DE10030364A1 - Kraftstoffeinspritzsystem - Google Patents

Abstract

Es ist ein Kraftstoffeinspritzsystem mit einer Kraftstoffeinspritzpumpe (20) bereitgestellt, die Kraftstoff von einer Förderpumpe (11) zur Erzeugung eines Hochdruckkraftstoffes unter Druck setzt. Die Kraftstoffeinspritzpumpe (20) fördert den Hochdruckkraftstoff zu einem Verbrennungsmotor (2). Ein Kraftstoffdosierventil (40) ist bereitgestellt, das ein Magnetventil (46) umfasst sowie einen Öffnungsbereich aufweist, der mit einer dem Magnetventil (46) zugeführten Stromgröße variiert. Das Kraftstoffdosierventil (40) steuert den Druck des von der Förderpumpe (11) geförderten Hochdruckkraftstoffes. Eine Steuerungseinrichtung ist zur Einschaltdauersteuerung der dem Magnetventil (46) des Kraftstoffdosierventils zugeführten Stromgröße bereitgestellt, so dass ein Sollzustand des von der Kraftstoffeinspritzpumpe (20) geförderten Kraftstoffes entsprechend einem Betriebszustand des Verbrennungsmotors (2) gesteuert wird. Die Steuerungseinrichtung weist eine Steuerungsfrequenzänderungseinrichtung auf, die eine Einschaltdauersteuerungsfrequenz entsprechend dem Betriebszustand des Verbrennungsmotors (2) ändert.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen ein Kraftstoffeinspritzsystem, und insbesondere ein Kraftstoffeinspritzsystem zur Steuerung (Regelung) der Kraftstoffförderung von einer Kraftstoffeinspritzpumpe, die Kraftstoff synchron zu einer Drehung eines Verbrennungsmotors fördert.

Bei herkömmlichen Kraftstoffeinspritzsystemen, wie beispielsweise in der Druckschrift JP-A-S59-65523 (US- Patent 4 492 534) offenbart ist, ist ein Kraftstoffdosierventil in einer Kraftstoffzufuhrleitung bereitgestellt. Die Kraftstoffzufuhrleitung befindet sich zwischen einer Kraftstoffförderpumpe zur Förderung von Kraftstoff aus einem Kraftstofftank und einer Kraftstoffeinspritzpumpe. Das Kraftstoffdosierventil wird zur Dosierung des Kraftstoffes gleichmäßig geöffnet und geschlossen. Die Zeitdauer, bei der das Ventil geöffnet und geschlossen ist, wird gesteuert, damit dadurch die in die Kraftstoffeinspritzpumpe geförderte Kraftstoffmenge dosiert wird.

In Betrieb steigt jedoch die geförderte Kraftstoffmenge relativ zu einer Änderung in der Ventilöffnungszeitsteuerung an, da das Kraftstoffdosierventil von einer vollkommen geschlossenen Position zu einer weit geöffneten Position oder umgekehrt betrieben wird. Folglich steigt bei einem herkömmlichen Kraftstoffeinspritzsystem die Kraftstoffmenge, die durch Änderung der Ventilöffnungszeitsteuerung des Kraftstoffdosierventils verändert wird, mit einer Änderung an. Folglich ist es nicht möglich, die in die Kraftstoffeinspritzpumpe geförderte Kraftstoffmenge präzise zu steuern.

Die Anmelderin hat folglich die Kraftstoffdosierventilsteuerung von der vorstehend beschriebenen zu einer Steuerung des Öffnungsbereiches des Ventils zur genauen Steuerung der in die Kraftstoffeinspritzpumpe geförderten Kraftstoffmenge (und folglich der Kraftstoffförderungsmenge von der Kraftstoffeinspritzpumpe) geändert (JP-A-H10-104714 bzw. JP-A-11-294244). In der hierbei vorgeschlagenen Vorrichtung wird ein Magnetventil zur Kraftstoffdosierung verwendet. Der Öffnungsbereich dieses Ventils variiert in Reaktion auf eine Änderung eines dem Elektromagneten zugeführten Stroms. Die Steuerung des Stroms ermöglicht hierdurch eine genaue Steuerung des Öffnungsbereiches des Kraftstoffdosierventils und der in die Kraftstoffeinspritzpumpe geförderten Kraftstoffmenge entsprechend den Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors.

Zur Steuerung dieses Stroms wird eine Einschaltdauersteuerung (PWM-Steuerung) verwendet. Hierbei wird das Energieversorgungszeitverhältnis des Elektromagneten (Tastverhältnis) pro Steuerungszyklus eingestellt. Der Strom wird dem Elektromagneten für eine spezifische Zeitdauer bei jedem voreingestellten Steuerungszyklus entsprechend dem Tastverhältnis zugeführt.

Es treten jedoch die nachstehend genannten Probleme (1) und (2) auf, falls eine Einschaltdauersteuerungsfrequenz zu niedrig eingestellt ist (falls der Steuerungszyklus zu lange eingestellt ist). Außerdem treten Probleme (3) und (4) auf, falls die Steuerungsfrequenz zu hoch eingestellt ist (falls der Steuerungszyklus zu kurz eingestellt ist).

• 1. Während einer Niedrigfrequenz-Steuerung (siehe Fig. 6A) mit einer niedrig eingestellten Einschaltdauersteuerungsfrequenz ist die Amplitude des dem Elektromagnet zugeführten Stroms (Elektromagnetstrom) größer als die für eine Hochfrequenz-Steuerung (siehe Fig. 6B). Folglich bewegt sich, wie es in Fig. 6C und 6D gezeigt ist, ein entsprechend dem Elektromagnetstrom versetzter Ventilkörper des Kraftstoffdosierventils im Vergleich zu der Hochfrequenz-Steuerung unbeständig. Das Ergebnis ist, dass die von der Kraftstoffeinspritzpumpe geförderte Kraftstoffmenge variiert. Folglich wird, falls die Einschaltdauersteuerungsfrequenz zu niedrig eingestellt ist, keine stabilisierte Kraftstoffmenge von der Kraftstoffeinspritzpumpe gefördert.
• 2. Ebenso wird ein Mittelwert des Elektromagnetstroms (Mittelwertstrom) zur Steuerung der Position des Kraftstoffdosierventilkörpers gesteuert, damit die Energieversorgungszeit des Elektromagneten (Tastverhältnis) pro Steuerungszyklus gesteuert wird. Das Tastverhältnis wird durch Berechnungen auf der Steuerungseinrichtungsseite geändert, die durch die Steuerung nach Abschluss eines Einschaltdauersteuerungszyklus und einem Übergang zu dem nächsten Steuerungszyklus verwendet werden. Folglich tritt eine Reaktionsverzögerung zwischen dem berechneten Tastverhältnis bei der Steuerungseinrichtungsseite und dem reflektierten Tastverhältnis des Elektromagnetstroms auf. Im Falle einer Niedrigfrequenz-Steuerung, wie es in Fig. 7A gezeigt ist, wird die Zeit pro Steuerungszyklus im Vergleich zu der bei der in Fig. 7B gezeigten Hochfrequenz-Steuerung lang. Dementsprechend wird auch die Reaktionsverzögerungszeit lang. Folglich ist, falls die Einschaltdauersteuerungsfrequenz zu niedrig eingestellt ist, eine verringerte Steuerungsreaktion die Folge. Folglich kann die von der Kraftstoffeinspritzpumpe geförderte Kraftstoffmenge nicht schnell entsprechend dem Betriebszustand des Verbrennungsmotors gesteuert werden.
• 3. Bei einer Hochfrequenz-Einschaltdauersteuerung wird alternativ dazu der Elektromagnetstrom durch Steuerung der Energieversorgungszeit des Elektromagneten (Tastverhältnis) pro Steuerungszyklus gesteuert. Wenn jedoch die Steuerungseinrichtung, wie beispielsweise ein Mikrocomputer, mit einer digitalen Schaltung ein Ansteuerungssignal (Ansteuerungsimpuls) für die Einschaltdauersteuerung ausgibt, hängt die minimale Ansteuerungsimpulsänderungsgröße von der Impulsausgangsauflösung der Steuerungseinrichtung ab. In diesem Fall wird die Tastverhältnisauflösung um so gröber, je höher die Einschaltdauersteuerungsfrequenz (gleichzusetzend mit einer kürzeren Steuerungsfrequenz) ist, was eine verschlechterte Steuerungsgenauigkeit zur Folge hat.
  Falls beispielsweise der Einschaltdauersteuerungszyklus auf 10 msek eingestellt ist, ist die Impulsausgangsauflösung der Steuerungseinrichtung 1 msek. Hierbei kann die Einschaltdauersteuerung des Elektromagnetstroms mit einer Auflösung von 10% ausgeführt werden. Zur Ausführung der Einschaltdauersteuerung des Elektromagnetstroms bei einem Steuerungszyklus von 5 msek mit der gleichen Steuerungseinrichtung wird jedoch die Einschaltdauersteuerungsauflösung 20%, was die Elektromagnetstromsteuerungsgenauigkeit verringert.
  Folglich wird, falls die Einschaltdauersteuerungsfrequenz zu hoch eingestellt ist, bei Verwendung eines Mikrocomputers (der im allgemeinen als Steuerungseinrichtung verwendet wird) bei dem Kraftstoffeinspritzsystem die Steuerungsgenauigkeit des Elektromagnetstroms (und folglich der von der Kraftstoffeinspritzpumpe geförderten Kraftstoffmenge) verringert.
• 4. Falls die Steuerungsfrequenz während der Einschaltdauersteuerung zu hoch eingestellt ist, ist eine Hysterese die Folge. Hierbei unterscheidet sich, wie es Fig. 8B gezeigt ist, ein Anstieg in der Ventilöffnung (Hub) relativ zu einer Tastverhältnis-(Einschaltdauer-) Änderung von einer Abnahme in der Ventilöffnung (Hub) relativ zu einer Tastverhältnis-(Einschaltdauer-) Änderung während des Schließens des Kraftstoffdosierventils. Folglich ist es nicht möglich, den Öffnungsbereich (und folglich die von der Kraftstoffeinspritzpumpe geförderte Kraftstoffmenge) während des Öffnens und Schließens des Kraftstoffdosierventils trotz Verwendung des gleichen Tastverhältnisses eindeutig zu steuern.

Zur genauen Steuerung des Elektromagnetstroms mit einer Einschaltdauersteuerung bei einer konstanten Steuerungsfrequenz muss die Einschaltdauersteuerung bei einer derart niedrigen Frequenz ausgeführt werden, dass keine Hysterese zwischen einer Ventilöffnung und einem Ventilschließen auftritt. Dementsprechend ist es erforderlich, die Einschaltdauersteuerungsfrequenz derart einzustellen, dass die Probleme (1) bis (4) nicht auftreten. Folglich wird die Einschaltdauersteuerungsfrequenz herkömmlicherweise auf den auf die Betriebseigenschaften des zu steuernden Kraftstoffeinspritzsystems anwendbaren optimalen Wert eingestellt.

Es ist jedoch schwierig, die Einschaltdauersteuerungsfrequenz auf den optimalen Wert unter allen Betriebsbedingungen für das zu steuernde Kraftstoffeinspritzsystem anzupassen. Die Steuerungseigenschaften variieren in Abhängigkeit von dem Steuerungstyp, den ein Entwickler bei Einstellung der Steuerungsfrequenz als wichtig erachtet. Das heißt, wenn die Steuerungsfrequenz mit dem Hauptaugenmerk auf eine gleichförmige Betriebszustandssteuerung (Steuerungsstabilität) gerichtet eingestellt wird, wird keine gute Steuerungsreaktion erreicht. Ebenso wird, wenn die Steuerungsfrequenz umgekehrt mit dem Hauptaugenmerk auf eine Übergangsbetriebszustandssteuerung (Steuerungsreaktion) gerichtet eingestellt wird, die Steuerungsstabilität geopfert.

Um eine durch das in (4) angegebenen Hysteresephänomen verursachte Steuerungsgenauigkeitsverschlechterung zu verhindern, ist in den Druckschriften JP-A-S57-157878 (JP-A-57-157878) und S 62-165083 (JP-A-62-165083) offenbart, die Elektromagnet-Energieversorgungszeit oder Energieabschaltzeit pro Steuerungszyklus durch Ändern der Steuerungsfrequenz entsprechend dem Tastverhältnis des Ansteuerungsimpulses sicherzustellen, wenn die Einschaltdauersteuerung des Elektromagnetstroms ausgeführt wird. Die Steuerungsfrequenz wird insbesondere während eines kleinen oder großen Tastverhältnisses verringert, wodurch das Hysteresephänomen verhindert wird. Bei der variablen Steuerung des Steuerungsfrequenz wird die Steuerungsfrequenz entsprechend dem Tastverhältnis entweder auf die gleichförmige Betriebszustandssteuerung oder die Übergangsbetriebszustandssteuerung eindeutig eingestellt. Es ist folglich nicht möglich, sowohl die Steuerungsreaktion als auch die Steuerungsstabilität zu verbessern. Die vorliegende Erfindung ist im Lichte dieser Nachteile entwickelt worden.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht folglich darin, sowohl eine gleichförmige Betriebszustandssteuerung (Steuerungsstabilität) als auch eine Übergangsbetriebszustandssteuerung (Steuerungsreaktion) sicherzustellen, damit jederzeit eine optimale Kraftstoffförderungssteuerung von der Kraftstoffeinspritzpumpe bereitgestellt ist.

Diese Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen angegebenen Maßnahmen gelöst.

Erfindungsgemäß werden diese und weitere Aufgaben durch Bereitstellung eines Kraftstoffeinspritzsystems mit einer Kraftstoffeinspritzpumpe gelöst, die Kraftstoff von einer Förderpumpe zur Erzeugung eines Hochdruckkraftstoffes unter Druck setzt. Die Kraftstoffeinspritzpumpe fördert den Hochdruckkraftstoff zu einem Verbrennungsmotor. Ein Kraftstoffdosierventil ist bereitgestellt, das ein Magnetventil umfasst sowie einen Öffnungsbereich aufweist, der mit einer dem Magnetventil zugeführten Stromgröße variiert. Das Kraftstoffdosierventil steuert den Druck des von der Förderpumpe geförderten Hochdruckkraftstoffes. Eine Steuerungseinrichtung ist zur Einschaltdauersteuerung der dem Magnetventil des Kraftstoffdosierventils zugeführten Stromgröße bereitgestellt, so dass ein Sollzustand des von der Kraftstoffeinspritzpumpe geförderten Kraftstoffes entsprechend einem Betriebszustand des Verbrennungsmotors gesteuert wird. Die Steuerungseinrichtung weist eine Steuerungsfrequenzänderungseinrichtung auf, die eine Einschaltdauersteuerungsfrequenz entsprechend dem Betriebszustand des Verbrennungsmotors ändert.

Weitere Anwendungsbereiche der vorliegenden Erfindung werden aus der nachstehend bereitgestellten ausführlichen Beschreibung ersichtlich. Es ist ersichtlich, dass die ausführliche Beschreibung und spezifischen Beispiele, obwohl sie bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung zeigen, lediglich zum Zwecke der Veranschaulichung dienen, da verschiedene Änderungen und Modifikationen innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung einem Fachmann aus dieser ausführlichen Beschreibung ersichtlich werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Druckleitungstyp-Kraftstoffeinspritzsystems,

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Kraftstoffversorgungssystems,

Fig. 3 ein Flussdiagramm einer durch eine ECU ausgeführten Druckleitungsdrucksteuerung,

Fig. 4A eine graphische Darstellung einer Steuerungsvariablenberechnung, die zur Ausführung der Druckleitungsdrucksteuerung verwendet wird,

Fig. 4B eine graphische Darstellung einer Steuerungsvariablenberechnung, die zur Ausführung der Druckleitungsdrucksteuerung verwendet wird,

Fig. 4C eine graphische Darstellung einer Steuerungsvariablenberechnung, die zur Ausführung der Druckleitungsdrucksteuerung verwendet wird,

Fig. 5 eine graphische Darstellung eines Zeitablaufdiagramms, das eine Druckleitungsdrucksteuerungsoperation darstellt, bei der die erfindungsgemäße variable Frequenzsteuerung mit einer bekannten Frequenzsteuerung eines gleichförmigen Betriebszustands verglichen wird,

Fig. 6A eine graphische Darstellung zur Veranschaulichung eines Unterschieds in einem Elektromagnetstrom und einem Ventilkörperverhalten zwischen einer Niedrigfrequenz- Steuerung und einer Hochfrequenz-Steuerung,

Fig. 6B eine graphische Darstellung zur Veranschaulichung eines Unterschieds in dem Elektromagnetstrom und dem Ventilkörperverhalten zwischen der Niedrigfrequenz- Steuerung und der Hochfrequenz-Steuerung,

Fig. 6C eine graphische Darstellung zur Veranschaulichung eines Unterschieds in dem Elektromagnetstrom und dem Ventilkörperverhalten zwischen der Niedrigfrequenz- Steuerung und der Hochfrequenz-Steuerung,

Fig. 6D, eine graphische Darstellung zur Veranschaulichung eines Unterschieds in dem Elektromagnetstrom und dem Ventilkörperverhalten zwischen der Niedrigfrequenz-Steuerung und der Hochfrequenz- Steuerung,

Fig. 7A eine graphische Darstellung zur Veranschaulichung eines Unterschieds in einer Steuerungsreaktion zwischen der Niedrigfrequenz-Steuerung und der Hochfrequenz-Steuerung,

Fig. 7B eine graphische Darstellung zur Veranschaulichung eines Unterschieds in der Steuerungsreaktion zwischen der Niedrigfrequenz-Steuerung und der Hochfrequenz-Steuerung,

Fig. 8A eine graphische Darstellung zur Veranschaulichung eines Hysteresephänomens eines Magnetventils bei der Hochfrequenz-Steuerung, und

Fig. 8B eine graphische Darstellung zur Veranschaulichung des Hysteresephänomens des Magnetventils bei der Hochfrequenz-Steuerung.

Wie es in Fig. 1 gezeigt ist, weist das Kraftstoffeinspritzsystem 1 des Common-Rail-Typs (mechanisch gesteuerte Kraftstoffzufuhr aus gemeinsamer Druckleitung) ein Kraftstoffeinspritzventil 3 (eine Einspritzeinrichtung) auf, durch die jedem Zylinder eines 6-Zylinder-Dieselmotors 2 Kraftstoff durch Einspritzung zugeführt wird. Das Kraftstoffeinspritzsystem 1 weist ebenso eine Druckaufstaukammer (eine Common-Rail- Einrichtung) 4 zum Halten des der Einspritzeinrichtung 3 zugeführten Hochdruckkraftstoffes, ein Kraftstoffversorgungssystem 5 zur Förderung des Hochdruckkraftstoffes zu der Common-Rail-Einrichtung 4 sowie eine elektronische Steuerungseinheit 6 (ECU) zur Steuerung dieser Einrichtungen auch.

Die ECU 6 umfasst einen Mikrocomputer, der eine CPU, ein ROM und ein RAM aufweist. Die ECU 6 empfängt verschiedene Parameter, die eine Motorgeschwindigkeit NE, eine Beschleunigungseinrichtungsposition ACC usw. aufweisen. Diese Parameter stellen den Betriebszustand des Dieselmotors 2 dar. Die Parameter werden durch einen Motorgeschwindigkeitssensor 7, einen Beschleunigungseinrichtungssensor 8 usw. erfasst. Die ECU 6 berechnet einen Soll-Kraftstoffdruck (einen Soll- Common-Rail-Druck PFIN) zur Steuerung der Kraftstoffverbrennung in dem Dieselmotor 2 für optimale Betriebsbedingungen entsprechend dem derart erfassten Betriebszustand des Dieselmotors 2. Diese Steuerung führt die Regelung des Common-Rail-Drucks zur Steuerung des Kraftstoffversorgungssystems 5 aus, so dass der Ist- Kraftstoffdruck (Ist-Common-Rail-Druck Pc), der durch einen in der Common-Rail-Einrichtung 4 eingefügten Common-Rail-Drucksensor 9 erfasst wird, mit dem Soll- Common-Rail-Druck PFIN übereinstimmt.

Das Kraftstoffversorgungssystem 5 bezieht einen Niedrigdruckkraftstoff von einer Kraftstoffförderpumpe 11, die Kraftstoff aus einem Kraftstofftank 10 entsprechend Steuerungsbefehlen von der ECU 6 zuführt, und setzt den Kraftstoff auf den Common-Rail-Druck PFIN unter Druck. Das Kraftstoffversorgungssystem 5 führt daraufhin den Hochdruckkraftstoff der Common-Rail- Einrichtung 4 über eine Kraftstoffversorgungsleitung 12 zu.

Jede Einspritzeinrichtung 3 ist durch eine Kraftstoffleitung 13 mit der Common-Rail-Einrichtung 4 verbunden. Der in der Common-Rail-Einrichtung 4 aufgestaute Hochdruckkraftstoff wird in die Verbrennungskammer jedes Zylinders des Dieselmotors 2 durch Öffnen und Schließen eines Steuerungsventils 14 eingespritzt, das bei jeder Einspritzeinrichtung 3 angebracht ist.

Das Steuerungsventil 14 wird in Reaktion auf einen von der ECU 6 zugeführten Einspritzsteuerungsbefehl geöffnet und geschlossen. Der Einspritzsteuerungsbefehl wird zur Steuerung einer Kraftstoffeinspritzmenge und einer Kraftstoffeinspritzzeitsteuerung verwendet. Der Einspritzsteuerungsbefehl wird entsprechend den von dem Motorgeschwindigkeitssensor 7 und dem Beschleunigungseinrichtungssensor 8 zugeführten Erfassungssignalen berechnet und von der ECU 6 bei einer spezifischen Zeitsteuerung ausgegeben, die auf den Erfassungssignalen von dem Motorgeschwindigkeitssensor 7 und einem (nicht gezeigten) Zylinderunterscheidungssensor beruhen.

Nachstehend ist unter Bezugnahme auf Fig. 2 das Kraftstoffversorgungssystem 5 beschrieben. Wie es in Fig. 2 gezeigt ist, weist das Kraftstoffversorgungssystem 5 eine Rotationspumpe 20, die als Kraftstoffeinspritzpumpe verwendet wird, sowie ein Kraftstoffdosierventil 40 auf, das die in die Rotationspumpe 20 geförderte Kraftstoffmenge (die zugeführte Kraftstoffmenge) dosiert. Die Rotationspumpe 20 weist eine an eine Drehwelle des Dieselmotors 2 gekoppelte Antriebswelle 22 auf, drei Zylinder 24a, 24b und 24c, die in 120-Grad-Intervallen um die Antriebswelle 22 radial angeordnet sind, sowie Kolben (Plunger) 26a, 26b und 26c auf, die gleitfähig innen in den Zylindern 24a, 24b und 24c angebracht sind.

Auf der Antriebswellenseite 22 jedes Kolbens 26a bis 26c sind Stangen 28a, 28b und 28c von dem Mittelpunkt herausragend bereitgestellt. Bei den nach innen gerichteten Enden der Stangen 28a bis 28c sind Kontaktabschnitte 32a, 32b und 32c bereitgestellt. Diese Kontaktabschnitte sind relativ zu der Antriebswelle 22 versetzt und kontaktieren eine Exzenter-Kurvenscheibe 30. Des Weiteren sind Federn 34a, 34b und 34c zwischen den Kontaktabschnitten 32a bis 32c und den Zylindern 24a bis 24c zum Drücken der Kolben 26a bis 26c zu der Antriebswelle 22 bereitgestellt.

In der Rotationspumpe 20 drehen sich folglich die Antriebswelle 2 und dementsprechend die Exzenter- Kurvenscheibe 30 um eine Umdrehung pro Drehung der Drehwelle des Dieselmotors 21. Dies bewirkt einen Hub der Kolben 26a bis 26c in die Zylinder 24a bis 24c. Da die Zylinder 24a bis 24c bei Intervallen von 120 Grad radial angeordnet sind, ist die Bewegung der Kolben 26a bis 26c in die Zylinder 24a bis 24c um 120° Kurbelwellenwinkel des Dieselmotors 2 phasenverschoben.

Als nächstes führen bei dem Ende der Zylinder 24a bis 24c gegenüber der Antriebswelle 22 Einlassöffnungen H1 Kraftstoff in die Zylinder 24a bis 24c ein, wenn die Kolben 26a bis 26c auf die Antriebswellenseite 22 bewegt worden sind. Ebenso wird durch eine Auslassöffnung H2 unter Druck gesetzter Kraftstoff aus den Zylindern 24a bis 24c entladen, wenn die Kolben 26a bis 26c zu der der Antriebswelle 22 gegenüberliegenden Seite bewegt worden sind.

Die Auslassöffnung H2 jedes Zylinders 24a bis 24c ist mit der Kraftstoffversorgungsleitung 12 durch Absperrventile 36a, 36b und 36c zum Absperren eines Rückflusses des Kraftstoffes in die Zylinder 24a bis 24c verbunden. Folglich wird der Hochdruckkraftstoff der Common-Rail- Einrichtung 4 dreimal pro Drehung des Dieselmotors von dem Kraftstoffversorgungssystem 5 zugeführt.

Das Kraftstoffdosierventil 40 dosiert die in die Zylinder 24a bis 24c fließende Kraftstoffmenge (zugeführte Kraftstoffmenge), wenn die Kolben 26a bis 26c der Rotationspumpe 20 auf die Antriebswellenseite 22 zur Förderung des Kraftstoffes in die Zylinder 24a bis 24c bewegt worden sind. Das Kraftstoffdosierventil 40 umfasst einen Zylinder 42, der einen Teil eines zu der Rotationspumpe 20 führenden Kraftstoffversorgungsdurchgangs bildet, einen Ventilkörper 44, der gleitfähig in dem Zylinder 42 zur Dosierung der durch den Zylinder 42 fließenden Kraftstoffmenge eingeführt ist, sowie einen Elektromagneten 46 zur Änderung der Gleitposition des Ventilkörpers in dem Zylinder 42 mit einer elektromagnetischen Kraft.

Bei dem Zylinder 42 führt eine Einlassöffnung 42a in der Seitenwand, die als Gleitoberfläche des Ventilkörpers 44 dient, von der Kraftstoffförderpumpe 11 zugeführten Kraftstoff dem Zylinder 42 zu. Bei der Endfläche gegenüber dem Elektromagneten 46 des Ventilkörpers 44 wird der Kraftstoff, der durch die Einlassöffnung 42a in den Zylinder 42 eingetreten ist, durch eine Auslassöffnung 42b entladen. Dieser Kraftstoff wird zu der Rotationspumpenseite 20 entladen. Die Auslassöffnung 42b ist mit den Einlassöffnungen H1, die in den Zylinder 24a bis 24c auf der Rotationspumpenseite 20 ausgebildet sind, über Absperrventile 48a, 48b und 48c verbunden, die einen Rückfluss des zu der Rotationspumpe 20 entladenen Kraftstoffes in den Zylinder 42 verhindern.

Der Ventilkörper 44 ist in dem Zylinder 42 angebracht. Der Ventilkörper 44 weist ein Paar Gleitabschnitte 44a und 44b auf, die entlang der Seitenwand des Zylinders 42 gleiten. Der Ventilkörper 44 weist einen Verbindungsabschnitt 44c auf, der die Gleitabschnitts 44a und 44b bei etwa den gleichen Intervallen wie der Öffnungsdurchmesser der Einlassöffnung 42a des Zylinders 42 verbindet. Der Ventilkörper 44 wird zu der hintersten Endposition gegenüber der Auslassöffnung 42b durch die elektromagnetische Kraft des Elektromagneten 46 bewegt, wenn dieser mit Energie versorgt wird. In diesem Zustand schließt der Gleitabschnitt 44a die Einlassöffnung 42a, wobei der Kraftstoffversorgungsdurchgang von der Kraftstoffförderpumpe 11 zu der Rotationspumpe 20 blockiert wird.

In dem Verbindungsabschnitt 44c und dem Gleitabschnitt 44a bei der Auslassöffnungsseite 42b ist eine Führungsöffnung 44d gebohrt, damit in den Zylinder 42 von der Einlassöffnung 42a eintretender Kraftstoff zu der Auslassöffnungsseite 42b geführt wird. Folglich führt, wenn der Ventilkörper 44 bei der Auslassöffnungsseite 42b positioniert ist, wobei die Einlassöffnung 42a geschlossen wird, die Kraftstoffförderpumpe 11 der Rotationspumpenseite 20 Kraftstoff durch die Einlassöffnung 42a, die Führungsöffnung 44d und die Auslassöffnung 42b zu.

Da der Öffnungsbereich der Einlassöffnung 42a mit der Position des Ventilkörpers 44 variiert wird die in die Zylinder 24a bis 24c der Rotationspumpe 20 über das Dosierventil 40 geförderte Kraftstoffmenge durch Steuerung der Gleitposition des Ventilkörpers 44 mit dem Elektromagneten 46 dosiert.

Der Elektromagnet 46 weist eine Stange 44e bei dem Gleitabschnitt 44b unmittelbar bei dem Elektromagneten 46 auf, damit es der elektromagnetischen Kraft des Elektromagneten 46 ermöglicht wird, den Ventilkörper 44 zu versetzen. Eine Feder 44f ist bei dem Ende der Stange 44e zum Drücken des Ventilkörpers 44 zu der Auslassöffnungsseite 44b des Zylinders 42 bereitgestellt.

Als Ergebnis wird in dem Kraftstoffdosierventil 40 der Gleitabschnitt 44a durch die Feder 44f zu der Innenwandoberfläche der Auslassöffnungsseite 42b des Zylinders 42 gedrückt, falls die Stromzufuhr zu dem Elektromagneten 46 gestoppt wird. Als Ergebnis erreicht der Öffnungsbereich der Einlassöffnung 42a sein Maximum, wodurch der Kraftstofffluss in die Rotationspumpe 20 maximiert wird. Des Weiteren bewegt sich der Ventilkörper 44 durch die elektromagnetische Kraft zu der Elektromagnetseite 46, wenn dem Elektromagneten 46 Strom zugeführt wird. Hierbei wird die Einlassöffnung 42a entsprechend der dem Elektromagneten 46 zugeführten Stromgröße allmählich geschlossen. Folglich nimmt die in die Rotationspumpe 20 geförderte Kraftstoffmenge mit ansteigendem Strom ab. Nachstehend ist unter Bezugnahme auf Fig. 3 die durch ECU 6 (insbesondere durch die CPU) ausgeführte Common-Rail-Steuerung zur Steuerung des Common-Rail-Drucks beschrieben. Die Common-Rail- Drucksteuerung stellt eine Regelung des Öffnungsbereichs des Kraftstoffdosierventils 40 bereit. Insbesondere der dem Elektromagneten 46 des Kraftstoffdosierventils 40 zugeführte Strom wird derart gesteuert, dass der durch den Common-Rail-Drucksensor 9 erfasste Ist-Common-Rail- Druck Pc zu dem Soll-Common-Rail-Druck PFIN wird. Die Verarbeitung wird durch die ECU 6 bei jeden 120° Kurbelwellenwinkel des Dieselmotors 2 synchron zu dem Kraftstoffentladezyklus der Rotationspumpe 20 ausgeführt.

Bei dieser Verarbeitung sind ein Ansteuerungszyklus FRE des Elektromagneten 46 (d. h. der Steuerungszyklus zur Einschaltdauersteuerung des Elektromagnetstroms) und die Energieversorgungszeit (End-Energieversorgungszeit) IDUTYF des Elektromagneten 46 pro Zyklus Steuerungsgrößen, die zur Einschaltdauersteuerung des Elektromagnetstroms durch Ein- und Ausschalten eines bei der Energieversorgungsstrecke zu dem Elektromagneten 46 bereitgestellten Schaltelements erforderlich sind. Die Steuerungsgrößen werden in einem Ansteuerungsimpulsausgangssignal des Elektromagneten 46 abschließend berechnet.

Wie es in Fig. 3 gezeigt ist, wird bei Beginn der Common- Rail-Drucksteuerung eine Übergangsentscheidung zur Bestimmung der Übergangszeit der Common-Rail- Drucksteuerung bei S110 bis S130 ("S" steht für "Schritt") der Entscheidung ausgeführt.

Das heißt, zuerst wird in S110 bestimmt, ob der Absolutwert der Abweichung (das heißt die Änderungsgröße in dem Soll-Common-Rail-Druck PFIN) zwischen dem derzeitigen Wert PFIN (i) und dem vorangegangenen Wert PFIN (i - 1) des Soll-Common-Rail-Drucks PFIN (Steuerungsziel) einen voreingestellten Übergangsentscheidungswert KPRAPID überschreitet.

Wenn in S110 bestimmt wird, dass die Änderung in dem Common-Rail-Druck PFIN unter dem Übergangsentscheidungswert KPRAPID ist, schreitet die Verarbeitung zu S120 voran. In S120 wird bestimmt, ob der Absolutwert der Abweichung zwischen dem derzeitigen Wert QFIN (i) und dem vorangegangenen Wert QFIN (i - 1) der Soll-Kraftstoffeinspritzmenge QFIN von der Einspritzeinrichtung 3 (d. h. die Änderungsgröße in der Soll-Kraftstoffeinspritzmenge QFIN) einen voreingestellten Übergangsentscheidungswert KQRAPID überschreitet.

Des Weiteren wird, falls in S120 bestimmt wird, dass die Änderung in der Soll-Kraftstoffeinspritzmenge unter dem Übergangsentscheidungswert KQRAPID ist, dann in S130 bestimmt, ob der Absolutwert der Abweichung zwischen dem derzeitigen Wert NE(i) und dem vorangegangenen Wert NE(i - 1) der Geschwindigkeit des Dieselmotors 2 (d. h. die Änderungsgröße in der Geschwindigkeit NE) den voreingestellten Übergangsentscheidungswert NEPRAPID überschreitet.

Wenn im S130 bestimmt wird, dass die Änderung in der Geschwindigkeit NE unter dem Übergangsentscheidungswert NEPRAPID ist, wird in der Verarbeitung gefolgert, dass die derzeitige Änderungsgröße nicht in der Steuerungsübergangszeit liegt. Folglich schreitet die Verarbeitung zu Schritt S150 voran. Demgegenüber wird in den Schritten S110 bis S130, falls die Änderung in dem Soll-Common-Rail-Druck PFIN, der Soll- Kraftstoffeinspritzmenge QFIN oder der Geschwindigkeit NE über dem Übergangentscheidungswert liegt, in der Verarbeitung gefolgert, dass die derzeitige Änderungsgröße in der Steuerungsübergangszeit liegt. Folglich schreitet die Verarbeitung zu S140 voran.

In S110 und S120 sind die Soll-Kraftstoffeinspritzmenge QFIN und der Soll-Common-Rail-Druck PFIN Soll- Steuerungswerte für die Einspritzsteuerung und die Common-Rail-Drucksteuerung, die auf der Grundlage der Geschwindigkeit NE des Dieselmotors 2, der Beschleunigungseinrichtungsposition ACC usw. in einer Steuerungsgrößenoperation berechnet werden.

Die Soll-Kraftstoffeinspritzmenge QFIN, der Soll-Common- Rail-Druck PFIN und die Geschwindigkeit NE, die bei der Steuerungsübergangsentscheidung in S130 verwendet werden, werden zur Einstellung von Steuerungsgrößen (des Ansteuerungszyklus FRE und der End-Energieversorgungszeit IDUTYF) für die Einschaltdauersteuerung des Elektromagneten 46 verwendet, wie es vorstehend beschrieben ist. Hierbei wird in S110 bis S130 die Steuerungsübergangszeit nicht aus der Änderungsgröße in den Steuerungsgrößen für die Einschaltdauersteuerung (Ansteuerungszyklus FRE und End-Energieversorgungszeit IDUTYF) bestimmt, sondern aus der Änderungsgröße in zur Einstellung der Steuerungsgrößen verwendeten Parametern bestimmt. Dies ermöglicht eine schnelle Übergangsentscheidung ohne Verzögerung in der Reaktion.

Als nächstes schreitet die Verarbeitung zu S140 voran, wenn die Steuerung während einer Übergangszeit durch die Übergangsentscheidung in S110 bis S130 bestimmt wird. Hierbei wird ein nachstehend als Steuerungswechselflag bezeichneter Steuerungswechselzustandsmerker XRAPID zur Änderung der Steuerungsfrequenz zu einer niedrigeren Frequenz als bei gleichförmigen Betriebszuständen während der Einschaltdauersteuerung des Elektromagnetstroms gesetzt. Ebenso wird ein voreingestellter Wert KGFRE (in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Wert kleiner als 1, beispielsweise 0,5) als Zykluskorrekturfaktor GFRE eingestellt. Der Wert KGFRE dient dazu, den Einschaltdauersteuerungszyklus länger als während des gleichförmigen Betriebszustands zu machen (d. h. eine Verringerung der Einschaltdauersteuerungsfrequenz auf einen kleineren Wert als während des gleichförmigen Betriebszustands). Des Weiteren wird eine voreingestellte Zeit KTFRE (beispielsweise 75 msek) als Steuerungswechselzeit TFRE eingestellt, die die Dauer zur Änderung der Steuerungsfrequenz zu einer niedrigeren Niedrigfrequenz als die während des gleichförmigen Betriebszustands ausdrückt. Daraufhin schreitet die Verarbeitung zu S150 voran.

Die als die Steuerungswechselzeit TFRE eingestellte Zeit KTFRE ist kürzer als die für den Ist-Common-Rail-Druck Pc zum Erreichen des Soll-Common-Rail-Drucks PFI erforderliche Zeit. Dies wird durch Ausführung der Common-Rail-Drucksteuerung nach der Steuerungsübergangsentscheidung erreicht.

Als nächstes wird in S150 bestimmt, ob das Wechselflag XPRAPID gesetzt worden ist. Wenn das Flag gesetzt worden ist, schreitet die Verarbeitung zu S160 voran. Hierbei wird in S160 bestimmt, ob die Steuerungswechselzeit TFRE nach Einstellen des Steuerungswechselflags XRAPID verstrichen ist. Falls die Steuerungswechselzeit TFRE nicht verstrichen ist, schreitet die Verarbeitung zu S180 voran. Falls das Flag nicht gesetzt ist, oder falls die Steuerungswechselzeit TFRE nach Setzen des Steuerungswechselflags XRAPID in S160 verstrichen ist, schreitet die Verarbeitung zu S170 voran. Hierbei wird der Wert "1" als Zykluskorrekturfaktor GEFREE zum Zurücksetzen des Einschaltdauersteuerungszyklus zu dem gleichförmigen Betriebszustand eingestellt. Daraufhin wird das Steuerungswechselflag XRAPID gesetzt, und die Verarbeitung schreitet zu S180 voran.

In S180 wird die Grundstromgröße entsprechend der Soll- Kraftstoffeinspritzmenge QFIN und dem Soll-Common-Rail- Druck PFIN unter Verwendung eines in dem ROM gespeicherten Grundstromgrößenberechnungskennlinienfelds wie in Fig. 4A gezeigt berechnet.

Gemäß dem Grundstromgrößenberechnungskennlinienfeld wird ein Anstieg in der Grundstromgröße IBAS mit einer Abnahme in der Soll-Kraftstoffeinspritzmenge QFIN und des Soll- Common-Rail-Drucks PFIN aufrechterhalten. Wenn die jedem Zylinder des Dieselmotors 2 von der Einspritzeinrichtung 3 zugeführte Kraftstoffmenge (Soll- Kraftstoffeinspritzmenge QFIN) oder der Soll-Common-Rail- Druck PFIN kleiner wird, wird die der Common-Rail- Einrichtung 4 zugeführte Kraftstoffmenge ebenso kleiner. Folglich muss der Öffnungsbereich des Dosierventils 40 verkleinert werden.

In S190 wird die Korrekturgröße des Stroms INP relativ zu der Grundstromgröße aus der Geschwindigkeit NE des Dieselmotors 2 berechnet, wobei ein in Fig. 4 gezeigtes Korrekturstromgrößenberechnungskennlinienfeld verwendet wird. Die der Rotationspumpe 20 zugeführte Kraftstoffmenge variiert entsprechend der Geschwindigkeit NE des Dieselmotors 2, falls die in den Elektromagneten 46 fließende Stromgröße konstant bleibt. Genauer gesagt wird die der Rotationspumpe 20 zugeführte Kraftstoffmenge bei einer vergrößerten Geschwindigkeit NE verringert. Folglich muss der dem Elektromagneten 46 zugeführte Strom zur Vergrößerung des Öffnungsbereichs des Dosierventils verringert werden. Die Korrekturgröße des Stroms INP wird folglich zur Korrektur der in S180 berechneten Grundstromgröße IBAS entsprechend der Geschwindigkeit NE des Dieselmotors 2 verwendet.

Wenn das Grundstromgrößenberechnungskennlinienfeld eingestellt wird, wird gemäß Fig. 4B in dem oberen Bereich, bei dem die Geschwindigkeit NE größer als eine Referenzgeschwindigkeit NE0 ist, ein negativer Wert zur Verringerung bei einer ansteigenden Geschwindigkeit NE eingestellt. Wenn die Geschwindigkeit NE kleiner als die Referenzgeschwindigkeit NE0 ist, wird ein positiver Wert zur Vergrößerung bei einer abnehmenden Geschwindigkeit NE eingestellt.

Als nächstes werden, nachdem die Grundstromgröße IBAS und die Korrekturgröße des Stroms INP berechnet worden sind, in Schritt S200 IBAS und INP zur Berechnung der dem Elektromagneten 46 zugeführten Soll-Stromgröße IFI (= IBAS + INP) addiert. Des Weiteren wird in Schritt S210 die Soll-Stromgröße IFIN in die Energieversorgungszeit IDUTYF des Elektromagneten 46 bei dem voreingestellten Steuerungszyklus umgewandelt. Der voreingestellte Steuerungszyklus ist die Ansteuerungsimpulsbreite für die Einschaltdauersteuerung des in den Elektromagneten 46 fließenden Stroms entsprechend dem Impulsbreitenmodulationssignal (PWM-Signal).

Das heißt, gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein Schaltelement in der Stromzufuhrstrecke von einer Batterie zu dem Elektromagneten 46 bereitgestellt. Das Schaltelement wird durch das PWM-Signal zur Ausführung der Einschaltdauersteuerung des in den Elektromagneten 46 fließenden Stroms (d. h. eines Öffnens des Dosierventils 40) angesteuert. In S210 wird die Energieversorgungszeit IDUTY pro Steuerungszyklus für die Einschaltdauersteuerung berechnet. Ein in Fig. 4C gezeigtes Energieversorgungszeitberechnungskennlinienfeld wird zur Berechnung der Energieversorgungszeit IDUTY verwendet. Die Energieversorgungszeit IDUTY wird auf der Grundlage der Soll-Stromgröße IFIN und der Batteriespannung VB eingestellt. Das heißt, die Energieversorgungszeit IDTUY wird so eingestellt, dass sie mit ansteigendem Soll-Strom IFIN und abnehmender Batteriespannung VB größer wird.

In S210 wird folglich das Schaltelement bei dem voreingestellten Steuerungszyklus zum Einstellen der Energieversorgungszeit IDUTY zur Energieversorgung des Elektromagneten 46 eingeschaltet. Daraufhin wird in S220 die Energieversorgungszeitkorrekturgröße IFBK berechnet, damit eine Öldruckabweichung ΔP auf der Grundlage der Öldruckabweichung ΔP zwischen dem Soll-Common-Rail-Druck PFIN und dem Ist-Common-Rail-Druck Pc auf 0 gebracht wird.

Die Energieversorgungszeitkorrekturgröße IFBK ist eine Rückkopplungskorrekturgröße, die auf die in S210 berechnete Energieversorgungszeit IDUTY bezogen ist. In S220 wird die Energieversorgungszeitkorrekturgröße IFBK durch die nachstehende Prozedur berechnet: Addition des Produkts der Öldruckabweichung ΔP und einer proportionalen Konstanten Kp, des Produkts des Integrals der Öldruckabweichung ΔP und einer Integralkonstanten Ki sowie des Produkts des Differenzialwerts der Öldruckabweichung ΔP und einer Differenzialkonstanten Kd, und Erneuerung der Energieversorgungszeitkorrekturgröße IFBK durch die Summe dieser Produkte.

Schließlich werden in S230 der Ansteuerungszyklus FRE des Elektromagneten für die Einschaltdauersteuerung des Elektromagnetstroms und die End-Energieversorgungszeit IDUTYF für die Energieversorgung des Elektromagneten 46 mit dem tatsächlich synchron zu dem Ansteuerungszyklus FRE eingeschalteten Schaltelement unter Verwendung des letzten Zykluskorrekturfaktors GFRE berechnet, der in S140 oder S170 eingestellt wird.

Das heißt, in S230 wird der Ansteuerungszyklus FRE (= KFRE/GFRE) des Elektromagneten 46 durch Teilen des Referenzwerts KFRE des Ansteuerungszyklus für die Einschaltdauersteuerung des Elektromagnetstroms bei einer Steuerungsfrequenz (beispielsweise 200 Hz), der in S140 oder S170 mit dem Hauptaugenmerk auf die Steuerungsstabilität gerichtet eingestellt wird, durch den Zykluskorrekturfaktor GFRE (0,5 oder 1) berechnet. Die End-Energieversorgungszeit IDUTYF (= (IDUTY + IDFBK)/GFRE), die die Energieversorgungszeit pro tatsächlichem Ansteuerungszyklus des Elektromagneten 46 ist, wird durch Teilen der Summe der Energieversorgungszeit IDUTY pro Steuerungszyklus (= KFRE) des Elektromagneten 46 und der zugehörigen Korrekturgröße IDFBK, die durch Berechnungen in S210 bzw. S220 und entsprechend dem Referenzwert KFRE des Ansteuerungszyklus gegeben ist, durch den in S140 oder S170 eingestellten Zykluskorrekturfaktor GFRE (0,5 oder 1) berechnet.

Als Ergebnis sind aus der Bestimmung der Steuerungsübergangszeit bis zu dem Ablauf der Steuerungswechselzeit TFRE in S110 bis S130 der Ansteuerungszyklus FRE des Elektromagneten 46 und die End-Energieversorgungszeit IDUTYF pro zugehörigem Zyklus länger (zweimal länger gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel) als der Referenzwert des Ansteuerungszyklus KFRE. Dabei ist der Referenzwert der Ansteuerungszyklus und die End-Energieversorgungszeit (IDUTY + IDFWK) des gleichförmigen Betriebszustands. Somit wird die Steuerungsfrequenz zu eitler niedrigeren Niedrigfrequenz (beispielsweise 100 Hz) als während des gleichförmigen Betriebszustands geändert. Der Ansteuerungszyklus FRE und die End-Energieversorgungszeit IDUTY des Elektromagneten 46, die in S230 berechnet werden, wie es vorstehend beschrieben ist, werden zum Schalten des den Elektromagneten 46 steuernden Schaltelements bei der Einschaltdauersteuerung für das Ansteuerungsimpulsausgangssignal des Elektromagneten 46 verwendet.

Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel arbeitet, wie es vorstehend genannt ist, die ECU 6 zur Ausführung der Berechnung von Steuerungsgrößen, der Common-Rail- Drucksteuerung und des Ansteuerungsimpulsausgangssignals als erfindungsgemäße Steuerungseinrichtung. Die ECU 6 arbeitet ebenso als Steuerungsfrequenzänderungseinrichtung, die die in S110 bis S130 ausgeführte Übergangsentscheidung bei der Common-Rail-Drucksteuerung bei Operationen in S140 bis S170 sowie S230 ausführt.

Bei dem Kraftstoffeinspritzsystem 1 des Common-Rail-Typs gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der Öffnungsbereich des Kraftstoffdosierventils 40 durch Einschaltdauersteuerung des dem Elektromagneten 46 zugeführten Stroms zur Steuerung des Ist-Common-Rail- Drucks Pc auf den Soll-Common-Rail-Druck PFIN gesteuert. Der Referenzwert KFRE des voreingestellten Ansteuerungszyklus wird, wie es während des gleichförmigen Betriebszustands der Fall ist, als Ansteuerungszyklus FRE des Elektromagneten 46 für die Einschaltdauersteuerung verwendet. Bei der Steuerungsübergangszeit für große Änderungen des Öffnungsbereichs des Kraftstoffdosierventils 40 werden jedoch der Ansteuerungszyklus FRE und die End- Energieversorgungszeit IDUTYF des Elektromagneten 46 pro Zyklus zweimal im Vergleich zu dem gleichförmigen Betriebszustand geändert. Dies wird für eine spezifische Zeitdauer (Steuerungswechselzeit TFRE) ausgeführt. Dann wird die Einschaltdauersteuerungsfrequenz auf eine halb so große Frequenz wie die bei dem gleichförmigen Betriebszustand geändert.

Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird folglich der Ventilkörper 44 des Kraftstoffdosierventils 40 schnell bei der Steuerungsübergangszeit bewegt, damit hierdurch eine während der Übergangszeit erforderliche Steuerungsreaktion erreicht wird.

Beispielsweise ist in Fig. 5 ein Messergebnis eines Ist- Common-Rail-Druckverhaltens gezeigt, das auftritt, wenn der Soll-Common-Rail-Druck schrittweise in großem Umfang verändert wird. Die Messungen werden in zwei Fällen ausgeführt: in dem Fall der variablen Frequenzsteuerung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zur Änderung der Ansteuerungsstromsteuerungsfrequenz des Elektromagneten 46 von 200 Hz auf 100 Hz während des Steuerungsübergangs, und in dem Fall einer herkömmlichen konstanten Frequenzsteuerung mit einer Ansteuerungsstromsteuerungsfrequenz des Elektromagneten 46 bei konstant 200 Hz.

Wie es in Fig. 5A gezeigt ist, variiert während der variablen Frequenzsteuerung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Soll-Common-Rail-Druck bei einer Zeit t1, und daraufhin wird die Steuerungsübergangszeit bestimmt, bei der die Steuerungsfrequenz zu einer niedrigen Frequenz geändert wird. Folglich steigt die Amplitude des Ansteuerungsstroms des Elektromagneten 46 im Vergleich zu der in dem Fall der in Fig. 5B gezeigten konstanten Frequenzsteuerung an. Mit dem Anstieg in der Amplitude wird die Hubgröße (die Ventilhubgröße) des Ventilkörpers 44 des Kraftstoffdosierventils 40 ebenso stark variiert, was einen ungleichmäßigen Motorbetrieb zur Folge hat (Fig. 5C). Da sich jedoch der Ventilkörper 44 in dem Kraftstoffdosierventil 40 mit einer höheren Geschwindigkeit als bei der konstanten Frequenzsteuerung bewegt, erreicht der Common-Rail-Druck den Soll-Common- Rail-Druck schneller. Daraus ist ersichtlich, dass die Reaktion während des Übergangs verbessert werden kann.

Als nächstes wird gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine voreingestellte Zeit KTFRE als Steuerungswechselzeit TFRE zur Änderung der Steuerungsfrequenz zu einer niedrigen Frequenz nach der Steuerungsübergangsentscheidung verwendet. Die Zeit KTFRE wird kürzer als die von dem Ist-Common-Rail-Druck Pc zum Erreichen des Soll-Common-Rail-Drucks PFIN erforderliche Zeit durch Ausführen der vorstehend beschriebenen Common- Rail-Drucksteuerung nach der Steuerungsübergangsentscheidung eingestellt. Folglich wird die Steuerungsfrequenz von der niedrigen Frequenz zu der Frequenz des gleichförmigen Betriebszustands geändert, bevor der Ist-Common-Rail-Druck Pc den Soll- Common-Rail-Druck PFIN erreicht, wodurch es ermöglicht wird, zu verhindern, dass der Ist-Common-Rail-Druck Pc den Soll-Common-Rail-Druck PFIN über- oder unterschreitet. Dies wird aus dem Common-Rail- Druckverhalten bei der in Fig. 5D gezeigten variablen Frequenzsteuerung ersichtlich.

Es ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzsystems beschrieben worden. Es sei jedoch angemerkt, dass die Erfindung nicht auf das Ausführungsbeispiel begrenzt ist, da viele Modifikationen und Änderungen darin vorgenommen werden können.

Beispielsweise ist gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel das Kraftstoffeinspritzsystem des Common-Rail-Typs beschrieben worden, das den Kraftstoff dem Dieselmotor zuführt. Die Erfindung ist auch auf ein Kraftstoffeinspritzsystem, das die bei jedem Zylinder einzuspritzende Kraftstoffmenge nach Dosierung der in eine Verteilertyp-Kraftstoffeinspritzpumpe geförderten Kraftstoffmenge steuert, die den Hochdruckkraftstoff der bei jedem Zylinder des Dieselmotors angebrachten Einspritzeinrichtung zuführt, sowie auf ein Kraftstoffeinspritzsystem anwendbar, das den Hochdruckkraftstoff direkt oder über eine Common-Rail- Einrichtung der bei jedem Zylinder angebrachten Einspritzeinrichtung eines Direkteinspritztyp- Benzinmotors zuführt.

Gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel werden, wenn eine Entscheidung über den Steuerungsübergangs durch die Übergangsentscheidungsverarbeitung in S110 bis S130 getroffen worden ist, der Zykluskorrekturfaktor GFRE und die Steuerungswechselzeit TFRE auf voreingestellte feste Werte KGFRE (beispielsweise 0,5) und KTFRE (beispielsweise 75 msek) eingestellt. Parameter, die die Steuerungsfrequenz und die Frequenzänderungszeit bestimmen, können in Stufen entsprechend der Änderungsgröße der bei der Übergangsentscheidung verwendeten Parameter, wie beispielsweise des Soll- Common-Rail-Drucks PFIN, der Soll-Einspritzmenge QFIN, der Geschwindigkeit NE usw., eingestellt werden. Das heißt, es ist möglich, die Steuerungsfrequenz und die zugehörige Wechselzeit zur Änderung mehr zu der Niedrigfrequenzseite als zu der bei dem gleichförmigen Betriebszustand entsprechend dem Grad des Steuerungsübergangszustands einzustellen, wodurch die optimale Steuerungsreaktion erreicht wird.

Wie es vorstehend beschrieben ist, ist ein Kraftstoffeinspritzsystems mit einer Kraftstoffeinspritzpumpe 20 bereitgestellt, die Kraftstoff von einer Förderpumpe 11 zur Erzeugung eines Hochdruckkraftstoffes unter Druck setzt. Die Kraftstoffeinspritzpumpe 20 fördert den Hochdruckkraftstoff zu einem Verbrennungsmotor 2. Ein Kraftstoffdosierventil 40 ist bereitgestellt, das ein Magnetventil 46 umfasst sowie einen Öffnungsbereich aufweist, der mit einer dem Magnetventil 46 zugeführten Stromgröße variiert. Das Kraftstoffdosierventil 40 steuert den Druck des von der Förderpumpe 11 geförderten Hochdruckkraftstoffes. Eine Steuerungseinrichtung ist zur Einschaltdauersteuerung der dem Magnetventil 46 des Kraftstoffdosierventils zugeführten Stromgröße bereitgestellt, so dass ein Sollzustand des von der Kraftstoffeinspritzpumpe 20 geförderten Kraftstoffes entsprechend einem Betriebszustand des Verbrennungsmotors 2 gesteuert wird. Die Steuerungseinrichtung weist eine Steuerungsfrequenzänderungseinrichtung auf, die eine Einschaltdauersteuerungsfrequenz entsprechend dem Betriebszustand des Verbrennungsmotors 2 ändert.

Claims (7)

1. Kraftstoffeinspritzsystems mit
einer Kraftstoffeinspritzpumpe (20), die Kraftstoff von einer Förderpumpe (11) zur Erzeugung eines Hochdruckkraftstoffes unter Druck setzt, wobei die Kraftstoffeinspritzpumpe (20) den Hochdruckkraftstoff zu einem Verbrennungsmotor (2) fördert,
einem Kraftstoffdosierventil (40), das ein Magnetventil (46) umfasst sowie einen Öffnungsbereich aufweist, der mit einer dem Magnetventil (46) zugeführten Stromgröße variiert, wobei das Kraftstoffdosierventil (40) den Druck des von der Förderpumpe (11) geförderten Hochdruckkraftstoffes steuert,
einer Steuerungseinrichtung zur Einschaltdauersteuerung der dem Magnetventil (46) des Kraftstoffdosierventils zugeführten Stromgröße, so dass ein Sollzustand des von der Kraftstoffeinspritzpumpe (20) geförderten Kraftstoffes entsprechend einem Betriebszustand des Verbrennungsmotors (2) gesteuert wird, wobei die Steuerungseinrichtung eine Steuerungsfrequenzänderungseinrichtung aufweist, die eine Einschaltdauersteuerungsfrequenz entsprechend dem Betriebszustand des Verbrennungsmotors (2) ändert.

2. Kraftstoffeinspritzsystems nach Anspruch 1, wobei das Kraftstoffdosierventil (40) in einem von der Förderpumpe (11) zu der Kraftstoffeinspritzpumpe (20) verlaufenden Kraftstoffzufuhrdurchgang angebracht ist, wobei das Kraftstoffdosierventil (40) den in die Kraftstoffeinspritzpumpe (20) geförderten Kraftstoff dosiert, wodurch der Druck des von der Kraftstoffeinspritzpumpe (20) geförderten Hochdruckkraftstoffes gesteuert wird.

3. Kraftstoffeinspritzsystems nach Anspruch 1, wobei die Steuerungsfrequenzänderungseinrichtung die Einschaltdauersteuerungsfrequenz zu einer niedrigeren Frequenz als während eines gleichförmigen Betriebszustands des Verbrennungsmotors (2) ändert, wenn der Verbrennungsmotor (2) in einem Übergangsbetriebszustand arbeitet.

4. Kraftstoffeinspritzsystems nach Anspruch 3, wobei die Steuerungsfrequenzänderungseinrichtung die Steuerungsfrequenz zu einer niedrigeren Frequenz als einer Frequenz während des gleichförmigen Betriebszustands für eine spezifische Zeit nach einer Entscheidung des Übergangsbetriebszustands des Verbrennungsmotors (2) ändert.

5. Kraftstoffeinspritzsystems nach Anspruch 4, wobei die Steuerungsfrequenzänderungseinrichtung die Steuerungsfrequenz durch die Steuerungsoperation der Steuerungseinrichtung zu einer niedrigeren Frequenz als einer Frequenz während des gleichförmigen Betriebszustands des Verbrennungsmotors (2) für eine kürzere spezifische Zeit als die Zeit, die für den Zustand der Kraftstoffförderung von der Kraftstoffeinspritzpumpe (20) zum Erreichen des Soll- Zustands erforderlich ist, nach der Entscheidung des Übergangsbetriebszustands des Verbrennungsmotors (2) ändert.

6. Kraftstoffeinspritzsystems nach Anspruch 1, wobei die Kraftstoffeinspritzpumpe (20) den Kraftstoff einer Common-Rail-Einrichtung (4) zuführt, die den Hochdruckkraftstoff hält, wobei die Common-Rail- Einrichtung den Kraftstoff Kraftstoffeinspritzventilen zuführt, die in jedem Zylinder des Verbrennungsmotors (2) eingefügt sind, und wobei die Steuerungseinrichtung eine Einschaltdauer eines dem Elektromagneten zugeführten Stroms zur Zufuhr des Kraftstoffes zu der Common-Rail-Einrichtung (4) zur Aufrechterhaltung eines Sollzustands in der Common- Rail-Einrichtung (4) steuert, die zur Steuerung des Ist-Kraftstoffdrucks in der Common-Rail-Einrichtung (4) auf den Soll-Kraftstoffdruck erforderlich ist, wobei die Steuerungseinrichtung auf der Grundlage des Ist- Kraftstoffdrucks in der Common-Rail-Einrichtung (4), der Soll-Kraftstoffeinspritzmenge sowie des Soll- Kraftstoffdrucks, wenn der Kraftstoff von dem Kraftstoffeinspritzventil eingespritzt wird, und der Geschwindigkeit des Verbrennungsmotors (2) steuert.

7. Kraftstoffeinspritzsystems nach Anspruch 4, wobei die Steuerungsfrequenzänderungseinrichtung den Übergangsbetriebszustand des Verbrennungsmotors (2) bestimmt und die Steuerungsfrequenz zu einer niedrigeren Frequenz als bei dem gleichförmigen Betriebszustand ändert, wenn die Soll- Kraftstoffeinspritzmenge, der Soll-Kraftstoffdruck oder die Geschwindigkeit des Verbrennungsmotors (2) einen voreingestellten Übergangsentscheidungswert überschreitet.