DE69827552T2

DE69827552T2 - Brennstoffdrucksteuervorrichtung für ein Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE69827552T2
Application number: DE1998627552
Authority: DE
Inventors: Akira Toyota-shi Kotani
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1997-06-19
Filing date: 1998-06-17
Publication date: 2005-05-04
Anticipated expiration: 2018-06-18
Also published as: DE69827552D1; EP0886058B1; EP0886058A3; EP0886058A2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft Brennstoffeinspritzsysteme für Maschinen, die zeitweilig Brennstoff unter hohem Druck in einem Akkumulator speichern und den Brennstoff in Verbrennungskammern einspritzen. Spezieller betrifft die vorliegende Erfindung ein Brennstoffdrucksteuergerät zum Optimieren des Brennstoffdruckes in dem Akkumulator.
Die ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. 7-103095 offenbart ein Brennstoffeinspritzsystem. Das System enthält ein gemeinsames Rohr oder Leitung oder einen Akkumulator, der mit einer Hochdruckpumpe verbunden ist. Das gemeinsame Rohr oder Leitung ist als "Common Rail" auf dem vorliegenden Gebiet bekannt. Die Common Rail ist mit Einspritzvorrichtungen vom elektromagnetischen Ventiltyp verbunden. Der Druck in der Common Rail wird mit Hilfe eines Drucksensors detektiert. Die Hochdruckpumpe und die Einspritzvorrichtungen werden durch eine elektronische Steuereinheit ECU gesteuert. Wenn die Maschine gestartet wird, führt die Hochdruckpumpe Brennstoff der Common Rail zu, die ihrerseits zeitweilig den Brennstoff unter hohem Druck speichert. Wenn die ECU die Einspritzvorrichtungen öffnet, wird Brennstoff mit dem gleichen Druck wie der Brennstoff in der Common Rail in die Verbrennungskammern der Maschine eingespritzt.
Die ECU optimiert den Brennstoffdruck in der Common Rail oder den Einspritzdruck der Einspritzvorrichtung basierend auf dem Laufzustand der Maschine und dem Brennstoffeinspritzbetrag. Speziell berechnet die ECU einen Sollwert des Brennstoffdruckes in der Common Rail basierend auf dem Maschinenlaufzustand. Die ECU erhöht allgemein den Sollwert, wenn eine größere Last auf die Maschine wirkt. Wenn der Brennstoffdruck in der Common Rail, der mit Hilfe des Drucksensors detektiert wird, niedriger liegt als der Sollwert, regelt die ECU die Hochdruckpumpe, um den Brenn stoffeinspritzbetrag zu erhöhen, welcher der Common Rail zugeführt wird. Wenn der Brennstoffdruck in der Common Rail größer ist als der Sollwert, regelt die ECU die Hochdruckpumpe, um die Menge des Brennstoffes zu reduzieren, die der Common Rail zugeführt wird.
Wenn der Schlüsselschalter ausgedreht wird, beendet die Hochdruckpumpe gleichzeitig das Zuführen des Brennstoffes zu der Common Rail. Selbst wenn daher die Einspritzvorrichtungen geöffnet bleiben (auf Grund einer Fehlfunktion), fällt der Brennstoffdruck in der Common Rail rapide ab, wenn der Schlüsselschalter ausgeschaltet wird und die Brennstoffeinspritzung von den Einspritzvorrichtungen aus gestoppt wird. Es wird somit eine unerwünschte Brennstoffeinspritzung verhindert, nachdem der Schlüsselschalter ausgeschaltet wurde.
Wenn der Schlüsselschalter ausgeschaltet wurde, wird der Brennstoffdruck in der Common Rail während des nachfolgenden Nicht-Betriebszustandes der Maschine so lange aufrecht erhalten, als keine Fehlfunktion der Einspritzvorrichtungen auftritt. Wenn die Maschine erneut gestartet wird, wird Brennstoff unter dem gleichen Druck eingespritzt, der vorhanden war, als der Schlüsselschalter ausgeschaltet wurde. Daher variiert der Einspritzdruck, der zur Verfügung steht, wenn die Maschine gestartet wird, sehr ausgeprägt, abhängig vom Laufzustand der Maschine, wenn der Schlüsselschalter an früherer Stelle ausgeschaltet wurde. Dies verursacht die folgenden Nachteile.
Wenn beispielsweise der Schlüsselschalter unmittelbar, nachdem der Brennstoffdruck in der Common Rail abgesenkt wurde, ausgeschaltet wird, ist der Brennstoffdruck unzureichend, wenn die Maschine erneut gestartet wird. Als ein Ergebnis wird die Brennstoffeinspritzung nicht gestartet, bis der Brennstoffdruck in der Common Rail auf einen ausreichend hohen Wert angestiegen ist, um die Maschine starten zu können. Selbst wenn die Brennstoffeinspritzung gestartet wird, kann der Brennstoffdruck nicht ausreichend hoch sein, um genügend Brennstoff in die Verbrennungskammern zuzuführen. In diesem Fall ist die Zerstäubung des Brennstoffes unzureichend. Dies verzögert den Startvorgang der Maschine.
Auf der anderen Seite gibt es Fälle, bei denen der Brennstoffdruck in der Common Rail relativ hoch gehalten wird. Beispielsweise wird der Brennstoffdruck in der Common Rail hoch gehalten, wenn die Maschine durchdreht oder unmittelbar, nachdem die Maschine aufhört, durchzudrehen. Das "Durchdrehen" ("racing") der Maschine bezeichnet eine hohe Maschinendrehzahl, wenn auf die Maschine im wesentlichen keine Last einwirkt.
Wenn eine Maschine durchdreht, nimmt der Brennstoffdruck in der Common Rail zu und die Menge der Brennstoffeinspritzung wird erhöht. Wenn daher der Schlüsselschalter ausgeschaltet wird, während die Maschine durchdreht oder unmittelbar, nachdem die Maschine durchgedreht hat, wird der Brennstoffdruck in der Common Rail zu hoch gehalten. Daher ist der Brennstoffdruck in der Common Rail auch höher als der Wert, der zum Starten der Maschine geeignet ist.
Wenn die Brennstoffeinspritzung bei einem Druck gestartet wird, der höher liegt als der geeignete Druck, wenn die Maschine gestartet wird, so wird der Brennstoff zum Starten der Maschine übermäßig zerstäubt. Dies bewirkt, daß der Zünddruck in den Verbrennungskammern plötzlich geändert wird, wodurch Geräusche entstehen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Brennstoffdrucksteuergerät für Brennstoffeinspritzsysteme zu schaffen, welches das Starten einer Maschine verbessert.
Um die oben genannte Aufgabe zu lösen, schafft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Steuern des Brennstoffdruckes in einer Maschine. Die Vorrichtung umfaßt einen Akkumulator zum Speichern von unter hohem Druck stehenden Brennstoff, der von einer Pumpe aus zugeführt wird, eine Einspritzvorrichtung zum Einspritzen des Brennstoffes, der in dem Akkumulator gespeichert ist, in eine Verbrennungskammer der Maschine, und eine Einstellvorrichtung zum Einstellen des Brennstoffdruckes in dem Akkumulator in Einklang mit dem Laufzustand der Maschine. Wenn der Laufzustand der Maschine einen bestimmten Zustand erreicht, stellt die Einstellvorrichtung den Brennstoffdruck in dem Akkumulator so ein, um sich einem gewünschten Wert anzunähern, der für ein nachfolgendes wieder starten der Maschine geeignet ist, ungeachtet dem Brennstoffdruck, der dem bestimmten Zustand entspricht.
Andere Aspekte und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, die anhand eines Beispiels die Prinzipien der Erfindung veranschaulichen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung, zusammen mit Zielen und Vorteilen derselben, kann am besten unter Hinweis auf die folgende Beschreibung der momentan bevorzugten Ausführungsformen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen verstanden werden.
1 ist eine Querschnittsansicht, die ein Brennstoffdrucksteuergerät in einem Brennstoffeinspritzsystem gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
2 zeigt einen Graphen, der Änderungen in einer Grund-Brennstoffeinspritzmenge wiedergibt, basierend auf einer Beziehung zwischen der Maschinendrehzahl und dem Grad des Niederdrückens des Gaspedals;
3 ist ein Graph, der Änderungen in einem Sollwert-Brennstoffdruck darstellt, basierend auf der Beziehung zwischen der Maschinendrehzahl und einer Grund-Brennstoffeinspritzmenge;
4 ist ein Zeitsteuerplan, der Änderungen in dem Zustand eines Drucksteuerventils (PCV) wiedergibt, ebenso die Menge des Brennstoffaustrags aus einer Zuführpumpe und der Ventilanhebung eines Tauchkolbens;
5 ist ein Flußdiagramm, welches eine Routine zur Steuerung oder Regelung des Brennstoffdruckes gemäß der ersten Ausführungsform wiedergibt;
6 veranschaulicht einen Graphen, der die Beziehung zwischen einer Kühlmitteltemperatur und einem angeorderten Brennstoffdruck wiedergibt;
7 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Maschinendrehzahl, wenn der Schlüsselschalter ausgeschaltet wird, und einem Rückkopplungskoeffizienten wiedergibt;
8 zeigt einen Zeitsteuerplan, der Änderungen in dem Brennstoffdruck darstellt, wenn ein Schlüsselschalter ausgeschaltet wird;
9 zeigt ein Flußdiagramm, welches eine Brennstoffdrucksteuerroutine wiedergibt, in Einklang mit einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
10 zeigt einen Graphen, der die Beziehung zwischen der Maschinendrehzahl, wenn der Schlüsselschalter ausgedreht wird, und der Brennstoffeinspritzfortsetzungszeit in Verbindung mit einer dritten Ausführungsform veranschaulicht;
11 ist ein Flußdiagramm, welches eine Routine zur Steuerung des Brennstoffdruckes gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wiedergibt;
12 zeigt ein Zeitsteuerdiagramm, welches Änderungen in der Maschinendrehzahl, wenn der Schlüsselschalter ausgedreht wird, in Verbindung mit der dritten Ausführungsform wiedergibt;
13 zeigt einen Zeitsteuerplan, der Änderungen in dem Brennstoffdruck darstellt, wenn der Schlüsselschalter ausgedreht wird, in Verbindung mit der dritten Ausführungsform;
14 ist ein Flußdiagramm, welches eine Routine zur Steuerung des Brennstoffdruckes gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
15 ist ein Flußdiagramm, welches eine Routine zum Berechnen eines Sollwert-Brennstoffdruckes gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wiedergibt;
16 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Maschinendrehzahl und einem maximalen Sollwert-Brennstoffdruck gemäß der fünften Ausführungsform veranschaulicht;
17 zeigt einen Zeitsteuerplan, der Änderungen in dem Brennstoffdruck wiedergibt, wenn die Maschine durchdreht, gemäß der fünften Ausführungsform;
18 ist ein Flußdiagramm, welches eine Routine zum Berechnen eines Sollwert-Brennstoffdruckes zeigt, in Einklang mit einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
19 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Maschinendrehzahl und einem maximalen Grund-Brennstoffeinspritzbetrag gemäß der sechsten Ausführungsform wiedergibt;
20 zeigt einen Zeitsteuerplan, der Änderungen in dem Brennstoffdruck veranschaulicht, wenn die Maschine durchdreht, in Einklang mit der sechsten Ausführungsform;
21 ist ein Flußdiagramm, welches eine Routine zum Kompensieren des Grades des Niederdrückens des Gaspedals wiedergibt, gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
22 veranschaulicht einen Graphen, der die Beziehung zwischen der Maschinendrehzahl und einem maximalen Grad des Niederdrückens des Gaspedals gemäß der siebten Ausführungsform veranschaulicht;
23 ist eine Querschnittsansicht, die ein Brennstoffdrucksteuergerät in einem Brennstoffeinspritzsystem gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
24 ist ein Flußdiagramm, welches eine Routine zum Steuern des Brennstoffdruckes gemäß der achten Ausführungsform veranschaulicht;
25 ist ein Zeitsteuerplan, der Änderungen in dem Brennstoffdruck während eines Nicht-Betriebszustandes einer Maschine gemäß der achten Ausführungsform wiedergibt;
26 ist eine Querschnittsansicht, die ein Brennstoffdrucksteuergerät in einem Brennstoffeinspritzsystem veranschaulicht, in Einklang mit einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
27 zeigt ein Flußdiagramm, welches eine Routine zum Steuern eines Überdruckventils gemäß der neunten Ausführungsform darstellt;
28 ist ein Zeitsteuerdiagramm, welches Änderungen in dem Brennstoffdruck in Relation zu dem Zustand eines Anlassersignals bei der Ausführungsform von 27 wiedergibt;
29 zeigt ein Flußdiagramm, welches eine Routine zum Steuern des Brennstoffdruckes gemäß einer zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
30 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Kühlmitteltemperatur und der Aushaltezeit bei der Ausführungsform von 29 veranschaulicht; und
31 ist ein Zeitsteuerplan, der Änderungen in dem Brennstoffdruck in Relation zu dem Zustand eines Anlassersignals bei der Ausführungsform von 29 wiedergibt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Es wird im folgenden eine erste Ausführungsform einer Brennstoffdrucksteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung unter Hinweis auf die 1–8 beschrieben. Die Vorrichtung wird in einem Brennstoffeinspritzsystem einer Dieselmaschine 1 verwendet. Wie in 1 gezeigt ist, wird die Dieselmaschine 1 in einem Fahrzeug verwendet und enthält vier Zylinder #1–#4. Die Dieselmaschine 1 besitzt Einspritzvorrichtungen 2, von denen jede einer Verbrennungskammer von einem der Zylinder #1–#4 entspricht. Jede Einspritzvorrichtung 2 spritzt Brennstoff in die zugeordnete Verbrennungskammer ein und enthält ein elektromagnetisches Ventil 3 zum Einspritzen des Brennstoffes. Die Menge und die Zeitlage der Brennstoffeinspritzung von jeder Einspritzvorrichtung wird durch Öffnen und Schließen des entsprechenden Ventils 3 gesteuert.
Die Einspritzvorrichtungen 2 sind mit einem Akkumulator oder einer Common Rail 4 verbunden. Die Common Rail 4 ist mit einer Auslaßöffnung 6a einer Zuführpumpe 6 über ein Zuführrohr 5 verbunden. Ein Rückschlagventil 7 ist in dem Zuführrohr 5 gelegen. Das Rückschlagventil 7 verhindert, daß Brennstoff zu der Zuführpumpe 6 zurückfließen kann, und zwar von der Common Rail 4 aus. Die Zuführpumpe 6 besitzt eine Ansaugöffnung 6b und eine Rückleitöffnung 6c. Die Ansaugöffnung 6b ist mit Brennstofftank 8 über ein Filter 9 verbunden, und die Rückleitöffnung 6c ist mit dem Brennstofftank 8 über ein Rückleitrohr 11 verbunden.
Jede Einspritzvorrichtung 2 enthält eine Rückleitöffnung 3a, die in der Nachbarschaft von dessen elektromagnetischem Ventil 3 gelegen ist. Die Rückleitöffnung 3a ist mit dem Brennstofftank 8 über die Rückleitleitung 11 verbunden. Ein Teil des Brennstoffes, der jeder Einspritzvorrichtung 2 von der Common Rail 4 aus zugeführt wird, leckt in die Einspritzvorrichtungen 2, wenn die Einspritzvorrichtung 2 sich öffnet und schließt. Der leckende Brennstoff wird zu dem Brennstofftank 8 von der Rückleitöffnung 3a über das Rückleitrohr 11 zurückgeleitet.
Die Versorgungspumpe 6 besitzt einen Kolben und eine Druckerzeugungskammer (beide sind nicht dargestellt). Der Kolben läuft synchron mit der Drehung einer Kurbelwelle (nicht gezeigt) der Maschine 1 hin und her. Der Brennstoff wird der Druckerzeugungskammer von dem Brennstofftank 8 her zugeführt. Die Pumpe 6 setzt dann den Brennstoff mit Hilfe des Kolbens unter Druck. Der unter Druck gesetzte Brennstoff wird zu der Common Rail 4 über eine Auslaßöffnung 6a gesendet. Ein Drucksteuerventil (PCV) 10 ist in der Nachbarschaft der Auslaßöffnung 6a gelegen. Das PCV-Ventil 10 reguliert den Brennstoffdruck, der von der Auslaßöffnung 6a ausgetragen wird. Die Versorgungspumpe 6 enthält eine Zuführpumpe, die Brennstoff zu der Druckerzeugungskammer von dem Brennstofftank 8 her zuführt.
Die Verbrennungskammer von jedem Zylinder #1–#4 ist mit einem Einlaßkanal 13 und einem Auslaßkanal 14 verbunden. Eine Drosselklappe (nicht gezeigt) ist in dem Einlaß- oder Ansaugkanal 13 gelegen. Die Drosselklappe steuert den Öffnungsvorgang des Ansaugkanals 13 in Einklang mit dem Ausmaß des Niederdrückens des Gaspedals 15, wodurch dann die Luftmenge gesteuert wird, welche der Verbrennungskammer zugeführt wird.
Eine Glühkerze 16 ist in solcher Weise angeordnet, daß deren distales Ende in der Verbrennungskammer gelegen ist. Die Glühkerze 16 wird durch elektrischen Strom erhitzt, der durch ein Glühkerzenrelais 16a zugeführt wird, und zwar unmittelbar bevor die Maschine 1 gestartet wird. Es wird Brennstoff von der Einspritzvorrichtung 2 aus zu der erhitzten Glühkerze 16 gesprüht. Dies fördert den Zündvorgang und die Verbrennung des Brennstoffes.
Die Maschine 1 enthält auch vielfältige Sensoren zum Detektieren von deren Laufzustand. Ein Gaspedalsensor 20 ist in der Nähe des Gaspedals 15 gelegen, um den Grad des Niederdrückens (ACCP) des Pedals 15 zu detektieren. Ein Kühlmitteltemperatursensor 21 ist in dem Zylinderblock der Dieselmaschine 1 gelegen, um die Temperatur THW des Kühlmittels in dem Zylinderblock zu detektieren. Ein Brennstoffdrucksensor 22 ist in der Common Rail 4 gelegen, um den Druck PC des Brennstoffes in der Common Rail 4 zu detektieren. Ein Brennstofftemperatursensor 23 ist in der Rückführleitung 11 gelegen, um die Temperatur THF des Brennstoffes zu detektieren. Ferner ist ein Einlaßdrucksensor 24 in dem Ansaugkanal 13 gelegen, um den Druck PM der Ansaugluft in dem Kanal 13 zu detektieren.
Ein Ankurbelsensor 25 ist in der Nachbarschaft der Kurbelwelle der Maschine 1 gelegen. Ein Nockensensor 26 ist in der Nachbarschaft einer Nockenwelle (nicht gezeigt) angeordnet, die sich synchron mit der Kurbelwelle dreht. Der Kurbelsensor 25 und der Nockensensor 26 detektieren die Zahl der Umdrehungen der Nockenwelle pro Zeiteinheit (Maschinendrehzahl NE) und den Drehwinkel der Kurbelwelle (Kurbelwellenwinkel CA). Ein Getriebe (nicht gezeigt) ist an die Nockenwelle gekuppelt. Ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 27 ist in der Nachbarschaft des Getriebes gelegen, um die Fahrzeuggeschwindigkeit (SPD) zu erfassen.
Signale von den Sensoren 20–27 werden einer elektronischen Steuereinheit (ECU) der Maschine 1 eingespeist. Die ECU 50 enthält eine zentrale Prozessoreinheit (CPU), einen Speicher, eine Eingabe-Ausgabe-Schaltung und eine Antriebsschaltung (von denen keine getrennt dargestellt ist). Die ECU 50 ist mit einer Batterie 53 über ein Hauptrelais 51 und einen Schlüsselschalter 52 verbunden.
Das Hauptrelais 51 enthält einen Schalter 51a und eine Wicklung 51b zum Öffnen und Schließen des Schalters 51a. Die ECU 50 steuert das Hauptrelais 51 basierend auf dem EIN/AUS-Zustand des Schlüsselschalters 52, um die Zufuhr des Stromes zu der ECU 50 zu starten und zu stoppen.
Die ECU 50 erregt die Wicklung 51b des Hauptrelais 51, wenn der Schlüsselschalter 52 eingeschaltet wird. Als ein Ergebnis wird der Schalter 51a geschlossen und es wird Strom der ECU 50 von der Batterie 53 aus zugeführt. Auf der anderen Seite entregt die ECU 50 die Wicklung 51b, wenn eine vorbestimmte Zeitperiode verstrichen ist, nachdem der Schlüsselschalter 52 ausgeschaltet wurde. Als ein Ergebnis wird der Schalter 51a geöffnet, wenn die vorbestimmte Zeitperiode verstrichen ist, und zwar nachdem der Schlüsselschalter 51 ausgedreht wurde. Dies stoppt den Strom von der Batterie 53 zu der ECU 50.
Es wird Strom der ECU 50 für eine vorbestimmte Zeitperiode zugeführt, nachdem der Schlüsselschalter 52 ausgedreht wurde, um es der ECU 50 zu ermöglichen, Steuerprogramme durchzuführen, und zwar zum Stoppen der Maschine 1, und um Ergebnisse einer Fehlfunktionsdetektion in ihren Speicher zu schreiben.
Die Maschine 1 besitzt einen Anlasser 19 und einen Anlasserschalter 19a. Der Anlasserschalter 19a detektiert, daß der Anlasser 19 betätigt wurde. Der Schlüsselschalter 52 wird zwischen der AUS-Position, der EIN-Position und einer Startposition bewegt. Wenn die Maschine 1 gestartet wird, wird der Schlüsselschalter 52 aus der AUS-Position in die Startposition über die EIN-Position hinweg bewegt. Der Anlasserschalter 19a gibt ein Anlassersignal STA an die ECU 50 lediglich dann aus, wenn der Anlasser 19 betätigt wird, das heißt, wenn die Maschine angekurbelt wird. Wenn das Ankurbeln der Maschine 8 vervollständigt worden ist (wenn die Maschine 1 zu laufen beginnt), wird der Schlüsselschalter 52 zurück in die EIN-Position von der Startposition aus bewegt.
Die ECU 50 empfängt Informationen, die den Laufzustand der Dieselmaschine 1 wiedergeben, basierend auf Signalen von den Sensoren 20–27, und sie steuert das elektromagnetische Ventil 3 und PCV 10, wodurch dann die Brennstoffeinspritzung und der Brennstoffdruck gesteuert oder geregelt werden.
Das heißt, die ECU 50 empfängt Informationen hinsichtlich des Grades des Niederdrückens des Gaspedals ACCP, über die Kühlmitteltemperatur THW, den Brennstoffdruck PC, die Brennstofftemperatur THF, den Ansaugdruck PM und die Fahrzeuggeschwindigkeit SPD basierend auf den Signalen von dem Gaspedalsensor 20, dem Kühlmitteltemperatursensor 21, dem Brennstoffdrucksensor 22, dem Brennstofftemperatursensor 23, dem Ansaugdrucksensor 24 und dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 27. Ferner berechnet die ECU 50 die Maschinendrehzahl NE und den Kurbelwellenwinkel CA basierend auf den Signalen von dem Kurbelwellensensor 25 und dem Nockensensor 26.
Die ECU 50 steuert die Brennstoffeinspritzung basierend auf den Werten, die den Fahrzustand der Maschine 1 wiedergeben. Spezifischer ausgedrückt, berechnet die ECU 50 die Grund-Einspritzmenge QBASE basierend auf dem Grad ACCP des Niederdrückens des Gaspedals und basierend auf der Maschinendrehzahl NE. Der Speicher der ECU 50 speichert Funktionsdaten, die in 2 gezeigt sind. Die Funktionsdaten definieren den Wert der Grund-Einspritzmenge QBASE basierend auf der Maschinendrehzahl NE und dem Grad ACCP des Niederdrückens des Gaspedals. Die ECU 50 greift auf die Funktionsdaten zurück, um die Grund-Einspritzmenge QBASE zu berechnen. Wie in 2 gezeigt ist, nimmt der Wert der Grund-Einspritzmenge QBASE zu, wenn der Wert des Ausmaßes ACCP, in welchem das Gaspedal niedergedrückt wird, zunimmt, und entsprechend einem Wert der Abnahme der Maschinendrehzahl NE.
Die ECU 50 berechnet auch den maximalen Einspritzbetrag QMAX basierend auf der Maschinendrehzahl NE, dem Ansaugdruck PM, der Kühlmitteltemperatur THW und der Brennstofftemperatur THF. Die ECU 50 vergleicht den maximalen Einspritzbetrag QMAX mit dem Grund-Einspritzbetrag QBASE und setzt den niedrigeren Wert als endgültigen Einspritzbetrag QFIN fest.
Wenn beispielsweise der Wert der Maschinendrehzahl NE gleich ist NE1 und der Grad ACCP des Niederdrückens des Gaspedals gleich ist ACCP1, liegt der berechnete Grund-Einspritzbetrag QBASE bei QBASE1. Wenn der Wert des berechneten maximalen Einspritzbetrages QMAX gleich ist QMAX1, so ist der Wert QBASE1 kleiner als der Wert QMAX1. Es wird daher der Wert QBASE1 des Grund-Einspritzbetrages QBASE als der endgültige Einspritzbetrag QFIN ausgewählt.
Wenn der Grad ACCP, in welchem das Gaspedal niedergedrückt wird, auf den Wert ACCP2 zunimmt, wobei die Maschinendrehzahl NE auf dem Wert NE bleibt, so liegt der Grund-Einspritzbetrag QBASE bei QBASE2. In diesem Fall wird der Wert des maximalen Einspritzbetrages QMAX gleich QMAX1. Da der Wert QMAX1 kleiner ist als der Wert QBASE2, wird der maximale Einspritzbetrag QMAX, der den Wert QMAX1 hat, als endgültiger Einspritzbetrag QFIN ausgewählt.
Auf diese Weise wird der endgültige Einspritzbetrag QFIN immer gleich mit oder kleiner als der maximale Brennstoffeinspritzbetrag QMAX gehalten. Es wird somit verhindert, daß die Menge des Brennstoffes übermäßig groß wird, und zwar in Relation zu der Luftmenge, die in die Verbrennungskammern eingeleitet wird. Dies begrenzt auch den maximalen Wert der Maschinendrehzahl NE.
Wenn der Schlüsselschalter 52 sich in der EIN-Position befindet, führt die ECU 50 verschiedene Kompensationen hinsichtlich des endgültigen Einspritzbetrages QFIN durch. Die ECU 50 steuert dann das elektromagnetische Ventil 3 basierend auf dem kompensierten endgültigen Einspritzbetrag QFIN. Als ein Ergebnis spritzt die Ein spritzvorrichtung 2 eine Brennstoffmenge in die Verbrennungskammer ein, die durch den kompensierten endgültigen Einspritzbetrag QFIN repräsentiert ist. Auf diese Weise wird die Brennstoffeinspritzmenge so gesteuert, daß sie für den Laufzustand der Maschine 1 geeignet ist.
Wenn der Schlüsselschalter 52 in die AUS-Position bewegt wird, reduziert die ECU 50 allmählich den endgültigen Einspritzbetrag QFIN und steuert die Brennstoffeinspritzung basierend auf dem reduzierten endgültigen Einspritzbetrag QFIN. Wenn daher der Schlüsselschalter ausgeschaltet oder ausgedreht wird, wird die Maschinendrehzahl NE allmählich abgesenkt, und zwar mit Absenken der Brennstoffeinspritzmenge, und die Maschine 1 wird schließlich angehalten. Dieser Prozeß, bei dem die Maschine angehalten wird, indem allmählich der Brennstoffeinspritzbetrag reduziert wird, wird im folgenden als "Maschinenanhalte-Einspritzsteuerung" bezeichnet. Die Maschinenanhalte-Einspritzsteuerung wird durchgeführt, um zu verhindern, daß die Maschine vibriert, wenn die Maschine angehalten wird. Die Maschinenanhalte-Einspritzsteuerung ermöglicht es auch, daß die Kurbelwelle sich kontinuierlich für eine vorbestimmte Zeitperiode dreht, nachdem der Schlüsselschalter 52 ausgedreht wurde. Somit wird die Zuführpumpe 6 dazu befähigt, Brennstoff auszutragen.
Ferner steuert die ECU 50 den Druck in der Common Rail 4. Das heißt, die ECU 50 berechnet einen Sollwert-Brennstoffdruck PTRG des Brennstoffdruckes PC in der Common Rail 4 basierend auf dem Grund-Brennstoffeinspritzbetrag QBASE und der Maschinendrehzahl NE. Der Speicher der ECU 50 speichert die Funktionsdaten, die in 3 gezeigt sind. Die Funktionsdaten von 3 definieren den Wert des Sollwert-Brennstoffdruckes PTRG basierend auf dem Grund-Einspritzbetrag QBASE und der Maschinendrehzahl NE. Die ECU 50 greift auf die Funktionsdaten von 3 zurück, um den Sollwert-Brennstoffdruck PTRG zu berechnen. Wie in 3 gezeigt ist, nimmt der Wert des Sollwert-Brennstoffdruckes PTRG zu, wenn der Wert der Maschinendrehzahl NE zunimmt und wenn der Wert des Grund-Einspritzbetrages QBASE zunimmt. Dies ist deshalb der Fall, da die Brennstoffzerstäubung gefördert werden muß, und zwar durch Erhöhen des Brennstoffdruckes PC in der Common Rail 4, wenn die auf die Maschine 1 wirkende Last größer ist oder wenn die Maschinendrehzahl NE hoch ist.
Die ECU 50 steuert PCV 10 in solcher Weise, daß der Brennstoffdruck PC in der Common Rail 4, der durch den Brennstoffdrucksensor 22 detektiert wird, mit dem Sollwert-Brennstoffdruck PTRG übereinstimmt.
Die Beziehung zwischen dem Zustand von PCV 10 und der Brennstoffmenge, die von der Zuführpumpe 6 aus ausgetragen wird, wird nun unter Hinweis auf ein Zeitsteuerdiagramm von 4 beschrieben. 4 zeigt Änderungen in dem Zustand von PCV 10 und der Brennstoffmenge, die von der Zuführpumpe 6 ausgetragen wird, und zwar in Relation zu dem Kurbelwellenwinkel CA. Spezifischer ausgedrückt, repräsentieren die Werte (a), (c) und (e) verschiedene Betriebsmuster von PCV 10, die Werte (b), (d) und (f) repräsentieren Brennstoffaustragsmuster von der Zuführpumpe 6, die mit den PCV-Mustern (a) bzw. (c) bzw. (e) übereinstimmen bzw. diesen entsprechen, und der Wert (g) repräsentiert die Anhebung des Kolbens in der Zuführpumpe 6. In 4 sind auf der horizontalen Achse die Änderungen des Kurbelwellenwinkels CA mit der Zeit aufgetragen. Die Anhebung des Kolbens nimmt während einer Periode zwischen einem Zeitpunkt t2 und einem Zeitpunkt t6 zu. Diese Periode entspricht einem Austragshub der Zuführpumpe 6. Das Anheben des Kolbens wird zwischen dem Zeitpunkt 6 bis zu dem Zeitpunkt 7 gemindert. Diese Periode entspricht dem Ansaughub der Pumpe 6.
Während einer Periode zwischen einem Zeitpunkt t0 und einem Zeitpunkt t1, die vor dem Austraghub liegen, wird PCV 10 geöffnet, wie dies in den Mustern (a), (c) und (e) veranschaulicht ist. Daher ist die Druckerzeugungskammer der Zuführpumpe 6 mit der Rückführleitung 11 über die Rückführöffnung 6c verbunden und es wird der Brennstoff nicht der Common Rail 4 von der Druckerzeugungskammer aus zugeführt.
Zu dem Zeitpunkt t1 wird PCV 10 geschlossen, wie in (a), (c) und (e) gezeigt ist. Wenn PCV 10 geschlossen ist, wird die Druckerzeugungskammer von der Rückführöff nung 6c abgetrennt. Es kann daher Brennstoff in der Druckerzeugungskammer zum Austragen bereitstehen, und zwar in Einklang mit der Anhebung des Kolbens.
Zu dem Zeitpunkt t2 beginnt der Kolben, den Brennstoff in der Druckerzeugungskammer unter Druck zu setzen, und der Brennstoff in der Druckerzeugungskammer beginnt, sich zu der Common Rail 4 über die Austragsöffnung 6a und das Zuführrohr 5 zu bewegen. Nach dem Zeitpunkt t2 nimmt die Menge des ausgetragenen Brennstoffes allmählich zu, und zwar mit der Zunahme der Anhebung des Kolbens.
Wenn PCV 10 in diesem Zustand geöffnet wird, wird das Austragen des Brennstoffes gestoppt und der Brennstoff in der Druckerzeugungskammer wird zu dem Brennstofftank 8 über die Rückführöffnung 6c und die Rückführleitung 11 zurückgeleitet. Die ECU 50 berechnet die Zeit zum Öffnen von PCV 10 zum Anhalten der Zufuhr des Brennstoffes zu der Common Rail 4 basierend auf der Gleichung (1). Die Zeit zum Öffnen von PCV 10 wird im folgenden als "Ventilöffnungszeit TF" bezeichnet. TF = TFBASE + K(PTRG – PC) (1)
In der Gleichung (1) ist der Wert, "K" ein Koeffizient der Rückkopplungssteuerung oder einer Verstärkung. Der Wert "K" wird basierend auf der Position des Schlüsselschalters 52 während einer Brennstoffdrucksteuerroutine bestimmt, was noch an späterer Stelle beschrieben wird.
Der Wert "TFBASE" in der Gleichung (1) wird als ein Bezugswert einer Ventilöffnungszeit TF bezeichnet. Wenn die Ventilöffnungszeit TF mit der Bezugszeit TFBASE übereinstimmt, wird der Brennstoffdruck PC in der Common Rail 4 auf dem momentanen Druck gehalten. Die Bezugszeit TFBASE, die experimentell ermittelt wurde, ist eine Funktion der endgültigen Einspritzmenge QFIN und des Brennstoffdruckes PC. Der Speicher von ECU 50 speichert Funktionsdaten, welche die Beziehung zwischen der Bezugszeit TFBASE und dem endgültigen Einspritzbetrag QFIN und dem Brennstoffdruck PC definieren.
Beispielsweise wird die Bezugszeit TFBASE auf eine Zeit t4 in dem Plan von 4 eingestellt. Wenn beurteilt wird, daß der Brennstoffdruck PC kleiner ist als der Sollwert-Brennstoffdruck PTRG (PTRG – PC > 0), verzögert die ECU 50 die Ventilöffnungszeit TF von der Bezugszeit TFBASE (dem Zeitpunkt t4) bis zu einem Zeitpunkt t5 (siehe (a) in 4), was einem verzögerten Kurbelwellenwinkel CA entspricht. Dies verlängert die Periode (von dem Zeitpunkt t1–t5), während welcher PCV 10 geschlossen ist. Demzufolge wird der Betrag des Brennstoffes, welcher der Common Rail 4 zugeführt wird, erhöht, und zwar verglichen mit einem Fall, bei dem die Ventilöffnungszeit TF aus der Bezugszeit TFBASE besteht (siehe (b) in 4). Als ein Ergebnis wird der Brennstoffdruck PC erhöht und die Differenz zwischen dem Brennstoffdruck PC und dem Sollwert-Brennstoffdruck PTRG (PTRG – PC) wird reduziert.
Wenn beurteilt, daß der Brennstoffdruck PC größer ist als der Sollwert-Brennstoffdruck PTRG (PTRG – PC < 0), stellt die ECU 50 die Ventilöffnungszeit TF von der Bezugszeit FBASE (dem Zeitpunkt t4) zu einem Zeitpunkt t3 vor (siehe (e) in 4), was einem vorgerückten Kurbelwellenwinkel CA entspricht. Dies verkürzt die Periode (von dem Zeitpunkt t1 bis zum Zeitpunkt t3), während welcher PCV 10 geschlossen ist. Es wird demzufolge der Betrag des Brennstoffes, welcher der Common Rail 4 zugeführt wird, reduziert, und zwar verglichen mit dem Fall, bei dem die Ventilöffnungszeit TF gleich ist der Bezugszeit TFBASE (siehe (e) in 4). Als ein Ergebnis wird der Brennstoffdruck PC reduziert und die Differenz zwischen dem Brennstoffdruck PC und dem Sollwert-Brennstoffdruck PTRG (PTRG – PC) wird reduziert.
Wie aus Gleichung (1) offensichtlich hervorgeht, gilt, je größer der Wert der Differenz zwischen dem Brennstoffdruck PC und dem Sollwert-Druck (PTRG – PC) ist, desto größer der Wert des Vorrückens oder des Verzögerns der Ventilöffnungszeit TF wird. Somit konvergiert der Brennstoffdruck PC auf dem Sollwert-Brennstoffdruck PTRG in einer stabilen Weise.
Wie oben beschrieben ist, wird eine vorbestimmte Brennstoffmenge der Common Rail 4 während des Druckerzeugungshubes (der Periode t2–t6) der Zuführpumpe 6 zugeführt. Die Pumpe 6 bewegt sich dann auf den Ansaughub zu (Periode t6–t7). Bei dem Ansaughub wird Brennstoff in den Brennstofftank 8 in die Druckerzeugungskammer über die Ansaugöffnung 6b zur Vorbereitung des nächsten Austraghubes eingeleitet.
Es wird nun im folgenden die Brennstoffdrucksteuerung oder Brennstoffdruckregelung beschrieben. 5 zeigt ein Flußdiagramm, welches eine Routine zur Steuerung des Brennstoffdruckes wiedergibt. Die ECU 50 führt die Routine in einer Unterbrechungsweise durch, und zwar bei vorbestimmten Kurbelwellenwinkelinkrementen.
Wenn in die Routine eingetreten wird, beurteilt die ECU 50, ob ein Schlüsselschalterflag XIG eingeschaltet ist, was bei dem Schritt 100 erfolgt. Das Schlüsselschalterflag XIG wird dazu verwendet, um die Position des Schlüsselschalters 52 zu beurteilen. Das Schlüsselschalterflag XIG ist Eins, wenn der Schlüsselschalter 52 sich auf der EIN-Position befindet, und ist Null, wenn sich der Schlüsselschalter 52 in der AUS-Position befindet. Wenn das Flag XIG Eins ist, bewegt sich die ECU 50 zu dem Schritt 106 und beurteilt, ob die Maschinendrehzahl NE größer ist als Null, das heißt die ECU 50 beurteilt, ob die Zuführpumpe 6 dazu befähigt ist, Brennstoff zu der Common Rail 4 zuzuführen.
Wenn die Bestimmung bei dem Schritt 106 negativ ausfällt, das heißt, wenn die Zuführpumpe 6 nicht in Betrieb ist, bewegt sich die ECU 50 zu dem Schritt 110. Wenn die Bestimmung bei dem Schritt 106 positiv ausfällt, bewegt sich die ECU 50 auf der anderen Seite zu dem Schritt 107. Bei dem Schritt 107 stellt die ECU 50 den Rückkopplungskoeffizienten K ein, der dazu verwendet wird, um die Ventilöffnungszeit TF zu berechnen, und zwar auf einen vorbestimmten Wert K1. Die ECU 50 bewegt. sich dann zu dem Schritt 108. Bei dem Schritt 108 berechnet die ECU 50 den Sollwert-Brennstoffdruck PTRG basierend auf dem momentanen Grund-Einspritzbetrag QBASE und der momentanen Maschinendrehzahl NE.
Wenn die Bestimmung bei dem Schritt 100 negativ ist, das heißt, wenn der Schlüsselschalter 52 sich in der AUS-Position befindet, bewegt sich die ECU 50 zu dem Schritt 101. Bei dem Schritt 101 beurteilt die ECU 50, ob ein Hauptrelaisflag XMR Eins ist. Das Hauptrelaisflag XMR ist immer Eins, wenn das Schlüsselschalterflag XIG Eins ist. Das Flag XMR wird von Eins auf Null geändert, wenn das Schreiben von Fehlfunktionsdiagnoseergebnissen und vielfältige Prozesse zum Anhalten der Maschine 1 vervollständigt worden sind.
Wenn die Bestimmung bei dem Schritt 101 negativ ausfällt, das heißt, wenn das Hauptrelaisflag XMR gleich Null ist, bewegt sich die ECU 50 zu dem Schritt 110. Wenn das Hauptrelaisflag XMR auf Null gestellt ist, wird die Wicklung 51b entregt und der Schalter 51a wird geöffnet. Als ein Ergebnis wird der Strom zu der ECU 50 beendet.
Wenn die Bestimmung bei dem Schritt 101 positiv ausfällt, führt die ECU 50 die Schritte 102–105 aus. Die Schritte 102–105 sind dafür bestimmt, um den Brennstoffdruck PC in der Common Rail 4 auf einen Wert einzustellen, der für das Starten der Maschine 1 geeignet ist.
Bei dem Schritt 102 stellt die ECU 50 einen Wert NEOFF als die Maschinendrehzahl NE ein, die aufgezeichnet wird, wenn der Schalter 52 von der EIN-Position in die AUS-Position bewegt wird. Daher ist die Maschinendrehzahl NEOFF die Maschinendrehzahl NE zu einem Zeitpunkt, wenn der Schlüsselschalter ausgedreht wird. Das Schalten des Schlüsselschalters 52 wird basierend auf der Tatsache detektiert, daß das Schlüsselschalterflag XIG, welches bei dem früheren Zyklus der Routine auf Eins lag, auf Null geändert wird, und zwar in der laufenden Routine.
Bei dem Schritt 103 berechnet die ECU 50 den angefragten Druckwert PTRGSTA basierend auf der Kühlmitteltemperatur THW. Der angefragte Brennstoffdruck PTRGSTA ist ein angefragter oder gewünschter Wert des Brennstoffdruckes PC, wenn die Maschine erneut gestartet wird. Der Speicher der ECU 50 speichert Funktionsdaten, die in 6 gezeigt sind. Eine ausgezogene Linie gibt die Beziehung zwischen der Kühlmitteltemperatur THW und dem angefragten Brennstoffdruck PTRGSTA wieder. Die ECU 50 verwendet diese Daten, um den angefragten Brennstoffdruck PTRGSTA zu berechnen. Wie in 6 gezeigt ist, gilt, je niedriger die Kühlmitteltemperatur THW ist, desto größer der Wert des angefragten Brennstoffdruckes PTRGSTA wird. Eine niedrigere Kühlmitteltemperatur THW, welche eine niedrigere Temperatur der Maschine 1 wiedergibt, behindert die Zerstäubung des eingespritzten Brennstoffes. Es muß daher der Brennstoffdruck PC oder der Druck des eingespritzten Brennstoffes erhöht werden, um die Zerstäubung des eingespritzten Brennstoffes zu fördern, um das Starten der Maschine 1 zu vereinfachen.
Bei dem Schritt 104 berechnet die ECU 50 den Rückkopplungskoeffizienten K basierend auf der Maschinendrehzahl NEOFF, wenn der Schalter 52 in die AUS-Position bewegt wird. Der Speicher der ECU 50 speichert die Funktionsdaten, die in 7 gezeigt sind, eine ausgezogene Linie gibt die Beziehung zwischen dem Rückkopplungskoeffizienten K und der Maschinendrehzahl NEOFF wieder, wenn der Schalter 52 in die AUS-Position bewegt wird. Die ECU 50 verwendet diese Daten, um den Rückkopplungskoeffizienten K zu berechnen. Wie in 7 gezeigt ist, ist der Rückkopplungskoeffizient K immer größer als der Wert K1, der bei dem Schritt 107 eingestellt wird, wenn das Schlüsselschalterflag XIG Eins ist. Auch gilt, je kleiner der Wert der Maschinendrehzahl NEOFF ist, desto größer der Wert des Koeffizienten K wird.
Der Rückkopplungskoeffizient K wird aus den folgenden Gründen variiert. Wenn der Schlüsselschalter 52 in die AUS-Position bewegt wird, wird die Maschinendrehzahl NE abgesenkt und die Drehung der Kurbelwelle hört nach einer bestimmten Periode auf. Die Zuführpumpe 6 ist dazu befähigt, Öl der Common Rail 4 lediglich dann zuzuführen, wenn sich die Kurbelwelle in Drehung befindet. Es muß daher der Brennstoffdruck PC auf den Sollwert-Brennstoffdruck PTRG so früh wie möglich erhöht werden, indem die Rückkopplungsverstärkung erhöht wird oder indem der Koeffizient K entsprechend eingestellt wird.
Zweitens gilt, je niedriger die Maschinendrehzahl NEOFF ist, desto kürzer die Periode wird, und zwar von dem Zeitpunkt des Ausschaltens des Schlüsselschalters 52 bis zu dem Zeitpunkt, bei dem die Kurbelwelle anhält. Es muß daher die Rückkopplungsverstärkung oder der Koeffizient K weiter erhöht werden, wenn die Maschinendrehzahl NEOFF relativ niedrig ist.
Bei einem nachfolgenden Schritt 105 substituiert die ECU 50 den angeforderten Brennstoffdruck PTRGSTA durch den Sollwert-Brennstoffdruck PTRG.
Nach der Ausführung des Schrittes 105 oder 108 oder, wenn die Bestimmung bei dem Schritt 101 oder bei dem Schritt 106 negativ ausfällt, bewegt sich die ECU 50 zu dem Schritt 110. Bei dem Schritt 110 berechnet die ECU 50 die Bezugszeit TFBASE. Die ECU 50 bewegt sich dann zu dem Schritt 112 und berechnet die Ventilöffnungszeit TF basierend auf der Bezugszeit TFBASE, ferner basierend auf dem Rückkopplungskoeffizienten K, dem Sollwert-Brennstoffdruck PTRG und anhand des Brennstoffdruckes PC. Die ECU 50 steuert die Zeit zum Schließen des PCV 10 basierend auf der Ventilöffnungszeit TF in einer anderen Steuerroutine.
Die Steuerung des Brennstoffdruckes PC wird nun im folgenden beschrieben. 8 zeigt ein Zeitsteuerdiagramm, welches Änderungen des Brennstoffdruckes PC veranschaulicht, wenn der Schlüsselschalter 52 ausgedreht wird, während das Gaspedal 15 überhaupt nicht niedergedrückt ist und die Maschinendrehzahl NE allmählich abnimmt.
Das Gaspedal 15 wird zu einem Zeitpunkt t0 freigegeben. Danach wird der Sollwert-Brennstoffdruck PTRG abgesenkt, da der Grund-Einspritzbetrag QBASE und die Maschinendrehzahl NE abgesenkt werden. Wie durch eine ausgezogene Linie veranschaulicht ist, wird der Brennstoffdruck PC allmählich auf einen Wert PC1 abgesenkt, der niedriger ist als der angefragte Brennstoffdruck PTRGSTA, um die Maschine 1 zu starten.
Der Schlüsselschalter 52 wird zu einem Zeitpunkt t1 ausgeschaltet und der Sollwert-Brennstoffdruck PTRG wird durch den angefragten Brennstoffdruck PTRGSTA ersetzt, was für das Starten der Maschine 1 geeignet ist. Die Ventilöffnungszeit TF wird verzögert, wenn der Brennstoffdruck PC niedriger ist als der Sollwert-Brennstoffdruck PTRG (von dem Zeitpunkt t1 bis zum Zeitpunkt t2). Es wird daher der Brennstoffdruck PC erhöht, um sich dem Sollwert-Brennstoffdruck PTRG anzunähern, und zwar durch Erhöhen des Brennstoffbetrages bzw. der Brennstoffmenge, die der Common Rail 4 zugeführt wird.
Wenn der Brennstoffdruck PC zu dem Zeitpunkt t2 mit dem Sollwert-Brennstoffdruck PTRG übereinstimmt, wird die Ventilöffnungszeit TF auf die Bezugs-Ventilöffnungszeit TFBASE geändert. Nach dem Zeitpunkt t2 wird die Ventilöffnungszeit TF auf der Bezugs-Ventilöffnungszeit TFBASE gehalten. Es wird somit der Brennstoffdruck PC auf dem Sollwert-Brennstoffdruck PTRG gehalten oder auf dem angeforderten Brennstoffdruck PTRGSTA, der für das Starten der Maschine 1 geeignet ist.
Wenn die Brennstoffeinspritzung und die Brennstoffübertragung zu dem gleichen Zeitpunkt gestoppt werden, wenn der Schlüsselschalter 52 ausgeschaltet wird, wie dies beim Stand der Technik der Fall ist, wird der Brennstoffdruck PC auf einem Wert (PC1) gehalten, der durch eine strichlierte Linie angezeigt ist. Der Druck PC1 ist niedriger als der Brennstoffdruck, wenn der Schlüsselschalter 52 ausgedreht wird, das heißt, niedriger als der angefragte Brennstoffdruck PTRGSTA, der für das Starten der Maschine 1 geeignet ist. Zum erneuten Starten der Maschine 1 muß der Brennstoffdruck PC auf den angefragten Brennstoffdruck PTRGSTA erhöht werden, bevor mit der Brennstoffeinspritzung begonnen wird. Dies verlängert die Zeit, die zum Starten der Maschine 1 erforderlich ist. In anderen Fällen wird Brennstoff, der nicht in ausreichender Weise zerstäubt ist, in die Verbrennungskammern eingespritzt. Dies führt dazu, daß die Maschine 1 schwerer gestartet werden kann.
Selbst wenn jedoch bei dieser Ausführungsform der Brennstoffdruck PC niedriger liegt als der angefragte Brennstoffdruck PRTGSTA, wenn der Schlüsselschalter 52 aus gedreht wird, wird der Druck PC auf den angefragten Brennstoffdruck PTRGSTA erhöht. Es wird daher Brennstoff auf einem Druck eingespritzt, der zum Starten der Maschine 1 geeignet ist, wenn die Maschine 1 erneut angelassen wird. Als ein Ergebnis wird das Starten der Maschine verbessert.
Wenn das Gaspedal 15 nicht ganz niedergedrückt wird, das heißt, wenn die Maschine 1 leer läuft, wird die Maschinendrehzahl NE niedrig. Eine plötzliche Erhöhung in einer externen Last, die auf die Maschine 1 wirkt, und zwar in diesem Zustand, senkt die Maschinendrehzahl NE ab. Die Abnahme er Maschinendrehzahl NE kann zum Abwürgen der Maschine führen.
Es wird daher bei einer typischen Dieselmaschine der Grund-Einspritzbetrag QBASE dann erhöht (beispielsweise von dem Punkt A auf den Punkt B in 2), wenn die Maschinendrehzahl NE abfällt, während die Maschine leer läuft. Auch wird der Sollwert-Brennstoffdruck PTRG (beispielsweise von dem Punkt A auf den Punkt B in 3) erhöht, und zwar, wenn sich der Grund-Einspritzbetrag QBASE erhöht. Das Erhöhen des Grund-Einspritzbetrages QBASE und des Sollwert-Brennstoffdruckes PTRG erhöht die Maschinendrehzahl NE, wodurch ein Durchdrehen der Maschine 1 verhindert wird.
Es wird jedoch bei der Dieselmaschine 1, die bei dieser Ausführungsform veranschaulicht ist, der Brennstoffeinspritzbetrag allmählich reduziert, um zu verhindern, daß die Maschine vibriert, wenn die Maschine 1 angehalten wird. Bei diesem Maschinentyp kann der Sollwert-Brennstoffdruck PTRG höher eingestellt werden als der angefragte Brennstoffdruck PTRGSTA, wenn die Maschinendrehzahl NE abgesenkt wird.
Wenn beispielsweise die Rückkopplungssteuerung des Brennstoffdruckes PC einfach fortgesetzt wird, nachdem Schlüsselschalter 52 ausgeschaltet wurde, kann der Brennstoffdruck PC einer Zwei-Punkt-Strichlierungslinie in 8 folgen. Das heißt, es wird der Brennstoffdruck PC erhöht, wenn sich die Maschinendrehzahl NE absenkt, und wird auf einem Wert PC2 gehalten, der höher liegt als der angefragte Brennstoffdruck PTRGSTA. Als ein Ergebnis wird Brennstoff mit einem Druck eingespritzt, der höher liegt als der angefragte Brennstoffdruck PTRGSTA, wenn die Maschine 1 erneut gestartet wird. Dies führt zu einer übermäßigen Zerstäubung des eingespritzten Brennstoffes, wodurch sich der Zünddruck in der Verbrennungskammer plötzlich ändert. Das plötzliche Ändern des Zünddruckes verursacht Geräusche.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird der Sollwert-Brennstoffdruck PTRG nicht basierend auf der Maschinendrehzahl NE und dem Grund-Brennstoffeinspritzbetrag QBASE berechnet, nachdem der Schlüsselschalter 52 ausgedreht worden ist. Statt dessen wird der Sollwert-Brennstoffdruck PTRG auf den angefragten Brennstoffdruck PTRGSTA geändert, was basierend auf der Kühlmitteltemperatur THW festgelegt wird. Daher übersteigt der Brennstoffdruck PC nicht den angefragten Brennstoffdruck PTRGSTA, wenn die Maschine 1 angehalten wird. Als ein Ergebnis gelangt die Maschine 1 nicht in einen Vibrationszustand, wenn sie angehalten wird. Ferner werden Geräusche der Maschine 1 unterdrückt, wenn die Maschine 1 gestartet wird.
Ferner gilt bei der vorliegenden Ausführungsform, je niedriger die Kühlmitteltemperatur THW ist, desto höher der angefragte Brennstoffdruck PTRGSTA wird. Selbst wenn daher die Maschine 1 angehalten wird, bevor die Maschine 1 warm geworden ist, verhindert das Starten der Maschine unmittelbar danach nicht die Zerstäubung des Brennstoffes. Es wird somit die Zündung der Maschine verbessert. Wenn auf der anderen Seite die Maschine 1 angehalten wird, nachdem sie aufgewärmt worden ist und dann danach unmittelbar gestartet wird, wird die Zerstäubung des Brennstoffes in optimaler Weise unterdrückt. Dies reduziert die Geräusche, die durch das Anlassen der Maschine 1 verursacht werden.
Nachdem der Schlüsselschalter 52 ausgedreht worden ist, wird der Brennstoffdruck PC durch die Zuführpumpe 6 erhöht. Daher benötigt diese Ausführungsform keine Extrapumpe zum Erhöhen des Brennstoffdruckes PC. Dies vereinfacht die Konstruktion des Brennstoffdrucksteuergerätes.
Es wird der Rückkopplungskoeffizient K (Rückkopplungsverstärkung) erhöht, nachdem der Schlüsselschalter 52 ausgedreht worden ist, verglichen mit einem Fall, bei dem der Schalter 52 sich in der EIN-Position befindet. Dies ermöglicht es, daß der Brennstoffdruck PC schnell den Sollwert-Brennstoffdruck PTRG erreicht. Es wird somit, wenn die Kurbelwelle angehalten wird, der Brennstoffdruck PC auf den Sollwert-Brennstoffdruck PTRG gebracht, bevor die Zuführpumpe 6 unfähig wird, den Brennstoffdruck PC zu erhöhen.
Wenn beispielsweise der Schlüsselschalter 52 ausgedreht wird, wenn die Maschinendrehzahl NE niedrig ist, wird die Kurbelwelle in einer relativ kurzen Periode angehalten. Jedoch besitzt der Rückkopplungskoeffizient K einen größeren Wert für eine niedrigere Maschinendrehzahl NEOFF, wenn der Schalter 52 ausgedreht wird. Selbst wenn daher die Kurbelwelle in einer kurzen Periode angehalten wird, nachdem der Schlüsselschalter 52 ausgedreht wurde, wird der Brennstoffdruck PC positiv erhöht, und zwar auf den Sollwert-Brennstoffdruck PTRG, bevor die Zuführpumpe 6 mit ihrem Betrieb aufhört.
Es wird nun eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die Unterschiede zwischen der Ausführungsform gemäß den 1–8 werden weiter unten erläutert und es sind solche Komponenten, die ähnlich sind mit oder die gleichen sind wie die entsprechenden Komponenten der Ausführungsform gemäß den 1–8 mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Bei dieser Ausführungsform unterscheidet sich die Steuerung des Brennstoffdruckes PC von derjenigen der Ausführungsform nach den 1–8. Bei der Ausführungsform gemäß den 1–8 wird der Sollwert-Brennstoffdruck PTRG auf den angefragten oder angeforderten Brennstoffdruck PTRGSTA geändert, nachdem der Schlüsselschalter 52 ausgedreht wurde. Die Ventilöffnungszeit TF von PCV 10 wird basierend auf der Differenz (PTRG – PC) zwischen dem geänderten Sollwert-Brennstoffdruck PTRG und dem Brennstoffdruck PC bestimmt. Bei dieser Ausführungsform wird die Zuführpumpe 6 so gesteuert, um ihren Brennstoffaustrag zu maximieren, wenn der Brennstoffdruck PC niedriger liegt als der Sollwert-Brennstoffdruck PTRG, wenn der Schlüsselschalter 52 ausgedreht wird. Wenn der Brennstoffdruck PC höher liegt als der Sollwert-Brennstoffdruck PTRG, wird die Zuführpumpe 6 so gesteuert, um das Austragen des Brennstoffes anzuhalten.
Die Steuerung des Brennstoffdruckes PC gemäß dieser Ausführungsform wird nun im folgenden beschrieben. 9 zeigt ein Flußdiagramm mit einer Routine zur Steuerung des Brennstoffdruckes PC. Diese Routine bildet einen Interrupt, der durch die ECU 50 bei vorbestimmten Kurbelwellenwinkelinkrementen ausgeführt wird.
Wenn in die Routine eingetreten wird, beurteilt die ECU 50, ob ein Schlüsselschalterflag XIG sich auf Eins befindet, was bei dem Schritt 200 erfolgt. Wenn die Bestimmung positiv verläuft, bewegt sich die ECU 50 zu dem Schritt 210 und beurteilt, ob die Maschinendrehzahl NE größer ist als Null, das heißt die ECU 50 beurteilt, ob die Zuführpumpe 6 dazu befähigt ist, Brennstoff der Common Rail 4 zuzuführen.
Wenn die Bestimmung bei dem Schritt 210 positiv verlaufen ist, bewegt sich die ECU 50 zu dem Schritt 212. Bei dem Schritt 212 berechnet die ECU 50 die Ventilöffnungszeit TF unter Verwendung der Gleichung (1) und sie setzt zeitweilig die nachfolgende Verarbeitung aus. Der Rückkopplungskoeffizient K ist ein festgelegter Wert und ist immer gleich dem Wert K1.
Wenn die Bestimmung bei dem Schritt 210 negativ verlaufen ist, das heißt, wenn die Kurbelwelle sich nicht dreht und die Zuführpumpe 6 nicht dazu befähigt ist, Brennstoff auszutragen, so setzt die ECU 50 die nachfolgende Verarbeitung zeitweilig aus.
Wenn die Bestimmung bei dem Schritt 200 negativ ist, so bewegt sich die ECU 50 zu dem Schritt 202 und beurteilt, ob das Hauptrelaisflag XMR Eins ist. Wenn die Bestimmung positiv verlaufen ist, bewegt sich die ECU 50 zu dem Schritt 203 und beurteilt, ob der Brennstoffdruck PC niedriger liegt als der angefragte Brennstoffdruck PTRGSTA. Wie bei der Ausführungsform gemäß den 1–8, wird der angeforderte Brennstoffdruck PTRGSTA basierend auf der Kühlmitteltemperatur THW bestimmt.
Wenn die Bestimmung bei dem Schritt 203 negativ verlaufen ist, das heißt, wenn der Brennstoffdruck PC gleich ist mit oder höher ist als der angefragte Brennstoffdruck PTRGSTA, bewegt sich die ECU 50 zu dem Schritt 206 und stoppt zeitweilig die Steuerung des PCV 10. Es wird daher das PCV 10 offen gehalten und kommuniziert mit der Druckerzeugungskammer der Zuführpumpe 6 mit der Rückführleitung oder dem Rückführrohr 11 über die Rückleitöffnung 6c. Ferner stoppt die Pumpe 6 zeitweilig die Zufuhr des Brennstoffes zu der Common Rail 4. Wenn in diesem Fall die Brennstoffeinspritzung fortgesetzt wird, nachdem der Schlüsselschalter 52 ausgeschaltet wurde, fällt der Brennstoffdruck PC plötzlich ab. Wenn die Brennstoffeinspritzung angehalten ist, wird der Brennstoffdruck PC auf dem momentanen Wert gehalten.
Wenn die Bestimmung bei dem Schritt 203 positiv verlaufen ist, bewegt sich die ECU 50 zu dem Schritt 204 und ändert die Ventilöffnungszeit TF auf die größte Verzögerungszeit TFMAX. Dies maximiert die Brennstoffmenge, die von der Zuführpumpe 6 ausgegeben wird.
Nach der Ausführung des Schrittes 204 oder 206 oder, wenn die Bestimmung bei dem Schritt 202 negativ verlaufen ist, setzt die ECU 50 die momentane Routine zeitweilig aus.
Die Ausführungsform gemäß 9 bietet die folgenden Vorteile.
Wenn der Brennstoffdruck PC so beurteilt wird, daß er niedriger liegt als der angeforderte Brennstoffdruck PTRGSTA, nachdem der Schlüsselschalter 52 ausgedreht wurde, wird PCV 10 in solcher Weise gesteuert, daß die Brennstoffmenge, die von der Zuführpumpe 6 ausgegeben wird, maximiert wird. Dies maximiert die Geschwindigkeit, mit welcher der Brennstoffdruck PC auf den angefragten Brennstoffdruck PTRGSTA gebracht wird. Es wird daher der Brennstoffdruck PC in positiver Weise auf den ange fragten Brennstoffdruck PTRGSTA angehoben, nachdem die Kurbelwelle mit ihrer Drehung aufgehört hat und bevor die Zuführpumpe 6 unfähig ist, den Brennstoffdruck PC zu erhöhen.
Wenn der Brennstoffdruck PC so beurteilt wird, daß er gleich ist mit oder höher ist als der angefragte Brennstoffdruck PTRGSTA, nachdem der Schlüsselschalter 52 ausgedreht wurde, stoppt die Zuführpumpe 6 das Austragen oder Abgeben von Brennstoff. Es wird daher der Brennstoffdruck PC in positiver Weise auf den angefragten Brennstoffdruck PTRGSTA abgesenkt, nachdem die Maschine 1 angehalten wurde und bevor die Brennstoffeinspritzung beendet wird.
Es wird nun eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die Unterschiede zu der Ausführungsform gemäß den 1–8 werden weiter unten im wesentlichen erläutert und solche Komponenten, die ähnlich sind mit oder die gleichen sind wie die entsprechenden Komponenten der Ausführungsform gemäß den 1–8 sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Wie bei der Ausführungsform nach den 1–8 wird die Brennstoffdrucksteuerroutine von 5 bei dieser Ausführungsform ausgeführt. Ferner wird eine Brennstoffeinspritzsteuerung durchgeführt, wenn die Maschine 1 angehalten wird.
Die Maschinenanhalte-Einspritzsteuerung wird nicht unmittelbar nach dem Ausdrehen des Schlüsselschalters 52 ausgeführt. Statt dessen wird die normale Brennstoffeinspritzung basierend auf dem Grad ACCP des Niederdrückens des Gaspedals und basierend auf der Maschinendrehzahl NE so lange fortgesetzt, bis eine vorbestimmte Zeitperiode verstrichen ist. Das heißt, wenn der Brennstoffdruck PC höher ist als der angefragte Brennstoffdruck PTRGSTA, wenn der Schlüsselschalter 52 ausgedreht wird, wird der Brennstoffdruck PC schnell auf den angefragten Brennstoffdruck PTRGSTA abgesenkt. Die Zeit, während welcher die normale Brennstoffeinspritzung fortgeführt wird, ist signifikant kurz. Mit anderen Worten, wird der Brennstoffdruck PC auf den angefragten Brennstoffdruck PRTGSTA innerhalb einer sehr kurzen Zeit abge senkt. Daher stört die fortgeführte normale Brennstoffeinspritzung den Fahrer nicht, der den Schlüsselschalter 52 ausgedreht hat.
Es wird nun die Brennstoffeinspritzung beschrieben, wenn die Maschine 1 angehalten wird. 11 zeigt ein Flußdiagramm, welches eine Routine zur Steuerung der Brennstoffeinspritzung veranschaulicht, wenn die Maschine gestoppt wird. Diese Routine bildet einen Interrupt, der durch die ECU 50 in vorbestimmten Zeitintervallen ausgeführt wird.
Wenn in die Routine eingetreten wird, beurteilt die ECU 50, ob ein Schlüsselschalterflag XIG Eins ist, was bei dem Schritt 300 erfolgt. Wenn die Bestimmung negativ ist, befindet sich der Schlüsselschalter 52 in der AUS-Position. Die ECU 50 bewegt sich dann zu dem Schritt 302 und setzt die Maschinendrehzahl NEOFF, wenn der Schlüsselschalter 52 ausgedreht wird.
Bei einem nachfolgenden Schritt 304 berechnet die ECU 50 eine Brennstoffeinspritzungsfortsetzungszeit NECT basierend auf der Maschinendrehzahl NEOFF, wenn der Schlüsselschalter 52 ausgedreht wird. Die Fortsetzungszeit NECT ist eine Periode, gerechnet von dem Moment, wenn der Schlüsselschalter 52 ausgeschaltet wird, bis zu denn Moment, wenn die Maschinenanhalte-Einspritzsteuerung gestartet wird. Der Speicher der ECU 50 speichert die Funktionsdaten, die in 10 gezeigt sind. Eine ausgezogene Linie repräsentiert die Beziehung zwischen der Maschinendrehzahl NEOFF und der Brennstoffeinspritzungsfortsetzungszeit NECT. Die ECU 50 verwendet diese Daten, um die Fortsetzungszeit NECT zu berechnen.
Wie in 10 gezeigt ist, gilt, je größer die Maschinendrehzahl NEOFF ist, desto länger die Fortsetzungszeit NECT wird. Diese Beziehung zwischen NEOFF und NECT wird aus dem. folgenden Grund bestimmt. Je höher die Maschinendrehzahl NEOFF ist, desto höher liegt der Brennstoffdruck PC, wenn der Schlüsselschalter 52 ausgeschaltet oder ausgedreht wird. Es bedarf daher einer langen Zeitperiode, um den Brennstoffdruck PC auf den angefragten Brennstoffdruck PTRGSTA abzusenken.
Bei dem Schritt 306 inkrementiert die ECU 50 eine Zeitperiode CIGOFF um eine Zeit, die der Länge der Routine von 11 entspricht. Die Zeitperiode CIGOFF repräsentiert die Zeit, die verstrichen ist, seit der Schlüsselschalter 52 ausgedreht wurde.
Bei dem Schritt 308 beurteilt die ECU 50, ob die Zeitperiode CIGOFF die Fortsetzungszeit NECT überschritten hat, das heißt, ob eine vorbestimmte Zeit (nämlich NECT) verstrichen ist, nachdem der Schlüsselschalter 52 ausgedreht oder ausgeschaltet wurde. Wenn die Bestimmung negativ ist, bewegt sich die ECU 50 zu dem Schritt 310. Wenn die Bestimmung bei dem Schritt 300 positiv verlaufen ist, bewegt sich die ECU 50 zu dem Schritt 320 und initialisiert die Zeitperiode CIGOFF auf Null. Die ECU 50 bewegt sich dann zu dem Schritt 310.
Bei dem Schritt 310 setzt die ECU 50 ein Flag XSTOP auf Null. Das Flag XSTOP wird dazu verwendet, zu beurteilen, ob die Maschinenanhalte-Einspritzsteuerung gestartet wurde. Die ECU 50 beurteilt den Zustand des Flags XSTOP in einer anderen Einspritzsteuerroutine. Wenn das Flag XSTOP Null ist, führt die ECU 50 die normale Brennstoffeinspritzsteuerung durch. Wenn das Flag XSTOP Eins ist, schaltet die ECU 50 die normale Brennstoffeinspritzsteuerung auf die Maschinenanhalte-Einspritzsteuerung um, wodurch dann die Maschine 1 zum Anhalten gebracht wird.
Wenn die Bestimmung bei dem Schritt 308 positiv ist, das heißt, wenn die vorbestimmte Zeit verstrichen ist, seit der Schlüsselschalter 52 ausgedreht worden ist, bewegt sich die ECU 50 zu dem Schritt 312 und stellt das Flag XSTOP auf Eins.
Nach der Durchführung des Schrittes 310 oder 312 setzt die ECU 50 die momentane Routine zeitweilig aus.
Wie oben beschrieben ist, wird die Maschinenanhalte-Einspritzsteuerung gestartet, nachdem die vorbestimmte Periode verstrichen ist, seit der Schlüsselschalter 52 ausgedreht wurde. Mit anderen Worten, wird die normale Brennstoffsteuerung für die vorbe stimmte Periode durchgeführt. Die Dieselmaschine 1 läuft daher weiterhin normal, und zwar für eine vorbestimmte Zeit, nachdem der Schalter 52 ausgedreht worden ist. Danach wird die Maschinendrehzahl NE allmählich abgesenkt, bis die Maschine 1 zum Halten gebracht wird.
Änderungen der Maschinendrehzahl NE und des Brennstoffdruckes PC werden nun unter Hinweis auf die Zeitsteuerpläne der 12 und 13 beschrieben.
In 12 repräsentiert eine ausgezogene Linie einen Fall, bei dem die Maschinendrehzahl NEOFF relativ niedrig liegt (NEOFF1) und eine strichlierte Linie repräsentiert einen Fall, bei dem die Maschinendrehzahl NEOFF relativ hoch ist (NEOFF2). In beiden Fällen wird der Schlüsselschalter 52 zu einem Zeitpunkt t1 ausgeschaltet.
Im Fall der Maschinendrehzahl NEOFF1 besteht die Einspritzfortsetzungszeit NECT aus einer Periode NECT1, die von der Zeit t1 aus andauert, zu welchem Zeitpunkt der Schlüsselschalter 52 ausgeschaltet oder ausgedreht wird, bis zu einem Zeitpunkt t2. Während der Periode NECT1 wird die Maschinendrehzahl NE aufrecht erhalten. Zu dem Zeitpunkt t2 wird die Maschinenanhalte-Einspritzsteuerung gestartet und die Menge des eingespritzten Brennstoffes wird allmählich reduziert. Dies senkt allmählich die Maschinendrehzahl NE ab. Zu einem Zeitpunkt t3 wird die Brennstoffeinspritzung gestoppt und demzufolge wird die Verbrennung des Brennstoffes angehalten. Als ein Ergebnis fällt die Maschinendrehzahl NE sehr schnell ab. Die Dieselmaschine 1 hört mit ihrem Laufen auf, und zwar zu einem Zeitpunkt t4.
Im Fall der Maschinendrehzahl NEOFF2 besteht die Einspritzfortsetzungszeit NECT aus einer relativ langen Zeitperiode NECT2 (NECT2 > NECT1). Es wird daher die normale Brennstoffeinspritzung für eine relativ lange Zeitdauer fortgesetzt (von dem Zeitpunkt t1 bis zu einem Zeitpunkt t5). Wenn somit NECT1 verwendet wird, so ist die gesamte Menge des Brennstoffes, der zwischen dem Zeitpunkt, bei welchem der Schlüsselschalter 52 ausgedreht wird, und dem Zeitpunkt, bei welchem die Dieselma schine 1 angehalten wird, größer als diejenige, die während NECT1 eingespritzt wird. Mit anderen Worten, fällt der Brennstoffdruck PC um einen großen Betrag ab.
Die Maschinendrehzahl NEOFF ist relativ hoch, wenn der Schlüsselschalter 52 ausgedreht wird, während die Maschine 1 am Durchdrehen ist, das heißt, während das Gaspedal 15 gedrückt wird, wobei der Wählhebel in einer Neutralposition oder einem Neutralbereich steht. Auch unmittelbar, nachdem die Maschine 3 durchgedreht hat, führt ein Ausdrehen des Schlüsselschalters 52, bevor sich die Maschinendrehzahl NE absenkt, zu einer relativ hohen Maschinendrehzahl NEOFF.
In diesem Fall wird der Sollwert-Brennstoffdruck PTRG auf einen höheren Wert eingestellt, basierend auf der erhöhten Maschinendrehzahl NE. Unter diesen Umständen ist der Brennstoffdruck PC höher als der angefragte Brennstoffdruck PTRGSTA, der zum Starten der Maschine 1 geeignet ist. Es kann daher der Brennstoffdruck PC nicht auf den angefragten Brennstoffdruck PTRGSTA dadurch abgesenkt werden, indem man die Maschinenanhalte-Einspritzsteuerung durchführt, und zwar nachdem der Schlüsselschalter 52 ausgedreht wurde. Als ein Ergebnis wird Brennstoff mit einem Druck höher als dem angefragten Brennstoffdruck PTRGSTA eingespritzt, wenn die Maschine 1 erneut gestartet wird. Dies führt zu einer plötzlichen Änderung des Zünddruckes und verursacht Geräusche.
Wenn jedoch bei dieser Ausführungsform der Schlüsselschalter 52 zu dem Zeitpunkt t1 gedreht wird, wird der Sollwert-Brennstoffdruck PTRG auf den angefragten Brennstoffdruck PTRGSTA wie bei der ersten Ausführungsform geändert. Die reduziert die Brennstoffmenge, die von der Zuführpumpe 6 ausgetragen oder abgegeben wird. Auch wird die normale Einspritzung fortgeführt und der Brennstoffdruck PC wird plötzlich abgesenkt. Zu dem Zeitpunkt t2 wird die normale Einspritzsteuerung auf die Maschinenanhalte-Einspritzsteuerung umgeschaltet. Es wird dann die Menge des eingespritzten Brennstoffes allmählich reduziert. Jedoch wird der Brennstoffdruck PC kontinuierlich abgesenkt. Zu dem Zeitpunkt t3 erreicht der Brennstoffdruck PC den angefragten Brennstoffdruck PTRGSTA. Zu dem Zeitpunkt t4 hört die Dieselmaschine 1 mit dem Laufen auf. Von dem Zeitpunkt t3 bis zu dem Zeitpunkt t4 wird der Brennstoffdruck PC auf dem angefragten Brennstoffdruck PTRGSTA gehalten. Das heißt, es wird der Brennstoffdruck PC durch die Brennstoffeinspritzung reduziert. Jedoch sendet die Zuführpumpe 6 Brennstoff zu der Common Rail 4, wodurch dann der Druck in der Common Rail 4 erhöht wird. Demzufolge wird eine Reduzierung des Brennstoffdruckes PC kompensiert.
Die Ausführungsform gemäß den 12 und 13 bietet die folgenden Vorteile.
Es wird die normale Brennstoffeinspritzung fortgesetzt, nachdem der Schlüsselschalter 52 ausgedreht wurde. Der Brennstoffdruck PC fällt daher schnell auf den angefragten oder angeforderten Brennstoffdruck PTRGSTA ab. Daher verläuft der Einspritzdruck nicht übermäßig hoch, wenn die Maschine 1 erneut gestartet wird. Die Geräusche, die durch das Starten der Maschine 1 verursacht werden, werden entsprechend reduziert.
Es gilt auch, je höher die Maschinendrehzahl NEOFF ist, wenn der Schlüsselschalter 52 ausgedreht wird, das heißt, je höher der Brennstoffdruck PC ist, wenn der Schlüsselschalter 52 ausgedreht wird, desto länger die normale Einspritzsteuerung fortgeführt wird. Mit anderen Worten wird die Einspritzfortsetzungszeit NECT verlängert. Selbst wenn daher der Druck PC stark von dem angefragten oder angeforderten Brennstoffdruck PTRGSTA abweicht, wird der Brennstoffdruck PC in positiver Weise auf den angeforderten Brennstoffdruck PTRGSTA abgesenkt. Wenn der Brennstoffdruck PC lediglich geringfügig von dem angefragten oder angeforderten Brennstoffdruck PTRGSTA abweicht, wird die Einspritzfortsetzungszeit NECT auf kurz eingestellt. Es wird daher die Maschine 1 unmittelbar, nachdem der Schlüsselschalter 52 ausgedreht wurde, angehalten.
Die Einspritzvorrichtungen 2 werden dazu verwendet, um den Brennstoffdruck PC zu reduzieren, nachdem der Schlüsselschalter 52 ausgedreht wurde. Daher benötigt diese Ausführungsform keinen Extradruckcontroller, wie ein Überdruckventil. Dies vereinfacht die Konstruktion des Brennstoffdrucksteuergerätes.
Es wird nun eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die Unterschiede von der Ausführungsform gemäß den 10–13 werden im wesentlichen weiter unten erläutert und denjenigen Komponenten, die ähnlich sind mit oder die gleichen sind wie die entsprechenden Komponenten der Ausführungsform gemäß den 1–8 sind mit ähnlichen oder gleichen Bezugszeichen ausgestattet.
Bei der Ausführungsform gemäß den 10–13 wird die Einspritzfortsetzungszeit NECT basierend auf der Maschinendrehzahl NEOFF berechnet, wenn der Schlüsselschalter 52 ausgedreht wird. Die normale Brennstoffeinspritzung wird so lange fortgesetzt, bis die Zeit NECT von dem Punkt an verstrichen ist, wenn der Schlüsselschalter 52 ausgeschaltet oder ausgedreht wird. Bei der vierten Ausführungsform gemäß 14 wird jedoch die normale Brennstoffeinspritzung so lange fortgesetzt, bis der Brennstoffdruck PC den angeforderten Brennstoffdruck PTRGSTA erreicht hat.
Es wird nun die Brennstoffeinspritzsteuerung, wenn die Maschine 1 angehalten wurde, unter Hinweis auf 14 beschrieben. Die dabei zu Grunde liegende Routine bildet einen Interrupt, der durch die ECU 50 in vorbestimmten Zeitintervallen ausgeführt wird.
Wenn die Routine betreten wird, beurteilt die ECU 50, ob das Schlüsselschalterflag XIG Ein ist, was bei dem Schritt 400 erfolgt. Wenn die Bestimmung negativ verläuft, beurteilt die ECU 50, daß der Schlüsselschalter 52 ausgeschaltet ist und das Programm bewegt sich zu dem Schritt 402. Bei dem Schritt 402 liest die ECU 50 den momentanen Brennstoffdruck PC von dem Brennstoffdrucksensor 22.
Bei einem nachfolgenden Schritt 408 beurteilt die ECU 50, ob der Brennstoffdruck PC niedriger ist als der angeforderte Brennstoffdruck PTRGSTA, der in der Routine von 5 berechnet wird. Wenn die Bestimmung bei dem Schritt 408 negativ ver läuft oder wenn die Bestimmung bei dem Schritt 400 positiv ist, bewegt sich die ECU 50 zu dem Schritt 410. Bei dem Schritt 410 stellt die ECU 50 das Flag XSTOP zum Anhalten der Maschine 1 auf Null ein.
Wenn bei dem Schritt 408 die Bestimmung positiv verläuft, das heißt, wenn der Brennstoffdruck PC niedriger ist als der angeforderte Brennstoffdruck PTRGSTA, verläuft das Programm der ECU zu dem Schritt 412 und diese stellt das Flag XSTOP auf Eins. Nach einem der Schritte 412 oder 410 setzt die ECU 50 die laufende Routine momentan aus.
Selbst wenn der Schlüsselschalter 52 ausgedreht wird, wird die Maschinenanhalte-Einspritzsteuerung nicht gestartet, bis der Brennstoffdruck PC niedriger ist als der angeforderte Brennstoffdruck PTRGSTA. Mit anderen Worten, wird die normale Einspritzsteuerung fortgesetzt. Diese Ausführungsform besitzt somit die gleichen Vorteile wie die Ausführungsform gemäß den 10–13.
Bei der vierten Ausführungsform nach 4 wird die Brennstoffeinspritzung nicht gestoppt, bevor der Brennstoffdruck PC unter den angeforderten Brennstoffdruck PTRGSTA abgesunken ist. Es wird daher der Brennstoffdruck PC in positiver Weise auf den angeforderten Brennstoffdruck PTRGSTA abgesenkt. Wenn der Brennstoffdruck PC niedriger ist als der angeforderte Brennstoffdruck PTRGSTA, wenn der Schlüsselschalter 52 ausgedreht wird, wird die Maschinenanhalte-Einspritzsteuerung gestartet, wenn der Schlüsselschalter 52 ausgedreht wird. Die Dieselmaschine 1 wird daher unmittelbar zum Anhalten gebracht.
Es wird nun eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Hinweis auf 15 beschrieben. Die Unterschiede zwischen der Ausführungsform gemäß den 1–8 werden weiter unten erläutert und denjenigen Komponenten, die ähnlich sind mit oder die gleichen sind wie die entsprechenden Komponenten der Ausführungsform gemäß den 1–8 sind mit ähnlichen oder gleichen Bezugszeichen versehen.
Wenn bei der Ausführungsform von den 1–8 der Schlüsselschalter 52 sich in der EIN-Position befindet und die Maschinendrehzahl NE größer ist als Null (siehe Schritt 108 in der Routine von 5), so wird der Sollwert-Brennstoffdruck PTRG basierend auf der Grund-Einspritzmenge QBASE und der Maschinendrehzahl NE bestimmt. Ein Wert des Sollwert-Brennstoffdruckes PTRG entspricht einem Wert des Grund-Brennstoffeinspritzbetrages QBASE und einem Wert der Maschinendrehzahl NE. Bei der fünften Ausführungsform nach 15 gibt es jedoch eine obere Grenze des Sollwert-Brennstoffdruckes PTRG, wenn die Maschine 1 durchdreht. Es wird der Sollwert-Brennstoffdruck PTRG so gesteuert oder geregelt, daß er unter der oberen Grenze verbleibt.
Die Routine zum Berechnen des Sollwert-Brennstoffdruckes PTRG wird nun unter Hinweis auf 15 beschrieben. Diese Routine besteht aus einem Interrupt, der durch die ECU 50 in vorbestimmten Zeitintervallen ausgeführt wird.
Wenn in die Routine eingetreten wird, liest die ECU 50 den Grund-Einspritzbetrag QBASE, die Maschinendrehzahl NE, das Ausmaß oder den Grad ACCP, in welchem das Gaspedal niedergedrückt ist, und die Fahrzeuggeschwindigkeit SPD, was bei dem Schritt 500 erfolgt. Bei einem Schritt 502 berechnet die ECU 50 den Sollwert-Brennstoffdruck PTRG basierend auf der Grund-Einspritzmenge QBASE und der Maschinendrehzahl NE.
Bei einem nachfolgenden Schritt 504 beurteilt die ECU 50, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit SPD Null ist. Wenn die Bestimmung bei dem Schritt 504 positiv ist, bewegt sich die ECU 50 zu dem Schritt 506. Bei dem Schritt 506 beurteilt die ECU 50, ob der Grad ACCP, in welchem das Gaspedal niedergedrückt ist, größer ist als ein vorbestimmter Wert ACCP1. Der Wert ACCP1 wird dazu verwendet, um zu beurteilen, ob eine Möglichkeit besteht, daß der Sollwert-Brennstoffdruck PTRG höher eingestellt wird als der angeforderte Brennstoffdruck PTRGSTA. Wenn der Grad ACCP, in welchem das Gaspedal niedergedrückt wird, größer ist als der vorbestimmte Wert ACCP1, beurteilt die ECU 50, daß der Sollwert-Brennstoffdruck PTRG höher eingestellt ist als der angeforderte Brennstoffdruck PTRGSTA, und zwar auf Grund einer erhöhten Maschinendrehzahl NE.
Wenn die Bestimmungen bei den Schritten 504 und 506 beide positiv sind, beurteilt die ECU 50, daß die Maschine 1 durchdreht und es erfolgt eine Bewegung zu dem Schritt 508.
Bei dem Schritt 508 berechnet die ECU 50 einen maximalen Sollwert- oder Ziel-Brennstoffdruck PTRGMAX basierend auf der Maschinendrehzahl NE. Der maximale Sollwert-Brennstoffdruck PTRGMAX bildet eine obere Grenze des Sollwert-Brennstoffdruckes PTRG. Der Speicher der ECU 50 speichert Funktionsdaten, die in 16 gezeigt sind. Eine ausgezogene Linie repräsentiert die Beziehung zwischen dem maximalen Sollwert-Brennstoffdruck PTRGMAX und der Maschinendrehzahl NE. Die ECU 50 greift auf die Funktionsdaten zurück, um den maximalen Sollwert-Brennstoffdruck PTRGMAX zu berechnen. Wie in 16 gezeigt ist, gilt, je höher die Maschinendrehzahl NE ist, desto größer der Wert von PTRGMAX wird. Der Sollwert-Brennstoffdruck PTRG wird auf einen größeren Wert für eine höhere Maschinendrehzahl NE eingestellt, um die Zerstäubung des Brennstoffes zu unterstützen. Es muß daher der Wert PTRGMAX entsprechend bestimmt werden.
Bei dem Schritt 510 beurteilt die ECU 50, ob der Sollwert-Brennstoffdruck PTRG größer ist als der maximale Sollwert-Brennstoffdruck PTRGMAX. Wenn die Bestimmung positiv ist, das heißt, wenn der Sollwert-Brennstoffdruck PTRG den maximalen Wert PTRGMAX überschreitet, verläuft das Programm der ECU 50 zu dem Schritt 512. Bei dem Schritt 512 substituiert die ECU 50 den maximalen Wert PTRGMAX durch den Sollwert-Brennstoffdruck PTRG.
Nach der Ausführung des Schrittes 512 oder, wenn die Bestimmung bei den Schritten 504, 506 oder 510 negativ verlaufen ist, setzt die ECU 50 die laufende Routine momentan aus.
Der Wert des Sollwert-Brennstoffdruckes PTRG, der bei der laufenden Routine eingestellt wird, ist in dem Speicher der ECU 50 zeitweilig gespeichert. Bei dem Schritt 108 in der Routine von 5 liest die ECU 50 den Sollwert-Brennstoffdruck PTRG und führt die Prozesse des Schrittes 110 durch und auch die nachfolgenden Schritte.
Wenn, wie oben beschrieben wurde, die Maschine 1 durchdreht, wird der Sollwert-Brennstoffdruck PTRG so gesteuert oder geregelt, daß er unter dem maximalen Sollwert-Brennstoffdruck PTRGMAX bleibt, der basierend auf der Maschinendrehzahl NE bestimmt wird.
17 ist ein Zeitsteuerdiagramm, welches solch eine Brennstoffdruckregelung veranschaulicht. Von einem Zeitpunkt t0 wird das Gaspedal 15 allmählich niedergedrückt und die Maschine 1 fängt an, durchzudrehen. Dann beginnt der Brennstoffdruck PC zuzunehmen oder anzusteigen, und zwar wenn der Sollwert-Brennstoffdruck PTRG anwächst. Wenn die Zunahme des Sollwert-Brennstoffdruckes PTRG nicht begrenzt ist, nimmt der Brennstoffdruck PC zu, wie dies durch eine Zwei-Punkt-Strichlierungslinie angezeigt ist, wenn der Grad ACCP, in welchem das Gaspedal niedergedrückt wird, zunimmt. Wenn der Schlüsselschalter 52 ausgedreht wird bzw. ausgeschaltet wird, während der Brennstoffdruck PC anwächst, wird der Brennstoffdruck PC abgesenkt, und zwar durch die nachfolgende Brennstoffeinspritzung (der Maschinenanhalte-Einspritzsteuerung). Wenn jedoch die Brennstoffeinspritzung gestoppt wird, kann der Brennstoffdruck PC höher werden als der angefragte Brennstoffdruck PTRGSTA, was für das Starten der Maschine 1 geeignet oder günstig ist.
Bei dieser Ausführungsform ändert sich jedoch der Brennstoffdruck PC entlang der ausgezogenen Linie des Graphen der 17. Bei diesem Graphen ist der Grad ACCP, in welchem das Gaspedal niedergedrückt wird, so beschaffen, daß dieser den vorbestimmten Wert ACCP1 zu einem Zeitpunkt t1 überschreitet. Es wird dann der Sollwert-Brennstoffdruck PTRG so gesteuert oder geregelt, daß er unter dem maximalen Sollwert-Brennstoffdruck PTRGMAX bleibt. Mit anderen Worten, die Erhöhung des Brennstoffdruckes PC wird nach dem Zeitpunkt t1 unterdrückt.
Selbst wenn daher die Maschine 1 angehalten wird, während sie durchdreht, oder unmittelbar, nachdem sie durchdreht, ist der Brennstoffdruck PC immer niedriger als dessen maximaler Wert PTRGMAX. Daher bleibt der Einspritzdruck nicht übermäßig hoch, wenn die Maschine 1 erneut gestartet wird. Die Geräusche, die durch das Anlassen der Maschine 1 verursacht werden, werden entsprechend reduziert.
Der Sollwert-Brennstoffdruck PTRG wird nicht einfach auf einen niedrigeren Wert eingestellt, wenn die Maschine 1 durchdreht, sondern es wird der maximale Sollwert-Brennstoffdruck PTRGMAX verwendet. Der Sollwert-Brennstoffdruck PTRG wird so abgesenkt, daß er mit PTRGMAX lediglich dann übereinstimmt, wenn PTRG den Wert PTRGMAX überschreitet. Mit anderen Worten wird der Sollwert-Brennstoffdruck PTRG nicht gesteuert oder geregelt, wenn er unter seinem maximalen Wert PTRGMAX liegt. Es kann daher ein normales Durchdrehen der Maschine 1 so lange durchgeführt werden als PTRG niedriger ist als PTRGMAX.
Es wird nun eine sechste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die Unterschiede zu der Ausführungsform gemäß den 15–17 werden weiter unten beschrieben und solche Komponenten, die ähnlich sind mit oder die gleichen sind wie die entsprechenden Komponenten der Ausführungsform gemäß den 1–8, sind mit ähnlichen oder gleichen Bezugszeichen versehen.
Bei der fünften Ausführungsform gemäß den 15–17 wird der Sollwert-Brennstoffdruck PTRG begrenzt, wenn die Maschine 1 durchdreht. Bei der sechsten Ausführungsform wird jedoch der Grund-Einspritzbetrag QBASE abgesenkt, wenn die Maschine 1 durchdreht. Der Sollwert-Brennstoffdruck PTRG wird basierend auf dem reduzierten Grund-Einspritzbetrag QBASE berechnet. Auf diese Weise wird der Wert des Sollwert-Brennstoffdruckes PTRG begrenzt.
Die Routine zum Steuern oder Regeln des Grund-Einspritzbetrages QBASE wird nun unter Hinweis auf 18 beschrieben. Diese Routine bildet einen Interrupt, der durch die ECU 50 bei jeder vorbestimmten Zeitperiode durchgeführt wird.
Wenn in die Routine eingetreten wird, liest die ECU 50 die Maschinendrehzahl NE, den Grad ACCP, in welchem das Gaspedal niedergedrückt ist, und die Fahrzeuggeschwindigkeit SPD, was bei einem Schritt 600 erfolgt. Bei einem Schritt 602 berechnet die ECU 50 den Grund-Einspritzbetrag QBASE basierend auf den Werten ACCP und NE.
Bei einem nachfolgenden Schritt 604 beurteilt die ECU 50, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit SPD Null ist. Wenn die Bestimmung positiv verlaufen ist, bewegt sich die ECU 50 zu dem Schritt 606. Bei dem Schritt 606 beurteilt die ECU 50, ob der Grad ACCP, in welchem das Gaspedal niedergedrückt ist, größer ist als der Bezugswert ACCP1, was bei dem Schritt 506 von 15 erfolgt.
Wenn die Bestimmungen bei den Schritten 604, 606 positiv sind, beurteilt die ECU 50, daß die Maschine 1 durchdreht und es erfolgt eine Bewegung zu dem Schritt 608.
Bei dem Schritt 608 berechnet die ECU 50 einen maximalen Wert QBASEMAX des Grund-Brennstoffeinspritzbetrages QBASE basierend auf dem Maschinendrehzahl NE. Der Wert QBASEMAX bildet die obere Grenze des Grund-Brennstoffeinspritzbetrages QBASE. Der Speicher der ECU 50 speichert Funktionsdaten, die in 19 gezeigt sind. Eine ausgezogene Linie repräsentiert die Beziehung zwischen dem Wert QBASEMAX und der Maschinendrehzahl NE. Die ECU 50 verwendet diese Daten zum Berechnen des Wertes QBASEMAX. Wie in 19 gezeigt ist, gilt, je größer die Maschinendrehzahl NE ist, desto größer der Wert QBASEMAX wird. Wenn die Maschinendrehzahl NE relativ hoch ist, muß die Brennstoffzerstäubung erhöht werden. Es wird daher der Wert QBASEMAX erhöht, um den Sollwert-Brennstoffdruck PTRG anzuheben, wenn die Maschinendrehzahl NE hoch ist.
Bei dem Schritt 610 beurteilt die ECU 50, ob der Grund-Einspritzwert QBASE größer ist als dessen maximaler Wert QBASEMAX. Wenn die Bestimmung positiv verläuft, bewegt sich die ECU 50 zu dem Schritt 612 und substituiert den Wert des maximalen Wertes QBASEMAX durch den Grund-Einspritzbetrag QBASE.
Nach dem Schritt 612 oder, wenn die Bestimmungen bei dem Schritt 604, 606 oder 610 negativ verlaufend sind, bewegt sich die ECU 50 zu dem Schritt 614. Bei dem Schritt 614 vergleicht die ECU 50 den Grund-Einspritzbetrag QBASE mit dem maximalen Einspritzbetrag QMAX und substituiert den kleineren Wert durch den endgültigen Einspritzbetrag QFIN. Die ECU 50 setzt dann die laufende Routine zeitweilig aus.
Der Grund-Einspritzbetrag QBASE, der bei dem laufenden Zyklus der Routine berechnet wird, wird zeitweilig in dem Speicher der ECU 50 gespeichert. Die ECU 50 berechnet den Sollwert-Brennstoffdruck PTRG basierend auf dem Grund-Einspritzbetrag QBASE bei dem Schritt 108 von 5 und führt dann den Schritt 110 aus.
Auf diese Weise wird der maximale Wert QBASEMAX des Grund-Einspritzbetrages QBASE basierend auf der Maschinendrehzahl NE berechnet. Der Grund-Einspritzbetrag QBASE wird gesteuert oder geregelt, damit dieser kleiner bleibt als der Wert QBASEMAX, wenn die Maschine 1 durchdreht.
20 zeigt ein Zeitsteuerdiagramm, welches solch eine Brennstoffeinspritzsteuerung oder -einspritzregelung veranschaulicht. Von einem Zeitpunkt t0 an wird das Gaspedal 15 allmählich niedergedrückt und die Maschine 1 beginnt damit, durchzudrehen. Dann fängt der Grund-Einspritzbetrag QBASE an, anzuwachsen, und zwar mit Zunahme des Grades ACCP, in welchem das Gaspedal niedergedrückt wird. Wenn die Zunahme des Grund-Einspritzbetrages QBASE nicht begrenzt ist, nimmt der Wert von QBASE weiterhin zu, wie dies durch eine Zwei-Punkt-Strichlierungslinie angezeigt ist, wenn der Grad ACCP, in welchem das Gaspedal niedergedrückt wird, zunimmt. Wenn der Grund-Brennstoffeinspritzbetrag QBASE anwächst, nimmt der Sollwert-Brenn stoffdruck PTR zu. Somit nimmt der Brennstoffdruck PC in signifikanter Weise zu (siehe die Zwei-Punkt-Strichlierungslinie in 17).
Wenn jedoch bei dieser Ausführungsform der Grad ACCP, in welchem das Gaspedal niedergedrückt wird, den Bezugswert ACCP1 zum Zeitpunkt t1 überschreitet, nimmt der Grund-Brennstoffeinspritzbetrag QBASE entlang der ausgezogenen Linie in 20 zu. Das heißt, der Grund-Brennstoffeinspritzbetrag QBASE wird so gesteuert oder geregelt, daß er kleiner bleibt als der maximale Wert QBASEMAX, und zwar nach dem Zeitpunkt t1. Als ein Ergebnis wird die Zunahme des Grund-Einspritzbetrages QBASE und des Brennstoffdruckes PC unterdrückt (siehe die ausgezogene Linie in 17).
Die vorliegende Erfindung Ausführungsform bietet daher die gleichen Vorteile wie die Ausführungsform gemäß den 15–17. Spezieller ausgedrückt, wird der Grund-Brennstoffeinspritzbetrag QBASE so gesteuert oder geregelt, daß er kleiner gehalten wird als dessen maximaler Wert QBASEMAX, wenn die Maschine 1 durchdreht. Dies verhindert, daß die Maschinendrehzahl NE übermäßig hoch durchdreht.
Es wird daher die Menge des Abgases reduziert und es wird die Wirtschaftlichkeit des Brennstoffes verbessert, wenn die Maschine 1 durchdreht.
Der Grund-Einspritzbetrag QBASE wird nicht nur einfach auf einen niedrigeren Wert eingestellt, wenn die Maschine 1 durchdreht. Das heißt, der maximale Grund-Brennstoffeinspritzwert QBASEMAX wird dabei verwendet. Der Grund-Brennstoffeinspritzbetrag QBASE wird so abgesenkt, daß er mit QBASEMAX lediglich übereinstimmt, wenn QBASE den Wert QBASEMAX überschreitet. Mit anderen Worten wird der Grund-Brennstoffeinspritzbetrag QBASE nicht gesteuert oder geregelt, wenn dieser unter dessen maximalem Wert QBASEMAX liegt. Es kann daher ein normales Durchdrehen der Maschine 1 so lange durchgeführt werden als QBASE niedriger ist als QBASEMAX.
Im folgenden wird nun eine siebte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Hinweis auf 21 beschrieben. Die Unterschiede zu der Ausführungsform nach den 18–20 werden hauptsächlich erläutert und Komponenten, die ähnlich sind mit oder die gleichen sind wie die entsprechenden Komponenten der Ausführungsform nach den 1–8 sind mit ähnlichen oder gleichen Bezugszeichen versehen.
Bei der Ausführungsform gemäß den 1–8 wird der Grund-Einspritzbetrag QBASE basierend auf dem Grad ACCP, in welchem das Gaspedal niedergedrückt wird, bestimmt. Der Sollwert-Brennstoffdruck PTRG und der endgültige Einspritzbetrag QFIN werden basierend auf dem Grund-Einspritzbetrag PTRG berechnet. Daher sind sowohl der Sollwert-Brennstoffdruck PTRG als auch der endgültige Einspritzbetrag QFIN Funktionen des Grades ACCP, in welchem das Gaspedal niedergedrückt wird, und zwar als ein Parameter. Mit anderen Worten ändern sich die Werte PTRG und QFIN im Einklang mit dem Wert von ACCP.
Jedoch wird bei der siebten Ausführungsform der Grad ACCP, in welchem das Gaspedal niedergedrückt wird, eingestellt, wenn die Maschine 1 durchdreht. Der Grund-Einspritzbetrag QBASE wird basierend auf dem Grad ACCP, in welchem das Gaspedal niedergedrückt wird, eingestellt (im folgenden als ACCPCON bezeichnet).
Die Routine zum Einstellen des Grades ACCP, in welchem das Gaspedal niedergedrückt wird, wird nun unter Hinweis auf 21 beschrieben. Die Routine bildet einen Interrupt, der durch die ECU 50 in vorbestimmten Zeitintervallen ausgeführt wird.
Wenn die Routine betreten wird, liest die ECU 50 die Maschinendrehzahl NE, den Grund-Einspritzbetrag QBASE, den Grad ACCP, in welchem das Gaspedal niedergedrückt wird, und die Fahrzeuggeschwindigkeit SPD.
Bei einem nachfolgenden Schritt 704 beurteilt die ECU 50, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit SPD Null ist. Wenn die Bestimmung positiv verläuft, verläuft das Programm der ECU 50 zu dem Schritt 706 und diese beurteilt, ob der Grad ACCP, in wel chem das Gaspedal niedergedrückt ist, größer ist als der Bezugswert ACCP1, wie bei dem Schritt 606 von 18.
Wenn die Bestimmungen bei den Schritten 704, 706 beide positiv sind, beurteilt die ECU 50, daß die Maschine 1 durchdreht, und es erfolgt eine Bewegung zu dem Schritt 708. Bei dem Schritt 708 berechnet die ECU 50 einen maximalen Grad ACCPMAX, in welchem das Gaspedal niedergedrückt wird, basierend auf der Maschinendrehzahl NE. Der Wert ACCPMAX bildet eine obere Grenze des Grades ACCP, in welchem das Gaspedal niedergedrückt wird. Der Speicher der ECU 50 speichert Funktionsdaten, die in 20 gezeigt sind. Eine ausgezogene Linie repräsentiert die Beziehung zwischen dem Wert ACCPMAX und der Maschinendrehzahl NE. Die ECU 50 verwendet diese Daten, um den Wert ACCPMAX zu berechnen. Es gilt, je größer die Maschinendrehzahl NE ist, desto größer der Wert ACCPMAX wird. Die Brennstoffzerstäubung muß erhöht werden, wenn die Maschinendrehzahl NE relativ hoch ist. Es wird daher der Sollwert-Brennstoffdruck PTRG dadurch erhöht, indem der Wert ACCPMAX erhöht wird.
Bei dem Schritt 710 beurteilt die ECU 50, ob der Grad ACCP, in welchem das Gaspedal niedergedrückt wird, größer ist als dessen maximaler Wert ACCPMAX. Wenn die Bestimmung positiv ist, das heißt, wenn ACCP größer ist als ACCPMAX, bewegt sich die ECU 50 zu dem Schritt 712 und substituiert den Wert von ACCPMAX durch den Wert von ACCPCON, der zum Einstellen von ACCP verwendet wird.
Wenn bei den Schritten 407, 406 die Bestimmung negativ verläuft und auch bei dem Schritt 710 negativ verläuft, bewegt sich die ECU 50 zu dem Schritt 714. Bei dem Schritt 714 substituiert die ECU 50 den Grad ACCP, in welchem das Gaspedal niedergedrückt wird, welcher auch durch den Gaspedalsensor 20 detektiert wird, durch den Wert ACCPCON.
Nach dem Schritt 712 oder 714 setzt die ECU 50 die laufende Routine zeitweilig aus.
Die ECU 50 berechnet den Grund-Einspritzbetrag QBASE basierend auf dem Wert ACCPCON. Die ECU 50 berechnet dann den endgültigen Einspritzbetrag QFIN basierend auf dem berechneten Grund-Einspritzbetrag QBASE und berechnet den Sollwert-Brennstoffdruck PTRG basierend auf dem Grund-Brennstoffeinspritzbetrag QBASE, was bei dem Schritt 108 von 5 erfolgt.
Wenn daher der Wert ACCPCON auf den maximalen Grad ACCPMAX, in welchem das Gaspedal niedergedrückt wird, eingestellt wird, wenn die Maschine 1 durchdreht, ist der Wert des Grund-Einspritzbetrages QBASE relativ klein. Es sind daher die Werte des Grund-Einspritzbetrages QBASE und des endgültigen Einspritzbetrages QFIN, die basierend auf QBASE berechnet wurden, relativ klein. Als ein Ergebnis besitzt die vorliegende Ausführungsform die gleichen Vorteile wie die Ausführungsform gemäß den 18–20.
Es wird nun eine achte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Hinweis auf die 23–25 beschrieben. Die Unterschiede zu der Ausführungsform gemäß den 1–8 werden hauptsächlich erläutert und Komponenten, die ähnlich sind mit oder die gleichen sind wie die Komponenten der Ausführungsform gemäß den 1–8, sind mit ähnlichen oder gleichen Bezugszeichen versehen.
23 zeigt eine Querschnittsansicht, die ein Brennstoffdrucksteuergerät veranschaulicht. Die Rückkehröffnung 3a von jeder Einspritzvorrichtung ist mit einem Brennstofftank 8 über eine Rückführleitung 11 verbunden. Die Rückführleitung oder das Rückführrohr 11 wird durch ein elektromagnetisches Ventil 12 reguliert. Das Ventil 12 enthält einen Spulenkörper (nicht gezeigt) und ein Paar von Solenoiden (nicht gezeigt). Die Solenoide sind an den Enden des Spulenkörpers (spool) gelegen. Die ECU 50 ändert die Position des Spulenkörpers durch Erregen und Entregen der Solenoide, wodurch das Rückleitrohr 11 geöffnet und geschlossen wird. Wenn die Steuerung durch die ECU 50 einmal erfolgt ist, bleibt das Ventil 12 geschlossen oder geöffnet bis zum nächsten Mal, wenn die ECU 50 ein Signal zu dem Ventil 12 sendet.
Wie oben beschrieben ist, leckt ein Teil des Brennstoffes, der zu jeder Einspritzvorrichtung 2 zugeführt wird, in die Einspritzvorrichtung 2, wenn sich die Einspritzvorrichtung 2 öffnet und schließt. Der ausgeleckte Brennstoff wird zu dem Brennstofftank 8 von der Rückleitöffnung 3a über das Rückleitrohr 11 zurückgeleitet. Wenn die Einspritzvorrichtung 2 geschlossen wird, leckt im allgemeinen Brennstoff nicht in die Einspritzvorrichtung 2. Jedoch besitzt die Einspritzvorrichtung 2, die das elektromagnetische Ventil 3 enthält, eine Anzahl von beweglichen Teilen. Ein wiederholtes Gleiten der bewegbaren Teile auf Führungsteilen erzeugt dazwischen einen engen Raum. Selbst wenn daher die Einspritzvorrichtung 2 geschlossen ist, wird eine sehr geringe Menge des Brennstoffes aus der Common Rail 4 allmählich in die Einspritzvorrichtung 2 lecken. Der geleckte Brennstoff wird zu dem Tank 8 über das Rückleitrohr 11 zurückgeleitet. Dies reduziert allmählich den Brennstoffdruck PC, wie in 25 gezeigt ist. Gemäß 25 wird die Maschine 1 zu einem Zeitpunkt t1 angehalten und der Brennstoffdruck PC wird gleich dem angefragten Brennstoffdruck PTRGSTA, der zum Anlassen der Maschine 1 zu dem Zeitpunkt t1 geeignet oder günstig ist. Es wird jedoch der Druck PC gemäß der Zwei-Punkt-Strichlierungslinie abgesenkt, wenn Brennstoff in die Einspritzvorrichtung 2 leckt. Wenn die Maschine 1 zu einem Zeitpunkt t2 erneut gestartet wird, wird Brennstoff mit einem Druck PC injiziert, der niedriger ist als der angefragte oder geforderte Brennstoffdruck PTRGSTA.
Bei dieser Ausführungsform wird das elektromagnetische Ventil 12 gesteuert, um diesen Nachteil zu vermeiden. 24 zeigt ein Flußdiagramm einer Routine zur Steuerung des elektromagnetischen Ventils 12. Diese Routine bildet einen Interrupt, der durch die ECU 50 zu vorbestimmten Zeitintervallen ausgeführt wird.
Wenn in diese Routine eingetreten wird, beurteilt die ECU 50, ob das Schlüsselschalterflag XIG Eins ist, was bei dem Schritt 800 erfolgt. Wenn die Bestimmung negativ verläuft, das heißt, wenn der Schlüsselschalter 52 sich in der AUS-Position befindet, verläuft das Programm der ECU 50 zu dem Schritt 801.
Bei dem Schritt 801 berechnet die ECU 50 den niedrigsten Bezugswert PCLOW und einen höchsten Bezugswert PCHI des Brennstoffdruckes PC. Die Bezugswerte PCHI und PCLOW werden in Relation zu dem angefragten oder angeforderten Brennstoffdruck PTRGSTA bestimmt. Der höchste Bezugswert PCHI wird höher eingestellt als der angefragte oder angeforderte Druckwert PTRGSTA, und der niedrigste Bezugswert PCLOW wird niedriger eingestellt als der angefragte Druckwert PTRGSTA.
Bei einem nachfolgenden Schritt 802 beurteilt die ECU 50, ob das Hauptrelaisflag XMR Eins ist. Wenn die Bestimmung positiv verläuft, bewegt sich die ECU 50 bzw. deren Programm zu dem Schritt 804.
Bei dem Schritt 804 beurteilt die ECU 50, ob der Brennstoffdruck PC niedriger ist als der niedrigste Bezugswert PCLOW. Wenn die Bestimmung negativ verlaufen ist, bewegt sich die ECU 50 zu dem Schritt 808. Bei dem Schritt 808 beurteilt die ECU 50, ob der Brennstoffdruck PC höher liegt als der höchste Bezugswert PCHI.
Wenn bei dem Schritt 804 die Bestimmung positiv verläuft, das heißt, wenn der Brennstoffdruck PC niedriger ist als der niedrigste Bezugswert PCLOW, bewegt sich die ECU 50 zu dem Schritt 806. Bei dem Schritt 806 steuert die ECU 50 das Ventil 12, um das Rückleitrohr 11 zu schließen. Dies stoppt die Strömung des Brennstoffes von der Einspritzvorrichtung 2 zu dem Brennstofftank 8 über das Rückleitrohr 11.
Wenn bei dem Schritt 808 die Bestimmung positiv verläuft, das heißt, wenn der Brennstoffdruck PC höher ist als der höchste Bezugswert PCHI, bewegt sich die ECU 50 zu dem Schritt 812. Bei dem Schritt 812 steuert die ECU 50 das Ventil 12, um die Rückführleitung oder das Rückleitrohr 11 zu öffnen. Dies erlaubt einen Fluß des Brennstoffes von der Einspritzvorrichtung 2 zu dem Brennstofftank 8 über das Rückleitrohr 11.
Wenn bei dem Schritt 804 und 808 die Bestimmungen negativ verlaufen sind, das heißt, wenn der Brennstoffdruck PC zwischen dem niedrigsten Bezugswert PCLOW und dem höchsten Bezugswert PCHI liegt, steuert die ECU 50 das Ventil 12 nicht und setzt die laufende Routine zeitweilig aus.
Mit anderen Worten wird die Zone, die den angeforderten Brennstoffdruck PTRGSTA enthält (PCLOW ≤ PC ≤ PCHI) als tote Zone bezeichnet. Die Einstellung einer toten Zone verhindert das Suchen in dem elektromagnetischen Ventil 12, selbst wenn der Brennstoffdruck PC in der Nachbarschaft des angeforderten Brennstoffdruckes PTRGSTA schwankt.
Wenn die Bestimmung bei dem Schritt 800 positiv ist, bewegt sich die ECU 50 andererseits zu dem Schritt 810. Bei dem Schritt 810 beurteilt die ECU 50, ob die Maschinendrehzahl NE größer ist als der Bezugswert NE1. Der Bezugswert NE1 wird dazu verwendet, um zu beurteilen, ob die Maschinen 1 in den vollständigen Verbrennungszustand eingetreten ist, oder ob die Maschinendrehzahl NE ausreichend angehoben wurde und die Zuführpumpe 6 genügend Brennstoffmenge austrägt.
Wenn die Maschine 1 beispielsweise nicht in den vollständigen Verbrennungszustand eingetreten ist, nachdem der Schlüsselschalter 52 eingeschaltet wurde (NE ≤ NE1), steuert die ECU 50 das Ventil 12, um das Rückleitrohr 11 zu schließen, was bei dem Schritt 806 erfolgt. Es wird daher der Brennstoffdruck PC, der auf dem angeforderten Brennstoffdruck PTRGSTA während des Nicht-Betriebes der Maschine 1 gehalten wurde, nicht plötzlich abgesenkt, wenn der Schlüsselschalter 52 eingeschaltet wird. Wenn auf der anderen Seite die Dieselmaschine 1 in den vollständigen Verbrennungszustand eingetreten ist und die Maschinendrehzahl NE relativ hoch liegt (NE > NE1), bewegt sich das Programm der ECU 50 zu dem Schritt 812. Bei dem Schritt 812 steuert die ECU 50 das Ventil 12, um das Rohr oder Leitung 11 zu öffnen. Dies schafft die Möglichkeit, daß Brennstoff, der in die Einspritzvorrichtung 2 hinein geleckt ist, zurück zu dem Brennstofftank 8 fließt, und zwar durch die Rückführleitung oder das Rückführrohr 11. Das ausgeleckte Öl in der Einspritzvorrichtung 2 behindert daher den Betrieb der Einspritzvorrichtung 2 nicht.
Wenn bei dem Schritt 802 die Bestimmung negativ verläuft oder auch nach der Ausführung des Schrittes 806 oder 812, setzt die ECU 50 die laufende Routine zeitweilig aus.
Wie oben beschrieben wurde, wird das elektromagnetische Ventil 12 geschlossen, wenn der Brennstoffdruck PC niedriger ist als der niedrigste Bezugswert PCLOW, nachdem der Schlüsselschalter 52 ausgedreht wurde. Dies verhindert, daß der Brennstoff in der Einspritzvorrichtung 2 zu dem Brennstofftank 8 über das Rückleitrohr 11 fließt. Selbst wenn daher Brennstoff in die Einspritzvorrichtung 2 leckt, während die Maschine 1 läuft, senkt die Brennstoffleckage nicht den Brennstoffdruck PC ab. Wie durch eine ausgezogene Linie in 25 gezeigt ist, wird der Brennstoffdruck PC im wesentlichen gleich dem angefragten Brennstoffdruck PTRGSTA gehalten, und zwar vom Zeitpunkt t1 an, bei welchem die Maschine 1 gestoppt wird, bis zu dem Zeitpunkt t2, bei welchem die Maschine 1 erneut gestartet wird.
Nachdem der Schlüsselschalter 52 eingeschaltet wurde, muß die Rückführleitung 11 durch das Ventil 12 geöffnet werden, um zu verhindern, daß das in die Einspritzvorrichtung 2 hineingeleckte Öl den Betrieb der Einspritzvorrichtung 2 behindert. Wenn jedoch das Ventil 12 zu der gleichen Zeit geöffnet wird, zu welcher der Schlüsselschalter 52 eingeschaltet wird, ist die Zuführpumpe 6 nicht dazu befähigt, genügend Menge an Brennstoff abzugeben. Dies bewirkt, daß der Brennstoffdruck PC, der auf den angefragten oder angeforderten Brennstoffdruck PTRGSTA gehalten wurde, abrupt abfällt.
Selbst wenn bei dieser Ausführungsform der Schlüsselschalter 52 eingedreht wird, wird das Ventil 12 geschlossen gehalten bis die Brennstoffmenge, die von der Zuführpumpe 6 abgegeben wird, einen ausreichenden Wert erreicht. Dies verhindert, daß der Brennstoffdruck PC abrupt abfällt, wenn die Maschine 1 gestartet wird, wodurch der Startvorgang der Maschine 1 in positiver Weise gefördert wird.
Es wird nun im folgenden eine neunte Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung unter Hinweis auf die 26–28 beschrieben. Komponenten, die ähnlich sind mit oder die gleichen sind wie entsprechende Komponenten der Ausführungsform der 1–8 sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Bei der Ausführungsform nach den 1–8 wird der Brennstoffdruck PC in der Common Rail 4 gleich dem angefragten Brennstoffdruck PTRGSTA gehalten, welches der optimale Druckwert zum Starten der Maschine 1 ist. Wenn jedoch das elektromagnetische Ventil 12 der achten Ausführungsform eingesetzt wird, kann der Brennstoffdruck PC mit Verstreichen der Zeit absinken. Wenn ferner das elektromagnetische Ventil 12 verwendet wird, verursacht eine lange Zeitperiode zwischen dem Anhalten der Maschine 1 und einem nachfolgenden Startvorgang der Maschine eine Absenkung in dem Brennstoffdruck PC. Wenn die Maschine über eine lange Zeitperiode nicht in Betrieb genommen wird, kühlt die Maschine ab. In einem solchen Fall ist es schwierig, den eingespritzten Brennstoff ausreichend zu zerstäuben, wenn die Maschine 1 angelassen wird. Um demzufolge einen zufriedenstellenden Startvorgang der Maschine 1 sicherzustellen, ist es zu bevorzugen, daß der Brennstoffdruck PC erhöht wird, und zwar für eine ausreichende Zerstäubung des eingespritzten Brennstoffes.
Bei dieser Ausführungsform wird der Brennstoffdruck PC in der Common Rail 4 in einer plötzlichen Art und Weise erhöht. Wie in 28 gezeigt ist, stellt dann, wenn der Anlasser 19 betätigt wird, wenn die Maschine 1 gestartet wird, die ECU 50 einen Sollwert-Brennstoffdruck PTRG auf einen relativ hohen Wert A1 ein und steuert das PCV 10 in einer solchen Weise, daß der Brennstoffdruck PC in der Common Rail 4 auf den hohen Sollwert A1 angehoben wird. Dies erhöht die Zerstäubung des eingespritzten Brennstoffes, wenn der Anlasser 19 betätigt wird, und zwar im Vergleich mit einem Fall, wenn die Maschine 1 normal ihren Betrieb beginnt. Es wird daher die Maschine 1 in einer zufriedenstellenden Weise gestartet.
Der Anlasser 19 wird unbetätigt, wenn die Maschine 1 gestartet hat. In diesem Zustand braucht der Brennstoffdruck PC nicht so hoch zu sein wie beim Starten der Maschine 1. Wenn somit das Anlassersignal STA sich in einen Zustand ändert, der AUS angibt, stellt die ECU 50 den Sollwert-Brennstoffdruck PTRG auf einen Wert D1 ein, der niedriger ist als der Wert A1, und steuert das PCV 10 in solcher Weise, daß der Brennstoffdruck PC in der Common Rail 4 niedriger wird als der niedrige Sollwert D1.
Es ist jedoch schwierig, unmittelbar den Brennstoffdruck PC von dem hohen Sollwert A1 auf den niedrigen Zielwert D1 abzusenken. Daher nimmt der Brennstoffdruck PC tatsächlich allmählich ab, wie dies durch eine strichlierte Linie in 28 angezeigt ist. Die allmähliche Abnahme wird mit Hilfe des Rückschlagventils 7 bewirkt (siehe 26), welches in der Zuführleitung 5 zwischen der Zuführpumpe 6 und der Common Rail 4 gelegen ist, um einen Rückwärtsfluß des Brennstoffes von der Common Rail 4 zur Pumpe 6 zu verhindern. Jedoch ist das Rückschlagventil 7 dafür erforderlich, um den Brennstoffdruck PC in der Common Rail 4 auf einem gewünschten Wert zu halten und kann somit nicht beseitigt werden.
Wenn die Abnahme des Brennstoffdruckes PC allmählich erfolgt, wird die Zerstäubung des eingespritzten Brennstoffes übermäßig hoch, nachdem die Maschine 1 gestartet wurde. In diesem Fall kann eine plötzliche Verbrennungsdruckänderung in den Verbrennungskammern Geräusche erzeugen.
Daher enthält bei dieser Ausführungsform das Brennstoffdrucksteuergerät ein Überdruckventil 17 in der Common Rail 4. Die ECU 50 öffnet das Überdruckventil 17, wenn bestimmte Bedingungen (die später beschrieben werden) befriedigt werden. Wenn das Überdruckventil 17 öffnet, wird der Brennstoff in der Common Rail 4 über die Rückführleitung oder das Rückführrohr 11 zu dem Brennstofftank 8 zurückgeleitet. Dies senkt den Brennstoffdruck PC in der Common Rail 4 ab.
27 ist ein Flußdiagramm, welches eine Routine zur Steuerung des Überdruckventils 17 wiedergibt. Die ECU 50 führt die Routine in einer Interruptweise in vorbestimmten Zeitintervallen durch.
Wenn die ECU 50 in die Routine eintritt, führt die ECU 50 den Schritt 901 aus, um zu bestimmen, ob das Anlassersignal STA, welches von dem Anlasserschalter 19 aus gesendet wird, einen EIN-Zustand anzeigt oder nicht. Wenn das Anlassersignal STA einen EIN-Zustand anzeigt, wird der Anlasser 19 betätigt. In diesem Fall schreitet die ECU 50 zu dem Schritt 902 voran und stellt das Anlasserflag XSTA auf Eins ein.
Die ECU 50 schreitet dann zu dem Schritt 903 voran und schließt das Überdruckventil 17. Danach beendet die ECU 50 zeitweilig die nachfolgende Verarbeitung. Gemäß 28, wenn der Anlasser 19 sich in einem betätigten Zustand befindet, stellt die ECU 50 den Sollwert-Brennstoffdruck PTRG auf einen relativ hohen Wert A1 ein und steuert das PCV 10 in solcher Weise, daß der Brennstoffdruck PC in der Common Rail 4 gleich wird mit dem höheren Sollwert A1. Das heißt, die ECU 50 steuert das PCV 10, um den Betrag des unter Druck gesetzten Brennstoffes zu erhöhen, der von der Zuführpumpe 6 ausgegeben wird. Wenn demzufolge der Anlasser 19 betätigt wird, wird das Überdruckventil 17 geschlossen. Dies erhöht unmittelbar den Brennstoffdruck PC in der Common Rail 4. Der Sollwert A1 kann in Einklang mit dem Betriebszustand der Maschine 1 eingestellt werden, wenn die Maschine 1 startet.
Wenn bei dem Schritt 901 bestimmt wird, daß das Anlassersignal STA einen AUS-Zustand anzeigt, bestimmt die ECU 50, daß die Maschine 1 bereits gestartet wurde und deren Programm schreitet zu dem Schritt 904 voran. Bei dem Schritt 904 bestimmt die ECU 50, ob das Anlasserflag XSTA auf Eins gesetzt ist. Wenn bestimmt wird, daß das Anlasserflag XSTA auf Eins gesetzt ist, beurteilt die ECU 50, daß das Anlassersignal STA einen EIN-Zustand anzeigt, bevor der vorliegende Zyklus der Routine ausgeführt wird. In diesem Fall schreitet die ECU 50 zu dem Schritt 905 voran.
Bei dem Schritt 905 wurde die Maschine 1 gestartet und der Brennstoffdruck PC in der Common Rail 4 muß daher unmittelbar abgesenkt werden. Die ECU 50 öffnet daher das Überdruckventil 17. Wenn das Überdruckventil 17 öffnet, wird Brennstoff in der Common Rail 4 über die Rückführleitung 11 zu dem Brennstofftank 8 rückgeleitet. Wenn sich das Anlassersignal STA in einen AUS-Zustand ändert, stellt die ECU 50 den Sollwert-Brennstoffdruck PTRG auf einen niedrigen Wert D1 ein und steuert das PCV 10 in solcher Weise, daß der Brennstoffdruck PC in der Common Rail 4 auf den niedri gen Sollwert D1 variiert, wie dies in 28 gezeigt ist. Mit anderen Worten steuert die ECU 50 das PCV 10 in solcher Weise, daß die Menge des unter Druck gesetzten Brennstoffes, der durch die Zuführpumpe 6 ausgetragen wird, reduziert wird. Demzufolge wird das Überdruckventil 17 unmittelbar, nachdem das Startsignal STA einen AUS-Zustand anzeigt, geöffnet. Dies reduziert den Brennstoffdruck PC in der Common Rail 4 in einer schnelleren Rate im Vergleich zum Stand der Technik. Der Sollwert D1 kann in Einklang mit dem Betriebszustand der Maschine 1 geändert werden.
Bei dem Schritt 906 bestimmt die ECU 50, ob der Brennstoffdruck PC, der durch den Brennstoffdrucksensor 22 detektiert wird, auf den niedrigen Sollwert D1 abgesenkt wurde oder nicht. Wenn die ECU 50 bestimmt, daß der Brennstoffdruck PC noch nicht den Sollwert D1 erreicht hat, beendet die ECU 50 zeitweilig die nachfolgende Verarbeitung und führt die Schritt 901, 904, 905, 906 wiederholt aus. Demzufolge bleibt das Überdruckventil 17 geöffnet, bis der Brennstoffdruck PC den Sollwert D1 erreicht.
Wenn bestimmt wird, daß der Brennstoffdruck PC den Sollwert D1 erreicht hat, schreitet die ECU 50 zu dem Schritt 907 voran und stellt das Anlasserflag XSTA auf Null. Danach beendet die ECU 50 die nachfolgende Verarbeitung.
Durch das Einstellen des Anlasserflags XSTA auf Null, schreitet die ECU 50 zu dem Schritt 903 von dem Schritt 904 aus weiter, wenn der nächste Zyklus dieser Routine ausgeführt wird. In diesem Fall schließt die ECU 50 das Überdruckventil 17 bei dem Schritt 903 und verhindert, daß Brennstoff in der Common Rail 4 über die Rückführleitung 11 zu dem Brennstofftank 8 zurückkehren kann.
Wie oben beschrieben wurde, wird bei dieser Ausführungsform das Überdruckventil 17 geöffnet, unmittelbar nachdem das Anlassersignal STA sich von dem EIN-Zustand in einen AUS-Zustand geändert hat. Dies reduziert unmittelbar den Brennstoffdruck PC in der Common Rail 4 auf einen Wert, der in optimaler Weise dem normalen Betriebszustand der Maschine 1 entspricht. Demzufolge wird der eingespritzte Brenn stoff in geeigneter Weise zerstäubt und Geräusche werden nicht erzeugt, und zwar unmittelbar nach dem Anlassen der Maschine 1.
Bei dieser Ausführungsform ist das Überdruckventil 17 in der Common Rail 4 angeordnet. Das Überdruckventil 17 kann jedoch auch an anderen Positionen angeordnet sein, solange das Ventil 17 stromabwärts von dem Rückschlagventil 7 gelegen ist. Ferner kann das Überdruckventil 17 auch durch irgendeinen Typ einer Vorrichtung ersetzt werden, welche den Brennstoffdruck PC absenken kann. Beispielsweise kann eine Vorrichtung, die eine Ungültigkeitseinspritzsteuerung durchführt, wie diejenige, die in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2-191865 beschrieben ist, anstelle des Überdruckventils 17 verwendet werden.
Es wird nun unter Hinweis auf die 29–31 eine zehnte Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die zehnte Ausführungsform bildet eine Abwandlung der Ausführungsform, die in den 26–28 veranschaulicht ist. Komponenten, die ähnlich sind mit oder die gleichen sind wie die entsprechenden Komponenten der Ausführungsform gemäß den 26–28 sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Bei der Ausführungsform der 26–28 wird das Überdruckventil 17 unmittelbar dann geöffnet, wenn das Anlassersignal STA sich von einem Zustand, der EIN anzeigt, in einen Zustand, der AUS anzeigt, ändert, um den Druck in der Common Rail 4 abzusenken. Bei dieser Ausführungsform ist jedoch das Überdruckventil 17 weggelassen. Anstelle des Überdruckventils 17 wird PCV 10 in solcher Weise gesteuert, daß der Brennstoffdruck PC um einen bestimmten Wert abnimmt, und zwar während der Zeitperiode, beginnend von dem Moment an, wenn das Anlassersignal STA sich von dem EIN-Zustand aus ändert, und endend in dem Moment, wenn das Anlassersignal STA sich auf einen AUS-Zustand ändert.
29 zeigt ein Flußdiagramm, welches eine Routine zur Steuerung des PCV 10 zeigt. Die ECU 50 führt die Routine in einer Interruptweise durch, und zwar für jeden vorbestimmten Zeitintervall.
Wenn in die Routine eingetreten wird, führt die ECU 50 zuerst den Schritt 121 aus und bestimmt, ob das Anlassersignal STA, welches von dem Anlasserschalter 19 aus ausgesendet wird, einen EIN-Zustand anzeigt. Wenn das Anlassersignal STA einen EIN-Zustand anzeigt, wird der Anlasser 19 betätigt. In diesem Fall schreitet die ECU 50 zu dem Schritt 122 voran und addiert Eins in einer inkrementellen Weise zu dem früheren Zählwert SCTAON, welcher die verstrichene Zeit anzeigt, und zwar von dem Moment an, wenn der Anlasser 19 betätigt wird, und zwar in dem früheren Zyklus, und welche den Zählwert SCTAON mit der erhaltenen Summe erneuert. Der Zählwert SCTAON zeigt die momentan verstrichene Zeit an, und zwar von dem Moment an, wenn der Anlasser 19 betätigt wurde.
Bei dem Schritt 123 bestimmt die ECU 50, ob das Anlasserflag XSTA auf Null gestellt ist oder nicht. Wenn das Anlasserflag XSTA auf Null gestellt ist, hat das Anlassersignal STA einen AUS-Zustand angezeigt, bevor in den gegenwärtigen Zyklus dieser Routine eingetreten wird. In diesem Fall schreitet die ECU 50 zu dem Schritt 124 voran und stellt das Anlasserflag XSTA auf Eins ein.
Bei dem Schritt 125 stellt die ECU 50 den Sollwert-Brennstoffdruck PTRG auf einen relativ hohen Wert A1 ein (siehe 31). Bei dem Schritt 126 berechnet die ECU 50 eine Aushaltezeit TPT basierend auf der Kühlmitteltemperatur THW. Die Aushaltezeit TPT betrifft die Zeitperiode, während welcher der Sollwert-Brennstoffdruck PTRG auf dem hohen Sollwert A1 gehalten werden muß. Der Brennstoffdruck PC in der Common Rail 14, der für ein zufriedenstellendes Starten der Maschine 1 erforderlich ist, wird garantiert, wenn der Sollwert-Brennstoffdruck PTRG auf den hohen Sollwert A1 über die Aushaltezeit TPT gehalten wird.
Die ECU 50 enthält einen Speicher, welcher Funktionsdaten speichert, und zwar zum Definieren der Beziehung zwischen der Kühlmitteltemperatur THW und der Aushaltezeit TPT, wie in 30 dargestellt ist. Die ECU 50 greift auf die Funktionsdaten zurück, um die Aushaltezeit TPT zu berechnen. Wie in dem Graphen von 90 gezeigt ist, wird die Aushaltezeit TPT in solcher Weise eingestellt, daß sie länger wird, wenn die Kühlmitteltemperatur THW niedriger wird. Wenn die Kühlmitteltemperatur THW niedrig ist, ist auch die Maschinentemperatur niedrig. In diesem Fall ist es schwierig, den eingespritzten Brennstoff in einer geeigneten Weise zu zerstäuben. Es muß daher die Aushaltezeit TPT verlängert werden, um die Zerstäubung des eingespritzten Brennstoffes für ein zufriedenstellendes Starten der Maschine 1 zu fördern oder zu erhöhen.
Bei dem Schritt 127 bestimmt die ECU 50, ob der Zählwert SCTAON einen Wert erreicht hat, welcher der Aushaltezeit TPT entspricht oder nicht, die bei dem Schritt 126 erhalten wurde. Wenn bestimmt wird, daß der Zählwert SCTAON noch nicht die Aushaltezeit TPT erreicht hat, beendet die ECU 50 zeitweilig die nachfolgende Verarbeitung.
Obwohl in dem Flußdiagramm von 29 nicht dargestellt, werden Schritte ähnlich denjenigen der Schritt 110 und 112, die in dem Flußdiagramm der ersten Ausführungsform (5) veranschaulicht sind, durchgeführt, und zwar nach der Bestimmung des Sollwert-Brennstoffdruckes PTRG, um die Ventilöffnungszeit TF zu berechnen. Demzufolge steuert die ECU 50 das PCV 10 in Einklang mit der Ventilöffnungszeit TF in solcher Weise, daß der Brennstoffdruck PC in der Common Rail 4 gleich wird mit dem Sollwert-Brennstoffdruck PTRG.
Wenn bei dem Schritt 123 bestimmt wird, daß das Anlasserflag XSTA auf Eins eingestellt ist, schreitet die ECU 50 zu dem Schritt 131 voran. Wie oben beschrieben wurde, wird das Anlasserflag XSTA auf Null gestellt, und zwar unmittelbar, nachdem sich das Anlassersignal STA von einem Zustand aus ändert, der AUS anzeigt, in einen Zustand, der EIN anzeigt. In solch einem Zustand wird das Anlasserflag XSTA auf Eins bei dem nachfolgenden Schritt 124 eingestellt. Demzufolge schreitet die ECU 50, wenn die Verarbeitung der Schritt 124–126 ausgeführt worden ist, von dem Schritt 123 zu dem Schritt 131 voran, bis das Anlassersignal STA einen AUS-Zustand anzeigt.
Bei dem Schritt 131 bestimmt die ECU 50, ob der momentane Sollwert-Brennstoffdruck PTRG auf den Wert C1 eingestellt ist oder nicht. Der Sollwert-Brennstoffdruck PTRG wird durch den Wert C1 ersetzt, und zwar nachdem die Aushaltezeit TPT verstrichen ist und bevor das Anlassersignal STA sich in einen AUS-Zustand ändert. Ferner ist der Wert C1 niedriger als der Wert A1 und höher als der Wert D1, der als Sollwert-Brennstoffdruck PTRG eingestellt wird, wenn das Anlassersignal STA sich einen AUS-Zustand ändert (siehe 31). Wenn der gegenwärtige Sollwert-Brennstoffdruck PTRG noch nicht den Wert C1 erreicht hat, schreitet die ECU 50 zu dem Schritt 127 voran.
Wenn bestimmt wird, daß der Zählwert SCTAON einen Wert erreicht hat, welcher der Aushaltezeit TPT bei dem Schritt 127 entspricht, schreitet die ECU 50 zu dem Schritt 128 voran. Bei dem Schritt 128 stellt die ECU 50 den Sollwert-Brennstoffdruck PTRG auf einen Wert B1 ein. Der Wert B1 ist variabel und variiert mit den Werten A1 und C1. Zusätzlich wird der Wert B1 um einen vorbestimmten Betrag von α reduziert, und zwar jedes Mal, wenn die ECU 50 den Schritt 128 ausführt.
Die ECU 50 schreitet dann zu dem Schritt 129 voran und bestimmt, ob der momentane Sollwert-Brennstoffdruck PTRG das Minimum B1 bzw. Wert B1LG oder den Wert C1 erreicht hat. Wenn bestimmt wird, daß der Sollwert-Brennstoffdruck PTRG noch nicht den Wert B1LG erreicht hat, beendet die ECU 50 zeitweilig die nachfolgende Verarbeitung. Nachdem somit der Zählwert SCTAON einen Wert erreicht hat, welcher der Aushaltezeit TPT entspricht, fällt der Sollwert-Brennstoffdruck PTRG allmählich ab, bis der Wert B1LG erreicht ist (siehe 31).
Wenn bestimmt wird, daß der momentane Sollwert-Brennstoffdruck PTRG den Wert B1LG bei dem Schritt 129 erreicht hat, schreitet die ECU 50 zu dem Schritt 130 voran und stellte den Sollwert-Brennstoffdruck PTRG auf den Wert C1, welcher dem Wert D1LG entspricht. Die ECU 50 beendet nachfolgend zeitweilig die nachfolgende Verarbeitung.
Nachdem demzufolge der Sollwert-Brennstoffdruck PTRG auf den Wert C1 eingestellt worden ist, schreitet die ECU 50 nicht von dem Schritt 131 zu dem Schritt 127 voran, wenn nicht das Anlassersignal STA sich auf einen AUS-Zustand ändert. Mit anderen Worten, wenn der Sollwert-Brennstoffdruck PTRG einmal auf den Wert C1 bei dem Schritt 130 eingestellt worden ist, wird der Sollwert-Brennstoffdruck PTRG auf dem Wert C1 gehalten, bis das Anlassersignal STA sich auf einen AUS-Zustand ändert (siehe 31).
Wenn bestimmt wird, daß das Anlassersignal STA bei dem Schritt 121 einen AUS-Zustand anzeigt, schreitet die ECU 50 zu dem Schritt 132 voran. Bei dem Schritt 132 bestimmt die ECU 50, daß das Anlassen der Maschine 1 vervollständigt worden ist und sie stellt den Sollwert-Brennstoffdruck PTRG auf den niedrigen Wert D1 ein (siehe 31).
Die ECU 50 schreitet dann zu dem Schritt 133 voran und stellt das Anlasserflag XSTA auf Null ein. Bei dem Schritt 134 löscht die ECU 50 den Zählwert SCTAON und stellt diesen auf Null zurück. Die ECU 50 beendet dann zeitweilig die nachfolgende Verarbeitung. Mit anderen Worten steuert die ECU 50, nachdem die Maschine 1 gestartet hat und mit ihrem normalen Betrieb beginnt, das PCV 10 in Einklang mit dem Sollwert D1, der niedriger ist als der Sollwert A1, der verwendet wird, wenn die Maschine 1 angelassen wird.
Wie in 31 gezeigt ist, stellt die ECU 50 den Sollwert-Brennstoffdruck PTRG auf den hohen Wert A1 ein, wenn der Anlasser 19 betätigt wird. Nach der Beibehaltung oder Aufrechterhaltung des Sollwert-Brennstoffdruckes PTRG auf dem hohen Wert A1 über eine Periode entsprechend der Aushaltezeit TPT, welches die minimale Zeit ist, die für ein zufriedenstellendes Starten der Maschine 1 erforderlich ist, wird der Sollwert- Brennstoffdruck PTRG allmählich abgesenkt, bis dieser den Wert C1 erreicht. Wenn demzufolge der Anlasser 19 deaktiviert wird bzw. nicht mehr betätigt wird, wird der Brennstoffdruck PC in der Common Rail 4 auf den Wert C1 abgesenkt, der niedriger liegt als der hohe Sollwert A1. Die Zeit, die zum Absenken des Brennstoffdruckes PC von dem Wert C1 auf den Wert D1 erforderlich ist, ist kürzer als die Zeit, die zum Absenken des Brennstoffdruckes PC von dem Wert A1 auf den Wert D1 erforderlich ist. Wenn daher der Anlasser 19 deaktiviert wird, wird der Brennstoffdruck PC unmittelbar auf den Wert D1 reduziert, welches der optimale Wert für den normalen Betrieb der Maschine 1 ist. Demzufolge werden die Vorteile der Ausführungsform, die in den 26–28 veranschaulicht sind, auch bei dieser Ausführungsform erzielt.
Wenn der Brennstoffdruck PC in übermäßiger Weise abgesenkt wird, während der Anlasser 19 sich in einem betätigten Zustand befindet, verläuft das Anlassen der Maschine 1 in unzufriedenstellender Weise. Bei dieser Ausführungsform wird jedoch der Brennstoffdruck nicht niedriger als der Wert C1, wenn der Anlasser 19 betätigt wird. Es wird daher verhindert, daß der Brennstoffdruck PC zu niedrig wird, wenn die Maschine 1 angelassen wird. Demzufolge wird ein zufriedenstellendes Starten der Maschine 1 sichergestellt.
Im Gegensatz zu der Ausführungsform gemäß den 26–28 ist das Überdruckventil 17 nicht vorgesehen. Dies vereinfacht die Konstruktion des Brennstoffsteuergerätes und reduziert auch die Kosten.
Bei dieser Ausführungsform basiert die Aushaltezeit TPT des Sollwertes A1 auf der Kühlmitteltemperatur THW. Jedoch kann auch die Aushaltezeit TPT auf anderen Parametern basieren, welche die Temperatur der Maschine 1 anzeigen. Als andere Option kann die Aushaltezeit TPT aus einem festgelegten oder feststehenden Wert bestehen.
Der Sollwert-Brennstoffdruck PTRG kann auf dem hohen Wert A1 so lange gehalten werden, bis die Maschinendrehzahl NE einen vorbestimmten Wert erreicht hat. Wenn die Maschinendrehzahl NE einen vorbestimmten Wert erreicht hat, wird ein zufriedenstellender Startvorgang garantiert, und zwar ungeachtet des Brennstoffdruckes PC, der niedrig ist.
Bei dieser Ausführungsform wird der Sollwert-Brennstoffdruck PTRG in einer linearen Weise abgesenkt, wie dies durch einen Graphen dargestellt ist, wie in 31 veranschaulicht ist. Jedoch kann der Sollwert-Brennstoffdruck PTRG auch in einer Kurvenart reduziert werden, wenn man dies durch einen Graphen wiedergibt.
Für Fachleute ist es offensichtlich, daß die vorliegende Erfindung in vielen anderen spezifischen Formen implementiert werden kann, ohne jedoch dabei den Rahmen der vorliegenden Erfindung, wie er in den Ansprüchen beschrieben ist, zu verlassen. Speziell sei darauf hingewiesen, daß die Erfindung in den folgenden Ausführungsformen ausgeführt werden kann.
Bei den Ausführungsformen gemäß den 1–20 wird der angeforderte Brennstoffdruck PTRGSTA basierend auf der Kühlmitteltemperatur THW berechnet. Wie jedoch durch die Zwei-Punkt-Strichlierungslinie in 6 dargestellt ist, kann der Wert von PTRGSTA konstant sein, und zwar bei irgendeiner gegebenen Kühlmitteltemperatur THW. Ferner kann PTRGSTA auch mit der Zunahme der Brennstofftemperatur THF anwachsen. Dies gestaltet dann den Brennstoffdruck PC geeigneter, um die Maschine 1 zu starten.
Bei den Ausführungsformen gemäß den 1–20 wird der Rückkopplungskoeffizient K geändert, wenn der Schlüsselschalter 52 ausgeschaltet oder ausgedreht wird. Es kann jedoch der Wert des Rückkopplungskoeffizienten K konstant gehalten werden, und zwar ungeachtet dem Ausdrehen des Schalters 52. Alternativ kann, wie in 7 gezeigt ist, der Rückkopplungskoeffizient K aus einem Wert K1 bestehen, bevor der Schlüsselschalter 52 ausgedreht wird, und kann auf einen Wert K2 geschaltet werden, der größer ist als der Wert K1, und zwar nachdem der Schlüsselschalter 52 ausgedreht wurde.
Bei der Ausführungsform gemäß den 10–13 wird die normale Einspritzsteuerung so lange fortgesetzt, bis die Einspritzfortsetzungszeit NECT, die basierend auf der Maschinendrehzahl NEOFF berechnet wird, verstrichen ist, und zwar seitdem der Schlüsselschalter 52 ausgedreht wurde. Jedoch kann die Maschinenstopp-Einspritzsteuerung gestartet werden, wenn der Schlüsselschalter 52 ausgedreht wird. Ferner kann das Verhältnis der Abnahme des Brennstoffeinspritzbetrages für einen höheren Wert der Maschinendrehzahl NEOFF auf kleiner gesteuert oder geregelt werden. Diese Konstruktion reduziert in positiver Weise den Brennstoffdruck PC auf den angefragten oder angeforderten Brennstoffdruck PTRGSTA, wenn der Brennstoffdruck PC relativ hoch ist, wenn der Schlüsselschalter 52 ausgedreht wird.
Bei der Ausführungsform gemäß den 10–13 ist die Einspritzfortsetzungszeit NECT länger eingestellt, und zwar für einen höheren Wert der Maschinendrehzahl NEOFF. Jedoch kann die Einspritzfortsetzungszeit NECT aus einem konstanten Wert NECT3 bestehen, wie dies durch eine Zwei-Punkt-Linie in 10 angezeigt ist. Die Zeit NECT3 wird in bevorzugter Weise auf einen Wert eingestellt, welcher den Brennstoffdruck PC auf den angefragten Brennstoffdruck PTRGSTA bei irgendeiner Maschinendrehzahl NEOFF absenkt, das heißt bei irgendeinem Wert des Brennstoffdruckes PC zu dem Zeitpunkt des Ausdrehens des Schlüsselschalters 52.
Bei der Ausführungsform gemäß den 10–13 wird die Einspritzfortsetzungszeit NECT basierend auf der Maschinendrehzahl NEOFF berechnet. Es kann jedoch der Wert der Einspritzfortsetzungszeit NECT auf einen Wert QCT geändert werden, indem ein Teil der Routine von 11 geändert wird.
Bei dem Schritt 302 in der Routine von 11 wird der Grund-Einspritzbetrag QBASE, wenn der Schlüsselschalter 52 ausgedreht wird, als ein Wert QBASEOFF bezeichnet. Danach, bei dem Schritt 304, berechnet die ECU 50 die Einspritzfortsetzungszeit QCT basierend auf dem Wert QBASEOFF. Ein höherer Wert von QBASEOFF resultiert in einem höheren Brennstoffdruck PC, wenn der Schlüsselschalter 52 ausgedreht wird. Es bedarf demzufolge einer längeren Zeit, um den Brennstoffdruck PC auf den angefragten oder angeforderten Brennstoffdruck PTRGSTA abzusenken. Daher wird ähnlich der Beziehung zwischen der Maschinendrehzahl NEOFF und der Einspritzfortsetzungszeit NECT in 10 die Einspritzfortsetzungszeit QCT für einen größeren Wert von QBASEOFF verlängert. Diese Konstruktion besitzt die gleichen Vorteile wie diejenigen der Ausführungsform gemäß den 10–13.
Bei der Ausführungsform nach 14 wird das Flag XSTOP zum Anhalten der Maschine 1 auf Eins gesetzt, wenn der Brennstoffdruck PC niedriger ist als der angefragte Brennstoffdruck PTRGSTA, das heißt, wenn die Bestimmung bei dem Schritt 408 in 14 positiv ist. Dies stoppt dann die normale Einspritzsteuerung. Mit anderen Worten wird der angefragte Brennstoffdruck PTRGSTA als ein Kriterium zur Bestimmung verwendet, ob die normale Einspritzsteuerung gestoppt werden soll. Die Maschinenstopp-Einspritzsteuerung wird unmittelbar nach der normalen Einspritzsteuerung ausgeführt. Somit kann der Brennstoffdruck PC entweder erhöht werden oder reduziert werden, und zwar während der Maschinenstopp-Einspritzsteuerung. Daher können die Werte verschieden von PTRGSTA als ein Kriterium verwendet werden.
Bei den Ausführungsformen gemäß den 15–22 werden der maximale Sollwert-Brennstoffdruck PTRGMAX, der maximale Grund-Einspritzbetrag QBASEMAX und der maximale Grad ACCPMAX, in welchem das Gaspedal niedergedrückt wird, verwendet und es werden der Sollwert-Brennstoffdruck PTRG, die Grund-Einspritzmenge QBASE und der Grad ACCP, in welchem das Gaspedal niedergedrückt wird, gesteuert, so daß sie niedriger bleiben als der Wert PTRGMAX, QBASEMAX und ACCPMAX. Jedoch können die Werte PTRG, QBASE und ACCP mit einem Kompensationskoeffizienten multipliziert werden, der kleiner ist als Eins, beispielsweise dann, wenn die Maschine 1 durchdreht. Dies begrenzt auch die Werte PTRG, QBASE und ACCP.
Bei den Ausführungsformen gemäß den 15–22 werden die maximalen Werte PTRGMAX, QBASEMAX und ACCPMAX des Sollwert-Brennstoffdruckes PTRG, der Grund-Einspritzbetrag QBASE und der Grad ACCP, in welchem das Gaspedal nieder gedrückt wird, für eine höhere Maschinendrehzahl NE erhöht. Es können jedoch die Werte PTRGMAX, QBASEMAX und ACCPMAX auch konstant gehalten sein, wie dies durch die Zwei-Punkt-Strichlierungslinien in den 16, 19 und 22 dargestellt ist, und zwar bei irgendeiner Maschinendrehzahl NE.
Bei der Ausführungsform gemäß den 15–22 wird die Maschine 1 als durchdrehend beurteilt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit SPD Null ist, und der Grad ACCP, in welchem das Gaspedal niedergedrückt wird, gleich ist mit oder größer ist als ACCP1. Jedoch kann die Maschine 1 auch als durchdrehend beurteilt werden, wenn der Wählhebel des Getriebes sich in der neutralen Position befindet oder auch in der Parkposition befindet und wenn der Grad ACCP, in welchem das Gaspedal niedergedrückt wird, oder die Maschinendrehzahl NE gleich ist mit oder größer ist als ein Bezugswert. Alternativ können die Werte PTRG, QBASE und ACCP einfach begrenzt werden, wenn der Wählhebel des Getriebes sich in der Neutralposition befindet oder auch in der Parkposition befindet, das heißt, wenn die Maschine 1 durchdreht.
Bei den Ausführungsformen gemäß den 10–14 wird der Brennstoffdruck PC in der Common Rail 4 auf den angefragten Brennstoffdruck PTRGSTA abgesenkt, indem die Einspritzvorrichtungen 2 veranlaßt werden, Brennstoff einzuspritzen. Alternativ kann auch ein Überdruckventil, wie dies bei der Ausführungsform gemäß den 26–28 veranschaulicht ist, in der Common Rail 4 vorgesehen werden. In diesem Fall steuert die ECU 50 das Überdruckventil, um den Brennstoffdruck PC abzusenken.
Bei den Ausführungsformen gemäß den 1–10, 15–17 und 23–25 wird die normale Brennstoffeinspritzung fortgesetzt, bis eine vorbestimmte Zeitdauer seit dem Ausschalten des Schlüsselschalters 52 verstrichen ist. Es kann jedoch die Brennstoffeinspritzung zur gleichen Zeit angehalten werden, zu welcher der Schlüsselschalter 52 ausgedreht wird. In diesem Fall dreht sich die Kurbelwelle antriebslos und hält die Zuführpumpe 6 so lange aktiv, bis die Kurbelwelle vollständig zum Anhalten gekommen ist. Während dieser Zeit ist die Zuführpumpe 6 befähigt, Brennstoff auszutragen.
Die vorliegende Erfindung kann bei einem Benzinmotor mit direkter Einspritzung realisiert werden, bei dem die Einspritzvorrichtungen Brennstoff direkt in die Verbrennungskammern einspritzen. Ein Benzinmotor mit direkter Einspritzung enthält ein Übergaberohr, in welchem Brennstoff, der unter hohem Druck steht, gespeichert wird. Das Übergaberohr entspricht der Common Rail 4 bei der Dieselmaschine 1.
Bei den veranschaulichten Ausführungsformen wird unter Druck stehender Brennstoff in einer Common Rail oder in einem Akkumulator von den Einspritzvorrichtungen eingespritzt. Jedoch kann das Gerät nach der vorliegenden Erfindung auch bei einer Maschine zur Anwendung gelangen, bei der ein Strömungsmittel, wie beispielsweise Maschinenöl, von einer Pumpe zu einem Akkumulator gesendet wird, und der Druck des Strömungsmittels in dem Akkumulator dazu verwendet wird, um Brennstoff von Einspritzvorrichtungen aus einzuspritzen.
Es sind daher die vorliegenden Beispiele und Ausführungsformen lediglich als veranschaulichend zu betrachten und nicht in einem einschränkenden Sinn, und die vorliegende Erfindung ist offensichtlich nicht auf Einzelheiten beschränkt, die hier dargestellt sind, sondern kann im Rahmen und in Äquivalenz zu den anhängenden Ansprüchen modifiziert werden.

Claims

Vorrichtung zur Steuerung des Brennstoffdruckes in einer Maschine, welche Vorrichtung folgendes aufweist: – einen Akkumulator (4) zum Speichern von auf hohen Druck gebrachtem Brennstoff, der von einer Pumpe (6) abgegeben wird; – eine Einspritzvorrichtung (2) zum Einspritzen des in dem Akkumulator (4) gespeicherten Brennstoffes in eine Verbrennungskammer der Maschine; und – eine Einstellvorrichtung (50, 10) zum Einstellen des Druckes des Brennstoffes in dem Akkumulator (4) entsprechend dem Laufzustand der Maschine, – wobei die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß die Einstellvorrichtung (50, 10) den Brennstoffdruck in dem Akkumulator (4) so einstellt, um sich einem vorbestimmten gewünschten Wert anzunähern, der für ein nachfolgendes Starten der Maschine geeignet ist, und zwar innerhalb einer Periode, gerechnet von der Initialisierung eines Betriebes zum Anhalten der Maschine bis zu dem Zeitpunkt, wenn die Maschine vollständig angehalten ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellvorrichtung (50, 10) den gewünschten Wert basierend auf der Temperatur der Maschine berechnet, wenn die Maschinenanhalteoperation initialisiert wird.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß, je höher die Maschinentemperatur ist, desto niedriger der berechnete gewünschte Wert ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß während des normalen Maschinenbetriebes der Brennstoffdruck in dem Akkumulator (4) wenigstens auf der Maschinendrehzahl basiert.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellvorrichtung (50, 10) den Brennstoffbetrag reguliert, der zu dem Akkumulator (4) von der Pumpe (6) zugeführt wird, um den Brennstoffdruck in dem Akkumulator (4) einzustellen.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn die Maschinenstopoperation initialisiert wird, die Einstellvorrichtung (50, 10) die Brennstoffmenge maximiert, die von der Pumpe (6) zugeleitet wird, wenn der Brennstoffdruck in dem Akkumulator (4) niedriger ist als der gewünschte Wert, und die Einstellvorrichtung (50, 10) die Pumpe (6) anhält, Brennstoff zuzuführen, wenn der Brennstoffdruck in dem Akkumulator (4) gleich ist mit oder größer ist als der gewünschte Wert.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellvorrichtung (50, 10) die Einspritzvorrichtung (2) veranlaßt, die Brennstoffeinspritzung fortzusetzen, um den Brennstoffdruck in dem Akkumulator (4) zu dem gewünschten Wert hin abzusenken, bis eine vorbestimmte Zeitperiode von dem Punkt an verstrichen ist, wenn die Maschinenstopoperation initialisiert wird.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellvorrichtung (50, 10) die Länge der vorbestimmten Periode in Einklang mit dem Brennstoffdruck in dem Akkumulator (4) bestimmt, wenn die Maschinenstopoperation initialisiert wird.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß, je höher der Brennstoffdruck in dem Akkumulator (4) ist, desto länger die vorbestimmte Periode ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellvorrichtung (50, 10) die Maschinendrehzahl detektiert, welche den Brennstoffdruck in dem Akkumulator (4) anzeigt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellvorrichtung (50, 10) die Einspritzvorrichtung (2) veranlaßt, mit der Brennstoffeinspritzung so lange fortzufahren, bis der Brennstoffdruck in dem Akkumulator (4) auf den gewünschten Wert abgefallen ist, und zwar von dem Zeitpunkt an, wenn die Maschinenstopoperation initialisiert wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn die Maschine durchdreht, die Einstellvorrichtung (50, 10) den Brennstoffdruck in dem Akkumulator (4) begrenzt.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellvorrichtung (50, 10) einen Sollwert des Brennstoffes in dem Akkumulator (4) basierend auf wenigstens der Maschinendrehzahl berechnet und bei der die Einstellvorrichtung (50, 10) den Sollwert begrenzt, wenn die Maschine durchdreht.
Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellvorrichtung (50, 10) den Sollwert in solcher Weise begrenzt, daß der Sollwert einen oberen Grenzwert nicht überschreitet, der in Einklang mit der Maschinendrehzahl bestimmt wird oder vorausbestimmt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch einen Computer zum Berechnen der Brennstoffmenge, die durch die Einspritzvorrichtung (2) einzuspritzen ist, basierend auf wenigstens der Maschinendrehzahl, wobei die Einstellvorrichtung (50, 10) die berechnete Einspritzmenge begrenzt, wenn die Maschine durchdreht.
Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellvorrichtung (50, 10) die berechnete Einspritzmenge in solcher Weise begrenzt, daß die berechnete Einspritzmenge einen oberen Grenzwert nicht überschreitet, der in Einklang mit der Maschinendrehzahl bestimmt wird oder im voraus bestimmt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch: – eine Verhinderungsvorrichtung (7), um den Brennstoff daran zu hindern, zurück zur Pumpe (6) von dem Akkumulator (4) aus zu fließen; – eine Bestimmungsvorrichtung (50), um zu bestimmen, ob der Laufzustand der Maschine sich von einem ersten Zustand auf einen zweiten Zustand geändert hat, wobei der erste Zustand erfordert, daß der Brennstoffdruck in dem Akkumulator (4) relativ hoch ist, und wobei der zweite Zustand einen Brennstoffdruck in dem Akkumulator (4) erfordert, der niedrig ist, verglichen mit dem ersten Zustand, und wobei die Einstellvorrichtung (50, 10), die Brennstoffmenge reguliert, die zu dem Akkumulator (4) von der Pumpe (6) aus zugeführt wird, um den Brennstoffdruck in dem Akkumulator (4) auf den erforderlichen Wert einzustellen; und – eine Freigabevorrichtung (17) zum Freigeben des Brennstoffes, der stromabwärts von der Verhinderungsvorrichtung (7) vorhanden ist, um unmittelbar den Brennstoffdruck in dem Akkumulator (4) abzusenken, wenn der Laufzustand der Maschine sich von dem ersten Zustand auf den zweiten Zustand ändert.
Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Freigabevorrichtung aus einem Freigabeventil (17) besteht, um Brennstoff aus dem Akkumulator (4) freizugeben.
Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch: – eine Verhinderungsvorrichtung (7), um Brennstoff daran zu hindern, von dem Akkumulator (4) zurück zur Pumpe (6) zu fließen; und – eine Bestimmungsvorrichtung (50), um zu bestimmen, ob der Laufzustand der Maschine sich von einem ersten Zustand auf einen zweiten Zustand geändert hat, wobei der erste Zustand erfordert, daß der Brennstoffdruck in dem Akkumulator (4) einen relativ hohen Wert hat, der zweite Zustand erfordert, daß der Brennstoffdruck in dem Akkumulator (4) einen relativ niedrigen Druck hat, wobei die Einstellvorrichtung (50, 10) die Brennstoffmenge reguliert, die von der Pumpe (6) zu dem Akkumulator (4) übertragen wird, um den Brennstoffdruck in dem Akkumulator (4) auf den erforderlichen Wert einzustellen, und wobei die Einstellvorrichtung (50, 10) den Brennstoffdruck in dem Akkumulator (4) von dem hohen Wert auf einen mittleren Wert absenkt, der zwischen dem hohen Wert und dem niedrigen Wert liegt, bevor der Laufzustand der Maschine sich von dem ersten Zustand in den zweiten Zustand ändert.
Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn der Laufzustand der Maschine den ersten Zustand erreicht, die Einstellvorrichtung (50, 10) den Brennstoffdruck in dem Akkumulator (4) auf den Zwischenwert allmählich absenkt, und zwar nach Aufrechterhaltung des Brennstoffdruckes in dem Akkumulator (4) auf dem hohen Wert für eine bestimmte Zeitperiode.
Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß, je niedriger die Temperatur der Maschine ist, desto länger die bestimmte Zeitperiode ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestimmungsvorrichtung (50) bestimmt, daß der Laufzustand der Maschine sich in dem ersten Zustand befindet, wenn ein Anlasser (19) arbeitet, um die Ma schine anzukurbeln, und bei der die Bestimmungsvorrichtung (50) bestimmt, daß sich der Laufzustand der Maschine in dem zweiten Zustand befindet, wenn der Anlasser (19) gestoppt wird.