DE19708152A1 - Kraftstoffeinspritzsystem - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftstoffeinspritzsystem und insbesondere ein Hochdruck- Kraftstoffeinspritzsystem, das eine gemeinsame Druckleitung aufweist, um beispielsweise in einem Dieselmotor usw. eingesetzt wird.

Ein Kraftstoffeinspritzsystem, das in dem US-Patent Nr. 4 777 921 oder dem US-Patent Nr. 5 094 316 offenbart ist, ist als Kraftstoffeinspritzsystem vom Typ mit gemeinsamer Druckleitung bekannt. Das in dem US-Patent Nr. 4 777 921 offenbarte Kraftstoffeinspritzsystem setzt als Hochdruckpumpe eine variable Verdichtungspumpe ein, bei der sich der Förderhub durch ein Überström-Solenoidventil steuern läßt. In der Mitte der Periodendauer eines Förderhubs, während dem dem Kraftstoff in einer Pumpkammer der Pumpe abgegeben werden kann, wird das Überström-Solenoidventil geschlossen, um den Kraftstoff erzwungenermaßen von der Pumpkammer zu einer gemeinsamen Druckleitung zuzuführen, und das Überström- Solenoidventil wird während einer festgelegten Zeitdauer geschlossen gehalten, anschließend wird das Überström- Solenoidventil in der Mitte des Förderhubs geöffnet, damit der Kraftstoff in den Niederdruck-Kraftstoffpfad fließt, wodurch der Kraftstoffdruck in der gemeinsamen Druckleitung auf einen festgelegten Druckpegel gesteuert wird.

Das in dem US-Patent Nr. 5 094 216 vorgeschlagene Kraftstoffeinspritzsystem setzt als Hochdruckpumpe eine variable Verdichtungspumpe ein, bei der sich der Förderhub durch ein Überström-Solenoidventil vom Typ mit Öffnung nach außen steuern läßt. In der Mitte eines Hubs, während dem die Förderung der Pumpe möglich ist, ist das Solenoidventil geschlossen, damit der Kraftstoff von der Pumpkammer zu der gemeinsamen Druckleitung abgegeben wird, und das Überdruck- Solenoidventil wird bis zu dem Ende des Förderhubs der Pumpe geschlossen gehalten, und der Erregerzeitablauf zum Öffnen des Überström-Solenoidventils wird so gesteuert, daß der Kraftstoffdruck in der gemeinsamen Druckleitung auf einen festgelegten Druckpegel gesteuert wird.

Die bekannten Kraftstoffeinspritzsysteme führten zu einem Problem dahingehend, daß die Druckschwankung in der gemeinsamen Druckleitung, die dem bei einem Dieselmotor usw. angewandten Einspritzdruck entspricht, zunimmt. Insbesondere erfolgt eine Wechselwirkung der Einspritzdruckwelle einer vorhergehenden Einspritzung in einem Kraftstoffeinspritzsystem mit der Druckwelle, die durch die folgende Einspritzung und die Pumpenförderung erzeugt wird, was zu erhöhten Schwankungen des Drucks in der gemeinsamen Druckleitung führt.

Mit Zunahme der Drehzahl/Umlaufgeschwindigkeit ist das Einspritzintervall verkürzt. Deshalb nimmt die Amplitude der Druckwelle der vorhergehenden Einspritzung entsprechend zu, was zusätzlich zu der Schwankung des Drucks in der gemeinsamen Druckleitung beiträgt, sowie zu den Veränderungen der Einspritzmenge, was gegebenenfalls zu einer Beschädigung der Pumpe führt.

Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die Lösung der oben diskutierten Probleme geschaffen, und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines Kraftstoffeinspritzsystems, mit dem sich ein stabiler hoher Druck in der gemeinsamen Druckleitung mit minimierten Schwankungen des Drucks und zu den minimierten Veränderungen der Einspritzmenge unabhängig von einer Motorlast oder einer Motorgeschwindigkeit aufrecht erhalten läßt.

Zum Erzielen der obigen Aufgabe wird gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Benzineinspritzsystem geschaffen, enthaltend eine gemeinsame Druckleitung zum Aufnehmen von verdichtetem Kraftstoff; eine Einspritzdüse zum Einspritzen des verdichteten Kraftstoffs in der gemeinsamen Druckleitung in einem Motorzylinder; eine Hochdruck-Zuführpumpe mit einer Pumpkammer, in die Kraftstoff fließt, und einem Plunger zum Verdichten des Kraftstoffs in der Pumpkammer, derart, daß die Hochdruck-Zuführpumpe den verdichteten Kraftstoff in der Pumpkammer in die gemeinsame Druckleitung abgibt und den Kraftstoff in der gemeinsamen Druckleitung komprimiert; ein Überström-Steuersolenoidventil, das in einem Pfad zum Verbinden der Pumpkammer mit einem Niederdruck-Kraftstoffpfad ausgebildet ist und das im geöffneten Zustand die Pumpkammer mit dem Niederdruck-Kraftstoffpfad verbindet und im geschlossenen Zustand den Kraftstoff von der Pumpkammer in die gemeinsame Druckleitung abgibt; eine Kurvenscheibe, die an einer Antriebswelle gesichert ist, angetrieben durch den Motor, und die mit mehreren steigenden Neigungen zum Antreiben der Plunger derart versehen ist, daß der Kraftstoff verdichtet wird, derart, daß die Zahl der steigenden Neigungen größer als die Zahl der Kraftstoffeinspritzvorgänge der Einspritzdüse während jeder Drehung des Motors ist; und eine Steuervorrichtung zum Steuern des Öffnens und Schließens des Überström-Solenoidventils, derart, daß die Steuervorrichtung den Schließzeitablauf des Überström- Solenoidventils während jeder Zeitperiode, in der die Abgabe bei einer Drehung der Kurvenscheibe möglich ist, so steuert, daß das Überström-Solenoidventil länger während jeder synchronen Abgabe geschlossen gehalten ist, bei der die Abgabe zu der Kraftstoffeinspritzung in der Einspritzdüse synchronisiert ist, und daß das Überström-Solenoidventil kürzer während jeder asynchronen Abgabe gehalten ist, bei der die Abgabe nicht zu der Kraftstoffeinspritzung der Einspritzdüse synchronisiert ist, und daß die Steuervorrichtung auch den Schließzeitablauf des Überström- Solenoidventils zum Angleichen der Zeitperioden der synchronen und asynchronen Abgaben in Übereinstimmung mit der Last des Motors steuert, wodurch der Kraftstoffdruck in der gemeinsamen Druckleitung auf einem festgelegten Druckpegel gehalten ist.

Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Benzineinspritzsystem geschaffen, enthaltend eine gemeinsame Druckleitung zum Aufnehmen von verdichtetem Kraftstoff; eine Einspritzdüse zum Einspritzen des Kraftstoffs in der gemeinsamen Druckleitung in einem Motorzylinder; eine Hochdruck-Zuführpumpe mit einer Pumpkammer, in die Kraftstoff fließt, und einem Plunger zum Verdichten des Kraftstoffs in der Pumpkammer, derart, daß die Hochdruck-Zuführpumpe den verdichteten Kraftstoff in der Pumpkammer in die gemeinsame Druckleitung abgibt und den Kraftstoff in der gemeinsamen Druckleitung komprimiert; ein Überström-Steuersolenoidventil, das in einem Pfad zum Verbinden der Pumpkammer mit einem Niederdruck-Kraftstoffpfad ausgebildet ist und das im geöffneten Zustand die Pumpkammer mit dem Niederdruck-Kraftstoffpfad verbindet und im geschlossenen Zustand den Kraftstoff von der Pumpkammer in die gemeinsame Druckleitung abgibt; eine Kurvenscheibe, die an einer Antriebswelle gesichert ist, angetrieben durch den Motor, und die mit mehreren steigenden Neigungen zum Antreiben der Plunger derart versehen ist, daß der Kraftstoff verdichtet wird, derart, daß die Zahl der steigenden Neigungen größer als die Zahl der Kraftstoffeinspritzvorgänge der Einspritzdüse während jeder Drehung des Motors ist; und eine Steuervorrichtung zum Steuern des Öffnens und Schließens des Überström-Solenoidventils, derart, daß die Steuereinrichtung den Verschließzeitablauf des Überström- Solenoidventils während jeder Zeitperiode, in der die Abgabe bei einer Drehung der Kurvenscheibe möglich ist, so steuert, daß die Zeitperiode der synchronen Abgabe, die zu der Kraftstoffeinspritzung der Einspritzdüse synchronisiert ist, gleich der gesamten Zeitperiode ist, in der die Abgabe möglich ist, und daß die Zeitperiode der asynchronen Abgabe, die nicht zu der Kraftstoffeinspritzung der Einspritzdüse synchronisiert ist, gleich einem Teil der Zeitperiode ist, in der die Abgabe möglich ist, und daß die Steuervorrichtung auch die Verschließzeitdauer des Überström-Solenoidventils zum Angleichen der Periodendauer der asynchronen Abgaben in Übereinstimmung mit der Last des Motors steuert, wodurch der Kraftstoffdruck in der gemeinsamen Druckleitung auf einem festgelegten Druckpegel gehalten ist.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend unter Bezug auf die Zeichnung beschrieben; es zeigen:

Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild zum Darstellen eines Benzineinspritzsystems in Übereinstimmung mit einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine Querschnittsansicht zum Darstellen einer Hochdruck-Zuführpumpe des Benzineinspritzsystems in Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 3 ein schematisches Blockschaltbild zum Darstellen der Hochdruck-Zuführpumpe und eines Pumpenantriebs des Kraftstoffeinspritzsystems in Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4 ein Zeitablaufdiagramm zum Darstellen des Betriebs der Hochdruck-Zuführpumpe des Benzineinspritzsystems in Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 5 ein Zeitablaufdiagramm zum Darstellen des Betriebs einer Hochdruck-Zuführpumpe in einem Benzineinspritzsystem in Übereinstimmung mit einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 6 ein schematisches Blockschaltbild zum Darstellen eines Kraftstoffeinspritzsystems vom Typ mit gemeinsamer Druckleitung in Übereinstimmung mit einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 7 ein Zeitablaufdiagramm zum Darstellen des Betriebs einer Hochdruck-Zuführpumpe in dem Kraftstoffeinspritzsystem in Übereinstimmung mit der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und

Fig. 8 ein Zeitablaufdiagramm zum Darstellen des Betriebs einer Hochdruck-Zuführpumpe in einem Benzineinspritzsystem in Übereinstimmung mit der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Erste Ausführungsform

Die Fig. 1 zeigt ein schematisches Blockschaltbild zum Darstellen eines Kraftstoffeinspritzsystems vom Typ mit gemeinsamer Druckleitung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

In der Zeichnung ist der Motor 1 ein Vierzylinder-Viertakt- Dieselmotor. Die Verbrennungskammer jedes Zylinders des Motors 1 weist einen Injektor auf, der als Einspritzdüse dient. Ein Einspritzsteuer-Solenoidventil 3, das in jedem der vier Injektoren 2 vorgesehen ist, wird zum Steuern der Einspritzung des Kraftstoffs in den Motor 1 geöffnet oder geschlossen. Eine gemeinsame Druckleitung 4 ist eine Hochdruck-Akkumulatorleitung, die allen vier Zylindern des Motors 1 gemeinsam ist. Die vier Injektoren 2 sind mit der gemeinsamen Druckleitung 4 verbunden, und der Kraftstoff in der gemeinsamen Druckleitung 4 wird durch die Injektoren 2 in dem Motor 1 dann eingespritzt, wenn die Solenoidventile 3 geöffnet sind. Die gemeinsame Druckleitung 4 ist mit einem Rückschlagventil 6 verbunden, das an einer Hochdruck- Zuführpumpe 7 vorgesehen ist,und zwar über eine Zuführleitung 5. Die Hochdruck-Zuführpumpe 7 wird durch einen Kurvenscheibenantriebsmechanismus 8 der Pumpe angetrieben, der später im Zusammenhang mit Fig. 2 beschrieben wird, und zwar zum Abgeben und erzwungenen Zuführen des unter hohem Druck stehenden Kraftstoffs zu der gemeinsamen Druckleitung 4. Die Hochdruck-Zuführpumpe 7 ist mit einem Überström- Steuersolenoidventil (spill control solenoid valve) 9 ausgestattet. Der Kraftstoff wird der Hochdruck-Zuführpumpe 7 ausgehend von einem Kraftstofftank 11 durch eine Niederdruck- Zuführleitung 10 zugeführt.

Eine elektronische Steuereinheit 12, die als Steuervorrichtung dient, schaltet die Einspritzsteuer- Solenoidventile 3 und das Überström-Steuersolenoidventil 9 an/ab. Die elektronische Steuereinheit 12 empfängt die Information über die Geschwindigkeit und die Last des Motors 1 und den Druck in der gemeinsamen Druckleitung über einen Motorgeschwindigkeitssensor 13, einen Lastsensor 14 und einen Drucksensor 15, der den Druck in der gemeinsamen Druckleitung detektiert. Insbesondere wird in dem Kraftstoffeinspritzsystem vom Typ mit gemeinsamer Druckleitung die Information über die Geschwindigkeit und Last des Motors und den Druck in der gemeinsamen Druckleitung ausgehend von zugeordneten Sensoren 13, 14 und 15 der elektronischen Steuereinheit 12 zugeführt, die ein Hochdrucksystem mit gemeinsamer Druckleitung steuert.

Die elektronische Steuereinheit 12 führt eine Gegenkopplungssteuerung für den Druck in der gemeinsamen Druckleitung durch, während sie zur gleichen Zeit ein Steuersignal an die Einspritzsteuer-Solenoidventile 3 derart ausgibt, daß der Einspritzzeitablauf und die Einspritzmenge an die optimale Bedingung angeglichen sind, die gemäß dem Zustand des Motors 1 bestimmt ist, der anhand der Signale zum Anzeigen der oben erwähnten Information beurteilt wird. Die Einheit 12 sendet auch ein Steuersignal an das Überström- Steuersolenoidventil 9, wodurch der Druck in der gemeinsamen Druckleitung auf einen optimalen Einspritzdruckpegel angeglichen ist.

Beispielsweise wird eine bestimmte Menge von Kraftstoff in der gemeinsamen Druckleitung 4, die mit einem Druck von 100 MPa akkumuliert ist, jedesmal dann verbraucht, wenn die Einspritz-Steuersolenoidventile 3 durch einen Steuerimpuls geöffnet sind. Zum Ausgleichen des verbrauchten Kraftstoffs gibt die Hochdruck-Zuführpumpe 7 absatzweise den Kraftstoff an die gemeinsame Druckleitung 4 ab, und zwar in der Menge, die zum Ausgleichen der verbrauchten Menge erforderlich ist, um den Druck in der gemeinsamen Druckleitung auf dem gleichen Pegel von 100 MPa in allen Zeitpunkten aufrecht zu erhalten. Die erforderliche Abgabemenge variiert in Abhängigkeit von der Einspritzmenge oder der Motorgeschwindigkeit. Deshalb wird die Menge einer Abgabe der Hochdruck-Zuführpumpe 7 durch Steuern des Betriebs des Überström-Solenoidventils 9 durch die elektronische Steuereinheit 12 angeglichen. Zum Durchführen der Hochdruck-Zuführung, der Aufrechterhaltung des Betriebs und der Steuerung wird der Kraftstoff synchron mit einem einzigen Betriebszyklus des Kraftstoffeinspritzers zugeführt, d. h. bei jeder Einspritzung. Deshalb wird eine Pumpe vom Einspritztyp als Hochdruck-Zuführpumpe 7 eingesetzt, die sich absatzweise hin- und herbewegt und die in der Lage ist, mehr Abgabezyklen für Kraftstoff durchzuführen, als durch die Zahl der Verbrennungszyklen des Motors 1 vorgegeben ist.

Die Hochdruck-Zuführpumpe 7 wird nun unter Bezug auf die Fig. 2 beschrieben.

Wie in Fig. 2 gezeigt, ist eine Kurvenscheibenkammer 80 des Pumpenantriebsmechanismus 8 an dem unteren Ende eines Pumpgehäuses 70 vorgesehen, und ein Zylinder 71 ist in dem Pumpengehäuse 70 installiert. Ein Plunger 72 ist in dem Zylinder 71 derart installiert, daß er hin- und herbewegbar ist und hierin gleiten kann. Die obere Endoberfläche des Plungers 72 und die innere Randoberfläche des Zylinders 71 bilden eine Pumpkammer 73, die mit dem Rückschlagventil 6 über eine Auslaßöffnung 74 verbunden ist, die als Verbindungspassage dient. Die Hochdruck-Zuführpumpe 7 ist mit einem Kraftstoffreservoir 75 versehen, dem der Kraftstoff mit niedrigem Druck durch die Niederdruck-Kraftstoffpumpe 10 ausgehend von dem Kraftstofftank 11 über eine Einführleitung 76 zugeführt wird. Das Kraftstoffreservoir 75 und das Überström-Steuersolenoidventil 9 sind durch eine Passage 75 verbunden. Der an dem unteren Ende des Plungers 72 angeschlossene Ventilsitz 78 wird gegen ein Kurvenscheibengleitstück 81 durch eine Plungerfeder 79 gedrückt, und eine Kurvenscheibenwalze 82 ist als Einheit an dem Kurvenscheibengleitstück 81 vorgesehen. Eine Kurvenscheibe 83 ist an einer Antriebswelle 84 gesichert, und sie ist drehbar in der Kurvenscheibenkammer 80 angeordnet. Die Kurvenscheibe 83 steht in Gleitkontakt zu der Kurvenscheibenwalze 82, deren äußerer Rand eine Form aufweist, die durch acht identische Hübe oder Aufteilvorsprünge gebildet ist. Die Antriebswelle 84 der Kurvenscheibe 83 dreht sich mit der halben Geschwindigkeit des Motors 1.

Somit beginnt dann, wenn die Kurvenscheibe 83 durch die Drehwelle 84 der Kurvenscheibe 83 gedreht wird, der Plunger 72 mit einer Hin- und Herbewegung über die Kurvenscheibenwalze 82, das Kurvenscheibengleitstück 81 und den Ventilsitz 78. Der Hin- und Herhub des Plungers 82 wird durch die Differenz der Höhe zwischen der Oberseite und der Unterseite der Hübe bestimmt. Bei Drehung des Plungers 72 in dem Zylinder 71 wird der Kraftstoff auf der Niederdruckseite in die Pumpkammer 73 geführt. Der eingeführte Kraftstoff wird abgegeben oder erzwungenermaßen zugeführt, wenn das Überström-Steuersolenoidventil 9 geschlossen ist, das detailliert später beschrieben wird. Ist das Solenoidventil geöffnet, so wird ein Teil des Kraftstoffs zu dem Ende mit niedrigem Druck zurückgeführt.

Das Überström-Steuersolenoidventil 9 wird nun unter Bezug auf die Fig. 2 beschrieben.

Ein Körper 91 weist eine Passage 92 auf, die mit der Passage 77 verbunden ist, die bei dem Zylinder 71 gebildet ist. Ein Ventilsitz 93 ist an dem Körper 91 an der Seite vorgesehen, der näher zu der Pumpkammer 73 liegt. Eine elektromagnetische Spule 92, die über einen Leitungsdraht 95 erregt wird, ist an der Oberseite des Körpers 91 vorgesehen. Ein Anker 96 wird nach Fig. 2 durch die magnetische Kraft der erregten magnetischen Spule 74 nach oben gezogen, entgegen der Druckkraft der Feder 97. Ein nach außen öffnendes Ventil 91 wird mit dem Anker 96 in Form einer Einheit verbunden, und wird die elektromagnetische Spule 94 entregt, so wird das Ventil 98 nach Fig. 2 nach unten verbracht, durch die Federkraft der Feder 97, was bewirkt, daß die Passage 92 mit der Pumpkammer 73 in Verbindung steht. Wird die elektromagnetische Spule 94 erregt, so wird das Ventil 98 zurück zu dem Ventilsitz 93 verbracht, um die Passage zwischen der Passage 92 und der Pumpkammer 73 abzutrennen. Ein Stopper 99 ist bei dem Zylinder 71 vorgesehen, um die Unterposition des nach außen öffnenden Ventils 98 festzulegen. Der Stopper 99 gelangt in Kontakt mit dem unteren Ende des nach außen öffnenden Ventils 98, und zwar zum Begrenzen der Position des nach außen öffnenden Ventils 98 dann, wenn die elektromagnetische Spule 94 entregt ist, und er ist mit einer Vielzahl von Durchgangsöffnungen 99a ausgebildet, durch die ein Kraftstoff fließen kann.

Das Überström-Steuersolenoidventil 9 ist ein Solenoidventil vom Typ mit Vorhubsteuerung zum Festlegen des Zeitablaufs, bei dem das nach außen öffnende Ventil 98 an dem Ventilsitz 93 ansitzt, zum Starten der Druckbildung des Plungers 72.

Der schematische Aufbau der Hochdruck-Zuführpumpe 7 und des Pumpantriebsmechanismus 8 wird nun unter Bezug auf die Fig. 3 beschrieben.

Nach Fig. 3 ist eine Drehscheibe 85 koaxial an der Antriebswelle 84 der Kurvenscheibe 83 befestigt. Die Drehscheibe 85 weist acht Vorsprünge 85a auf. Ein Kurvenscheiben-Winkelsensor 16, der ein elektromagnetisches Aufnahmeelement darstellt, ist so angeordnet, daß er einem der Vorsprünge 85a derart gegenübersteht, daß jedesmal dann, wenn einer der Vorsprünge 85a in der Nähe des Kurvenscheibenwinkelsensors 16 passiert, in Signal zu der elektronischen Steuereinheit 12 gesendet wird. Eine Zylinderidentifizier-Drehscheibe 86, die einen einzigen Vorsprung 86a aufweist, ist koaxial an der Antriebswelle 84 der Kurvenscheibe 83 befestigt. Ein Zylinderidentifiziersensor 17 ist gegenüberliegend zu dem Vorsprung 86a angeordnet. Jedesmal, wenn der Vorsprung 86a in der Nähe des Zylinderidentifiziersensors 17 passiert, d. h. jedesmal, wenn die Hochdruck-Zuführpumpe 7 eine Hin- und Herbewegung durchführt, wird ein Signal zu der elektronischen Steuereinheit 12 gesendet. Auf der Grundlage der von dem Kurvenscheiben-Winkelsensor 16 und dem Zylinderidentifiziersensor 17 empfangenen Signale beurteilt die elektronische Steuereinheit 12 einen unteren Totpunkt des Plungers 72 der Hochdruck-Zuführpumpe 7.

Bei der in Fig. 3 gezeigten Anordnung ist jedesmal dann, wenn der Plunger 72, der durch die Drehung der Antriebswelle 84 hin- und herbewegt wird, nach unten läuft, das Überström- Steuersolenoidventil 9 geöffnet, und der Kraftstoff wird in die Pumpkammer 73 über die Niederdruck-Zuführpumpe 10 und das Überström-Steuersolenoidventil 9 aus dem Kraftstofftank 11 zugeführt. Bewegt sich der Plunger 72 nach oben, so versucht er, den Kraftstoff in der Pumpkammer 73 zu verdichten. In diesem Zeitpunkt ist dann, wenn das Überström- Steuersolenoidventil 9 nicht erregt ist, das nach außen öffnende Ventil 98 von dem Ventilsitz 93 getrennt, und das Ventil 9 ist geöffnet, und der Kraftstoff in der Pumpkammer 73 strömt via die Kraftstoffpassagen 92, 77, das Kraftstoffreservoir 75 und die Einführleitung 76 in der Folge, in der sie aufgelistet sind, über.

Wird ein Steuerimpuls zu dem Überström-Steuersolenoidventil 9 zum Erregen des Überström-Steuersolenoidventils 9 gesendet, so sitzt das nach außen öffnende Ventil 98 an dem Ventilsitz 93 auf, und das Ventil 9 ist geschlossen. Dies bewirkt, daß der Plunger 72 den Kraftstoff in der Pumpkammer 73 verdichtet. Sobald der Kraftstoffdruck in der Pumpkammer 73 die Druckkraft der Feder 71 überwindet, die an dem Rückschlagventil 6 angeordnet ist, bewirkt ein via die Auslaßöffnung 74 abgegebener Kraftstoff die Öffnung eines Ventils 62, so daß es an die gemeinsame Druckleitung 4 abgegeben wird.

Der Betrieb des wie oben beschrieben aufgebauten Kraftstoffeinspritzsystems wird unter Bezug auf das in Fig. 4 gezeigte Zeitablaufdiagramm beschrieben. Das Zeitablaufdiagramm nach Fig. 4 ist erläuternd für den Betrieb der Hochdruck-Zuführpumpe 7 während der Periodendauer einer Drehung der Pumpe, d. h. während der Periodendauer einer 360°- Drehung der Kurvenscheibe.

Das Kraftstoffeinspritzsystem ist so entworfen, daß es den Kraftstoff in der gemeinsamen Druckleitung 4 in den zugeordneten Zylinder des Vierzylindermotors 1 in Folge durch die vier Einspritzer 2 einspritzt, und die Kurvenscheibe 83 weist acht hügelförmige Vorsprünge auf, um acht Abgabehubbewegungen der Hochdruck-Zuführpumpe 7 auszubilden. Bei dem in Fig. 4 gezeigten Zeitablaufdiagramm sind Kurvenscheiben-Winkelsignale C₁, C₃, C₅ und C₇ mit der Kraftstoffeinspritzung der Einspritzer 2 synchronisiert.

In Fig. 4 kennzeichnet (A) das Signal des Zylinderidentifiziersensors 17, und (B) kennzeichnet das Signal des Kurvenscheiben-Winkelsensors 16. Auf der Grundlage der über die zwei Sensoren 16 und 17 empfangenen Signale bestimmt die elektronische Steuereinheit 12 ein Signal zum Anzeigen des unteren Totpunkts des Plungers 72 der Hochdruck- Zuführpumpe 7 und gibt dieses ein. (C) kennzeichnet den Hubumfang der Kurvenscheibe 83, und (D) kennzeichnet das Steuersignal des Überström-Steuersolenoidventils 9. Bei der Hochdruck-Zuführpumpe 7 finden acht Abgabehübe statt, während der die Kraftstoffabgabe möglich ist, während die Antriebswelle 84 eine vollständige Drehung durchführt.

Wird die Kurvenscheibe 83 angetrieben und ist eine Zeitdauer T₂ bezogen auf die fallende Flanke des Kurvenscheiben- Winkelsignals C₁ verstrichen, so sendet die elektronische Steuereinheit 12 ein Steuersignal an das Überström- Steuersolenoidventil 9, und das Steuersignal wird bei der fallenden Flanke des nachfolgenden Kurvenscheiben- Winkelsignals C₂ abgetrennt. Während das Steuersignal anliegt, wird das Überström-Steuersolenoidventil 9 geschlossen gehalten. Somit strömt der Kraftstoff in der Pumpkammer 73, der durch den Plunger 72 durch einen Kurvenscheiben-Hubumfang von H₂ nach dem Schließen des Solenoidventils 9 komprimiert wurde (angezeigt durch die schraffierten Abschnitte in Fig. 4) in die gemeinsame Druckleitung 4 über das Rückschlagventil 6, und er wird in der gemeinsamen Druckleitung 4 aufgenommen.

Anschließend sendet dann, wenn eine Zeitdauer T₃ bezogen auf die fallende Flanke des Kurvenscheiben-Winkelsignals C₂ verstrichen ist, die elektronische Steuereinheit ein Steuersignal an das Überström-Steuersolenoidventil 9, und das Steuersignal wird bei der fallenden Flanke des nachfolgenden Kurvenscheiben-Winkelsignals C₃ abgetrennt. Somit strömt der Kraftstoff in der Pumpkammer 73, der durch den Plunger 72 während eines Kurvenscheiben-Hubumfangs H₃ (in Fig. 4 durch die schraffierten Abschnitte gekennzeichnet) in die gemeinsame Druckleitung 4 über das Rückschlagventil 6, und er wird in der gemeinsamen Druckleitung 4 aufgenommen.

Entsprechend sendet dann, wenn die Zeit T₂ jeweils bezogen auf die fallenden Flanken der Kurvenscheiben-Winkelsignale C₃, C₅ und C₇ verstrichen ist, die elektronische Steuereinheit 12 Steuersignale an das Überström- Steuersolenoidventil 9, und diese Steuersignale werden jeweils bei den fallenden Flanken der nachfolgenden Kurvenscheiben-Winkelsignale C₄, C₆ und C₈ abgetrennt. Ferner sendet dann, wenn die Zeit T₃ bezogen auf die fallenden Flanken der Kurvenscheiben-Winkelsignal C₄, C₆ und C₈ verstrichen ist, die elektronische Steuereinheit 12 Steuersignale an das Überström-Steuersolenoidventil 9, und diese Steuersignale werden jeweils bei den fallenden Flanken der nachfolgenden Kurvenscheiben-Winkelsignale C₅, C₇ und C₁ abgetrennt.

Bei der ersten Ausführungsform ist das Überström- Steuersolenoidventil geöffnet, wenn der Plunger 72 an seinem unteren Totpunkt angelangt ist. Die Zeiten T₂ und T₃ sind so festgelegt, daß das Ventil 9 in jedem Zeitpunkt geschlossen ist, während dem der Plunger 72 sich von dem unteren Totpunkt zu dem oberen Totpunkt hiervon bewegt, d. h. während die Kraftstoffabgabe möglich ist (dann, wenn gilt Zeit T₂ < Zeit T₃).

Somit ist gemäß der ersten Ausführungsform des Kraftstoffeinspritzsystems, das zum Einspritzen des Kraftstoffs in die gemeinsame Druckleitung 4 gemäß der zugeordneten Zylinder des Vierzylindermotors 1 infolge durch die vier Einspritzer 2 ausgebildet ist, die Kurvenscheibe 83 mit acht hügelförmigen Vorsprüngen versehen, damit die Zahl der Abgabehübe der Hochdruck-Zuführpumpe 7 zu 8 festgelegt ist, und die elektronische Steuereinheit 12 hält das Überström-Steuersolenoidventil 9 länger während der Abgabehübe geschlossen, die mit der Kraftstoffeinspritzung der Einspritzer 2 so synchronisiert sind, daß die Kraftstoffabgabemenge der Pumpe erhöht ist, während es das Überström-Steuersolenoidventil 9 kürzer während der Abgabehübe geschlossen hält, die nicht zu der Kraftstoffeinspritzung der Einspritzer 2 synchronisiert sind, so daß die Kraftstoffabgabemenge in der Pumpe reduziert ist.

Ferner sind die Zeitdauer C₂ und C₃ entsprechend der Last des Motors angeglichen, wodurch die Steuerung der Menge des abzugebenden Kraftstoffs zum Erzeugen und Aufrechterhalten des Drucks in der gemeinsamen Leitung derart möglich ist, daß der gewünschte gemeinsame Druck in der Druckleitung erreicht wird.

Ferner erfolgt eine Pumpabgabe in größerem Umfang entsprechend dem Kurvenscheiben-Hubumfang H₂ und eine Kurvenabgabe in geringerem Umfang entsprechend dem Kurvenscheiben-Hubumfang H₃ für eine Kraftstoffeinspritzung, und es werden Pumpenabgabe-Druckwellen mit zwei unterschiedlichen Druckwellen erzeugt. Die Druckwellen mit den zwei unterschiedlichen Amplituden wirken gegeneinander, wodurch es möglich ist, die Druckschwankungen in der gemeinsamen Druckleitung einzuschränken, sowie die Veränderungen der Kraftstoffeinspritzmenge.

Da zudem die Pumpabgabe zweifach für eine Benzineinspritzung durchgeführt wird, ist die Amplitude der Druckwelle pro Pumpabgabe geringer, wodurch es möglich ist, die Schwankungen des Drucks in der gemeinsamen Druckleitung einzuschränken; diese Schwankung wird durch die Wechselwirkung zwischen den Druckwellen bei der Benzineinspritzung und der Pumpabgabe bewirkt.

Bei der ersten Ausführungsform sind beide Zeitdauern T₂ und T₃ in Übereinstimmung mit der Last des Motors angeglichen. Als Alternative kann jedoch entweder die Sendezeit T₂ oder T₃ fixiert sein und lediglich die andere kann angeglichen werden; dies würde die Steuerung zum An/Abschalten des Überström-Steuersolenoidventils vereinfachen.

Zweite Ausführungsform

Die Fig. 5 zeigt ein Zeitablaufdiagramm zum Darstellen des Betriebs der Hochdruck-Zuführpumpe in einem Kraftstoff- Einspritzsystem in Übereinstimmung mit einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und es zeigt den Betrieb von ungefähr einer Drehung der Pumpe, d. h. einer 360°-Drehung der Kurvenscheibe. Dieses Kraftstoffeinspritzsystem weist denselben Aufbau auf, wie das der ersten Ausführungsform.

Das Kraftstoffeinspritzsystem ist so entworfen, daß es den Kraftstoff in der gemeinsamen Druckleitung 4 in zugeordnete Zylinder des Vierzylindermotors 1 infolge über die vier Einspritzer 2 einspritzt. Die Kurvenscheibe 83 weist acht hügelförmige Vorsprünge auf, um acht Abgabehübe der Hochdruck-Zuführpumpe 7 zu bewirken. Bei dem in Fig. 5 gezeigten Zeitablaufdiagramm sind Kurvenscheiben- Winkelsignale C₁, C₃, C₅ und C₇ mit der Benzineinspritzung der Einspritzer 2 synchronisiert.

Bei der zweiten Ausführungsform sendet in dem Fall, in dem die Kurvenscheibe 83 angetrieben wird und die Zeitdauer T₁ bezogen auf die fallende Flanke des Kurvenscheiben- Winkelsignals T₁ verstrichen ist, d. h. wenn der Plunger 72 an der untersten Position angelangt ist, insbesondere dem unteren Totpunkt hiervon, die elektronische Steuereinheit 12 ein Steuersignal an das Überström-Steuersolenoidventil 9. Das Steuersignal wird bei der fallenden Flanke des nachfolgenden Kurvenscheiben-Winkelsignals C₂ abgetrennt, d. h. dann, wenn der Plunger 72 an dem oberen Totpunkt hiervon angelangt ist. Während das Steuersignal anliegt, wird das Überström- Steuersolenoidventil 9 geschlossen gehalten. Somit fließt der Kraftstoff in der Pumpkammer 73, der durch den Plunger 72 am Anfang des Kurvenscheiben-Hubumfangs H₁ verdichtet wurde, nachdem das Solenoidventil 9 geschlossen wurde, in die gemeinsame Druckleitung 4 via das Rückschlagventil 6, und er wird in der gemeinsamen Druckleitung 4 aufgenommen.

Anschließend sendet dann, wenn eine Zeitdauer T₄ bezogen auf die fallende Flanke des Kurvenscheiben-Winkelsignals C₃ verstrichen ist, die elektronische Steuereinheit 12 ein Steuersignal an das Überström-Steuersolenoidventil 9. Das Steuersignal wird bei der folgenden Flanke des nachfolgenden Kurvenscheiben-Winkelsignals C₃ abgetrennt, d. h. dann, wenn der Plunger 72 an dem oberen Totpunkt hiervon angelangt ist. Somit strömt der Kraftstoff in der Pumpkammer 73, der durch den Plunger 72 im Umfang eines Kurvenscheiben-Hubumfangs H₄ verdichtet wurde, in die gemeinsame Druckleitung 4 via das Rückschlagventil 6, und er wird in der gemeinsamen Druckleitung 4 aufgenommen.

Entsprechend sendet die elektronische Steuereinheit 12 dann, wenn eine Zeit T₁ bezogen auf die fallenden Flanken der Kurvenscheiben-Winkelsignale C₃, C₅ und C₇ verstrichen ist, ein Steuersignal an das Überström-Steuersolenoidventil 9, und diese Steuersignale werden jeweils bei den fallenden Flanken der nachfolgenden Kurvenscheiben-Winkelsignale C₄, C₆ und C₈ abgetrennt. Ferner sendet die elektronische Steuereinheit dann, wenn die Zeitdauer T₄ bezogen auf die fallende Flanke des Kurvenscheiben-Winkelsignals C₄, C₆, C₈ verstrichen ist, jeweils Steuersignale an das Überström-Steuersolenoidventil 9, und diese Steuersignale werden bei den fallenden Flanken der folgenden Kurvenscheiben-Winkelsignale C₅, C₇ und C₁ abgetrennt (wo gilt Zeitdauer T₁ < Zeitdauer T₄).

Bei der zweiten Ausführungsform wird die Zeitdauer T₁ so eingestellt, daß das Überström-Steuersolenoidventil 9 in einem Zeitpunkt geschlossen ist, wenn der Plunger 72 an dem unteren Totpunkt hiervon angelangt ist. Die Zeitdauer T₄ ist so eingestellt, daß das Überström-Steuersolenoidventil 9 in jedem Zeitpunkt während dem der Plunger 72 von dem unteren Totpunkt zu dem oberen Totpunkt hiervon gleitet, geschlossen ist, d. h. wenn die Abgabe möglich ist.

Somit ist gemäß der zweiten Ausführungsform in dem Kraftstoffeinspritzsystem, das so angeglichen ist, daß es den Kraftstoff in die gemeinsame Druckleitung 4 zu zugeordneten Zylindern des Zylindermotors 1 in Folge durch die vier Einspritzer 2 einspritzt, die Kurvenscheibe 83 mit acht hügelförmigen Vorsprüngen zum Festlegen der Zahl der Abgabehübe der Hochdruck-Zuführpumpe 7 zu 8 ausgebildet. Bei den Abgabehüben, die zu der Kraftstoffeinspritzung der Einspritzer 2 synchronisiert sind, hält die elektronische Steuereinheit 12 das Überström-Steuersolenoidventil 9 während der gesamten Zeitperiode jedes Hubs geschlossen, während dem die Abgabe möglich ist, so daß die Abgabemenge der Pumpe erhöht ist. Andererseits hält es das Überström- Steuersolenoidventil 9 kürzer während der Abgabehübe geschlossen, die nicht mit der Kraftstoffeinspritzung der Einspritzer 2 synchronisiert sind, so daß die Abgabemenge der Pumpe reduziert ist. Ferner ist die Zeitdauer T₄ entsprechend der Last des Motors angeglichen, wodurch die Steuerung der Kraftstoffmenge ermöglicht wird, die zum Erzeugen und Aufrechterhalten des Drucks in der gemeinsamen Druckleitung erforderlich ist, um den gewünschten gemeinsamen Druck in der Druckleitung zu erreichen.

Ferner erfolgt eine Pumpenabgabe in größerem Umfang entsprechend dem Kurvenscheiben-Hubumfang H₁ und eine Pumpenabgabe in geringerem Umfang entsprechend dem Kurvenscheiben-Hubumfang H₄ während einer Kraftstoffeinspritzung, und es werden Pumpen- Abgabedruckwellen mit zwei unterschiedlichen Amplitude erzeugt. Die Druckwelle mit den zwei unterschiedlichen Amplituden wirken gegeneinander, wodurch es möglich ist, die Druckschwankungen in der gemeinsamen Druckleitung einzuschränken und zudem die Veränderungen der Kraftstoffeinspritzmenge.

Da zudem die Pumpabgabe zweifach während einer Benzineinspritzung erfolgt, ist die Amplitude der Druckwellen pro Pumpabgabe geringer, wodurch es möglich ist, die Schwankung des Drucks in der gemeinsamen Druckleitung einzuschränken; diese Schwankung wird durch die Wechselwirkung zwischen den Druckwellen der Benzineinspritzung und der Pumpabgabe bewirkt.

Die Sicherung der Abgabemenge und des zum Erzeugen oder Aufrechterhalten des Drucks in der gemeinsamen Druckleitung erforderlichen Kraftstoffs in Übereinstimmung mit der Motorlast erfordert lediglich das Angleichen der Zeitdauer T₄, was eine vereinfachte Steuerung des An/Abschalten des Überström-Steuersolenoidventils 9 ermöglicht.

Dritte Ausführungsform

In der oben beschriebenen ersten Ausführungsform sind die Hochdruck-Superpumpe 7, die Kurvenscheibe 83, die Kurvenscheibenwalze 82, das Überström-Steuersolenoidventil 9 und so weiter jeweils einmal vorgesehen. In dieser Ausführungsform sind jedoch diese Komponenten zweifach vorgesehen, wobei jedes dieselben Eigenschaften und Formen aufweist, insbesondere als Hochdruck-Zuführpumpen 7 und 7A, Kurvenscheibe 83 und 83A, Kurvenscheibenwalzen 82 und 82A, Überström-Steuersolenoidventile 9 und 9A, usw.

Bei der dritten Ausführungsform sind die beiden Kurvenscheiben 83 und 83A so geformt, daß sie dieselbe Form aufweisen, und sie weisen vier hügelförmige Vorsprünge auf, welche Zahl mit derjenigen der Zylinder des Motors 1 übereinstimmt. Die beiden Kurvenscheiben 83 und 83A sind koaxial an der Drehwelle 84 befestigt, jedoch um 45° in bezug auf den Winkel in Drehrichtung verschoben, wie in Fig. 6 dargestellt. Diese Kurvenscheiben 83 und 83A drehen sich jeweils in Gleitkontakt zu den Kurvenscheibenwalzen 82 und 82A zum Bewirken einer Hin- und Herbewegung der Plunger 72 und 72A, wodurch die Abgabehübe der zugeordneten Hochdruckpumpen 7 und 7A ermöglicht werden.

Das Kraftstoffeinspritzsystem ist zum Einspritzen des Kraftstoffs in die gemeinsame Druckleitung 4 zu den zugeordneten Zylindern des Motors 1 in Folge über die vier Einspritzer 2 entworfen. Bei dem Kraftstoffeinspritzsystem sind die beiden Kurvenscheiben 83 und 83A, die vier hügelförmige Vorsprünge aufweisen, koaxial an der Drehwelle 84 befestigt, jedoch um 45° im Hinblick auf den Winkel bezogen zueinander in Drehrichtung verschoben, damit acht Hübe ausgebildet werden, während derer die Abgabe möglich ist. Bei dem in Fig. 7 gezeigten Ablaufdiagramm sind die Kurvenscheiben-Winkelsignale C₁, C₃, C₅ und C₇ mit der Einspritzung über die Einspritzer 2 synchronisiert.

Der Betrieb des so aufgebauten Benzineinspritzers wird unter Bezug auf das in Fig. 7 gezeigte Zeitablaufdiagramm beschrieben.

In Fig. 7 kennzeichnet (A) das Signal des Zylinderidentifiziersensors 17, und (B) kennzeichnet das Signal des Kurvenscheiben-Winkelsignals 16. Auf der Grundlage dieser von den beiden Sensoren 16 und 17 empfangenen Signale bestimmt die elektronische Steuereinheit 12 das Signal zum Anzeigen des unteren Totpunkts des Zylinders 71 der Hochdruck-Zuführpumpe 7 und gibt dieses ein. (C) kennzeichnet den Hubumfang der Kurvenscheibe 83, und es werden vier Abgabehübe mit erzwungener Zuführung realisiert, während die Antriebswelle 84 eine vollständige Drehung durchführt. (D) kennzeichnet das Steuersignal des Überström- Steuersolenoidventils 9, das in der Hochdruck-Zuführpumpe 7 montiert ist, bei der die Abgabehübe für die Kurvenscheibe 83 realisiert sind. (E) kennzeichnet den Hubumfang der Kurvenscheibe 83A, und vier Abgabehübe sind realisiert, während die Antriebswelle 84 eine vollständige Drehung durchführt. (F) kennzeichnet das Steuersignal des Überström- Steuersolenoidventils 9A, das in der Hochdruck-Zuführpumpe 7A montiert ist, während die Abgabehübe über die Kurvenscheibe 83A realisiert sind.

Gemäß der dritten Ausführungsform sendet in der Hochdruck- Zuführpumpe dann, wenn die Kurvenscheibe 83 angetrieben wird und die Zeitdauer C₂ bezogen auf die fallende Flanke des Kurvenscheiben-Winkelsignal C₁ verstrichen ist, die elektronische Steuereinheit 12 ein Steuersignal an das Überström-Steuersolenoidventil 9, und das Steuersignal wird bei der fallenden Flanke des nachfolgenden Kurvenscheiben- Winkelsignals C₃ abgetrennt. Entsprechend sendet dann, wenn die Zeitdauer T₂ bezogen auf die fallende Flanken jeweils der Kurvenscheiben-Winkelsignal C₃, C₅ und C₇ verstrichen ist, die elektronische Steuereinheit ein Steuersignal an das Überström-Steuersolenoidventil 9, und diese Steuersignale werden jeweils bei den fallenden Flanken der nachfolgenden Kurvenscheiben-Winkelsignale C₅, C₇ und C₁ abgetrennt. Während diese Steuersignale zugeführt werden, ist das Überström-Steuersolenoidventil 9 geschlossen. Somit strömt der Kraftstoff in der Pumpkammer 73, der durch den Plunger 72 gemäß dem Kurvenscheiben-Hubumfang H₂ nach dem Schließen des Solenoidventils 9 verdichtet wurde, in die gemeinsame Druckleitung 4 via dem Rückschlagventil 6, und er wird in der gemeinsamen Druckleitung 4 aufgenommen.

In der Hochdruck-Zuführpumpe 7A sendet dann, wenn die Kurvenscheibe 83A angetrieben ist und die Zeitdauer C₅ bezogen auf die fallende Flanke des Kurvenscheiben- Winkelsignals C₃ verstrichen ist, die elektronische Steuereinheit 12 ein Steuersignal an das Überström- Steuersolenoidventil 9A, und das Steuersignal wird bei der fallenden Flanke des nachfolgenden Kurvenscheiben- Winkelsignals C₄ abgetrennt. Entsprechend sendet dann, wenn die Zeitdauer T₅ bezogen auf die fallenden Flanken jeweils der Kurvenscheiben-Winkelsignale C₅, C₇ und C₁ verstrichen ist, die elektronische Steuereinheit 12 ein Steuersignal an das Überström-Steuersolenoidventil 9A, und diese Steuersignale werden jeweils bei den fallenden Flanken der nachfolgenden Kurvenscheiben-Winkelsignale C₆, C₈ und C₂ abgetrennt. Während diese Steuersignale zugeführt werden, ist das Überström-Steuersolenoidventil 9A geschlossen gehalten. Somit strömt der Kraftstoff in der Pumpkammer 73A, der durch den Plunger 72A gemäß dem Kurvenscheiben-Hubumfang H₃ nach dem Schließen des Solenoidventils 9A verdichtet wurde, in die gemeinsame Druckleitung 4 via dem Rückschlagventil 6A, und er wird in der gemeinsamen Druckleitung 4 aufgenommen.

Bei dieser dritten Ausführungsform sind die Überström- Steuersolenoidventile 9 und 9A jeweils dann geöffnet, wenn die Plunger 72 und 72A an deren oberen Totpunkt angelangt sind. Die Zeitdauern T₂ und T₅ sind so bestimmt, daß die Ventile 9 und 9A während jedes Zeitpunkts geschlossen sind, in dem die Plunger 72 und 72A von dem unteren Totpunkt zu dem oberen Totpunkt gleiten, d. h. während die Benzinabgabe möglich ist.

Somit wird gemäß der dritten Ausführungsform das Überström- Steuersolenoidventil länger während der Abgabehübe geschlossen gehalten, die mit der Benzineinspritzung der Einspritzer 2 synchronisiert sind, damit die Abgabemenge der Pumpe erhöht ist, während das Überström-Steuersolenoidventil 9A kürzer während der Abgabehübe geschlossen ist, die nicht zu der Benzineinspritzung der Einspritzer 2 synchronisiert sind, so daß die Abgabemenge der Pumpe reduziert ist. Somit ist der Betrieb der dritten Ausführungsform ähnlich zu dem Benzineinspritzer der ersten Ausführungsform, dessen Betrieb anhand des in Fig. 4 gezeigten Zeitablaufdiagramms dargestellt ist.

Somit gewährleistet die dritte Ausführungsform auch dieselben Vorteile, die oben im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform dargestellt wurden.

Ferner sind die Zeitdauern T₂ und T₅ gemäß der Last des Motors angepaßt, wodurch die Steuerung der Kraftstoffmenge ermöglicht wird, die zum Erzeugen oder Aufrechterhalten des Drucks in der gemeinsamen Druckleitung abzugeben ist, um den gewünschten Druck in der gemeinsamen Druckleitung zu erreichen.

Vierte Ausführungsform

Die Fig. 8 zeigt ein Zeitablaufdiagramm zum Darstellen des Betriebs der Hochdruck-Zuführpumpe in einem Benzineinspritzsystem entsprechend einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und es zeigt den Betrieb von ungefähr einer Drehung der Pumpe, d. h. einer 360°-Drehung der Kurvenscheibe. Dieses Kraftstoffeinspritzsystem weist denselben Aufbau wie dasjenige der dritten Ausführungsform auf.

Das Kraftstoffeinspritzsystem ist zum Einspritzen des Kraftstoffs in die gemeinsame Druckleitung 4 in die zugeordneten Zylinder des Vierzylindermotors 1 in Folge über die vier Einspritzer entworfen, und die zwei Kurvenscheiben 83 und 83A, die vier hügelförmige Vorsprünge aufweisen, sind koaxial an der Drehwelle 84 befestigt, jedoch um 45° im Hinblick auf den Winkel zueinander entlang der Drehrichtung verschoben, damit acht erzwungene Zufuhrhübe ausgebildet werden. Bei dem in Fig. 8 gezeigten Zeitablaufdiagramm sind die Kurvenscheiben-Winkelsignale C₁, C₃, C₅ und C₇ zu der Einspritzung der Einspritzer 2 synchronisiert.

Gemäß der vierten Ausführungsform sendet die elektronische Steuereinheit 12 dann, wenn in der Hochdruck-Zuführpumpe 7 die Kurvenscheibe 83 angetrieben ist und die Zeitdauer T₁ bezogen auf die fallenden Flanken des Kurvenscheiben- Winkelsignals C₁ verstrichen ist, d. h. wenn der Plunger 72 an seinem unteren Totpunkt angelangt ist, ein Steuersignal an das Überström-Steuersolenoidventil 9, und das Steuersignal wird bei der fallenden Flanke des nachfolgenden Kurvenscheiben-Winkelsignals C₃ abgetrennt. Entsprechend sendet die elektronische Steuereinheit 12 dann, wenn die Zeitdauer T₁ bezogen auf die fallenden Flanken jeweils der Kurvenscheiben-Winkelsignale C₃, C₅ und C₇ verstrichen sind, ein Steuersignal zu den Überström-Steuersolenoidventil 9, und diese Steuersignale werden jeweils bei den fallenden Flanken der nachfolgenden Kurvenscheiben-Winkelsignale C₅, C₇ und C₁ abgetrennt. Während diese Steuersignale zugeführt werden, wird das Überström-Steuersolenoidventil 9 geschlossen gehalten. Somit strömt der Kraftstoff in der Pumpkammer 73, der durch den Plunger 72 gemäß dem Kurvenscheiben-Hubumfang H₁ nach dem Schließen des Solenoidventils verdichtet wurde, in die gemeinsame Druckleitung 4 via das Rückschlagventil 6, und er wird in der gemeinsamen Druckleitung 4 aufgenommen.

Bei der Hochdruck-Zuführpumpe 7A sendet die elektronische Steuereinheit 12 dann, wenn die Kurvenscheibe 83A angetrieben ist und die Zeitdauer T₆ bezogen auf die fallende Flanke des Kurvenscheiben-Winkelsignals C₃ verstrichen ist, die elektronische Steuereinheit ein Steuersignal an das Überström-Steuersolenoidventil 9A, und das Steuersignal wird bei der fallenden Flanke des nachfolgenden Kurvenscheiben- Winkelsignals C₄ abgetrennt. Entsprechend sendet die elektronische Steuereinheit 12 dann, wenn die Zeitdauer T₆ bezogen jeweils auf die fallenden Flanken der Kurvenscheiben- Winkelsignale C₅, C₇ und C₁ verstrichen sind, ein Steuersignal an des Überström-Steuersolenoidventil 9A, und diese Steuersignale werden jeweils bei den fallenden Flanken der nachfolgenden Kurvenscheiben-Winkelsignale C₆, C₈ und C₂ abgetrennt. Während diese Steuersignale zugeführt werden, ist das Überström-Steuersolenoidventil 9A geschlossen gehalten. Somit fließt der Kraftstoff in der Pumpkammer 73A, der durch den Plunger 73A gemäß dem Kurvenscheiben-Hubumfang H₄ nach dem Schließen des Solenoidventils verdichtet ist, in die gemeinsame Druckleitung 4 via das Rückschlagventil 6A, und er ist in der gemeinsamen Druckleitung 4 aufgenommen.

Bei der vierten Ausführungsform sind die Überström- Steuersolenoidventile 9 und 9A jeweils dann geöffnet, wenn die Plunger 72 und 72A an deren oberen Totpunkt angelangt sind. Die Zeitdauer T₁ ist so festgelegt, daß das Überström- Steuersolenoidventil 9 in einem Zeitpunkt geschlossen ist, in dem der Plunger 72 an dem unteren Totpunkt hiervon angelangt ist. Die Zeitdauer T₆ ist so festgelegt, daß das Überström- Steuersolenoidventil 9A während jedem Zeitpunkt geschlossen ist, in dem der Plunger 72A von dem unteren Totpunkt zu dem oberen Totpunkt hiervon gleitet, d. h., während die Kraftstoffabgabe möglich ist.

Somit wird gemäß der vierten Ausführungsform während der Durchführung einer vollständigen Drehung der Antriebswellen 84 der Kurvenscheiben 83 und 83A das Überström- Steuersolenoidventil 9 während der gesamten Zeitperiode jedes Hubs geschlossen gehalten, in dem die Abgabe möglich ist, und die synchron zu der Kraftstoffeinspritzung der Einspritzer 2 sind, damit die Abgabemenge der Pumpe erhöht ist. Andererseits wird das Überström-Steuersolenoidventil 9A während einer kürzeren Zeitdauer geschlossen gehalten, während der die Abgabehubvorgänge nicht zu der Benzineinspritzung der Einspritzer 2 synchronisiert sind, so daß die Abgabemenge der Pumpe reduziert ist. Somit ist der Betrieb der vierten Ausführungsform ähnlich zu demjenigen des Benzineinspritzsystems der zweiten Ausführungsform, dessen Betrieb durch das in Fig. 5 gezeigte Zeitablaufdiagramm dargestellt ist.

Somit gewährleistet die vierte Ausführungsform ebenfalls dieselben Vorteile, wie sie im Zusammenhang mit der zweiten Ausführungsform oben beschrieben sind.

Bei der vierten Ausführungsform erfordert die Sicherungsabgabemenge des Kraftstoffs, der zum Erzeugen und Aufrechterhalten des Drucks in der gemeinsamen Druckleitung in Übereinstimmung mit der Motorlast erforderlich ist, lediglich das Angleichen der Zeitdauer T₆, was eine vereinfachte Steuerung des An/Abschaltens des Überström- Steuersolenoidventils 9A ermöglicht.

Bei der ersten Ausführungsform ist die Kurvenscheibe 83 so ausgebildet, daß sie acht hügelförmige Vorsprünge aufweist. Der Aufbau der Kurvenscheibe 83 ist jedoch nicht auf acht hügelförmige Vorsprünge begrenzt, und er ist akzeptabel, solange eine größere Zahl hügelförmiger Vorsprünge vorliegt, als die Zahl der Zylinder des Motors 1. Entsprechend sind unabhängig von der Tatsache, daß die dritte Ausführungsform zwei Kurvenscheiben 83 und 83A einsetzt, von denen jede vier hügelförmige Vorsprünge aufweist, die Kurvenscheiben 83 und 83A nicht auf diejenigen mit vier hügelförmigen Vorsprüngen begrenzt, und die Zahl der hügelförmigen Vorsprünge der Kurvenscheiben 83 und 83A ist nicht notwendigerweise dieselbe, und sie ist akzeptabel, solange eine größere Zahl von Vorsprüngen vorliegt als die Zahl der Zylinder des Motors 1.

Ferner sind bei den oben beschriebenen Ausführungsformen die Vorsprünge der Kurvenscheiben äquidistant an den Außenumfängen der Kurvenscheiben gebildet. Jedoch müssen die Vorsprünge der Kurvenscheiben nicht äquidistant gebildet sein und sie sind akzeptabel, solange eine größere Zahl von Kurvenscheibenvorsprüngen vorliegt als die Zahl der Zylinder des Motors 1.

Die derart aufgebaute vorliegende Erfindung ermöglicht die nachfolgend herausgestellten Vorteile.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Kraftstoffeinspritzer geschaffen, enthaltend: eine gemeinsame Druckleitung zum Aufnehmen von verdichtetem Kraftstoff; eine Einspritzdüse zum Einspritzen des verdichteten Kraftstoffs in der gemeinsamen Druckleitung in einem Motorzylinder; eine Hochdruck-Zuführpumpe mit einer Pumpkammer, in die Kraftstoff fließt, und einem Plunger zum Verdichten des Kraftstoffs in der Pumpkammer, derart, daß die Hochdruck-Zuführpumpe den verdichteten Kraftstoff in der Pumpkammer in die gemeinsame Druckleitung abgibt und den Kraftstoff in der gemeinsamen Druckleitung komprimiert; ein Überström-Steuersolenoidventil, das in einem Pfad zum Verbinden der Pumpkammer mit einem Niederdruck-Kraftstoffpfad ausgebildet ist und das im geöffneten Zustand die Pumpkammer mit dem Niederdruck- Kraftstoffpfad verbindet und im geschlossenen Zustand den Kraftstoff von der Pumpkammer in die gemeinsame Druckleitung abgibt; eine Kurvenscheibe, die an einer Antriebswelle gesichert ist, angetrieben durch den Motor, und die mit mehreren steigenden Neigungen zum Antreiben der Plunger derart versehen ist, daß der Kraftstoff verdichtet wird, derart, daß die Zahl der steigenden Neigungen größer als die Zahl der Kraftstoffeinspritzvorgänge der Einspritzdüse während jeder Drehung des Motors ist; und eine Steuervorrichtung zum Steuern des Öffnens und Schließens des Überström-Solenoidventils, derart, daß die Steuervorrichtung den Schließzeitablauf des Überström-Solenoidventils während jeder Zeitperiode, in der die Abgabe bei jeder Drehung der Kurvenscheibe möglich ist, so steuert, daß das Überström- Solenoidventil länger während jeder synchronen Abgabe geschlossen gehalten ist, bei der die Abgabe zu der Kraftstoffeinspritzung in der Einspritzdüse synchronisiert ist, und daß das Überström-Solenoidventil kürzer während jeder asynchronen Abgabe gehalten ist, bei der die Abgabe nicht zu der Kraftstoffeinspritzung der Einspritzdüse synchronisiert ist, und daß die Steuervorrichtung auch den Schließzeitablauf des Überström-Solenoidventils zum Angleichen der Zeitperioden der synchronen und asynchronen Abgaben in Übereinstimmung mit der Last des Motors steuert, wodurch der Kraftstoffdruck in der gemeinsamen Druckleitung auf einem festgelegten Druckpegel gehalten ist. Somit kann die Benzinmenge, die zum Erzeugen und Aufrechterhalten des Drucks in der gemeinsamen Druckleitung abzugeben ist, genau gesteuert werden, und es erfolgt eine Wechselwirkung und eine Gegenwirkung zwischen den Druckwellen der erzwungenen Zuführung mit zwei unterschiedlichen Amplituden. Dies ermöglicht eine eingeschränkte Schwankung des Drucks des Kraftstoffs in der gemeinsamen Druckleitung, und dies ermöglicht demnach die Durchführung einer genauen Kraftstoffeinspritzung des Kraftstoffeinspritzsystems.

Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Kraftstoffeinspritzsystem geschaffen, enthaltend: eine gemeinsame Druckleitung zum Aufnehmen von verdichtetem Kraftstoff; eine Einspritzdüse zum Einspritzen des verdichteten Kraftstoffs in der gemeinsamen Druckleitung in einem Motorzylinder; eine Hochdruck-Zuführpumpe mit einer Pumpkammer, in die Kraftstoff fließt, und einem Plunger zum Verdichten des Kraftstoffs in der Pumpkammer, derart, daß die Hochdruck-Zuführpumpe den verdichteten Kraftstoff in der Pumpkammer in die gemeinsame Druckleitung abgibt und den Kraftstoff in der gemeinsamen Druckleitung komprimiert; ein Überström-Steuersolenoidventil, das in einem Pfad zum Verbinden der Pumpkammer mit einem Niederdruck-Kraftstoffpfad ausgebildet ist und das im geöffneten Zustand die Pumpkammer mit dem Niederdruck-Kraftstoffpfad verbindet und im geschlossenen Zustand den Kraftstoff von der Pumpkammer in die gemeinsame Druckleitung abgibt; eine Kurvenscheibe, die an einer Antriebswelle gesichert ist, angetrieben durch den Motor, und die mit mehreren steigenden Neigungen zum Antreiben der Plunger derart versehen ist, daß der Kraftstoff verdichtet wird, derart, daß die Zahl der steigenden Neigungen größer als die Zahl der Kraftstoffeinspritzvorgänge der Einspritzdüse während jeder Drehung des Motors ist; und eine Steuervorrichtung zum Steuern des Öffnens und Schließens des Überström-Solenoidventils, derart, daß die Steuereinrichtung den Verschließzeitablauf des Überström- Solenoidventils während jeder Zeitperiode, in der die Abgabe bei einer Drehung der Kurvenscheibe möglich ist, so steuert, daß die Zeitperiode der synchronen Abgabe, die zu der Kraftstoffeinspritzung der Einspritzdüse synchronisiert ist, gleich der gesamten Zeitperiode ist, in der die Abgabe möglich ist, und daß die Zeitperiode der asynchronen Abgabe, die nicht zu der Kraftstoffeinspritzung der Einspritzdüse synchronisiert ist, gleich einem Teil der Zeitperiode ist, in der die Abgabe möglich ist, und daß die Steuervorrichtung auch die Verschließzeitdauer des Überström-Solenoidventils zum Angleichen der Periodendauer der asynchronen Abgaben in Übereinstimmung mit der Last des Motors steuert, wodurch der Kraftstoffdruck in der gemeinsamen Druckleitung auf einem festgelegten Druckpegel gehalten ist. Somit läßt sich der Kraftstoffumfang, der zum Erzeugen und Aufrechterhalten des Drucks in der gemeinsamen Druckleitung abzugeben ist, genau steuern, und die Druckwellen der erzwungenen Zuführung mit zwei unterschiedlichen Amplituden führen eine Wechselwirkung aus und sie wirken gegeneinander. Dies ermöglicht eine verlängerte Schwankung des Kraftstoffdrucks in der gemeinsamen Druckleitung, und somit ermöglicht es die genaue Durchführung der Kraftstoffeinspritzung durch das Kraftstoffeinspritzsystem.

Ferner ist für die vorliegende Erfindung kennzeichnend, daß eine im Vergleich zur Zahl der Kraftstoffeinspritzvorgänge der Einspritzdüse bei einer Drehung des Motors größere Zahl von Vorsprüngen an dem Außenumfang einer Kurvenscheibe so gebildet ist, daß eine größere Zahl von ansteigenden Neigungen zum Verdichten des Kraftstoffs durch den Plunger als die Zahl der Kraftstoffeinspritzvorgänge bei der Einspritzdüse gebildet ist. Somit läßt sich die Zahl der Plunger reduzieren, was ein kompakteres Kraftstoffeinspritzsystem ermöglicht.

Ferner ist für die vorliegende Erfindung kennzeichnend, daß eine Vielzahl von Kurvenscheiben, die mit einer Vielzahl von Vorsprüngen an den Außenumfängen hiervon ausgebildet sind, an der Antriebswelle so angeordnet sind, daß sie im Hinblick zueinander entlang einer Drehrichtung verschoben sind, um eine größere Zahl von ansteigenden Neigungen zum Verdichten des Kraftstoffs durch den Plunger als die Zahl der Kraftstoffeinspritzvorgänge der Einspritzdüse zu bilden. Somit läßt sich die Zahl der Vorsprünge jeder Kurvenscheibe reduzieren, was eine einfachere Bildung der Kurvenscheiben ermöglicht.

Claims (4)

1. Kraftstoffeinspritzsystem, enthaltend:
eine gemeinsame Druckleitung (4) zum Aufnehmen von verdichtetem Kraftstoff;
eine Einspritzdüse (2) zum Einspritzen des verdichteten Kraftstoffs in der gemeinsamen Druckleitung in einem Motorzylinder;
eine Hochdruck-Zuführpumpe (7, 7A) mit einer Pumpkammer (73, 73A), in die Kraftstoff fließt, und einem Plunger (72, 72A) zum Verdichten des Kraftstoffs in der Pumpkammer, derart, daß die Hochdruck-Zuführpumpe den verdichteten Kraftstoff in der Pumpkammer in die gemeinsame Druckleitung abgibt und den Kraftstoff in der gemeinsamen Druckleitung komprimiert;
ein Überström-Steuersolenoidventil (9, 9A), das in einem Pfad (72) zum Verbinden der Pumpkammer mit einem Niederdruck-Kraftstoffpfad (77) ausgebildet ist und das im geöffneten Zustand die Pumpkammer mit dem Niederdruck-Kraftstoffpfad verbindet und im geschlossenen Zustand den Kraftstoff von der Pumpkammer in die gemeinsame Druckleitung abgibt;
eine Kurvenscheibe (83, 83A), die an einer Antriebswelle (84) gesichert ist, angetrieben durch den Motor, und die mit mehreren steigenden Neigungen zum Antreiben der Plunger derart versehen ist, daß der Kraftstoff verdichtet wird, derart, daß die Zahl der steigenden Neigungen größer als die Zahl der Kraftstoffeinspritzvorgänge der Einspritzdüse während jeder Drehung des Motors ist; und
eine Steuervorrichtung (12) zum Steuern des Öffnens und Schließens des Überström-Solenoidventils, derart, daß
die Steuervorrichtung den Schließzeitablauf des Überström-Solenoidventils während jeder Zeitperiode, in der die Abgabe bei jeder Drehung der Kurvenscheibe möglich ist, so steuert, daß das Überström- Solenoidventil länger während jeder synchronen Abgabe geschlossen gehalten ist, bei der die Abgabe zu der Kraftstoffeinspritzung in der Einspritzdüse synchronisiert ist, und daß das Überström-Solenoidventil kürzer während jeder asynchronen Abgabe gehalten ist, bei der die Abgabe nicht zu der Kraftstoffeinspritzung der Einspritzdüse synchronisiert ist, und daß die Steuervorrichtung auch den Schließzeitablauf des Überström-Solenoidventils zum Angleichen der Zeitperioden der synchronen und asynchronen Abgaben in Übereinstimmung mit der Last des Motors steuert, wodurch der Kraftstoffdruck in der gemeinsamen Druckleitung auf einem festgelegten Druckpegel gehalten ist.

2. Kraftstoffeinspritzsystem, enthaltend:
eine gemeinsame Druckleitung (4) zum Aufnehmen von verdichtetem Kraftstoff;
eine Einspritzdüse (2) zum Einspritzen des verdichteten Kraftstoffs in der gemeinsamen Druckleitung in einem Motorzylinder;
eine Hochdruck-Zuführpumpe (7, 7A) mit einer Pumpkammer (73, 73A), in die Kraftstoff fließt, und einem Plunger (72, 72A) zum Verdichten des Kraftstoffs in der Pumpkammer, derart, daß die Hochdruck-Zuführpumpe den verdichteten Kraftstoff in der Pumpkammer in die gemeinsame Druckleitung abgibt und den Kraftstoff in der gemeinsamen Druckleitung komprimiert;
ein Überström-Steuersolenoidventil (9, 9A), das in einem Pfad (72) zum Verbinden der Pumpkammer mit einem Niederdruck-Kraftstoffpfad (77) ausgebildet ist und das im geöffneten Zustand die Pumpkammer mit dem Niederdruck-Kraftstoffpfad verbindet und im geschlossenen Zustand den Kraftstoff von der Pumpkammer in die gemeinsame Druckleitung abgibt;
eine Kurvenscheibe (83, 83A), die an einer Antriebswelle (84) gesichert ist, angetrieben durch den Motor, und die mit mehreren steigenden Neigungen zum Antreiben der Plunger derart versehen ist, daß der Kraftstoff verdichtet wird, derart, daß die Zahl der steigenden Neigungen größer als die Zahl der Kraftstoffeinspritzvorgänge der Einspritzdüse während jeder Drehung des Motors ist; und
eine Steuervorrichtung (12) zum Steuern des Öffnens und Schließens des Überström-Solenoidventils, derart, daß
die Steuereinrichtung den Verschließzeitablauf des Überström-Solenoidventils während jeder Zeitperiode, in der die Abgabe bei einer Drehung der Kurvenscheibe möglich ist, so steuert, daß die Zeitperiode der synchronen Abgabe, die zu der Kraftstoffeinspritzung der Einspritzdüse synchronisiert ist, gleich der gesamten Zeitperiode ist, in der die Abgabe möglich ist, und daß die Zeitperiode der asynchronen Abgabe, die nicht zu der Kraftstoffeinspritzung der Einspritzdüse synchronisiert ist, gleich einem Teil der Zeitperiode ist, in der die Abgabe möglich ist, und daß die Steuervorrichtung auch die Verschließzeitdauer des Überström-Solenoidventils zum Angleichen der Periodendauer der asynchronen Abgaben in Übereinstimmung mit der Last des Motors steuert, wodurch der Kraftstoffdruck in der gemeinsamen Druckleitung auf einem festgelegten Druckpegel gehalten ist.

3. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine im Vergleich zur Zahl der Kraftstoffeinspritzvorgänge der Einspritzdüse bei einer Drehung des Motors größere Zahl von Vorsprüngen an dem Außenumfang einer Kurvenscheibe so gebildet ist, daß eine größere Zahl von ansteigenden Neigungen zum Verdichten des Kraftstoffs durch den Plunger als die Zahl der Kraftstoffeinspritzvorgänge bei der Einspritzdüse gebildet ist.

4. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Kurvenscheiben, die mit einer Vielzahl von Vorsprüngen an den Außenumfängen hiervon ausgebildet sind, an der Antriebswelle so angeordnet sind, daß sie im Hinblick zueinander entlang einer Drehrichtung verschoben sind, um eine größere Zahl von ansteigenden Neigungen zum Verdichten des Kraftstoffs durch den Plunger als die Zahl der Kraftstoffeinspritzvorgänge der Einspritzdüse zu bilden.