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    Durch Steuern einer Hochdruckpumpe (5) unter Anwendung eines Nockenwinkelsignals zum Öffnen desselben und anschließenden Schließen desselben nach dem Verstreichen einer vorgegebenen Periode entsprechend einem Entladeumfang hat ein Kraftstoffzuführ-Steuergerät für einen Verbrennungsmotor (21) die Fähigkeit zum Erzielen der Vereinfachung der Steuerung bei Gewährleistung einer Steuerbarkeit ohne Erfordernis einer Korrektur, selbst bei sich ändernder Ventileinstellung. Ein Kurbelwinkelsensor erzeugt ein Kurbelwinkelsignal (SGT) synchron zu der Drehung einer Kurbelwelle zum Zuführen des Kraftstoffs in einen Kraftstofftank zu einem Einspritzer, der in einer Verbrennungskammer jedes Motorzylinders installiert ist. Ein Nockenwinkelsensor erzeugt das Nockenwinkelsignal (SGC) synchron zu der Drehung einer Nockenwelle. Eine Hochdruckpumpe (5) hat einen Ansaughub und einen Entladehub, synchronisiert zu der Drehung der Nockenwelle, und sie führt den Kraftstoff dem Einspritzer zu. Eine ECU (20) ändert einen wirksamen Hub in Beziehung zu dem Auslasshub der Pumpe (5) auf der Grundlage des Nockenwinkelsignals (SGC).
    公开号:DE102004011678A1
    申请号:DE200410011678
    申请日:2004-03-10
    公开日:2005-06-09
    发明作者:Tatsuhiko Kobe Takahashi
    申请人:Mitsubishi Electric Corp；
    IPC主号:F02M47-00
    专利说明:
    [0001] Dievorliegende Erfindung betrifft ein Kraftstoffzuführungs-Steuergerät für einen Verbrennungsmotor,das einen Kraftstoffzuführabschnittfür dieDirekteinspritzung von Kraftstoff in eine Verbrennungskammer jedesZylinders des Verbrennungsmotors steuert bzw. regelt. Insbesonderebetrifft sie ein Kraftstoffzuführungs-Steuergerät für einenVerbrennungsmotor, mit dem sich hochgenaue Kraftstoffdrucksteuerungerzielen lässt,durch Steuern eines wirksamen Hubs in Beziehung zu einem Auslasshubeines Kraftstoffzuführabschnittsmit hoher Genauigkeit.
    [0002] Allgemeinwird eine Verdrängungder Kraftstoffzuführungs-Einrichtung in derForm einer Hochdruckpumpe in einem Kraftstoffzuführungs-Steuergerät für einenVerbrennungsmotor verwendet, für dasdirekte Einspritzen von Kraftstoff von einem in einer Verbrennungskammerjedes Zylinders installierten Einspritzer in die entsprechende Verbrennungskammer.
    [0003] Beieinem derartigen bekannten Kraftstoffzuführungs-Steuergerät für einen Verbrennungsmotor wirddie Hochdruckpumpe fürden Betrieb durch eine Pumpenkurvenscheibe getrieben, die für eine Drehungmittels dem Verbrennungsmotor synchron mit der Drehung einer Nockenwellegetrieben wird, und der Umfang des durch die Pumpe abgeführten Kraftstoffs ändert sichdurch Ändernder AN- und AUS-Periode eines elektromagnetischen Ventils während demEntladehub der Pumpe.
    [0004] Zudieser Zeit werden die AN- und AUS-Perioden des elektromagnetischenVentils durch Verwenden eines Kurbelwinkelsignals von einem Kurbelwinkelsensorgeändert.
    [0005] Zusätzlich lässt sichder Pumpenentladehub synchron zu der Ventilzeiteinstellungs-Steuereinrichtung ändern, undeine derartige Änderungbei dem Pumpenentladehub in diesem Fall wird durch Ändern derAN-/AUS-Zeiteinteilung des elektromagnetischen Ventils ausgeführt, gemäß einemgeschätztenWert anhand der detektierten Ventilsynchronsierung bzw. Zeiteinteilung(beispielsweise sei auf ein ersten Patentdokument verwiesen: JapanischePatentoffenlegung Nr. 2000-161115).
    [0006] Fernerwird der Verdränger-Kraftstoffzuführungsabschnittdurch einen effektiven Hubänderungsabschnittso gesteuert, dass er einen wirksamen Hub, d.h. einen Umfang derEntladung, der Pumpe im Zusammenhang mit dem Entladehub hiervonangleicht, und der wirksame Hubänderungsabschnittist mit einem Öffnungs-und Schließ-Zeiteinteilungs-Entscheidungsabschnitteines Überströmventils.
    [0007] Hiernacherfolgt ein Bezug auf ein Verfahren zum Entscheiden der Öffnungs-und Schließ-Zeiteinteilungeines Überströmventils,das den Umfang an Kraftstoff angleicht, das von dem Kraftstoffzuführungsabschnittabgeleitet wird, in der Form einer Hochdruckpumpe.
    [0008] Zunächst wirdein geschätzterWert dlvvt des Änderungsumfangsder Ventileinstellung anhand der folgenden Gleichung (1) berechnet: dlvvt = (VT – VT[i – 1]) +(VTT – VT) (1)mit VT alsDarstellung der Ventileinstellung, VT[i – 1] als der letzten Ventileinstellungund VTT als der Soll-Zieleinstellung.
    [0009] Nachfolgendwird eine Referenz-Ventilöffnungszeitafpons des Überströmventilsanhand der folgenden Gleichung (2) berechnet: afpons = afpoffs + awonbs – aoffset (2)mit afpoffsals Darstellung einer Referenz-Ventilschließzeit des Überströmventils, und awonbs repräsentierteine Ventilöffnungsperiodedes Ventilüberströmventils,und diese Informationsstückewerden als jeweilige MAP-Daten in einem ROM-Speicher gespeichert.Zusätzlichrepräsentiertaoffset einen Versatzumfang oder eine Distanz von einer Referenzpositionder Nockenwelle zu einer Nase der Pumpenantriebs-Kurvenscheibe.
    [0010] Dannwird eine zeitweise Ventilschließzeit afponb des Überströmventilsanhand der folgenden Gleichung (3) berechnet, unter Betrachtungeines Betriebsumfangs der Ventileinstellung. afponb = afpons + VT (3)Anschließend wirdein Korrekturumfang kaon zum Korrigieren der zeitweiligen Ventilschließzeit afponb des Überströmventilsdurch die folgende Gleichung (4) berechnet: kaon = (dlvvt/360) × (QT + kacal – afponb) (4),wobei QTein Ventilöffnungs-und Ventilschließzeit-Berechnungseinstellungrepräsentiert,und kacal repräsentierteinen Kurbelwinkel von der Zeit der Detektion von VT zu der Ventilöffnungs-und Ventilschließzeit-BerechnungseinteilungQT.
    [0011] Hiernachwird ein Korrekturumfang kaonw der Ventilöffnungsperiode des Überströmventilsanhand der folgenden Gleichung (5) berechnet: kaonw = (dlvvt/360) × awonb (5)mit awonbals Darstellung einer Ventilöffnungsperiodedes Überströmventils.
    [0012] Anschließend wirdeine Ventilschließeinstellungafpon des Überströmventilsanhand der folgenden Gleichung (6) berechnet: afpon = afponb + kaon (6).
    [0013] Schließlich wirdeine Abschlussventilschließperiodeawon des Überströmventilsanhand der folgenden Gleichung (7) berechnet: awon = awonb + kaonw (7).
    [0014] DieAbschlussventilschließperiodeawon des Überströmventils,berechnet anhand der obigen Gleichung (7), wird eine wirksame Entladeperiodeder Hochdruckpumpe.
    [0015] Daswie oben beschriebene bekannte Kraftstoffzuführungs-Steuergerät für einen Verbrennungsmotor istso konstruiert, dass die Referenzwert-Öffnungs- und -schließzeitenafpons, afpoffs des Überströmventilsauf der Grundlage des Kurbelwinkelsignals berechnet werden, undin Übereinstimmungmit dem Betriebsumfang der Ventileinstellungs-Steuereinrichtung korrigiert werden.Demnach gibt es ein Problem dahingehend, dass die Steuerung undBerechnung der Öffnungs-und Schließzeitenfür das Überströmventilkompliziert wurden.
    [0016] Weiterhingibt es aufgrund der Tatsache, dass die Berechnungszeiteinteilungfür die Öffnungs- undSchließzeitendes Überströmventilssynchron zu dem Kurbelwinkelsignal sind, ein Problem dahingehend,dass es erforderlich ist, sowohl die Öffnungszeiteinteilung als auchdie Schließzeiteinteilungdes Überströmventilsim Hinblick auf eine Änderungder Ventileinstellung zu steuern, und dies führt im Ergebnis zu einer weiterenKomplizierung der Steuerung der Berechnungsvorgänge.
    [0017] Fernerist es zum Steuern sowohl der Öffnungs-als auch Schließzeiteinteilungendes Überströmventilserforderlich, die Öffnungs-und Schließzeitenmit einer extrem frühenZeiteinteilung im Vergleich zu der für die tatsächliche Steuerung erforderlicheZeit festzulegen, und demnach gibt es ein weiteres Problem dahingehend,dass der Fehler zwischen dem geschätzten Wert und dem tatsächlichen Wertgroß wird,wodurch die Kraftstoffdruck-Steuerbarkeit des den Einspritzern zuzuführendenKraftstoffs verschlechtert ist.
    [0018] Demnachverfolgt die vorliegende Erfindung die Absicht, die oben differenziertenProbleme zu überwinden,und sie hat demnach das technische Problem der Bereitstellung einesKraftstoffzuführungs-Steuergeräts für einenVerbrennungsmotor mit der Fähigkeitzum Erzielen der Vereinfachung der Steuerung während einer Gewährleistungder Steuerbarkeit ohne Erfordernis der Korrektur, selbst wenn sichdie Ventileinstellung geänderthat, durch Steuern eines Überströmventilsin einer Hochdruckpumpe unter Verwendung eines Kurvenscheibenwinkelsignals bzw.Kurbelwinkelsignals, derart, dass die Hochdruckpumpe geöffnet unddann nach dem Verstreichen einer vorgegebenen Zeitperiode geschlossen wird,entsprechend einem vorgegebenen Kraftstoffumfang, der von der Pumpeabzuführenist.
    [0019] UnterBeachtung der obigen technischen Problemstellung betrifft die vorliegendeErfindung ein Kraftstoffzuführungs- Steuergerät für einenVerbrennungsmotor, das zum Zuführenvon Kraftstoff aus einem Kraftstofftank zu einem Einspritzer dient,der in einer Verbrennungskammer eines Verbrennungsmotors installiertist. Das Gerätenthält:einen Kurbelwinkel-Detektionsabschnitt zum Erzeugen eines Kurbelwinkelsignals,synchron mit der Drehung einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors;einen Nockenwinkel-Detektionsabschnittzum Erzeugen eines Nockenwinkelsignals synchron mit der Drehungder Nockenwelle des Verbrennungsmotors; einen Verdränger-Kraftstoffzuführungsabschnittmit einem Ansaughub und einem Etladehub, synchron zu der Drehungder Nockenwelle zum Zuführendes Kraftstoffs zu dem Einspritzer; und einen Abschnitt zum Ändern deswirksamen Hubs zum Änderneines wirksamen Hubs im Zusammenhang mit dem Entladehub des Kraftstoffzuführungsabschnitts.Der Abschnitt zum Änderndes wirksamen Hubs arbeitet synchron mit dem Kurbelwinkelsignalund dem Nockenwinkelsignal zum Änderndes wirksamen Hubs auf der Grundlage des Nockenwinkelsignals.
    [0020] Gemäß der vorliegendenErfindung lässt sichdie Steuerung vereinfachen, währenddie Steuerbarkeit dann gewährleistetist, wenn die Öffnungs- undSchließzeitpunktedes Kraftstoffzuführabschnitts unterVerwendung des Kurbelwinkelsignals gesteuert werden.
    [0021] Dieobigen und weitere technische Probleme, Merkmale und Vorteile dervorliegenden Erfindung ergeben sich unmittelbar für den Fachmannanhand der folgenden detaillierten Beschreibung unter Bezug aufdie Ausführungsformender vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit der beiliegenden Zeichnung;es zeigen:
    [0022] 1 einBlockschaltbild zum Darstellen der Konstruktion eines Kraftstoffzuführungs-Steuergeräts für einenVerbrennungsmotor gemäß einerersten Ausführungsformder vorliegenden Erfindung;
    [0023] 2 einBlockschaltbild zum Darstellen der Struktur des Verbrennungsmotorszusammen mit seinem Umfeld gemäß der erstenAusführungsform dervorliegenden Erfindung;
    [0024] 3 einZeitablaufdiagramm zum Darstellen des Betriebs des Kraftstoffzuführungs-Steuergeräts bei Steuerungder Ventileinstellung zu dem am meisten verzögerten Winkel, gemäß der erstenAusführungsformder vorliegenden Erfindung;
    [0025] 4 einZeitablaufdiagramm zum Darstellen des Betriebs des Kraftstoffzuführungs-Steuergeräts bei Steuerungder Ventileinstellung zu dem am meisten avancierten Winkel gemäß der erstenAusführungsformder vorliegenden Erfindung;
    [0026] 5 einFunktionsblockschaltbild zum schematischen Darstellen eines Kraftstoffdruck-Steuerabschnittsdes Kraftstoffzuführungs-Steuergeräts gemäß der erstenAusführungsformder vorliegenden Erfindung;
    [0027] 6 einFlussdiagramm zum Darstellen konkreter Inhalte der Steuerung imZusammenhang mit einem Steuerwinkel ϕs in dem Kraftstoffzuführungs-Steuergerät gemäß der erstenAusführungsformder vorliegenden Erfindung;
    [0028] 7 einZeitablaufdiagramm zum Darstellen des Zustands, in dem ein Kraftstoffdruck-Steuerfehler erzeugtwird, aufgrund einer Totzeit τ1in einem Kraftstoffzuführungs- Steuergerät für einenVerbrennungsmotor, gemäß einerzweiten Ausführungsform dervorliegenden Erfindung;
    [0029] 8 einZeitablaufdiagramm zum Darstellen des Zustands, in dem eine Gegenmaßnahme gegeneine Totzeit τ1in dem Kraftstoffzuführungs-Steuergerät gemäß der zweitenAusführungsformder vorliegenden Erfindung ergriffen wird;
    [0030] 9 einZeitablaufdiagramm zum Darstellen des Zustands, in dem eine Gegenmaßnahme gegeneine Totzeit τ1bin dem Kraftstoffzuführungs-Steuergerät gemäß der zweitenAusführungsformder vorliegenden Erfindung ergriffen wird;
    [0031] 10 einZeitablaufdiagramm zum Darstellen des Zustands, in dem eine Gegenmaßnahme gegeneine Totzeit τ1cin dem Kraftstoffzuführungs-Steuergerät gemäß der zweitenAusführungsformder vorliegenden Erfindung ergriffen wird;
    [0032] 11 einFlussdiagramm zum Darstellen einer Interrupt-Verarbeitung in Ansprechenauf ein Nockenwinkelsignal SGC in einem Kraftstoffzuführungs-Steuergerät für einenVerbrennungsmotor gemäß einerdritten Ausführungsformder vorliegenden Erfindung;
    [0033] 12 einFlussdiagramm zum Darstellen einer Interrupt-Verarbeitung in Ansprechenauf ein Kurbelwinkelsignal SGT in dem Kraftstoffzuführungs-Steuergerät gemäß der drittenAusführungsformder vorliegenden Erfindung;
    [0034] 13 einZeitablaufdiagramm zum Darstellen der Bewegung einer Hochdruckpumpein dem Kraftstoffzuführungs-Steuergerät gemäß der dritten Ausführungsformder vorliegenden Erfindung;
    [0035] 14 einFlussdiagramm zum Darstellen einer Interrupt-Verarbeitung in Ansprechenauf ein Nockenwinkelsignal SGC in einem Kraftstoffzuführungs-Steuergerät für einenVerbrennungsmotor gemäß einervierten Ausführungsformder vorliegenden Erfindung;
    [0036] 15 einFlussdiagramm zum Darstellen einer Interrupt-Verarbeitung in Ansprechenauf ein Kurbelwinkelsignal SGT in einem Kraftstoffzuführungs-Steuergerät gemäß der viertenAusführungsformder vorliegenden Erfindung.
    [0037] Nunwerden bevorzugte Ausführungsformen dervorliegenden Erfindung detailliert unter Bezug auf die beiliegendeZeichnung beschrieben.
    [0038] Die 1 und 2 zeigenBlockschaltbilder zum Darstellen eines Kraftstoffzuführungs-Steuergeräts für einenVerbrennungsmotor gemäß einer erstenAusführungsformder vorliegenden Erfindung, wobei 1 die Struktureines Kraftstoffzuführungsabschnittsin der Form einer Hochdruckpumpe und deren Umfeld zeigt, und die 2 zeigtdie Struktur des Verbrennungsmotors und dessen Umfeld unter Platzierungeines Fokus auf einen der Motorzylinder.
    [0039] Gemäß 1 isteine Niederdruckpumpe 2 zum Anziehen und Zuführen vonKraftstoff in einen Kraftstofftank 1 angeordnet, und einKraftstofffilter 3 ist bei einer Stelle stromabwärts zu derNiederdruckpumpe 2 angeordnet bzw. ausgebildet.
    [0040] Weiterhinsind eine Druckreguliereinrichtung 4 bzw. ein Druckstellglied 5 bzw.ein Druckregler 4 und eine Hochdruckpumpe 5 ineiner Kraftstoffleitung an Stellen stromabwärts zu dem Kraftstofffilter 3 angeordnet,so dass der Druck des überdas Filter 3 geführtenKraftstoffs durch den Druckregler 4 für ein Einführen in die Hochdruckpumpe 5 angeglichen wird.
    [0041] DieHochdruckpumpe 5 bildet den Kraftstoffzuführungs-Steuerabschnitt,und sie ist mit einem Paar von Absperr- bzw. Rückschlagventilen 6 angeordnetin der Kraftstoffleitung, einem Kolben 7, gleitbar aufgenommenin einem Zylinder, eingefügtzwischen den Rückschlagventilen 6 für ein Unter-Druck-Setzen einerBooster-/Elektrokammer 8, die hierin definiert ist, undein Überdruckventil 9 zum Öffnen undSchließender Boosterkammer 8.
    [0042] Daseine Ende des Kolbens 7 stößt an eine Pumpenkurvenscheibe 10 an,die mit einer Kurbelwelle 17 für die Einlassventile des Verbrennungsmotorsfür eineintegrierte Drehung hiermit so gekoppelt ist, dass die Drehkraftdes Verbrennungsmotors den Kolben 7 über die Nockenwelle 17 zugeführt wird, undeiner Pumpennocken- bzw. Kurvenscheibe 10 synchron zu derDrehung des Verbrennungsmotors.
    [0043] Das Überstromventil 9 enthält einenVentilabschnitt 9a, ausgebildet für ein Einfügen zum Schließen undFreigeben zum Öffnender Boosterkammer 8, eine Bypass-Leitung 9b zumselektiven Umgehen oder Verbinden eines stromaufwärtigen Abschnittsder Kraftstoffleitung und der Boosterkammer 8 unter derWirkung des Ventilabschnitts 9a, eine Spule 9c,ausgebildet füreine Erregung durch eine ECU (elektronische Steuereinheit) 20 zumTreiben des freizugebenden Ventilabschnitts 9a, und eine Kompressionsfeder 9d zumZwingen des Ventilabschnitts 9a für ein Einfügen in einer Schließrichtung (d.h.,in einer stromabwärtigenRichtung nach 1).
    [0044] EineVielzahl von Einspritzern 12, die in Fluidkommunikationmit einem stromabwärtigenAbschnitt der Hochdruckpumpe 5 vorliegen, sind jeweils anden Zylindern des Verbrennungsmotors installiert, in einer solchenWeise, dass jeder Einspritzer 12 in einer Verbrennungskammer 11 ist,die in jedem Zylinder definiert ist. Der durch die Hochdruckpumpe 5 komprimierteHochdruckkraftstoff wird zu den Einspritzern 12 über eineKraftstoffschiene 13 eingeführt, die in Fluidkommunikationmit einem Ausgangsende der Hochdruckpumpe 5 vorliegt.
    [0045] DasFreigabeventil 14 zum Freigeben des komprimierten Kraftstoffsund ein Kraftstoffdrucksensor 15 zum Detektieren des Kraftstoffs(Kraftstoffdrucks) PF des Kraftstoffs sind in der Kraftstoffschiene 13 angeordnet.Der Kraftstoffdruck PF, der so durch den Kraftstoffdrucksensor 15 detektiertwird, wird bei der ECU 20 eingegeben.
    [0046] DieNockenwelle 17 ist betriebsgemäß über einen Synchronriemen miteiner Kurbelwelle 16 verbunden, die zum Drehen durch denVerbrennungsmotor angetrieben wird, so, dass die Nockenwelle hierdurchsynchron zu der Kurbelwelle 16 mit einem Drehverhältnis von ½ im Hinblickauf die Kurbelwelle 16 gedreht wird. Ein Kurbelwinkelsensor 18 undein Nockenwinkelsensor 19 sind jeweils entgegengesetztzu der Kurbelwelle 16 und der Nockenwelle 17 angeordnet.Ein Kurbelwinkelsignal SGT und ein Nockenwinkelsignal SGC, die jeweilsdurch den Kurbelwinkelsensor 18 und den Nockenwinkelsensor 19 erzeugtwerden, werden bei der ECU 20 eingegeben.
    [0047] DieECU 20 berücksichtigtnicht nur den Kraftstoffdruck PF, das Kurbelwinkelsignal SGT und dasNockenwinkelsignal SGC, sondern auch Betriebsbedingungsinformationvon einer Vielzahl (nicht gezeigter) Sensoren, und sie steuert zumTreiben der Niederdruckpumpe 2, der Spule 9c indem Überströmventil 9 undder Einspritzer 12.
    [0048] DieHochdruckpumpe (Kraftstoffzuführungsabschnitt) 5 enthält einenAnsaughub und einen Entladehub, die mit der Drehung der Kurbelwelle 16 und derNockenwelle 17 synchronisiert sind.
    [0049] DieECU 20 enthälteinen Effektivhub-Änderungsabschnittzum Änderneines Effektivhubs in Bezug auf den Entladehub der Hochdruckpumpe 5.Der Effektivhub-Änderungsabschnittarbeitet synchron zu dem Kurbelwinkelsignal SGT und dem NockenwinkelsignalSGC zum Änderndes Effektivhubs auf der Grundlage des Nockenwinkelsignals SGC.
    [0050] DerKolben 7 in der Hochdruckpumpe 5 wird für eine vertikaleBewegung in Übereinstimmungmit der Drehung der Pumpennocke 10 getrieben, wodurch dasVolumen der Boosterkammer 8 geändert wird, damit der komprimierteKraftstoff hierin erzwungenermaßenin die Kraftstoffschiene 13 eingeführt wird.
    [0051] ZurZeit wird der Umfang von in die Kraftstoffschiene 13 eingeführtem Kraftstoffdurch das Überströmventil 9 unterder Steuerung der ECU 20 angeglichen.
    [0052] Wirddas Steuersignal von der ECU 20 zum Erregen der Spule 9c indem Überströmventil 9 angeschaltet,so wird ein Aufwärtsbewegendes Ventilabschnitts 9a unter der Wirkung der Spule 9c unter Überwindungder Vorspannkraft der Kompressionsfeder 9d bewirkt, wodurchder Ventilabschnitt 9a des Überströmventils 9 freigegebenoder geöffnetwird.
    [0053] Istder Ventilabschnitt 9a geöffnet, so ist die Boosterkammer 9 inKommunikation überdie Bypassleitung 9b mit der Kraftstoffleitung bei ihrerAnsaugseite platziert, so dass der komprimierte Kraftstoff in derBoosterkammer 8 zu der Ansaugseite zurückkehrt, und er wird nichtzu der Seite der Kraftstoffschiene 13 gesendet. Demnachwird komprimierter Kraftstoff nicht von der Hochdruckpumpe 5 zuder Kraftstoffschiene 13 entladen.
    [0054] Andererseitswird bei Unterbrechen der Erregung der Spule 9c der Ventilabschnitt 9a erzwungenermaßen nachunten durch die Vorspannkraft der Kompressionsfeder 9d bewegt,wodurch der Ventilabschnitt 9a geschlossen ist.
    [0055] Istder Ventilabschnitt 9a geschlossen, so wird die Kommunikationzwischen der Boosterkammer 8 und der ansaugseitigen Leitungso unterbrochen, dass der komprimierte Kraftstoff in der Boosterkammer 8 zuder Seite der Kraftstoffschiene 13 gesendet wird.
    [0056] Erhöht sichder Kraftstoffdruck PF in der Kraftstoffschiene 13 unterErreichung eines Ventilöffnungsdrucksfür dasFreigabeventil 14, so wird das Freigabeventil 14 zumRückführen desKraftstoffs in der Kraftstoffschiene 13 in den Kraftstofftank 1 geöffnet.
    [0057] DerKraftstoffdruck PF in der Kraftstoffschiene 13 wird durchden Kraftstoff drucksensor 15 detektiert und zu der ECU 20 gesendet,so dass eine Gegenregelung bzw. Regelung oder dergleichen durch dieECU 20 ausgeführtwird. Hier ist zu erwähnen, dassdie Einspritzer 12 zum Zuführen des Hochdruckkraftstoffsin die Kraftstoffschiene 13 direkt zu den entsprechendenVerbrennungskammern in dem Verbrennungsmotor dienen.
    [0058] In 2 sindgleiche oder ähnlicheTeile oder Elemente, wie sie oben beschrieben sind (siehe 1),anhand derselben Symbole bezeichnet, während eine detaillierte Beschreibunghiervon weggelassen ist.
    [0059] EineSensorplatte 18a zum Detektieren eines Kurbelwinkels (d.h.,des Drehwinkels oder der Position der Kurbelwelle 16) wirdan der Kurbelwelle 16 füreine integrierte Drehung hiermit montiert. Die Sensorplatte 18a hateine Vielzahl von Vorsprüngen (nichtgezeigt), gebildet an dem Außenumfangsabschnitthiervon in Entsprechung zu vorgegebenen Kurbelwinkelpositionen.
    [0060] Kreuztjeder Vorsprung der Sensorplatte 18a den Kurbelwinkelsensor 18,so erzeugt der Kurbelwinkelsensor 18 ein KurbelwinkelsignalSGT in der Form eines Pulses entsprechend der Drehposition der Kurbelwelle 16.
    [0061] EineEinlassleitung 22 und eine Auslassleitung 23 sindmit den Verbrennungskammern 11 des Verbrennungsmotors 21 jeweils über Einlassventile undAuslassventile verbunden.
    [0062] EinLuftreiniger 24 zum Reinigen von Ansaugluft, angesaugtin den Verbrennungsmotor 21, und ein Luftströmungssensor 25 zumMessen eines Umfangs einer in dem Verbrennungsmotor 21 angesaugtenEinsaugluft sind mit einem Ende der Ansaugleitung 22 verbunden,und eine Drosselklappe 26 ist in der Ansaugleitung 22 zumErhöhenoder Verringern des Umfangs der Ansaugluft so angeordnet, dass dieAusgangsleitung des Verbrennungsmotors 21 angeglichen wird.
    [0063] EineZündkerze 28,ausgebildet fürein Treiben zum Entladen durch eine Zündspule 27, ist anjedem Zylinder montiert, wobei eines ihrer Enden in einer entsprechendenVerbrennungskammer 11 in dem Verbrennungsmotor 21 präsent ist.
    [0064] DieZündspule 27 bewirktein Zuführeneiner Hochspannungsenergie zu den Zündkerzen 28, indemihre Erregung unter der Steuerung der ECU 20 unterbrochenwird, so dass jede Zündkerze 28 einen Funkenzum Zündender Luftkraftstoffmischung in einer entsprechenden Verbrennungskammer 11 des Verbrennungsmotors 21 erzeugt.
    [0065] DieEinspritzer 12 dienen zum Zuführen eines Umfangs an Kraftstoffin entsprechendem Umfang an Ansaugluft, gemessen durch den Luftströmungssensor 25,direkt zu den entsprechenden Verbrennungskammern 11.
    [0066] DieAbgasleitung 23 bewirkt ein Abgleiten, zu der Umfeldatmosphäre, vonAbgasen, die sich aus der Verbrennung der Luftkraftstoffmischungin den Verbrennungskammern 11 ergeben.
    [0067] EinSauerstoffsensor 29 ist in der Auslassleitung 23 montiert,zum Detektieren eines Umfangs an Restsauerstoff, enthalten in denAbgasen, und ein Dreiweg-Katalysator 30 ist ebenso in derAbgasleitung 23 montiert, zum Reinigen schädlicherGase (THC, CO, NOx), enthalten in den Abgasen.
    [0068] Andererseitsist eine Ventileinstell-Steuereinrichtung in der Form eines Aktuatorsbzw. Stellglieds 31 an der Nockenwelle 17 montiert,zum variablen Steuern der Öffnungs-und Schließzeitpunktedes Einlassventils und des Auslassventils.
    [0069] DerAktuator 31 wird durch ein Steuerventil 32 (hierbeieinfach als 'OCV', englisch: oralcontrol valve) unter der Steuerung der ECU 20 so angeglichenund getrieben, dass er variabel die Relativphase des Nockenwinkelsim Hinblick auf den Kurbelwinkel festlegt.
    [0070] DasOCV 32 dient zum Steuern der Relativphase des Nockenwinkelsgegenüberdem Kurbelwinkel durch Schalten oder Ändern des Öldrucks, zugeführt zu demAktuator 31 füreine variable Nockenphase.
    [0071] DerNockenwinkelsensor 19 enthält eine Sensorplatte mit Vorsprüngen (nichtgezeigt), die mit der Nockenwelle 17 für eine integrierte Drehunghiermit so verbunden ist, dass ein Nockenwinkelsignal SGC erzeugtwird, wie in dem Fall des Kurbelwinkelsensors 18.
    [0072] DieECU 20 steuert eine Vielzahl von Stellgliedern einschließlich nichtnur derjenigen im Zusammenhang mit der Niederdruckpumpe 2 indem Kraftstofftank 1, der Hochdruckpumpe 5, denEinspritzern 12, der Zündspule 27 unddem OCV 32, sondern ebenso derjenigen im Zusammenhang mit demVerbrennungsmotor 21, auf der Grundlage der Eingangsinformation(der Betriebsbedingung des Verbrennungsmotors 21), voneiner Vielzahl von Arten von Sensoren.
    [0073] Die 3 zeigtZeitablaufdiagramm zum Darstellen des Betriebs eines Kraftstoffzuführungs-Steuergeräts, wenneine Ventileinstellung mit dem am meisten verzögerten Winkel gesteuert wird, gemäß der erstenAusführungsformder vorliegenden Erfindung. Insbesondere zeigt die 3 dieWechselbeziehung zwischen dem Kurbelwinkelsignal SGT, dem NockenwinkelsignalSGC, dem Steuersignal, zugeführtzu der Spule 9c, in dem Überströmventil 9, und demHub (Antriebszustand) der Pumpennocke 10.
    [0074] Gemäß 3 wirddas Steuersignal fürdas Überströmventil 9 gemäß dem Nockenwinkelsignal SGCangeschaltet, und die AN-Periodedes Steuersignals wird unter Verwendung eines periodischen Awsgc(180[degCA]) zwischen Pulsen des Nockenwinkelsignals SGC entschieden.
    [0075] DiegeschätztenächstePeriode Tf des Nockenwinkelsignals SGC wird berechnet durch Addiereneines Werts, erhalten durch Subtrahieren der letzten Periode T[n-1]von der Momentanperiode T[n], zu der Momentanperiode T[n], wie später beschriebenwird.
    [0076] Zusätzlich wirddie AN-Zeitdauer des Überströmventils 9 berechnet,indem zunächstdie SchätzperiodeTf durch den Zwischenpulswinkel AWsgc des Nockenwinkelsignals SGCgeteilt wird, und dann durch den AN Dauerwinkel AWspl des Überströmventils 9.
    [0077] Das Überströmventil 9 wirdzum Platzieren der Boosterkammer in Kombination mit der Ansaugseiteder Kraftstoffleitung dann geöffnet,wenn das Steuersignal angeschaltet ist, und lediglich die Zeit, wenndas Steuersignal abgeschaltet ist, trägt zu dem wirksamen Hub zumEntladen des Kraftstoffs bei.
    [0078] DasKurbelwinkelsignal SGT ist ein Pulssignal enthaltend einen Zug vonPulsen jeweils ansteigend bei einem Kurbelwinkel von 10 [degCA],und es enthält "ungezahnte Abschnitte", die kein Pulssignal beiStellen entsprechend den vorgegebenen Kurbelwinkelpositionen derjeweiligen Zylinder (#1-#4) erzeugen.
    [0079] D.h.,das Kurbelwinkelsignal SGT hat nicht gezahnte Abschnitte bei Kurbelwinkelpositionen B100,(d.h., 100 [degCA] vor dem oberen Totpunkt TDC), im Hinblick aufden Zylinder #1, #4, und es hat ebenso nicht gezahnte Abschnittebei Kurbelwinkelpositionen B100 und B110 (d.h. 100 und 110 [degCA] vordem oberen Totpunkt TDC) im Hinblick auf die Zylinder #2, #3.
    [0080] DasNockenwinkelsignal SGC ist ein Pulssignal mit einem Zug von Pulsenjeweils ansteigend bei einer vorgegebenen Kurbelwinkelposition vonB100 fürjeden Zylinder und zusätzlichenPulsen jeweils ansteigend bei einer Kurbelwinkelposition von B140, (d.h.,140 [degCA] vor oberem Totpunkt TDC),m im Hinblick auf Zylinder#3, #4.
    [0081] DerKolben 7 (s. 1) der Hockdruckpumpe 5 bewegtsich gemäß der ansteigendenNeigung der Pumpennocke 10 (s. die Wellenform nach 3).Zu dieser Zeit wird die Hochdruckpumpe 5 ein Entladehubso, dass das Volumen der Boosterkammer 8 hier durch zumKomprimieren des hierin vorliegenden Kraftstoffs komprimiert wird.
    [0082] Befindetsich das Störsignalfür das Überströmventil 9 indem AN Zustand bei dem Entladehub der Hochdruckpumpe 5,so wird das Überströmventil 9 zumRückführen vonKraftstoff zu der Ansaugseite geöffnet,wie oben beschrieben, so dass Kraftstoff nicht zu der Seite derKraftstoffschiene 13 entladen wird.
    [0083] Demnachwird selbst dann, wenn die Hochdruckpumpe 5 bei dem Entladehubvorliegt, das Überströmventil 9 lediglichdann geschlossen, wenn die Abschaltanforderung von dem Steuersignalfür das Überströmventil 9 erfüllt ist,so dass ein wirksames Entladen des Kraftstoffs zu der Seite derKraftstoffschiene 13 ausgeführt werden kann (s. 3).
    [0084] DasSteuersignal fürdas Überströmventil 9 wirddurch einen Impuls B100 des Nockenwinkelsignals SGC angeschalten,dann abgeschalten, nachdem eine AN Zeit verstrichen ist, die anhanddes erforderlichen Kraftstoffs berechnet ist.
    [0085] DerUmfang der wirksamen Pumpenentladung wird durch Angleichen AN/AUSPeriode des Überströmventils 9 angeglichen,wodurch sich der Kraftstoff PF in der Kraftstoffschiene 13 steuernlässt.
    [0086] D.h.,der Kraftstoffdruck-Steuerabschnitt ECU 20 bewirkt dasAnschalten des Überströmventils 9 beieinem Winkel oder einer Position von B100 des NockenwinkelsignalsSGC, und er bildet ein Abschalten des Überströmventils 9 mit derEinstellung entsprechend der berechneten Entlademenge.
    [0087] Zudieser Zeit kommt der wirksame Entladungshub des Kolbens 7 vonseiner Position, den er dann einnimmt, wenn das Überströmventil 9 ausgeschaltetist, zu seiner Position, die bei der Position von B150 der Pumpennockenscheibe 10 eingenommenwird.
    [0088] Insbesondereist die Pulsposition (Sensorplatte Zahnposition) von B100 des NockenwinkelsignalsSGC, das die Steuereinstellung des Überströmventils 9 wird, beidem Ansaughub von der Toppposition von B150 der Pumpennockenschaltung 10 zu derUnterposition von B60 ausgebildet (d.h., 60 [degCA] vor dem oberenTotpunkt TDC), und das Abströmventil 9 wirdbei einer Steuerposition von B100 angeschaltet, und lediglich dieAbschalteinstellung fürdas Überströmventil 9 wirddurch einen Zeitgeber gesteuert.
    [0089] Hierist zu erwähnen,dass sich das Überströmventil 9 ineinem geöffnetenZustand oder in einem geschossenen Zustand befinden kann, im Verlaufdes Ansaughubs von der Topposition B150 zu der Unterposition B60der Pumpennockenscheibe 10. Demnach ist bevorzugt, dassdie Spule 9c des Überströmventils 9 zum Öffnen des Überströmventils während demAnsaughub der Hochdruckpumpe 5 angeschaltet ist.
    [0090] AlsErgebnis ist lediglich die Einstellung bzw. zeitliche Einstellung,gemäß der dieSpule 9c des Überströmventils 9 ausgeschaltetist, durch den Zeitgeber zu steuern, so dass die Steuergenauigkeit selbstbei Anwendung einer einfachen Steuerung exzellent ist.
    [0091] Die 4 zeigteinen Zeitablaufdiagramm zur Darstellung des Betriebs des KraftstoffZuführ-Steuergeräts, wenndie Ventileinstellung zu dem am weitesten voreilenden Winkel gesteuertist, gemäß der erstenAusführungsformder vorliegenden Erfindung.
    [0092] Indiesem Fall wird angenommen, dass sich der Aktuator 31 über dieVentileinstellangleichung (eine variable Nockenphase) in seinemSteuerwinkel bis zu einem Kurbelwinkel von 50[degCA] avanciert seinkann.
    [0093] Nach 4 istdie am meisten avancierte Winkelposition für die Relativphase des Nockenwinkelsim Hinblick auf den Kurbelwinkel die Position, die um einen Kurbelwinkelvon 50 [degCA] gegenüber deram meisten verzögertenWinkelposition avanciert ist, und in Übereinstimmung hiermit istdie Position des Nockenwinkelsignals SGC und die Einstellung/Zeiteinstellungder Pumpennocke 10 festgelegt.
    [0094] D.h.,das Nockenwinkelsignal SGC enthält einPulssignal, das bei einer vorgegebenen Kurbelwinkelposition vonB150 fürjeden Zylinder ansteigt, (d.h. 150 [degCA] vor dem oberen TotpunktTDC), mit einem Puls ansteigend bei einer Kurbelwinkelposition vonB190 (d.h., 190 degCA] vor dem oberen Totpunkt TDC), der im Hinblickauf die Zylinder #3, #4 addiert ist.
    [0095] Zudieser Zeit wird das Steuersignal für das Überströmventil 9 durch dasNockenwinkelsignal SGC an- und ausgeschaltet, und demnach wird die Steuereinstellungdes Überströmventils 9 ähnlich verschobenoder geändert,zusammen mit einer Verschiebung der Betriebspositionen der Pumpennocke 10 gemäß einer Änderungder Ventileinstellung. Als Ergebnis ist es nicht erforderlich, irgendeinebestimmte Korrektur bei einer Änderungder Ventileinstellung auszuführen.
    [0096] Die 5 zeigtein Funktionsblockschaltbild, das schematisch den Kraftstoffdruck-Steuerabschnitt gemäß der erstenAusführungsformder vorliegenden Erfindung zeigt.
    [0097] Diein 5 gezeigte Kraftstoffdrucksteuerung der Hochdruckpumpe 9 wirddurch die ECU 20 mit einer Steuerzeiteinteilung des Überströmventils 9 gemäß dem NockenwinkelsignalSGC ausgeführt.
    [0098] Gemäß 5 enthält der Kraftstoffdruck-Steuerabschnittin der ECU 20 einen Sollkraftstoffdruck-Berechnungsabschnitt 201 zumBerechnen eines Sollkraftstoffdrucks PFo in Übereinstimmung mit einer Änderungder Betriebsbedingung des Verbrennungsmotors 21, eine Verzögerungsschaltung 202 zum Berechnendes letzen Sollkraftstoffdrucks PFo(n-1), einen Subtrahierabschnitt 203 zum Berechneneiner Sollkraftdruckabweichung ΔPfo(= PFo-PFo(n-1))zwischen dem Sollkraftstoffdruck PFo und dem letzten SollkraftstoffdruckPFo(n-1), eine LUT /Nachschlagetabelle) 204, verwendetals eine Abbildung bei der Berechnung einer Pumpenlademenge AFoanhand der Sollkraftstoffdruckabweichung ΔPfF, einen Addierabschnitt 205 zumAddieren des Momentanumfangs der Pumpenentladung QFo und der letztenMenge an Pumpenentladung QFo(n-1) (der überzutragen ist), miteinander,zum Berechnen einer Steuergröße QFf,einen Einspritzerströmungsraten-Berechnungsabschnitt 206 zumBerechnen einer StrömungsrateQJ jedes Einspritzers, einen Addierabschnitt 207 zum Addierender Größe QFf derSteuerung, der StrömungsrateQJ jedes Einspritzers und der Größe der SteuerungQFb miteinander, zum Berechnen einer Gesamtmenge der Entladung QFs.
    [0099] DerKraftstoffdruck-Steuerabschnitt enthält einen Kraftstoffdruck-Eingabeabschnitt 208,bei dem der durch den Kraftstoffdrucksensor 15 berechnete KraftstoffdruckPF herangezogen wird, einen Subtrahierabschnitt 209 zumBerechnen einer Kraftstoffdruckabweichung ΔPF(= PFo-PF) zwischen dem SollkraftstoffdruckPFo und dem tatsächlichdetektierten Kraftstoffdruck PF, einen Proportionalberechnungsabschnitt 210 undeinen Integrierberechnungsabschnitt 211 zum Anwenden arithmetischerBerechnungen auf die Kraftstoffdruckabweichung ΔPF durch Anwenden einer Proportionalverstärkung againund einer IntegrierverstärkungIgain, eine Verzögerungsschaltung 212 zumBerechnen des letzten Integrierwerts PFi(n-1), einem Addierabschnitt 213 zumAddieren eines Ausgabewerts des Integrierberechnungsabschnitts 211 unddes letzten Integrierwerts PFi(n-1) miteinander zum Berechnen einerIntegriergröße PFi,einen Addierabschnitt 214 zum Berechnen des Umfangs anSteuerung QFb durch Addieren der Integriergröße Pfi und einer Proportionalgröße PFb berechnetdurch den Proportionalberechnungsabschnitt 210, einen Berechnungsabschnitt 215 zumBerechnen eines Momentanwertes der Entladung QFr anhand der Gesamtmengeder Entladung QFs unter Anwendung der Abbildung, eine Verzögerungsschaltung 216 zumBerechnen der letzten Größe der PumpenentladungQFo(n-1) mit Übertrag vonder Entladegrößenabweichung ΔQF (die nächste zu übertragendeGröße, einenSubtrahierabschnitt 217 zum Berechnen der Entladegrößenabweichung ΔQF(=QFs-QFr)zwischen der Gesamtmenge an Entladung QFs und der Momentanmengean Entladung QFr, einen Steuersignal-Erzeugungsabschnitt 218 zumUmsetzen der Momentanmenge der Entladung QFr in einen Steuerwinkel Φs für das Überströmventil 9 (entsprechendeinem Steuersignal für dieSpule 9c).
    [0100] Die 6 zeigtein Strömungsdiagramm, dasden konkreten Inhalt der Steuerung im Zusammenhang mit dem Steuerwinkel Φs zeigt.
    [0101] Gemäß 6 bewirktzunächstdie ECU 20 ein Anschalten des Steuersignals für das Überströmventil 9 (SchrittS1).
    [0102] Anschließend wirdder Wert, erhalten durch Subtrahieren der letzten ZwischenpulsperiodeT[n-1] des Nockenwinkelsignals SGC von der momentanen ZwischenpulsperiodeT[n] hiervon, zu der momentanen Zwischenpulsperiode T[n] addier, zum Berechnen der geschätztennächstenPeriode Tf, wie in der folgenden Gleichung (8) gezeigt (SchrittS2). Tf = T [n] +(T [n] – T[n-1]) (8)
    [0103] Hiernachwird die geschätztePeriode Tf durch den Zwischenpulswinkel AWsgc des NockenwinkelsignalsSGC geteilt, und dann mit dem AN Dauerwinkel AWspl des Überströmventils 9 multipliziert,zum Berechnen einer AN-Zeitdauer TWspl des Überströmventils 9, wie inder folgenden Gleichung (9) (Schritt S3). TWspl = Tf/AWsgc × AWspl (9)
    [0104] Schließlich wirddie AN-Zeitdauer TWspl des Überströmventils 9 berechnetanhand der obigen Gleichung 9, als ein Zeitgeberzielwert festgelegt (SchrittS4), und es wird ein Rücksprungwährend demBeenden der in 6 gezeigten Verarbeitungsroutineausgeführt.
    [0105] Hiernachwird der so festgelegte Zeitgeberzielwert verringert, und nachdemder Zielwert das Erreichen der AN-Zeitdauer TWspl abgeschlossen hat (d.h.die eingestellte Zeit ist verstrichen), wird das Überströmventil 9 ausgeschaltet.
    [0106] DerZwischenpulswinkel AWsgc des Nockenwinkelsignals SGC ist ein Kurbelwinkelvon 180 [degCA].
    [0107] Somitlässt sichdurch Steuern des Überströmventils 9 durchAnwendung des Nockenwinkelsignals SGC, bei dem Pulse mit gleichenIntervallen angeordnet sind, dasselbe arithmetische Berechnungsverfahrenunabhängigvon den Hübender Hochdruckpumpe 5 anwenden, d.h. davon, ob der Ansaughuboder der Entladehub vorliegt.
    [0108] Obgleichder Zwischenpulswinkel AWsgc des Nockenwinkelsignals SGC ein Kurbelwinkelvon 180[degCA] ist, ergibt sich ein Herstellungsfehler von ungefähr ± 1[degCA]aufgrund der Bearbeitungsvariation der Sensorplatte des Nockenwinkelsensors 19.
    [0109] Erfolgtkeine Aktion wie eine Korrektur für eine derartige Bearbeitungsvariation,so variiert die Steuereinstellung des Überströmventils 9, wodurch esunmöglichist, den Kraftstoffdruck so zu steuern, dass er mit den SollkraftstoffdruckPSo übereinstimmt.
    [0110] Demnachwird z.B. zum Beibehalten einer hochgenauen Steuerung für den Kraftstoffdruckeine Korrekturverarbeitung so ausgeführt, dass eine Gegenbalanceder Bearbeitungsvariation fürdie Sensorplatte des Nockenwinkelsensors 19 erzielt wird.
    [0111] Beispielsweiseist dann, wenn die Periode des Kurbelwinkelsignals SGT konstantist, die Drehgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors 21 ebenso konstant,und demnach kann die periodische Änderung des NockenwinkelsignalsSGC als eine Variation aufgrund des Fehlers der Sensorplatte desNockenwinkelsensors 19 betrachtet werden.
    [0112] Demnachist es, durch Addieren oder Subtrahieren der periodischen Änderung(Fehlerkomponente) des Nockenwinkelsignals SGC, detektiert, wenn diePeriode des Kurbelwinkelsignals SGT konstant ist, bei der Weiterberechnungder AN Zeitdauer TWspl des Überströmventils 9,möglich,den Sensorplattenherstellungsfehler des Nockenwinkelsensors 19 unddergleichen zu korrigieren.
    [0113] Demnachwird des durch Steuern der Öffnungs-und Schließeinstellungendes Überströmventils 9 durchAnwendung des Nockenwinkelsignals SGC unnötig, Korrekturen während derVentileinstellstörungin dem Fall der Anwendung des Kurbelwinkelsignals SGT auszuführen, wodurches möglichist, den Kraftstoffdruck mit hoher Genauigkeit ohne Ausführen bestimmterKorrekturen im Hinblick auf die Ventileinstelländerung zu steuern. Demnachlässt sicheine derartige Steuerung bei Gewährleistungeiner ausreichenden Steuerbarkeit vereinfachen.
    [0114] Zusätzlich werdendie nächsten Öffnungs- undSchließeinstellungendes Überströmventils 9 durchSchätzungund Berechnung der geschätzten PeriodeTf des Nockenwinkelsignals SGC gesteuert. Im Ergebnis lässt sicheine stabile Kraftstoffdrucksteuerbarkeit den Übergang des Verbrennungsmotors 21 gewährleisten,so dass der Kraftstoffdruck mit hoher Genauigkeit gesteuert werdenkann.
    [0115] Weiterhinwird es durch Steuern des Überströmventils 9 aufder Grundlage der Basis mit gleichen Intervallen des NockenwinkelsignalsSGC unnötig,Korrekturen aufgrund der Variation der Position der Anordnung desNockenwinkelsensors 19 auszuführen. Als Konsequenz bestehtkeine Anforderung, eine Korrektur für jeden Puls des NockenwinkelsignalsSGC auszuführen,so dass es möglichist, die Kraftstoffdrucksteuerung mit hoher Genauigkeit auszuführen.
    [0116] Fernerlässt sichaufgrund der Tatsache, dass das Nockenwinkelsignal SGC zum Steuerndes Überströmventils 9 andem Ansaughub der Hochdruckpumpe 5 angeordnet bzw. für diesenausgebildet ist, der Entladeumfang der Hochdruckpumpe 5 durchSteuern von lediglich entweder dem Start oder dem Ende der wirksamenEntladung der Hochdruckpumpe 5 angleichen, wodurch es möglich ist,die Steuerung ohne Reduktion der Kraftstoffdrucksteuerbarkeit zuvereinfachen.
    [0117] Fernerist es aufgrund der Tatsache, dass der nicht gezahnte Abschnittder Sensorplatte 18a an dem Ansaughub der Hochdruckpumpe 5 angeordnet ist,möglich,die Genauigkeit der Korrektur der Steuerzeiteinstellung des Überströmventils 9 durchdas Kurbelwinkelsignal SGT zu verbessern.
    [0118] Weiterhinwird die Öffnungs-und Schließeinstellungdes Überströmventilsdurch Korrektur der Variation der Ausgabeeinstellung des NockenwinkelsignalsSGC angeglichen, die sich anhand der Herstellungsvariation der Vorsprünge derSensorplatte des Nockenwinkelsensors 19 ergibt, erzeugtbei der Herstellung hiervon, wodurch die Öffnungs- und Schließvariationdes Überströmventils 9 aufgrundder Ausgabepositionsvariation des Nockenwinkelsignals SGC korrigierenlässt,wodurch es ermöglichtwird, eine stabile Kraftstoffdrucksteuerung hoher Genauigkeit auszuführen.
    [0119] Im übrigen kannaufgrund der Tatsache, dass die Genauigkeit der Kraftstoffdrucksteuerungverbessert ist, die Verbrennung in dem Verbrennungsmotor 21 stabilausgeführtwerden, wodurch die Zusammensetzung der Abgasemissionen, der Kraftstoffverbrauchund die Fahrbarkeit verbessert ist.
    [0120] Beider oben erwähntenersten Ausführungsformerfolgt keine Betrachtung einer Betriebsverzögerungszeit (Totzeit) von derAN/AUS Einstellung des Steuersignals bis zu der Zeit, zu der derVentilabschnitt 9a des Überströmventils 9 tatsächlich den AN/AUSBetrieb ausführt,jedoch kann die Verarbeitung zum Vermeiden der Erzeugung von Steuerfehlernaufgrund der Totzeit ausgeführtwerden.
    [0121] Nunwird der Betrieb eines Kraftstoffzuführ-Steuergeräts für einenVerbrennungsmotor gemäß einemzweiten Ausführungsformder vorliegenden Erfindung unter Bezug auf die in 7 bis 11 gezeigtenFlussdiagramme beschrieben.
    [0122] Inden 7 bis 10 sindein Momentanwert und ein Hub (d.h., 0%–100%) des Überströmventils 9, sich ändernd inAnsprechen auf das Steuersignal (AN/AUS) des Überströmventils 9, zusammenmit Totzeiten τ1, τ1a-τ1c, und τ2 gezeigt.
    [0123] Die 7 zeigtden Zustand, bei dem ein Kraftstoffdrucksteuerfehler durch die Totzeit τ1 erzeugtwird, und die 8 bis 10 zeigtden Zustand, bei dem eine geeignete Maßnahme gegen die Totzeiten τ1a-τ1c ergriffenwird.
    [0124] Wieoben beschrieben (s. 3) wird durch Anschalten des Überströmventils 9 beieiner Pulsposition von B100 des Nockenwinkelsignals SGC und Abschaltendes Überströmventils 9 beieiner Einstellung entsprechend einem berechneten Umfang einer Pumpenentladungder Hub des Kolbens 7 von dem Abschalten des Überströmventils 9 zuder Topposition von B150 der Pumpennocke 10 ein Umfangeiner effektiven Entladung.
    [0125] Zusätzlich istdie Steuerposition von B100 des Überströmventils 9 beidem Ansaughub so ausgebildet, dass das Überströmventil 9 bei derSteuerposition von B100 angeschaltet ist, während das Überströmventil 9 durch dieZeitgebersteuerung abgeschaltet ist. In diesem Fall wird aufgrundder Tatsache, dass das Überströmventil 9 entwederin einem geöffnetenZustand oder in einem geschlossenen Zustand an dem Ansaughub vorliegenkann, das Überströmventil 9 während demAnsaughub angeschaltet, und lediglich die Abschalteinstellung des Überströmventils 9 wirddurch einen Zeitgeber gesteuert.
    [0126] Wiein 7 gezeigt, hat das Überströmventil Totzeiten τ1, τ2 von demAnschalten oder Abschalten des Steuersignals zu der Zeit, wenn derVentilabschnitt 9a tatsächlichbetrieben wird.
    [0127] DieTotzeiten τ1, τ2 sind Zeitelemente,die als Änderungender Drehgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors 21 im Hinblickauf den Kurbelwinkel (überden Nockenwinkel) auftreten.
    [0128] Beispielsweiseist im Fall, wo die Totzeit τ1, vonder Zeit, von der das Steuersignal des Überströmventils 9 angeschaltetist, zu der Zeit, zu der das Überströmventil 9 tatsächlich angeschaltetwird, diese eine msec, und es verstreicht ein Kurbelwinkel von 36[degCA] fürdie Totzeit τ1,wenn die Drehgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors 21 6000 U/min-ist.
    [0129] Zudieser Zeit wird dann, wenn der Kurbelwinkel entsprechend der Totzeit τ1 länger istals ein Bereich von der Steuerposition B200 des NockenwinkelsignalsSGC des Überströmventils 9 zuder Unterposition B60 der Pumpennocke 10, der Kraftstoffin der Boosterkammer 8 nicht freigegeben oder zu der Ansaugseiteentladen, sondern zu der Seite der Kraftstoffschiene 13 während einerZeitperiode ausgehend von der Unterposition B60 der Pumpennocke 10 biszu dem tatsächlichenAnschalten des Überströmventils 9.Demnach erhöhtsich der Entladeumfang von der Hochdruckpumpe 5 um einenUmfang entsprechend der Totzeit τ1,so dass die Genauigkeit der Kraftstoffdrucksteuerung verschlechtertist.
    [0130] Demnachist es erforderlich, den Kurbelwinkel von der Steuerposition vonB200 des Überströmventils 9 zuder Unterposition von B60 der Pumpennocke 10 größer alsden Kurbelwinkel entsprechend der Totzeit τ1 des Überströmventils 9 festzulegen.
    [0131] Weiterhinkann, obgleich bei der Steuerung des Überströmventils 9, eine Bereitstellungeiner Boosterschaltung in der Treiberschaltung des Überströmventils 9 erfolgen,zum Anheben der Batteriespannung von 14 [V] zu einer Spannung von100 [V], damit das Überströmventil 9 getriebenwird. In diesem Fall ist eine lange Zeit zum Anheben der Batteriespannungvon 14 [V] zu 100 [V] erforderlich.
    [0132] Beispielsweiseist die Abschaltperiode des Steuersignals des Überströmventils 9 in 8 lang genug,und demnach lässtsich die Spannung des Überströmventils 9 ausreichendanheben, durch die Zeit, währendder das Steuersignal des Überströmventils 9 angeschaltetist, dass die Totzeit τ1arelativ kurz wird.
    [0133] Andererseitserhöhtsich aufgrund der Tatsache, dass der Spannungsanstieg in Übereinstimmungmit abnehmenden Abschaltperiode des Steuersignals für das Überströmventilabnimmt, beispielsweise von 8 zu 9 odervon 9 zu 10, die Totzeit weiter sequentiellvon τ1azu τ1b,und von dort ab weiter zu τ1c.
    [0134] Beispielsweisedann, wenn die Drehgeschwindigkeit des Verbindungsmotors 21 6000U/min beträgt,wenn die Spannungsanhebezeit eine Millisekunde ist, ist dann derKurbelwinkel entsprechend der Spannungsanhebezeit 1.2 Millisekunden43.2 [degCA]. Zu dieser Zeit benötigtder Kurbelwinkel von der Topposition von B150 der Pumpennocke 10 zu derSteuerposition von B100 des Überströmventils 9 zumindest43.2 [degCA).
    [0135] Istder Kurbelwinkel von der Topposition B150 der Pumpennocke 10 zuder Steuerposition von B100 des Überströmventils 9 wenigeroder gleich als 43.2 [degCA] unter der oben erwähnten Betriebsbedingung desVerbrennungsmotors 21, wird die Totzeit während derAnschaltperiode des Überströmventils 9 groß, was somitim Ergebnis zu einer Verzögerung desBetriebs des Überströmventils 9 führt. ImErgebnis hat das Überströmventil 9 dieserVerzögerungszeit(Totzeit) nicht die Fähigkeit,freigegeben oder geöffnetzu werden, und demnach erhöhtsich der Entladeumfang der Hochdruckpumpe 5, und die Genauigkeitder Kraftstoffzuführsteuerungwird verschlechtert.
    [0136] Jedochlässt sichdurch Festlegen der Abschaltperiode des Überströmventils 9 auf einenWert größer alsden Kurbelwinkel entsprechend der für die Spannungsanhebung erforderlichenZeit ein ausreichender Spannungsanstieg oder eine ausreichende Spannungsanhebungerzielen, so dass ein Umfang der angestrebten Pumpenentladung erhaltenwerden kann. Als Ergebnis ist es möglich, eine Verschlechterungdes Genauigkeit der Kraftstoffdrucksteuerung zu vermeiden, wodurches möglichist, die Steuerung mit hoher Genauigkeit beizubehalten.
    [0137] D.h., durch Festlegen der Zeitperiode von der Pulseinstellung desNockenwinkelsignals SGC zum Steuern des Überströmventils 9 zu demStart eines Ansaughubs der Hochdruckpumpe 5 (oder von demStart des Ansaughubs der Hochdruckpumpe 5 zu einem Pulsdes Nockenwinkelsignals SGC zum Steuern des Überströmventils 9) auf einenWert größer alsdie Totzeit auf Grund der Ansprechverzögerung des Überströmventils 9 (d. h.,der Zeitperiode, bis das Überströmventil 9 dieFähigkeithat, mit normalem Ansprechverhalten gesteuert zu werden) ist esmöglich,einen unvollkommenen Entladeumfang der Hochdruckpumpe 5 aufGrund der Ansprechverzögerungdes Überströmventils 9 zuvermeiden, wodurch es möglichist, den Kraftstoffdruck mit hoher Genauigkeit zu steuern.
    [0138] Gleichbei der oben erwähntenersten und zweiten Ausführungsformkeine spezielle Berücksichtigungder periodischen Änderungder Drehgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors 21 auf Grund derjeweiligen Hübehiervon (Ansaugen, Komprimieren, Verbrennen und Auslass) erfolgt,kann die Verarbeitung unter Beachtung einer derartigen Änderung derMotordrehgeschwindigkeit auf Grund der jeweiligen Hübe des Verbrennungsmotors 21 ausgeführt werden.
    [0139] Hiernacherfolgt ein Bezug auf ein Kraftstoffzuführ-Steuergerät für einen Verbrennungsmotor gemäß einerdritten Ausführungsformder vorliegenden Erfindung, bei der eine Gegenmaßnahme ergriffen wird, gegeneine derartige periodische Änderungder Motordrehgeschwindigkeit, unter Bezug auf die Flussdiagrammein 11 und in 12 sowieein in 13 gezeigtes Zeitablaufdiagramm.
    [0140] Wieallgemein bekannt, wird in dem Verbrennungsmotor 21 eineperiodische Änderungder Motordrehgeschwindigkeit auf Grund des Vorliegens der jeweiligenAnsaug-, Komprimierungs-, Verbrennungs- und Auslasshübe erzeugt.
    [0141] Beispielsweisein dem Fall des Verbrennungsmotors 21 mit vier Zylindernwird die Winkelgeschwindigkeit hiervon die kleinste bei jeder Totpunktposition(d. h., bei dem oberen Totpunkt und bei dem unteren Totpunkt) während siedie größte im wesentlichenbei einem Mittelpunkt zwischen dem oberen und unteren Totpunkt wird.Weiterhin wird die Größe einerderartigen periodischen Änderungabhängig vonder Last des Verbrennungsmotors 21.
    [0142] Demnachbesteht mit einem Verfahren zum Steuern des Kraftstoffdrucks einfachauf der Grundlage der Zeitschätzungvon einer Periode jedes Kuppelwinkels von 180 [degCA], wie obenbeschrieben, eine Sorge dahingehend, das die Steuergenauigkeit, durchden Einfluss der periodischen Änderungbeeinträchtigtsein könnte.
    [0143] Hiernachfolgend erfolgt ein Bezug auf die Steuerverarbeitung gemäß der viertenAusführungsformder vorliegenden Erfindung, bei der sich der Kraftstoffdruck mithoher Genauigkeit selbst dann steuern lässt, wenn eine periodische Änderungder Motordrehgeschwindigkeit in Übereinstimmungmit den jeweiligen Betriebshübendes Verbrennungsmotors 21 existiert.
    [0144] Die 11 unddie 12 zeigt die AN/AUS-Steuerverarbeitung (Interruptverarbeitung) für das Überströmventil 9,bei der die Interruptverarbeitung nach 11 beijedem Puls oder jeder Steuerposition von B100 des NockenwinkelsignalsSGC nach 3 ausgeführt wird, und die Interruptverarbeitungnach 12 wird bei jeder Pulseinstellung des NockenwinkelsignalsSGC nach 3 ausgeführt.
    [0145] Gemäß 11 wirdzunächstdas Steuersignal fürdas Überströmventil 9 ineinen AN Zustand platziert, so dass das Überströmventil 9 hier dochangeschaltet ist (Schritt S11).
    [0146] Zudieser Zeit wird auf Grund der Tatsache, dass das Überströmventil 9 ineinem Ventilöffnungszustanddann platziert ist, wenn das Steuersignal in dem AN Zustand vorliegt,wie oben angegeben, Kraftstoff nicht von der Hochdruckpumpe 5 zuder Kraftstoffschiene 13 zugeführt.
    [0147] Dannwird ein Kurbelwinkel Asgc des Nockenwinkelsignals SGC berechnet,bei dem die in 11 gezeigte Interruptverarbeitungausgeführt wird(S12).
    [0148] Zudieser Zeit erfasst, zum Identifizieren der jeweiligen Zylinderauf der Grundlage der Pulse des Kurbelwinkelsignals SGT, erzeugtbei Intervallen von 10 [degCA], die ECU 20 den Kurbelwinkeljedes Pulses des Nockenwinkelsignals SGC. In diesem Fall lässt sichauf Grund der Tatsache das nicht gezahnte Abschnitte in dem KurbelwinkelsignalSGT festgelegt sind, wie in 3 oder 4 gezeigt,der Kurbelwinkel jedes Zylinders in zuverlässiger Weise erfassen.
    [0149] Beispielsweisezeigt die 13 die Beziehung zwischen demSteuersignal fürdas Überströmventil 9 unddem Hubbetrieb der Pumpennocke 10, während diese in Zusammenhanggestellt werden mit dem Kurbelwinkelsignal SGT und dem NockenwinkelsignalSGC entsprechend dem Betrieb des Zylinders #1.
    [0150] DasKurbelwinkelsignal asgc [degCA] des Nockenwinkelsignals SGC wirdan Hand der folgenden Gleichung 10 berechnet. asgc = asgt – (tsgc/tsgt × 20) (10)
    [0151] Hierbeirepräsentiertasg den Kurbelwinkel [degCA] des Kurbelwinkelsignals SGT; tsgc repräsentiertdie Zeit msec von einer Pulseinstellung des KurbelwinkelsignalsSGT zu einer Pulseinstellung des Nockenwinkelsignals SGC; und tsgtrepräsentiertdie Zeit msgc von einer Pulseinstellung des Kurbelwinkelsignalssgt zu der folgenden Pulseinstellung hiervon.
    [0152] Inder obigen Gleichung (10) entspricht ein Wert '20' mitdem (tsgc/tsgt) modifiziert wird, einem Winkel zwischen aneinandergrenzendenVorsprüngender Sensorplatte 18a, angeordnet gegenüber dem Kurbelwinkelsensor 18.
    [0153] Nach 13 beträgt auf Grundder Tatsache, das ein Puls des Nockenwinkelsignals SGC in einem 'Einzahn-Verloren-Abschnitt' der nicht gezahntenAbschnitte vorliegt, der Kurbelwinkel zwischen angrenzenden Pulsenmit dem hier zwischen eingefügtenEinzahn-Verloren-Abschnitt 20 [degCA]. Andererseits ist er 10 [degCA]in einem Abschnitt 'ohne fehlendenoder verlorenen Zahn',und 30 [degCA] in einem Abschnitt 'mit zwei verlorenen Zähnen'.
    [0154] Hiernachwird ein Kurbelwinkel AWspl in einer Zeitperiode berechnet, in derdas Überströmventil 9 angeschaltetist (Schritt S13). Die Verarbeitung gemäß in Schritt S13 wird anhandvon Funktionsblöckenausgeführt,die in der oben erwähnten 5 gezeigtsind.
    [0155] Demnachwird durch Subtrahieren der AN Periode AWspl des Überströmventils 9 vondem Kurbelwinkel Asgc des Nockenwinkelsignals SGC ein KurbelwinkelAsplof, bei dem das Überströmventil 9 abgeschaltetist, anhand der folgenden Gleichung (11) berechnet (Schritt S14),und es erfolgt eine Rückkehrbei Beenden der Verarbeitungsroutine nach 11. Asplof = Asgc – AWspl (11)
    [0156] Hierist zu erwähnen,dass der Wert des Kurbelwinkels als ein Winkel (B) vor dem oberenTotpunktzentrum TDC repräsentiertist, und der obere Totpunkt TDC ist als eine Referenz ausgebildet,und demnach verringert sich der Kurbelwinkel mit Fortschreiten desselbenentlang der Richtung der Drehung.
    [0157] Nunerfolgt ein Bezug auf die Verarbeitungsroutine nach 12.
    [0158] Zunächst wirdbestimmt, ob der Kurbelwinkel Asgt, bei dem die Interruptverarbeitungnach 12 ausgeführtist, weniger ist oder gleich ist zu dem Abschaltwinkel Asplof des Überströmventils 9 (Schritt S21).Es wird bestimmt, dass Asgt Asplof ist (d. h., Ja), so ist der Kurbelwinkel,der das Abschalten des Überströmventilsbewirkt, bereits überschritten,so dass das Überströmventil 9 abgeschaltet wird(Schritt S27), und es wird ein Rücksprungbei Beenden der Bearbeitungsroutine nach 12 ausgeführt.
    [0159] Andererseitswird dann, wenn in dem Schritt S21 bestimmt wird, dass Asgt ≧ Asplof ist(d. h., Nein), anschließendbestimmt, ob der nächsteKurbelwinkel Asgt [i+1] des Kurbelwinkels SGT kleiner ist als derAbschaltwinkel Asplof des Überströmventils 9 (SchrittS22).
    [0160] Wirdin dem Schritt S22 bestimmt, dass Asgt[i+1] ≧ Asplof gilt (d.h., NEIN), sowird die Bearbeitungsroutine nach 12 ummittelbarbeendet, und es wird ein Rücksprungausgeführt.
    [0161] Andererseitswird dann, wenn in dem Schritt S21 Asgt[i+1] < Asplof gilt, (d.h., JA), der AbschaltwinkelAsplof des Überstromventils 9 vondem momentanen Kurbelwinkel Asgt subtrahiert, zum Bereitstelleneines verbleibenden Winkels AWrem, wie anhand der folgenden Gleichung(12) gezeigt (Schritt S23). AWrem = Asgt – Asplof (12)
    [0162] Anschließend wird,wie sich anhand der 13 erkennen lässt, einWert, der durch Subtrahieren der letzten Zwischenpulszeit t[n-1]von der momentanen Zwischenpulszeit t[n] erhalten wird, zu der momentanenZwischenpulszeit t[n] addiert, auf der Grundlage jeder Pulsdetektionseinstellungdes Kurbelwinkelsignals SGT, zum Bereitstellen der geschätzten nächsten Zwischenpulszeittf, wie anhand der folgenden Gleichung (13) gezeigt (Schritt S24). Tf = T [n] + (t [n] – t [n-1]) (13 )
    [0163] Hiernachwird die geschätzteZeit tf bei dem nächstenPuls des Kurbelwinkelsignals SGT geteilt durch einen Winkel AWsgtvon dem letzten Puls des Kurbelwinkelsignals SGT zu dem momentanenPuls des Kurbelwinkelsignals SGT, und dann mit dem verbleibendenWinkel AWrem zum Bereitstellen einer verbleibenden Zeit TWrem multipliziert,wie durch die folgende Gleichung (14) gezeigt (S25). TWrem = tf/AWsgt × AWrem (14)
    [0164] Schließlich wirddie verbleibende Zeit TWrem in einem Zeitgeberzielwert festgelegt(S26), und es wird ein Rücksprungwährendeinem Beenden der Verarbeitungsroutine von 12 ausgeführt.
    [0165] Demnachbeginnt dann, wenn die verbleibende Zeit TWrem in dem Zeitgeberzielwertfestgelegt ist, das Verringern des Zeitgeberzählwerts. Ist der Herunterzählvorgangzum Anzeigen abgeschlossen, so dass die verbleibende Zeit TWremverstrichen ist, wird das Überströmventil 9 ausgeschaltet.
    [0166] DerKurbelwinkel fürdie Steuereinstellung des Überströmventils 9 istals ein Wert zwischen 0 und 180 [degCA] repräsentiert (von dem oberen TotpunktTDC zu dem unteren Totpunkt). Beispielsweise wird –10 [degCA]170 [degCA] bei dem nächsten Hub.
    [0167] Demnachkann das Überströmventil 9 mitgenauer Einstellung abgeschaltet werden, durch Zählen der Pulse des KurbelwinkelsignalsSGT von dem Anschaltwinkel des Überströmventils 9 zumBereitstellen eines verstrichenen Winkels, und durch Steuern desverbleibenden Winkels AWrem überdie Zeit unter Anwendung des Zeitgeberzählwerts. Im Ergebnis ist esmöglich,den Kraftstoffdruck ohne Variation oder Einflussnahme zu steuern,selbst wenn eine Drehschwankung oder Variation aufgrund der jeweiligenHübe desVerwendungsmotors 21 stattfindet.
    [0168] D.h.,durch Entscheiden der Steuereinstellung des Überströmventils 9 mittelsdem Nockenwinkelsignals SGC und durch Zählen des KurbelwinkelsignalsSGT zum Steuern des Kraftstoffdrucks lässt sich die Genauigkeit derSteuereinstellung des Überströmventils 9 verbessern,wodurch es möglichist, die Kraftdruckregelung mit hoher Genauigkeit auszuführen.
    [0169] Obgleichbei der ersten bis dritten Ausführungsformeine besondere Betrachtung der Umdrehungsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors 21 erfolgt,kann das Kurbelwinkelsignal SGT lediglich bei einer Betriebsbedingungmit geringer Geschwindigkeit des Verbrennungsmotors 21 gezählt werden.
    [0170] Hiernachfolgend erfolgt ein Bezug auf ein Kraftstoffzuführsteuergerät für einenVerbrennungsmotor gemäß einervierten Ausführungsformder vorliegenden Erfindung, bei der das Kurbelwinkelsignal SGT lediglichbei der Betriebsbedingung mit niedriger Geschwindigkeit des Motorserfolgt, bei Bezugnahme auf die Flussdiagramme nach 14 und 15.
    [0171] DieInterruptverarbeitung nach 14 wird imAnsprechen auf das Nockenwinkelsignal SGC zum Steuern des Überströmventils 9 ausgeführt, und dieInterruptverarbeitung nach 15 wirdbei jeder Pulseinstellung des Kurbelwinkelsignals SGT ausgeführt.
    [0172] Allgemeinhat bei einer Betriebsbedingung mit mittlerer Geschwindigkeit undhoher Geschwindigkeit des Motors, bei der die Drehgeschwindigkeit hiervonstabiler ist als bei seiner Betriebsbedingung mit niedriger Geschwindigkeitin der Näheeines Leerlaufbetriebs, das Zählendes Kurbelwinkelsignals SGT zum Steuern des Überströmventils 9 eine geringereWirkung.
    [0173] Zusätzlich kanndie Last fürdie arithmetische Berechnung auf die ECU 20, die sich beider Betriebsbedingung mit hoher Geschwindigkeit erhöht, durchZählendes Kurbelwinkelsignals SGT lediglich bei einem Betrieb mit geringerGeschwindigkeit des Motors gemildert werden.
    [0174] Weiterhinkann aufgrund der Tatsache, dass die Ventileinstellsteuereinrichtungin der Betriebsbedingung des Motors mit mittlerer oder hoher Drehgeschwindigkeitarbeitet, die Kraftstoffdrucksteuerung vielmehr in dem Übergangsbetriebder Ventileinstellsteuereinrichtung verschlechtert sein.
    [0175] Demnachist es bevorzugt, das Kurbelwinkelsignal SGT lediglich bei der Betriebsbedingung mitniedriger Geschwindigkeit zu zählen.
    [0176] Gemäß 14 wirddas Überströmventil 9 zunächst angeschaltet(Schritt S31), und ein Kurbelwinkel AWspl in einer Zeitperiode,in der das Überströmventil 9 angeschaltetist, wird berechnet (Schritt S32).
    [0177] Eswird die Verarbeitung nach Schritt S32 entsprechend derjenigen indem oben erwähnten SchrittS13 (s. 11) durch die in 5 gezeigten Funktionsblöcke ausgeführt.
    [0178] Dennwird bestimmt, ob die Motordrehgeschwindigkeit Ne größer istals eine vorgegebene Drehgeschwindigkeit Kn (beispielsweise eineBestimmungsreferenz von 1.000 U/min zum Bestimmen der Leerlaufbetriebsbedingung)(Schritt S3), und wird bestimmt, dass Ne ≦ Kn (d.h., NEIN), so wird derKurbelwinkel Asgc des Nockenwinkelsignals SGC berechnet (SchrittS34).
    [0179] Fernerwird die Anschaltperiode AWspl des Überströmventils 9 von demKurbelwinkel Asgc des Nockenwinkelsignals SGC subtrahiert, zum Bilden einesNockenwinkels Asplof, der das Überströmventil 9 abschaltet,gemäß der obenerwähntenGleichung (11), ähnlichzu dem oben erwähntenSchritt S14 (s. 11) (Schritt S35), und es wirdeine Rückkehrbei Beenden der Verarbeitungsroutine nach 14 ausgeführt.
    [0180] Wirdandererseits in dem Schritt S33 bestimmt, dass Ne ≧ Kn gilt,(d.h., JA), so wird die Zeit TWspl, während der das Überströmventil 9 angeschaltetist, anhand des Kurbelwinkels AWspl für die Periode berechnet, während derdas Überströmventil 9 angeschaltetist (Schritt S36), und die Anschaltzeit TWspl wird als ein Zeitgeberzählwert festgelegt (S37).Hiernach wird die Verarbeitungsroutine nach 14 beendet,und es wird ein Rücksprungausgeführt.
    [0181] Alsnächsteserfolgt ein Bezug auf die Verarbeitungsroutine nach 15.
    [0182] Zunächst wirdbestimmt, ob die Motordrehgeschwindigkeit Ne größer als die vorgegebene DrehgeschwindigkeitKn ist (beispielsweise 1.000 U/min) (Schritt S41), und gilt Ne > Kn (d.h., JA), so endetdie Verarbeitung nach 15 unmittelbar, und es wirdein Rücksprungausgeführt.
    [0183] Andererseitswird dann, wenn in dem Schritt S41 Ne ≦ Kn bestimmt wird (d.h., NEIN),dann weiter bestimmt, ob der Kurbelwinkel Asgt, bei dem die Interruptverarbeitungnach 15 ausgeführtwird, kleiner ist als oder gleich ist zu dem Abschaltwinkel Asplofdes Überströmventils 9 (SchrittS42). Wird bestimmt, dass Asgt ≦ Asplofgilt (d.h., JA), so ist der Kurbelwinkel, der das Überströmventil 9 ausschaltet, bereits überschritten,so dass das Überströmventil 9 ausgeschaltetist (Schritt S48), und es wird ein Rücksprung bei Beenden der Verarbeitungsroutinenach 15 ausgeführt.
    [0184] Wirdjedoch in dem Schritt S42 bestimmt, dass Asgt > Asplof gilt (d.h., NEIN), dann wird bestimmt,ob der nächsteKurbelwinkel Asgt[i+1] des Kurbelwinkelsignals SGT kleiner ist alsder Abschaltwinkel Asplof des Überströmventils 9 (SchrittS43). Wird bestimmt, dass Asgt[i+1] ≧ Asplof (d.h., NEIN), so wirddie Verarbeitungsroutine nach 15 unmittelbarbeendet, und ein Rücksprungwird ausgeführt.
    [0185] Wirdandererseits in dem Schritt S43 bestimmt, dass Asgt[i+1] < Asplof ist (d.h.,JA), so wird der Abschaltwinkel Asplof des Überströmventils 9 von demmomentanen Kurbelwinkel Asgt subtrahiert, und es wird ein verbleibenderWinkel AWrem gemäß dem obenerwähntenAusdruck (12) berechnet, ähnlich zu dem oben erwähnten SchrittS23 (s. 12) (Schritt S44).
    [0186] Anschließend wirdgemäß dem obenerwähntenAusdruck (13) ähnlichzu dem oben erwähntenSchritt S24 die geschätztenächsteZwischenpulszeit tf berechnet, durch Addieren eines Werts, der durchSubtrahieren der letzten Zwischenpulszeit t[n-1] des KurbelwinkelsignalsSGT von der momentanen Zwischenpulszeit t[n] hiervon erhalten wird,zu der momentanen Zwischenpulszeit t[n] (Schritt S45).
    [0187] Fernerwird gemäß der obenerwähntenGleichung (14) ähnlichzu dem oben erwähntenSchritt S25 die geschätztenächsteZeit tf durch den Kurbelwinkel AWsgt von dem letzten Puls des KurbelwinkelsignalsSGT zu dem momentanen Puls hiervon geteilt, und dann mit dem verbleibendenWinkel AWrem zum Bereitstellen einer verbleibenden Zeit TWrem multipliziert(Schritt S46).
    [0188] Schließlich wirddie verbleibenden Zeit TWrem in einem Zeitgeberzählwert besetzt (Schritt S47), undes wird ein Rücksprungbei Beenden der Verarbeitung nach 15 ausgeführt.
    [0189] Hiernachwird der Zeitgeberzählwertverringert, und das Überströmventil 9 wirddann abgeschaltet, wenn die verbleibende Zeit TWrem verstrichen ist.
    [0190] Obgleichhier in Schritten S33 und S41 die Motordrehgeschwindigkeit Ne miteiner vorgegebenen Drehgeschwindigkeit Kn verglichen wird und dannbestimmt wird, ob der Motor in der Leerlaufbetriebsbedingung vorliegt, kanneine solche Bestimmung anstelle hiervon aufgrund des Vorliegensoder Nichtvorliegens der Ventileinstellsteuerung ausgeführt werden.
    [0191] D.h.,da die Ventileinstellsteuerung allgemein nicht in einem Leerlaufdrehbereichausgeführt wird,in dem die Motordrehgeschwindigkeit weniger ist als die vorgegebeneDrehgeschwindigkeit Kn (d.h., der Relativwinkel des Nockenwinkelsist zu der am meisten retardierten Winkelposition fixiert), lässt sichdie ähnlicheSteuerung durch Ersetzen des Schritts S33 in 14 undder Schritt S41 in 15 jeweils mit 'Wird VVT (Ventileinstellsteuerung)ausgeführt ', erzielen.
    [0192] Demnachist es durch Steuern des Überströmventils 9 aufder Grundlage der gezähltenPulse des Kurvenwinkelsignals SGT lediglich zu der Zeit des Leerlaufbetriebs(bei niedriger Drehgeschwindigkeit), bei der die VVT-Steuerung nichtausgeführt wird,möglich,die Verschlechterung der Kraftstoffdrucksteuerung aufgrund einerDrehfluktuation oder Schwankung bei der geringen Drehgeschwindigkeit zuvermeiden.
    [0193] Insbesondereerfolgt ein Schalten dahingehend, ob das Kurbelwinkelsignal SGTzu sehen ist oder nicht, zum Steuern des Überströmventils 9, gemäß der Betriebsbedingungdes Verbrennungsmotors 21, so dass das Zählen desKurbelwinkelsignals SGT fürdie Korrektur lediglich bei einer erforderlichen Betriebsbedingungausgeführtwerden kann, was die Vereinfachung der Steuerung ohne Reduzierungder Kraftstoffsteuerbarkeit ermöglicht.
    [0194] Zusätzlich istes durch Steuern des Überströmventilsauf der Grundlage der gezähltenPulse des Kurbelwinkelsignals SGT lediglich bei der Nichtbetriebsbedingungder Ventileinstell-Steuereinrichtungmöglich,das Erzeugen einer Kraftstoffdruckfluktuation oder -variation entlangeiner Richtung entgegengesetzt einer tatsächlichen Steuerrichtung indem Übergangsmotorbetriebaufgrund des Betriebs der Ventileinstell-Steuereinrichtung zu vermeiden.Zu dieser Zeit arbeitet der Motor bei mittlerer oder hoher Drehgeschwindigkeit,und demnach ist die Motordrehgeschwindigkeit Ne stabil, so dasskeine Kraftstoffdruckfluktuation oder -variation stattfindet.
    [0195] D.h.,durch Schalten dahingehend, ob die Korrektur durch das KurbelwinkelsignalSGT auszuführenist oder nicht, gemäß der DrehgeschwindigkeitNe des Verbrennungsmotors 21, erfolgt die Korrektur lediglichbei der niedrigen Drehgeschwindigkeit wie beispielsweise der Leerlaufbetriebsbedingung,wodurch es möglichist, die Kraftstoffdruckfluktuation oder -variation zu unterdrücken.
    [0196] Fernerlässt sicheine Korrekturabweichung aufgrund des Betriebs der Ventileinstell-Steuereinrichtungdurch das Schalten dahingehend vermeiden, ob die Korrektur durchdas Kurbelwinkelsignal SGT in dem Steuerzustand der Ventileinstell-Steuereinrichtungauszuführenist (beispielsweise wird eine Korrektur dann nicht ausgeführt, wenndie Ventileinstell-Steuereinrichtung in einem transienten Betrieb vorliegt).Im Ergebnis lässtsich die Steuerbarkeit verbessern.
    [0197] Beider oben erwähntendritten und vierten Ausführungsformwerden die Pulse des Kurbelwinkeisignals SGT so gezählt, dassdie Einstellung entschieden wird, bei der das Überströmventil 9 ausgeschaltetwird, und das Überströmventil 9 steuertden Umfang der Entladung der Hochdruckpumpe 5. Demnachwird eine wirksame Entladeperiode der Hochdruckpumpe 5 anhandder Abschaltung des Überströmventils 9 beidem Auslasshub von der Unterposition der Pumpennocke 10 zuder Top-Position hiervon entschieden.
    [0198] Im übrigen wirddann, wenn die Einstellung, bei der das Überströmventil 9 ausgeschaltetwird, zwischen Pulsen des Kurbelwinkelsignals SGT liegt, die Abschalteinstellungdes Überströmventils 9 durch Schätzen derPeriode von der Zwischenpulszeit (d.h., Zeit zwischen angrenzendenPulsen) des Kurbelwinkelsignals SGT festgelegt. Demnach wird mit schmalerwerdenden Pulsintervallen des Kurbelwinkelsignals SGT die Steuergenauigkeitbesser. Demnach werden die nicht gezahnten Abschnitte des KurbelwinkelsignalsSGT 'bei dem Ansaughubder Hochdruckpumpe 5' vonder Top-Position der Pumpennocke 10 zu der Unterpositionhiervon festgelegt. Im Ergebnis lässt sich die Genauigkeit inder Steuerung des Überströmventils 9 verbessern.
    [0199] Während dieErfindung im Hinblick auf die bevorzugte Ausführungsformen beschrieben wurde, erkenntder Fachmann, dass sich die Erfindung mit Modifikationen innerhalbdes Sinngehalts und Schutzbereichs der angefügten Ansprüche praktisch umsetzen lässt.
    权利要求:
    Claims (12)
    [1] Kraftstoffzuführ-Steuergerät für einenVerbrennungsmotor, welches zum Zuführen von Kraftstoff in einenKraftstofftank (1) zu einem Einspritzer (12),installiert in einer Verbrennungskammer (11) eines Verbrennungsmotors(21), dient, wobei das Gerät enthält: ein Kurbelwinkeldetektionsabschnitt(18) zum Erzeugen eines Kurbelwinkelsignals (SGT) synchronzu der Drehung der Kurbelwelle (16) des Verbrennungsmotors(21); ein Nockenwinkeldetektionsabschnitt (19)zum Erzeugen eines Nockenwinkelsignals (SGC) synchron zu der Drehungeiner Nockenwelle (17) des Verbrennungsmotors (21); einenVerdränger-Kraftstoffzuführabschnitt(5) mit einem Ansaughub und einem Entladehub synchronisiertzu der Drehung der Nockenwelle (17) zum Zuführen desKraftstoffs zu dem Einspritzer (12); und einen Abschnittfür das Ändern deswirksamen Hubs (20) zum Ändern eines wirksamen Hubsin Beziehung zu dem Entladehub des Kraftstoffzuführabschnitts (5);wobei der Abschnitt zum Änderndes wirksamen Hubs (20) synchron zu dem Kurbelwinkelsignal(SGT) und dem Nockenwinkelsignal (SGC) so arbeitet, dass der wirksameHub auf der Grundlage des Nockenwinkelsignals (SGC) geändert wird.
    [2] Kraftstoffzuführ-Steuergerät für einenVerbrennungsmotor nach Anspruch 1, wobei der Abschnitt zum Ändern deswirksamen Hubs (20) die Steuereinstellung für den wirksamenHub auf der Grundlage einer Periode entscheidet, die anhand einesNockenwinkels berechnet ist, angezeigt durch das Nockenwinkelsignal(SGC).
    [3] Kraftstoffzuführ-Steuergerät für einenVerbrennungsmotor nach Anspruch 1, wobei der Anschnitt zum Ändern deswirksamen Hubs (20) die Steuereinstellung für den wirksamenHub unter Verwendung des Nockenwinkelsignals (SGC), detektiert zugleichen Intervallen, entscheidet.
    [4] Kraftstoffzuführ-Steuergerät für einenVerbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Abschnittzum Änderndes wirksamen Hubs (20) den wirksamen Hub durch Korrektureiner Abweichung jedes Pulses von dem Nockenwinkelsignal (SGC) ändert.
    [5] Kraftstoffzuführ-Steuergerät für einenVerbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Abschnittzum Änderndes wirksamen Hubs (20) den wirksamen Hub unter Verwendungdes Nockenwinkelsignals (SGC) an dem Ansaughub des Kraftstoffzuführabschnitts(5) ändert.
    [6] Kraftstoffzuführ-Steuergerät für einenVerbrennungsmotor nach Anspruch 5, wobei eine Periode von der Eingabezeitdes Nockenwinkelsignals (SGC) im Zusammenhang mit der Steuerungdes Abschnitts zum Änderndes wirksamen Hubs (20) zu dem Abschlusszeitpunkt des Ansaughubsdes Kraftstoffzuführabschnitts(5) längerfestgelegt ist als eine Totzeit aufgrund einer Betriebsverzögerung desAbschnitts zum Änderndes wirksamen Hubs (20).
    [7] Kraftstoffzuführ-Steuergerät für einenVerbrennungsmotor nach Anspruch 5, wobei eine Periode von einerStartzeit des Ansaughubs des Kraftstoffzuführabschnitts (5) zudem Eingabezeitpunkt des Nockenwinkelsignals (SGC) im Zusammenhangmit der Steuerung des Abschnitts zum Ändern des wirksamen Hubs (20)längerfestgelegt ist als eine Anlaufzeit zum Steuern des Abschnitts zum Ändern des wirksamenHubs (20).
    [8] Kraftstoffzuführ-Steuergerät für einenVerbrennungsmotor nach Anspruch 1, wobei der Abschnitt zum Ändern deswirksamen Hubs (20) die Steuerzeiteinteilung für den Abschnittzum Änderndes wirksamen Hubs (20) aufgrund eines Nockenwinkels, angezeigtdurch das Nockenwinkelsignal (SGC), entscheidet, und den wirksamenHub durch Zählender Zahl der Pulse des Kurbelwinkelsignals (SGT) ändert.
    [9] Kraftstoffzuführ-Steuergerät für einenVerbrennungsmotor nach Anspruch 8, wobei der Abschnitt zum Ändern deswirksamen Hubs (20) auf der Grundlage einer Betriebsbedingungdes Verbrennungsmotors (21), detektiert durch Zählen derZahl der Pulse des Kurbelwinkelsignals (SGT), entscheidet, ob sich derwirksame Hub ändernlässt odernicht.
    [10] Kraftstoffzuführ-Steuergerät für einenVerbrennungsmotor nach Anspruch 9, wobei die Betriebsbedingung desVerbrennungsmotors (21) die Umdrehungsgeschwindigkeit hiervonumfasst.
    [11] Kraftstoffzuführ-Steuergerät für einenVerbrennungsmotor nach Anspruch 9, wobei der Verbrennungsmotor (21)einen Ventileinstellsteuerabschnitt hat, zum Steuern der Betriebseinstellungzumindest eines Einlassventils und eines Auslassventils, und dieBetriebsbedingung des Verbrennungsmotors (21) den Steuerzustanddes Ventileinstellsteuerabschnitts umfasst.
    [12] Kraftstoffzuführ-Steuergerät für einenVerbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei der Kurbelwinkeldetektionsabschnitt(18) einen nicht gezahnten Abschnitt hat, entsprechendeiner spezifischen Kurbelwinkelposition, bei der kein Puls des Kurbelwinkelsignals(SGT) erzeugt wird, wobei der nicht gezahnte Abschnitt so ausgebildet ist,dass er dem Ansaughub des Kraftstoffzuführabschnitts (5) entspricht.
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2005-06-09| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
    2008-07-24| 8364| No opposition during term of opposition|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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