Schritt 88, der folgt, das Leistungsverhältnis (D_TCV) des Antriebsimpulses zwangsweise auf 0% gesetzt, und in Schritt 90 wird die Marke (F_TCV) gesetzt. Dann wird in Schritt 92 der Antriebsimpuls mit dem Leistungsverhältnis bei 0% zum TCV ausgegeben.
Wenn der Leerlaufschalter AUS ist, N > N_IDL_CHK und TPSSOL > TPS_MIN oder TPSIST > TPS_MIN, geht der Betrieb zu Schritt 94 weiter, in dem die PID-Berechnung des Leistungsverhältnisses des Antriebsimpulses für das TCV ausgeführt wird. Nachdem in Schritt 96 die Marke (F_TCV) zurückgesetzt wurde, geht dann der Betrieb zu Schritt 92 weiter, in dem der Antriebsimpuls mit dem Leistungsverhältnis, das in Schritt 94 berechnet wurde, an das TCV ausgegeben wird.
Wenn in Schritt 76 entschieden wird, daß die Marke (F_TCV) gesetzt wurde, geht auch der Betrieb zu Schritt 98 weiter, in dem eine Entscheidung getroffen wird, ob die Zielposition für den Kolben für die zeitliche Regulierung gleich oder kleiner als TPS_MIN ist oder nicht. Wenn die Zielposition gleich oder kleiner als TPS_MIN ist, wird der Kolben für die zeitliche Regulierung an der Minimalposition (0 mm) gehalten, und wenn die Zielposition größer als TPS_MIN ist, kehrt der Betrieb zur normalen PID-Berechnung zurück.
Wenn bei der Steuerung wie oben beschrieben zum Zeitpunkt t1 ein Anforderung auftritt, die zeitliche Regulierung der Einspritzung zum am meisten verzögerten Winkel hin zu verschieben, beginnt die Zielposition für den Kolben für die zeitliche Regulierung, beginnend bei t1 allmählich kleiner zu werden. Wenn sich die Zielposition des Kolbens für die zeitliche Regulierung beispielsweise zum Zeitpunkt t2 bei 0 mm befindet, beginnt die augenblickliche Position auch, allmählich kleiner zu werden, wobei sie der Zielposition folgt. Schließlich wird sie bei 0 mm liegen und an diesem Punkt beträgt das augenblickliche Leistungsverhältnis des Antriebsimpulses ungefähr 30%. Da es jedoch in Schritt 88 zwangsweise auf 0% gesetzt wird, wird das Steuerventil für die zeitliche Regulierung in den vollständig offenen Zustand gesetzt, was das Betriebsgeräusch beseitigt.
Wenn außerdem der Motor aus einem solchen Leerlaufzustand schnell beschleunigt wird, wird die Zielposition für den Kolben für die zeitliche Regulierung groß. Wenn in diesem Fall das Leistungsverhältnis bei 0% bleibt, wird verlorene Zeit erzeugt, weil der Kolben für die zeitliche Regulierung sich nicht bewegt, bis das Leistungsverhältnis 30% erreicht. Da jedoch gemäß der vorliegenden Erfindung das in Schritt 86 im Speicher gespeicherte Leistungsverhältnis als Anfangsintegralwert für die PID-Berechnung verwendet wird, beginnt das Leistungsverhältnis, sich beginnend von einem Wert in der Nähe von 30%, zu ändern, nachdem die Zielposition beginnt größer zu werden, und der Kolben für die zeitliche Regulierung beginnt sofort zu folgen, wie in der früher beschriebenen Ausführungsform.
Es ist zu bemerken, daß bei beiden Ausführungsformen der Positionssensor 37 für den Zeitgeber, der die Position des Kolbens für die zeitliche Regulierung direkt erfaßt, als Sensor zum Erkennen der Position des Kolbens für die zeitliche Regulierung verwendet wird. Dies kann beispielsweise durch einen Düsenanhubsensor ersetzt werden, der einen Öffnungszustand des Einspritzventils auf der Seite der Einspritzdüse oder dergleichen erfaßt, da die Position des Kolbens für die zeitliche Regulierung in der zeitlichen Regulierung der Einspritzung direkt reflektiert wird.
Wie erläutert wurde wird gemäß der in Anspruch 1 offenbarten Erfindung die Zielposition für den Kolben für die zeitliche Regulierung innerhalb eines bestimmten Bereiches festgesetzt, wenn die augenblickliche Position des Kolbens für die zeitliche Regulierung diesen Bereich erreicht hat, wird das Leistungsverhältnis des Antriebsimpuls bei dem Wert zu diesem Zeitpunkt fest, und wenn die Motordrehzahl plötzlich erhöht wird, ändert sich das Leistungsverhältnis des Antriebsimpulses sofort vom festen Leistungsverhältnis, wodurch die schleppende Verzögerung der zeitlichen Regulierung der Einspritzung eliminiert wird.
Wenn die Motorumdrehung sich im Leerlaufzustand befindet, wird auch gemäß der in Anspruch 2 offenbarten Erfindung die Zielposition für den Kolben für die zeitliche Regulierung innerhalb eines speziellen Bereichs festgesetzt und die augenblickliche Position des Kolbens für die zeitliche Regulierung hat diesen Bereich erreicht, das Leistungsverhältnis des Antriebsimpulses zu diesem Zeitpunkt wird zunächst im Speicher gespeichert und dann ist das Leistungsverhältnis bei dem Wert fest, bei dem das Steuerventil für die zeitliche Regulierung vollständig offen ist. Als Folge kann das Betriebsgeräusch des Steuerventils für die zeitliche Regulierung während des Leerlaufs beseitigt werden, und wenn die Motorumdrehung plötzlich aus dem Leerlaufzustand erhöht wird, ändert sich das Leistungsverhältnis des Antriebsimpulses sofort vom gespeicherten Leistungsverhältnis, und die schleppende Verzögerung der zeitlichen Regulierung der Einspritzung wird eliminiert.

Claims

1. Vorrichtung für die zeitliche Regulierung der Einspritzung bei einem elektronischen Treibstoffeinspritzsystem, welche umfaßt:

eine Einrichtung (25) für die zeitliche Regulierung, die den Anfangszeitpunkt der Treibstoffeinspritzung durch Steuern der Position eines Kolbens (27) für die zeitliche Regulierung mit einem Steuerventil (31) für die zeitliche Regulierung einstellt, wobei das Steuerventil für die zeitliche Regulierung mit einem Leistungsverhältnis gesteuert wird,

einen Sensor (37), der die Position des Kolbens (27) für die zeitliche Regulierung erkennt,

eine Einrichtung zur Zielpositionsberechnung, die eine Zielposition für den Kolben (27) für die zeitliche Regulierung auf der Basis des Betriebszustands berechnet, eine Einrichtung zur Leistungsverhältnisberechnung, die das Leistungsverhältnis eines Steuerimpulses so berechnet, daß die augenblickliche Position des Kolbens (27) für die zeitliche Regulierung zur Zielposition konvergiert, und

eine Antriebseinrichtung, die diesen Steuerimpuls mit dem Leistungsverhältnis, das von der Einrichtung zur Leistungsverhältnisberechnung berechnet wird, an das Steuerventil (31) für die zeitliche Regulierung ausgibt,

gekennzeichnet durch

eine Entscheidungseinrichtung, die bestimmt, ob die Zielposition des Kolbens (27) für die zeitliche Regulierung in einem speziellen Bereich festgesetzt wurde oder nicht, und auch bestimmt, ob die vom Sensor (37) erfaßte Position des Kolbens (27) für die zeitliche Re gulierung den speziellen Bereich erreicht hat oder nicht, und

durch eine Einrichtung zur Leistungsverhältniseinstellung, die, wenn von der Entscheidungseinrichtung eine Entscheidung getroffen wurde, daß eine Zielposition des Kolbens (27) für die zeitliche Regulierung in den speziellen Bereich eingetreten ist, das Leistungsverhältnis des Steuerimpulses bei dem Wert zu dem Zeitpunkt festlegt, zu dem die vom Sensor erfaßte Position des Kolbens (27) für die zeitliche Regulierung den speziellen Bereich erreicht hat, und die, wenn von der Entscheidungseinrichtung eine Entscheidung getroffen wurde, daß nach einem Verlagern aus diesem Zustand die Zielposition des Kolbens (27) für die zeitliche Regulierung aus dem speziellen Bereich herausgegangen ist, das Leistungsverhältnis unter Verwendung des festen Leitungsverhältnisses als Anfangswert für die Einrichtung zur Leistungsverhältnisberechnung berechnet.

2. Vorrichtung für die zeitliche Regulierung der Einspritzung bei einem elektronischen Treibstoffeinspritzsystem, welche umfaßt

eine Einrichtung (25) für die zeitliche Regulierung, die den Anfangszeitpunkt der Treibstoffeinspritzung durch Steuern der Position eines Kolbens (27) für die zeitliche Regulierung mit einem Steuerventil (31) für die zeitliche Regulierung einstellt, wobei das Steuerventil (31) für die zeitliche Regulierung mit einem Leistungsverhältnis gesteuert wird,

eine Einrichtung zur Zielpositionsberechnung, die eine Zielposition für den Kolben (27) für die zeitliche Regulierung auf der Basis des Betriebszustands berechnet, eine Einrichtung zur Leistungsverhältnisberechnung, die das Leistungsverhältnis des Steuerimpulses so berech net, daß die augenblickliche Position des Kolbens (27) für die zeitliche Regulierung zur Zielposition konvergiert, und

eine Antriebseinrichtung, die den Steuerimpuls mit dem Leistungsverhältnis, das von der Einrichtung zur Leistungsverhältnisberechnung berechnet wird, an das Steuerventil (31) für die zeitliche Regulierung ausgibt,

gekennzeichnet durch

eine Entscheidungseinrichtung, die bestimmt, ob der Motor sich im Leerlaufzustand befindet oder nicht, ob die Zielposition für den Kolben (27) für die zeitliche Regulierung in einem speziellen Bereich festgesetzt wurde oder nicht und ob die vom Sensor erfaßte Position des Kolbens (27) für die zeitliche Regulierung den speziellen Bereich erreicht hat oder nicht, und durch

eine Einrichtung zur Leistungsverhältniseinstellung, die, wenn von der Entscheidungseinrichtung eine Entscheidung getroffen wurde, daß sich der Motor im Leerlaufzustand befindet und daß die Zielposition des Kolbens (27) für die zeitliche Regulierung in den speziellen Bereich eingetreten ist und die vom Sensor (37) erfaßte Position des Kolbens (27) für die zeitliche Regulierung den speziellen Bereich erreicht hat, das Leistungsverhältnis des Steuerimpulses zu diesem Zeitpunkt in einem Speicher speichert und das Leistungsverhältnis bei dem Wert festsetzt, bei dem das Steuerventil (31) für die zeitliche Regulierung vollständig offen ist, und die, wenn von der Entscheidungseinrichtung eine Entscheidung getroffen wurde, daß nach einem Verlagern aus diesem Zustand die Zielposition des Kolbens (27) für die zeitliche Regulierung aus dem speziellen Bereich herausgegangen ist, das Leistungsverhältnis unter Verwendung des gespeicherten Leitungsverhältnisses als Anfangswert für die Einrichtung zur Leistungsverhältnisberechnung berechnet.

3. Vorrichtung für die zeitliche Regulierung der Einsprit zung bei einem elektronischen Treibstoffeinspritzsystem nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei der der spezielle Bereich gleich oder geringer als eine Position zum am meisten verzögerten Winkel hin ist.

4. Vorrichtung für die zeitliche Regulierung der Einspritzung bei einem elektronischen Treibstoffeinspritzsystem nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei der die Einrichtung zur Leistungsverhältnisberechnung eine PID-Berechnung des Leistungsverhältnisses des Steuerimpulses so ausführt, daß die augenblickliche Position des Kolbens (27) für die zeitliche Regulierung zur Zielposition hin konvergiert.

5. Vorrichtung für die zeitliche Regulierung der Einspritzung bei einem elektronischen Treibstoffeinspritzsystem nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei der das elektronische Treibstoffeinspritzsystem eine Eigenschaft derart beinhaltet, daß die Position des Kolbens (27) für die zeitliche Regulierung sich auf der Seite des am meisten verzögerten Winkels befindet, wenn das Leistungsverhältnis des Steuerimpulses gleich oder geringer als ungefähr 30% ist.

6. Vorrichtung für die zeitliche Regulierung der Einspritzung bei einem elektronischen Treibstoffeinspritzsystem nach Anspruch 2, bei der die Entscheidungsfindung, ob der Motor sich im Leerlaufzustand befindet oder nicht, eine Entscheidung darüber beinhaltet, ob ein Leerlaufschalter eingeschaltet wurde oder nicht.