DE102004055190B4

DE102004055190B4 - Kraftstoffeinspritz-Regelungsvorrichtung eines Verbrennungsmotors

Info

Publication number: DE102004055190B4
Application number: DE102004055190A
Authority: DE
Inventors: Takahiko Kobe Oono; Toshiaki Date
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2004-05-12
Filing date: 2004-11-16
Publication date: 2007-09-06
Anticipated expiration: 2024-11-17
Also published as: US6988487B2; US20050252491A1; JP2005325715A; JP4343762B2; DE102004055190A1

Abstract

Kraftstoffeinspritz-Regelungsvorrichtung eines Verbrennungsmotors mit
– Kraftstoffeinspritzventilen (51), die Kraftstoff direkt in das Innere von Verbrennungskammern eines Motors einspritzen;
– einer Kraftstoffeinspritzventil-Regelungseinrichtung (101), die eine Antriebsregelung der Kraftstoffeinspritzventile (51) durch Berechnen einer Kraftstoffeinspritzmenge durchführt, die ein Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis hervorbringt, das in Reaktion auf einen Motorbetriebszustand vorbereitend oder vorläufig eingestellt ist;
– einer Druckspeicherkammer (50), die mit den Kraftstoffeinspritzventilen (51) verbunden ist und Kraftstoff unter hohem Druck speichert;
– einem Kraftstoffdrucksensor (61), der einen Kraftstoffdruck im Inneren der Druckspeicherkammer (50) erfasst;
– einer Hochdruckpumpe (20), die Kraftstoff unter hohem Druck in die Druckspeicherkammer fördert;
– einem Entlademengen-Regelventil (10), das einen von der Hochdruckpumpe zu der Druckspeicherkammer zugeführte Kraftstoffmenge steuert; und
– einer Kraftstoffdruck-Regelungseinrichtung (105), die eine Regelung des Entlademengen-Regelventils so durchführt, dass der Kraftstoffdruck im Inneren der Druckspeicherkammer mit einem Soll-Kraftstoffdruck übereinstimmt, der in Abhängigkeit vom Motorbetriebszustand eingestellt ist, wobei
die Kraftstoffeinspritz-Regelungsvorrichtung eine Regelungseinrichtung...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritz-Regelungsvorrichtung eines Verbrennungsmotors, und insbesondere eine Kraftstoffeinspritz-Regelungsvorrichtung, die Kraftstoff in das Innere einer Verbrennungskammer eines Motors einspritzt, während sie einen Kraftstoffdruck in einer Druckspeicherkammer auf einen Soll-Kraftstoffdruck hohen Drucks regelt.

In letzter Zeit ist ein Verbrennungsmotor, der einen Kraftstoffdruck in einer Druckspeicherkammer so regelt, dass der Kraftstoffdruck einen optimalen Wert hohen Drucks für einen Verbrennungszustand annimmt, und Kraftstoff direkt in eine Verbrennungskammer einspritzt, auf den Markt gebracht worden, und ein Beispiel des Aufbaus eines Kraftstoffzufuhrsystems dieses Typs von Verbrennungsmotor wird in Verbindung mit 8 erklärt.

In 8 ist eine Hochdruckpumpe 20 zum Drücken des Kraftstoffs auf einen hohen Druck vorgesehen, und die Hochdruckpumpe 20 enthält einen Zylinder 21, einen Kolben 22, der sich im Inneren des Zylinders 21 hin- und herbewegt, und eine Druckkammer 23, die durch eine innere Wandfläche des Zylinders 21 und eine obere Endfläche des Kolbens 22 definiert und ausgebildet ist. Ein unteres Ende des Kolbens 22 wird in Druckkontakt mit einem Nocken 25 gebracht, der an einer Nockenwelle 24 des Motors ausgebildet ist, wobei sich der Kolben 22 aufgrund der durch die Drehung der Nockenwelle 24 induzierten Drehung des Nockens 25 im Inneren des Zylinders 21 hin- und herbewegt, um dadurch ein Volumen innerhalb der Druckkammer 23 zu ändern.

Weiterhin ist eine Zuflussleitung 30, die mit einer stromaufwärtigen Seite der Druckkammer 23 verbunden ist, über eine Niederdruckpumpe 31 mit einem Kraftstofftank 32 verbunden. Die Niederdruckpumpe 31 saugt den Kraftstoff im Kraftstofftank 32 an. Der von der Niederdruckpumpe 31 zurückgeführte Kraftstoff wird durch einen Niederdruckregler 33 auf einen gegebenen Wert niedrigen Drucks geregelt. Darauf folgend wird der Kraftstoff mittels eines Rückschlagventils 34 in das Innere der Druckkammer 23 eingeführt, wenn der Kolben 22 im Inneren des Zylinders 21 nach unten geht.

Andererseits ist eine Zuführleitung 35, die mit einer stromabwärtigen Seite der Druckkammer 23 verbunden ist, über ein Rückschlagventil 36 mit einer Druckspeicherkammer 50 verbunden, wobei die Druckspeicherkammer 50 den von der Druckkammer 23 zugeführten Kraftstoff hohen Drucks hält und gleichzeitig den Kraftstoff in Kraftstoffeinspritzventile 51 verteilt. Weiterhin ist ein Rückschlagventil 36 zum Beschränken des Rückstroms bzw. Rückflusses des Kraftstoffs von der Druckspeicherkammer 50 zur Druckkammer 23 vorgesehen.

Weiterhin ist ein Überdruckventil 37, das mit der Druckspeicherkammer 50 verbunden ist, ein normalerweise geschlossenes Ventil, das bei einem gegebenen Ventilöffnungsdruck oder darüber geöffnet wird. Das bedeutet, dass dann, wenn der Kraftstoffdruck im Inneren der Druckspeicherkammer 50 auf den oben angegebenen Ventilöffnungsdruck oder darüber angehoben wird, das Überdruckventil 37 geöffnet wird, so dass der Kraftstoff im Inneren der Druckspeicherkammer 50 über einen Überdruckleitung 38 zum Kraftstofftank 32 zurückkehrt, und somit wird die exzessive Erhöhung des Kraftstoffdrucks im Inneren der Druckspeicherkammer 50 verhindert.

Ein Entlademengen-Regelventil 10, das an einer Überlaufleitung 39 ausgebildet ist, die gemeinsam mit der Zuführleitung 35 mit der Druckkammer 23 verbunden ist, ist beispielsweise ein normalerweise offenes elektromagnetisches Ventil. Während einer Zeitspanne, in der sich der Kolben 22 im Inneren des Zylinders 21 nach oben bewegt, wird, solange wie die Ventilöffnungsregelung des Entlademengen-Regelventils 10 durchgeführt wird, veranlasst, dass der Kraftstoff, der von der Druckkammer 23 zu dem Zuführleitung 35 zugeführt wird, von der Überlaufleitung 39 zu der Zuflussleitung 30 zurückkehrt, so dass der Kraftstoff hohen Drucks nicht zu der Druckspeicherkammer 50 zugeführt wird. Dann wird, nachdem das Entlademengen-Regelventil 10 zu einem gegebenen Zeitpunkt während der Aufwärtsbewegung des Kolbens 22 im Inneren des Zylinders 21 geschlossen wird, der unter Druck stehende Kraftstoff, der von der Druckkammer 23 zur Zuführleitung 35 zugeführt wird, über das Rückschlagventil 36 zu der Druckspeicherkammer 50 zugeführt.

Einer ECU 60, die eine elektronische Regeleinheit bildet, werden Erfassungssignale von einem Drehzahlsensor 62, der eine Drehzahl eines Motors 40 erfasst, von einem Gaspedalpositionssensor 64, der ein Betätigungsmaß eines Gaspedals 63 erfasst, und von ähnlichem eingegeben. Die ECU 60 bestimmt einen Soll-Kraftstoffdruck PO basierend auf dieser Motorbetriebsinformation und führt eine Rückkopplungsregelung eines Öffnungs/Schließ-Zeitpunkts des Entlademengen-Regelventils 10 so durch, dass ein durch einen Kraftstoffdrucksensor 61, der den Kraftstoffdruck im Inneren der Druckspeicherkammer 50 erfasst, erfasster Kraftstoffdruck PR mit dem Soll-Kraftstoffdruck PO übereinstimmt.

Weiterhin berechnet die ECU 60 eine Kraftstoffeinspritzmenge, die veranlasst, dass ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis, das durch einen an einem Auspuffrohr angeordneten Luft/Kraftstoff-Verhältnissensor erfasst wird, ein Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis annimmt, basierend auf einem durch einen Luftmengensensor 65 erfassten Ansaugluft-Volumenstrom, einer durch den Drehzahlsensor 62 erfassten Motordrehzahl, dem durch den Kraftstoffdrucksensor 61 erfassten Kraftstoffdruck im Inneren der Druckspeicherkammer 50, und führt eine Antriebsregelung der Kraftstoffeinspritzventile 51 durch.

Bei der Kraftstoffeinspritz-Regelungsvorrichtung mit dem oben angegebenen Aufbau wird die Änderung von verschiedenen Zustandsvariablen, wenn der Motor von einem Betrieb im eingeschwungenen Zustand zu einem Abbremsbetrieb geschaltet wird, in Verbindung mit einem in 7 gezeigten Zeitdiagramm erklärt.

In 7 wird bis zu einem Zeitpunkt t1 in Reaktion auf ein Betätigungsmaß ap (ein fester Wert) des Gaspedals 63 ein Ansaugluft-Volumenstrom qa1 in das Innere einer Verbrennungskammer angesaugt, wobei der Kraftstoffeinspritz-Volumenstrom qi1, der das Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis annimmt, von den Kraftstoffeinspritzventilen 51 basierend auf dem Ansaugluft-Volumenstrom qa1 und dem Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis, das vorbereitend bzw. vorläufig in Reaktion auf den Motorbetriebszustand eingestellt ist, eingespritzt wird, so dass der Zustandsbetrieb durchgeführt wird, während die Motordrehzahl auf einer festen Drehzahl gehalten wird.

Hier wird ein Pumpenentlade-Volumenstrom qp1, der im Wesentlichen gleich dem Kraftstoffeinspritz-Volumenstrom qi1 ist, von der Hochdruckpumpe 20 zugeführt, so dass der Kraftstoffdruck PR (= ph) im Inneren der Druckspeicherkammer 50, der durch eine durchgezogene Linie angezeigt ist, mit dem durch eine strichpunktierte Linie angezeigten Soll-Kraftstoffdruck PO (= ph) übereinstimmt.

Wenn das Gaspedal 63 zum Zeitpunkt t1 freigegeben wird, so dass das Betätigungsausmaß des Gaspedals die Nullposition annimmt, wird der Ansaugluft-Volumenstrom beginnend bei qa1 verringert, und somit wird auch der Kraftstoffeinspritz-Volumenstrom beginnend bei qi1 verringert. Als Ergebnis wird das erzeugte Drehmoment des Motors verringert, so dass auch die Motordrehzahl nach und nach zurückgeht. Zu diesem Zeitpunkt wird der Soll-Kraftstoffdruck PO von dem eingestellten Wert ph, wenn das Betätigungsausmaß des Gaspedals ap ist, zu dem eingestellten Wert pl geändert, wenn das Betätigungsausmaß des Gaspedals die Nullposition annimmt. Demgemäß wird die Beziehung zwischen dem Kraftstoffdruck PR im Inneren der Druckspeicherkammer 50, der durch eine durchgezogene Linie angezeigt ist, und dem Soll-Kraftstoffdruck PO, der durch eine strichpunktierte Linie angezeigt ist,
Kraftstoffdruck PR (= ph) > Soll-Kraftstoffdruck PO (= pl).

Somit wird das Entlademengen-Regelventil 10 so geregelt, dass der Entlade-Volumenstrom der Hochdruckpumpe 20 Null wird. Dann wird während einer Zeitspanne ab dem Zeitpunkt t1, bei welchem das Betätigungsausmaß des Gaspedals zu der Nullposition geändert wird, bis zu einem Zeitpunkt t2, bei welchem eine Kraftstoffunterbrechungsregelung begonnen wird, der Kraftstoff im Inneren der Druckspeicherkammer 50 entsprechend des von dem Kraftstoffeinspritzventil 51 eingespritzten Kraftstoffeinspritz-Volumenstroms verbraucht, so dass der Kraftstoffdruck PR (durchgezogene Linie) im Inneren der Druckspeicherkammer 50 nach und nach von ph zu pm erniedrigt wird.

Wenn die Motordrehzahl zum Zeitpunkt t2 auf eine Kraftstoffunterbrechungstart-Drehzahl nfcin zurückgegangen ist, wird die Kraftstoffunterbrechungsregelung (Kraftstoffzufuhrunterbrechungsregelung) begonnen, so dass der Kraftstoffeinspritz-Volumenstrom auf Null geregelt wird. Wenn der Kraftstoffeinspritz-Volumenstrom Null ist, wird der Verbrauch des Kraftstoffs im Inneren der Druckspeicherkammer 50 gestoppt und der Kraftstoffdruck PR (durchgezogene Linie) im Inneren der Druckspeicherkammer 50 während der Zeitspanne ab dem Zeitpunkt t2 bis zu einem Zeitpunkt t3, in welcher die Kraftstoffunterbrechungsregelung ausgeführt wird, auf annähernd pm gehalten.

Wenn die Motordrehzahl zum Zeitpunkt t3 auf die Kraftstoffunterbrechungsbeendigungs-Drehzahl nfcout zurückgegangen ist, wird die Kraftstoffunterbrechungsregelung beendet. Dann wird der Kraftstoffeinspritz-Volumenstrom qi2, der das Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis annimmt, wieder basierend auf dem Ansaugluft-Volumenstrom qa2 zum Zeitpunkt t3 und dem Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis, das zuvor entsprechend dem Motorbetriebszustand eingestellt ist, von den Kraftstoffeinspritzventilen 51 eingespritzt.

Jedoch wird zum Zeitpunkt t3 der Kraftstoffdruck PR im Inneren der Druckspeicherkammer 50, der durch die durchgezogene Linie angezeigt ist, im Wesentlichen auf pm gehalten. Demgemäß wird die Beziehung zwischen dem Kraftstoffdruck PR (= pm) im Inneren der Druckspeicherkammer 50, der durch eine durchgezogene Linie angezeigt ist, und dem Soll-Kraftstoffdruck PO (= pl), der durch eine strichpunktierte Linie angezeigt ist,
Kraftstoffdruck PR > Soll-Kraftstoffdruck PO.

Somit wird das Entlademengen-Regelventil 10 so geregelt gehalten, dass die Entlade-Volumenstrom der Hochdruckpumpe 20 Null wird.

Nach dem Zeitpunkt t3 wird der Kraftstoff im Inneren der Druckspeicherkammer 50 wieder in Reaktion auf den Kraftstoffeinspritz-Volumenstrom qi2 verbraucht, der nach einem Beendigen der Kraftstoffunterbrechung wieder eingespritzt wird, so dass der Kraftstoffdruck PR im Inneren der Druckspeicherkammer 50, der durch die durchgezogene Linie angezeigt ist, nach und nach von pm auf pl verringert wird.

Dann erreicht der Betrieb einen Zeitpunkt t4, bei welchem der Kraftstoffdruck PR (= pl) im Inneren der Druckspeicherkammer 50, der durch die durchgezogene Linie angezeigt ist, und der Soll-Kraftstoffdruck PO (= pl), der durch eine strichpunktierte Linie angezeigt ist, miteinander übereinstimmen, der Pumpenentlade-Volumenstrom qp2, der im Wesentlichen gleich dem Kraftstoffeinspritz-Volumenstrom qi2 ist, von der Hochdruckpumpe 20 zugeführt wird. Nach dem Zeitpunkt t4 wird die Regelung in einem Zustand gehalten, in welchem der durch die durchgezogene Linie angezeigte Kraftstoffdruck PR und der durch eine strichpunktierte Linie angezeigte Soll-Kraftstoffdruck PO miteinander übereinstimmen.

Hier zeigt der Kraftstoffdruck PR im Inneren der Druckspeicherkammer 50 dann, wenn der Motor aufgrund seines Betriebs bei der hohen Temperatur ist, das in 7 durch eine gestrichelte Linie angezeigte Verhalten. Das bedeutet, dass in einem Zustand, in welchem der Verbrauch des Kraftstoffs im Inneren der Druckspeicherkammer 50 aufgrund der Kraftstoffunterbrechung (Zeitspanne ab dem Zeitpunkt t2 bis zu dem Zeitpunkt t3) gestoppt wird, der Kraftstoff, der im Inneren der Druckspeicherkammer 50 mit einem festen Volumen bleibt, von dem Motor abgebende Wärme empfängt und das Volumen des Kraftstoffs aufgrund der Erhitzung ansteigt, wodurch der scharfe bzw. plötzliche Anstieg des Kraftstoffdrucks erzeugt wird, wie beispielsweise des Kraftstoffdrucks PR, der durch eine gestrichelte Linie angezeigt ist.

Wenn der Kraftstoffdruck PR im Inneren der Druckspeicherkammer PR während der Kraftstoffunterbrechung verglichen mit dem Soll-Kraftstoffdruck PO (= pl), der durch eine strichpunktierte Linie angezeigt ist, scharf ansteigt und bei px gehalten wird und dann die Kraftstoffunterbrechungsregelung beim Zeitpunkt t3 beendet wird, wird die Einspritzung des Kraftstoffs wieder aufgenommen, während der extrem hohe Wert des Kraftstoffdrucks PR (= px) vorliegt. Weiterhin wird die Zeit, die zum Verringern des Kraftstoffdrucks PR (= px) auf den Soll-Kraftstoffdruck PO (= pl) nötig ist, sehr verlängert.

Auf diese Weise wird dann, wenn die Einspritzung des Kraftstoffs mit dem hohen Kraftstoffdruckwert px, der stark unterschiedlich von dem Soll-Kraftstoffdruck PO ist, erneut begonnen wird, eine Durchdringungskraft beim Einspritzen des eingespritzten Kraftstoffs erhöht, so dass die erreichbare Entfernung des Kraftstoffs erhöht wird, wodurch der Kraftstoff an einer obersten Oberfläche des Kolbens oder einer Zylinderwand anhaftet. Demgemäß kann die Ausbildung der Luft/Gas-Mischung, die für den Motor optimal ist, nicht realisiert werden, wodurch die Abgaswerte verschlechtert werden. Oder der Kraftstoffdruck PR ist so übermäßig, dass das Kraftstoffeinspritzventil 51 nicht mit einer erwünschten Reaktion angetrieben werden kann. Im schlechtesten Fall kann es sein, dass der Motor gestoppt wird.

Als ein Beispiel für eine herkömmliche Vorrichtung, die einen derartigen Nachteil überwindet, ist beispielsweise eine Vorrichtung bekannt geworden, die in JP-A-11-82105 (hierin nachfolgend Patentdokument 1 genannt) offenbart ist.

In diesem Patentdokument 1 ist eine folgende Technik vorgeschlagen. Wenn. die Kraftstoffeinspritzmenge verringert ist, wie in dem Fall einer deutlichen Verringerung der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs aus dem Fahren mit hoher Geschwindigkeit heraus, dann werden, wenn der Kraftstoffdruck PR um einen gegebenen Wert oder mehr höher als der Soll-Kraftstoffdruck PO wird, die Kraftstoffeinspritzventile 51 mit der zweiten Kraftstoffeinspritzmenge Qbd × K (hier 0 < K < 1) angetrieben, die kleiner als die erste Kraftstoffeinspritzmenge qbd ist, die der Kraftstoffeinspritzmenge zu der Zeit eines Durchführens des nicht belasteten Betriebs des Motors entspricht, um dadurch den Kraftstoffdruck positiv abzusenken.

Obwohl die in diesem Patentdokument 1 beschriebene Vorrichtung bei einem Dieselmotor mit einem weiten brennbaren Luft/Kraftstoff-Verhältnisbereich und bei einem Benzinmotor, der den geschichteten Verbrennungsbetrieb durchführt, anwendbar ist, zeigt jedoch bei einem Funkenzündungs- bzw. Fremdzündungs-Benzinmotor, der den homogenen Verbrennungsbetrieb durchführt, bei welchem Kraftstoff einer Menge in der Nähe eines theoretischen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in der Verbrennungskammer im Voraus zu dem Ansaugluft-Volumenstrom gemischt wird, wenn der Kraftstoff mit der zweiten Kraftstoffeinspritzmenge eingespritzt wird, die in Bezug auf den Ansaugluft-Volumenstrom irrelevant ist, das Luft/Kraftstoff-Verhältnis eine deutliche Abweichung von dem theoretischen (stöchiometrischen) Luft/Kraftstoff-Verhältnis, so dass nicht nur das Abgas verschlechtert wird, sondern im schlimmsten Fall auch das Luft/Kraftstoff-Verhältnis über den brennbaren Luft/Kraftstoff-Verhältnisbereich hinausgeht, was Anlass zu der Möglichkeit des Auftretens einer Fehlzündung oder eines Stoppens des Motors gibt.

Aus der nachveröffentlichten DE 10341 577 B3 ist ein verfahren zum Steuern einer Brennkraftmaschine im Schubbetrieb bekannt, bei dem während des Schubbetriebs vereinzelt mit einer minimalen Einspritzzeitdauer Einspritzungen erzwungen werden, um die Leckage eines Volumenstromregelventils, die zu einem weiteren Druckaufbau im Rail führt, zu kompensieren. Eine Bemessung der Einspritzmenge zur Erzeugung eines Luft/Kraftstoffverhältnis nahe am stöchiometrischen Wert wird jedoch in dieser Schrift nicht erwähnt.

In der DE 196 36 397 A1 wird von einer Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine im Fehlerfall des Einspritzsystems zum Druckabbau Kraftstoff in einem Winkelbereich zugemessen, der keinen Drehmomentbeitrag liefert. Dabei wird in einem möglichst großen Kurbelwellenwinkelbereich eingespritzt, um den Raildruck schnell abbauen zu können. Auf das Luft-/Kraftstoffverhältnis wird dabei nicht gesondert Rücksicht genommen.

Die US 4,535,744 A beschreibt ein Kraftstoffabschaltsystem (Kraftstoffunterbrechung), bei dem zur Vermeidung von Laufunruhen das Abschalten bzw. Wiedereinsetzen der Kraftstoffzufuhr getrennt und um 180° phasenversetzt zu den einzelnen Zylinderbänken erfolgt. Auch in dieser Schrift wird die Regelung des Luft-/Kraftstoffverhältnis bei einer Zwangseinspritzung während der Kraftstoffunterbrechung nicht erwähnt.

Die vorliegende Erfindung ist angesichts der oben angegebenen Nachteile gemacht worden, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kraftstoffeinspritz-Regelungsvorrichtung eines Verbrennungsmotors zur Verfügung zu stellen, die einen stabilen Verbrennungszustand selbst bei einem erzwungenen Antreiben der Kraftstoffeinspritzventile beibehalten kann, und die die Verschlechterung von Abgaswerten und das Auftreten eines Stoppens des Motors verhindern kann.

Weiterhin ist es auch eine Aufgabe der vorliegende Erfindung, eine Kraftstoffeinspritz-Regelungsvorrichtung eines Verbrennungsmotors zur Verfügung zu stellen, die zur Zeit eines Durchführens eines erzwungenen Antreibens in Bezug auf die Kraftstoffeinspritzventile durch Unterbrechen der Kraftstoffunterbrechungsregelung (Kraftstoffzufuhrabschaltregelung) das erzeugte Drehmoment des Motors minimieren kann und die erwünschte Abbremsleistungsfähigkeit zur Zeit eines Durchführens des erzwungenen Antreibens von Kraftstoffeinspritzventilen sicherstellen kann.

Diese Aufgaben werden gelöst durch eine Kraftstoffeinspritz-Regelungsvorrichtung mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Es folgt eine kurze Beschreibung der Zeichnungen.
1 ist ein Blockdiagramm einer Kraftstoffeinspritz-Regelungsvorrichtung eines Verbrennungsmotors gemäß einem Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung;
2 ist ein Ablaufdiagramm, das Regelungsoperationen der Kraftstoffeinspritz-Regelungsvorrichtung eines Verbrennungsmotors gemäß, dem Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung zeigt;
3 ist ein Ablaufdiagramm, das Regelungsoperationen der Kraftstoffeinspritz-Regelungsvorrichtung eines Verbrennungsmotors gemäß dem Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung zeigt;
4 ist ein Ablaufdiagramm, das Regelungsoperationen einer Kraftstoffeinspritz-Regelungsvorrichtung eines Verbrennungsmotors gemäß einem Ausführungsbeispiel 2 der vorliegenden Erfindung zeigt;
5 ist ein Ablaufdiagramm, das Regelungsoperationen einer Kraftstoffeinspritz-Regelungsvorrichtung eines Verbrennungsmotors gemäß einem Ausführungsbeispiel 3 der vorliegenden Erfindung zeigt;
6 ist ein Zeitdiagramm, das ein Beispiel von Änderungen von verschiedenen Zustandsvariablen zeigt, wenn ein Motor von einem Betrieb eines eingeschwungenen Zustand zu einem Abbremsbetrieb geschaltet wird, wenn die Kraftstoffeinspritz-Regelungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
7 ist ein Zeitdiagramm, das ein Beispiel von Änderungen von verschiedenen Zustandsvariablen zeigt, wenn ein Motor von einem Betrieb in einem eingeschwungenen Zustand zu einem Abbremsbetrieb geschaltet wird, bei einer herkömmlichen Kraftstoffeinspritz-Regelungsvorrichtung; und
8 ist eine Bestandteilsansicht, die ein Beispiel eines Kraftstoffzufuhrsystems eines Verbrennungsmotors zeigt.
Es folgt eine Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele.
Ausführungsbeispiel 1.
In Bezug auf eine Kraftstoffeinspritz-Regelungsvorrichtung eines Verbrennungsmotors, auf welche die vorliegende Erfindung anwendbar ist, ist der zuvor in Verbindung mit 8 angegebene Aufbau des Kraftstoffzufuhrsystems, wie er ist, direkt anwendbar.
Nachfolgend wird der Aufbau einer ECU 60, die eine elektronische Regeleinheit der Kraftstoffeinspritz-Regelungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung bildet, in Zusammenhang mit einem in 1 gezeigten Blockdiagramm erklärt.
In 1 berechnet eine Kraftstoffeinspritzventil-Regelungsvorrichtung 101 basierend auf einem Motorbetriebszustand, wie beispielsweise einem durch einen Luftmengensensor 65 erfassten Ansaugluft-Volumenstrom, einer durch einen Drehzahlsensor 62 erfassten Motordrehzahl oder einem durch einen Kraftstoffdrucksensor 61 erfassten Kraftstoffdruck PR im Inneren einer Druckspeicherkammer 50, eine Kraftstoffeinspritzmenge, die veranlasst, dass ein durch einen in einem Auslass- bzw. Auspuffrohr angeordneten Luft/Kraftstoff-Verhältnissensor 66 erfasstes Luft/Kraftstoff-Verhältnis ein Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis annimmt, das in Reaktion auf den Motorbetriebszustand vorbereitend eingestellt ist, und führt eine Antriebsregelung von jeweiligen Kraftstoffeinspritzventilen 51 von einem Zylinder #1 bis zu einem Zylinder #4 unabhängig durch.
Eine Kraftstoff-Regelungseinrichtung 105 bestimmt einen Soll-Kraftstoffdruck PO basierend auf einem Motorbetriebszustand, wie beispielsweise der durch den Drehzahlsensor 62 erfassten Motordrehzahl oder einem durch einen Gaspedal-Positionssensor 64 erfassten Betätigungsausmaß eines Gaspedals 63, und führt gleichzeitig eine Rückkopplungsregelung der Öffungs/Schließ-Zeitpunkt eines Entlademengen-Regelventils 10 so durch, dass der Kraftstoffdruck PR im Inneren der Druckspeicherkammer 50, der durch den Kraftstoffdrucksensor 61 erfasst ist, mit dem Soll-Kraftstoffdruck PO übereinstimmt.
Eine Regelungseinrichtung für eine erzwungene Kraftstoffeinspritzung 102 überwacht einen Kraftstoffunterbrechungsregelungszustand der Kraftstoffeinspritzventil-Regelungseinrichtung 101 und bestimmt, wenn die Kraftstoffeinspritzventil-Regelungseinrichtung 101 sich in der Kraftstoffunterbrechungsregelung befindet, ob der Kraftstoffdruck PR im Inneren der Druckspeicherkammer 50, der durch den Kraftstoffdrucksensor 61 erfasst wird, einen gegebenen Druckzustand (einen Zustand, in welchem der Kraftstoffdruck PR einen gegebenen Wert hohen Drucks übersteigt, einen Zustand, in welchem eine Kraftstoffdruckabweichung zwischen dem Kraftstoffdruck PR und dem Soll-Kraftstoffdruck PO eine vorbereitend eingestellte gegebene Abweichung übersteigt, oder einen Zustand, in welchem der Kraftstoffdruck PR ein gegebenes Erhöhungsverhalten gegenüber dem Soll-Kraftstoffdruck PO zeigt) annimmt oder nicht.
Hier weist die Regelungseinrichtung für eine erzwungene Kraftstoffeinspritzung 102 dann, wenn der Betrieb unter der Kraftstoffunterbrechungsregelung erfolgt und der Kraftstoffdruck PR einen gegebenen Druckzustand annimmt, die Kraftstoffeinspritzventil-Regelungseinrichtung 101 an, das erzwungene Antreiben der Kraftstoffeinspritzventile 51 durchzuführen. Weiterhin führt die Kraftstoffeinspritz-Regelungsvorrichtung 101 auf ein Empfangen der Anweisung für ein erzwungenes Antreiben der Kraftstoffeinspritzventile 51, wie beispielsweise aus den Kraftstoffeinspritzventilen 51 der Zylinder #1 bis #4, hin ein erzwungenes Antreiben an nur den Kraftstoffeinspritzventilen 51 durch, die in dem Zylinder #1 und dem Zylinder #4 angeordnet sind, welche eine Hälfte von allen Zylindern bilden.
Weiterhin wird die Kraftstoffeinspritzmenge so eingestellt, dass das Luft/Kraftstoff-Verhältnis in den Zylindern in welchen die erzwungene Antreibung an den Kraftstoffeinspritzventilen 51 durchgeführt wird, einen Wert nahe dem theoretischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis annimmt.
Weiterhin weist die Regelungseinrichtung für eine erzwungene Kraftstoffeinspritzung 102 die Zündzeitpunkt-Regelungseinrichtung 103 an, die Zündzeitpunkte der Zylinder, bei welchen das erzwungene Antreiben an den jeweiligen Kraftstoffeinspritzventilen 51 durchgeführt wird, gegenüber normalen Zeitpunkten auf die Verzögerungswinkelseite zu ändern, und die Zündspulen 104 werden zu den angewiesenen Zündzeitpunkten angetrieben.
Als Nächstes wird der Regelungsbetrieb der Regelungseinrichtung für eine erzwungene Kraftstoffeinspritzung 102 in Zusammenhang mit einem in 2 gezeigten Ablaufdiagramm erklärt.
Zuallererst wird in einem Schritt S101 der Kraftstoffdruck PR im Inneren der Druckspeicherkammer 50, der durch den Kraftstoffdrucksensor 61 erfasst ist, erfasst.
In einem Schritt S102 bestimmt die Regelungseinrichtung für eine erzwungene Kraftstoffeinspritzung 102, ob die durch die Kraftstoffeinspritzventil-Regelungseinrichtung 101 durchgeführte Kraftstoffunterbrechungsregelung läuft oder nicht.
Wenn die Bestimmung im Schritt S102 negativ ist (wenn die Kraftstoffunterbrechungsregelung nicht läuft), geht die Verarbeitung weiter zu einem Schritt S107, und ein Zulassungs-Flag für ein erzwungenes Antreiben der Kraftstoffeinspritzventile 51 wird auf F = 0 zurückgesetzt. Dann geht die Verarbeitung weiter zu einem Schritt S108, wo der Kraftstoffdruck PR, der zu dieser Zeit erfasst wird, in einem Speicher PRALT der Regelungsvorrichtung gespeichert wird und die Verarbeitung beendet wird.
Andererseits geht die Verarbeitung dann, wenn die Bestimmung im Schritt S102 bestätigend ist (wenn die Kraftstoffunterbrechungsregelung läuft) weiter zu einem Schritt S103, und der Soll-Kraftstoffdruck PO, der durch die Kraftstoffdruck-Regelungseinrichtung 105 bestimmt ist, wird erfasst, und die Verarbeitung geht weiter zum nächsten Schritt S104.
Im Schritt S104 bestimmt die Regelungseinrichtung für eine erzwungene Kraftstoffeinspritzung 102, ob der Kraftstoffdruck PR, der im Schritt S101 erfasst wurde, den gegebenen Wert hohen Drucks P1 übersteigt oder nicht.
Wenn die Bestimmung im Schritt S104 bestätigend ist (PR > P1), geht die Verarbeitung weiter zu einem Schritt S109, und das Zulassungs-Flag für ein erzwungenes Antreiben der Kraftstoffeinspritzventile 51 wird auf F = 1 gesetzt. Dann geht die Verarbeitung weiter zu einem Schritt S108, wo der Kraftstoffdruck PR, der zu dieser Zeit erfasst wird, in einem Speicher PRALT der Regelungsvorrichtung gespeichert wird und die Verarbeitung beendet wird. Wenn andererseits die Bestimmung im Schritt S104 negativ ist (PR ≤ P1), geht die Verarbeitung weiter zu einem Schritt S105.
Im Schritt S105 bestimmt die Regelungseinrichtung für eine erzwungene Kraftstoffeinspritzung 102, ob die Abweichung (PR – PO) zwischen dem im Schritt S101 gelesenen Kraftstoffdruck PR und dem im Schritt S103 gelesenen Soll-Kraftstoffdruck PO die gegebene Abweichung P2 übersteigt oder nicht.
Wenn die Bestimmung im Schritt S105 bestätigend ist (PR – PO > P2), geht die Verarbeitung weiter zu einem Schritt S109, und das Zulassungs-Flag für ein erzwungenes Antreiben der Kraftstoffeinspritzventile 51 wird auf F = 1 gesetzt. Dann geht die Verarbeitung weiter zu einem Schritt S108, wo der Kraftstoffdruck PR, der zu dieser Zeit gelesen wird, in einen Speicher PRALT der Regelungsvorrichtung gespeichert wird und die Verarbeitung beendet wird.
Wenn andererseits die Bestimmung im Schritt S105 negativ ist (PR – PO ≤ P2) geht die Verarbeitung weiter zu einem Schritt S106.
Im Schritt S106 bestimmt die Regelungseinrichtung für eine erzwungene Kraftstoffeinspritzung 102, ob der im Schritt S101 gelesene Kraftstoffdruck PR das gegebene Erhöhungsverhalten gegenüber dem im Schritt S103 gelesenen Soll-Kraftstoffdruck PO zeigt oder nicht.
Es wird bestimmt, ob der dieses Mal erfasste Kraftstoffdruck PR höher als der Soll-Kraftstoffdruck PO ist und der dieses Mal erfasste Kraftstoffdruck PR höher als der zu der vorherigen Zeit gelesene Kraftstoffdruck PRALT ist, und zwar um die gegebene Abweichung P3 oder darüber, oder nicht.
Wenn die Bestätigung im Schritt S106 bestätigend ist (PR > PO und PR > PRALT + P3), geht die Verarbeitung weiter zum Schritt S109 und das Zulassungs-Flag für ein erzwungenes Antreiben der Kraftstoffeinspritzventile 51 wird auf F = 1 gesetzt. Dann geht die Verarbeitung weiter zum Schritt S108, wo der Kraftstoffdruck PR, der dieses Mal erfasst wird, in einem Speicher PRALT der Regelungsvorrichtung gespeichert wird und die Verarbeitung beendet wird.
Wenn andererseits die Bestimmung im Schritt S106 negativ ist, geht die Verarbeitung weiter zum Schritt S107, und das Zulassungs-Flag für ein erzwungenes Antreiben der Kraftstoffeinspritzventile 51 wird auf F = 0 zurückgesetzt. Dann geht die Verarbeitung weiter zum Schritt S108, wo der Kraftstoffdruck PR, der dieses Mal erfasst wird, in einem Speicher PRALT der Regelungsvorrichtung gespeichert wird und die Verarbeitung beendet wird.
Wie oben erläutert, geht die Verarbeitung unter Bedingungen zum Bestimmen von irgendeinem der Kraftstoffdruckzustände im Schritt S104, im Schritt S105 und im Schritt S106 während der Kraftstoffunterbrechungsregelung, wenn die Bestimmung bestätigend ist (bestimmt wird, dass der gegebene Kraftstoffdruckzustand vorhanden ist), weiter zum Schritt S109, und das Zulassungs-Flag für ein erzwungenes Antreiben der Kraftstoffeinspritzventile 51 wird auf F1 = 1 gesetzt.
Als Nächstes wird basierend auf dem Zustand des Zulassungs-Flags F für ein erzwungenes Antreiben der Kraftstoffeinspritzventile 51, der durch das in 2 gezeigte oben angegebene Ablaufdiagramm eingestellt ist, der in 3 gezeigte Regelungsbetrieb ausgeführt.
In 3 bestimmt die Regelungseinrichtung für eine erzwungene Kraftstoffeinspritzung 102 zuallererst in einem Schritt S201, ob das Zulassungs-Flag für ein erzwungenes Antreiben auf F = 1 gesetzt ist oder nicht. Wenn die Bestimmung im Schritt S201 bestätigend ist (F = 1), geht die Verarbeitung weiter zu einem Schritt S202, und die Regelungseinrichtung für eine erzwungene Kraftstoffeinspritzung 102 weist die Ausführung des erzwungenen Antreibens der Kraftstoffeinspritzventile 51 an, und die Verarbeitung in diesem Schritt S202 wird beendet.
Wenn andererseits die Bestimmung im Schritt S201 negativ ist (F = 0), geht die Verarbeitung weiter zu einem Schritt S203, und die Regelungseinrichtung für eine erzwungene Kraftstoffeinspritzung 102 weist das Abhalten des erzwungenen Antreibens der Kraftstoffeinspritzventile 51 an, und die Verarbeitung in diesem Schritt S203 wird beendet.
Die Kraftstoffeinspritzventil-Regelungseinrichtung 101 regelt das Antreiben oder Stoppen des Antreibens der Kraftstoffeinspritzventile 51 basierend auf der Ausführungsanweisung oder der Verhinderungsanweisung der Kraftstoffeinspritzventile 51.
Wie es hier zuvor beschrieben ist, wird gemäß der Kraftstoffeinspritzventil-Regelungsvorrichtung des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung selbst in einem Fall, in welchem die durch die Kraftstoffeinspritzvenil-Regelungseinrichtung durchgeführte Kraftstoffunterbrechungsregelung läuft, wenn der Kraftstoffdruck im Inneren der Druckspeicherkammer 50 den gegebenen Druckzustand annimmt, das heißt dann, wenn der Kraftstoffdruck in der Druckspeicherkammer 50 den voreingestellten gegebenen Wert hohen Drucks übersteigt, wenn die Kraftstoffdruckabweichung zwischen dem Kraftstoffdruck im Inneren der Druckspeicherkammer und dem Soll-Kraftstoffdruck die voreingestellte gegebene Abweichung übersteigt, oder wenn der Kraftstoffdruck im Inneren der Druckspeicherkammer ein gegebenes Erhöhungsverhalten gegenüber dem Soll-Kraftstoffdruck zeigt, das erzwungene Antreiben der Kraftstoffeinspritzventile von gegebenen Zylindern durch Unterbrechen der Kraftstoffunterbrechungsregelung durchgeführt. Demgemäß ist es möglich, das erneute Starten der Einspritzung des Kraftstoffs in einem Zustand zu verhindern, in welchem der Kraftstoffdruck im Inneren der Druckspeicherkammer während der Kraftstoffunterbrechungsregelung exzessiv hoch gehalten wird, wodurch die Verschlechterung der Abgaswerte und das Auftreten des Stoppens des Motors verhindert werden können.
Weiterhin wird dann, wenn entweder der Zustand, in welchem der Kraftstoffdruck den gegebenen Druckzustand nicht mehr annimmt, nachdem das erzwungene Antreiben der Kraftstoffeinspritzventile begonnen ist, oder der Zustand, in welchem die Kraftstoffunterbrechungsregelung beendet wird, nachdem das erzwungene Antreiben des Kraftstoffeinspritzventils begonnen ist, vorliegt, das erzwungene Antreiben der Kraftstoffeinspritzventile freigegeben. Somit gibt es keine Möglichkeit dafür, dass das erzwungene Antreiben der Kraftstoffeinspritzventile unnötig lange fortgeführt wird, wodurch der Kraftstoffverbrauchsverlust minimiert werden kann.
Ausführungsbeispiel 2.
4 ist ein Ablaufdiagramm, das den Regelungsbetrieb der Regelungseinrichtung für eine erzwungene Kraftstoffeinspritzung 102 gemäß dem Ausführungsbeispiel 2 der vorliegenden Erfindung zeigt.
Der in 4 gezeigte Regelungsbetrieb wird anstelle des in 3 gezeigten Regelungsbetriebs basierend auf dem Zustand des Zulassungs-Flags F für ein erzwungenes Antreiben der Kraftstoffeinspritzventile 51 ausgeführt, der in dem oben angegebenen in 2 gezeigten Ablaufdiagramm eingestellt ist.
In 4 bestimmt die Regelungseinrichtung für eine erzwungene Kraftstoffeinspritzung 102 in einem Schritt S301 zu allererst, ob das Zulassungs-Flag F für ein erzwungenes Antreiben F = 1 ist oder nicht.
Wenn die Bestimmung im Schritt S301 bestätigend ist (F = 1), geht die Verarbeitung weiter zu einem Schritt S302 und weist die Ausführung des erzwungenen Antreibens der Kraftstoffeinspritzventile 51 einer Hälfte von allen Zylindern (beispielsweise von nur gegebenen zwei Zylindern bei einem Vierzylinder-Verbrennungsmotor) an. Dann geht die Verarbeitung weiter zum nächsten Schritt S303, wo die Regelungseinrichtung für eine erzwungene Kraftstoffeinspritzung 102 die Ausführung der Verzögerungswinkelseitenänderung der Zündzeitpunkte zu der Zünd-Regelungseinrichtung 103 anweist und die Verarbeitung im Schritt S303 beendet wird. Als Ergebnis wird das erzwungene Antreiben an nur den Kraftstoffeinspritzventilen 51 einer Hälfte von allen Zylindern (gegebenen zwei Zylindern) durchgeführt, und werden die Zündzeitpunkte durch Ändern der Zeitpunkte zu der Verzögerungswinkelseite geregelt.
Wenn andererseits die Bestimmung im Schritt S301 negativ ist (F = 0), geht die Verarbeitung weiter zu einem Schritt S304 und weist das Abhalten des erzwungenen Antreibens der Kraftstoffeinspritzventile 51 an. Dann geht die Verarbeitung zum nächsten Schritt S305 weiter, wo die Regelungseinrichtung für eine erzwungene Kraftstoffeinspritzung 102 das Abhalten der Verzögerungswinkelseitenänderung der Zündzeitpunkte zu der Zünd-Regelungseinrichtung 103 anweist und die Verarbeitung im Schritt S305 beendet wird. Als Ergebnis wird das erzwungene Antreiben der Kraftstoffeinspritzventile 51 abgehalten und wird auch die Änderung der Zündzeitpunkte zu der Verzögerungswinkelseite abgehalten.
Wie es oben angegeben ist, wird gemäß der Kraftstoffeinspritz-Regelungsvorrichtung des Ausführungsbeispiels 2 der vorliegenden Erfindung beim Durchführen des erzwungenen Antreibens der Kraftstoffeinspritzventile durch Unterbrechen der Kraftstoffunterbrechungsregelung aus allen Zylindern des Motors das erzwungene Antreiben nur in Bezug auf die Kraftstoffeinspritzventile durchgeführt, die in einer Hälfte von diesen Zylindern angeordnet sind, und/oder die Zündzeitpunkte, zu denen das erzwungene Antreiben in Bezug auf die Kraftstoffeinspritzventile durchgeführt wird, wird auf die Verzögerungswinkelseite gegenüber den normalen Zündzeitpunkten eingestellt, so dass das erzeugte Drehmoment des Motors unterdrückt werden kann. Demgemäß ist es zu der Zeit eines Durchführens des erzwungenen Antreibens der Kraftstoffeinspritzventile durch Unterbrechen der Kraftstoffunterbrechungsregelung möglich, das erzeugte Drehmoment des Motors auf dem minimalen Wert zu unterdrücken, wodurch die erwünschte Abbremsleistungsfähigkeit selbst dann sichergestellt werden kann, wenn das erzwungene Antreiben der Kraftstoffeinspritzventile durchgeführt wird.
Ausführungsbeispiel 3.
5 ist ein Ablaufdiagramm, das den Regelungsbetrieb der Regelungseinrichtung für eine erzwungene Kraftstoffeinspritzung 102 gemäß dem Ausführungsbeispiel 3 der vorliegenden Erfindung zeigt.
Der in 5 gezeigte Regelungsbetrieb wird basierend auf dem Zustand des Zulassungs-Flags F für ein erzwungenes Antreiben der Kraftstoffeinspritzventile 51 ausgeführt, der bei dem oben angegebenen in 2 gezeigten Ablaufdiagramm eingestellt ist.
In 5 bestimmt die Regelungseinrichtung für eine erzwungene Kraftstoffeinspritzung 102 in einem Schritt S401 zuallererst, ob das Zulassungs-Flag F für ein erzwungenes Antreiben F = 1 ist oder nicht. Wenn die Bestimmung im Schritt S401 bestätigend ist (F = 1), geht die Verarbeitung weiter zu einem Schritt S402 und ermittelt die Regelungseinrichtung für eine erzwungene Kraftstoffeinspritzung 102 die Ansaugluftmenge QA, die durch den Luftmengensensor 65 erfasst ist, und geht die Verarbeitung weiter zu einem Schritt S403. Im Schritt S403 wird die Kraftstoffeinspritzmenge QF, die das theoretische Luft/Kraftstoff-Verhältnis in Bezug auf die im Schritt S402 gelesene Ansaugluftmenge QA hervorbringt, berechnet und wird die Verarbeitung in diesem Schritt S403 beendet.
Die Kraftstoffeinspritzventil-Regelungseinrichtung 101 führt die Antriebsregelung der Kraftstoffeinspritzventile 51 so durch, dass die im Schritt S403 berechnete Kraftstoffeinspritzmenge QF zu der Verbrennungskammer des Motors 40 zugeführt wird.
Wenn andererseits die Bestimmung im Schritt S401 negativ ist (F = 0), wird keine bestimmte Verarbeitung durchgeführt und die Verarbeitung geht weiter zum nächsten Schritt.
Wie zuvor beschrieben, wird gemäß der Kraftstoffeinspritz-Regelungsvorrichtung des Ausführungsbeispiels 3 der vorliegenden Erfindung dann, wenn das erzwungene Antreiben der Kraftstoffeinspritzventile durchgeführt wird, die Kraftstoffeinspritzmenge so eingestellt, dass das Luft/Kraftstoff-Verhältnis der Zylinder, an welchen das erzwungene Antreiben durchgeführt wird, einen Wert nahe dem theoretischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis annimmt. Demgemäß ist es selbst bei einem Fremdzündungs-Benzinmotor, der den einheitlichen Verbrennungsbetrieb durch vorheriges Mischen von Kraftstoff in einer Menge in der Nähe des theoretischen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses zu der Ansaugluft-Volumenstrom in der Verbrennungskammer durchführt, möglich, das erzwungene Antreiben der Kraftstoffeinspritzventile in einem stabilen Verbrennungszustand durchzuführen, wodurch die Verschlechterung der Abgaswerte und das Auftreten des Stoppens des Motors vermieden werden können.
6 ist ein Zeitdiagramm, das ein Beispiel von Änderungen von verschiedenen Zustandsvariablen zeigt, wenn der Motor in einem Zustand hoher Temperatur von einem Betrieb im eingeschwungenen Zustand zu einem Abbremsbetrieb geschaltet wird, wenn die Kraftstoffeinspritz-Regelungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Hier wird hierin nachfolgend deshalb, weil das Verhalten bis zu dem Zeitpunkt t2 in 2 gleich dem Verhalten bis zu dem Zeitpunkt t2 in 7 ist, nur das Verhalten nach dem Zeitpunkt t2 erklärt, das sich von dem entsprechenden Verhalten in 7 unterscheidet.
In 6 wird dann, wenn die Motordrehzahl beim Zeitpunkt t2 auf die Kraftstoffunterbrechungsstart-Drehzahl nfcin verringert wird, die Kraftstoffunterbrechungsregelung gestartet und wird der Kraftstoffeinspritz-Volumenstrom auf Null geregelt.
Wenn der Kraftstoffeinspritz-Volumenstrom Null wird, beginnt, obwohl der Verbrauch des Kraftstoffs im Inneren der Druckspeicherkammer 50 gestoppt wird, da der Motor auf der hohen Temperatur ist, der Kraftstoffdruck PR (pm beim Zeitpunkt t2) im Inneren der Druckspeicherkammer 50, der durch eine durchgezogene Linie angezeigt ist, die schnelle Erhöhung auf dieselbe Weise wie die herkömmliche Kraftstoffeinspritz-Regelungsvorrichtung.
Danach wird beispielsweise dann, wenn der erhöhte Kraftstoffdruck PR zum Zeitpunkt ta einen gegebenen Wert hohen Drucks pj übersteigt, bestimmt, dass der Kraftstoffdruck einen gegebenen Kraftstoffdruckzustand erreicht. Dann wird basierend auf dem Ansaugluft-Volumenstrom qa2 zu diesem Zeitpunkt und dem Soll-Luft/Kraftstoff- Verhältnis, das in Reaktion auf den Motorbetriebszustand vorbereitend eingestellt ist, der Kraftstoffeinspritz-Volumenstrom qi2, der veranlasst, dass sich das Luft/Kraftstoff-Verhältnis dem Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis annähert, zwangsweise von den Kraftstoffeinspritzventilen 51 eingespritzt.
Als Ergebnis wird der Kraftstoff in der Druckspeicherkammer 50 in Reaktion auf den eingespritzte Kraftstoffeinspritz-Volumenstrom qi2 verbraucht, und somit wird der Kraftstoffdruck PR nach dem Zeitpunkt ta nach und nach auf pj verringert.
Dann wird, wenn die Motordrehzahl zum Zeitpunkt t3 auf die Kraftstoffunterbrechungsbeendigungs-Drehzahl nfcout verringert wird, die Kraftstoffunterbrechungsregelung gestoppt oder nimmt der Kraftstoffdruck PR, der durch eine durchgezogene Linie angezeigt ist, nicht mehr den Zustand an, in welchem der durch eine durchgezogene Linie angezeigte Kraftstoffdruck PR das gegebene Erhöhungsverhalten gegenüber dem Soll-Kraftstoffdruck PO zeigt (beispielsweise stimmen der durch die durchgezogene Linie angezeigte Kraftstoffdruck PR und der durch die strichpunktierte Linie angezeigte Soll-Kraftstoffdruck PO miteinander überein), und somit wird das erzwungene Antreiben der Kraftstoffeinspritzventile 51 beendet. Dann wird nach dem Zeitpunkt t3 die gewöhnliche Kraftstoffeinspritzung in dem Zustand erneut gestartet, in welchem der durch die durchgezogene Linie angezeigte Kraftstoffdruck PR (= pl) im Wesentlichen mit dem Soll-Kraftstoffdruck PO (pl) übereinstimmt, der durch die strichpunktierte Linie angezeigt ist, und somit ist es möglich, die herkömmlich gehaltene Befürchtung bezüglich des Auftretens der Verschlechterung der Abgaswerte, die dem erneuten Starten der Einspritzung von Kraftstoff bei dem hohen Kraftstoffdruckwert zuzuschreiben ist, und das Auftreten eines Stoppens des Motors, das dem Verringern der Reaktionseigenschaft der Kraftstoffeinspritzventile 51 zuzuschreiben ist, zu vermeiden.

Claims

Kraftstoffeinspritz-Regelungsvorrichtung eines Verbrennungsmotors mit – Kraftstoffeinspritzventilen (51), die Kraftstoff direkt in das Innere von Verbrennungskammern eines Motors einspritzen; – einer Kraftstoffeinspritzventil-Regelungseinrichtung (101), die eine Antriebsregelung der Kraftstoffeinspritzventile (51) durch Berechnen einer Kraftstoffeinspritzmenge durchführt, die ein Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis hervorbringt, das in Reaktion auf einen Motorbetriebszustand vorbereitend oder vorläufig eingestellt ist; – einer Druckspeicherkammer (50), die mit den Kraftstoffeinspritzventilen (51) verbunden ist und Kraftstoff unter hohem Druck speichert; – einem Kraftstoffdrucksensor (61), der einen Kraftstoffdruck im Inneren der Druckspeicherkammer (50) erfasst; – einer Hochdruckpumpe (20), die Kraftstoff unter hohem Druck in die Druckspeicherkammer fördert; – einem Entlademengen-Regelventil (10), das einen von der Hochdruckpumpe zu der Druckspeicherkammer zugeführte Kraftstoffmenge steuert; und – einer Kraftstoffdruck-Regelungseinrichtung (105), die eine Regelung des Entlademengen-Regelventils so durchführt, dass der Kraftstoffdruck im Inneren der Druckspeicherkammer mit einem Soll-Kraftstoffdruck übereinstimmt, der in Abhängigkeit vom Motorbetriebszustand eingestellt ist, wobei die Kraftstoffeinspritz-Regelungsvorrichtung eine Regelungseinrichtung für eine erzwungene Kraftstoffeinspritzung (102) enthält, die dann, wenn der Kraftstoffdruck im Inneren der Druckspeicherkammer (50) während einer Kraftstoffunterbrechung unter Verwendung der Kraftstoffeinspritzventil-Regelungseinrichtung (101) einen gegebenen Druckzustand annimmt, die Kraftstoffeinspritzventil-Regelungseinrichtung (101) veranlasst, die Kraftstoffunterbrechung zu unterbrechen, um dadurch ein erzwungenes Antreiben der Kraftstoffeinspritzventile von gegebenen Zylindern mit einer Kraftstoffeinspritzmenge entsprechend dem Motorbetriebszustand zu ermöglichen, und wobei dann, wenn das Kraftstoffeinspritzventil (51) angesteuert wird, die Kraftstoffeinspritzmenge so eingestellt wird, dass das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Zylinders, in den eingespritzt wird, einen Wert nahe einem theoretischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis annimmt.
Kraftstoffeinspritz-Regelungsvorrichtung eines Verbrennungsmotors nach Anspruch 1, wobei der gegebene Druckzustand ein Zustand ist, in welchem der Kraftstoffdruck im Inneren der Druckspeicherkammer (50) einen gegebenen Wert eines hohen Drucks übersteigt.
Kraftstoffeinspritz-Regelungsvorrichtung eines Verbrennungsmotors nach Anspruch 1, wobei der gegebene Druckzustand ein Zustand ist, in welchem eine Kraftstoffdruckabweichung zwischen dem Kraftstoffdruck im Inneren der Druckspeicherkammer (50) und dem Soll-Kraftstoffdruck eine vorbereitend bzw. vorläufig eingestellte gegebene Abweichung übersteigt.
Kraftstoffeinspritz-Regelungsvorrichtung eines Verbrennungsmotors nach Anspruch 1, wobei der gegebene Druckzustand ein Zustand ist, bei welchem der Kraftstoffdruck im Inneren der Druckspeicherkammer (50) sich in einer gegebenen Weise gegenüber dem Soll-Kraftstoffdruck erhöht.
Kraftstoffeinspritz-Regelungsvorrichtung eines Verbrennungsmotors nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das erzwungene Antreiben der Kraftstoffeinspritzventile (51) bei der Hälfte aller Zylinder des Motors durchgeführt wird.
Kraftstoffeinspritz-Regelungsvorrichtung eines Verbrennungsmotors nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Zündzeitgabe dann, wenn das erzwungene Antreiben der Kraftstoffeinspritzventile durchgeführt wird, auf die Verzögerungswinkelseite gegenüber der gewöhnlichen Zündzeitgabe eingestellt wird, um ein erzeugtes Drehmoment des Motors zu unterdrücken.
Kraftstoffeinspritz-Regelungsvorrichtung eines Verbrennungsmotors nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei nach dem Start des erzwungenen Antreibens der Kraftstoffeinspritzventile dieses beendet wird, wenn entweder – der Zustand, in welchem der Kraftstoffdruck im Inneren der Druckspeicherkammer (50) den gegebenen Druckzustand nicht mehr annimmt, oder – der Zustand, in welchem die Kraftstoffunterbrechung durch die Kraftstoffeinspritzventil-Regelungseinrichtung (101) beendet wird, vorliegt.