-
Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftstoffdrucksteuersystem für einen
Motor mit Hochdruckkraftstoffeinspritzung (kurz Hochdruckeinspritzung),
wobei dieses System den Kraftstoffdruck in der Hochdruckleitung
des Kraftstoffsystems augenblicklich reduziert, um ein Ausbrechen
von Kraftstoff aus einem beschädigten
Teil in der Hochdruckleitung zu unterdrücken und zu vermeiden, wenn
eine Fahrzeugkarosserie einen starken Aufprall aufnimmt.
-
Im
allgemeinen regeln die meisten derartiger Motoren mit Hochdruckeinspritzung
im Einsatz kontinuierlich einen vorbestimmten Leitungsdruck durch einen
Hochdruckregler und steuern die zum Einspritzzeitpunkt eingespritzte
Kraftstoffmenge.
-
Wenn
eine Fahrzeugkarosserie beispielsweise bei einer Kollision einen
plötzlichen
Aufprall aufnimmt und eine Hochdruckleitung infolge dieses Aufpralls
beschädigt
wird, kann Kraftstoff aus der Hochdruckleitung aus dem beschädigten Teil
der Leitung ausbrechen.
-
Als
konventionelles Mittel zum Reduzieren des Kraftstoffdrucks offenbart
beispielsweise die japanische Gebrauchsmusteranmeldung Nr. 57-25157 ein
System, das, wenn der Kraftstoffdruck in der Hochdruckleitung abnorm
hoch ist, die Kraftstoff-Förderung
in einen Einspritzer momentan unterbindet oder reduziert, sowie
ein Entlastungssystem für
den Kraftstoffdruck, das den Kraftstoffdruck abläßt, um diesen zu reduzieren,
wenn ein Anhalten des Motors detektiert wird.
-
In
der
GB 2 266 612 A werden
Kraftstoffpumpe und Fahrzeugbatterie abgetrennt, wenn mit mechanischen
Mitteln, die einen Aufprall des Fahrzeugs z.B. an einer Seite direkt
erfassen, ein Aufprall erfaßt worden
ist. Falls die Kraftstoffpumpe elektrischer Natur ist, reicht es
aus, die Batterie abzutrennen, wodurch der Motor dazu gebracht wird,
anzuhalten, und dadurch auch die Zufuhr von Kraftstoff durch die Kraftstoffpumpe
unterbrochen wird.
-
In
der
EP 0 398 307 A1 werden
im Fall eines detektierten Aufpralls sämtliche zu versorgenden Teile
von der Batterie abgetrennt. Beim Aufprall sorgt dann eine zentrale
Steuerschaltung dafür,
daß spezielle
Sicherheitselemente, unter anderem elektrische Fensterheber usw.,
betätigt
werden. Zu diesen Sicherheitselementen gehört auch ein elektrisches Ventil,
daß die
Kraftstoffströmung
einer auf das Ventil folgenden Kraftstoffpumpe unterbindet.
-
In
der
DE 31 16 867 A1 wird
zur Betätigung eines
Airbag-Sicherheitssystems ein Beschleunigungssensor verwendet. Gleichzeitig
wird das Signal des Beschleunigungssensors dazu verwendet, verschiedene
Relaisspulen zu schalten, um damit unter anderem auch neben einer
Zentralverriegelung und einer Warnblinkanlage eine Kraftstoffpumpe
gleichzeitig mit dem Zünden
des Airbags abzuschalten.
-
Eine
in betrachtziehbare technische Lösung zum
Verhindern des Ausbrechens von Kraftstoff aus der Hochdruckleitung
des Kraftstoffsystems aus dem Stand der Technik besteht also darin,
eine Beschädigung
im Kraftstoffsystem an Hand des Leitungsdrucks zu detektieren, und
dann dafür
zu sorgen, daß das
Kraftstoffsystem den Kraftstoffdruck sofort entlastet, wenn der
Leitungsdruck rapide herabgesetzt wurde.
-
Jedoch
ist der Kraftstoffdruck in der Hochdruckleitung derartig hoch, daß bereits
eine beträchtliche
Kraftstoffmenge aus dem beschädigten
Teil im Kraftstoffsystem ausgetreten sein würde, wenn die Kraftstoffdruckabnahme
detektiert ist. Daher kann das Kraftstoffausbrechen selbst dann
nicht verhindert werden, wenn der Kraftstoffdruck nach Detektion der
Leitungsbeschädigung
reduziert würde.
-
Da
ferner das Kraftstoffsystem eine kleine Änderung im Leitungsdruck exakt
detektieren müßte, um
eine Beschädigung
in der Hochdruckleitung frühzeitig
zu ermitteln, tendiert ein solches Kraftstoffsystem zu Fehldetektionen
und damit zu Störungen
im normalen Fahrbetrieb eines Fahrzeugs.
-
Die
vorliegende Erfindung entstand vor dem Hintergrund der obigen Situation.
-
Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kraftstoffdrucksteuersy stem
für einen
Motor mit Hochdruckkraftstoffeinspritzung anzugeben, welches imstande
ist, das Ausbrechen des Kraftstoffs aus einem beschädigten Teil
in einer Hochdruckleitung möglichst
zuverlässig
zu verhindern.
-
Diese
Aufgabe wird durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 und 2 gelöst.
-
Das
erfindungsgemäße System
ist danach imstande, die Wahrscheinlichkeit des Auftretens für eine Beschädigung in
einer Hochdruckleitung des Kraftstoffsystems vorab (d.h. vor einem
möglichen Austritt
von Kraftstoff aus einem beschädigten
Teil) zu detektieren, und kann so das Austreten bzw. Ausbrechen
von Kraftstoff verhindern.
-
Gemäß einem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt das erfindungsgemäße Kraftstoffdrucksteuersystem
für einen
Motor mit einem Hochdruckkraftstoffeinspritzungssystem im Fahrzeug:
einen Einspritzer, der in einen Zylinderkopf des Motors eingesetzt
ist und Kraftstoff in eine Verbrennungskammer einspritzt, eine Niederdruckförderleitung,
die zwischen den Motor und einen Kraftstofftank gelegt ist und dem
Einspritzer Kraftstoff zuführt, eine
in der Niederdruckförderleitung
vorgesehene Förderpumpe,
die dem Motor Kraftstoff zuführt,
eine auf einer stromabwärtigen
Seite der Förderpumpe
in der Niederdruckförderleitung
vorgesehene Hochdruckkraftstoffpumpe, die den Kraftstoff auf Hochdruck
regelt, eine Niederdruckrückführungsleitung, die
zwischen die Niederdruckförderleitung
an einer stromaufwärtigen
Position bezüglich
der Hochdruckkraftstoffpumpe und den Kraftstofftank gelegt ist und Kraftstoff
zum Kraftstofftank zurückleitet,
eine Hochdruckleitung, die zwischen die Niederdruckförderleitung
und die Niederdruckrückführungsleitung
gelegt ist und dem Einspritzer Kraftstoff zuführt, einen Hochdruckregler,
der in die Hochdruckleitung gelegt ist und den Kraftstoff unter
Hochdruck setzt, und einen Niederdruckregler vom Diaphragmatyp,
welcher in der Niederdruckrückführungsleitung
zum Regeln des Kraftstoffs auf einen niedrigen Druck vorgesehen
ist, um den Hochdruckregler zu unterstützen, wobei sich das erfindungsgemäße Steuersystem
durch einen Beschleunigungssensor auszeichnet, der am Fahrzeug angebracht
ist und dazu vorgesehen ist, bei Kollision mit einem anderen Gegenstand
einen Aufprall zu detektieren und ein Aufprallsignal zu erzeugen,
und eine Steuereinrichtung umfaßt,
die abhängig
von einem solchen Aufprallsignal die Förderpumpe anhält und den
Hochdruckregler vollständig öffnet, wenn
der Aufprall einen vorbestimmten Wert übersteigt, um so den Hochdruck
rapide zu entlasten und ein Ausbrechen von Kraftstoff aus einem
beschädigten
Teil zu vermeiden.
-
Gemäß einem
zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt das erfindungsgemäße Kraftstoffdrucksteuersystem
für einen
Motor mit einem Hochdruckkraftstoffeinspritzungssystem im Fahrzeug:
einen Einspritzer, der in einen Zylinderkopf des Motors eingesetzt
ist und Kraftstoff in eine Verbrennungskammer einspritzt, eine Niederdruckförderleitung,
die zwischen den Motor und einen Kraftstofftank gelegt ist und dem
Einspritzer Kraftstoff zuführt, eine
in der Niederdruckförderleitung
vorgesehene Förderpumpe,
die dem Motor Kraftstoff zuführt,
eine auf einer stromabwärtigen
Seite der Förderpumpe
in der Niederdruckförderleitung
vorgesehene Hochdruckkraftstoffpumpe, die den Kraftstoff auf Hochdruck
regelt, eine Niederdruckrückführungsleitung, die
zwischen die Niederdruckförderleitung
an einer stromaufwärtigen
Position bezüglich
der Hochdruckkraftstoffpumpe und den Kraftstofftank gelegt ist und Kraftstoff
zum Kraftstofftank zurückleitet,
eine Hochdruckleitung, die zwischen die Niederdruckförderleitung
und die Niederdruckrückführungsleitung
gelegt ist und dem Einspritzer Kraftstoff zuführt, und einen Hochdruckregler,
der in die Hochdruckleitung gelegt ist und den Kraftstoff unter
Hochdruck setzt, und einen Niederdruckregler vom Diaphragmatyp,
welcher in der Niederdruckrückführungsleitung
zum Regeln des Kraftstoffs auf einen niedrigen Druck vorgesehen ist,
um den Hochdruckregler zu unterstützen, wobei sich das erfindungsgemäße Steuersystem
durch eine Entlastungsleitung auszeichnet, die sich zwischen der
Hochdruckleitung und der Niederdruckleitung erstreckt und den Hochdruckregler
bypassartig umgeht, eine Leitungsschalteinrichtung umfaßt, die in
der Entlastungsleitung vorgesehen ist, einen Beschleunigungssensor
umfaßt,
der am Fahrzeug angebracht ist und dazu vorgesehen ist, bei Kollision mit
einem anderen Gegenstand einen Aufprall zu detektieren und ein Aufprallsignal
zu erzeugen, und eine Steuereinrichtung umfaßt, die abhängig von einem solchen Aufprallsignal
die Leitungsschalteinrichtung dazu veranlaßt, die Entlastungsleitung
zu öffnen,
und die Förderpumpe
veranlaßt,
anzuhalten, wenn der Aufprall einen festgesetzten Wert übersteigt,
um so den Hochdruck rapide zu entlasten und ein Ausbrechen von Kraftstoff
aus einem beschädigten
Teil zu vermeiden.
-
Gemäß einem
dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt das erfindungsgemäße Kraftstoffdrucksteuersystem
für einen
Motor mit einem Hochdruckkraftstoffeinspritzungssystem im Fahrzeug
vorzugsweise, daß ferner
eine Schalteinrichtung in der Niederdruckförderleitung auf der stromaufwärtigen Seite
der Förderpumpe
in den jeweiligen Kraftstoffdrucksteuersystemen gemäß dem ersten und
zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist, daß ferner
ein Absperrventil in der Niederdruckrückführungsleitung vorgesehen ist
und eine Rückleitung
von Kraftstoff aus der Leitung zum Kraftstofftank ermöglicht,
und daß die
Steuereinrichtung, wenn der Aufprall den festgesetzten Wert übersteigt, die
Schalteinrichtung dazu veranlaßt,
die Niederdruckförderleitung
zu schließen.
-
Gemäß einem
vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt das erfindungsgemäße Kraftstoffdrucksteuersystem
für einen
Motor mit einem Hochdruckkraftstoffeinspritzungssystem im Fahrzeug
vorzugsweise, daß in
den jeweiligen Kraftstoffdrucksteuersystemen gemäß dem ersten bis dritten Aspekt
der vorliegenden Erfindung der Beschleunigungssensor ein Airbag-Sensor
zum Einschalten eines Zünders
ist, der an einer Aufblaseinrichtung einer Airbag-Einheit angebracht
ist.
-
Das
Kraftstoffdrucksteuersystem gemäß dem ersten
Aspekt der vorliegenden Erfindung hält den Betrieb der Förderpumpe
an, um die Kraftstofförderung
an die Hochdruckkraftstoffpumpe abzubrechen, und öffnet den
Hochdruckregler vollständig, wenn
in Ansprechen auf das vom Beschleunigungssensor detektierte Aufprallsignal
ermittelt wird, daß der
Aufprall, einem Aufprall entspricht, der bei der Aufnahme eines
starken Aufpralls der Fahrzeugkarosserie auftritt und einen vorab
festgesetzten Wert übersteigt,
um so den Hochdruck rapide zu entlasten und ein Ausbrechen von Kraftstoff
aus einem beschädigten
Teil zu vermeiden. Daher wird der Kraftstoffdruck in der Hochdruckleitung
durch den Hochdruckregler zum Kraftstofftank entspannt und abgelassen,
bevor der Stoß auf
den Fahrzeugkörper
eine Beschädigung
im Kraftstoffsystem verursacht.
-
Das
Kraftstoffdrucksteuersystem gemäß dem zweiten
Aspekt der Erfindung verursacht, daß die Leitungsschalteinrichtung
den Hochdruckregler bypassmäßig umgeht,
und öffnet
die Entlastungsleitung, die sich zwischen der Hochdruckleitung und
der Rückführungsleitung
erstreckt, und hält
den Betrieb der Förderpumpe
an, um die Kraftstofförderung
an die Hochdruckkraftstoffpumpe zu unterbinden, wenn in Ansprechen
auf das Aufprallsignal von der Detektoreinrichtung ermittelt wird,
daß der
Aufprall bei der Aufnahme eines starken Aufpralls durch die Fahrzeugkarosserie
einen vorbestimmten festgelegten Wert übersteigt, um so den Hochdruck
rapide zu entlasten und ein Ausbrechen von Kraftstoff aus einem beschädigten Teil
zu vermeiden. Daher wird der Kraftstoffdruck in der Hochdruckleitung
durch die Entlastungsleitung zum Kraftstofftank entlastet und abgelassen.
Infolgedessen hat der Kraftstoffdruck in der Hochdruckleitung sich
bereits dem atmosphärischen
Druck genähert,
wenn der Aufprall der Fahrzeugkarosserie die Hochdruckleitung beschädigt.
-
Gemäß dem vierten
vorzugsweisen Aspekt der vorliegenden Erfindung, wird der Airbag-Sensor als
Detektoreinrichtung für
den Aufprallgrad gemäß der Lösungen in
dem ersten, zweiten und dritten Aspekt der Erfindung verwendet.
Der Airbag-Sensor dient dabei zum Einschalten eines Zünders, der
an einer Aufblaseinrichtung einer Airbag-Einheit angebracht ist.
Somit wird eine Bereitstellung eines separaten Detektors, z.B. ein
Beschleunigungssensor, für diesen
Zweck vermieden, und es wird der Kraftstoffdruck in der Hochdruckleitung
unmittelbar nach der Inbetriebsetzung der Airbag-Einheit reduziert.
Diese Art von Detektoreinrichtung ist zudem außerordentlich zuverlässig, da
die Airbag-Einheiten
bezüglich
ihres Ansprechverhaltens bereits optimiert sind.
-
Stattdessen
kann jedoch z.B. auch insbesondere in Fahrzeugen ohne Airbag-Einheit
ein anderer bereits installierter Beschleunigungssensor oder ein
weiterer separater Beschleunigungssensor dazu verwendet werden,
um einen möglichen
Aufprall an Hand eines Bezugsbeschleunigungswertes, z.B. ein Aufprallsignal,
abzuschätzen.
Wenn die detektierte Beschleunigung den festgesetzten Wert übersteigt,
ermittelt das System, daß ein
Unfall wie eine Kollision aufgetreten ist, öffnet den Hochdruckregler,
vorzugsweise in Form eines Magnetreglers, der auf der stromaufwärtigen Seite
der Hochdruckleitung des Kraftstoffsystems vorgesehen ist, vollständig und
stoppt die Förderung
einer Förderpumpe,
die in einer Niederdruckförderleitung
vorgesehen ist. Daraufhin unterbindet die Förderpumpe die Förderung von
Kraftstoff in die Hochdruckförderpumpe.
Da ferner der Hochdruckregler vollständig geöffnet ist, wird der Kraftstoffdruck
in der Hochdruckleitung zum Kraftstofftank hin abgelassen. Daher
kann das System, selbst wenn ein starker Aufprall infolge einer Kollision
Beschädigungen
in der Hochdruckleitung verursacht, ein Ausbrechen von Kraftstoff
aus den beschädigten
Teilen zuverlässig
verhindern, da der Kraftstoffdruck in der Hochdruckleitung bereits
reduziert worden ist. Die unterschiedlichen Möglichkeiten für diese
Vorabreduzierung sind in der Erfindung durch den ersten und zweiten
Aspekt definiert.
-
Im
folgenden wird die Erfindung an Hand der Zeich nungen näher erläutert. Es
zeigen:
-
1 eine schematische Ansicht
eines Motorsteuersystems gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
-
2 ein Blockschaltbild des
Motorsteuersystems gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel;
-
3 ein Flußdiagramm,
das eine Kraftstoffdrucksteuerroutine gemäß dem ersten Ausführungsbeispielanzeigt;
-
4 ein Flußdiagramm,
das die Kraftstoffdrucksteuerroutine gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
anzeigt;
-
5 ein Diagramm mit einem
zeitabhängigen
Verlauf, das eine zeitweise Änderung
im Kraftstoffdruck in einer Hochdruckleitung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
zeigt, wenn eine Notbremsung bzw. ein Unfall stattgefunden haben;
-
6 eine schematische Ansicht
des Motorsteuersystems gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
-
7 ein Blockschaltbild des
Motorsteuersystems gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel;
-
8 ein Flußdiagramm,
das die Kraftstoffdrucksteuerroutine gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel
anzeigt;
-
9 eine schematische Ansicht
des Motorsteuer systems gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel
der vorlie genden Erfindung;
-
10 ein Blockschaltbild des
Motorsteuersystems gemäß dem dritten
Ausführungsbeispiel;
-
11 ein Flußdiagramm,
das die Kraftstoffdrucksteuerroutine gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel
anzeigt;
-
12 ein Blockschaltbild des
Motorsteuersystems gemäß einem
vierten Ausführungsbeispiel;
-
13 Ansichten eines Airbeg-Sensors
gemäß dem vierten
Ausführungsbeispiel;
und
-
14 ein Flußdiagramm,
das die Kraftstoffdrucksteuerroutine gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel
anzeigt.
-
Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die obigen Zeichnungen
erläutert.
-
Die 1 bis 5 zeigen das erste Ausführungsbeispiel.
Die 1 ist eine schematische
Ansicht eines Motorsteuersystems. Die 2 ist
ein Blockschaltbild einer Schaltung eines Motorsteuersystems. Die 3 und 4 sind Flußdiagramme, die eine Kraftstoffdrucksteuerroutine
anzeigen. 5 ist ein
zeitlicher Verlauf, der eine zeitweise oder vorübergehende Änderung im Kraftstoffdruck
in einer Hochdruckleitung zeigt, wenn ein Unfall stattfindet.
-
Gemäß 1 ist ein Hochdruckeinspritzmotor
(in diesem Ausführungsbeispiel
ein Zweitakt-Vierzylindermotor mit Direkteinspritzung) mit 1 angezeigt. Ein
Zylinderkopf 2, ein Zylinderblock 3 und ein Kolben 4 des
Motors 1 definieren eine Verbrennungskammer bzw. einen
Verbrennungsraum 5. Eine Zündkerze 7 ist elektrisch
mit der Sekundärseite
einer Zündspule 6a verbunden
und ist mit einem Kraftstoffeinspritzer 8 im Verbrennungsraum 5 angeordnet.
Die Primärseite
der Zündspule 6a ist
elektrisch mit einem Zünder 6b verbunden.
-
Der
Zylinderblock 3 umfaßt
einen Spülschlitz 3a und
einen Auslaßschlitz 3b.
Ein im Zylinderblock 3 definierter Kühlmittelkanal 3c umfaßt einen
Kühlmitteltemperatursensor 9,
der mit dem Inneren des Kühlmittelkanals 3c in
Verbindung steht. Eine Luftabgabe- oder Luftdruckleitung 10 ist
fluidmäßig mit
dem Spülschlitz 3a verbunden.
Die Luftabgabeleitung 10 umfaßt ein Luftfilter 11,
das an der stromaufwärtigen Seite
des Rohrs vorgesehen ist, sowie eine Spülpumpe 12 an der stromabwärtigen Seite,
die von einer Kurbelwelle 1a angesteuert wird. Die Spülpumpe 12 liefert
Frischluft in den Verbrennungsraum 5 und spült abgebranntes
Gas aus dem Verbrennungsraum 5 heraus.
-
Ein
Bypass 13, der die Spülpumpe 12 bypassartig
umgeht, umfaßt
ein Bypass-Steuerventil 15, das im Bypass 13 vorgesehen
ist und betriebswirksam mit einem Gaspedal 14 verbunden
ist. Das Gaspedal 14 umfaßt einen Öffnungssensor 16,
der hiermit gekoppelt ist, um den jeweiligen Gaspedalgrad zu detektieren.
-
Im
Auslaßschlitz 3b ist
ein Auslaßdrehschieber 17 bzw.
ein Auslaßventil 17 angebracht,
das physisch mit der Kurbelwelle 1a verblockt ist. Eine
Auslaßleitung 18 ist
an den Auslaßschlitz 3b angeschlossen.
An der stromaufwärtigen
Seite der Auslaßleitung 18 ist
ein Katalysator 19 angebracht, wobei an der stromabwärtigen Seite
ein Schalldämpfer
bzw. Auspufftopf 20 vorgesehen ist.
-
Ein
Kurbelrotor 21 ist koaxial mit der Kurbelwelle 1a gekoppelt,
die am Zylinderblock 3 angebracht ist. Ein Kurbelwinkelsensor 22 umfaßt einen elektromagnetischen
Aufnehmer oder dergleichen und ist gegenüberliegend einer Rand- oder
Kantenfläche
des Außenumfangs
vom Kurbelrotor 21 gemäß 1 angeordnet.
-
Mit 23 ist
ein Kraftstoffsystem angedeutet. Das Kraftstoffsystem umfaßt eine
Hochdruckkraftstoffpumpe 28, die im System vorgesehen ist,
sowie einen Hochdruckregler 33 elektromagnetischer Art, der
auf der stromabwärtigen
Seite der Hochdruckkraftstoffpumpe 28 vorgesehen ist.
-
Ein
Teil des Kraftstoffsystems 23 auf der stromabwärtigen Seite
der Hochdruckkraftstoffpumpe 28 bildet eine Niedrigdruckförderleitung 23a zum Fördern von
Kraftstoff aus einem Kraftstofftank 24. Ein weiterer Teil
des Kraftstoffsystems 23, der sich zwischen der Auslaßseite der
Hochdruckkraftstoffpumpe 28 und dem Hochdruckregler 33 erstreckt,
bildet eine Hochdruckleitung 23b, die Kraftstoff aus der Niederdruckförderleitung 23a unter
Druck setzt und zum Einspritzer 8 fördert. Der weitere Teil des
Kraftstoffsystems 23 auf der stromabwärtigen Seite des Hochdruckreglers 33 bildet
eine. Niederdruckrückführungsleitung 23c.
-
In
der Niederdruckförderleitung 23a fördert eine
Förderpumpe 25 Kraftstoff
aus dem Kraftstofftank 24 zu einer Hochdruckkraftstoffpumpe 28 durch ein
Kraftstoff-Filter 26. Ein Niederdruckregler 27 vom Diaphragma-
bzw. Membrantyp ist stromabwärts
des Kraftstoff-Filters 26 vorgesehen und regelt den Kraftstoffdruck
in der Niederdruckförderleitung 23a.
-
In
der Hochdruckförderleitung 23b setzt
die Hochdruckkraftstoffpumpe 28 Kraftstoff aus der Niederdruckförderlei tung 23a unter
Druck und fördert den
Hochdruck-Kraftstoff, dessen Druck durch den Hochdruckregler 33 geregelt
wird, zum Einspritzer 8 jedes Zylinders über eine
Kraftstoffzufuhrleitung. In der Kraftstoffzufuhrleitung ist ein
Hochdruckkraftstofffilter 30 vorgesehen, wobei ein Akkumulator
oder Speicher 31 an diese Leitung angeschlossen ist und eine
Pulsierung im Hochdruckkraftstoff abdämpft oder puffert. Ferner ist
ein Kraftstoffdrucksensor 32 an die Leitung angeschlossen.
-
Die
Hochdruckkraftstoffpumpe 28 ist beispielsweise eine motorgetriebene
Pumpe. Der Einlaßkanal
und Auslaßkanal
der Hochdruckkraftstoffpumpe 28 umfassen jeweils ein Druck- oder Rückschlagventil.
Wenn der Motor anhält,
läßt die Hochdruckkraftstoffpumpe 28 Kraftstoff
aus der Niederdruckförderleitung 23a durch
sich durchströmen.
-
Die
Niederdruckrückführungsleitung 23c führt Kraftstoff,
der aus dem Membran-Niederdruckregler 27 und dem Hochdruckregler 33 zum
Regulieren des Drucks ausgetragen wird, zurück zum Kraftstofftank 24.
-
Im
ersten Ausführungsbeispiel
ist der Hochdruckregler 33 ein normalerweise offener Regler,
der den Öffnungsgrad
des Ventils reduziert, wenn der Arbeitsstellungsgrad oder der Verhältniswert
für die
Betriebsstellung (ON-Duty) des Hochdruckreglers 33 erhöht wird,
um so den Kraftstoffdruck in der Hochdruckleitung 23b zu
steigern. Beträgt
der Arbeitsstellungsgrad 100%, so ist der Hochdruckregler 33 vollständig geschlossen.
-
Gemäß 2 ist eine elektronische
Steuereinheit (ECU) 40 als Steuereinrichtung ein Mikrocomputer
oder dergleichen. Der Mikrocomputer umfaßt eine CPU 41, einen
ROM 42, einen RAM 43, einen Reserve-RAM 44,
ein Eingabe/Ausgabe-Interface 45 und eine Busleitung 46.
-
Die
ECU 40 umfaßt
eine Konstantspannungsschaltung 47, die zwei parallele
Anschlüsse aufweist,
von denen eine mit einer Batterie 49 über einen Relaiskontakt eines
ECU-Relais 48 verbunden ist, und von denen der andere direkt
mit der Batterie 49 verbunden ist. Eine Relaisspule des
ECU-Relais 48 ist mit der Batterie 49 über einen
Zündschalter 50 verbunden.
Die Konstantspannungsschaltung 47 stabilisiert die Spannung
der Batterie 49 und liefert die stabilisierte Spannung
an die ECU 40, wenn der Zündschalter 50 eingeschaltet
ist, d.h. geschlossen ist, um den Kontakt des ECU-Relais 48 zu
schließen. Andererseits
führt,
selbst wenn der Zündschalter 50 aufgeschaltet
wird, um den Kontakt des ECU-Relais 48 zu öffnen, die
Konstantspannungsschaltung 47 kontinuierlich dem Reserve-
oder Sicherungs-RAM 44 eine Notspannung zu.
-
Mit
der Batterie 49 ist über
einen Kontakt eines Förderpumpenrelais 54 eine
Förderpumpe 25 verbunden.
-
Ein
Eingangsanschluß des
Eingabe/Ausgabe-Interfaces 45 ist mit der Batterie 49 verbunden, um
die Batteriespannung zu überwachen.
Der Eingangsanschluß des
Eingabe/Ausgabe-Interfaces 45 ist
auch mit dem Kurbelwinkelsensor 22, einem Sensor 16 zum
Abfühlen
des Gaspedalöffnungsgrads, dem
Kühlmitteltemperatursensor 9,
dem Kraftstoffdrucksensor 32 und einem Beschleunigungssensor 34 verbunden,
der an der Fahrzeugkarosserie angebracht ist, um den Grad eines
Aufpralls oder Stoßes auf
die Fahrzeugkarosserie als Beschleunigungswerte G zu detektieren.
-
Ein
Ausgangsanschluß des
E/A-Interfaces 45 ist mit dem Zünder 6b verbunden,
der die Zündspule 6a ansteuert.
Der Ausgangsanschluß des E/A-Interfaces 45 ist
auch mit einer Relaisspule des Förderpumpenrelais 54 verbunden,
dem die Batterie 49 Strom zuführt, sowie dem Einspritzer 8 und
dem Hochdruckregler 33 über
eine Steuerschaltung 55.
-
Ein
Flußdiagramm
der 3 und 4 zeigt eine Kraftstoffdrucksteuerroutine
der ECU 40 an. Wenn der Zündschalter 50 zur
Spannungsversorgung der ECU 40 eingeschaltet wird, wird
das System initialisiert (d.h. es werden andere Flags oder Kennzeichen als
ein Kraftstoffdruckreduktionskennzeichen FP gelöscht und
die E/A-Anschlußausgangswerte
sind 0).
-
Die
Kraftstoffdrucksteuerroutine wird bei einem Intervall einer vorbestimmten
Zeitperiode nach Initialisierung des Systems ausgeführt. Im
Schritt S1 wird festgestellt, ob das Kraftstoffdruckreduktionskennzeichen
FP gesetzt worden ist. Im Schritt S2 wird ermittelt,
ob der Ausgangswert (Beschleunigung) G des Beschleunigungssensors 34 einen
festgelegten Wert GSET übersteigt. Im Schritt S3 wird
ermittelt, ob ein normales Steuerübergangskennzeichen (Transition
Flag) F2 gesetzt worden ist. Im Schritt S4 wird ermittelt, ob ein
Initialisierungsabschluß-
oder -ende-Kennzeichen F1 gesetzt worden ist. Der Reserve-RAM 44 speichert
nur ein Kraftstoffdruckkennzeichen FP. Der
anfänglich
gesetzte Wert des Kraftstoffdruckkennzeichens FP beträgt O. Beim
ersten Ausführen
der Kraftstoffdrucksteuerroutine sind die Kennzeichen FP,
F2 und F1 bereits gelöscht
worden. Da ferner ein Fahrzeug sich im angehaltenen Zustand befindet,
beträgt
die Beschleunigung G Null. Der Kraftstoffdrucksteuerprozeß fährt dann
mit Schritt S5 fort.
-
Im
Schritt S5 setzt der Prozeß den
Arbeitsstellungsgrad (ON-Duty) des Hochdruckreglers 33 auf
FFH (d.h. 100%). Im Schritt S6 setzt der Prozeß FFH als den Ausgangswert
des E/A-Ausgangs zum Hochdruckregler 33. Folglich fährt der
Prozeß mit Schritt
S7 fort, in dem er den E/A-Ausgangswert G1 für die Relaisspule des Förderpumpenrelais 54 auf
1 setzt. Im Schritt S8 setzt der Prozeß das Initialisierungsende-Kennzeichen F1. Darauffolgend
verläßt der Prozeß die Routine.
-
Ist
im Schritt S6 der Arbeitsstellungsgrad oder der Verhältniswert
für die
Betriebsstellung des Hochdruckreglers 33 auf FFH gesetzt,
so wird der Hochdruckregler 33 vollständig geschlossen. Sobald ferner
der Ausgangswert G1 des E/A-Anschlusses zur
Relaisspule des Förderpumpenrelais 54 auf
1 gesetzt worden, wird das Förderpumpenrelais 54 eingeschaltet
bzw, hochgefahren, und die Förderpumpe 25 beginnt,
Kraftstoff an die Hochdruckkraftstoffpumpe 28 zu liefern.
Falls die Hochdruckkraftstoffpumpe 28 motorgetrieben ist,
beginnt sie mit der Zuführung
von Kraftstoff nach dem Motorstart.
-
In
einem zweiten Ablauf der Routine durchläuft, da das Initialisierungsende-Kennzeichen
F1 durch den ersten Routine-Ablauf
auf 1 gesetzt worden ist, der Prozeß die Schritte S1 bis S3 zum
Schritt S4, von wo er auf Schritt S11 übergeht.
-
Im
Schritt S11 wird ermittelt, ob der Kraftstoffdruck PF in
der Hochdruckleitung 23b einen festgelegten Druck PH (von Beispielsweise 9,8 × 103 kPa) überschritten
hat.
-
Falls
PF ≤ PH im Schritt S11 ermittelt wird, verläßt der Prozeß die Routine.
In einem folgenden Ablauf der Routine geht, sobald der Kraftstoffdruck PF den festgelegten Wert PH übersteigt
(d.h. PF > PH), der Prozeß von Schritt S11 auf Schritt
S12, in dem er das normale Steuerübergangskennzeichen F2 setzt. Folglich
verläßt der Prozeß die Routine.
-
In
einem darauffolgenden Routinenablauf geht der Prozeß, da das
normale Steuerübergangskennzeichen
F2 gesetzt worden ist, durch die Schritte S1 bis S3 zum Schritt
S21, in dem der Prozeß mit
einer normalen Kraftstoffdrucksteuerung unter Rückkopplungssteuerung des Kraftstoffs
fortfährt.
-
Bei
der normalen Kraftstoffdrucksteuerung im Schritt S21 selektiert
der Prozeß einen
Ziel- oder Sollkraftstoffdruck PFS aus einer
Sollkraftstoffdrucktabelle unter Verwendung der Motordrehzahl N
als Parameter. Die Sollkraftstoffdrucktabelle enthält optimale
Kraftstoffdrücke,
die für
Motordrehzahlen N im Hinblick auf die Motoreigenschaften und das
Kraftstoffpumpengeräusch
empirisch gewonnen wurden. Wie im Schritt S21 des Flußdiagramms
der 4 gezeigt, wird
der Sollkraftstoffdruck mit wachsender Motordrehzahl N gesteigert.
Der ROM 42 speichert tabellierte Sollkraftstoffdrücke bei
Adressen.
-
Darauffolgend
geht der Prozeß von
Schritt S21 zum Schritt S22, in dem er den Sollkraftstoffdruck PFS als Parameter nimmt und dabei einen Grundwert
für die
gesteuerte Variable (d.h. den Arbeitsstellungsgradgrundwert DB von Base Duty) für den Hochdruckregler 33 auf
der Grundlage einer vorbestimmten Basis- oder Grundwertsteuertabelle
oder -funktion festsetzt. Im Schritt S23 berechnet der Prozeß eine Abweichung ΔP zwischen
dem Sollkraftstoffdruck PFS und dem Kraftstoffdruck
PF (ΔP ← PFS – PF). Darauffolgend fährt der Prozeß mit Schritt
S24 fort.
-
Im
Schritt S24 berechnet der Prozeß einen Proportionalanteils-Rückkopplungswert
P durch Multiplizieren der Abweichung ΔP mit einer proportionalen Konstanten
KP einer Proportional/Integral-Regelung
(P ← KP × ΔP). Im Schritt
S25 addiert der Prozeß einen
zeitlich zuletzt gewonnenen integralen Rückkopplungswert IOLD der
aus dem RAM 43 ausgelesen wurde, zu einem Wert, der durch
Multiplikation einer integralen Konstante KI der
Proportional/Integral-Regelung und der Abweichung ΔP gewonnen
wurde. Der Prozeß gewinnt
so einen neuen integralen Rückkopplungswert
I (I ← IOLD + KI × ΔP).
-
Im
Schritt S26 aktualisiert der Prozeß den letzten integralen Rückkopplungswert
IOLD der im RAM 43 gespeichert
ist, mit dem integralen Rückkopplungswert
I. Im Schritt S27 addiert der Prozeß den proportionalen Rückkopplungswert
P und den integralen Rückkopplungswert
I zum Grundwert des Arbeitsstellungsgrades DB für den Arbeitsstellungsgrad
DUTY (d.h. einer gesteuerten Rückführungs- oder
Rückkopplungsvariablen)
des Hochdruckreglers 33 (DUTY ← DB +
P + I). Im Schritt S28 setzt der Prozeß den Arbeitsstellungsgrad
bzw. ON-Duty. Darauffolgend verläßt im Schritt
S28 der Prozeß die
Routine. Auf diese Weise wird der Kraftstoffdruck PF mit Rückführung so
gesteuert, d.h. geregelt, daß er
sich den Sollkraftstoffdruck PFS nähert.
-
Nimmt
andererseits die Fahrzeugkarosserie einen aus einer Kollision eines
fahrenden Fahrzeugs aufgenommenen starken Aufprallstoß auf, wird
der Ausgangswert G des Beschleunigungssensors 34, der an
der Fahrzeugkarosserie angebracht ist, rapide zunehmen. Im Schritt
S2 ermittelt der Prozeß,
ob der Ausgangswert G den festgesetzten Wert GSET erreicht
hat oder überschreitet.
Ist G ≥ GSET, so ermittelt der Prozeß, daß eine Unfallsituation
bzw. Notsituation wie im Fall einer Kollision aufgetreten ist und
fährt mit
Schritt S31 fort. Eine Beschleunigung für den Fall, daß die Fahrzeugkarosserie
einem starken Aufprall aus einer Kollision unterliegt, wird empirisch
gewonnen und festgelegt. Der festgesetzte Wert GSET wird auf
der Grundlage dieses Beschleunigungswerts festgelegt.
-
Im
Schritt S31setzt der Prozeß den
Arbeitsstellungsgrad DUTY des Hochdruckreglers 33 auf 0 (%).
Im Schritt S32 setzt der Prozeß den
Wert von 0 (%) als den Ausgangswert des E/A-Anschlusses zum Hochdruckregler 33.
Folglich fährt
der Prozeß mit Schritt
S33 fort, in dem er den E/A-Anschlußausgangswert
G1 für
die Relaisspule des Förderpumpenrelais 54 auf
0 setzt. Darauffolgend fährt
der Prozeß mit
Schritt S34 fort, in dem er das im Reserve-RAM 44 gespeicherte
Kraftstoffdruckreduktionskennzeichen FP setzt.
Darauffolgend verläßt der Prozeß die Routine.
-
In
einem darauffolgenden Ablauf der Routine geht, da das Kraftstoffdruckreduktionskennzeichen FP gesetzt worden ist, der Prozeß von Schritt
S1 auf Schritt S31 und führt
Schritt S31 bis Schritt S34 wie oben beschrieben durch. Nach Schritt
S34 verläßt der Prozeß die Routine.
Der Prozeß wiederholt
den Routinenablauf, bis die ECU 40 aberregt bzw. von der
Versorgungsspannung abgetrennt wird.
-
Im
Schritt S32 wird, sobald der Ausgangswert DUTY des E/A-Anschlusses
zum Hochdruckregler 33 auf 0 (%) gesetzt worden ist, der
Hochdruckregler 33 vollständig geöffnet, da es sich beim Hochdruckregler 33 um
einen normalerweise offenen Regler handelt. Im Schritt S33 wird,
sobald der Ausgangswert des E/A-Anschlusses G1 für die Relaisspule des Förderpumpenrelais 54 auf
0 gesetzt wird, das Förderpumpenrelais 54 ausgeschaltet
bzw. heruntergefahren, um den Betrieb der Förderpumpe 25 anzuhalten.
-
Ist
die Förderpumpe 25 angehalten,
so wird die Kraftstoff-Förderung
zur Hochdruckkraftstoffpumpe 28 unterbunden. Da der Hochdruckregler 33 sich in
seiner vollständig
geöffneten
Stellung befindet, wird andererseits der Kraftstoffdruck PF in der Hochdruckleitung 23b des
Kraftstoffsystems 23 durch den Hochdruckregler 33 und
die Niederdruck-Rückführungsleitung 23c zum
Kraftstofftank entspannt.
-
So
wird folglich wie durch die durchgezogene Linie in 5 angezeigt, der Kraftstoffdruck PF in der Hochdruckleitung 23b rapide
auf atmosphärischen Druck
herab gesetzt, wenn der Beschleunigungssensor 34 einen starken
Aufprall wie bei einer Kollision detektiert. Da der Kraftstoffdruck
PF bereits reduziert ist; wenn das Kraftstoffsystem 23 infolge
des starken Aufpralls auf die Fahrzeugkarosserie beschädigt wird,
verhindert folglich das Kraftstoffdrucksteuersystem, daß Kraftstoff
aus dem beschädigten
Teil im Kraftstoffsystem 23 ausbricht. Demgegenüber hält, wie
durch die gestrichelte Linie in 5 angezeigt, ein
Kraftstoffdrucksteuersystem aus dem Stand der Technik den Kraftstoffdruck
PF in der Hochdruckleitung 23b auf
einem hohen Wert, so daß Kraftstoff
aus einem beschädigten
Teil im Kraftstoffsystem 23 herausdringt. Mit anderen Worten
kann das erfindungsgemäße Kraftstoffdrucksteuersystem
einen Kraftstoffausbruch aus dem beschädigten Teil verhindern, da
es eine mögliche
Beschädigung
im Kraftstoffsystem 23 voraussagt und den Kraftstoffdruck
in der Hochdruckleitung 23b rapide herabsetzt.
-
Da
der Hochdruckregler 33 ein normalerweise offener Regler
ist, bleibt der Hochdruckregler 33 vollständig geöffnet, und
die Kraftstoffpumpe 25 bleibt angehalten, und der Kraftstoffdruck
PF bleibt auf dem Wert des atmosphärischen
Drucks, nachdem der Beschleunigungssensor 34 einen starken Aufprall
(G ≥ GSET) wie bei einer Kollision detektiert hat.
-
Selbst
dann, wenn ein Fahrer den Zündschalter 50 wieder
unbeabsichtigt oder unachtsam einschaltet, um die ECU 40 einzuschalten,
so bleibt andererseits der Kraftstoffdruck PF in
der Hochdruckleitung 23b auf atmosphärischem Druck, da der Prozeß die Schritte
S31 bis S34 ausführt.
Daher verhindert das Kraftstoffdrucksteuersystem einen Ausbruch von
Kraftstoff aus einem beschädigten
Teil im Kraftstoffsystem.
-
Nach
Prüfen
und Reparieren eines in eine Werkstatt gebrachten Fahrzeuges eines
Fahrzeughändlers
usw., wird, wie in der japanischen, nicht geprüften Patentanmeldung HEI.1-224636
beschrieben, das Kraftstoffdruckreduktionskennzeichen FP gelöscht (d.h.
initialisiert), wenn ein die Reparatur ausführender Angestellter ein Fahrzeugdia gnosesystem
an einen (nicht dargestellten) Anschluß der ECU 40 anschließt und eine
vorbestimmte Betriebseingabe in das Fahrzeugdiagnosesystem eingibt
oder wenn diese Person den verbindenden Anschluß zwischen der ECU 40 und
der Batterie 49 öffnet,
um die Spannungsversorgung zum Reserve-RAM 44 abzuschalten.
-
Die 6 bis 8 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel
gemäß der vorliegenden
Erfindung. 6 ist eine
schematische Ansicht eines Motorsteuersystems. 7 ist ein Blockschaltbild einer Schaltung
eines Steuersystems. 8 ist
ein Flußdiagramm,
das eine Kraftstoffdrucksteuerroutine zeigt. Gleiche oder ähnliche
Komponenten und Schritte des zweiten Ausführungsbeispiels wie diejenigen
des ersten Ausführungsbeispiels
sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Im folgenden werden übereinstimmende
Beschreibungsteile nicht wiederholt.
-
Im
zweiten Ausführungsbeispiel
umfaßt
gemäß 6 das Kraftstoffsystem 23 eine
Entlastungs- oder Ablaßleitung 23d,
die sich zwischen der Hochdruckleitung 23b und der Niederdruckrückführungsleitung 23c erstreckt
und den Hochdruckregler 33 bypassartig umgeht. Die Entlastungsleitung 23d umfaßt ein elektromagnetisches
Ablaß-
oder Entlastungsventil 35 nach Art eines Wahlventils als
Leitungsumschalt- oder Leitungswechseleinrichtung. Das Entlastungsventil 35 ist
normalerweise offen und wird ansprechend auf ein EIN-Signal von
der ECU 40 geschlossen.
-
Beim
ersten Ablauf der Routine gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel
geht der Prozeß,
da das System initialisiert ist und ein Fahrzeug sich nach Erregen
der ECU 40 in der angehaltenen Stellung befindet, durch
den Schritt S1, Schritt S2, Schritt S3 und Schritt S4 zum Schritt
S41, in dem das Solenoid bzw. der Elektromagnet des Entlastungsventils 35 erregt wird.
In den Schritten S5 bis S7 schließt der Prozeß den Hochdruckregler 33 und
startet die Förderpumpe 25,
so daß diese
Kraftstoff an die Hochdruckkraftstoffpumpe 28 abgibt. Im
Schritt S8 setzt der Prozeß das
Initialisierungsendekennzeichen F1. Darauffolgend verläßt der Prozeß die Routine.
-
Ist
der Elektromagnet des Entlastungsventils 35 im Schritt
S41 erregt, so wird das Entlastungsventil 35 geschlossen,
um die Entlastungsleitung 23d gemäß Darstellung in 6 zu schließen.
-
Bei
der zweiten Ausführung
der Routine gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel
geht der Prozeß,
da im Schritt S8 das Initialisierungsendekennzeichen F1 in der ersten
Ausführung
der Routine gesetzt worden ist, von Schritt S4 auf Schritt S11.
Im Schritt S11 vergleicht der Prozeß den Kraftstoffdruck PF in der Hochdruckleitung 23b mit
dem festgesetzten Druck PH (beispielsweise
9,8 × 103 kPa). Der Prozeß führt darauf wiederholt die Routine
aus, bis der Kraftstoffdruck PF den festgesetzten
Druck PH übersteigt. Hat einmal der Kraftstoffdruck
PF den festgesetzten Druck PH überschritten
(PF > PH), so geht der Prozeß von Schritt S11 auf Schritt
S12, in dem er das normale Steuerübergangskennzeichen F2 setzt. Nach
Schritt S12 verläßt der Prozeß die Routine.
-
In
einem darauffolgenden Ablauf der Routine gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel
geht der Prozeß,
da das normale Steuerübergangskennzeichen
F2 gesetzt worden ist, von Schritt S3 auf Schritt S21 des Flußdiagramms
der 4 gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel.
Im Schritt S21 und den darauffolgenden Schritten führt der
Prozeß die
normale Kraftstoffdrucksteuerung unter Rückkopplung, d.h. Regelung des
Kraftstoffdrucks, durch.
-
Andererseits
geht, sobald im Schritt S2 die Fahrzeugkarosserie einen starken
Aufprall aus einer Kollision während
der Fahrt des Fahrzeugs aufnimmt und der Ausgangswert G des Beschleunigungssensors 34,
der an der Fahrzeugkarosserie angebracht ist, gleich GSET wird
oder diesen Wert übersteigt,
der Prozeß von
Schritt S2 auf Schritt S42.
-
Im
Schritt S42 erregt der Prozeß den
Elektromagneten des Entlastungsventils 35 ab. Im Schritt S33
setzt der Prozeß den
E/A-Anschluß-Ausgangswert
G1 für
die Relaisspule des Förderpumpenrelais 54 auf
0. Im Schritt S34 setzt der Prozeß das Kraftstoffdruckreduktionskennzeichen
FP. Darauffolgend verläßt der Prozeß die Routine.
-
In
einem darauffolgenden Ablauf der Routine geht dieser, da der Prozeß das Kraftstoffdruckreduktionskennzeichen
FP gesetzt hat, von Schritt S1 auf Schritt
S42 und führt
die Schritte S42, S33 und S34 wie oben beschrieben aus. Nach Schritt
S34 verläßt der Prozeß die Routine.
Danach wiederholt der Prozeß die
Routine, bis die ECU 40 von der Spannung abgetrennt wird.
-
Im
Schritt S42 wird, sobald der Elektromagnet des Entlastungsventils 35 aberregt
ist, das Entlastungsventil 35 geöffnet, und die Entlastungsleitung 23d,
die den Hochdruckregler 33 bypassartig umgeht, wird geöffnet. Da
andererseits im Schritt S33 der Prozeß den E/A-Anschluß-Ausgangswert G1 für die Relaisspule
des Förderpumpenrelais 54 auf
0 setzt (G1 = 0), wird das Förderpumpenrelais 54 eingeschaltet,
um den Betrieb der Förderpumpe 25 anzuhalten.
Folglich hört
die Förderpumpe 25 auf,
Kraftstoff an die Hochdruckförderpumpe 28 zu
liefern.
-
Folglich
wird der Kraftstoffdruck PF in der Hochdruckförderleitung 23b des
Kraftstoffsystems 23 rapide durch die Entlastungsleitung
oder Ablaßleitung 23d und
die Niederdruckrückführungsleitung 23c zum
Kraftstofftank 24 entlastet bzw. abgelassen.
-
Da
das Kraftstoffdrucksteuersystem im zweiten Ausführungsbeispiel den Kraftstoffdruck
PF direkt ohne Zwischenschaltung bzw. Einbeziehung
des Hochdruckreglers 33 in die Niederdruckrückführungsleitung 23c abläßt, sieht
das Kraftstoffdrucksteuersystem einen verminderten Durchgangswiderstand
oder Leitungswiderstand vor. So kann das Kraftstoffdrucksteuersystem
gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel
den Kraftstoffdruck PF rapide auf atmosphärischen
Druck reduzieren.
-
Die 9 bis 11 zeigen ein drittes Ausführungsbeispiel
gemäß der vorliegenden
Erfindung. 9 ist eine
schematische Ansicht eines Motorsteuersystems. 10 ist ein Blockschaltbild einer Schaltung
eines Steuersystems. 11 ist
ein Flußdiagramm,
das eine Kraftstoffdrucksteuerroutine anzeigt. Gleiche oder ähnliche
Bauteile und Schritte des zweiten Ausführungsbeispiels wie diejenigen
des ersten Ausführungsbeispiels
sind mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet. Auf Wiederholungen gleicher
Beschreibungsteile ist verzichtet.
-
Im
dritten Ausführungsbeispiel
umfaßt
die Niederdruckförderleitung 23a auf
der stromaufwärtigen
Seite der Förderpumpe 25 des
Kraftstoffsystems 23 ein elektromagnetisches Leitungsabsperrventil (line-off
valve) 36 (eine Art normalerweise offenes elektromagnetisches
bzw. Magnetrichtungssteuerventil) als eine Schalteinrichtung und
die Niederdruckrückführungsleitung 23c umfaßt ein Druckventil 37,
das nahe des Kraftstofftanks 24 vorgesehen ist und Kraftstoff
vom Hochdruckregler 33 in den Kraftstofftank 24 läßt. Wenn
die Fahrzeugkarosserie einen starken Aufprall aufnimmt, wird das
elektromagnetische Ventil 36 geschlossen, um die Niederdruckförderleitung 23a stromaufwärts von
der Förderpumpe 25 zu
schließen.
Wie in 10 gezeigt, wird
das Ventil 36 abhängig
von einem EIN-Signal von der ECU 40 geöffnet.
-
11 zeigt eine Kraftstoffdrucksteuerroutine
gemäß dem dritten
Ausführungsbeispiel.
Im ersten Ablauf der Routine nach Erregung der ECU 40 geht,
da das System initialisiert worden ist und das Fahrzeug sich in
der angehaltenen Stellung befindet, der Prozeß durch die Schritte S1 bis
S4 zum Schritt S51, in dem ein EIN-Signal zum Elektromagneten des
Ventils 36 geliefert wird. Daraufhin wird das Ventil 36 geöffnet, um
Kraftstoff vom Kraftstofftank 24 zur Förderpumpe 25 zu lassen.
-
In
den Schritten S5 bis S7 ist der Hochdruckregler 33 vollständig geschlossen,
und die Förderpumpe 25 wird
so betrieben, daß sie
die Förderung von
Kraftstoff an die Hochdruckkraftstoffpumpe 28 beginnt.
Im Schritt S8 wird das Initialisierungsendekennzeichen F1 gesetzt.
Darauffolgend verläßt der Prozeß die Routine.
-
Beim
zweiten Ablauf der Routine gemäß dem dritten
Ausführungsbeispiel
geht, da im Schritt S8 das Initialisierungsendekennzeichen F1 im
ersten Ablauf der Routine gesetzt worden ist, der Prozeß von Schritt
S4 auf Schritt S11. Im Schritt S11 vergleicht der Prozeß den Kraftstoffdruck
PF in der Hochdruckleitung 23b mit
dem gesetzten Wert PH (von beispielsweise
9,8 × 103 kPa). Der Prozeß führt wiederholt die Routine
aus, bis der Kraftstoffdruck PF den gesetzten
Druck PH übersteigt. Sobald der Kraftstoffdruck
PF den gesetzten Druck PH überstiegen
hat (PF > PH), geht der Prozeß von Schritt S11 auf Schritt S12,
in dem er das normale Steuerübergangskennzeichen
F2 setzt. Nach Schritt S12 verläßt der Prozeß die Routine.
-
Im
darauffolgenden Ablauf der Routine gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel
geht, da das normale Steuerübergangskennzeichen
F2 gesetzt worden ist, der Prozeß vom Schritt S3 auf Schritt
S21 des Flußdiagramms
der 4 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
Im Schritt S21 und den darauffolgenden Schritten führt der
Prozeß die
normale Kraftstoffdrucksteuerung einer Rückkopplungs-Regelung des Kraftstoffdrucks
aus.
-
Empfängt andererseits
im Schritt S2 die Fahrzeugkarosserie einen starken Aufprall aus
einer Kollision während
der Fahrt des Fahrzeugs und nimmt der Ausgangswert G des Beschleunigungssensors 34 an
der Fahrzeugkarosserie den Wert GSET an
oder übersteigt
diesen Wert, so geht der Prozeß von
Schritt S2 auf Schritt S52.
-
Im
Schritt S52 wird der Elektromagnet des Ventils 36 abgeschaltet
bzw. aberregt. Im Schritt S31 wird der Arbeitsstellungsgrad (ON-Duty)
des Hochdruckreglers 33 auf 0 (%) gesetzt. Im Schritt S32
wird dieser Wert auf den E/AAusgangswert zum Hochdruckregler 33 gesetzt.
Darauffolgend geht der Prozeß zum
Schritt S33 über,
in dem der E/A-Anschluß-Ausgabewert
G1 zur Relaisspule des Förderpumpenrelais 54 auf
0 gesetzt wird. Im Schritt S34 wird das Kraftstoffdruckreduktionskennzeichen
FP gesetzt. Darauffolgend verläßt der Prozeß die Routine.
-
Beim
darauffolgenden Ablauf der Routine geht der Prozeß, da im
Schritt S34 der Prozeß das Kraftstoffdruckreduktionskennzeichen
FP gesetzt hat, vom Schritt S1 auf Schritt
S52 und führt
die Schritte S52, S31 bis S34 gemäß obiger Beschreibung aus. Nach
Schritt S34 verläßt der Prozeß die Routine.
Anschließend
wiederholt der Prozeß die
Routine, bis die ECU 40 von der Spannung abgetrennt wird.
-
Im
Schritt S52 wird, sobald der Elektromagnet des Ventils 36 abgeschaltet
bzw. aberregt ist, das Ventil 36 geschlossen, um die Niederdruckförderleitung 23a auf
der stromaufwärtigen
Seite der Förderpumpe 25 zu
schließen.
Im Schritt S32 wird, sobald der E/A-Anschluß-Ausgangswert DUTY zum Hochdruckregler 33 auf
0 (%) gesetzt ist, der Hochdruckregler 33 vollständig geöffnet, da
er ein normalerweise geöffneter
Regler ist. Im Schritt S33 wird, sobald der E/A-Anschluß-Ausgangswert
G1 zur Relaisspule des Förderpumpenrelais 54 auf
0 gesetzt ist, das Förderpumpenrelais 54 abgeschaltet
bzw. heruntergefahren, um den Betrieb der Förderpumpe 25 zum Abbrechen
der Förderung
von Kraftstoff zur Hochdruckkraftstoffpumpe 28 anzuhalten.
-
Auf
diese Weise wird der Kraftstoffdruck PF in der
Hochdruckleitung 23b des Kraftstoffsystems 23 durch
den Hochdruckregler 33 zum Kraftstofftank 24 hin
abgelassen bzw. entlastet.
-
Da
das Ventil 36 die Niederäruckförderleitung 23a auf
der stromaufwärtigen
Seite der Förderpumpe 25 schließt und das
Druckventil 37 oder auch Rückschlagventil 37 an
der Niederdruckrückführungsleitung 23c an
deren stromabwärtigen
Ende angebracht ist, tritt kein Kraftstoffdampfdruck aus dem Kraftstofftank 24 in
das Kraftstoffsystem 23, d.h, der Kraftstoffdampfdruck
ist auf das Innere des Kraftstofftanks 24 begrenzt. Daher
verhindert das Kraftstoffdrucksteuersystem ein Austreten oder Ausbrechen von
Kraftstoff aus einem beschädigten
Teil im Kraftstoffsystem 23 durch das Absperrventil 37.
-
Die 12 bis 14 zeigen ein viertes Ausführungs beispiel
der vorliegenden Erfindung. 12 ist ein
Blockschaltbild einer Schaltung eines Steuersystems gemäß dem vierten
Ausführungsbeispiel. 13 ist eine Ansicht, die
die Zustände
eines Airbag-Sensors wiedergibt. 14 ist
ein Flußdiagramm,
das eine Kraftstoffdrucksteuerroutine gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel
anzeigt. Gleiche oder ähnliche
Bauteile und Schritte des vierten Ausführungsbeispiels wie diejenigen
des ersten Ausführungsbeispiels
sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Ferner wird auf eine
Wiederholung von Beschreibungen verzichtet.
-
Im
vierten Ausführungsbeispiel
detektiert ein Airbag-Sensor 61 eine
Airbag-Einheit 60 einen Aufprall auf eine Fahrzeugkarosserie
anstelle des Beschleunigungssensors 34 im ersten Ausführungsbeispiel.
-
Gemäß 12 umfaßt die Airbag-Einheit 60 den
Airbag-Sensor 61 und
einen Airbag-Modul 64, der am Lenkrad 63 angebracht
ist. Der Airbag-Sensor 61 umfaßt z.B. zwei vordere Sensoren 61a und 61b,
die an den vorderen Enden gegenüberliegender Seitenrahmen
innerhalb eines Kotflügels
oder Stoßfängers einer
Fahrzeugkarosserie angebracht sind, sowie zwei Sicherheitssensoren 61c und 61d,
die in einem fahrzeugraumseitigen vorderen Ende eines Fronttunnels
angebracht sind.
-
Wie
in 13 gezeigt ist, umfaßt jeder
der Sensoren 61a, 61b, 61c und 61d einen
Rollermite-Sensorkörper 62,
der in einem Gehäuse
angebracht ist und eine Rollfeder 62a sowie eine Rolle 62b umfaßt. Wenn
jeder Sensor 61a bis 61d einen starken Aufprall
von vorn während
einer Kollision aufnimmt, wird die Rolle 62b gedreht, so
daß sie
den Schalter 62 gemäß Darstellung
in 13(b) einschaltet.
-
Die
vorderen Sensoren 61a und 61b sind parallel zueinander
geschaltet. Das Paar Sicherheitssensoren 61c und 61d ist
mit der Batterie 49 verbunden sowie mit einem positiven
Anschluß eines
Zünders 64b einer
Aufblaseinrichtung 64a des Airbag-Moduls 64. Demgegenüber ist
das Paar vorderer Sensoren 61a und 61b mit einem
negativen Anschluß des
Zünders 64b und
Masse verbunden.
-
Sobald
einer der vorderen Sensoren 61a und 61b und einer
der Sicherheitssensoren 61c und 61d eingeschaltet
wird, erregt ein Strom von der Batterie 49 den Zünder 64b.
Der Zünder 64b zündet ein
vorgesehenes Zündmittel.
Eine Entflammung breitet sich vom Zündmittel zu einem Gaserzeugungsmittel 64d über ein
Entflammungsausbreitungsmittel 64c aus. Ein durch das Gaserzeugungsmittel 64d erzeugtes
großes
Gasvolumen tritt in den Airbag 64e ein. Daraufhin bricht
der Airbag 64e durch die Nuten in einem Airbag-Kissen 64f und
bläst sich
auf.
-
Andererseits
empfängt
der Eingangsanschluß des
E/A-Interfaces 45 der
ECU 40 eine Anschlußspannung
des Zünders 64b.
Die ECU 40 des vierten Ausführungsbeispiels detektiert
einen starken Aufprall aus einer Kollision auf der Grundlage einer Änderung
in der Anschlußspannung
bzw. Klemmenspannung des Zünders 64b.
-
14 zeigt die Kraftstoffdrucksteuerroutine gemäß des vierten
Ausführungsbeispiels.
Nachdem die ECU 40 erregt ist, wird, sobald die Fahrzeugkarosserie
einen möglichen
starken Aufprall aufnimmt und einer der vorderen Sensoren 61a und 61b und einer
der Sicherheitssensoren 61c und 61d des Airbag-Sensors 61 eingeschaltet
werden, der Zünder 64b des
Airbag-Moduls 64 durch den Strom von der Batterie 49 erregt.
-
Heim
ersten Ablauf der Routine nach Einschalten des Zünders 64 wird im Schritt
S61 ermittelt, daß der
Zünder 64 eingeschaltet
ist, und zwar aus einer Änderung
in der Klemmenspannung des Zünders 64b.
Darauffolgend geht der Prozeß auf
Schritt S31 über,
in dem der Arbeitsstellungsgrad des Hochdruckreglers 33 auf
0 (%) gesetzt wird. Im Schritt S32 wird dieser Wert als der E/A-Anschluß-Ausgangswert für den Hochdruckregler 33 festgelegt.
Im Schritt S33 wird der E/A-Anschluß-Ausgangswert G1 für die Relaisspule
des Förderpumpenrelais 54 auf
0 gesetzt. Im Schritt S34 wird das Kraftstoffdruckreduktionskennzeichen
FP gesetzt. Darauffolgend verläßt der Prozeß die Routine.
-
In
einer darauffolgenden Ausführung
der Routine geht, da der Schritt S34 des Prozesses das Kraftstoffdruckreduk tionskennzeichen
FP gesetzt hat, der Prozeß vom Schritt
S1 auf Schritt S31 und führt die
Schritte S31 bis S34 gemäß obiger
Beschreibung aus. Nach dem Schritt S34 verläßt der Prozeß die Routine.
Anschließend
wiederholt der Prozeß die Routine,
bis die ECU 40 von der Spannung abgetrennt wird.
-
Ist
einmal ermittelt worden, daß ein
Notfall wie eine Kollision infolge des Einschaltens des Zünders 64b stattgefunden
hat, so wird das Kraftstoffdruckreduktionskennzeichen FP gesetzt,
und es wird der Betrieb der Förderpumpe 25 gestoppt,
der Hochdruckregler 33 bleibt in der vollen Öffnungsstellung, und
der Kraftstoffdruck in der Hochdruckleitung 23b (vgl. 1) wird reduziert. Selbst
wenn der Motor infolge der Aberregung der ECU 40 angehalten
wird, wird der Kraftstoffdruck reduziert, da der Betrieb der Förderpumpe 25 angehalten
ist und der Hochdruckregler 33, der ein normalerweise offener
Regler ist, vollständig
geöffnet
bleibt.
-
Da
das vierte Ausführungsbeispiel
den Airbag-Sensor 61 der Airbag-Einheit 60 als
Detektoreinrichtung für
den Grad des Aufpralls verwendet, benötigt ein Fahrzeug mit der Airbag-Einheit 60 nicht
die zusätzliche
Installation eines separaten Beschleunigungssensors. D.h., daß dieses
Fahrzeug eine bereits vorhandene Vorrichtung wirksam ausnutzen kann,
so daß die
Anzahl der zu verwendenden Teile reduzierbar ist und die Wartung
des Fahrzeugs einfach ist.
-
Da
ferner das vierte Ausführungsbeispiel
die Ermittlung, ob das Fahrzeug einen starken Aufprall wie eine
Kollision aufgenommen hat, auf der Grundlage der und im Vertrauen
auf die Funktionsgenauigkeit der Airbag-Einheit 60 ausführt, die
sich diesbezüglich
als zuverlässig
erwiesen hat, kann eine noch geeignetere Ermittlung erfolgen.
-
Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die obigen Ausführungsbeispiele
beschränkt.
Beispielsweise kann in modifizierter Form des ersten bis dritten
Ausführungsbeispiels
ein Fahrzeug mit der Airbag-Einheit den Airbag-Sensor 61 im vierten Ausführungsbeispiel
anstelle des Beschleunigungssensors 34 als Detektoreinrichtung
für den
Grad des Aufpralls zum Detektieren eines Aufpralls wie einer Kollision verwenden.
-
Die
Vorteile der vorliegenden Erfindung sind die folgenden:
Gemäß einem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird der Betrieb der Förderpumpe
angehalten, und es wird der Hochdruckregler vollständig geöffnet, wenn
ein starker Aufprall auf die Fahrzeugkarosserie während eines
Notfalls wie einer Kollision detektiert wird, wobei der Kraftstoffdruck
bereits vom Hochdruckregler auf die Niederdruckleitung abgelassen bzw.
entlastet worden ist, selbst wenn die Hochdruckleitung vom Kraftstoffsystem
durch den Aufprall beschädigt
ist. Daher kann das System vorab das Ausbrechen von Kraftstoff aus
dem beschädigten
Teil verhindern. Da zusätzlich
das System die Beschädigung
im Kraftstoffsystem aus einer rapiden Beschleunigungsänderung
voraussagt, liefert das System keine Störungen bei einem normalen Fahrzeugbetrieb
und kann exakt die Beschädigung
im Kraftstoffsystem voraussagen.
-
Gemäß einem
zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung überbrückt die Entlastungsleitung
bypassartig den Hochdruckregler und verbindet die Hochdruckleitung
mit der Niederdruckrückführungsleitung.
Die Entlastungsleitung umfaßt
die Leitungs-Schalteinrichtung. Die Leitungs-Schalteinrichtung öffnet das
Entlastungsventil, wenn der starke Aufprallgrad auf die Fahrzeugkarosserie
während
eines Notfalls wie einer Kollision detektiert wird, und dann wird
der Betrieb der Förderpumpe
gestoppt. Auf diese Weise wird der Kraftstoffdruck in der Hochdruckleitung
rapide aus der Entlastungsleitung in die Niederdruckleitung abgelassen.
Auf diese Weise ist der Kraftstoffdruck bereits ausreichend reduziert, wenn
die Hochdruckleitung infolge des Aufpralls beschädigt ist, und infolgedessen
kann das Kraftstoffdrucksteuersystem das Ausbrechen von Kraftstoff aus
dem beschädigten
Teil mehr und weiterhin unterdrücken.
-
Gemäß dem dritten
Aspekt der vorliegenden Erfindung schließt, wenn ein starker Aufprallgrad
auf die Fahrzeugkarosserie infolge eines Notfalls wie einer Kollision
detektiert wird, die Schalteinrichtung stromaufwärtig der Förderpumpe und der Hochdruckregler
wird vollständig
geöffnet
und der Betrieb der Förderpumpe
wird angehalten. Zusätzlich
umfaßt die
Niederdruckrückführungsleitung
das Absperrventil, das ermöglicht,
daß Kraftstoff
von der Niederdruckrückführungsleitung
zum Kraftstofftank zurückgeführt wird.
Auf diese Weise beinhaltet das Kraftstoffdrucksteuersystem gemäß dem dritten
Aspekt der vorliegenden Erfindung den Vorteil, daß Dampfdruck
im Kraftstofftank weder auf Restkraftstoff in der Hochdruckleitung
drückt
noch Kraftstoff aus dem beschädigten
Teil heraustreibt, und zwar zusätzlich
zu den Vorteilen des ersten Aspektes der vorliegenden Erfindung.
-
Im
vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung erfordert, da die Detektoreinrichtung
für den Aufprallgrad
den Airbag-Sensor der Airbag-Einheit umfaßt, ein Fahrzeug mit einer
Airbag-Einheit keine separate oder zusätzliche Detektoreinrichtung
für den
Aufprallgrad. So kann das Kraftstoffdrucksteuersystem die Anzahl
von Teilen reduzieren und ein Auftreten eines Unfalls wie einer
Kollision exakt ermitteln.