DE69719424T2

DE69719424T2 - Vorrichtung zur Steuerung der Beschleunigung eines aufgeladenen Dieselmotors

Info

Publication number: DE69719424T2
Application number: DE69719424T
Authority: DE
Inventors: Yasuhiro Takeuchi; Masaaki Yamaguchi
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1996-09-05
Filing date: 1997-09-04
Publication date: 2003-12-24
Anticipated expiration: 2017-09-05
Also published as: DE69719424D1; JPH1077881A; EP0828071A2; EP0828071B1; JP3683047B2; EP0828071A3

Description

Hintergrund der Erfindung

1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Beschleunigungssteuergerät für einen Dieselmotor, der mit einer Aufladeeinrichtung versehen ist, und insbesondere auf ein Beschleunigungssteuergerät, das geeignet ist zum Steuern der Kraftstoffeinspritzung eines mit einer Aufladeeinrichtung versehenen Dieselmotors.

2. Beschreibung der einschlägigen Technik

Wie herkömmliche in der Japanischen Patentanmeldung mit Offenlegungsnummer 7-65523 offenbart ist, ist eine Gerät zum Steuern der Kraftstoffeinspritzung eines Dieselmotors bekannt. Bei einem Dieselmotor wird die einzuspritzende Kraftstoffmenge berechnet auf der Grundlage einer Drehzahl NE des Motors und einem Gaspedalöffnungsgrad θ. Bei einem mit einer Aufladeeinrichtung versehenen Dieselmotor wird die einzuspritzende Kraftstoffmenge berechnet unter der Annahme, dass die Aufladeeinrichtung normal betrieben wird.
Wenn ein Betriebszustand des Dieselmotors sich ändert, tritt eine Ansprechverzögerung auf bis die Aufladeeinrichtung tatsächlich auf dem Betriebszustand nach Veränderung anspricht. Insbesondere erzeugt der Turbolader, der einen Abgasdruck als eine Antriebsquelle verwendet, eine relativ große Ansprechverzögerung. Wenn ein Betrieb für die Beschleunigung durchgeführt wird bei dem mit dem Turbolader versehenen Dieselmotor, tritt demgemäß ein Zustand auf, wobei die eingespritzte Kraftstoffmenge sich erhöht vor der Erhöhung der Ansaugluftmenge.
Wenn die eingespritzte Kraftstoffmenge sich erhöht vor der Erhöhung der Ansaugluftmenge, tritt ein überfetter Zustand eines Luftkraftstoffverhältnises auf, was zu einem Problem führt, das eine Neigung zum Erzeugen von Rauch besteht. Wenn dabei der eingespritzte Kraftstoff vermindert wird, wird das Auftreten des überfetten Zustands des Luftkraftstoffverhältnisses verhindert, um die Erzeugung von Rauch zu unterdrücken. Wenn jedoch bloß die eingespritzte Kraftstoffmenge vermindert wird, wird das abgegebene Drehmoment des Dieselmotors vermindert, wodurch ein Nachteil entsteht, dass eine Beschleunigungseigenschaft sich verschlechtert.
Die Raucherzeugung kann unterdrückt werden beispielsweise durch vorverstellen des Winkels der Einspritzzeit. Wenn der Winkel der Kraftstoffeinspritzzeit vorverlegt wird bei einem Dieselmotor, wird eine Zeit umgekehrt zum ausreichenden Verdampfen des Kraftstoffs. Wenn der Kraftstoff ausreichend verdampft, kann eine wirksame Verbrennung erzielt werden, die unverbrannten Kraftstoff vermindert, was zu einer Verminderung von Rauch führt. Wenn jedoch eine derartige Steuerung durchgeführt wird, gibt es eine Neigung zu der Erzeugung eines Dieselklopfens (Nageln).
Um die Erzeugung des Dieselklopfens zu unterdrücken, ist es bekannt, dass eine Verzögerungswinkelsteuerung der Kraftstoffeinspritzzeit wirksam ist. Das vorstehend erwähnte herkömmliche Gerät ist mit einer Funktion zum Durchführen der Verzögerungswinkelsteuerung der Kraftstoffeinspritzzeit versehen. Somit kann gemäß dem vorstehend erwähnten herkömmlichen Gerät eine Erzeugung eines Dieselklopfgeräusches unterdrückt werden, während eine Abnahme des abgegebenen Drehmoments des Dieselmotors vermindert wird.
Wenn jedoch die Verzögerungswinkelsteuerung für die Kraftstoffeinspritzzeit durchgeführt wird, während der Dieselmotor beschleunigt wird, kann eine große Kraftstoffmenge in den Dieselmotor hinein eingespritzt werden nach dem ein Kolben seine Bewegung in Richtung auf den unteren Totpunkt startet, das heißt nach einem Start eines Explosionsprozesses. Bei einem derartigen Zustand zeigen die unverbrannten Kraftstoffbestandteile eine Neigung abgegeben zu werden. Diesbezüglich hat das vorstehend erwähnte herkömmliche Gerät ein Problem, dass Abgaseigenschaften zu einer Verschlechterung neigen, wenn der Dieselmotor beschleunigt wird.

Zusammenfassung der Erfindung

Eine allgemeine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines verbesserten und nützlichen Beschleunigungssteuergeräts eines Dieselmotors, der mit einer Aufladeeinrichtung versehen ist, bei dem die vorstehend erwähnten Probleme beseitigt sind.
Eine spezifischere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines Beschleunigungssteuergeräts eines Dieselmotors, der mit einer Aufladeeinrichtung versehen ist, das die Erzeugung eines Dieselklopfgeräusches unterdrückt, während gute Beschleunigungseigenschaften und gute Abgaseigenschaften aufrechterhalten bleiben.
Um die vorstehend erwähnten Aufgaben zu lösen, wird erfindungsgemäß ein Beschleunigungssteuergerät geschaffen zum Durchführen einer Kraftstoffeinspritzsteuerung während der Beschleunigung eines Dieselmotors, der mit einer Aufladeeinrichtung versehen ist,
dadurch gekennzeichnet, dass:
die Kraftstoffeinspritzmengenberechnungseinrichtung eine einzuspritzende Kraftstoffmenge berechnet auf der Grundlage eines Betriebszustandsinformation;
eine Beschleunigungsstarterfassungseinrichtung einen Beschleunigungsstart des Dieselmotor erfasst; und
eine Beschleunigungseinspritzsteuereinrichtung beim Start der Beschleunigung des Dieselmotors eine Startzeit der Kraftstoffeinspritzung gegenüber einer Startzeit der Kraftstoffeinspritzung bei einem Normalzustand verzögert und einen Druck des Kraftstoffs für die Einspritzung erhöht.
Wenn bei der vorliegenden Erfindung eine Beschleunigungsanforderung durchgeführt wird für den Dieselmotor, wird eine einzuspritzende Kraftstoffmenge berechnet, die auf die Beschleunigungsanforderung anspricht. Demgemäß wird eine gute Beschleunigungseigenschaft für den Dieselmotor geschaffen. Wenn die Beschleunigung gestartet wird, wird die Startzeit der Kraftstoffeinspritzung verzögert. Somit wird die Erzeugung des Dieselklopfgeräusches vermindert, selbst wenn eine Ansprechverzögerung in der Aufladeeinrichtung erzeugt wird. Wenn die Beschleunigung des Dieselmotors gestartet wird, wird zusätzlich Kraftstoff mit einem höheren Druck als einen Druck eingespritzt, der bei einem regulären Zustand erzeugt wird. Wenn der Druck des eingespritzten Kraftstoffs hoch ist, kann eine große Kraftstoffmenge in einer kurzen Zeit eingespritzt werden. Selbst wenn die Startzeit der Kraftstoffeinspritzung verzögert ist, wird demgemäß die Endzeit der Kraftstoffeinspritzung nicht beträchtlich zu der Verzögerungsseite verschoben. Somit werden unverbrannte Bestandteile, die in dem Abgas enthalten sind, nicht erhöht, was zu der Aufrechterhaltung von guten Emissionseigenschaften führt.
Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann die Betriebszustandsinformation eine Motordrehzahl und einen Öffnungsgrad eines Gaspedals umfassen.
Außerdem kann bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die Beschleunigungsstarterfassungseinrichtung den Beschleunigungsstart erfassen, wenn eine Differenz zwischen einem Öffnungsgrad des Dieselmotors bei der vorliegenden Zeit und bei einem Öffnungsgrad des Dieselmotors bei einer Zeit einer ersten vorgegebenen Periode vor der vorliegenden Zeit einen vorgegebenen Wert überschreitet.
Außerdem kann ein Erfassungsvorgang der Beschleunigungsstarterfassungseinrichtung bei jeder vorgegebenen Periode durchgeführt werden und die Differenz wird erhalten auf der Grundlage des Öffnungsgrads, der bei dem Erfassungszustand erfasst wird, der durchgeführt wird bei der vorliegenden Zeit und dem Öffnungsgrad, der erfasst wird bei dem Erfassungszustand, der durchgeführt wird eine vorgegebene Anzahl an Erfassungszuständen vor dem vorliegenden Erfassungszustand.
Bei dem erfindungsgemäßen Beschleunigungssteuergerät kann die Beschleunigungseinspritzsteuereinrichtung folgendes umfassen:
Eine Vorhubwerteinrichteeinrichtung zum Einrichten einer vorgegebenen Verzögerungszeit, die vorgesehen ist für die Startzeit der Kraftstoffeinspritzung; und
Eine Vorhubwertverminderungseinrichtung zum kontinuierlichen Vermindern der vorgegebenen Verzögerungszeit während einer zweiten vorgegebenen Periode.
Außerdem bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann die vorgegebene Verzögerungszeit erhöht werden bis die Differenze einen vorgegebenen Maximalwert erreicht und wird gehalten bei dem vorgegebenen Maximalwert nach dem die Differenz den vorgegebenen Maximalwert erreicht.
Des Weiteren kann bei einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel die Beschleunigungsstarterfassungseinrichtung den Beschleunigungsstart erfassen, wenn eine Differenz zwischen einer Motordrehzahl des Dieselmotors bei der vorliegenden Zeit und einer Motordrehzahl des Dieselmotors bei einer Zeit einer vorgegebenen Periode vor der vorliegenden Zeit einen vorgegebenen Wert überschreitet.
Außerdem kann ein Erfassungsvorgang der Beschleunigungsstarterfassungseinrichtung durchgeführt werden bei jeder vorgegebenen Periode und die Differenz kann erhalten werden auf der Grundlage der Motordrehzahl, die bei dem Erfassungsvorgang erfasst wird, der durchgeführt wird bei der vorliegenden Zeit, und der Motordrehzahl, die bei dem Erfassungsvorgang erfasst wird, der durchgeführt wird eine vorgegebene Anzahl an Erfassungsvorgängen vor dem vorliegenden Erfassungsvorgang.
Des Weiteren kann die Beschleunigungseinspritzsteuereinrichtung folgendes umfassen:
Eine Anfangswerteinrichteeinrichtung zum Einrichten einer vorgegebenen Verzögerungszeit, die vorgesehen ist für die Startzeit der Kraftstoffeinspritzung; und
eine Anfangswertverminderungseinrichtung zum kontinuierlichen Vermindern der vorgegebenen Verzögerungszeit während einer zweiten vorgegebenen Periode.
Außerdem bei dem erfindungsgemäßen Beschleunigungssteuergerät
kann ein Kraftstoffeinspritzventil Kraftstoff in den Dieselmotor einspritzen gleichzeitig mit einer Änderung eines Kurbelwinkels des Dieselmotors;
kann eine Überlaufventilöffnungseinrichtung ein Überlaufventil öffnen, wenn ein Kurbelwinkel des Dieselmotors einen vorgegebenen Schließwinkel erreicht, wobei das Überlaufventil geschlossen wird für die Zufuhr von Kraftstoff zu dem Kraftstoffeinspritzventil;
kann die Vorhubwerteinrichteeinrichtung einen vorgegebenen Vorhubwert auf den vorgegebenen Ventilschließwinkel einrichten, wenn die Beschleunigung des Dieselmotors gestartet wird; und
kann die Vorhubwertverminderungseinrichtung den vorgegebenen Vorhubwert bei einer vorgegebenen Rate vermindern nach dem der vorgegebenen Vorhubwert auf den Ventilschließwinkel eingerichtet ist.
Wenn erfindungsgemäß der Kurbelwinkel des Dieselmotors den Wertschließwinkel erreicht, wird das Überlaufventil geschlossen. Wenn das Überlaufventil geschlossen ist, wird das Kraftstoffeinspritzventil in einen Zustand versetzt, bei dem Kraftstoff eingespritzt werden kann. Wenn die Beschleunigung des Dieselmotors gestartet wird, wird der Vorhubwert auf den Ventilschließwinkel des Überlaufventils eingerichtet. Demgemäß wird eine Kraftstoffeinspritzung nicht gestartet bis der Kurbelwinkel des Dieselmotors den Vorhubwert erreicht. Wenn die Beschleunigung des Dieselmotors gestartet wird, wird somit die Startzeit der Kraftstoffeinspritzung zu der Verzögerungswinkelseite verschoben.
Wenn der Vorhubwert auf den Ventilschließwinkel eingerichtet ist, wird außerdem die Schließzeit des Überlaufventils auf eine Zeit eingerichtet, wenn ein Hubbetrag eines Tauchkolbens, der in der Kraftstoffeinspritzpumpe vorgesehen ist, einen geeigneten Wert erreicht. Wenn das Überlaufventil geschlossen wird, wenn der Hubbetrag des Tauchkolbens den geeigneten Wert erreicht, erhöht sich ein Druck in einer Druckkammer, die in dem Kraftstoffeinspritzventil vorgesehen ist. Somit wird erfindungsgemäß ein höherer Druck für die Kraftstoffeinspritzung erzeugt im Vergleich mit dem des Regelbetriebs, wenn die Beschleunigung des Dieselmotors gestartet wird.
Selbst wenn eine Ansprechverzögerung in der Aufladeeinrichtung erzeugt wird, wird wie vorstehend erwähnt ist, eine gute Beschleunigungseigenschaft und eine gute Emissionseigenschaft aufrechterhalten und die Erzeugung des Dieselklopfgeräusches wird unterdrückt durch Verschieben der Startzeit der Kraftstoffeinspritzung auf die Verzögerungswinkelseite und die Kraftstoffeinspritzung wird mit einem hohem Druck durchgeführt, wenn die Beschleunigung des Dieselmotors gestartet wird. Der Einfluss der Ansprechverzögerung der Aufladeeinrichtung wird graduell vermindert nach dem die Beschleunigung gestartet wird. Bei der vorliegenden Erfindung wird der Vorhubwert vermindert bezüglich dem Verstreichen der Zeit nach dem die Beschleunigung gestartet wird ähnlich der Verminderung der Ansprechverzögerung der Aufladeeinrichtung. Demgemäß wird die Vorhubsteuerung graduell beendet nach dem die Beschleunigung des Dieselmotors gestartet wird.
Andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden ersichtlich aus der folgenden detaillierten Beschreibung beim Lesen in Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 zeigt eine Darstellung einer Systemstruktur gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2 zeigt eine Schnittansicht einer in Fig. 1 gezeigten Kraftstoffeinspritzpumpe.
Fig. 3 zeigt eine Schnittansicht der Kraftstoffeinspritzpumpe entlang einer Linie III-III von Fig. 2.
Fig. 4 zeigt ein Zeitdiagramm zum Erläutern eines Betriebs des Systems gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Fig. 5 zeigt ein Ablaufdiagramm einer Steuerroutine, die bei dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird.
Fig. 6 zeigt einen Verlauf, der ein Kennfeld repräsentiert, auf das Bezug genommen wird, wenn ein Anfangswert auf einem Vorhubwert eingerichtet wird bei der in Fig. 5 gezeigten Routine:
Fig. 7 zeigt einen Verlauf, der eine Beziehung repräsentiert zwischen einer Unterbrechungsperiode und einer Motordrehzahl.
Und Fig. 8 zeigt ein Ablaufdiagramm einer Steuerroutine, die bei einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele

Fig. 1 zeigt eine Darstellung einer Systemstruktur eines Dieselmotors 10, der mit einem Einspritzsteuergerät gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung versehen ist. Der Dieselmotor 10 ist ein elektronisch gesteuerter Dieselmotor, der eine Funktion zum Durchführen einer elektrischen Steuerung der Kraftstoffeinspritzung hat. Der Dieselmotor 10 wird durch eine elektronische Steuereinheit 12 gesteuert (die nachfolgend als ECU 12 bezeichnet wird).
Der Dieselmotor 10 umfasst einen Luftfilter 14, der mit einer Ansaugleitung 16 verbunden ist. Die Ansaugleitung 16 ist mit einem Ansauglufttemperatursensor 18 versehen, der einen Temperatur der Luft wahrnimmt, die durch die Ansaugleitung 16 hindurchströmt. Ein Ausgangssignal des Ansauglufttemperatursensors 18 wird zu der ECU 12 geliefert. Die ECU 12 ermittelt eine Temperatur THA der Ansaugluft auf der Grundlage des Ausgangssignals des Ansauglufttemperatursensors 18.
Die Ansaugleitung 16 ist mit einer Kompressionskammer 22 eines Turboladers 20 verbunden. Außerdem ist eine Ansaugleitung 24 mit der stromabwärtigen Seite der Kompressionskammer 22 verbunden. Ein Ansaugluftdrosselventil 26 ist innerhalb der Ansaugleitung 24 vorgesehen. Das Ansaugluftdrosselventil (oder Drosselklappe) 26 öffnet und schließt sich bezüglich einer Betätigung eines Gaspedals 28. Des Weiteren ist ein Gaspedalöffnungsgradsensor 30 in der Nachbarschaft der Ansaugluftdrosselklappe 26 vorgesehen. Der Gaspedalöffnungsgradsensor 30 gibt ein elektrisches Signal in Übereinstimmung mit einem Öffnungsgrad der Ansaugluftdrosselklappe 26 ab. Das Ausgangssignal des Gaspedalöffnungsgradsensors 30 wird zu der ECU 12 geliefert. Die ECU 12 ermittelt einen Öffnungsgrad der Ansaugluftdrosselklappe 26, das heißt einen Gaspedalöffnungsgrad θ auf der Grundlage des Ausgangssignals des Gaspedalöffnungsgradsensors 30.
Die Ansaugleitung 24 ist mit einem Umgehungskanal 32 versehen, der die Ansaugluftdrosselklappe 26 umgeht. Der Umgehungskanal 32 ist mit einer Umgehungsdrosselklappe 34 versehen, die mit einem Unterdruckstellglied 36 verbunden ist. Außerdem sind Unterdruckschaltventile (die nachfolgend als VSV bezeichnet werden) 38 und 40 mit dem Unterdruckstellglied 36 verbunden. Die beiden VSV 38 und 40 werden durch die ECU 12 betrieben. Die ECU 12 steuert die beiden VSV 38 und 40 so, dass die Umgehungsdrosselklappe 34 vollständig geschlossen wird, wenn der Dieselmotor 10 sich bei einem Anhaltezustand befindet; die Umgehungsdrosselklappe 34 wird halb geöffnet, wenn der Dieselmotor 10 sich bei einem Leerlaufzustand befindet; und die Umgehungsdrosselklappe 34 wird vollständig geöffnet, wenn sich der Dieselmotor 10 bei einem regulären Betriebszustand befindet.
Ein Ansaugluftdrucksensor 42 ist mit der Ansaugleitung 24 stromabwärts der Ansaugdrosselklappe 26 und des Umgehungsdrosselklappe 34 verbunden. Das Ausgangssignal des Ansaugluftdrucksensors 42 wird an die ECU 12 geliefert. Die ECU 12 ermittelt einen Ansaugluftdruck an der stromabwärtigen Seite der Ansaugluftdrosselklappe 26 und der Umgehungsdrosselklappe 34.
Der Dieselmotor 10 umfasst einen Zylinderkopff 44. Eine geteilte Brennkammer 46 und ein Auslassanschluss 48 sind in dem Zylinderkopf 44 ausgebildet. Der Dieselmotor 10 ist ein Sechszylindermotor. Demgemäß sind die geteilte Brennkammer 46 und der Auslassanschluss 48 für jeden der Sechszylinder in dem Zylinderkopf 44 vorgesehen. Ein Kraftstoffeinspritzventil 50 und eine Glühkerze 52 sind in dem Zylinderkopf vorgesehen, so dass ihre Enden der geteilten Brennkammer 46 ausgesetzt sind.
Der Dieselmotor umfasst einen Zylinderblock 54 und einen Kolben 56, der sich innerhalb des Zylinderblocks bewegt. Eine Hauptbrennkammer 58 ist zwischen einer oberen Fläche des Kolbens 56 und einer unteren Fläche des Zylinderkopfes 44 ausgebildet. Sowohl die geteilte Brennkammer 46 als auch der Auslassanschluss 48 sind mit der Hauptbrennkammer 58 verbunden. Ein Auslassventil 60 ist in den Zylinderkopf 44 eingebaut. Das Auslassventil 60 öffnet und schließt den Auslassanschluss 48 ansprechend auf einen Kurbelwinkel des Motors.
Ein Wassermantel 62 ist in einer Wand des Zylinderblocks 54 ausgebildet. Außerdem ist ein Wassertemperatursensor 74 in dem Zylinderblock 54 vorgesehen, so dass sein Ende dem Wassermantel 62 ausgesetzt ist. Das Ausgangssignal des Wassertemperatursensors 74 wird zu der ECU 12 geliefert. Die ECU 12 ermittelt eine Temperatur THW des Kühlmittels, das in dem Wassermantel 62 fließt, auf der Grundlage des Ausgangssignals des Wassertemperatursensors 12.
Eine Kurbelwelle 66 ist mit dem Kolben 56 verbunden. Außerdem ist ein Referenzpositionssensor 68 in dem Zylinderlblock 54 vorgesehen. Der Referenzpositionssensor 68 erzeugt ein Impulssignal, wenn der Drehwinkel der Kurbelwelle 66 einen Referenzwinkel erreicht. Das Ausgangssignal des Referenzpositonssensors 68 wird an die ECU 12 geliefert. Die ECU 12 ermittelt, dass der Drehwinkel der Kurbelwelle den Referenzwinkel erreicht, wenn das Impulssignal von dem Referenzpositionssensor 68 geliefert wird.
Eine Abgasleitung 69 ist mit dem Auslassanschluss 48 verbunden, der in dem Zylinderkopf 44 ausgebildet ist. Die Abgasleitung 69 ist mit einer Turbinenkammer 70 des Turboladers 20 verbunden. Außerdem ist eine Abgasleitung 72, die zu der Atmosphäre mündet, mit der Turbinenkammer 70 an deren stromabwärtiger Seite verbunden. Des Weiteren sind die Abgasleitungen 69 und 72 miteinander verbunden über ein Abblasventil 74, das öffnet, wenn ein Druck in der Abgasleitung 69 erzeugt wird, der einen vorgegebenen Druck überschreitet.
Das Kraftstoffeinspritzventil 50 des Dieselmotors 10 wird mit einem Hochdruckkraftstoff von einer Kraftstoffeinspritzpumpe 80 versorgt, wenn Kraftstoff in den Dieselmotor 10 eingespritzt werden sollte. Das Kraftstoffeinspritzventil 50 spritzt den Kraftstoff in Richtung auf die geteilte Brennkammer 46 ein, wenn der in einem höheren Grad als einem vorgegebenen Druck mit Druck beaufschlagte Kraftstoff von der Kraftstoffeinspritzpumpe 80 zugeführt wird.
Es wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 2 und 3 eine Struktur der Kraftstoffeinspritzpumpe 80 beschrieben. Fig. 2 zeigt eine Gesamtstruktur der Kraftstoffeinspritzpumpe 80. Die Kraftstoffeinspritzpumpe 80 führt Hochdruckkraftstoff zu dem Sechszylinderdieselmotor zu.
Die Kraftstoffeinspritzpumpe 80 umfasst ein Gehäuse 82, in dem eine Antriebswelle 83 vorgesehen ist. Die Antriebswelle 83 ist drehbar gestützt durch ein Ölförderlager 84, das an dem Gehäuse 82 montiert ist. Die Kurbelwelle 66 ist mit der Antriebswelle 83 gekoppelt über einen in den Figuren nicht gezeigten Riemen. Die Antriebswelle 83 dreht sich mit der halben Drehzahl der Kurbelwelle 66, wenn der Dieselmotor betrieben wird.
Das Gehäuse 82 ist mit einem Kraftstoffeinlass 86 versehen. Kraftstoff wird zu dem Kraftstoffeinlass 86 zugeführt von einem in den Figuren nicht gezeigten Kraftstofftank. Der Kraftstoffeinlass 86 ist mit einer Ölbahn 87 verbunden, die zu einem Außenumfang des Ölförderlagers 84 führt. Der in das Ölförderlager 84 eingeführte Kraftstoff durch Hindurchtreten durch die Ölbahn 87 dringt in den Zwischenraum zwischen das Ölförderlager 84 und die Antriebswelle 83 ein und dient als ein Schmiermittel. Eine Öldichtung 88 ist bei einer Position in der Nachbarschaft des Ölförderlagers 84 an einem Endabschnitt (linkes Ende in Fig. 2) des Gehäuses 82 vorgesehen, um eine Lekage des Kraftstoffs zu verhindern.
Eine Flügelförderpumpe (die nachfolgend als eine Förderpumpe bezeichnet wird) ist in das Gehäuse 82 eingebaut. Die Förderpumpe 89 hat eine Außenwand 90, einen Rotor 91 und eine Vielzahl an Flügeln 92. Die Außenwand 90 ist ein zylindrisches Element mit einer Innenwandfläche, die außermittig zu der Drehmitte der Antriebswelle 83 ist. Die Außenwand 90 ist an dem Gehäuse 82 fixiert. Der Rotor 91 ist ein zylindrisches Element, das an der Antriebswelle 83 fixiert ist, und hat eine Vielzahl an Schlitzen, die sich in radialen Richtungen des Rotors 91 erstrecken. Die Flügel 92 sind in den jeweiligen Schlitzen des Rotors 91 untergebracht. Wenn sich der Rotor 91 dreht, bewegen sich die Flügel 92 innerhalb den Schlitzen, während die Enden der Flügel in Kontakt gebracht werden mit der Außenwand 90.
In dem Gehäuse 82 ist eine Kraftstoffansaugbahn 93 ausgebildet, die mit dem Kraftstoffeinlass 86 verbunden ist. Der in die Kraftstoffansaugbahn 92 eingeführte Kraftstoff wird in einen Raum geleitet (der nachfolgend als ein Pumpenraum bezeichnet wird), der durch Flügel 92 und die Außenwand 90 definiert ist. Wenn der Rotor 91 gedreht wird, wird das Volumen des Pumpenraums vermindert und der Kraftstoff in dem Pumpenraum wird druckbeaufschlagt. Der somit mit Druck beaufschlagte Kraftstoff wird in eine Kraftstoffförderbahn 94 eingeführt, die in dem Gehäuse 82 ausgebildet ist.
In dem Gehäuse 82 ist ein Deckel 95 bei einer Position montiert, bei der ein Ende (rechtes Ende in Fig. 2) der Antriebswelle 83 durch den Deckel 95 bedeckt ist. Eine Kraftstoffkammer 96 ist in dem Inneren des Deckels 95 ausgebildet. Der durch die Förderpumpe 89 mit Druck beaufschlagte Kraftstoff wird zu der Kraftstoffförderbahn 94 geliefert und danach wird der Kraftstoff in die Kraftstoffkammer 96 eingeführt über eine in den Figuren nicht gezeigte Ölbahn.
Eine Impulseinrichtung 100 ist an der Antriebswelle 83 fixiert. Die Impulseinrichtung 100 ist ein ringförmiges Element, das aus einem magnetischen Material ausgebildet ist. Eine Vielzahl an Vorsprüngen 101 ist an der Außenumfangsfläche der Impulseinrichtung 100 vorgesehen. In der Kraftstoffkammer 96 ist eine elektromagnetischer Aufnahmesensor 102 bei einer Position vorgesehen, bei der der Sensor 102 den Vorsprüngen 101 zugewandt ist. Der elektromagnetische Aufnahmesensor 102 hat eine Aufnahmespule und einen Magnet im Inneren. Der elektromagnetische Aufnahmesensor 102 ist so angeordnet, dass ein magnetischer Fluss erzeugt wird durch Magnetschleifen durch Hindurchtreten durch die Aufnahmespule, einen Luftspalt zwischen dem Sensor 102 und der Impulseinrichtung 100 und einem Magnetkreis einschließlich der Impulseinrichtung 100. Gemäß der vorstehend erwähnten Struktur gibt der elektromagnetische Aufnahmesensor 102 ein Impulssignal ab mit einer Wellenhöhe in Übereinstimmung mit einer Änderungsrate dΦ/dt der magnetischen Flussdichte Φ, wenn einer der Vorsprünge 101 an den Sensor 102 vorbeitritt. Das Ausgangssignal des elektromagnetischen Aufnahmesensors 102 wird zu der ECU 12 geliefert. Die ECU 12 ermittelt die Drehzahl der Kurbelwelle 66 auf der Grundlage des Ausgangssignals des elektromagnetischen Aufnahmesensors 102.
Ein Rotor 105 ist mit der Antriebswelle 83 gekoppelt. In dem Gehäuse 82 ist ein Lager 106 vorgesehen. Der Rotor 105 ist gestützt durch das Lager 106, so dass der Rotor 105 drehbar ist zusammen mit der Antriebswelle 83. Eine Pumpenkammer 107 ist mit dem Rotor 105 ausgebildet. Die Pumpenkammer 107 hat eine axiale Öffnung und vier radiale Öffnungen. Die axiale Öffnung erstreckt sich entlang der Mittelachse des Rotors 105 von der linken Seite nach der rechten Seite von Fig. 2 und hat eine vorgegebene Länge. Die radialen Öffnungen erstrecken sich von der Außenumfangsfläche des Rotors 105 zu der axialen Öffnung. Das offene Ende der axialen Öffnung ist durch einen Stopfen 108 geschlossen. Tauchkolben 109 bis 112 (wobei nur Tauchkolben 109 und 111 in Fig. 1 dargestellt sind) sind in die jeweiligen axialen Öffnungen der Pumpenkammer 107 eingesetzt.
In dem Rotor 105 sind Kraftstoffkanäle 113 und 114 vorgesehen, wobei ein Ende von jedem mit der axialen Öffnung der Pumpenkammer 107 verbunden ist. Das andere Ende von jedem der Kraftstoffkanäle 113 und 114 ist mit Kraftstoffansauganschlüssen 115 und 116 verbunden, die jeweils in der Außenumfangsfläche des Rotors 105 ausgebildet sind. Die Kraftstoffansauganschlüsse 115 und 116, sind entgegengesetzt zueinander vorgesehen bezüglich der Mittelachse des Rotors 105.
In dem Rotor 105 ist ein Kraftstoffkanal 117 vorgesehen, dessen eines Ende mit dem Kraftstoffansauganschluss 115 verbunden ist. Das andere Ende des Kraftstoffkanals 117 ist mit einer Kraftstoffabgabenut 118 verbunden, die in der Außenumfangsfläche des Rotors 105 vorgesehen ist. Die Kraftstoffabgabenut 118 hat eine vorgegebene Länge in der axialen Richtung des Rotors 105. Außerdem ist eine ringförmige Nut 119 in der Außenumfangsfläche des Rotors 105 bei einer Position ausgebildet, bei der die Außenumfangsfläche sich mit der Kraftstoffabgabenut 118 schneidet.
Ein Zylinder 120 ist in dem Gehäuse 82 vorgesehen. Der Rotor 105 ist auf abdichtende Weise und drehbar in dem Zylinder 120 gestützt. In dem Zylinder 120 sind sechs Kraftstoffkanäle 121 beis 126 bei gleichen Abständen vorgesehen, um den Rotor 105 zu umgeben, wobei die Anzahl der Kraftstoffkanäle mit der Anzahl der Zylinder des Dieselmotors 10 übereinstimmt (nur die Kraftstoffkanäle 121 und 124 sind in Fig. 1 dargestellt). Zwei der Kraftstoffkanäle 121 bis 126 sind nacheinander mit den Kraftstoffansauganschlüssen 115 und 116 verbunden jedes Mal, wenn der Drehwinkel des Rotors 105 einen vorgegebenen Drehwinkel erreicht (nachfolgend wird der vorgegebene Drehwinkel als ein Ansaugdrehwinkel bezeichnet).
Außerdem sind in dem Zylinder 120 sechs Kraftstoffkanäle 127 bis 132 bei gleichmäßigen Abständen vorgesehen, um den Rotor 105 zu umgeben, wobei die Anzahl der Kraftstoffkanäle mit der Anzahl der Zylinder des Dieselmotors 10 übereinstimmt (nur der Kraftstoffkanal 127 ist mit gestrichelten Linien in Fig. 1 dargestellt). Die Kraftstoffkanäle 127 bis 132 werden nacheinander mit einem Ende (das linke Ende in Fig. 2) der Kraftstoffabgabenut 118 verbunden jedes Mal, wenn der Drehwinkel des Rotors 105 einen vorgegebenen Drehwinkel erreicht (der vorgegebene Drehwinkel wird nachfolgend als ein Abgabedrehwinkel bezeichnet).
Des Weiteren ist ein Überlaufkanal 133 in den Zylinder 120 vorgesehen. Der Überlaufkanal 133 ist bei einer Position vorgesehen, bei der der Überlaufkanal 133 mit der ringförmigen Nut 119 verbunden ist. Die ringförmige Nut 119 ist kontinuierlich mit der Pumpenkammer 107 verbunden über die Kraftstoffabgabenut 118, den Kraftstoffkanal 117 und den Kraftstoffkanal 113. Demgemäß wird ein Kraftstoffdruck gleich einem Druck in der Pumpenkammer 107 kontinuierlich in den Überlaufkanal 133 eingeführt.
Ein zweites Gehäuse 135 ist an dem Außenumfang des Zylinders 120 angebracht. Ein Kraftstofftunnel 136, der mit den Kraftstoffkanälen 121 bis 126 verbunden ist, ist in dem Gehäuse 135 vorgesehen. Der Kraftstofftunnel 136 ist mit der Kraftstoffkammer 96 verbunden über ein in den Figuren nicht gezeigte Ölbahn. Demgemäß wird Kraftstoff mit einem vorgegebenen Druck kontinuierlich zu dem Kraftstofftunnel 136 zugeführt, wenn die Förderpumpe 89 betrieben wird. Außerdem ist das zweite Gehäuse mit Kraftstoffkanälen 137 bis 142 versehen (wobei nur der Kraftstoffkanal 137 durch gestrichelte Linien in Fig. 1 dargestellt ist), die mit jeweiligen Kraftstoffkanälen 127 bis 132 verbunden sind, und einem Überlaufkanal 143, der mit dem Überlaufkanal 133 verbunden ist.
Es wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 2 und 3 eine Struktur eines umgebenden Teils der Pumpenkammer 107 detailliert beschrieben. Fig. 3 zeigt eine Schnittansicht der Kraftstoffeinspritzpumpe 80 entlang einer Linie III-III von Fig. 2.
Wie in Fig. 3 gezeigt ist, sind die Tauchkolben 109 bis 112 in die jeweiligen vier axialen Öffnungen eingesetzt, die die in dem Rotor 105 vorgesehene Pumpenkammer 107 bilden. Der Rotor 105 ist auch mit Walzenschuhen 145 bis 148 versehen, die mit Endflächen der Tauchkolben 109 und 112 in Kontakt treten. Die Walzenschuhe 145 bis 148 stützen jeweilige Walzen 149 bis 152.
Ein Walzenring 153 ist an der Außenseite der Walzen 149 bis 152 vorgesehen. Der Walzenring 153 ist ein ringförmiges Element, das vorgesehen ist, um den Außenumfang des Rotors 105 zu umgeben. Der vorstehend erwähnte elektromagnetische Aufnahmesensor 102 ist an dem Walzenring 153 fixiert. Gemäß dem Ausgangssignalimpuls von dem elektromagnetischen Aufnahmesensor 102 ist es somit möglich, den Drehwinkel des Rotors 105 bezüglich dem Walzenring 153 zu erfassen.
An einer Innenfläche des Walzenrings 153 sind sechs Nocken 155 bis 160 bei gleichmäßigen Abständen vorgesehen, das heißt jeweils bei 60 Grad. Wenn der Rotor 105 gedreht wird, bewegen sich die Walzen 149 bis 152 entlang den Nocken 155 bis 160. Wenn die Walzen 149 bis 152 sich entlang den Nocken 155 bis 160 bewegen, bewegen sich die Tauchkolben 109 bis 112 in radialen Richtungen in der Pumpenkammer 107 hin und her. Nachfolgend wird eine Position der Tauchkolben 109 bis 112, wenn die Walzen 149 bis 152 sich entfernt von den Nocken 155 bis 160 befinden, als eine sogenannte "Nullhubsposition" bezeichnet; und eine Verschiebung in radialen Richtungen, die in den Tauchkolben 109 bis 112 erzeugt wird, wenn die Walzen 149 und 152 sich an den Nocken 155 bis 160 befinden, wird als ein sogenannter "Hubbetrag" der Tauchkolben 109 bis 112 bezeichnet. Die Tauchkolben 109 bis 112 sind so angeordnet, dass alle Tauchkolben 109 bis 112 sich in Eingriff gleichzeitig mit den Nocken 155 bis 160 befinden. Somit wird immer derselbe Hubbetrag in den Tauchkolben 109 bis 112 erzeugt.
Das Volumen der Pumpenkammer 107 wird bei dem Prozess vermindert, wobei der Hubbetrag der Tauchkolben 109 bis 112 sich erhöht, das heißt der Prozess, wobei die Walzen 149 bis 152 sich über die Nocken 155 bis 160 hinweg bewegen. Andererseits wird das Volumen der Pumpenkammer 107 erhöht bei dem Prozess, wobei der Hubbetrag der Tauchkolben 109 bis 112 sich vermindert, das heißt der Prozess, wobei die Walzen 149 bis 152 sich von den Nocken 155 bis 160 wegbewegen. In der Kraftstoffeinspritzpumpe 80 werden die Kraftstoffkanäle 121 bis 126, die an dem Zylinder 120 vorgesehen sind, mit den Einlassanschlüssen 115 und 116 des Rotors 105 verbunden, wenn die Walzen 149 bis 152 sich von den Nocken 155 bis 160 wegbewegen. Andererseits werden die Kraftstoffkanäle 127 bis 132 mit der Kraftstoffabgabenut 118 verbunden, wenn die Walzen 149 bis 152 sich über die Nocken 155 bis 160 hinwegbewegen.
Gemäß der vorstehend erwähnten Struktur wird der Kraftstoff aus den Tunnel 136 in die Pumpenkammer 107 eingeführt bei dem Prozess, wobei die Walzen 149 bis 152 sich von den Nocken 155 bis 160 wegbewegen. Andererseits wird der Kraftstoff aus der Pumpenkammer 107 zu der Kraftstoffabgabenut 118 und dem Kraftstoffkanal 127 gefördert bei dem Prozess, wobei die Walzen sich über die Nocken 155 bis 160 hinwegbewegen. Gemäß der Kraftstoffeinspritzpumpe 80 werden die vorstehend erwähnten Saug- und Abgabeprozesse sechs Mal wiederholt, während der Rotor 105 eine einzige Umdrehung macht.
Der Walzenring 153 ist in dem Gehäuse 82 vorgesehen, so dass der Walzenring 153 sich um einen vorgegebenen Winkelbereich drehen kann. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, ist eine Stange 161 an einem unteren Ende des Walzenrings 153 fixiert. Die Stange 161 ist gestützt durch Zeitgebungskolben 162 und 163, die unter dem Walzenring 153 vorgesehen sind. Die Zeitgebungskolben 162 und 163 sind gleitfähig in einem Zylinder 164 vorgesehen, eine Hochdruckkammer 165 und eine Niederdruckkammer 166 sind in dem Zylinder 164 ausgebildet. Die Hochdruckkammer 165 ist definiert durch den Zeitgebungskolben 162 und die Niederdruckkammer 166 ist durch den Zeitgebungskolben 163 definiert. Die Niederdruckkammer 166 ist mit einer Feder 167 versehen, die den Zeitgebungskolben 163 in Richtung zu der Stange 161 drängt. Die Hochdruckkammer 165 und die Niederdruckkammer 166 sind mit der Kraftstoffförderbahn 94 und dem Kraftstofftank jeweils verbunden über in den Figuren nicht gezeigte Ölbahnen. Außerdem sind die Hochdruckkammer 165 und die Niederdruckkammer 166 miteinander verbunden über ein Drehventil 168 (das nachfolgend als ein TCV 168 bezeichnet wird), wie in Fig. 2 gezeigt ist.
Das TCV 168 ist ein elektromagnetisches Ventil, das einen leitenden Zustand steuert zwischen der Hochdruckkammer 165 und der Niederdruckkammer 166. Das TCV 168 wird durch eine Zyklussteuerung durch die ECU 12 betrieben. Wenn das Zyklusverhältnis des zu dem TCV 168 zugeführten Antriebssignals geändert wird, wird der leitende Zustand zwischen der Hochdruckkammer 165 und der Niederdruckkammer 166 geändert.
Wenn die Hochdruckkammer 165 und die Niederdruckkammer 166 miteinander leitend sind, wird eine Druckdifferenz zwischen den Drücken in beiden Kammern vermindert. Somit bewegen sich die Zeitgebungskolben 162 und 163 und die Stange 161 nach rechts in Fig. 3 auf Grund einer Vorspannkraft der Feder 167. Dabei dreht sich der Walzenring 153 entgegen dem Uhrzeigersinn innerhalb dem Gehäuse 82.
Wenn andererseits die Verbindung zwischen der Hochdruckkammer 165 und der Niederdruckkammer 166 durch das TCV 168 unterbrochen wird, wird eine große Druckdifferenz erzeugt zwischen der Hochdruckkammer 165 und der Niederdruckkammer 166. Dabei bewegen sich die Zeitgebungskolben 162 und 163 und die Stange 161 nach links in Fig. 3 gegen die Vorspannkraft der Feder 167. Dabei dreht sich der Walzenring 153 im Uhrzeigersinn innerhalb dem Gehäuse 82.
Wie vorstehend erwähnt ist, kann gemäß der Kraftstoffeinspritzpumpe 80 der Walzenring 153 innerhalb dem Gehäuses 82 gedreht werden durch Ändern des Zyklusverhältnisses des Antriebssignals, das zu dem TCV 168 zugeführt wird. Wenn der Walzenring 153 sich innerhalb dem Gehäuse 82 dreht, wird eine Beziehung zwischen der Winkelposition des Rotors 105 und einem Zeitpunkt geändert, wenn die Ansaug- und Abgabeprozesse in der Kraftstoffeinspritzpumpe 80 durchgeführt werden. Gemäß der Kraftstoffeinspritzpumpe 80 kann somit eine Beziehung zwischen dem Drehwinkel des Dieselmotors 10 und dem Zeitpunkt, wenn die Ansaug- und Abgabeprozesse in der Kraftstoffeinspritzpumpe 80 durchgeführt werden, geeignet geändert werden durch Steuern des TCV 168.
Wie in Fig. 2 gezeigt ist, hat die Kraftstoffeinspritzpumpe 80 ein Überlaufventil 170 und ein Kraftstoffrücklaufventil 171. Das Überlaufventil 170 und das Kraftstoffrücklaufventil 171 sind in dem zweiten Gehäuse 135 eingebaut.
Das Überlaufventil 170 hat eine elektromagnetische Spule 172 und einen Betätigungsschaft 173. Die elektromagnetisches Spule 172 ist mit der ECU 12 verbunden. Die ECU 12 führt einen Strom zu der elektromagnetischen Spule 172 bei einer vorgegebenen Zeitgebung zu, wenn der Dieselmotor 10 betrieben wird. Wenn ein Strom zu der elektromagnetischen Spule 172 zugeführt wird, wird der Betätigungsschaft 173 abwärts gedrängt. Eine Feder 174 und ein Anschlag 175 sind nahe dem unteren Ende des Betätigungsschafts 173 vorgesehen, so dass die Feder 174 den Betätigungsschaft 173 umgibt. Die Feder 174 drängt den Anschlag 175 in der Fig. 2 abwärts.
Ein Ventilelement 176 ist unter dem Betätigungsschaft 173 und dem Anschlag 175 vorgesehen. Eine Feder 177 ist um das Ventilelement 176 herum vorgesehen. Die Feder 177 drängt das Ventilelement 176 in Fig. 2 aufwärts. Ein Ventilsitz 178 ist unter dem Ventilelement 176 ausgebildet. Wenn eine elektromagnetische Kraft erzeugt wird durch die elektromagnetische Spule 172, wird das Ventilelement 176 zum Aufsitzen auf dem Ventilsitz 178 veranlasst. Wenn andererseits keine elektromagnetische Kraft durch die elektromagnetische Spule 172 erzeugt wird, wird das Ventilelement 176 von dem Ventilsitz 178 getrennt.
Wenn das Ventilelement 176 auf dem Ventilsitz 178 aufsitzt, wird der in dem zweiten Gehäuse 135 ausgebildete Überlaufkanal 143 geschlossen, das heißt, dass die ringförmige Nut 119 des Rotors 105 von einem externen Raum isoliert wird. Wenn der Abgabeprozess bei einem Zustand durchgeführt wird, bei dem die ringförmige Nut 119 von dem externen Raum isoliert ist, wird der Druck in der Pumpenkammer 107 auf einen ausreichend hohen Druck erhöht.
Wenn das Ventilelement 176 des Überlaufventils 170 von dem Ventilsitz 178 getrennt wird, ist der Überlaufkanal 143 sowohl mit dem Kraftstofftunnel 136 als auch dem Kraftstoffrücklaufventil 171 verbunden. Es sollte beachtet werden, dass in der folgenden Beschreibung ein Zustand, wobei das Ventilelement 176 von dem Ventilsitz 178 getrennt ist, als ein offener Zustand des Überlaufventils 170 bezeichnet wird; und ein Zustand, wobei das Ventilelement 176 auf dem Ventilsitz 178 aufsitzt, wird als ein geschlossener Zustand des Überlaufventils 170 bezeichnet. Wenn das Überlaufventil 170 wie vorstehend erwähnt offen ist, ist die ringförmige Nut 119 des Rotors 105 mit dem Kraftstofftunnel 136 verbunden. Bei diesem Zustand wird der Kraftstoff in der Pumpenkammer 107 nicht mit Druck beaufschlagt, da der durch die Tauchkolben 109 bis 112 geförderte Kraftstoff zu dem Kraftstofftunnel 136 freigegeben wird, selbst wenn der Kraftstoffabgabeprozess durchgeführt wird.
Das Kraftstoffrücklaufventil 171 ist mit dem in den Figuren nicht gezeigten Kraftstofftank verbunden. Das Kraftstoffrücklaufventil 171 umfasst ein Kugelventil 179 und eine Feder 180 im Inneren. Das Kugelventil 179 und die Feder 180 dienen zusammen als ein Rückschlagventil, das öffnet, wenn ein Druck, der einen vorgegebenen Druck überschreitet, in dem Überlaufventil 170 erzeugt wird, um den Kraftstoff aus dem Überlaufventil 170 zu dem Kraftstofftank freizugeben. Gemäß dem Kraftstoffrücklaufventil 180 kann der Hochdruckkraftstoff, der von dem Überlaufkanal 173 fließt, zu dem Kraftstofftank zurückgeleitet werden nach dem geeigneten Vermindern des Drucks, wenn das Überlaufventil 170 offen ist.
Die Kraftstoffeinspritzpumpe 80 umfasst einen Speicher 181. Der Speicher 181 ist in das zweite Gehäuse 135 so eingebaut, dass der Speicher 181 sich gegenüber dem Ende des Rotors 105 befindet. Der Speicher hat eine Kraftstoffkammer 182, einen Kolben 183, der die Kraftstoffkammer 182 definiert, und eine Feder 184, die den Kolben 183 in Richtung auf die Kraftstoff kammer 182 drängt.
Der Zylinder 120 und das zweite Gehäuse 135 sind mit Kraftstoffbahnen 185 und 186 versehen, die die Kraftstoffkammer 182 und den Kraftstofftunnel 136 miteinander verbinden. Demgemäß ist der Druck in der Kraftstoffkammer 182 im Wesentlichen gleich dem Druck in dem Kraftstofftunnel 136. Wenn der Druck in dem Kraftstofftunnel 136 ein Hochdruck wird, wird der Kolben 183 gegen die drängende Kraft der Feder 184 so bewegt, dass das Volumen der Kraftstoffkammer 182 erhöht wird.
Wenn andererseits der Druck in dem Kraftstofftunnel 136 ein niedriger Druck wird, wird der Kolben 183 durch die drängende Kraft der Feder 184 so bewegt, dass das Volumen der Kraftstoffkammer 182 sich vermindert. Gemäß dem Speicher 181 kann somit eine Schwankung des Drucks in dem Kraftstofftunnel 136 absorbiert werden.
Die Kraftstoffeinspritzpumpe 80 umfasst Förderventile 190 bis 195 (wobei nur das Förderventil 190 in Fig. 2 dargestellt ist). Die Förderventile 190 bis 195 sind in das zweite Gehäuse 135 eingebaut, so dass sie mit den jeweiligen Kraftstoffkanälen 137 bis 142 verbunden sind. Die Förderventile 190 bis 195 sind mit dem Kraftstoffeinspritzventil 50 verbunden, das für jeden der Zylinder des Dieselmotors 10 vorgesehen ist.
Wenn Kraftstoff mit einem Druck, der einen vorgegebenen Druck überschreitet, von den Kraftstoffkanälen 137 bis 142 zugeführt wird, führen die Förderventile 190 bis 195 den Kraftstoff zu dem Kraftstoffeinspritzventil 50 zu. Wenn der Druck des Kraftstoffs in den Kraftstoffkanälen 137 bis 142 abnimmt, halten die Förderventile 190 bis 195 den Druck in den Kraftstoffbahnen von jedem der Förderventile 190 bis 195 zu den entsprechenden Kraftstoffeinspritzventile 50 bei einem vorgegebenen Druck. Gemäß den Förderventilen 190 bis 195 kann somit der Druck des zu den Kraftstoffeinspritzventilen zugeführten Kraftstoffs im Wesentlichen bei einem konstanten Druck gehalten werden, wenn eine Kraftstoffeinspritzung nicht durchgeführt wird.
Die Kraftstoffeinspritzpumpe 80 umfasst auch ein Überdruckventil 196. Das Überdrduckventil 196 ist in den Deckel 95 so eingebaut, dass ein Ende des Überdruckventils 196 zu der Kraftstoffkammer 96 mündet. Das Überdruckventil 196 ist mit dem in den Figuren nicht gezeigten Kraftstofftank verbunden. Das Überdruckventil 196 ist mit einem Kugelventil 197 und einer Feder 198 im Inneren versehen. Das Kugelventil 197 und die Feder 198 dienen zusammen als ein Rückschlagventil, das öffnet, wenn ein Druck, der einen vorgegebenen Druck überschreitet, in der Kraftstoffkammer erzeugt wird, um den Kraftstoff aus der Pumpenkammer 96 zu dem Kraftstofftank freizugeben beziehungsweise abzulassen. Gemäß dem Überdruckventil 196 kann die Erzeugung eines übermäßigen Drucks in der Kraftstoffkammer 96 verhindert werden.
Es wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 4 bis 6 zusätzlich zu den Fig. 1 bis 3 ein Betrieb des Systems gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beschrieben.
Die ECU 12 berechnet ein Kraftstoffmenge Q (die nachfolgend als eine Kraftstoffeinspritzmenge Q bezeichnet wird), die zu dem Dieselmotor 10 zugeführt werden soll auf der Grundlage der durch den Ansauglufttemperatursensor 16 erfassten Ansauglufttemperatur THA; dem durch den Gaspedalöffnungsgradsensor 30 erfassten Gaspedalöffnungsgrad θ; dem durch den Ansaugluftdrucksensor 42 erfassten Ansaugluftdruck PM; der durch den Wassertemperatursensor 64 erfassten Temperatur THW des Kühlmittels; und der Motordrehzahl NE, die berechnet wird auf der Grundlage des Impulssignals, das von dem elektromagnetischen Aufnahmesensor 102 abgegeben wird. Außerdem steuert die ECU 12 das Überlaufventil 170 und das TCV 168, so dass die Kraftstoffeinspritzmenge Q des Kraftstoffs durch jedes der Kraftstoffeinspritzventile 50 bei einer geeigneten Zeitgebung eingespritzt wird.
Fig. 4 zeigt ein Zeitdiagramm zum Erläutern des Betriebs des Systems gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. Fig. 4-(A) deutet einen Hubbetrag an, der bei den Tauchkolben 109 bis 112 vorgesehen ist; Fig. 4-(B) deutet Änderungen der Hubgeschwindigkeit der Tauchkolben 109 bis 112 an; Fig. 4-(C) deutet einen Betriebszustand des Überlaufventils 170 an, wenn eine reguläre Steuerung bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel durchgeführt wird; Fig. 4-(D) deutet Änderungen des Einspritzdrucks des Kraftstoffs bei der regulären Steuerung an; Fig. 4-(E) deutet einen Betriebszustand des Überlaufventils 170 bei einer Vorhubsteuerung an, die bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel durchgeführt wird; und Fig. 4-(F) deutet Änderungen des Einspritzdrucks des Kraftstoffs bei der Vorhubsteuerung an.
Das in Fig. 4 gezeigte Zeitdiagramm repräsentiert einen Zustand, wobei der Rotor 105 den Ansaug- beziehungsweise Einlassdrehwinkel erreicht. Wenn der Drehwinkel des Rotors 105 den Einlassdrehwinkel erreicht, wird ein Hubbetrag der Tauchkolben 109 bis 112 auf den maximalen Hubbetrag erhöht, während die Hubgeschwindigkeit der Tauchkolben 109 bis 122 graduell erhöht wird, wie in Fig. 4-(A) und Fig. 5-(B) gezeigt wird. Wenn danach der Hubbetrag nahezu den maximalen Hubbetrag erreicht, wird die Hubgeschwindigkeit schnell vermindert.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wendet die ECU 12 eine reguläre Steuerung des Überlaufventils 170 an, wenn eine Anforderung für eine Beschleunigung für den Dieselmotor 10 nicht vorhanden ist. Die reguläre Steuerung wird erzielt, wie in Fig. 4-(C) gezeigt ist, durch Schließen des Überlaufventils 170 vor einem Start des Hubs der Tauchkolben 109 bis 112 und Öffnen des Überlaufventils 170, wenn die Einspritzung von Kraftstoff mit der gewünschten Kraftstoffeinspritzmenge Q abgeschlossen ist.
Gemäß der regulären Steuerung wird die Kraftstoffeinspritzung durch das Kraftstoffeinspritzventil 50 im Wesentlichen gleichzeitig mit dem Start des Hubs der Tauchkolben 109 bis 122 gestartet. Die ECU 12 berechnet umgekehrt die Vollendungszeit der Kraftstoffeinspritzung auf der Grundlage der Kraftstoffeinspritzmenge Q, die auf der Grundlage der Ausgangssignale verschiedener Sensoren berechnet wurde. Wenn das Überlaufventil 170 offen ist, wird der Druck in der Pumpenkammer 107 schnell vermindert, was zu der Vollendung der Kraftstoffeinspritzung durch die Kraftstoffeinspritzpumpe 50 führt. Gemäß dem vorstehend erwähnten Prozess kann der Kraftstoff mit der gewünschten Kraftstoffeinspritzmenge Q zu dem Dieselmotor 10 zugeführt werden mit hoher Genauigkeit durch Steuern der Öffnungszeit des Überlaufventils 170.
Bei der regulären Steuerung wird die Kraftstoffeinspritzung in einem Bereich durchgeführt, in dem die Hubgeschwindigkeit der Tauchkolben 109 bis 112 relativ niedrig ist. Der Einspritzdruck des Kraftstoffs wird höher, wenn die Hubgeschwindigkeit der Tauchkolben 109 bis 112 sich erhöht. Wenn demgemäß die reguläre Steuerung angewandt wird, wird der Einspritzdruck des Kraftstoffs bei einem relativ niedrigen Wert gesteuert, wie in Fig. 4D gezeigt ist.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wendet die ECU 12 eine Vorhubsteuerung bei dem Überlaufventil 170 an, wenn eine Anforderung für eine Beschleunigung des Dieselmotors 10 vorhanden ist. Die Vorhubsteuerung wird erzielt, wie in Fig. 4E gezeigt ist, durch Schließen des Überlaufventils 170 nach dem Start des Hubs der Tauchkolben 109 bis 112 und Öffnen des Überlaufventils 170 wenn die Einspritzung des Kraftstoffs mit der gewünschten Kraftstoffeinspritzmenge Q abgeschlossen ist.
Gemäß der Vorhubsteuerung wird die Einspritzung des Kraftstoffs durch das Kraftstoffeinspritzventil 50 gestartet durch Schließen des Überlaufventils 170 nach dem der Hub der Tauchkolben 109 bis 112 gestartet wurde. Wenn demgemäß die Vorhubsteuerung durchgeführt wird, wird die Startzeit der Kraftstoffeinspritzung zu der Verzögerungswinkelseite verschoben im Vergleich mit der bei der regulären Steuerung.
Es sollte beachtet werden, dass es bei dem System gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel möglich ist, dass die Startzeit gleich der Startzeit bei der regulären Steuerung eingerichtet wird durch Verschieben der Startzeit der Kraftstoffeinspritzung zu der Voreilwinkelseite, wenn die Vorhubsteuerung durchgeführt wird, durch Steuern des TCV 168. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird jedoch die Startzeit der Kraftstoffeinspritzung zu der Verzögerungswinkelseite verschoben im Gegensatz zu der Startzeit bei der regulären Steuerung angesichts eines nachfolgend beschriebenen Grundes.
Wenn die Vorhubsteuerung durchgeführt wird, öffnet die ECU 12 das Überlaufventil 170, wenn die Kraftstoffeinspritzung der gewünschten Kraftstoffeinspritzmenge Q abgeschlossen ist nachdem das Überlaufventil 170 geschlossen wird. Wenn das Überlaufventil 170 geöffnet wird, wird der Druck in der Pumpenkammer 107 schnell vermindert und die Kraftstoffeinspritzung wird beendet. Bei der Vorhubsteuerung wird die Kraftstoffeinspritzung in einem Bereich durchgeführt, in dem die Hubgeschwindigkeit der Tauchkolben 109 bis 112 relativ groß ist. Sinngemäß wird bei der Vorhubsteuerung der Einspritzdruck des Kraftstoffs höher als der Einspritzdruck bei der regulären Steuerung, wie in Fig. 4F gezeigt ist.
Bei dem System gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird Abgas in die Turbinenkammer 70 des Turboladers 20 eingeführt über die Abgasleitung 69, wenn der Dieselmotor 10 betrieben wird. Wenn das Abgas in die Turbinenkammer 70 hineinströmt, wird die Turbine des Turboladers 20 gedreht und die Luft in der Turbinenkammer 22 wird in komprimierten Zustand zu dem Dieselmotor 10 zugeführt. Da der Dieselmotor 10 eine Leistung in Übereinstimmung mit einer Ansaugluftmenge erzeugt, kann der Dieselmotor 10 eine größere Leistung abgeben, wenn die Luft wie vorstehend erwähnt komprimiert wird.
Wenn das Gaspedal 28 bei dem Dieselmotor 10 nieder gedrückt wird, berechnet die ECU 12 die Kraftstoffeinspritzmenge Q in Übereinstimmung mit dem Gaspedalöffnungsgrad θ. Dabei berechnet die ECU 12 die Kraftstoffeinspritzmenge Q unter der Annahme, dass der Turbolader 20 eine geeignete Luftmenge komprimiert.
Es gibt jedoch eine Zeitverzögerung für die Erhöhung des Drucks des Abgases nachdem das Gaspedal 28 nieder gedrückt wird. Dem gemäß wird eine gewisse Zeitverzögerung erzeugt nachdem das Gaspedal 28 nieder gedrückt wird und bis die Aufladeeigenschaften durch den Turbolader 20 stetig werden.
Wenn eine derartige Ansprechverzögerung des Turboladers 20 erzeugt wird und wenn die ECU 12 die Kraftstoffeinspritzmenge Q ohne Berücksichtigung der Ansprechverzögerung berechnet, kann übermäßiger Kraftstoff in Verhältnis zu der Ansaugluftmenge sofort nach dem Niederdrücken des Gaspedals 28 zugeführt werden. Bei einem derartigen Zustand, wobei eine übermäßige Kraftstoffmenge zu dem Dieselmotor 10 zugeführt wird, tritt eine vorzeitige Zündung des Kraftstoffs leicht auf und somit wird leicht ein sogenanntes Dieselklopfgeräusch bzw. nageln erzeugt.
Wenn eine Korrektur zum Vermindern der Kraftstoffeinspritzmenge Q durchgeführt wird oder wenn die Startzeit der Kraftstoffeinspritzung verzögert wird, kann die Erzeugung des Dieselklopfgeräusches unterdrückt werden. Wenn jedoch das erstgenannte Verfahren durchgeführt wird, gibt es ein Problem, das das abgegebene Drehmoment des Dieselmotors 10 sich vermindert und die Beschleunigungseigenschaften sich verschlechtern. Wenn andererseits das letztgenannte Verfahren durchgeführt wird, gibt es das Problem, dass in dem Abgas enthaltene unverbrannte Kraftstoffbestandteile sich erhöhen und die Abgasemission sich verschlechtert.
Das System gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel unterdrückt das Dieselklopfgeräusch ohne Vermindern eines abgegebenen Drehmoments und ohne die Verschlechterung der Abgasemissionen durch die vorstehend erwähnte Vorhubsteuerung, wenn eine Anforderung für eine Beschleunigung für den Dieselmotor 10 besteht.
Das heißt, dass die ECU 12 bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Vorhubsteuerung ohne eine Korrektur zum Vermindern der Kraftstoffeinspritzmenge Q durchführt, wenn die Anforderung für die Beschleunigung für den Dieselmotor 10 besteht. Somit wird die Startzeit der Kraftstoffeinspritzung zu der Verzögerungswinkelseite verschoben, was dazu führt, dass die Möglichkeit einer vorzeitigen Zündung des Kraftstoffs vermindert wird. Wenn dem gemäß eine Ansprechverzögerung des Turboladers 20 auftritt, wenn es eine Anforderung für eine Beschleunigung gibt, wird die Erzeugung des Dieselklopfgeräusches unterdrückt.
Wenn außerdem die Vorhubsteuerung für das Überlaufventil 170 durchgeführt wird, wird der Einspritzdruck des Kraftstoffs höher als der Einspritzdruck, wenn die reguläre Steuerung durchgeführt wird. Wenn der Einspritzdruck des Kraftstoffs hoch wird, wird eine zum Einspritzen des Kraftstoffs der gewünschten Kraftstoffeinspritzmenge Q erforderliche Zeit verkürzt. Wenn Kraftstoff mit der Kraftstoffeinspritzmenge Q in einer kurzen Zeitperiode eingespritzt wird, wird die Endzeit der Kraftstoffeinspritzung nicht stark zu der Verzögerungswinkelseite verschoben, selbst wenn die Startzeit der Kraftstoffeinspritzung zu der Verzögerungswinkelseite verschoben wird. Wenn außerdem die Endzeit der Kraftstoffeinspritzung nicht stark verschoben wird zu der Verzögerungswinkelseite, kann eine Erhöhung der Menge der unverbrannten Bestandteile, die in dem Abgas enthalten sind, verhindert werden.
Wie vorstehend erwähnt ist, kann gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel das Dieselklopfgeräusch unterdrückt werden, während eine gute Beschleunigungseigenschaft und gute Abgaseigenschaften aufrecht erhalten bleiben, wenn eine Anforderung für eine Beschleunigung für den Dieselmotor 10 besteht. Es wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 5 ein durch die ECU 12 durchgeführtes Verfahren beschrieben, um die vorstehend erwähnte Funktion zu erzielen.
Fig. 5 zeigt ein Ablaufdiagramm einer durch die ECU 12 durchgeführten Steuerroutine zum Erzielen der vorstehend erwähnten Funktion. Die in Fig. 5 gezeigte Routine ist eine periodische Unterbrechungsroutine, die beispielsweise alle 8 Millisekunden gestartet wird. Wenn die Routine startet, wird der Prozess des Schritts 200 zuerst ausgeführt.
Beim Schritt 200 wird der Gaspedalöffnungsrad θ gelesen. Nachdem der Prozess des Schritts 200 endet, wird der Prozess des Schritts 202 ausgeführt.
Beim Schritt 202 wird ein Änderungsbetrag dθ des Gaspedalöffnungsgrads θ berechnet, wobei die Änderung während einer vorgegebenen Zeitperiode erzeugt wird. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird dθ berechnet als eine Differenz zwischen den bei dem vorliegenden Prozess erfassten θ und dem θ, das erfasst wird bei dem Prozess, der 0,2 Millisekunden vor dem vorliegenden Prozess ausgeführt wird, das heißt ein θ, das bei dem Prozess erfasst wird, das 25 Prozesse gegenüber dem vorliegenden Prozess vorangeht. Nachdem der Prozess des Schritts 202 abgeschlossen ist, wird der Prozess des Schritts 204 ausgeführt.
Beim Schritt 204 wird ermittelt, ob der Änderungsbetrag dθ gleich oder größer als ein vorgegebener Wert α ist oder nicht. Der vorgegebene Wert α ist ein Ansprechwert, der sich auf die Ermittlung bezieht, ob eine Anforderung für eine Beschleunigung für den Dieselmotor 10 vorliegt oder nicht. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der vorgegebene Wert α bei 50% eingerichtet. Wenn ermittelt wird als ein Ergebnis der vorstehend erwähnten Ermittlung, das dθ ≥ α gilt, wird ermittelt, dass eine Beschleunigung gestartet wurde. Dabei wird der Prozess des Schritts 206 ausgeführt.
Beim Schritt 206 wird ein Anfangswert A&sub0; für den Vorhubwert A eingesetzt. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Anfangswert A&sub0; eingerichtet auf der Grundlage des Änderungsbetrages dθ unter Bezugnahme auf ein Kennfeld, das einen in Fig. 6 gezeigten Verlauf repräsentiert. Wie in Fig. 6 gezeigt ist, ist der Anfangswert A&sub0; auf einen A&sub0; proportional zu dθ eingerichtet in dem Bereich, in dem α ≤ dθ ≤ a gilt. Der Anfangswert A&sub0; ist eingerichtet bei einem Maximalwert A0max in dem Bereich, in dem a < dθ gilt. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Maximalwert A0max bei 4 Grad eingerichtet.
Nachdem der Prozess des Schritts 206 ausgeführt ist, wird die Schließzeit des Überlaufventils 170 bei dem Zeitpunkt eingerichtet, wenn der Kurbelwinkel sich um A Grad ändert nachdem ein Hub der Tauchkolben 109 bis 112 auftritt. Gemäß dem vorstehend erwähnten Prozess von Schritt 206 kann ein größerer Wert eingerichtet werden auf den Vorhubwert A, wenn das Gaspedal 28 stärker nieder gedrückt wird, das heißt wenn sich eine Möglichkeit der Erzeugung der Ansprechverzögerung des Turboladers 20 erhöht. Nachdem der Prozess des vorstehend erwähnten Schritts 206 endet, wird der Prozess des Schritts 208 ausgeführt.
Beim Schritt 208 wird ein Anfangswert B&sub0; für einen Zähler CACC eingesetzt. Der Zähler CACC ist vorgesehen zum Zählen der verbleibenden Zeitperiode, um die Vorhubsteuerung durchzuführen. Der Zähler CACC wird jedes Mal um 1 heruntergezählt, wenn die vorliegende Routine gestartet wird nachdem der vorliegende Schritt 208 ausgeführt wird. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Anfangswert B&sub0; bei einem Wert in Übereinstimmung mit 400 Millisekunden eingerichtet, das heißt ein Wert "50". Nachdem der Prozess von Schritt 208 abgeschlossen ist, wird die vorliegende Routine beendet.
Wenn beim Schritt 204 ermittelt wird, dass dθ ≤ α nicht gilt, kann ermittelt werden, dass eine Beschleunigung des Dieselmotors 10 bei dem vorliegenden Zeitpunkt nicht durchgeführt wird. Dabei wird der Prozess des Schritts 210 ausgeführt.
Beim Schritt 210 wird ermittelt, ob der Zähler CACC noch bei einem anderen Wert als 0 eingerichtet ist oder nicht. Wenn ermittelt wird, dass CACC > 0 gilt, wird der Prozess des Schritts 212 ausgeführt.
Beim Schritt 212 wird der Vorhubwert A erneuert. Beim Schritt 212 wird ein Wert, der erhalten wird durch subtrahieren eines vorgegebenen Werts k von dem Vorhubwert A, der bei dem vorangegangenen Prozess eingerichtet wurde, auf den erneuerten Vorhubwert A eingerichtet. Nachdem der Prozess des Schritts 212 abgeschlossen ist, wird der Prozess des Schritts 214 ausgeführt. Bei dem vorstehend erwähnten Prozess kann der Vorhubwert A vermindert werden gleichzeitig mit dem Beseitigen der Ansprechverzögerung des Turboladers 20 nachdem eine Beschleunigung des Dieselmotors 20 gestartet wurde.
Beim Schritt 214 wird der Zähler CACC um 1 heruntergezählt. Nachdem der Prozess des Schritts 214 abgeschlossen ist, wird die vorliegende Routine beendet.
Wenn beim Schritt 210 ermittelt wird, dass CACC > 0 nicht gilt, das heißt wenn ermittelt wird, dass der Zähler CACC auf "0" heruntergezählt wurde, kann ermittelt werden, dass es keinen Bedarf zum Durchführen der Vorhubsteuerung mehr gibt. Dabei wird der Prozess des Schritts 216 ausgeführt.
Beim Schritt 216 wird eine "0" für den Vorhubwert A eingesetzt. Nachdem der Prozess von Schritt 216 ausgeführt ist, wird eine reguläre Steuerung bei dem Überlaufventil 170 so angewandt, dass das Überlaufventil 170 geschlossen wird bevor ein Hub in den Kolben 109 bis 112 erzeugt wird. Nachdem der Prozess des Schritts 216 abgeschlossen ist, wird die vorliegende Routine beendet.
Obwohl bei dem vorstehend erwähnten Ausführungsbeispiel der Anfangswert A&sub0; des Vorhubwerts A verändert wird ansprechend auf den Änderungsbetrag dθ, ist die vorliegende Erfindung nicht auf dieses Verfahren beschränkt und der Anfangswert A&sub0; kann auf einen konstanten Wert eingerichtet werden. Obwohl darüber hinaus bei den vorstehend erwähnten Ausführungsbeispiel der Anfangswert B&sub0; des Zählers CACC auf einen, konstanten Wert eingerichtet wird, ist die vorliegende Erfindung nicht auf dieses Verfahren beschränkt und der Anfangswert B&sub0; kann verändert werden ansprechend auf den Änderungsbetrag dθ.
Obwohl des Weiteren bei dem vorstehend erwähnten Ausführungsbeispiel die in Fig. 5 gezeigte Routine eine periodische Unterbrechungsroutine ist, ist die vorliegende Erfindung nicht auf eine derartige Routine beschränkt und die in Fig. 5 gezeigte Routine kann eine NE Unterbrechungsroutine sein, die jedes Mal gestartet wird, wenn die Kurbelwelle des Dieselmotors 10 sich um einen vorgegebenen Winkel dreht.
Fig. 7 zeigt einen Verlauf, der eine. Beziehung repräsentiert zwischen der Motordrehzahl NE und einer Unterbrechungsroutine, wenn die in Fig. 5 gezeigte Routine als eine NE Unterbrechungsroutine eingerichtet wird. Wie in Fig. 7 gezeigt ist, wird die NE Unterbrechungsroutine häufiger gestartet, wenn die Motordrehzahl NE erhöht wird.
Beim Schritt 202 der in Fig. 5 gezeigten Routine wird der Unterschied zwischen dem Gaspedalöffnungsgrad θ, der bei dem vorliegenden Prozess erfasst wird, und dem Gaspedalöffnungsgrad θ, der bei dem 25 Prozesse vorangehenden Prozess erfasst wird, als dθ eingerichtet. Wenn die Niederdrückungsgeschwindigkeit des Gaspedals 28 die selbe ist, wird der Wert von dθ erhöht, wenn sich die Unterbrechungsroutine der vorliegenden Routine erhöht, das heißt wenn die Motordrehzahl NE vermindert wird. Wenn die in Fig. 5 gezeigte Routine die NE Unterbrechungsroutine ist, kann dem gemäß der Zustand des Schritts 204 schwierig eingerichtet werden, wenn die Motordrehzahl NE vermindert wird.
Außerdem wird bei der in Fig. 5 gezeigten Routine die Vorhubsteuerung beendet, wenn der Zähler CACC für die vorgegebenen Zeiten B&sub0; Heruntergezählt wird. Dem gemäß wird die Vorhubsteuerung für eine längere Zeit fortgesetzt, wenn die Unterbrechungsperiode der vorliegenden Routine länger ist, das heißt wenn die Motordrehzahl NE vermindert wird.
Die Möglichkeit des Erzeugens der Ansprechverzögerung des Turboladers 20 wird erhöht, wenn die Motordrehzahl NE vermindert wird. In anderen Worten wird die Möglichkeit der Erzeugung der Ansprechverzögerung des Turboladers 20 vermindert, wenn die Motordrehzahl NE erhöht wird. Dem gemäß wird es bevorzugt, die Vorhubsteuerung für eine längere Periode und häufiger fort zu setzen, wenn die Motordrehzahl NE vermindert wird. Wenn die in Fig. 5 gezeigte Routine als die NE Unterbrechungsroutine eingerichtet wird, kann der Zustand des Schritts 204 schwierig eingerichtet werden und das Zählen des Zähler CACC nimmt eine längere Zeit in Anspruch. Wenn die in Fig. 5 gezeigte Routine als die NE Unterbrechungsroutine eingerichtet wird, sind somit die vorstehend erwähnten Anforderungen erfüllt.
Es sollte beachtet werden, dass bei dem vorstehend erwähnten Ausführungsbeispiel der Turbolader 20 der Aufladeeinrichtung entspricht. Die Kraftstoffeinspritzmengenberechnungseinrichtung wird durch die ECU 12 erzielt, die die Kraftstoffeinspritzmenge Q auf der Grundlage von NE und θ berechnet. Die Beschleunigungsstarterfassungseinrichtung wird erzielt durch die ECU 12 die den Prozess der Schritte 200 bis 204 durchführt. Die Beschleunigungseinspritzsteuereinrichtung wird erzielt durch die ECU 12, die den Prozess des Schritts 206 durchführt.
Außerdem stimmen bei dem vorstehend erwähnten Ausführungsbeispiel die Walzenschuhe 145 bis 148, die Walzen 149 bis 152 und der Walzenring 153 mit dem Nockenmechanismus überein. Die Kraftstoffkammer 96 stimmt mit der Niederdruckquelle überein. Die Überlaufventilschließeinrichtung wird erzielt durch die ECU 12, die eine Ventilschließanweisung an das Überlaufventil 170 sendet. Die Vorhubwerteinrichteeinrichtung wird erzielt durch die ECU 12, die den Prozess des Schritts 206 durchführt. Die Vorhubwertverminderungseinrichtung wird durch die ECU 12 erzielt, die den Prozess des Schritts 211 durchführt.
Es wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 8 ein zweites erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel beschrieben. Ein System gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel wird erzielt durch Einrichten der ECU 12, um eine in Fig. 8 gezeigte Routine durch zu führen anstelle der in Fig. 5 gezeigten Routine bei der in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Systemstruktur.
Bei dem vorstehend erwähnten ersten Ausführungsbeispiel wird eine Ermittlung durchgeführt, ob eine Beschleunigungsanforderung für den Dieselmotor 10 vorhanden ist oder nicht auf der Grundlage des Änderungsbetrags dθ des Gaspedalöffnungsgrads. Andererseits wird bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Ermittlung durchgeführt, ob die Beschleunigungsanforderung vorhanden ist oder nicht auf der Grundlage des Änderungsbetrags dNE der Motordrehzahl NE.
Fig. 8 zeigt ein Ablaufdiagramm der durch die ECU 12 durchgeführten Steuerroutine bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. Die in Fig. 8 gezeigte Routine ist eine periodische Unterbrechungsroutine, die beispielsweise alle 8 Millisekunden gestartet wird. Es sollte beachtet werden, dass die selben Schritte in Fig. 8 wie die Schritte in Fig. 5 mit den selben Schrittnummern bezeichnet sind und ihre Beschreibung weggelassen wird.
Wenn die in Fig. 8 gezeigte Routine gestartet wird, wird der Prozess des Schritts 220 zuerst ausgeführt. Beim Schritt 220 wird die Motordrehzahl NE eingelesen. Nachdem der Prozess des Schritts 220 beendet ist, wird der Prozess des Schritts 222 durchgeführt.
Beim Schritt 222 wird der Änderungsbetrag dNE der Motordrehzahl berechnet, der erzeugt wird während einer vorgegebenen Zeitperiode. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird dNE als eine Differenz berechnet zwischen der bei dem momentanen Prozess erfassten NE und der NE, die bei dem 0,2 Millisekunden vor dem momentanen Prozess ausgeführten Prozess erfasst werden, das heißt die NE, die bei dem Prozess erfasst werden, der dem momentanen Prozess 25 Prozesse vorausgeht. Nachdem der Prozess des Schritts 222 abgeschlossen ist, wird der Prozess des Schritts 224 ausgeführt.
Beim Schritt 224 wird ermittelt, ob der Änderungsbetrag dNE gleich oder größer als ein vorgegebener Wert β ist oder nicht. Der vorgegebene Wert β ist ein Ansprechwert, der sich auf die Ermittlung bezieht, ob eine Beschleunigungsanforderung für den Dieselmotor 10 vorhanden ist oder nicht. Wenn ermittelt wird als ein Ergebnis der vorstehend erwähnten Ermittlung, das dNE ≥ β gilt, wird ermittelt, dass eine Beschleunigung gestartet wurde. Dabei wird ein Anfangswert A&sub0; beim Schritt 206 für den Vorhubwert A eingesetzt. Dann wird ein Anfangswert B&sub0; beim Schritt 208 für den Zähler CACC eingesetzt und die Routine wird beendet.
Wenn beim Schritt 224 ermittelt wird, dass dNE ≥ β nicht gilt, kann ermittelt werden, dass eine Beschleunigung des Dieselmotors 10 nicht gestartet wurde, wenn der vorliegende Prozess durchgeführt wird. Dabei wird dann ermittelt beim Schritt 210, ob CACC > 0 gilt oder nicht. Wenn ermittelt wird, dass CACC > 0 gilt, wird der Vorhubwert A erneuert beim Schritt 212 zu der Verminderungsseite und der Zähler CACC wird beim Schritt 214 heruntergezählt und dann wird die Routine beendet. Wenn andererseits ermittelt wird, dass CACC > 0 nicht gilt, wird eine 0 für den Vorhubwert A beim Schritt 216 eingesetzt und die Routine wird beendet.
Gemäß dem vorstehend erwähnten Prozess ähnlich dem ersten Ausführungsbeispiel wird die Vorhubsteuerung gleichzeitig gestartet, wenn eine Beschleunigungsanforderung für den Dieselmotor 10 vorhanden ist und der Vorhubwert A kann gleichzeitig mit der Beseitigung der Ansprechverzögerung des Turboladers 20 vermindert werden. Somit kann gemäß dem System des vorliegenden Ausführungsbeispiels das Dieselklopfgeräusch wirksam unterdrückt werden, während eine gute Beschleunigungseigenschaft und gute Abgasemissionen aufrecht erhalten bleiben, wenn eine Beschleunigungsanforderung für den Dieselmotor 10 vorhanden ist.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel können der Anfangswert A&sub0; des Vorhubwerts A und der Anfangswert A&sub0; des Zählers CACC konstante Werte oder Funktonen von dNE sein. Außerdem ist bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die in Fig. 8 gezeigte Routine nicht auf die periodische Unterbrechungsroutine beschränkt und die Routine kann eine NE Unterbrechungsroutine sein.
Es sollte beachtet werden, dass bei dem vorstehend erwähnten Ausführungsbeispiel die Beschleunigungsstarterfassungseinrichtung durch die ECU 12 erzielt wird, die den Prozess der ECU 12 durchführt.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die spezifisch offenbarten Ausführungsbeispiel beschränkt.
Ein Beschleunigungssteuergerät eines Dieselmotors (10) der mit einer Aufladeeinrichtung versehen ist, das die Erzeugung eines Dieselklopfgeräusches unterdrückt während gute Beschleunigungseigenschaften und gute Emissionseigenschaften aufrecht erhalten bleiben. Eine einzuspritzende Kraftstoffmenge wird berechnet auf der Grundlage einer Betriebszustandsinformation einschließlich einer Motordrehzahl (NE) und einem Öffnungsgrad (θ) eines Gaspedals. Ein Beschleunigungsstart des Dieselmotors (10) wird erfasst. Wenn die Beschleunigung des Dieselmotors (10) gestartet wird, wird eine Startzeit der Kraftstoffeinspritzung gegenüber einer Startzeit der Kraftstoffeinspritzung bei einem normalen Zustand verzögert und ein Druck des Kraftstoffs für die Einspritzung wird erhöht.

Claims

1. Beschleunigungssteuergerät, das eine Kraftstoffeinspritzsteuerung durchführt während einer Beschleunigung eines Dieselmotors (10), der mit einer Aufladeeinrichtung (20) versehen ist,

dadurch gekennzeichnet, dass

eine Kraftstoffeinspritzmengenberechnungseinrichtung eine einzuspritzende Kraftstoffmenge berechnet auf der Grundlage einer Betriebszustandsinformation;

eine Beschleunigungsstarterfassungseinrichtung einen Beschleunigungsstart des Dieselmotors (10) erfasst; und

eine Beschleunigungseinspritzsteuereinrichtung bei dem Start der Beschleunigung des Dieselmotors (10) eine Startzeit der Kraftstoffeinspritzung gegenüber einer Startzeit der Kraftstoffeinspritzung bei einem normalen Zustand verzögert und einen Druck der Kraftstoffeinspritzung erhöht.

2. Beschleunigungssteuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebszustandsinformation eine Motordrehzahl (NE) und einen Öffnungsgrad (θ) des Gaspedals umfasst.

3. Beschleunigungssteuergerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschleunigungsstarterfassungseinrichtung den Start der Beschleunigung erfasst, wenn eine Differenz (dθ) zwischen einem Öffnungsgrad (θ) des Dieselmotors (10) bei der vorliegenden Zeit und einem Öffnungsgrad (θ) des Dieselmotors (10) bei einer Zeit einer ersten vorgegebenen Periode vor der vorliegenden Zeit einen vorgegebenen Wert (α) überschreitet.

4. Beschleunigungssteuergerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Erfassungsvorgang der Beschleunigungsstarterfassungseinrichtung bei jeder vorgegebenen Periode durchgeführt wird und die Differenz (dθ) erhalten wird auf der Grundlage des Öffnungsgrads (θ), der erfasst wird bei dem Erfassungsvorgang, der bei der vorliegenden Zeit durchgeführt wird, und des Öffnungsgrads (θ), der erfasst wird bei dem Erfassungsvorgang, der eine vorgegebene Anzahl Erfassungsvorgänge vor dem vorliegenden Erfassungsvorgang durchgeführt wird.

5. Beschleunigungssteuergerät nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschleunigungseinspritzsteuereinrichtung Folgendes umfasst:

eine Vorhubwerteinrichteeinrichtung zum Einrichten einer vorgegebenen Verzögerungszeit, die vorgesehen ist für die Startzeit der Kraftstoffeinspritzung; und

eine Vorhubwertverminderungseinrichtung zum kontinuierlichen Vermindern der vorgegebenen Verzögerungszeit während einer zweiten vorgegebenen Periode.

6. Beschleunigungssteuergerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebene Verzögerungszeit erhöht wird bis die Differenz (dθ) einen vorgegebenen Maximalwert erreicht und bei dem vorgegebenen Maximalwert gehalten wird nachdem die Differenz den vorgegebenen Maximalwert erreicht.

7. Beschleunigungssteuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschleunigungsstarterfassungseinrichtung den Start der Beschleunigung erfasst, wenn eine Differenz (dNE) zwischen einer Motordrehzahl (NE) des Dieselmotors (10) bei der vorliegenden Zeit und einer Motordrehzahl (NE) des Dieselmotors (10) bei einer Zeit einer ersten vorgegebenen Periode vor der vorliegenden Zeit einen vorgegebenen Wert (β) überschreitet.

8. Beschleunigungssteuergerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Erfassungsvorgang der Beschleunigungsstarterfassungseinrichtung bei jeder vorgegebenen Periode durchgeführt wird und die Differenz (dNE) erhalten wird auf der Grundlage der Motordrehzahl (NE), die erfasst wird bei dem Erfassungsvorgang, der durchgeführt wird bei der vorliegenden Zeit, und der Motordrehzahl (NE), die erfasst wird bei dem Erfassungsvorgang, der durchgeführt wird, eine vorgegebene Anzahl an Erfassungsvorgängen vor dem vorliegenden Erfassungsvorgang.

9. Beschleunigungssteuergerät nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschleunigungseinspritzsteuereinrichtung Folgendes umfasst:

eine Anfangswerteinrichteeinrichtung zum Einrichten einer vorgegebenen Verzögerungszeit, die für die Startzeit der Kraftstoffeinspritzung vorgesehen ist; und

eine Anfangswertverminderungseinrichtung zum kontinuierlichen Vermindern der vorgegebenen Verzögerungszeit während einer zweiten vorgegebenen Periode.

10. Beschleunigungssteuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass:

ein Kraftstoffeinspritzventil (50) Kraftstoff in den Dieselmotor (10) einspritzt synchron mit einer Änderung eines Kurbelwinkels des Dieselmotors (10);

eine Überlaufventilöffnungseinrichtung ein Überlaufventil (170) öffnet, wenn ein Kurbelwinkel des Dieselmotors (10) einen vorgegebenen Ventilschließwinkel erreicht, wobei das Überlaufventil (170) geschlossen wird für die Zufuhr von Kraftstoff zu dem Kraftstoffeinspritzventil (50);

eine Vorhubwerteinrichteeinrichtung einen vorgegebenen Vorhubwert einrichtet auf den vorgegebenen Ventilschließwinkel, wenn die Beschleunigung des Dieselmotors (10) gestartet wird; und

eine Vorhubwertverminderungseinrichtung den vorgegebenen Vorhubwert mit einer vorgegebenen Rate vermindert nachdem der vorgegebene Vorhubwert eingerichtet ist auf den vorgegebenen Ventilschließwinkel.