DE69817105T2

DE69817105T2 - Einspritzsteuervorrichtung für Verbrennungsmotoren

Info

Publication number: DE69817105T2
Application number: DE69817105T
Authority: DE
Inventors: Susumu Fujisawa-shi Takahashi; Masaaki Fujisawa-shi Nishitou
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 1997-08-29
Filing date: 1998-08-26
Publication date: 2004-04-15
Anticipated expiration: 2018-08-27
Also published as: US6408823B1; EP0899444B1; JP3855389B2; JPH1182104A; EP0899444A2; EP0899444A3; DE69817105D1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einspritzsteuervorrichtung für Verbrennungskraftmaschinen mit einer gemeinsamen Druckleitung des Einspritzsystems, das in einer gemeinsamen Druckleitung ein durch eine Kraftstoffpumpe unter einen vorbestimmten Druck gesetzten Kraftstoff speichert und den gespeicherten Kraftstoff aus Injektoren oder Einspritzdüsen in Verbrennungskammern einspritzt (vergleiche US-A-4 777 921).
Was die Einspritzsteuerung in Kraftmaschinen anbetrifft, ist ein Einspritzsystem mit gemeinsamer Druckleitung bekannt, das einen hohen Einspritzdruck erzeugt und eine optimale Steuerung der Einspritzeigenschaften, wie Einspritz-Zeitsteuerung und Menge des eingespritzten Kraftstoffs gemäß den Betriebsbedingungen der Kraftmaschine erzielt. Das Einspritzsystem mit gemeinsamer Druckleitung ist ein Einspritzsystem, das in der gemeinsamen Druckleitung einen durch eine Pumpe unter einen vorbestimmten Druck gesetzten Kraftstoff speichert und sodann den gespeicherten Kraftstoff aus Einspritzdüsen in entsprechende Verbrennungskammern einspritzt. Um sicherzustellen, dass der unter Druck stehende Kraftstoff aus jeder Einspritzdüse unter optimalen Einspritzbedingungen entsprechend den Betriebsbedingungen der Kraftmaschine eingespritzt wird, steuert eine Steuereinrichtung den Kraftstoffdruck in der gemeinsamen Druckleitung und den Betrieb der Steuerventile für die Einspritzdüsen entsprechend den Betriebsbedingungen der Kraftmaschine.
Das bekannte Einspritzsystem mit gemeinsamer Druckleitung wird unter Bezugnahme auf ll beschrieben. Der Kraftstoff wird in den einzelnen Injektoren oder Einspritzdüsen 1 aus einer gemeinsamen Druckleitung 2 durch Abzweigrohre 3 zugeführt, die einen Teil der Kraftstoffleitung bilden. Der Kraftstoff, der durch eine Zuführpumpe 6 aus einem Kraftstofftank 4 durch ein Filter 5 gepumpt und auf einen vorbestimmten Druck gebracht wurde, wird zu einer Kraftstoffpumpe 8 durch ein Kraftstoffrohr 7 geleitet. Die Kraftstoffpumpe 8 kann beispielsweise eine sogenannte Kolben-Kraftstoffpumpe sein, die durch die Kraftmaschine angetrieben wird und den Kraftstoffdruck auf einen hohen Druckwert bringt, der durch den Betriebszustand der Kraftmaschine bestimmt wird, und die den unter Druck stehenden Kraftstoff durch ein Kraftstoffrohr 9 zur gemeinsamen Druckleitung 2 leitet. Der Kraftstoff wird sodann vorübergehend in der gemeinsamen Druckleitung 2 unter erhöhtem Druck gespeichert, aus welcher er den einzelnen Einspritzdüsen 1 zugeführt wird. Normalerweise sind zwei oder mehr Einspritzdüsen 1 vorgesehen, deren Anzahl den Zylindern der Kraftmaschine (oder dem Kraftmaschinentyp) entspricht. Diese Einspritzdüsen 1 werden durch eine Steuereinrichtung 12 gesteuert, um den von der gemeinsamen Druckleitung 2 in die entsprechenden Verbrennungskammern zugeführten Kraftstoff in optimalen Mengen und zu optimalen Zeitpunkten einzuspritzen. Da der Druck, unter dem der Kraftstoff aus den Einspritzdüsen 1 eingespritzt wird, gleich dem Druck des in der gemeinsamen Druckleitung 2 gespeicherten Kraftstoffs ist, wird der Einspritzdruck durch Steuerung des Kraftstoffdrucks in der gemeinsamen Druckleitung 2 gesteuert.
Der von der Zuführpumpe 6 in die Kraftstoffpumpe 8 fließende Kraftstoff wird durch ein Strömungssteuerventil 10 ge steuert. Von dem aus den Abzweigrohren 3 zu den Einspritzdüsen 1 zugeführten Kraftstoff wird derjenige Kraftstoff, der nicht für das Einspritzen in die Verbrennungskammern verwendet wurde, zum Kraftstofftank 4 durch ein Rückführrohr 11 zurückgeleitet. Die Steuereinrichtung 12 als elektronische Steuereinheit (ECU) wird mit Informationen über den Betriebszustand der Kraftmaschine (im Folgenden wird zur Vereinfachung statt "Kraftmaschine" stets der Eindruck "Motor" verwendet) von verschiedenen Sensoren beliefert, die umfassen: Motorzylinderbestimmungs- und Kurbelwinkel-Sensoren zur Erfassung der Motordrehzahl Ne, zur Bestimmung der Zylinder, in die der Kraftstoff eingespritzt werden soll, sowie zur Berechnung der Einspritzzeit; einen Beschleunigeröffnungssensor zur Erfassung der Beschleunigersteuereingabe Acc, wie eines Beschleunigerunterdrucks; einen Wassertemperatursensor zur Erfassung der Kühlwassertemperatur; und einen Ansaugrohr-Innendrucksensor zur Erfassung des Innendrucks des Ansaugrohrs. Die Steuereinrichtung 12 steuert aufgrund dieser Signale die Kraftstoffeinspritzcharakteristik der Einspritzdüsen 1, d. h. den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt und die Menge des einzuspritzenden Kraftstoffs (Einspritzdruck und Einspritzperiode), so dass die Betriebseigenschaften, wie Motorleistung, Abgas und Wegstrecke, für den gegenwärtigen Motorbetriebszustand optimal werden. Die gemeinsame Druckleitung 2 ist mit einem Drucksensor 13 versehen, der den Kraftstoffdruck in der gemeinsamen Druckleitung erfasst und das Erfassungssignal auf die Steuereinrichtung 12 gibt. Wenn der Kraftstoff aus den Einspritzdüsen 1 eingespritzt ist, ist der Kraftstoff in der gemeinsamen Druckleitung 2 verbraucht, was den Druck in der gemeinsamen Druckleitung reduziert. Die Steuereinrichtung 12 steuert das Strömungssteuerventil 10 so, dass es die Menge des von der Kraftstoffpumpe 8 zu der gemeinsamen Druckleitung 2 gelieferten Kraftstoffs reguliert, um den Kraftstoffdruck in der gemeinsamen Druckleitung 2 auf einem voreingestellten Druck zu halten.
Ein Beispiel der bekannten Einspritzsteuervorrichtung für Verbrennungskraftmaschinen oder -motoren ist in der Japanischen Patent-Offenlegungsschrift Nr. 50649/1988 beschrieben. Diese Einspritzsteuervorrichtung für Verbrennungsmotoren enthält eine gemeinsame Druckleitung mit einem bestimmten Volumen, eine Kraftstoffzuführpumpe zur Abgabe von Kraftstoff an die gemeinsame Druckleitung durch die Kraftstoffzuleitung, Kraftstoffeinspritzventile zum Einspritzen von der gemeinsamen Druckleitung zugeführtem Kraftstoff in die Verbrennungskammern, ein Strömungsregelventil zum Regeln der Menge des vom Kraftstofftank zur Kraftstoffzuführpumpe strömenden Kraftstoffs, eine Druckerfassungseinrichtung zum Erfassen des Drucks in der gemeinsamen Druckleitung, eine Betriebszustands-Erfassungseinrichtung zum Erfassen des Betriebszustandes des Verbrennungsmotors, eine Druckeinstelleinrichtung zum Einstellen eines Solldrucks der gemeinsamen Druckleitung aufgrund des Ergebnisses der Erfassung durch die Betriebszustands-Erfassungseinrichtung, und eine Drucksteuereinrichtung zum Steuern des Strömungsregelventils entsprechend dem Ergebnis der Erfassung durch die Druckerfassungseinrichtung und auch zum Steuern des Drucks in der gemeinsamen Druckleitung auf den Solldruck.
Mit der Einspritzsteuervorrichtung für Verbrennungsmotoren, die in der genannten amtlichen Druckschrift beschrieben ist, ist ein Strömungssteuerventil zum Steuern der Kraftstoffströmung vom Kraftstofftank auf der Ansaugseite der Kraftstoffzuführpumpe eingebaut, welches einen Hochdruckkraftstoff dem Kraftstoffeinspritzventil durch die Kraftstoffzuführleitung einschließlich der gemeinsamen Drucklei tung zuführt. Das Strömungssteuerventil wird durch die Drucksteuereinrichtung gesteuert, um die Abweichung zwischen dem Sollkraftstoffdruck in der Kraftstoffzuführleitung, welcher entsprechend dem Ergebnis der Erfassung durch die Motorbetriebsbedingungs-Erfassungseinrichtung eingestellt wird, und dem tatsächlichen Kraftstoffdruck in der Kraftstoffzuführleitung auszuschalten. Die vom Strömungssteuerventil durchgeführte Steuerung der Kraftstoffströmung wird ausgeführt, indem der Querschnitt der Kraftstoffleitung verändert oder der Sollwert gesteuert wird, die Ventilöffnungszeit zu ändern. Wenn der Istkraftstoffdruck in der Kraftstoffzuführleitung sich als höher erweist als der Sollkraftstoffdruck um mehr als einen vorbestimmten Schwellenwert, führt das Strömungssteuerventil eine Steuerung durch, um die Kraftstoffströmung zur Kraftstoffzuführpumpe zu reduzieren. Dies reduziert wiederum die Kraftstoffströmung, die von der Kraftstoffzuführpumpe zur gemeinsamen Druckleitung abgegeben wird, was zu einer sofortigen Reduktion des Kraftstoffdrucks in der Drucksammelkammer führt .
Die Kraftstoffzuführpumpe, die bei der obigen Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung verwendet wird, hat eine feststehende Welle, die in einem Pumpengehäuse fest gelagert ist, einen Rotor, der sich um die feststehende Welle dreht, und einen Ring, der am Pumpengehäuse durch ein Lager drehbar gelagert ist. Der Rotor hat viele radiale Kolben, die radial in demselben angeordnet sind, und Schuhe, die zwischen jeden radialen Kolben und den Ring eingesetzt sind und sich mit den radialen Kolben drehen. Die feststehende Welle ist mit einer Ansaugöffnung gebildet, die mit dem Strömungsregelventil in Verbindung steht, und einer Auslassöffnung, die mit der gemeinsamen Druckleitung in Verbindung steht. Wenn sich der Rotor dreht, werden die Zylinderkammern, in denen sich jeder radiale Kolben hin und her bewegt, abwechselnd in Verbindung mit der Ansaugöffnung und der Auslassöffnung gebracht. Die abwechselnde Verbindung wird mit radialem Verschieben der radialen Kolben nach außen oder innen synchronisiert, was den Kraftstoff veranlasst, aus der Auslassöffnung ausgestoßen zu werden.
Wie der Druck in der gemeinsamen Druckleitung sich ändert, ist durch den Druck P der gemeinsamen Druckleitung in der Graphik der 1 dargestellt. Die Graphik der 1 stellt einen Vierzylindermotor mit einer Eins-zu-Eins-Entsprechung zu jeder Pumpenkammer und der Einspritzdüse jedes Zylinders, in den Kraftstoff eingespritzt werden soll, dar. Der Zylinderbestimmungssensor erzeugt ein Zylinderbestimmungssignal (REF-Signal) bei einer Kurbelwinkelstellung von 120° vor dem oberen Totpunkt des Kolbens Nr.l (zuerst betätigter Kolben). Ein Vortotpunkt-Sensor erzeugt ein Vortotpunkt-(BTDC bzw. before-top-dead-center)-Signal bei einer Stellung des Kurbelwinkels von 60° vor dem oberen Totpunkt für jeden Kolben.
Unmittelbar bevor die Kolben ihre oberen Totpunkte nacheinander erreichen, wird ein Antriebsimpuls erzeugt, um ein Ein-Aus-Ventil anzutreiben, wie ein Nadelventil, das direkt die Kraftstoffeinspritzung aus der Einspritzdüse entsprechend dem interessierenden Zylinder steuert. Ein Antriebsimpuls Ip1, der auf die Einspritzdüse Nr.1 (zuerst betätigte Einspritzdüse) entsprechend dem Zylinder Nr.l (zuerst betätigter Zylinder) gegeben wird, betätigt die zuerst betätigte Einspritzdüse. Wenn die zuerst betätigte Einspritzdüse Kraftstoff einspritzt, sinkt der Druck in der gemeinsamen Druckleitung ab, wie bei Pd1 gezeigt. Wenn die Kraftstoffeinspritzung aus der zuerst betätigten Einspritzdüse beendet ist, leitet jedoch der Kolben Nr.2 (als zweiter betätigter Kolben) der Kraftstoffpumpe, die bereits den Zuleitungsvorgang begonnen hat, den Kraftstoff von der Pumpenkammer Nr.2 (als zweite betätigte Pumpenkammer) zu und so nimmt der Druck in der gemeinsamen Druckleitung wieder zu, wie bei Pf(1) gezeigt. Als Nächstes wird ein Antriebsimpuls Ip2 auf die Einspritzdüse Nr.2 (als zweite betätigte Einspritzdüse) gegeben, um Kraftstoff einzuspritzen, der Druck in der gemeinsamen Druckleitung fällt wiederum, wie bei Pd2 gezeigt. Da aber der Kraftstoff von der Pumpenkammer Nr.3 (als dritte betätigte Pumpenkammer) abgegeben wird, nimmt der Druck in der gemeinsamen Druckleitung wieder zu, wie bei Pf(2) gezeigt. Auf diese Weise wiederholt der Druck in der gemeinsamen Druckleitung den Vorgang des Abfallens infolge des nacheinander durch die Einspritzdüsen durchgeführten Kraftstoffeinspritzens (wie bei Pd1, Pd2, Pd3, Pd4 gezeigt) und dann das Wiederansteigen durch die Kraftstoffzuleitung von den Pumpenkammern zur Kraftstoffpumpe (wie bei Pf(1), Pf(2), Pf(3), Pf(4) gezeigt).
Bei der Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit gemeinsamer Druckleitung, welche die Kraftstoffströmung aus der Pumpe mittels eines Pumpeneinlass-Strömungssteuerventils steuert und welche eine Anzahl von Pumpenkammern verwendet, die nacheinander bei jeder Kraftstoffeinspritzung aus den Einspritzdüsen betätigt werden, werden Druckänderungen synchron mit der Pumpendrehungsperiode durch Änderungen hervorgerufen, die für die einzelnen Pumpenkammern individuell sind, wie Abmessungsunterschiede und Unterschiede in der Betätigungszeit. Die Abmessungsunterschiede umfassen solche der Kolben und Zylinder, der Schlitze und anderer Teile der Strömungssteuerventile sowie der Kraftstoffleitungen und Rückschlagventile entsprechend den einzelnen Pumpenkammern der Kraftstoffpumpe. Das heißt, wie im Druck P der gemeinsamen Druckleitung in der Graphik der l gezeigt, der Druck der gemeinsamen Druckleitung, der durch den Kraftstoff wiedergewonnen wird, der durch die nacheinander betätigten Pumpenkammern abgegeben wird, ist nicht bei jeder Wiederherstellung konstant, sondern ändert sich von einer Wiederherstellung zur nächsten und ändert sich synchron mit der Periode der Pumpendrehung. Die gleiche Erscheinung tritt auch auf, wenn das Strömungssteuerventil an der Ausgabeseite der Kraftstoffpumpe eingebaut wird. Die in der obigen amtlichen Druckschrift beschriebene Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung berücksichtigt jedoch nicht die Änderungen zwischen den Zylindern der Kraftstoffzuführpumpe und die daraus sich ergebenden Druckänderungen in der gemeinsamen Druckleitung.
Wenn Änderungen in der Menge des abgegebenen Kraftstoffs auftreten, unterscheidet sich der Druck, bei dem der Kraftstoff beginnt, eingespritzt zu werden, unter den Zylindern vom Zieleinspritzdruck, auch wenn der Motor im stationären Zustand läuft. Wenn der Druck der gemeinsamen Druckleitung, der durch den Kraftstoff wiedergewonnen wird, der aus der Kraftstoffpumpe mit einer Anzahl von Pumpenkammern abgegeben wird, sich von einer Wiederherstellung zur nächsten ändert, ändert sich die Motorleistung insbesondere leicht, wenn die Motordrehzahl niedrig ist, was Motorschwingungen und -lärm verursacht und zu erhöhten Abgasemissionen führt. Diese Neigung ist insbesondere wesentlich, wenn der Motor im Leerlauf läuft. Um daher Änderungen in der Menge des von den Einspritzdüsen eingespritzten Kraftstoffs zu reduzieren und die Drehung der Motorabtriebswelle während des Leerlaufs zu stabilisieren und dadurch Motorschwingungen und -geräusch zu vermindern und eine Verschlechterung der Abgasemissionen zu verhindern, besteht das Bedürfnis, die Kraftstoffmengen gleich zu machen, die nacheinander aus den einzelnen Pumpen kammern der Kraftstoffpumpe ausgegeben werden, um Änderungen im Wiederherstellungsdruck der gemeinsamen Druckleitung nach jeder Kraftstoffeinspritzung zu reduzieren.
Das Ziel der Erfindung ist die Lösung der obigen Probleme und die Schaffung einer Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung für Motoren (Kraftmaschinen), welche aufgrund der Tatsache, dass in einem Kraftstoffeinspritzsystem mit gemeinsamer Druckleitung Änderungen des Drucks der gemeinsamen Druckleitung, der nach dem von der Kraftstoffeinspritzung verursachten Druckabfall folgt, eine Beziehung zu Änderungen der Kraftstoffmengen haben, die von jedem Kolben abgegeben wird, den Betrieb des Strömungssteuerventils zu einem Zeitpunkt korrigiert, in dem der entsprechende Kolben sich im Ansaughub entsprechend der Abweichung des wiederhergestellten Drucks in der gemeinsamen Druckleitung befindet, um den Druck in der gemeinsamen Druckleitung auszugleichen.
Die Erfindung betrifft eine Einspritzsteuervorrichtung für Verbrennungskraftmaschinen, welche aufweist: eine gemeinsame Druckleitung zur Speicherung des von einer Kraftstoffpumpe abgegebenen Kraftstoffs; Injektoren zum Einspritzen von Kraftstoff, der aus der gemeinsamen Druckleitung in Verbrennungskammern geliefert wird; einen Drucksensor zum Erfassen eines Drucks der gemeinsamen Druckleitung; und eine Steuereinrichtung zur Steuerung der Kraftstoffmenge, die von der Kraftstoffpumpe entsprechend dem von dem Drucksensor erfassten Druck der gemeinsamen Druckleitung abgegeben wird; bei welcher die Kraftstoffpumpe Pumpenkammern aufweist, die nacheinander aktiviert werden, um Kraftstoff jedesmal abzugeben, wenn die Injektoren Kraftstoff eingespritzt haben; und bei welcher aufgrund der Differenz zwischen den Wiederherstellungsdrücken der gemeinsamen Druckleitung, die durch den Kraftstoff erzeugt werden, welcher von zwei nacheinander betätigten Pumpenkammern der Kraftstoffpumpe geliefert wird, die Steuereinrichtung die Kraftstoffmenge steuert, die von der an zweiter Stelle betätigten der beiden Pumpenkammern geliefert wird, um Veränderungen des Drucks in der gemeinsamen Druckleitung minimal zu machen.
Da diese Kraftstoffeinspritz-Steuereorrichtung in der beschriebenen Art aufgebaut ist, hat, wenn die Drücke in der gemeinsamen Druckleitung, die durch den Kraftstoff wiedergewonnen werden, der von den nacheinander betätigten zwei Pumpenkammern der Kraftstoffpumpe abgegeben wird, sich voneinander unterscheiden, diese Druckdifferenz eine Beziehung zu den Kraftstoffmengen, die von den zwei nacheinander betätigten Pumpenkammern abgegeben werden. Die den Pumpenkammern aufgrund der Druckdifferenz zuzuführenden Kraftstoffmengen werden daher gesteuert, um die Kraftstoffmengen gleich zu machen, die von diesen Pumpenkammern abgegeben werden, und dadurch die Änderungen im Druck der gemeinsamen Druckleitung zu reduzieren. Dies stabilisiert wiederum die Kraftstoffmengen, die von den Einspritzdüsen eingespritzt werden, welche Kraftstoff aus der gemeinsamen Druckleitung aufnehmen, was insbesondere zur Stabilisierung der Drehung der Motorabtriebswelle im Leerlauf führt, wodurch die Motorschwingungen und dessen Geräusch reduziert und eine Verschlechterung der Abgasemissionen verhindert wird.
Die Steuerung der von der Kraftstoffpumpe abgegebenen Kraftstoffmenge erfolgt dadurch, dass ein Strömungssteuerventil an der Einströmseite der Kraftstoffpumpe so gesteuert wird, dass es die zu den Pumpenkammern gelieferte Kraftstoffmenge steuert. Durch Änderung der jeder Pumpenkammer der Kraftstoffpumpe zugeführten Kraftstoffmenge, z. B. durch Steuerung der Öffnung des Strömungssteuerventils, ändert sich die Kraftstoffmenge, die von der entsprechenden Pumpenkammer abgegeben wird.
Eine Betriebszustand-Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines Betriebszustandes der Verbrennungskammer ist vorgesehen und die Steuereinrichtung bestimmt einen Solldruck der gemeinsamen Druckleitung aufgrund des Betriebszustandes der Verbrennungskraftmaschine, der von der Betriebszustand-Erfassungseinrichtung erfasst wurde, und das Strömungssteuerventil so steuert, dass der Druck der gemeinsamen Druckleitung mit dem Solldruck in Übereinstimmung gebracht wird. Im Allgemeinen wird der Solldruck der gemeinsamen Druckleitung entsprechend dem Betriebszustand des Motors bestimmt, d. h. ob der Motor sich in einem stationären Zustand, wie Beschleunigung oder Verlangsamung, befindet, oder entsprechend der Größe der Belastung, und das Strömungssteuerventil wird so gesteuert, dass der Druck in der gemeinsamen Druckleitung sich dem Zieldruck anpasst.
Ferner erfolgt die Steuerung der von der Kraftstoffpumpe aufgrund der Differenz zwischen den Wiederherstellungsdrücken der gemeinsamen Druckleitung abgegebenen Kraftstoffmenge, wenn der von der Betriebszustand-Erfassungseinrichtung erfasste Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine Leerlauf anzeigt und der Solldruck der gemeinsamen Druckleitung gleich einem vorbestimmten Schwellenwert oder kleiner als dieser ist. Wie oben beschrieben, sind die Wirkungen der Druckänderungen in der gemeinsamen Druckleitung auf die Motordrehzahländerungen am stärksten während des Leerlaufs. Infolge der Durchführung der Druckausgleichssteuerung der gemeinsamen Druckleitung aufgrund der Differenz zwischen den aufeinanderfolgenden Wiederherstellungsdrücken in der gemeinsamen Druck- leitung wenigstens, wenn der Motor im Leerlauf läuft und sich in einem stabilen Zustand befindet, in welchem sich der Solldruck der gemeinsamen Druckleitung nicht über den vorbestimmten Schwellenbereich hinaus ändert, können die Schwingungen, das Geräusch und die Abgasemissionen wirksam verbessert werden.
Eine Ausführungsform der Erfindung wird nunmehr lediglich beispielhaft mit Bezugnahme auf die Figuren beschrieben. Es zeigt:
1 eine Graphik, welche die Antriebsimpulse für die Einspritzdüsen, den Druck der gemeinsamen Druckleitung, den Hub jedes Kolbens der Kraftstoffpumpe und den Betrieb des Kraftstoffsteuerventils der Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung gemäß der Erfindung zeigt, wobei alle diese auf das Motorzylinder-Bestimmungssignal und das BTDC-Signal bezogen sind;
2 ein Ablaufdiagramm, welches das hauptsächliche Verfahren zeigt, das von der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung durchgeführt wird;
3 ein Ablaufdiagramm eines unterbrochenen Verfahrens in der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung, der von dem Zylinderbestimmungssignal erzeugt wird;
4 ein Ablaufdiagramm, welches einen Unterbrechungsvorgang in der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung zeigt, der vom BTDC-Signal erzeugt wird;
5 ein Ablaufdiagramm, welches die Einzelheiten eines in 4 gezeigten Kraftstoffabgabe-Ausgleichskorrekturverfahrens darstellt;
6 ein Ablaufdiagramm, welches die Einzelheiten eines in 4 dargestellten Verfahrens zum Berechnen eines Kraftstoffabgabe-Ausgleichskorrekturbetrages ΔU darstellt;
7 ein Ablaufdiagramm, welches die Einzelheiten eines Steuerverfahrens des Drucks in der gemeinsamen Druckleitung darstellt;
8 ein Konzeptdiagramm zur Steuerung der Kraftstoffströmung, die von der Kraftstoffpumpe in der erfindungsgemäßen Einspritzsteuervorrichtung abgegeben wird;
9 einen vertikalen Schnitt längs der Linie A-A in 10, betrachtet in Richtung des Pfeils, der auf die erfindungsgemäße Einspritzsteuervorrichtung angewendeten Kraftstoffpumpe;
10 einen Querschnitt der Kraftstoffpumpe längs der Linie B-B der 9; und
11 eine schematische Darstellung eines Einspritzsystems mit gemeinsamer Druckleitung.
Eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einspritzsteuervorrichtung wird mit Bezugnahme auf die Figuren beschrieben.
Das System, das die erfindungsgemäße Steuervorrichtung anwendet, kann das in 11 gezeigte Einspritzsystem mit ge meinsamer Druckleitung verwenden. So werden die Bestandteile, die gleich mit den in ll verwendeten sind, mit gleichen Bezugszeichen versehen und ihre wiederholten Erläuterungen werden weggelassen.
Anhand der 9 und 10 wird eine Kraftstoffpumpe mit veränderlicher Verdrängung erläutert. Die Kraftstoffpumpe hat eine Antriebswelle 16, die durch Lager 17 in ihrem Pumpenkörper 15 drehbar gelagert ist, so dass die Antriebswelle 16 vom Motor mit seiner auf die Hälfte von derjenigen des Motors reduzierten Drehzahl angetrieben werden kann. Auf der Antriebswelle 16 sind in axialem Abstand zwei Nocken 18,19 angebracht, deren kreisförmige Umrisse bezüglich der Antriebswelle 16 versetzt sind. Die Nocken 18,19 weisen Nockenplatten 20 auf, die auf der Antriebswelle 16 angebracht sind, Ringe 21, die um die Nockenplatten 20 angeordnet sind, und Nadellager 22, die in die Ringräume zwischen den Nockenplatten 20 und den Ringen 21 eingesetzt sind. So sind die Ringe 21 rings um die Nockenplatten 20 durch die Nadellager 22 drehbar.
Für jeden der Nocken 18,19 sind zwei gleiche Pumpenmechanismen einander gegenüber auf beiden Seiten der Antriebswelle 16 angeordnet. Das heißt, insgesamt sind vier Pumpenmechanismen eingebaut. Nachfolgend wird einer der Pumpenmechanismen erläutert, bei dem ein Bezugszeichen (a) seinen Bezugszahlen hinzugefügt ist, und die Beschreibung dieses Pumpenmechanismus gilt auch für die anderen Pumpenmechanismen (b, c, d), wenn nicht anders besonders angegeben. Jeder Pumpenmechanismus hat seinen Zylinderblock 23a an einer der entgegengesetzten Stellen angeordnet, wobei die Antriebswelle 16 zwischen denselben angeordnet ist. Der Zylinderblock 23a ist mit einer Zylinderbohrung 24a versehen, die sich radial nach außen erstreckt. Die Zylinderbohrung 24a und ein Kolben 25a, der in der Zylinderbohrung 24a gleitet, bilden eine Pumpenkammer 26a. So ist die Kraftstoffpumpe 8 eine Pumpe mit hin und her gehendem Kolben und weist vier Sätze von Zylinder und Kolben auf.
Die Einrichtung, welche die von der Kraftstoffpumpe 8 abgegebene Kraftstoffmenge ändert, ist ein Kraftstoffsteuerventil 10, welches die der Kraftstoffpumpe 8 zugeführte Kraftstoffströmung steuert. Das Kraftstoffsteuerventil 10 weist eine Ventilscheibe 27 mit Öffnungseinstellung und einen Motor 28 auf. Der Motor 28 ist über ein Verbindungsstück 29 mit der Steuereinrichtung (elektronische Steuereinheit ECU) 12 verbunden und empfängt ein Steuersignal von der Steuereinrichtung 12, um die Ventilscheibe 27 zu drehen und dadurch die von der Kraftstoffpumpe 8 abgegebene Kraftstoffmenge zu steuern. Die Ventilscheibe 27 hat zwei konzentrische zylindrische Körper 30,31, wobei der innere zylindrische Körper 30 an der Abtriebswelle des Motors 28 und der äußere zylindrische Körper 31 am Pumpenkörper 15 befestigt ist.
Der äußere zylindrische Körper 31 ist mit einem Loch 33a versehen, das mit der entsprechenden Pumpenkammer 26a durch eine Einlassleitung 32a verbunden ist, die im Pumpenkörper 15 und im Zylinderblock 23a ausgebildet ist. Der innere zylindrische Körper 30 ist mit einem Schlitz 34a an einer Stelle versehen, welche dem Loch 33a des äußeren zylindrischen Körpers 31 entspricht. Ein Kraftstoffeinlass 35 im Pumpenkörper 15 steht in Verbindung mit einem Kraftstoffzuführloch 36 im äußeren zylindrischen Körper 31 und mit einem Kraftstoffzuführloch 37 im inneren zylindrischen Körper 30. Der Kraftstoff, der unter einem niedrigen Druck steht und vom Kraftstoffeinlass 35 in den Pumpenkörper 15 durch die Zuführpumpe 6 geleitet wird, strömt in den inneren zylindrischen Körper 30 durch das Kraftstoffzuführloch 36 des äußeren zylindrischen Körpers 31 und das Kraftstoffzuführloch 37 des inneren zylindrischen Körpers 30.
Die Drehung der Abtriebswelle des Motors 28 steuert den Drehwinkel des inneren zylindrischen Körpers 30 bezüglich des äußeren zylindrischen Körpers 31. Der Kraftstoff, der in den inneren zylindrischen Körper 30 eingetreten ist, wird durch den Öffnungsbereich des Schlitzes 34a des inneren zylindrischen Körpers 30, gesehen vom Loch 33a des äußeren zylindrischen Körpers 31, bemessen und wird durch die Einströmleitung 32a der entsprechenden Pumpenkammer 26a zugeführt.
Der Kolben 25a hat eine Gleitkontaktplatte 38a an einem radial inneren Ende, und eine Schraubenfeder 39 zwischen der Gleitkontaktplatte 38a und dem Zylinderblock 23a drückt der Kolben 25a ständig radial nach innen. Daher folgt die Gleitkontaktplatte 38a der äußeren Umfangsfläche 21a des Rings 21 des entsprechenden Nockens 18,19. Im Zylinderblock 23a ist ein Rückschlagventil 40a an der Einlassseite der Pumpenkammer 26a, d. h. in der Einlassleitung 32a, eingebaut, und ein weiteres Rückschlagventil 41a ist ebenfalls an der Auslassseite der Pumpenkammer 26a vorgesehen, um den Kraftstoff nur auf eine Strömung in der Richtung von der Einströmleitung 32a zur Ausströmleitung 42a einzuschränken. Die Auslassseite der Pumpenkammer 26a steht durch die Ruslassleitung 42a mit einem Auslasskanal 43 in Verbindung, der mit der gemeinsamen Druckleitung 2 verbunden ist. Das Rückschlagventil 40a hat eine Dämpfungseinrichtung 44, in welcher eine Trennwand 48, die eine erste Kammer 45, in die ein Druck von der Einlassleitung 32a eingeleitet wird, und eine zweite Kammer 46 trennt, welche eine Feder 47 enthält, mit einer Öffnung 49 gebildet ist, um unerwünschte Schwingungen des Rückschlagventils 40a zu dämpfen.
Die Umrisse der Nocken 18,19 sind so bestimmt, dass die vier Pumpenmechanismen nacheinander den Ansaug- und Auslassvorgang um 90° versetzt durchführen. In jedem Pumpenmechanismus sinkt, wenn sich der Kolben 25a radial nach innen infolge der Betätigung des Nockens 18 bewegt, der Druck in der Pumpenkammer 26a, und wenn die Kraftstoffdruckdifferenz zwischen der Einlassleitung 32a und der Pumpenkammer 26a größer wird als die Kraft der Feder 47 des Rückschlagventils 40a, öffnet sich das Rückschlagventil 40a und lässt Kraftstoff in die Pumpenkammer 26a ein. Wenn als Nächstes der Nocken 18 den Kolben 25a radial nach außen verschiebt, steigt der Kraftstoffdruck in der Pumpenkammer 26a und wirkt so, dass er das Rückschlagventil 40a schließt. Wenn die Druckdifferenz zwischen der Auslassleitung 42a und der Pumpenkammer 26a größer wird als die Kraft der Feder 50 des Rückschlagventils 41a auf der Auslassseite, öffnet sich das Rückschlagventil 41a und ermöglicht eine Abgabe des Kraftstoffs vom Auslasskanal 43 zur gemeinsamen Druckleitung 2. Wenn beispielsweise die Kraftstoffabgabe von der Pumpenkammer 26a so eingestellt wird, dass sie dem Wiederherstellungsdruck Pf(1) der gemeinsamen Druckleitung 2 entspricht, dann entsprechen die Kraftstoffabgaben von den Pumpenkammern 26c, 26b, 26d den Wiederherstellungsdrücken Pf(2), Pf(3), Pf(4) der gemeinsamen Druckleitung.
Bei der Kraftstoffpumpe 8 dieser Art, wie oben erläutert wurde, ändert sich, da der von jeder Pumpenkammer 26a abgegebene Kraftstoff durch den Schlitz 34a, die Einlassleitung 32a, das Rückschlagventil 40a, das Rückschlagventil 41a, die Pumpenkammer 26a und den Kolben 25a strömt, die Menge des zwischen den verschiedenen Pumpenkammern ausgegebenen Kraftstoffs, beeinflusst von der Herstellung und den Einbauunterschieden dieser Komponenten. Das Verhältnis dieser Änderung zur Menge des abgegebenen Kraftstoffs erhöht sich, wenn die Menge des abgegebenen Kraftstoffs sinkt.
Wie oben erläutert, hat der BTDC-Sensor in 1 hat der Motordrehzahlsensor und der Zylinderbestimmungssensor die Aufgabe, die Einspritzzeitsteuerung und die Pumpenabgabezeitsteuerung zu erfassen. Der Zylindererfassungssensor gibt ein Signal 120° vor dem oberen Totpunkt des zuerst betätigten Zylinders ab. Das heißt, im Fall eines Vierzylindermotors wird ein Zylindererfassungssignal REF einmal für jeden Kurbelwinkel von 720° abgegeben. Der BTDC-Sensor gibt ein Signal 60° vor dem oberen Totpunkt für jeden Zylinder ab. Das heißt, im Fall eines Vierzylindermotors wird ein BTDC-Signal einmal für je 180° Kurbelwinkel abgegeben.
Als Nächstes wird mit Bezugnahme auf 2 der Kraftstoffeinspritzsteuervorgang erläutert, der von der CPU vorgenommen wird. Die in 2 gezeigte Hauptsteuerung führt die Auslösung der CPU der Steuereinrichtung 12 durch (Schritt SO), die Sensorsignalverarbeitung des Zylinderbestimmungssignals und des BTDC-Signals (Schritt S1), die Berechnung der einzuspritzenden Kraftstoffmenge (Schritt S2), die Berechnung der Kraftstoffeinspritzzeitsteuerung (Schritt S3), und die Berechnung des Solldrucks Pf₀ (Schritt S4). Der Solldruck Pf₀ der gemeinsamen Druckleitung, d. h. der Kraftstoffeinspritz-Solldruck, wird aus der einzuspritzenden Kraftstoffmenge und aus der Motordrehzahl berechnet, welche beide gemäß dem Motorbetriebszustand durch Verwendung einer voreingestellten Einspritzdruck-Charakteristiktabelle bestimmt werden.
3 ist ein Ablaufdiagramm, welches einen Unterbrechungsvorgang darstellt, welcher vom Zyli0nderbestimmungssignal erzeugt wird. Wie in 3 gezeigt, wird in der Signalverarbeitung bei S1 eine REF-Signalunterbrechung synchron mit dem Zylinderbestimmungs(REF)-Signal aktiviert, um einen Zylinderbestimmungszähler CNT (btdc) zurückzusetzen (Schritt S5). Der Zylinderbestimmungszähler CNT (btdc) wird entsprechend jedem Zylinder von 0 bis 3 gezählt. Jedes Mal, wenn der Einspritzzyklus für alle Zylinder beendet ist, wird der Zylinderbestimmungszähler CNT (btdc) zurückgesetzt.
Eine BTDC-Signalunterbrechung wird synchron mit dem BTDC-Signal aktiviert. Die BTDC-Signalunterbrechung führt das folgende Verfahren gemäß dem Ablaufdiagramm der 4 durch.

(1) Die Motordrehzahl wird berechnet (Schritt S10).
(2) Entsprechend dem Wert (0–3) des Zylinderbestimmungszählers CNT (btdc) im Unterbrechungszeitpunkt wird der Zylinder bestimmt, in dem als nächsten eingespritzt werden soll (Schritt S11, S14, S17, S20); das Einspritzen wird durchgeführt, d. h. die Haupteinspritz-Impulsbreite wird berechnet (Schritt S13, S16, S19, S23); und der Haupteinspritzzähler wird mit der Einspritzzeit und der Impulsbreite eingestellt. Gleichzeitig wird die Kraftstoffausgabe-Ausgleichskorrektur durchgeführt (Schritt S12, S15, S18, S21) und, wenn der Wert des Zylinderbestimmungszählers CNT (btdc) 3 ist, wird die Kraftstoffausgabe-Ausgleichskorrektur ΔU berechnet (Schritt S22). Schließlich wird der Zylinderbestimmungszähler CNT (btdc) aktualisiert (im Schritt S24, d. h. er wird im Schritt S5 zurückgesetzt). Die Werte (0–3) des Zylinderbe stimmungszählers CNT (btdc) entsprechen den Zylindern, die jewells mit der als erste oder bis als vierte betätigten Einspritzdüse 1 versehen sind.

Die Kraftstoffabgabe-Ausgleichskorrektur im Schritt 512, S15, 518, S21 wird gemäß dem Ablaufdiagramm der 5 folgendermaßen durchgeführt:

(1) Es wird festgestellt, ob der Motor leerläuft oder nicht (Schritt S30). Wenn beispielsweise die Motordrehzahl sich als niedriger erweist als ein vorbestimmter Wert und das Niederdrücken des Gaspedals kleiner als ein vorbestimmter Wert, wird entschieden, dass der Motor leerläuft.
(2) Wenn der Schritt 30 bestimmt, dass der Motor leerläuft, wird geprüft, ob die Änderung im Solldruck Pf₀ der gemeinsamen Druckleitung größer ist als der Schwellenwert (d. h. der Motor sich nicht in einem stabilen Zustand, sondern in einem Übergangszustand befindet) (Schritt S31).
(3) Wenn der Schritt S31 bestimmt, dass die Änderung des Solldrucks Pf₀ der gemeinsamen Druckleitung kleiner ist als der Schwellenwert und dass der Motor sich in einem stabilen Zustand befindet, wird der Druck in der gemeinsamen Druckleitung, d. h. der Druck Pf(i) der gemeinsamen Druckleitung, eingelesen (Schritt S32), wobei i eine Einspritzfolgezahl 1 bis 4 bezeichnet, die jeder Einspritzung zugeordnet ist, nachdem der einzuspritzende Zylinder bestimmt ist. Die Kolben der Pumpe, welche Kraftstoff vor jeder Einspritzung abgibt, sind ebenfalls von 1 bis 4 nummeriert (1).
(4) Der Druck nach der Kraftstoffabgabe aus der Pumpe ist beinahe konstant bis zur nächsten Einspritzung. Die Druckabweichung ΔPf(i) zwischen dem Druck, der nach der Kraftstoffabgabe aus der Pumpe erfasst wird, und dem Druck, der als Ergebnis der vorigen BTDC-Signalunterbrechung erfasst wird, wird bestimmt (Schritt S33). Es wird angenommen, dass Pf(0) = Pf(4) (voriger Druck) ist. ΔPf(i) = Pf(i) – Pf(i-1)

Beispielsweise ist der Druck der gemeinsamen Druckleitung, welcher für die Betätigung der Einspritzdüse Nr.2 eingelesen wird, der Druck Pf(1) der gemeinsamen Druckleitung, nachdem der Kraftstoff durch den Kolben Nr.2 der Kraftstoffeinspritzpumpe abgegeben worden ist. Dann gewinnt die Kraftstoffabgabe durch den Kolben Nr.3 der Kraftstoffeinspritzpumpe wieder den Druck Pf(2) der gemeinsamen Druckleitung zurück. Die Druckabweichung ΔPf(2) zwischen Pf(2) und Pf(1) hat eine Beziehung zur Differenz zwischen den Kraftstoffabgabemengen des Kolbens Nr.2 und des Kolbens Nr.3.

(5) Als Nächstes wird die Kraftstoffabgabe-Ausgleichskorrektur an dem Pumpenkolben durchgeführt, der gerade Kraftstoff ansaugt. Es sei beispielsweise angenommen, dass Kraftstoff gerade in die Pumpenkammer Nr.3 angesaugt wird. Der so angesaugte Kraftstoff wird verwendet, den Druckabfall, der sich aus der Einspritzung der Einspritzdüse Nr.2 ergibt, im nächsten oder späteren Zyklus (genauer in dem Zyklus nach dem nächsten unter Berücksichtigung der für die Berechnung erforderlichen Zeit) wiederherzustellen. Der Kraftstoffabgabe-Ausgleichskorrekturbetrag ΔU(2), der unter Verwendung von ΔPf(i) durch den Schritt S44 in dem Ablaufdiagramm der 6 berechnet wurde, wird in ΔU eingeschrieben (Schritt S34). Wenn das BTDC-Signal und die Pumpenansaugung nicht in Phase sind, muss lediglich eine geeignete Verzögerung der Korrekturbetrag-Einschreibzeit gegeben werden.

Der Kraftstoffabgabe-Ausgleichskorrekturbetrag ΔU wird gemäß dem Ablaufdiagramm der 6 folgendermaßen berechnet:

(1) Es wird geprüft, ob der Motor sich im Leerlauf befindet (Schritt S40). Die Entscheidung wird in der gleichen Weise gefällt wie im Schritt 530.
(2) Wenn Schritt S40 entscheidet, dass der Motor im Leerlauf läuft, wird eine Prüfung durchgeführt, ob die Änderung im Solldruck Pf(0) der gemeinsamen Druckleitung größer . ist als der Schwellenwert (d. h. der Motor befindet sich nicht in einem stabilen Zustand, sondern in einem Übergangszustand) (Schritt S41) .
(3) Wenn der Schritt S31 entscheidet, dass die Änderung im Solldruck Pf₀ der gemeinsamen Druckleitung kleiner ist als der Schwellenwert und der Leerlaufzustand des Motors stabil ist, wird die Berechnung des Kraftstoffabgabe-Ausgleichskorrekturbetrages ΔU(i) für jeden Kolben (i : 1–4) einmal bei jeder Drehung der Pumpe durchgeführt. Die Druckabweichung ΔPf(i), die für jeden Pumpenzylinder durch die Kraftstoffabgabe-Ausgleichskorrekturroutine der 4 bestimmt wird, wird mit einer Verstärkung G multipliziert, die vorher durch Experimente erhalten wurde, und wird sodann zum Korrekturbetrag ΔU(i) addiert, der durch die vorhergehende Berechnung bestimmt wurde (Schritt S44). Das berechnete Ergebnis wird als gegenwärtig neuer Korrekturbetrag ΔU(i) verwendet, der durch die nachfolgende Gleichung gegeben ist (Schritt S42). ΔU(i) = ΔU(i) + ΔPf(i) × G
(4) Nachdem die Korrekturbeträge Δ(i) für i = 1–4 erhalten wurden, wird die Summe Usum der Korrekturbeträge ΔU(i) aus der nachfolgenden Gleichung berechnet (Schritt S43): Usum = ΔU(1) + ΔU(2) + ΔU(3) + ΔU(4)
(5) Usum/4 wird von jedem ΔU(i) subtrahiert und das Ergebnis wird wiederum verwendet, um ΔU(i) zu ersetzen (Schritt S44). ΔU(i) = ΔU(i) – Usum/4

Bei diesem Verfahren ist die Summe der neu ersetzten Korrekturbeträge Null, wodurch nur die Korrektur durchgeführt wird, welche die Druckänderung in der gemeinsamen Druckleitung aufhebt, was ermöglicht, die Neigung in der gemeinsamen Druckleitung daran zu hindern, einen Druckwechsel zu erzeugen.
Die Drucksteuerung in der gemeinsamen Druckleitung wird gemäß dem Ablaufdiagramm der Figur 7 folgendermaßen durchgeführt. Das bedeutet, dass das folgende Verfahren durch eine Unterbrechung durchgeführt wird, die immer nach einer ms durch einen in die CPU eingebauten Zeitgeber getriggert wird.

(1) Der analago-digital-gewandelte Wert des Drucks in der gemeinsamen Druckleitung, der durch den in der gemeinsamen Druckleitung vorgesehenen Drucksensor erfasst wird, wird eingelesen (Schritt S50).
(2) Der eingelesene Wert des Schritts S50 wird in den Druck Pf der gemeinsamen Druckleitung umgewandelt (Schritt S51) .
(3) Der Solldruck Pf₀ der gemeinsamen Druckleitung wird eingelesen (Schritt S52).
(4) Die Abweichung Pfe(k) zwischen dem Druck Pf in der gemeinsamen Druckleitung und dem Solldruck Pf₀ wird aus der folgenden Gleichung bestimmt (Schritt S53). Pfe (k) = Pf0(k) – Pf(k)
(5) Das Steuereingangssignal Upump des. Pumpenströmungs-Steuerventils wird aufgrund einer PID-Steuerung berechnet. Zuerst wird die Abweichung Pfe(k) (k : 1–4) aus der folgenden Gleichung integriert (Schritt S54). Es wird angenommen, dass SUMPfe(0) = 0 ist. SUMPfe(k) = SUMPfe(k–1) + Pfe(k)
(6) Eine Differenz in der Druckabweichung Pfe(k) der gemeinsamen Druckleitung zwischen dem augenblicklichen Zylinder und dem Zylinder, in welchen der Kraftstoff unmittelbar vorher eingespritzt wurde, wird bestimmt (Schritt S55). ΔPfe(k) = Pfe(k) – Pfe(k–1)
(7) Die PID-Steuerung für die Abweichung Pfe wird folgendermaßen durchgeführt. Das bedeutet, was die proportionale Steuerung betrifft, dass die Abweichung Pfe selbst mit einem proportionalen Steuerkoeffizienten Kp multipliziert wird. Was die integrale Steuerung betrifft, wird die Summe SUMPfe(k) der Abweichungen Pfe(k) mit einem integralen Steuerkoeffizienten Ki multipliziert. Was ferner die differentielle Steuerung betrifft, wird die Differenz zwischen den Abweichungen Pfe(k) mit einem differentiellen Steuerkoeffizienten Kd multipliziert. Diese werden alle summiert, um Upid(k) zu erhalten (Schritt S56). Das bedeutet,Upid(k) = Kp × Pfe(k) + Ki × SUMPfe(k) + Kd × ΔPfe(k)
(8) Upid(k) wird als Steuereingangssignal Upump(k) für das Stömungssteuerventil 10 genommen, das auf der Zuströmseite der Kraftstoffpumpe 8 vorgesehen ist (Schritt S57).
(9) Es wird geprüft, ob der Motor leerläuft (Schritt S58). Das Verfahren zur Entscheidung ist das gleiche wie in Schritt 530.
(10) Wenn sich zeigt, dass der Motor leerläuft in S58, wird geprüft, ob die Änderung im Solldruck Pf₀ der gemeinsamen Druckleitung größer ist als der Schwellenwert (d. h. der Motor läuft nicht stabil, sondern befindet sich in einem Übergangszustand) (Schritt S59). Wenn bestimmt wird, dass der Motor sich im Übergangszustand befindet, geht das Verfahren auf Schritt S62 über.
(11) Wenn im Schritt S59 entschieden wird, dass die Änderung im Solldruck Pf₀ der gemeinsamen Druckleitung kleiner ist als der Schwellenwert und der Motor stabil läuft, wird der Kraftstoffabgabe-Ausgleichskorrekturbetrag ΔU, der im Schritt S34 der 5 bestimmt wird, eingelesen (Schritt S60).
(12) Das Steuereingangssignal des Pumpenströmungs-Steuerventils Upump(k), das durch Schritt S57 bestimmt wird, ist der Kraftstoffabgabe-Ausgleichskorrektur unterworfen, wie durch die nachfolgende Gleichung ausgedrückt, und wird als korrigiertes Steuereingangssignal verwendet (Schritt S61). Upump (k) = Upump (k) + ΔU
(13) Der im Schritt S61 bestimmte Wert Upump(k) wird Ausgangssignal zum Strömungssteuerventil 10, was das Verfahren im Intervall von 1 ms beendet (Schritt S62).

Nunmehr wird das Öffnen des Strömungssteuerventils im Einzelnen erläutert. Wenn, beispielsweise der Druck in der gemeinsamen Druckleitung infolge einer Kraftstoffeinspritzung aus der als zweiter betätigten Einspritzdüse 1 abfällt, wie bei Pd2 in l gezeigt, liefert der als dritter betätigte Kolben im Auslasshub den Kraftstoff aus seiner Pumpenkammer in die gemeinsame Druckleitung 2, um den Druck in der gemeinsamen Druckleitung wieder herzustellen. Wenn in diesem Zeitpunkt der wiederhergestellte Druck Pf(2) der gemeinsamen Druckleitung 2 niedriger ist als der wiederhergestellte Druck Pf(1) der gemeinsamen Druckleitung, der unmittelbar auf die vorhergehende Einspritzung folgt, bedeutet dies, dass die von dem am dritten betätigten Kolben abgegebene Kraftstoffmenge zu klein ist. Nachdem die Kraftstoffeinspritzungen in dem als erster bis als vierter betätigten Zylinder beendet sind und die Druckabweichungen ΔPf(i) in der gemeinsamen Druckleitung nach jeder Einspritzung bestimmt worden sind, wird daher das Strömungssteuerventil 10 im nächsten Vierzylinder-Zyklus derart gesteuert, dass die Kraftstoffmenge vergrößert wird, welche in die Pumpenkammer geliefert wird, die dem als dritter betätigten Kolben entspricht, wenn der als dritter betätigte Kolben sich im Saughub befindet. Dieser Vorgang wird für jeden Zylinder nacheinander wiederholt, um unnötige Änderungen im Druck der gemeinsamen Druckleitung zu vermeiden, während der Motor im Leerlauf läuft.
Die Einspritzsteuervorrichtung für Motoren oder Kraftmaschinen gemäß der Erfindung, wie sie in 8 dargestellt ist, betätigt die Kraftstoffabgabe-Ausgleichskorrektur-Berechnungseinrichtung für die Kraftstoffpumpe aufgrund der Kraftstoffdruck-Erfassungseinrichtung, d. h. des Drucksensors 13 und der Pumpenansaug/Abgabezeit-Erfassungseinrichtung, d. h. des BTDC-Signals, um Abweichungen zwischen den Wiederherstellungsdrücken der gemeinsamen Druckleitung, die durch die Kraftstoffabgaben aus verschiedenen Pumpenkammern erzeugt werden, minimal zu machen. Gemäß dem Ergebnis der Berechnung der Korrekturmenge und dem Ergebnis der Erfassung durch die Kraftstoffdruckerfassungseinrichtung steuert die Einspritzsteuervorrichtung die Pumpenströmungs-Steuereinrichtung, d. h. die Öffnung des Strömungssteuerventils, das an der Zuströmseite der Kraftstoffpumpe vorgesehen ist, synchron mit dem Ansaugen jedes Pumpenzylinders.

Claims

Einspritzsteuervorrichtung für Verbrennungskraftmaschinen, welche aufweist: eine gemeinsame Druckleitung (2) zur Speicherung des von einer Kraftstoffpumpe (8) abgegebenen Kraftstoffs; Injektoren (1) zum Einspritzen von Kraftstoff, der aus der gemeinsamen Druckleitung (2) in Verbrennungskammern geliefert wird; Einen Drucksensor (13) zum Erfassen eines Drucks der gemeinsamen Druckleitung (2); und eine Steuereinrichtung (12) zur Steuerung der Kraftstoffmenge, die von der Kraftstoffpumpe (8) entsprechend dem von dem Drucksensor (13) erfassten Druck der gemeinsamen Druckleitung (2) abgegeben wird; bei welcher die Kraftstoffpumpe (8) Pumpenkammern (26a, 26b, 26c, 26d) aufweist, die nacheinander aktiviert werden, um Kraftstoff jedesmal abzugeben, wenn die Injektoren (1) Kraftstoff eingespritzt haben; ^a und bei welcher aufgrund der Differenz zwischen den Wiederherstellungsdrücken der gemeinsamen Druckleitung (2), die durch den Kraftstoff erzeugt werden, welcher von zwei nacheinander betätigten Pumpenkammern der Kraftstoffpumpe (8) geliefert wird, die Steuereinrichtung (12) die Kraftstoffmenge steuert, die von der an zweiter Stelle betätigten der beiden Pumpenkammern geliefert wird, um Veränderungen des Drucks in der gemeinsamen Druckleitung minimal zu machen.
Einspritzsteuervorrichtung für Verbrennungskraftmaschinen nach Anspruch 1, bei welcher die Steuerung der von der Kraftstoffpumpe (8) abgegebenen Kraftstoffmenge dadurch erfolgt, dass ein Strömungssteuerventil (10) an der Einströmseite der Kraftstoffpumpe (8) so gesteuert wird, dass es die zu den Pumpenkammern (26a, 26b, 26c, 26d) gelieferte Kraftstoffmenge steuert.
Einspritzsteuervorrichtung für Verbrennungskraftmaschinen nach Anspruch 1, bei welcher eine Betriebszustand-Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines Betriebszustandes der Verbrennungskraftmaschine vorgesehen ist, und die Steuereinrichtung (12) einen Solldruck (Pf₀) der gemeinsamen Druckleitung (2) aufgrund des Betriebszustandes der Verbrennungskraftmaschine bestimmt, der von der Betriebszustand-Erfassungseinrichtung erfasst wurde, und das Strömungssteuerventil (10) so steuert, dass der Druck der gemeinsamen Druckleitung (2) mit dem Solldruck (Pf₀) in Übereinstimmung gebracht wird.
Einspritzsteuervorrichtung für Verbrennungskraftmaschinen nach Anspruch 3, bei welcher die Steuerung der von der Kraftstoffpumpe (8) aufgrund der Differenz zwischen den Wiederherstellungsdrücken der gemeinsamen Druckleitung abgegebenen Kraftstoffmenge erfolgt, wenn der von der Betriebszustand-Erfassungseinrichtung erfasste Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine Leerlauf anzeigt und der Solldruck (Pf₀) der gemeinsamen Druckleitung (2) gleich einem vorbestimmten Schwellenwert oder kleiner als dieser ist.