DE102005011114A1

DE102005011114A1 - Druckakkumulations-Kraftstoffeinspritzsystem

Info

Publication number: DE102005011114A1
Application number: DE102005011114A
Authority: DE
Inventors: Ryo Kariya Katsura; Takashi Kariya Kikutani
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2004-03-11
Filing date: 2005-03-10
Publication date: 2005-10-13
Also published as: JP2005256703A

Abstract

Ein Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem reduziert zwangsweise einen Common-Rail-Druck durch Vermehren einer Kraftstoffeinspritzmenge, die in Brennkammern von verschiedenen Zylindern einer Kraftmaschine (2) eingespritzt wird, und zwar von einer geforderten Einspritzmenge durch eine zusätzliche Einspritzmenge. Eine ausgelassene Menge des Hochdruckkraftstoffes pro Zeiteinheit ist größer als bei einem Druckreduziersteuerverfahren, das ausschließlich eine dynamische Austrittsmenge verwendet. Somit können das Regelungs-/Steuerungsansprechverhalten und die darauf folgende Wirkung auf den Common-Rail-Druck hinsichtlich eines Soll-Kraftstoffdrucks verbessert werden. Es wird bestimmt, ob eine Kraftmaschinenmomentenausgleichssteuerung für einen Leerlauf eines Getriebes (4) zum Verbrauchen eines Anstiegs eines Kraftmaschinenabgabewellenmomentes entsprechend der zusätzlichen Einspritzmenge durchgeführt werden soll oder nicht, und zwar auf der Grundlage einer Gangposition des Getriebes (4) und eines Bereiches der zusätzlichen Einspritzmenge.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Druckakkumulations-Kraftstoffeinspritzsystem zum Einspritzen von Hochdruck-Kraftstoff, der in einer Common-Rail akkumuliert ist, und zwar in Brennkammern von Zylindern einer Kraftmaschine mittels Einspritzvorrichtungen bei einer vorbestimmten Einspritz-Zeitgebung. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Druck-Akkumulations-Kraftstoff-Einspritzsystem mit einer Druck-Reduzierförderfunktion zum schnellen Reduzieren eines Common-Rail-Druckes auf einem Soll-Kraftstoffdruck, der gemäß einem Betriebszustand einer Kraftmaschine festgelegt wird, wenn der durch einen Kraftstoffdrucksensor erfasste Common-Rail-Druck zumindest um einen vorbestimmten Wert größer ist als der Soll-Kraftstoffdruck.

Es wurde zum Beispiel ein herkömmliches Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem (ein Kraftmaschinen-Steuersystem) als ein Kraftstoffeinspritzsystem einer Diesel-Kraftmaschine vorgeschlagen. Im Allgemeinen hat das Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem eine Common-Rail, eine Kraftstoff-Zuführungspumpe, Einspritzvorrichtungen, deren Anzahl einer Anzahl von Zylindern entspricht, Hochdruckrohre, Niederdruckrohre, eine Kraftmaschinen-Steuereinheit (ECU), eine Elektromagnetventil-Antriebsschaltung, Kabelbäume und dergleichen. Die Hochdruckrohre verbinden die Common-Rail, die Kraftstoffzuführungspumpe und die Einspritzvorrichtungen miteinander zu einer Kraftstoffschaltung. Die Niederdruckrohre werden zum Rückführen von ausgetretenem Kraftstoff zu einem Kraftstoffbehälter verwendet. Die ECU berechnet Betriebsweisen der Kraftstoffzuführungspumpe und deren Einspritzvorrichtungen. Die Elektromagnetventil-Antriebsschaltung treibt Elektromagnetventile und deren Einspritzvorrichtungen so an, dass sie sich öffnen. Die Kabelbäume übertragen elektrische Signale oder eine Antriebsleistung.

Ein Common-Rail-Drucksensor nimmt einen Kraftstoffdruck im Inneren der Common-Rail (einen Common-Rail-Druck) in vorbestimmten Zeitgebungen auf. Falls eine Druckabweichung zwischen dem Common-Rail-Druck (dem Ist-Kraftstoffdruck) und einem Soll-Kraftstoffdruck auftritt, dann wird eine Regelung zum Anheben oder Reduzieren des Common-Rail-Druckes durchgeführt. Wenn der Common-Rail-Druck angehoben wird, dann wird eine Menge des Kraftstoffes, die in eine Druckkammer der Kraftstoffzuführungspumpe gesaugt wird, durch ein elektromagnetisches Saugmengen-Regulierventil reguliert, dessen Strömungsdurchlassfläche geändert werden kann. Somit wird eine Auslassmenge des Kraftstoffes entsprechend einer Kraftstoffeinspritzmenge und einer Kraftstoffaustrittsmenge aus den Einspritzvorrichtungen durch Druck in die Common-Rail gefördert. Somit wird der Common-Rail-Druck gesteuert.

Falls jedoch der Common-Rail-Druck reduziert wird, dann wird der Common-Rail-Druck reduziert, und zwar durch die Kraftstoffeinspritzmenge aus der Einspritzvorrichtung, einer dynamischen Kraftstoffaustrittsmenge, die dann bewirkt wird, wenn das Elektromagnetventil der Einspritzvorrichtung geöffnet ist, und einer statischen Kraftstoffaustrittsmenge, die durch Zwischenräume zwischen den verschiedenen Bauteilen selbstständig austritt. Es gibt keine Einrichtung zum zwangsweisen Reduzieren des Common-Rail-Druckes in jenem Fall, wenn der Common-Rail-Druck größer ist als der Soll-Kraftstoffdruck, und eine erforderliche Einspritzmenge ist klein. Als eine Maßnahme bei diesem Problem wurde zum Beispiel ein Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem mit einem Druckreduzierventil an einem Ende der Common-Rail vorgeschlagen, und zwar in der JP-A-2000-282929 (Seiten 1 bis 8, 1 bis 15) (Patent-Druckschrift 1). Dieses System öffnet einen Kraftstoffrückführungskanal unter Verwendung eines Druckreduzierventiles bei einem Nicht-Einspritzzustand, bei dem ein Fahrer des Fahrzeuges eine Beschleunigungsvorrichtung löst, um einen Betätigungsbetrag der Beschleunigungsvorrichtung auf 0 zurückzusetzen. Somit wird eine Menge des Hochdruckkraftstoffes gesteuert, die aus der Common-Rail entweicht. In diesem Fall sind die Kosten erhöht, da das Druckreduzierventil und eine Druckreduzierventil-Antriebsschaltung hinzugefügt sind.

Ein anderes Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem, das in der JP-A-2000-282998 (Seiten 1 bis 12, 1 bis 30) (Patent-Druckschrift 2) offenbart ist, führt einen Leer-Einspritzantrieb eines Elektromagnetventils einer Einspritzvorrichtung durch, die in einem anderen Zylinder als ein regulärer Einspritzzylinder angebracht ist, bei dem eine reguläre Kraftstoffeinspritzung durchgeführt wird. Der Leer-Einspritzantrieb ist ein unwirksamer Einspritzvorgang, bei dem keine tatsächliche Kraftstoffeinspritzung durchgeführt wird. Insbesondere wird bei dem Leer-Einspritzantrieb das Elektromagnetventil so angetrieben, dass es für eine Zeitperiode geöffnet wird, die kürzer ist als eine Ventilöffnungsverzögerung, bei der eine Düsennadel in einen geöffneten Zustand versetzt wird. Somit strömt der Hochdruck-Kraftstoff, der aus der Common-Rail durch einen Kraftstoffzuführungskanal in eine Steuerkammer zugeführt wird, zu einer Niederdruckseite eines Kraftstoffsystems durch einen Kraftstoffrückrührungskanal über. Somit reduziert das Kraftstoffeinspritzsystem den Common-Rail-Druck. Um die Druckreduzierwirkung in einer Nicht-Einspritzperiode zu verbessern, bei der der Fahrer des Fahrzeuges die Beschleunigungsvorrichtung löst, um den Betätigungsbetrag der Beschleunigungsvorrichtung auf Null zu verringern, führt das Kraftstoffeinspritzsystem den Leer-Einspritzantrieb des Elektromagnetventils zum Zuführen einer pulsförmigen Einspritzvorrichtungs-Antriebsstromstärke durch, deren Erregungsperiode kürzer ist als eine Erregungsperiode einer gewöhnlichen Kraftstoffeinspritzung, und zwar für das Elektromagnetventil der Einspritzvorrichtung, so dass kein Kraftstoff eingespritzt wird. Jedoch wird dieses Schema ausschließlich in der Nicht-Einspritzperiode verwendet. Dieses Schema wird nicht bei einer gewöhnlichen Kraftstoffeinspritzperiode verwendet.

Gemäß einer Verstärkung der Regulierungen von Abgasen wurde in den letzten Jahren eine Verbesserung einer Wirkung der Drucksteuerung gefordert, um den Common-Rail-Druck genau zu steuern. Falls der Common-Rail-Druck größer als der Soll-Kraftstoffdruck ist, der gemäß dem Betriebszustand der Kraftmaschine festgelegt wird, wenn die reguläre Kraftstoffeinspritzung durchgeführt wird, dann wird der Kraftstoff aus der Einspritzvorrichtung in die Brennkammer des Zylinders der Kraftmaschine bei einem unnötig hohen Einspritzdruck eingespritzt. In einem derartigen Fall ist ein Verbrennungszustand der Kraftmaschine verschlechtert. Infolgedessen wird die erzeugte Stickoxidmenge vermehrt, und ein Verbrennungsgeräuschniveau wird verschlechtert.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Druckakkumulations-Kraftstoffeinspritzsystem vorzusehen, das einen Kraftstoffdruck in einer Common-Rail zwangsweise reduzieren kann, auch wenn eine reguläre Kraftstoffeinspritzung durchgeführt wird. Somit können eine Verschlechterung eines Verbrennungszustandes bei einer Kraftmaschine und eine Verschlechterung eines Verbrennungsgeräuschniveaus unterbunden werden.

Es gehört auch zur Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Druckakkumulations-Kraftstoffeinspritzsystem vorzusehen, das einen Common-Rail-Druck genau steuern kann, ohne dass ein Druckreduzierventil oder eine Druckreduzierventil-Antriebsschaltung erforderlich ist.

Es gehört auch zur Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Druckakkumulations-Kraftstoffeinspritzsystem vorzusehen, das ein Beschleunigungsgefühl unterbinden kann, das durch einen Fahrer des Fahrzeuges nicht wahrgenommen wird, indem ein Anstieg des Kraftmaschinenabgabewellenmomentes verbraucht wird, das durch eine Vermehrung einer Kraftstoffeinspritzmenge durch eine zusätzliche Einspritzmenge erhöht wird.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung vermehrt ein Kraftstoffeinspritzsystem eine Kraftstoffeinspritzmenge von einer geforderten Kraftstoffeinspritzmenge, die gemäß einem Beschleunigungsvorrichtungsbetätigungsbetrag festgelegt wird, der durch einen Fahrer des Fahrzeuges vorgesehen wird, und zwar, um eine zusätzliche Einspritzmenge, wenn ein tatsächlicher Kraftstoffdruck in einer Common-Rail, der durch eine Kraftstoffdruckerfassungseinrichtung erfasst wird, größer ist als ein Soll-Kraftstoffdruck. Der Soll-Kraftstoffdruck wird gemäß Betriebszuständen einer Kraftmaschine festgelegt, wie zum Beispiel eine Haupteinspritzmenge, die geforderte Einspritzmenge, eine Befehlseinspritzmenge oder eine Kraftmaschinendrehzahl. Das Kraftstoffeinspritzsystem vermehrt die Kraftstoffeinspritzmenge durch Verlängern einer Ventilöffnungsperiode einer Einspritzvorrichtung gemäß der zusätzlichen Einspritzmenge. Dementsprechend verringert sich der Kraftstoffdruck in der Common-Rail gemäß der zusätzlichen Einspritzmenge, die zu einer gewöhnlichen Kraftstoffeinspritzmenge addiert wird. Somit kann der Kraftstoffdruck in der Common-Rail zwangsweise reduziert werden, ohne dass ein Druckreduzierventil und eine Druckreduzierventilantriebsschaltung erforderlich sind, auch wenn eine reguläre Kraftstoffeinspritzung durchgeführt wird. Daher können eine Verschlechterung eines Verbrennungszustandes der Kraftmaschine (zum Beispiel eine Vermehrung einer erzeugten Stickoxidmenge) und eine Verschlechterung eines Verbrennungsgeräuschniveaus unterbunden werden. Währenddessen kann der Common-Rail-Druck noch genauer gesteuert werden.

Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung verbraucht das Kraftstoffeinspritzsystem ein angestiegenes Kraftmaschinenabgabewellenmoment, das durch Vermehren der Kraftstoffeinspritzmenge von der gewöhnlichen Kraftstoffeinspritzmenge durch die zusätzliche Einspritzmenge hervorgerufen wird. Somit kann ein ungewünschtes Beschleunigungsgefühl unterbunden werden, das bei dem Fahrer des Fahrzeuges wahrgenommen werden kann, da die Kraftstoffeinspritzmenge durch die zusätzliche Einspritzmenge vermehrt wird, anstatt dass sie auf einen kleinen Wert entsprechend einer Leerlaufbetriebseinspritzmenge verringert wird, nachdem der Fahrer des Fahrzeuges die Beschleunigungsvorrichtung gelöst hat, damit sich der Beschleunigungsvorrichtungs-Betätigungsbetrag auf Null verringert.

Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung führt das Kraftstoffeinspritzsystem einen Leer-Einspritzantrieb eines Elektromagnetventils der Einspritzvorrichtung eines Zylinders außer einem Zylinder der regulären Einspritzung durch, bei dem die reguläre Einspritzung durchgeführt wird, und zwar vor der regulären Einspritzung, falls der Ist-Kraftstoffdruck in der Common-Rail größer ist als der Soll-Kraftstoffdruck. Somit strömt bei dem Kraftstoffeinspritzsystem der Hochdruckkraftstoff in einer Steuerkammer der Einspritzvorrichtung zu einer Niederdruckseite eines Kraftstoffsystems über. Der Leer-Einspritzantrieb des Elektromagnetventils wird durch Antreiben des Elektromagnetventils durchgeführt, so dass es sich für eine kürzere Zeitperiode als eine Ventilöffnungsverzögerung öffnet, bei der eine Düsennadel in einen geöffneten Zustand versetzt wird. Somit kann der Kraftstoff in den Zylinder der regulären Einspritzung unter dem Kraftstoffdruck eingespritzt werden, der noch näher an den Soll-Kraftstoffdruck angenähert ist. Infolgedessen können die Verschlechterung des Verbrennungszustandes der Kraftmaschine (zum Beispiel die Vermehrung der erzeugten Stickoxidmenge) und die Verschlechterung des Verbrennungsgeräuschniveaus unterbunden werden.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung führt das Kraftstoffeinspritzsystem den Leer-Einspritzantrieb des Elektromagnetventils der Einspritzvorrichtung des Zylinders der regulären Einspritzung durch, bei dem die reguläre Einspritzung durchgeführt wird, und zwar vor der regulären Einspritzung, falls der Ist-Kraftstoffdruck in der Common-Rail größer ist als der Soll-Kraftstoffdruck. Somit strömt bei dem Kraftstoffeinspritzsystem der Hochdruckkraftstoff in der Steuerkammer der Einspritzvorrichtung zu der Niederdruckseite des Kraftstoffsystems über. Somit kann der Kraftstoff in den Zylinder der regulären Einspritzung unter dem Kraftstoffdruck eingespritzt werden, der weiter an dem Soll-Kraftstoffdruck angenähert ist. Infolgedessen können die Verschlechterung des Verbrennungszustandes der Kraftmaschine (zum Beispiel die Vermehrung der erzeugten Stickoxidmenge) und die Verschlechterung des Verbrennungsgeräuschniveaus unterbunden werden.

Merkmale und Vorteile von Ausführungsbeispielen werden ebenso wie die Betriebsweise und die Funktionen der dazugehörigen Bauteile aus der folgenden detaillierten Beschreibung, den beigefügten Ansprüchen und den Zeichnungen ersichtlich, die allesamt Bestandteil dieser Anmeldung sind. Zu den Zeichnungen:
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystems gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2 zeigt eine schematische Darstellung einer Einspritzvorrichtung und einer Einspritzantriebsschaltung des Kraftstoffeinspritzsystems gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
3 zeigt ein Flussdiagramm eines Steuerverfahrens für eine Einspritzvorrichtungseinspritzmenge und für einen Common-Rail-Druck gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
4 zeigt ein Flussdiagramm des Steuerverfahrens der Einspritzvorrichtungseinspritzmenge und des Common-Rail-Druckes gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
5 zeigt ein Zeitdiagramm eines Druckreduziersteuerverfahrens gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
6 zeigt ein Zeitdiagramm eines anderen Druckreduziersteuerverfahrens gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
7 zeigt ein Zeitdiagramm eines weiteren Druckreduziersteuerverfahrens gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel; und
8 zeigt ein Flussdiagramm eines Druckreduziersteuerverfahrens gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
(Erstes Ausführungsbeispiel)
Unter Bezugnahme auf die 1 ist ein Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt.
Das Kraftstoffeinspritzsystem gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist ein Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem (ein Druckakkumulations-Kraftstoffeinspritzsystem, ein Dieselkraftmaschinen-Steuersystem), das als ein Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine bekannt ist, wie zum Beispiel eine Mehrzylinder-Dieselkraftmaschine, die an einem Fahrzeug, wie zum Beispiel einem Auto, angebracht ist. Das Kraftstoffeinspritzsystem des gegenwärtigen Ausführungsbeispiels akkumuliert Hochdruckkraftstoff in einer Common-Rail 1 und spritzt den in der Common-Rail 1 akkumulierten Hochdruckkraftstoff in Brennkammern von verschiedenen Zylindern der Kraftmaschine 2 durch mehrere Elektromagnet-Kraftstoffeinspritzventile (Einspritzvorrichtungen) 6 ein, die an den verschiedenen Zylindern angebracht sind.
Eine Abgabewelle (eine Kurbelwelle) 3 der Kraftmaschine 2 ist an eine Eingabewelle eines Automatikgetriebes 4 gekoppelt, das als eine Leistungsübertragungsvorrichtung zum Übertragen einer Drehleistung der Kraftmaschine 2 zu einer Antriebswelle und Antriebsrädern mittels eines Momentenwandlers und einer Sperrkupplung als ein Automatikkupplungsmechanismus dient. Das Automatikgetriebe 4 sorgt für mehrere Drehzahlen zum Vorwärtsfahren, indem es eine Drehzahl der Kraftmaschine 2 bei vorbestimmten Getriebegängen ändert. Anstelle des Automatikgetriebes 4 kann ein Schaltgetriebe als die Leistungsübertragungsvorrichtung verwendet werden.
Das Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem des gegenwärtigen Ausführungsbeispiels hat die Common-Rail 1, eine Saugmengensteuer-Kraftstoffzuführungspumpe 5, die vielen (bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel 4) Einspritzvorrichtungen 6 und eine Kraftmaschinensteuereinheit (ECU) 10. Die Common-Rail 1 akkumuliert den Kraftstoff unter einen hohen Druck entsprechend einem Kraftstoffeinspritzdruck. Die Zuführungspumpe 5 beaufschlagt den Kraftstoff mit Druck, der in Druckkammern durch ein Saugsteuerventil (SCV) 7 gesaugt wird, und zwar auf einen hohen Druck. Die Einspritzvorrichtung 6 spritzt den Kraftstoff in die Brennkammer des entsprechenden Zylinders der Kraftmaschine 2 bei einer vorbestimmten Einspritzzeitgebung ein. Die ECU 10 steuert das SCV 7 der Zuführungspumpe 5 und Elektromagnetventile 23 der Einspritzvorrichtungen 6 elektronisch. Die Common-Rail 1 ist mit einem Auslassanschluss der Zuführungspumpe 5 verbunden, die den Hochdruckkraftstoff auslässt, und zwar durch ein Kraftstoffzuführungsrohr 11 als ein Hochdruckrohr. Eine Druckbegrenzungsvorrichtung 14 ist an einem Entlastungsrohr (ein Kraftstoffzuführungsrohr) 13 angebracht, das von der Common-Rail 1 zu einem Kraftstoffbehälter 12 führt. Die Druckbegrenzungsvorrichtung 14 wird dann geöffnet, wenn ein Kraftstoffdruck in der Common-Rail 1 einen festgelegten Grenzdruck überschreitet. Somit begrenzt die Druckbegrenzungsvorrichtung 14 den Kraftstoffdruck in der Common-Rail 1 unter den festgelegten Grenzdruck.
Die Zuführungspumpe 5 ist eine Hochdruckzuführungspumpe zumindest einschließlich zwei Druckfördersystemen (Pumpenelemente), um den angesaugten Niederdruckkraftstoff auf einem Hochdruck zu beaufschlagen und zum Fördern des mit Druck beaufschlagten Kraftstoffes unter Druck in die Common-Rail 1. Die Zuführungspumpe 5 steuert eine Auslassmenge des aus den gesamten Druckfördersystemen ausgelassenen Kraftstoffes durch Regulieren der Menge des angesaugten Kraftstoffes unter Verwendung des einzigen SCV 7. Die Zuführungspumpe 5 hat eine Förderpumpe (eine Niederdruckförderpumpe) mit einem allgemein bekannten Aufbau, einen Nocken, mehrere Tauchkolben und mehrere Druckkammern (Tauchkolbenkammern). Die Förderpumpe zieht den Niederdruckkraftstoff aus dem Behälter 12 ein, falls eine Pumpenantriebswelle (eine Antriebswelle, eine Nockenwelle) 8 gemäß der Drehung der Kurbelwelle 3 der Kraftmaschine 2 gedreht wird. Der Nocken wird durch die Pumpenantriebswelle 8 gedreht. Jeder der Tauchkolben wird durch den Nocken angetrieben, so dass sie sich zwischen einem oberen Todpunkt und einem unteren Todpunkt hin und her bewegen. Jede der Druckkammern beaufschlagt den Kraftstoff auf einen hohen Druck durch die Hin- und Herbewegung des Tauchkolbens.
Somit beaufschlagt die Zuführungspumpe 5 den Niederdruckkraftstoff mit Druck, der von dem Kraftstoffbehälter 12 in die vielen Druckkammern durch ein Kraftstoffzuführungsrohr 15 eingezogen wird, und zwar auf einen hohen Druck durch Ausnutzen der Hin- und Herbewegung der Tauchkolben im Inneren der Pumpenzylinder. Ein Kraftstofffilter ist in dem Kraftstoffzuführungsrohr 15 angeordnet. Die Zuführungspumpe 5 ist mit einem Austrittsanschluss ausgebildet, um eine Erhöhung der Temperatur des Kraftstoffes im Inneren der Zuführungspumpe 5 auf eine hohe Temperatur zu verhindern. Austretender Kraftstoff, der aus der Zuführungspumpe 5 austritt, wird zu dem Kraftstoffbehälter 12 durch ein Kraftstoffrückführungsrohr 16 zurückgeführt. Das SCV 7 ist in einem Kraftstoffsaugkanal angeordnet, der in der Zuführungspumpe 5 ausgebildet ist und von der Förderpumpe zu den Druckkammern führt. Das SCV 7 reguliert einen Öffnungsgrad (eine Hubdistanz eines Ventilelementes oder eine Öffnungsfläche eines Ventilloches) des Kraftstoffsaugkanals. Das SCV 7 wird durch eine Pumpenantriebsstromstärke (ein Pumpenantriebssignal) elektronisch gesteuert, die durch die ECU 10 durch eine Pumpenantriebsschaltung eingespeist wird. Somit reguliert das SCV 7 die Kraftstoffsaugmenge, die in die Druckkammern der Zuführungspumpe 5 gesaugt wird. Somit steuert das SCV 7 die Kraftstoffauslassmenge, die aus den Druckkammern der Zuführungspumpe 5 in die Common-Rail 1 ausgelassen wird.
Das SCV 7 hat das Ventilelement, einen Linearaktuator (ein Elektromagnetaktuator) und eine Ventilelementvorspanneinrichtung, wie zum Beispiel eine Feder. Das Ventilelement ändert den Öffnungsgrad des Kraftstoffsaugkanals gemäß der Hubdistanz des Ventilelementes. Der Linearaktuator hat eine Solenoidspule und dergleichen zum Antreiben des Ventilelementes in einer Ventilschließrichtung (oder in einer Ventilöffnungsrichtung). Die Ventilelementvorspanneinrichtung spannt das Ventilelement in der Ventilöffnungsrichtung (oder in der Ventilschließrichtung) vor.
Das SCV 7 reguliert die Auslassmenge des aus den Druckkammern der Zuführungspumpe 5 in die Common-Rail 1 ausgelassenen Kraftstoffes proportional zu der Pumpenantriebsstromstärke, die in die Solenoidspule eingespeist wird. Somit ändert das SCV 7 den Kraftstoffdruck in der Common-Rail 1 (einen Common-Rail-Druck) entsprechend dem Einspritzdruck des Kraftstoffes, der aus den Einspritzvorrichtungen 6 in die Brennkammern der jeweiligen Zylinder der Kraftmaschine 2 eingespritzt wird.
Die an die jeweiligen Zylinder der Kraftmaschine 2 angebrachten Einspritzvorrichtungen 6 sind die Elektromagnetkraftstoffeinspritzventile, die mit den stromabwärtigen Enden der Kraftstoffzuführungsrohre (Zweigrohre) 17 verbunden sind, die von der Common-Rail 1 abzweigen. Jede Einspritzvorrichtung 6 hat eine Kraftstoffeinspritzdüse 21, das Zweiwegeventil-Elektromagnetventil 23, eine Feder 24 und dergleichen, wie dies in der 2 gezeigt ist. Die Kraftstoffeinspritzdüse 21 bewirkt die Kraftstoffeinspritzung in die Brennkammer des entsprechenden Zylinders der Kraftmaschine 2. Das Elektromagnetventil 23 treibt eine in der Kraftstoffeinspritzdüse 21 untergebrachte Düsennadel 22 in einer Ventilöffnungsrichtung an. Die Feder 24 dient als eine Nadelvorspanneinrichtung zum Vorspannen der Düsennadel 22 in einer Ventilschließrichtung. Die Kraftstoffeinspritzdüse 21 hat einen Düsenkörper, der mit vielen Einspritzlöchern 25 ausgebildet ist, und die Düsennadel 22, die in dem Düsenkörper gleitbar untergebracht ist, um die Einspritzlöcher 25 zu öffnen oder zu schließen.
Der Düsenkörper und ein Düsenhalter, der mit dem Düsenkörper verbunden ist, sehen einen Düsenhauptkörper (ein Gehäuse) 26 vor. Das Gehäuse 26 nimmt einen Steuerkolben 27 auf, der sich mit der Düsennadel 22 in einer vertikalen Richtung gemäß der 2 bewegt. Eine Staudrucksteuerkammer 30 ist in dem Gehäuse 26 zum Steuern eines Staudruckes des Steuerkolbens 27 ausgebildet. Ein Kraftstoffzuführungskanal 31 ist in dem Gehäuse 26 ausgebildet, um den Hockdruckkraftstoff einzuführen, der von der Common-Rail 1 durch das Kraftstoffzuführungsrohr 17 zugeführt wird, und zwar zu einem Kraftstoffsumpf 29 und der Staudrucksteuerkammer 30. Der Kraftstoff, der von der Kraftstoffsumpfkammer 29 durch einen Gleitzwischenraum zwischen der Düsennadel 22 und dem Gehäuse 26 überströmt, und der Kraftstoff, der aus der Staudrucksteuerkammer 30 durch einen Gleitzwischenraum zwischen dem Steuerkolben 27 und dem Gehäuse 26 überströmt, strömen in einen Kraftstoffrückführungskanal 34 an der Seite des Elektromagnetventils 23 durch eine Federkammer 32, die die Feder 24 aufnimmt, und einen Kraftstoffrückführungskanal 33. Eine Öffnung an der Einlassseite (eine feste Begrenzungsvorrichtung) 35 ist zum Regulieren der Kraftstoffströmung durch die Öffnung 35 an der Einlassseite vorgesehen. Eine Öffnung an der Auslassseite (eine feste Begrenzungsvorrichtung) 36 ist zum Regulieren der Kraftstoffströmung durch die Öffnung 36 an der Auslassseite vorgesehen. Die Öffnung 36 an der Auslassseite ist in einer Öffnungsplatte 37 ausgebildet, die an dem Gehäuse 26 befestigt ist.
Das Elektromagnetventil 23 der Einspritzvorrichtung 6 hat eine Solenoidspule 42, ein Ventilelement (ein Ventil) 43, eine Rückstellfeder 44 und dergleichen. Die Solenoidspule 42 ist mit einer Fahrzeugleistungsquelle (eine Batterie) 41 durch eine Einspritzvorrichtungsantriebsschaltung (eine Elektromagnetventilantriebsschaltung: EDU) 9 elektrisch verbunden. Das Ventil 43 hat einen Anker, der durch eine magnetische Kraft der Solenoidspule 42 in einer Ventilöffnungsrichtung angezogen wird (nach oben gemäß der 2). Die Rückstellfeder 44 dient als eine Ventilvorspanneinrichtung zum Vorspannen des Ventils 43 in einer Ventilschließrichtung (nach unten gemäß der 2). Das Elektromagnetventil 23 ist mit einem Austrittsanschluss 45 für überströmenden Kraftstoff ausgebildet, der aus den verschiedenen Gleitabschnitten im Inneren der Einspritzvorrichtung 6 zu dem Kraftstoffrückführungskanal 34 an der Seite des Elektromagnetventils 23 durch den Kraftstoffrückführungskanal 33 aufgelassen wird, oder der aus der Staudrucksteuerkammer 30 zu dem Kraftstoffrückführungskanal 34 an der Seite des Elektromagnetventils 23 durch die Öffnung 36 an der Auslassseite zu dem Kraftstoffbehälter 12 als eine Niederdruckseite eines Kraftstoffsystems ausgelassen wird. Der austretende Kraftstoff, der aus den verschiedenen Gleitabschnitten im Inneren der Einspritzvorrichtung 6 und aus der Staudrucksteuerkammer 30 austritt, strömt durch den Kraftstoffrückführungskanal 34 aus und kehrt zu dem Kraftstoffbehälter 12 durch ein Kraftstoffrückführungsrohr 19 zurück.
Wie dies in der 2 gezeigt ist, führt die Einspritzvorrichtungsantriebsschaltung 9 eine pulsförmige Einspritzvorrichtungsantriebsstromstärke individuell zu der Solenoidspule 42 des Elektromagnetventils 23 der an dem entsprechenden Zylinder der Kraftmaschine 2 angebrachten Einspritzvorrichtung 6 zu, wenn die Einspritzvorrichtungsantriebsschaltung 9 ein Einspritzvorrichtungsantriebssignal von der ECU 10 aufnimmt. Somit dient die Einspritzvorrichtungsantriebsschaltung 9 als eine Elektromagnetventilantriebsschaltung zum Antreiben des Elektromagnetventils 23, damit es sich öffnet. Die Einspritzvorrichtungsantriebsschaltung 9 hat eine Konstantstromschaltung 51, eine Spannungserhöhungsschaltung 52, einen Kondensator 53, eine Ladungserfassungsschaltung 54, ein Schaltelement (ein Halbleiterschaltelement wie zum Beispiel ein MOSFET, IGBT oder einen Leistungstransistor) 55 und dergleichen. Die Konstantstromschaltung 51 steuert die Einspritzvorrichtungsantriebsstromstärke, die durch die Solenoidspule 42 des Elektromagnetventils 23 der Einspritzvorrichtung 6 strömt, und zwar auf einen vorbestimmten Wert oder darunter. Die Spannungserhöhungsschaltung 52 hat einen DC/DC-Wandler, der durch Schaltbetriebe gesteuert wird, und sie erhöht eine Leistungsquellenspannung, die durch die Fahrzeugleistungsquelle 41 aufgebracht wird. Der Kondensator 53 akkumuliert eine Energie, die größer ist als die Leistungsquellenspannung. Die Ladungserfassungsschaltung 54 erfasst eine Ladung des Kondensators 53. Ein Betrieb des Schaltelementes 55 wird durch eine Steuerschaltung gesteuert.
Die Einspritzvorrichtungsantriebsschaltung 9 akkumuliert die Energie, die durch die Spannungserhöhungsschaltung 52 auf einen größeren Wert als die Leistungsquellenspannung erhöht wird, und zwar in dem Kondensator 53. Dann betreibt die Einspritzvorrichtungsantriebsschaltung 9 das Schaltelement 55 in einer vorbestimmten Zeitgebung (eine Zeitgebung, bei der die Einspritzvorrichtungsantriebsschaltung 9 mit dem pulsförmigen Einspritzvorrichtungsantriebssignal durch die ECU 10 versorgt wird). Somit führt die Einspritzvorrichtungsantriebsschaltung 9 die pulsförmige Einspritzvorrichtungsantriebsstromstärke der Solenoidspule 42 des Elektromagnetventils 23 der Einspritzvorrichtung 6 zu, indem die akkumulierte Energie ausgelassen wird. Somit treibt die Einspritzvorrichtungsantriebsschaltung 9 das Ventil 43 des Elektromagnetventils 23 an, damit es sich öffnet. Dementsprechend strömt der Kraftstoff aus der Staudrucksteuerkammer 30 der Einspritzvorrichtung 6 zu der Niederdruckseite des Kraftstoffsystems durch den Kraftstoffrückführungskanal 34 über. Somit verringert sich der Kraftstoffdruck in der Staudrucksteuerkammer 30 (der Druck, der die Düsennadel 22 gemäß der 2 nach unten drückt). Das Anheben der Düsennadel 22 startet gemäß der 2, wenn der Kraftstoffdruck in dem Kraftstoffsumpf 29 (der Druck, der die Düsennadel 22 gemäß der 2 nach oben drückt) die Vorspannkraft der Feder 24 überschreitet. Genauer gesagt wird die Düsennadel 22 von einem Ventilsitz des Düsenkörpers getrennt und öffnet sich, wenn eine vorbestimmte Ventilöffnungsverzögerung verstrichen ist, nachdem die Erregung der Solenoidspule 42 des Elektromagnetventils 23 der Einspritzvorrichtung 6 gestartet wurde. Der Hochdruckkraftstoff, der in der Common-Rail 1, dem Kraftstoffzuführungsrohr (dem Zweigrohr) 17, dem Kraftstoffsumpf 29 und dem Kraftstoffzuführungskanal 31 der Einspritzvorrichtung 6 akkumuliert ist, wird in die Brennkammer des entsprechenden Zylinders der Kraftmaschine 2 eingespritzt, während die Düsennadel 22 geöffnet ist. Somit wird die Kraftmaschine 2 betrieben.
Falls die Erregung der Solenoidspule 42 des Elektromagnetventils 23 der Einspritzvorrichtung 6 gestoppt wird und die Staudrucksteuerkammer 30 mit dem Hochdruckkraftstoff gefüllt ist, der von der Common-Rail 1 in die Staudrucksteuerkammer 30 durch den Kraftstoffzuführungskanal 31 zugeführt wird, dann startet das Absenken der Düsennadel 22 gemäß er 2, wenn die Summe aus dem Kraftstoffdruck in der Staudrucksteuerkammer 30 (der Druck, der die Düsennadel 22 gemäß der 2 nach unten drückt) und aus der Vorspannkraft der Feder 24 den Kraftstoffdruck in dem Kraftstoffsumpf 29 überschreitet (der Druck, der die Düsennadel 22 gemäß der 2 nach oben drückt). Genauer gesagt wird die Düsennadel 22 an dem Ventilsitz des Düsenkörpers angeordnet und geschlossen, wenn eine vorbestimmte Ventilschließverzögerung verstrichen ist, nachdem die Erregung der Solenoidspule 42 des Elektromagnetventils 23 der Einspritzvorrichtung 6 gestoppt wurde.
Die ECU 10 des gegenwärtigen Ausführungsbeispiels hat einen Mikrocomputer mit einer allgemein bekannten Struktur und die Pumpenantriebsschaltung. Der Mikrocomputer hat Funktionen einer CPU zum Durchführen einer Steuerungsverarbeitung und einer arithmetischen Verarbeitung, eine Speichervorrichtung (einen Speicher, wie zum Beispiel einen ROM, EEPROM, RAM oder einen Standby-RAM) zum Speichern von verschiedenen Programmarten, einer Steuerlogik und Steuerdaten, eine Eingabeschaltung, eine Abgabeschaltung und eine Stromversorgungsschaltung. Die Pumpenantriebsschaltung ist eine Pumpenantriebseinrichtung zum Zuführen einer Pumpenantriebsstromstärke zu der Solenoidspule des SCV 7 der Zuführungspumpe 5.
Falls ein Zündschalter eingeschaltet wird (IG-ON), dann wird die ECU 10 mit Leistung (ECU-Leistung) versorgt, und sie steuert die Kraftstoffeinspritzmenge oder den Common-Rail-Druck elektronisch auf einen Steuersollwert auf der Grundlage der Steuerprogramme oder der Steuerlogik, die in dem Speicher gespeichert sind. Fall der Zündschalter ausgeschaltet wird (IG-OFF) und die Zufuhr der ECU-Leistung gestoppt wird, dann wird die vorstehend erwähnte Steuerung auf der Grundlage der Steuerprogramme oder der Steuerlogik, die in dem Speicher gespeichert sind, vorübergehend beendet. Ein Abgabewert (ein Common-Rail-Drucksignal), der von einem Kraftstoffdrucksensor 65 abgegeben wird, welcher an der Common-Rail 1 angebracht ist, Sensorsignale, die von vielfältigen anderen Sensoren abgegeben werden, und Schaltsignale, die von Schaltern abgegeben werden, die an dem Fahrzeug angebracht sind, werden von analogen Signalen in digitale Signale durch einen A/D-Wandler umgewandelt, und dann werden sie in den Mikrocomputer eingegeben, der in der ECU 10 eingebettet ist.
Die Eingabeschaltung des Mikrocomputers ist mit einer Betriebszustandserfassungseinrichtung zum Erfassen von Betriebszuständen oder Betriebszuständen der Kraftmaschine 2 verbunden, wie zum Beispiel ein Beschleunigungsvorrichtungspositionssensor (Beschleunigungsvorrichtungsbetätigungsbetragserfassungseinrichtung) 61, ein Kurbelwinkelsensor 62, ein Kühlwassertemperatursensor 63 und ein Kraftstofftemperatursensor 64. Der Beschleunigungsvorrichtungspositionssensor 61 erfasst einen Beschleunigungsvorrichtungsbetätigungsbetrag (eine Beschleunigungsvorrichtungsposition) ACCP oder einen Niederdrückungsgrad einer Beschleunigungsvorrichtung durch den Fahrer des Fahrzeuges. Der Kurbelwinkelsensor 62 erfasst einen Drehwinkel der Kurbelwelle 3 der Kraftmaschine 2. Der Kühlwassertemperatursensor 63 erfasst eine Kraftmaschinenkühlwassertemperatur THW. Der Kraftstofftemperatursensor 64 erfasst eine Kraftstofftemperatur THF des Kraftstoffes an einer Pumpensaugseite (Temperatur THF des Kraftstoffes, der in die Zuführungspumpe 5 gesaugt wird). Der Beschleunigungsvorrichtungspositionssensor 61 gibt ein Beschleunigungsvorrichtungspositionssignal entsprechend der Beschleunigungsvorrichtungsposition ACCP ab.
Der Kurbelwinkelsensor 62 hat eine Elektromagnetaufnahmespule, die einer Außenumfangsfläche eines NE-Zeitgebungsrotors zugewandt ist, der an der Kurbelwelle 3 der Kraftmaschine 2 oder an der Pumpenantriebswelle 8 der Zuführungspumpe 5 angebracht ist. Mehrere vorstehende Zähne sind an der Außenumfangsfläche des Zeitgebungsrotors in vorbestimmten Intervallen des Drehwinkels ausgebildet. Die verschiedenen vorstehenden Zähne des Zeitgebungsrotors werden wiederholt zu dem Kurbelwinkelsensor 62 angenähert und von ihm entfernt. Somit gibt der Kurbelwinkelsensor 62 pulsförmige Drehpositionssignale (NE-Signalpulse) ab, die synchron zu der Drehzahl der Kurbelwelle 3 der Kraftmaschine 2 (der Kraftmaschinendrehzahl) und der Drehzahl der Zuführungspumpe 5 (Pumpendrehzahl) sind, und zwar mittels einer elektromagnetischen Induktion. Die ECU 10 dient als eine Drehzahlerfassungseinrichtung zum Erfassen der Kraftmaschinendrehzahl NE durch Messen von Zeitintervallen zwischen den NE-Signalpulsen, die von dem Kurbelwinkelsensor 62 abgegeben werden.
Die ECU 10 führt eine CAN-Kommunikation (controller area network communication) mit einer Übertragungssteuereinheit (ein Übertragungssteuermodul: TCM) und einem Klimaanlagensystem durch. Ein gegenwärtiger Getriebegang, ein Erfordernis zum Erhöhen oder Verringern eines Kraftmaschinenabgabewellenmomentes, ein Erfordernis zum Erhöhen einer Leerlaufdrehzahl (ein Hochfahren des Leerlaufs) und dergleichen werden mittels der CAN-Kommunikation ausgetauscht.
Das TCM ist mit dem Beschleunigungsvorrichtungspositionssensor 61, einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor zum Erfassen einer Fahrtgeschwindigkeit des Fahrzeuges (Fahrzeuggeschwindigkeit) und dergleichen verbunden. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor ist zum Beispiel ein Reedschalter-Fahrzeuggeschwindigkeitssensor oder ein Magnetresistivelement-Fahrzeuggeschwindigkeitssensor. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor dient als eine Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungseinrichtung zum Messen der Drehzahl einer Abgabewelle des Getriebes 4 und zum Abgeben eines Fahrzeuggeschwindigkeitssignals entsprechend der Fahrtgeschwindigkeit des Fahrzeuges (die Fahrzeuggeschwindigkeit). Alternativ kann ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor zum Messen einer Drehzahl des Fahrzeugrades als die Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungseinrichtung verwendet werden.
Das TCM schaltet eine Hydraulikschaltung durch kombiniertes Ein- und Ausschalten von Aktuatoren, wie zum Beispiel Solenoidventile, die zum Ändern der Geschwindigkeit verwendet werden, wenn eine Gangschaltung in einem Vorwärtsgang oder in einem zweiten Gang ist, und zwar auf der Grundlage des Beschleunigungsvorrichtungspositionssignals entsprechend der Beschleunigungsvorrichtungsposition ACCP, die durch den Beschleunigungsvorrichtungspositionssensor 61 abgegeben wird, und dem Fahrzeuggeschwindigkeitssignal entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit (SPD), die durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 61 abgegeben wird. Somit steuert das TCM den Gangwechselzustand des Getriebes 4 durch Auswählen der Gangposition von mehreren Gangpositionen (erster bis vierter Gang im Falle von vierstufigen Geschwindigkeiten, ein erster bis fünfter Gang im Falle von fünfstufigen Geschwindigkeiten). Somit wird der Gangwechsel durchgeführt.
Die ECU 10 hat eine Kraftstoffdrucksteuereinrichtung (Common-Rail-Drucksteuereinrichtung) zum Berechnen eines optimalen Common-Rail-Druckes entsprechend den Betriebszuständen oder den Betriebszuständen der Kraftmaschine 2 und zum Antreiben der Solenoidspule des SCV 7 der Zuführungspumpe 5 durch die Pumpenantriebsschaltung jeweils in vorbestimmten Zeitgebungen, nachdem der Zündschalter eingeschaltet wurde (IG-ON). Die Kraftstoffdrucksteuereinrichtung hat eine Kraftstoffdruckbestimmungseinrichtung zum Berechnen eines Soll-Common-Rail-Druckes (ein Soll-Kraftstoffdruck) PFIN gemäß der Kraftmaschinendrehzahl NE und einer geforderten Einspritzmenge QFIN. Die Kraftstoffdrucksteuereinrichtung regelt die Kraftstoffauslassmenge der Zuführungspumpe 5 durch Regulieren der Pumpenantriebsstromstärke, die der Solenoidspule des SCV 7 zugeführt wird, und zwar auf der Grundlage einer Druckabweichung ΔP zwischen dem Common-Rail-Druck (dem Ist-Kraftstoffdruck) Pc, der durch den Kraftstoffdrucksensor 65 erfasst wird, und dem Soll-Kraftstoffdruck PFIN, um den Soll-Kraftstoffdruck PFIN zu erreichen.
Die ECU 10 hat eine Einspritzmengensteuereinrichtung zum Berechnen einer optimalen Einspritzmenge und einer optimalen Einspritzzeitgebung entsprechend den Betriebszuständen oder den Betriebszuständen der Kraftmaschine 2 und zum Antreiben der Solenoidspulen 42 der Elektromagnetventile 23 der Einspritzvorrichtungen 6 der verschiedenen Zylinder durch die Einspritzvorrichtungsantriebsschaltung (die EDU). Die ECU 10 hat eine erste Druckreduzierfördereinrichtung zum Durchführen einer Druckreduziersteuerung des Common-Rail-Druckes durch Vermehren der Kraftstoffeinspritzmenge von der geforderten Einspritzmenge QFIN, oder zum zwangsweisen Reduzieren des Common-Rail-Druckes, wenn der durch den Kraftstoffdrucksensor 65 erfasste Ist-Kraftstoffdruck Pc zumindest um einen ersten vorbestimmten Wert α größer als der Soll-Kraftstoffdruck PFIN ist. Die ECU 10 hat eine zweite Druckreduzierfördereinrichtung zum Durchführen einer Druckreduziersteuerung des Common-Rail-Druckes durch Zuführen eines Nicht-Einspritzpulses zu der Einspritzvorrichtung 6 eines Zylinders der regulären Einspritzung, bei dem eine reguläre Einspritzung durchgeführt wird, oder zum zwangsweisen Reduzieren des Common-Rail-Druckes, wenn der Ist-Kraftstoffdruck Pc zumindest um einen zweiten vorbestimmten Wert β größer als der Soll-Kraftstoffdruck PFIN ist. Die ECU 10 hat eine dritte Druckreduzierfördereinrichtung zum Durchführen einer Druckreduziersteuerung des Common-Rail-Druckes durch Zuführen eines Nicht-Einspritzpulses zu der Einspritzvorrichtung 6 des Zylinders außer dem Zylinder der regulären Einspritzung, oder zum zwangsweisen Reduzieren des Common-Rail-Druckes, wenn der Ist-Kraftstoffdruck Pc zumindest um einen dritten vorbestimmten Wert γ größer als der Soll-Kraftstoffdruck PFIN ist. Der erste vorbestimmte Wert α ist größer als der zweite vorbestimmte Wert β. Der zweite vorbestimmte Wert β ist größer als der dritte vorbestimmte Wert γ. Der dritte vorbestimmte Wert γ beträgt nicht Null. Die ECU 10 hat des Weiteren eine Kraftmaschinenmomentenausgleichseinrichtung zum Verbrauchen einer Erhöhung des Kraftmaschinenabgabewellenmomentes, die durch Erhöhen der Kraftstoffeinspritzmenge von der geforderten Einspritzmenge QFIN durch eine zusätzliche Einspritzmenge hervorgerufen wird.
Als Nächstes wird ein Steuerverfahren des Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystems des gegenwärtigen Ausführungsbeispiels auf der Grundlage der 1 bis 7 beschrieben. Ein Flussdiagramm einer Hauptroutine des Steuerverfahrens für die Einspritzvorrichtungseinspritzmenge und den Common-Rail-Druck ist in den 3 und 4 gezeigt. Die in den 3 und 4 gezeigte Hauptroutine wird jeweils in vorbestimmten Zeitgebungen durchgeführt, nachdem der Zündschalter eingeschaltet wurde (IG-ON). Die Kraftstoffeinspritzmenge (eine Haupteinspritzmenge, die geforderte Einspritzmenge und dergleichen) des in den Brennkammern der Zylinder der Kraftmaschine 2 eingespritzten Kraftstoffs kann für jeden Zylinder berechnet werden.
Zunächst werden bei einem Schritt S1 Sensorsignale von verschiedenen Sensoren eingegeben. Genauer gesagt wird die Beschleunigungsvorrichtungsposition ACCP auf der Grundlage des Beschleunigungsvorrichtungspositionssignals berechnet, das von dem Beschleunigungsvorrichtungspositionssensor 61 eingegeben wird. Die Kraftmaschinendrehzahl NE wird dadurch berechnet, dass Zeitintervalle zwischen den NE-Signalpulsen gemessen werden. Der Ist-Kraftstoffdruck Pc wird auf der Grundlage des Common-Rail-Drucksignals berechnet, das von dem Kraftstoffdrucksensor 65 eingegeben wird.
Dann wird bei einem Schritt S2 die Haupteinspritzmenge Q aus der Beschleunigungsvorrichtungsposition ACCP und der Kraftmaschinendrehzahl NE berechnet. Dann wird bei einem Schritt S3 ein Einspritzmengenkorrekturwert ΔQ hinsichtlich der Haupteinspritzmenge Q gemäß der Kraftmaschinenkühlwassertemperatur THW und der Kraftstofftemperatur THF berechnet. Der Einspritzmengenkorrekturwert ΔQ kann durch eine allgemein bekannte Proportional-Integral-Regelung (PI-Regelung) oder durch eine Proportional-Integral-Differenzial-Regelung (PID-Regelung) berechnet werden. In diesem Fall wird der Einspritzmengenkorrekturwert ΔQ auf der Grundlage einer Fahrzeuggeschwindigkeitsabweichung zwischen der durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor erfassten Ist-Fahrzeuggeschwindigkeit und einer Soll-Fahrtgeschwindigkeit geregelt werden, die gemäß der Beschleunigungsvorrichtungsposition ACCP berechnet wird. Dann wird bei einem Schritt S4 die geforderte Einspritzmenge (die Befehlseinspritzmenge) QFIN dadurch berechnet, dass der bei dem Schritt S3 berechnete Einspritzmengenkorrekturwert ΔQ zu der bei dem Schritt S2 berechneten Haupteinspritzmenge Q hinzuaddiert wird.
Dann wird bei einem Schritt S5 eine Befehlseinspritzzeitgebung T auf der Grundlage der Kraftmaschinendrehzahl Ne und der geforderten Einspritzmenge QFIN berechnet. Dann wird bei einem Schritt S6 eine Ventilöffnungsantriebsperiode (eine Erregungsperiode, Einspritzpulslänge, eine Befehlseinspritzperiode) TQ des Elektromagnetventiles 23 der Einspritzvorrichtung 6 auf der Grundlage des Ist-Kraftstoffdruckes PC und der geforderten Einspritzmenge QFIN berechnet. Dann wird bei einem Schritt S7 der Soll-Kraftstoffdruck PFIN auf der Grundlage der geforderten Einspritzmenge QFIN und der Kraftmaschinendrehzahl NE berechnet. Falls der durch den Kraftstoffdrucksensor 65 erfasste Ist-Kraftstoffdruck Pc gleich oder kleiner als der Soll-Kraftstoffdruck PFIN ist, dann wird eine pulsförmige Einspritzvorrichtungsantriebsstromstärke in die Solenoidspulen 42 der Elektromagnetventile 23 der Einspritzvorrichtungen 6 der verschiedenen Zylinder durch die Einspritzvorrichtungsantriebsschaltung (die EDU) 9 eingespeist, und zwar nach der Befehlseinspritzzeitgebung T, bis die Befehlseinspritzperiode TQ bei dem Schritt S14 verstrichen ist. Dann verlässt die ECU 10 die in den 3 und 4 gezeigte Hauptroutine.
Wenn der Ist-Kraftstoffdruck Pc gleich oder kleiner als der Soll-Kraftstoffdruck PFIN ist, dann wird eine Druckerhöhungssteuerung des Common-Rail-Druckes unter Verwendung der Zuführungspumpe 5 durchgeführt. Bei der Druckerhöhungssteuerung wird die Kraftstoffauslassmenge von der Zuführungspumpe 5 durch die PI-Regelung oder durch die PID-Regelung so geregelt, dass der Ist-Kraftstoffdruck Pc, der durch den Kraftstoffdrucksensor 65 erfasst wird, mit dem Soll-Kraftstoffdruck PFIN im Wesentlichen übereinstimmend. Genauer gesagt wird die Pumpenantriebsstromstärke, die in die Solenoidspule des SCV 7 eingespeist wird, die eine Wechselwirkung mit der Kraftstoffauslassmenge der Zuführungspumpe 5 hat, auf der Grundlage der Druckabweichung ΔP zwischen dem Ist-Kraftstoffdruck Pc und dem Soll-Kraftstoffdruck PFIN geregelt. Eine hoch genaue digitale Regelung kann dadurch erreicht werden, dass eine Pulsdauerzyklussteuerung zum Ändern der Hubdistanz des Ventilelementes des SCV 7 und der Öffnungsfläche des Kraftstoffsaugkanales der Zuführungspumpe 4 durchgeführt wird, indem ein EIN/AUS-Verhältnis (ein Erregungsperiodenverhältnis, ein Pulsdauerverhältnis) des Steuerpulssignals (des pulsförmigen Pumpenantriebssignals) pro Zeiteinheit gemäß der Druckabweichung ΔP zwischen dem Ist-Kraftstoffdruck Pc und dem Soll-Kraftstoffdruck PFIN reguliert wird. Somit können das Ansprechverhalten der Regelung und die nachfolgenden Funktionen des Common-Rail-Druckes hinsichtlich des Soll-Kraftstoffdrucks PFIN verbessert werden.
Wenn der Ist-Kraftstoffdruck Pc größer als der Soll-Kraftstoffdruck PFIN ist, dann wird zunächst bei dem Schritt S8 bestimmte, ob der Ist-Kraftstoffdruck Pc zumindest um den ersten vorbestimmten Wert α größer als der Soll-Kraftstoffdruck PFIN ist. Falls das Ergebnis der Bestimmung bei dem Schritt S8 "NEIN" lautet, dann wird bei dem Schritt S9 bestimmt, ob der Ist-Kraftstoffdruck Pc zumindest um den zweiten vorbestimmten Wert β größer als der Soll-Kraftstoffdruck PFIN ist. Falls das Ergebnis der Bestimmung bei dem Schritt S9 "NEIN" lautet, dann wird bei dem Schritt S10 bestimmt, ob der Ist-Kraftstoffdruck Pc zumindest um den dritten vorbestimmten Wert γ größer als der Soll-Kraftstoffdruck PFIN ist. Genauer gesagt wird bei dem Schritt S10 bestimmt, ob der Ist-Kraftstoffdruck Pc größer als der Soll-Kraftstoffdruck PFIN ist. Falls das Ergebnis der Bestimmung bei dem Schritt S10 "NEIN" lautet, dann wird die Druckerhöhungssteuerung unter Verwendung der Zuführungspumpe 5 durchgeführt, wie dies vorstehend beschrieben ist.
Falls das Ergebnis der Bestimmung bei dem Schritt S10 "JA" lautet, dann wird ein Nicht-Einspritzpuls, durch den kein Kraftstoff eingespritzt wird, zu der Solenoidspule 42 des Elektromagnetventils 23 der Einspritzvorrichtung 6 eines bestimmten Zylinders außer einem nächsten Zylinder zugeführt, bei dem als Nächstes eine reguläre Einspritzung durchgeführt wird, und zwar bei dem Schritt S11, wie dies in der 5 gezeigt ist. Der nächste Zylinder, in den die reguläre Einspritzung als Nächstes durchgeführt wird, wird nachfolgend als der Zylinder mit der nächsten regulären Einspritzung bezeichnet. Dann schreitet die ECU 10 zu einem Schritt S14 weiter. Bei dem Druckreduziersteuerverfahren, das in der 5 gezeigt ist, führt die Einspritzvorrichtung 6 des bestimmten Zylinders außer dem Zylinder mit der nächsten regulären Einspritzung ein dynamisches Austreten als Reaktion auf den Nicht-Einspritzpuls durch, unmittelbar bevor die Einspritzvorrichtung 6 des Zylinders mit der nächsten regulären Einspritzung die Kraftstoffeinspritzung durchführt.
Falls insbesondere der Zylinder mit der nächsten regulären Einspritzung der Zylinder #1 ist, dann wird der Nicht-Einspritzpuls der Solenoidspule 42 des Elektromagnetventils 23 der Einspritzvorrichtung 6 des Zylinders #4 vor der Kraftstoffeinspritzung (der regulären Einspritzung) in den Zylinder #1 zugeführt, wie dies in der 5 gezeigt ist. In der 5 bezeichnet ein Bezugszeichen RINJ einen Puls der regulären Einspritzung für die reguläre Einspritzung, ein Bezugszeichen NINJ bezeichnet den Nicht-Einspritzpuls und ein Bezugszeichen R bezeichnet eine Einspritzrate. Die reguläre Einspritzung in den Zylinder #4 wird nach der regulären Einspritzung in den Zylinder #1 durch das doppelte der regulären Einspritzungen durchgeführt (oder durch einen Kurbelwinkel von 360°). Falls der Zylinder mit der nächsten regulären Einspritzung der Zylinder #2 ist, dann wird der Nicht-Einspritzpuls NINJ der Solenoidspule 42 des Elektromagnetventils 23 der Einspritzvorrichtungen 6 des Zylinders #3 vor der Kraftstoffeinspritzung (der regulären Einspritzung) in den Zylinder #2 zugeführt. Die reguläre Einspritzung in den Zylinder #3 wird nach der regulären Einspritzung in den Zylinder #2 durchgeführt, und zwar durch das Doppelte der regulären Einspritzungen (oder durch einen Kurbelwinkel von 360°). Falls der Zylinder mit der nächsten regulären Einspritzung der Zylinder #3 ist, dann wird der Nicht-Einspritzpuls NINJ der Solenoidspule 42 des Elektromagnetventils 23 der Einspritzvorrichtung 6 des Zylinders #2 vor der Kraftstoffeinspritzung (der regulären Einspritzung) in den Zylinder #3 zugeführt. Die reguläre Einspritzung in den Zylinder #2 wird nach der regulären Einspritzung in den Zylinder #3 durchgeführt, und zwar durch das Doppelte der regulären Einspritzungen (oder durch einen Kurbelwinkel von 360°).
Der in der 5 gezeigte Puls RINJ der regulären Einspritzung ist die pulsförmige Einspritzvorrichtungsantriebsstromstärke, die das Elektromagnetventil 23 der Einspritzvorrichtung 6 antreiben kann, damit es sich für eine Zeitperiode öffnet, die länger ist als eine Ventilöffnungsverzögerung, bei der die Düsennadel 22 in einen geöffneten Zustand versetzt wird. Die Pulsbreite der Einsspritzvorrichtungsantriebsstromstärke wird gemäß der Befehlseinspritzperiode TQ festgelegt, die bei dem Schritt S6 berechnet wird. In der 5 ist eine Wellenform der Einspritzrate R in jenem Fall gezeigt, bei dem eine Voreinspritzung mit einer kleinen Einspritzrate vor einer Haupteinspritzung mit einer großen Einspritzrate durchgeführt wird, die zu einem Kraftmaschinenabgabewellenmoment umgewandelt werden kann, in dem das Elektromagnetventil 23 der Einspritzvorrichtung 6 während eines Kraftmaschinenverdichtungshubes mehrfach angetrieben wird.
Der Nicht-Einspritzpuls NINJ ist die pulsförmige Einspritzvorrichtungsantriebsstromstärke, die das Elektromagnetventil 23 der Einspritzvorrichtung 6 des Zylinders außer dem Zylinder mit der nächsten regulären Einspritzung für eine kürzere Zeitperiode als die Ventilöffnungsverzögerung antreiben kann, bei der die Düsennadel 22 in den geöffneten Zustand versetzt wird. Genauer gesagt ist der Nicht-Einspritzpuls NINJ die pulsförmige Einspritzvorrichtungsantriebsstromstärke zum Durchführen eines Leer-Einspritzantriebes des Elektromagnetventils 23 der Einspritzvorrichtung 6 des Zylinders außer dem Zylinder mit der nächsten regulären Einspritzung. Der Leer-Einspritzantrieb ist ein unwirksamer Einspritzvorgang, bei dem keine tatsächliche Kraftstoffeinspritzung durchgeführt wird. Die Anzahl der Leer-Einspritzantriebe des Elektromagnetventils 23 wird gemäß der Druckabweichung ΔP zwischen dem Ist-Kraftstoffdruck Pc und dem Soll-Kraftstoffdruck PFIN berechnet. Zum Beispiel ist die Anzahl der Leer-Einspritzantriebe des Elektromagnetventils 23 erhöht, wenn die Druckabweichung ΔP zwischen dem Ist-Kraftstoffdruck Pc und dem Soll-Kraftstoffdruck PFIN erhöht ist, um die Druckreduzierwirkung des Common-Rail-Druckes zu verbessern.
Falls der Nicht-Einspritzpuls NINJ der Solenoidspule 42 des Elektromagnetventiles 23 der Einspritzvorrichtung 6 des bestimmten Zylinders außer dem Zylinder mit der nächsten regulären Einspritzung zugeführt wird, dann öffnet sich das Ventil 43 des Elektromagnetventils 23. Dementsprechend strömt der Kraftstoff aus dem Kraftstoffzuführungskanal 31 und der Staudrucksteuerkammer 30 der Einspritzvorrichtung 6 des bestimmten Zylinders zu dem Kraftstoffbehälter 12 an der Niederdruckseite des Kraftstoffsystems durch den Kraftstoffrückführungskanal 34 über. Genauer gesagt kann der Kraftstoffdruck in der Staudrucksteuerkammer 30 oder der Common-Rail-Druck reduziert werden, unmittelbar bevor die Kraftstoffeinspritzung bei dem Zylinder mit der nächsten regulären Einspritzung durchgeführt wird, und zwar durch das dynamische Austreten aus der Einspritzvorrichtung 6 des bestimmten Zylinders außer dem Zylinder mit der nächsten regulären Einspritzung. Somit kann der Common-Rail-Druck bei dem bestimmten Zylinder außer dem Zylinder mit der nächsten regulären Einspritzung zwangsweise an den Soll-Kraftstoffdruck PFIN angenähert werden, und zwar besser als bei der Technologie des Standes der Technik, die den Common-Rail-Druck nur durch die statische Austrittsmenge des Kraftstoffes reduziert, der zu der Niederdruckseite des Kraftstoffsystems aus verschiedenen Gleitabschnitten oder den Zwischenräumen zwischen den verschiedenen Bauteilen der Einspritzvorrichtung 6 und dergleichen der gesamten Zylinder der Kraftmaschine 2 auf selbstständig überströmt. Somit kann der Kraftstoff durch die vielen Einspritzlöcher 25 eingespritzt werden, die an dem spitzen Ende des Düsenkörpers der Einspritzvorrichtung 6 des Zylinders mit der nächsten regulären Einspritzung ausgebildet sind, und zwar in die Brennkammer des Zylinders mit dem Common-Rail-Druck, der näher an dem Soll-Kraftstoffdruck PFIN angenähert ist. Infolgedessen können eine Verschlechterung eines Verbrennungszustandes in der Kraftmaschine 2 (zum Beispiel eine Vermehrung der erzeugten Stickoxidmenge) und eine Verschlechterung eines Verbrennungsgeräuschniveaus unterbunden werden.
Falls das Ergebnis der Bestimmung bei dem Schritt S9 "JA" lautet, dann wird der Nicht-Einspritzpuls NINJ, durch den kein Kraftstoff eingespritzt wird, der Solenoidspule 42 des Elektromagnetventils 23 der Einspritzvorrichtung 6 bei dem Zylinder mit der nächsten regulären Einspritzung bei dem Schritt S12 zugeführt, wie dies in der 6 gezeigt ist. Dann Schreitet die ECU 10 zu einem Schritt S14 weiter. Bei dem in der 6 gezeigten Druckreduziersteuerverfahren führt die Einspritzvorrichtung 6 des Zylinders mit der nächsten regulären Einspritzung das dynamische Austreten als Reaktion auf den Nicht-Einspritzpuls NINJ durch, und zwar unmittelbar bevor die Einspritzvorrichtung 6 des Zylinders mit der nächsten regulären Einspritzung die Kraftstoffeinspritzung durchführt (die reguläre Einspritzung).
Genauer gesagt wird der Nicht-Einspritzpuls NINJ der Solenoidspule 42 des Elektromagnetventils 23 der Einspritzvorrichtung 6 des Zylinders #1 vor der Kraftstoffeinspritzung (der regulären Einspritzung) in den Zylinder #1 zugeführt, falls der Zylinder mit der nächsten regulären Einspritzung der Zylinder #1 ist, wie dies in der 6 gezeigt ist. Der Nicht-Einspritzpuls NINJ wird der Solenoidspule 42 des Elektromagnetventils 23 der Einspritzvorrichtung 6 des Zylinders #2 vor der Kraftstoffeinspritzung (der regulären Einspritzung) in den Zylinder #2 zugeführt, falls der Zylinder mit der nächsten regulären Einspritzung der Zylinder #2 ist. Der Nicht-Einspritzpuls NINJ wird der Solenoidspule 42 des Elektromagnetventils 23 der Einspritzvorrichtung 6 des Zylinders #3 vor der Kraftstoffeinspritzung (der regulären Einspritzung) in den Zylinder #3 zugeführt, falls der Zylinder mit der nächsten regulären Einspritzung der Zylinder #3 ist. Der Nicht-Einspritzpuls NINJ wird der Solenoidspule 42 des Elektromagnetventils 23 der Einspritzvorrichtung 6 des Zylinders #4 vor der Kraftstoffeinspritzung (der regulären Einspritzung) in den Zylinder #4 zugeführt, falls der Zylinder mit der nächsten regulären Einspritzung der Zylinder #4 ist.
Der in der 6 gezeigte Puls RINJ der regulären Einspritzung wird gemäß der Befehlseinspritzperiode TQ festgelegt, die bei dem Schritt S6 berechnet wird, und zwar genau wie der Puls RINJ der regulären Einspritzung, der in der 5 gezeigt ist. In der 6 ist eine Wellenform der Einspritzrate R in jenem Fall gezeigt, wenn eine Voreinspritzung mit einer kleinen Einspritzrate vor einer Haupteinspritzung mit einer großen Einspritzrate durchgeführt wird, die in das Kraftmaschinenabgabewellenmoment umgewandelt werden kann, indem das Elektromagnetventil 23 der Einspritzvorrichtung 6 während des Kraftmaschinenverdichtungshubes mehrfach angetrieben wird. Der in der 6 gezeigte Nicht-Einspritzpuls NINJ ist die pulsförmige Einspritzvorrichtungsantriebstromstärke, die den Leer-Einspritzantrieb des Elektromagnetventils 23 der Einspritzvorrichtung 6 des Zylinders mit der nächsten regulären Einspritzung durchführen kann. Genauer gesagt kann der Nicht-Einspritzpuls NINJ das Elektromagnetventil 23 der Einspritzvorrichtung 6 des Zylinders mit der nächsten regulären Einspritzung antreiben, damit es sich für eine kürzere Zeitperiode als die Ventilöffnungsverzögerung öffnet, bei der die Düsennadel 22 in den geöffneten Zustand versetzt wird. Die Anzahl der Leer-Einspritzantriebe des Elektromagnetventils 23 wird gemäß der Druckabweichung ΔP zwischen dem Ist-Kraftstoffdruck Pc und dem Soll-Kraftstoffdruck PFIN berechnet. Zum Beispiel ist die Anzahl der Leer-Einspritzantriebe des Elektromagnetventils 23 erhöht, wenn die Druckabweichung ΔP zwischen dem Ist-Kraftstoffdruck Pc und dem Soll-Kraftstoffdruck PFIN erhöht ist, um die Druckreduzierwirkung des Common-Rail-Druckes zu verbessern.
Falls der Nicht-Einspritzpuls NINJ der Solenoidspule 42 des Elektromagnetventils 23 der Einspritzvorrichtung 6 des Zylinders mit der nächsten regulären Einspritzung zugeführt wird, dann öffnet sich das Ventil 43 des Elektromagnetventils 23. Dementsprechend strömt der Kraftstoff aus dem Kraftstoffzuführungskanal 31 und der Staudrucksteuerkammer 30 der Einspritzvorrichtung 6 des Zylinders mit der nächsten regulären Einspritzung in den Kraftstoffbehälter 12 an der Niederdruckseite des Kraftstoffsystems durch den Kraftstoffrückführungskanal 34 über. Genauer gesagt kann der Kraftstoffdruck in der Staudrucksteuerkammer 30 oder der Common-Rail-Druck durch das dynamische Austreten aus der Einspritzvorrichtung 6 des Zylinders mit der nächsten regulären Einspritzung reduziert werden, unmittelbar bevor die Kraftstoffeinspritzung (die reguläre Einspritzung) bei dem Zylinder mit der nächsten regulären Einspritzung durchgeführt wird. Daher kann der Common-Rail-Druck bei dem Zylinder mit der nächsten regulären Einspritzung zwangsweise an den Soll-Kraftstoffdruck PFIN angenähert werden, und zwar besser als bei der Technologie des Standes der Technik, die den Common-Rail-Druck ausschließlich durch die statische Austrittsmenge des Kraftstoffs reduziert, der zu der Niederdruckseite des Kraftstoffsystems aus den verschiedenen Gleitabschnitten oder den Zwischenräumen zwischen den verschiedenen Bauteilen der Einspritzvorrichtung 6 und dergleichen der gesamten Zylinder der Kraftmaschine 2 auf selbstständig überströmt. Dementsprechend kann der Kraftstoff durch die vielen Einspritzlöcher 25, die an dem spitzen Ende des Düsenkörpers der Einspritzvorrichtung 6 des Zylinders mit der nächsten regulären Einspritzung ausgebildet sind, in die Brennkammer des Zylinders mit dem Common-Rail-Druck eingespritzt werden, der näher an dem Soll-Kraftstoffdruck PFIN angenähert ist. Infolgedessen können die Verschlechterung des Verbrennungszustandes der Kraftmaschine 2 (zum Beispiel die Vermehrung der erzeugten Stickoxidmenge) und die Verschlechterung des Verbrennungsgeräuschniveaus unterbunden werden.
Falls das Ergebnis der Bestimmung bei dem Schritt S8 "JA" lautet, oder wenn der Ist-Kraftstoffdruck Pc viel größer ist als der Soll-Kraftstoffdruck PFIN, dann können die in den 5 und 6 gezeigten Druckreduziersteuerverfahren den Ist-Kraftstoffdruck Pc nicht ausreichend schnell reduzieren. Daher wird die Ventilöffnungsantriebsperiode (die Befehlseinspritzperiode) TQ der Einspritzvorrichtung 6 des Zylinders mit der nächsten regulären Einspritzung gemäß einer zusätzlichen Einspritzmenge Q bei dem Schritt S13 verlängert, so dass die Einspritzmenge des durch die Einspritzvorrichtung 6 eingespritzten Kraftstoffs von der Befehlseinspritzmenge QFIN vermehrt wird, die bei dem Schritt S4 berechnet wird, und zwar durch die zusätzliche Einspritzmenge Q. Dann wird der Puls RINJ der regulären Einspritzung der Solenoidspule 42 des Elektromagnetventils 23 der Einspritzvorrichtung 6 des Zylinders mit der nächsten regulären Einspritzung bei dem Schritt S14 zugeführt. Bei dem in der 7 gezeigten Druckreduziersteuerverfahren führt die Einspritzvorrichtung 6 des Zylinders mit der nächsten regulären Einspritzung die Kraftstoffeinspritzung und das dynamische Austreten als Reaktion auf den Puls RINJ der regulären Einspritzung durch.
Genauer gesagt wird der Kraftstoff, der eine Einspritzmenge aufweist, die durch die zusätzliche Einspritzmenge Q größer als die geforderte Einspritzmenge QFIN ist, bei der regulären Einspritzzeitgebung (der Befehlseinspritzzeitgebung T) in die Brennkammern der Zylinder #1, #3, #4, #2 in dieser Reihenfolge mehrmals eingespritzt. Somit strömt der Kraftstoff aus dem Kraftstoffzuführungskanal 31 und der Staudrucksteuerkammer 30 der Einspritzvorrichtung 6 bei dem Zylinder mit der nächsten regulären Einspritzung in den Kraftstoffbehälter 12 an der Niederdruckseite des Kraftstoffsystems durch den Kraftstoffrückführungskanal 34 über. Währenddessen wird der Kraftstoff mehrfach in die Brennkammern der Zylinder der Kraftmaschine 2 eingespritzt. Somit ist die Menge (QFIN + q) des in die Brennkammern der Zylinder der Kraftmaschine 2 bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel tatsächlich eingespritzten Kraftstoffs größer als die Kraftstoffeinspritzmenge (QFIN) gemäß dem Stand der Technik, und zwar durch die zusätzliche Einspritzmenge Q, wie dies in der 7 gezeigt ist. Daher kann bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel der Kraftstoff aus der Einspritzvorrichtung 6 des Zylinders mit der nächsten regulären Einspritzung in die Brennkammer des Zylinders mit dem Common-Rail-Druck (dem Ist-Kraftstoffdruck) Pc eingespritzt werden, der näher an dem Soll-Kraftstoffdruck PFIN als der Common-Rail-Druck (der Ist-Kraftstoffdruck) Pc' gemäß dem Stand der Technik ist, wie dies in der 7 gezeigt ist. Infolgedessen können die Verschlechterung des Verbrennungszustandes der Kraftmaschine 2 (zum Beispiel die Vermehrung der erzeugten Stickoxidmenge) und die Verschlechterung des Verbrennungsgeräuschniveaus noch weiter unterbunden werden.
In einem Bereich, in dem der Fahrer des Fahrzeuges ein zusätzliches Kraftmaschinenabgabewellenmoment als unerwünschte Beschleunigung wahrnimmt, wenn das Druckreduziersteuerverfahren gemäß der 7 durchgeführt wird, dann verbraucht eine Kraftmaschinenmomentenausgleichseinrichtung das zusätzliche Kraftmaschinenabgabewellenmoment durch einen Leerlauf des Getriebes 4 während einer entsprechenden Zeitperiode. Als die Kraftmaschinenmomentenausgleichseinrichtung kann eine Schlupfverhältniserhöhungseinrichtung zum Erhöhen eines Schlupfverhältnisses des Drehmomentenwandlers oder der Sperrkupplung verwendet werden, die das Kraftmaschinenabgabewellenmoment zu dem Getriebe 4 überträgt, und zwar durch eine Erhöhung des Kraftmaschinenabgabewellenmomentes. Somit kann die Erhöhung des Kraftmaschinenabgabewellenmomentes verbraucht werden, die durch Vermehren der Kraftstoffeinspritzmenge des in die Brennkammer des entsprechenden Zylinders der Kraftmaschine 2 eingespritzten Kraftstoffes hervorgerufen wird, und zwar durch die zusätzliche Einspritzmenge Q von der regulären Einspritzmenge q von der regulären Einspritzmenge. Infolgedessen kann das unerwünschte Beschleunigungsgefühl unterbunden werden, das dadurch hervorgerufen wird, dass die Einspritzmenge durch die zusätzliche Einspritzmenge q vermehrt wird, anstatt dass sie auf einen kleinen Wert entsprechend einer Leerlaufbetriebeinspritzmenge verringert wird, nachdem der Fahrer des Fahrzeuges die Beschleunigungsvorrichtung löst, um den Beschleunigungsvorrichtungsbetätigungsbetrag ACCP auf 0 % zu reduzieren.
Als nächstes werden Wirkungen des ersten Ausführungsbeispiels beschrieben.
Ein Druckreduzierventil wird bei dem Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem gemäß dem Stand der Technik als eine Druckreduziereinrichtung verwendet, die den Common-Rail-Druck in jenem Fall zwangsweise reduzieren kann, wenn der Ist-Kraftstoffdruck Pc größer als der Soll-Kraftstoffdruck PFIN ist, und die geforderte Einspritzmenge PFIN ist klein, der gemäß dem Beschleunigungsvorrichtungsbetätigungsbetrag durch den Fahrer festgelegt wird. Jedoch sind die Kosten dadurch erhöht, dass das Druckreduzierventil und eine Druckreduzierventilantriebsschaltung hinzugefügt werden. Daher steuert das Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem des gegenwärtigen Ausführungsbeispiels zwangsweise die Druckreduzierung des Common-Rail-Druckes unter Verwendung des herkömmlichen Aufbaus, in dem die Steuerprogramme oder die Steuerlogik geändert werden. Im allgemeinen kann das Druckreduziersteuerverfahren des gegenwärtigen Ausführungsbeispiels in drei Druckreduziersteuerverfahren eingeteilt werden. Das Druckreduziersteuerverfahren des gegenwärtigen Ausführungsbeispiels soll auf der Grundlage der Druckabweichung ΔP zwischen dem Ist-Kraftstoffdruck Pc und dem Soll-Kraftstoffdruck PFIN vorzugsweise ausgewählt und verwendet werden.
Falls der Ist-Kraftstoffdruck Pc zumindest um den dritten vorbestimmten Wert γ größer als der Soll-Kraftstoffdruck PFIN ist, dann wird der Nicht-Einspritzpuls NINJ mit der Pulsbreite, die das Ventil 43 des Elektromagnetventils 23 ohne Einspritzen des Kraftstoffs öffnen kann, der Solenoidspule 42 des Elektromagnetventils 23 der Einspritzvorrichtung 6 eines bestimmten Zylinders außer dem Zylinder mit der nächsten regulären Einspritzung unmittelbar vor der Kraftstoffeinspritzung in den Zylinder mit der nächsten regulären Einspritzung zugeführt, wie dies in der 5 gezeigt ist. Somit wird der Leer-Einspritzantrieb des Elektromagnetventils 23 der Einspritzvorrichtung 6 des bestimmten Zylinders durchgeführt. Dementsprechend strömt der Kraftstoff aus der Staudrucksteuerkammer 30 der Einspritzvorrichtung 6 des bestimmten Zylinders zu der Niederdruckseite des Kraftstoffsystems durch den Kraftstoffrückführungskanal 34 über. Insbesonders wird der Common-Rail-Druck durch einen Betrag entsprechend der dynamischen Austrittsmenge aus der Einspritzvorrichtung 6 des bestimmten Zylinders zwangsweise reduziert, indem das dynamische Austreten aus der Einspritzvorrichtung 6 des bestimmten Zylinders bewirkt wird. Somit wird der Common-Rail-Druck so korrigiert, dass die reguläre Einspritzung mit dem Druck durchgeführt wird, der näher an dem Soll-Kraftstoffdruck PFIN angenähert ist.
Dabei wird die Anzahl der Nicht-Einspritzpulse NINJ gemäß der Druckabweichung ΔP zwischen dem Ist-Kraftstoffdruck Pc und dem Soll-Kraftstoffdruck PFIN berechnet, um die Anzahl der Leer-Einspritzantriebe des Elektromagnetventils 23 zu ändern. Das Druckreduziersteuerverfahren gemäß der 5 verwendet das dynamische Austreten aus der Einspritzvorrichtung 6 des Zylinders außer dem Zylinder mit der nächsten regulären Einspritzung. Daher kann die dynamische Austrittsmenge der drei Zylinder im Falle der Vierzylinder-Kraftmaschine verwendet werden. Falls die Anzahl der Nicht-Einspritzpulse erhöht ist, dann kann die Druckreduzierwirkung der Common-Rail entsprechend erhöht werden.
Falls der Ist-Kraftstoffdruck Pc zumindest um den zweiten vorbestimmten Wert β größer als der Soll-Kraftstoffdruck PFIN ist, dann wird der Nicht-Einspritzpuls NINJ mit der Pulsbreite, die das Ventil 43 des Elektromagnetventils 23 ohne Einspritzen des Kraftstoffs öffnen kann, der Solenoidspule 42 des Elektromagnetventils 23 deren Einspritzvorrichtung 6 des Zylinders mit der nächsten regulären Einspritzung unmittelbar vor der Kraftstoffeinspritzung in den Zylinder mit der nächsten regulären Einspritzung zugeführt, wie dies in der 6 gezeigt ist. Somit wird der Leer-Einspritzantrieb des Elektromagnetventils 23 der Einspritzvorrichtung 6 des Zylinders mit der nächsten regulären Einspritzung durchgeführt. Dementsprechend strömt der Kraftstoff aus der Staudrucksteuerkammer 30 der Einspritzvorrichtung 6 des Zylinders mit der nächsten regulären Einspritzung zur Niederdruckseite des Kraftstoffsystems durch den Kraftstoffrückführungskanal 34 über. Genauer gesagt wird der Common-Rail-Druck durch einen Betrag entsprechend der dynamischen Austrittsmenge aus der Einspritzvorrichtung 6 des Zylinders mit der nächsten regulären Einspritzung zwangsweise reduziert, indem das dynamische Austreten aus der Einspritzvorrichtung 6 des Zylinders mit der nächsten regulären Einspritzung bewirkt wird. Somit wird der Common-Rail-Druck so korrigiert, dass die reguläre Einspritzung mit dem Druck durchgeführt wird, der näher an dem Soll-Kraftstoffdruck PFIN angenähert ist.
Das in der 6 gezeigte Druckreduziersteuerverfahren wird dann verwendet, wenn eine Möglichkeit besteht, dass der Common-Rail-Druck, welcher durch den Druckerhöhungsbetrieb der Zuführungspumpe 5 oder durch das in der 5 gezeigte zwangsweise Druckreduziersteuerverfahren auf den Soll-Kraftstoffdruck PFIN gesteuert wurde, erneut von dem Soll-Kraftstoffdruck PFIN durch die Änderung des Soll-Kraftstoffdrucks PFIN oder durch Störungen im Laufe der Zeit abweicht, und zwar unmittelbar vor der Kraftstoffeinspritzung (der regulären Einspritzung) in den Zylinder mit der nächsten regulären Einspritzung. Somit wird das in der 6 gezeigte Druckreduziersteuerverfahren als eine Feineinstellung verwendet, die unmittelbar vor der Kraftstoffeinspritzung in den Zylinder mit der nächsten regulären Einspritzung in jenem Fall durchgeführt wird, wenn eine vorläufige Reduzierung des Common-Rail-Druckes erforderlich ist. Da das Druckreduziersteuerverfahren gemäß der 6 unmittelbar vor der Kraftstoffeinspritzung in den Zylinder mit der nächsten regulären Einspritzung durchgeführt wird, ist die Anzahl der Leer-Einspritzantriebe des Elektromagnetventils 23 begrenzt. Jedoch wird die Anzahl der Nicht-Einspritzpulse NINJ gemäß der Druckabweichung ΔP zwischen dem Ist-Kraftstoffdruck Pc und dem Soll-Kraftstoffdruck PFIN berechnet, um die Anzahl der Leer-Einspritzantriebe des Elektromagnetventils 23 zu ändern.
Das Druckreduziersteuerverfahren gemäß der 5 führt den Nicht-Einspritzpuls NINJ der Solenoidspule 42 des Elektromagnetventils 23 der Einspritzvorrichtung 6 des Zylinders außer dem Zylinder mit der nächsten regulären Einspritzung zu, um den Common-Rail-Druck durch das dynamische Austreten zwangsweise zu reduzieren. Jedoch ist ein Bereich des Common-Rail-Druckes klein, der durch das dynamische Austreten reduziert wird. Daher kann kein ausreichendes Steuerungsansprechverhalten und die darauf folgende Wirkung auf den Common-Rail-Druck Pc hinsichtlich des Soll-Kraftstoffdruck PFIN erwartet werden, wenn die Druckabweichung ΔP zwischen dem Ist-Kraftstoffdruck Pc und dem Soll-Kraftstoffdruck PFIN groß ist, zum Beispiel wenn der Ist-Kraftstoffdruck Pc zumindest um den ersten vorbestimmten Wert α größer als der Soll-Kraftstoffdruck PFIN ist.
Daher wird der Kraftstoff mit mehr als der geforderten Einspritzmenge QFIN entsprechend dem Beschleunigungsvorrichtungsbetätigungsbetrag ACCP durch den Fahrer des Fahrzeuges mehrfach eingespritzt, wenn der Ist-Kraftstoffdruck Pc zumindest um den ersten vorbestimmten Wert α größer als der Soll-Kraftstoffdruck PFIN ist, zum Beispiel wenn der Fahrer des Fahrzeuges die Beschleunigungsvorrichtung plötzlich löst, um den Beschleunigungsvorrichtungsbetätigungsbetrag ACCP auf 0 % zu reduzieren, und die Druckabweichung ΔP zwischen dem Ist-Kraftstoffdruck Pc und dem Soll-Kraftstoffdruck PFIN wird stark erhöht. Somit wird das Druckreduziersteuerverfahren verwendet, das den Common-Rail-Druck stark reduziert, indem der reduzierte Bereich des Common-Rail-Druckes pro Zeiteinheit vergrößert wird.
Ein Betrag der Entspannung des Common-Rail-Druckes pro Zeiteinheit des Druckreduziersteuerverfahren gemäß der 7 ist größer als bei dem Druckreduziersteuerverfahren gemäß den 5 oder 6, das den Common-Rail-Druck nur unter Verwendung der dynamischen Austrittsmenge reduziert. Daher sind das Steuerungsansprechverhalten und die darauf folgende Wirkung auf den Common-Rail-Druck hinsichtlich des Soll-Kraftstoffdrucks PFIN verbessert. Jedoch besteht eine Möglichkeit, dass der Fahrer eine ungewünschte Beschleunigung wahrnimmt, da die große Menge des Kraftstoffes eingespritzt wird, anstatt dass die kleine Menge des Kraftstoffes eingespritzt wird, nachdem der Fahrer des Fahrzeuges die Beschleunigungsvorrichtung plötzlich löst, um den Beschleunigungsvorrichtungsbetätigungsbetrag ACCP auf 0 % zu reduzieren. Um das ungewünschte Beschleunigungsgefühl für den Fahrer des Fahrzeuges zu unterbinden, wird bestimmt, ob die Kraftmaschinenmomentenausgleichseinrichtung betätigt werden soll oder nicht, und zwar auf der Grundlage der Gangposition des Getriebes 4 und des Bereiches der zusätzlichen Einspritzmenge q. Die Kraftmaschinenmomentenausgleichseinrichtung verbraucht den Anstieg des Kraftmaschinenabgabewellenmomentes, der durch das Vermehren der Kraftstoffeinspritzmenge des Kraftstoffes hervorgerufen wird, der in die Brennkammer des entsprechenden Zylinders der Kraftmaschine 2 eingespritzt wird, und zwar von der geforderten Einspritzmenge QFIN durch die zusätzliche Einspritzmenge q. Zum Beispiel kann die Schlupfverhältniserhöhungseinrichtung zum Erhöhen des Schlupfverhältnisses des Drehmomentenwandlers oder der Sperrkupplung des Getriebes 4 gemäß dem Anstieg des Kraftmaschinenabgabewellenmomentes als die Kraftmaschinenmomentenausgleichseinrichtung verwendet werden.
Bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel, wie es in dem Flussdiagramm der 3 und 4 gezeigt ist, wird das Druckreduziersteuerverfahren gemäß der 6 dann durchgeführt, wenn der Ist-Kraftstoffdruck Pc zumindest um den zweiten vorbestimmten Wert β größer als der Soll-Kraftstoffdruck PFIN ist, und das Druckreduziersteuerverfahren gemäß der 5 wird dann durchgeführt, wenn der Ist-Kraftstoffdruck Pc zumindest um den dritten vorbestimmten Wert γ größer als der Soll-Kraftstoffdruck PFIN ist. Alternativ kann das Druckreduziersteuerverfahren gemäß der 5 dann durchgeführt werden, wenn der Ist-Kraftstoffdruck Pc zumindest um den zweiten vorbestimmten Wert β größer als der Soll-Kraftstoffdruck PFIN ist, und das Druckreduziersteuerverfahren gemäß der 6 kann dann durchgeführt werden, wenn der Ist-Kraftstoffdruck Pc zumindest um den dritten vorbestimmten Wert γ größer als der Soll-Kraftstoffdruck PFIN ist.
Bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel, wie es in dem Flussdiagramm der 3 und 4 gezeigt ist, wird das Druckreduziersteuerverfahren gemäß der 7 dann durchgeführt, wenn der Ist-Kraftstoffdruck Pc zumindest um den ersten vorbestimmten Wert α größer als der Soll-Kraftstoffdruck PFIN ist, und das Druckreduziersteuerverfahren gemäß der 6 wird dann durchgeführt, wenn der Ist-Kraftstoffdruck Pc zumindest um den zweiten vorbestimmten Wert β größer als der Soll-Kraftstoffdruck PFIN ist, und das Druckreduziersteuerverfahren gemäß der 5 wird dann durchgeführt, wenn der Ist-Kraftstoffdruck Pc zumindest um den dritten vorbestimmten Wert γ größer als der Soll-Kraftstoffdruck PFIN ist. Alternativ kann das Druckreduziersteuerverfahren gemäß der 7 dann durchgeführt werden, wenn der Ist-Kraftstoffdruck Pc zumindest um den ersten vorbestimmten Wert α größer als der Soll-Kraftstoffdruck PFIN ist und eines von den Druckreduziersteuerverfahren, die in den 5 und 6 gezeigt sind, kann dann durchgeführt werden, wenn der Ist-Kraftstoffdruck Pc zumindest um den zweiten vorbestimmten Wert β größer als der Soll-Kraftstoffdruck PFIN ist. Der erste vorbestimmte Wert α ist größer als der zweite vorbestimmte Wert β. Der zweite vorbestimmte Wert β beträgt nicht Null.
(Zweites Ausführungsbeispiel)
Als Nächstes wird auf der Grundlage eines in der 8 gezeigten Flussdiagramms ein Druckreduziersteuerverfahren unter Verwendung des Nicht-Einspritzpulses NINJ gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die in der 8 gezeigte Nebenroutine wird in jeweils vorbestimmten Zeitgebungen ausgeführt, nachdem der Zündschalter eingeschaltet wurde (IG-ON).
Bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel lädt die Einspritzvorrichtungsantriebsschaltung 9, die in der 2 gezeigt ist, den Kondensator 53 mit der Energie (der hohen elektrischen Spannung), die durch die Spannungserhöhungsschaltung 52 auf eine größere elektrische Spannung als die Batteriespannung als die Leistungsquelle erhöht wird. Die Einspritzvorrichtungsantriebsschaltung 9 entlädt die gespeicherte Energie aus dem Kondensator 53, um den Nicht-Einspritzpuls NINJ der Solenoidspule 42 des Elektromagnetventils 23 der Einspritzvorrichtung 6 des Zylinders mit der nächsten regulären Einspritzung oder dem anderen Zylinder zuzuführen. Somit reduziert die Einspritzvorrichtungsantriebsschaltung 9 zwangsweise den Common-Rail-Druck durch das dynamische Austreten. Die Einspritzvorrichtungsantriebsschaltung 9 hat die Ladungserfassungsschaltung 54 zum Erfassen der elektrischen Ladung des Kondensators 53, die Konstantstromschaltung 51 und das Schaltelement (das Halbleiterschaltelement, wie zum Beispiel der MOSFET, der IGBT oder den Leistungstransistor) 55 zum elektrischen Verbinden des Kondensators 53 mit der Solenoidspule 42 des Elektromagnetventils 23 der Einspritzvorrichtung 6.
Die Spannungserhöhungsschaltung 52 ist eine Spannungswandlerschaltung einschließlich eines DC/DC-Wandlers, der durch eine Schaltsteuerung gesteuert wird. Falls der DC/DC-Wandler den Betrieb startet, dann erhöht die Spannungserhöhungsschaltung 52 die Batteriespannung als die Leistungsquellenspannung auf eine hohe elektrische Spannung (zum Beispiel eine hohe Gleichstromspannung von ungefähr 200 V). Die Ladungserfassungsschaltung 54 ist eine Ladungsüberwachungsschaltung zum Überwachen des Ladezustandes des Kondensators 53. Falls die elektrische Ladung des Kondensators 53 eine vorbestimmte elektrische Ladung erreicht, dann gibt die Ladungserfassungsschaltung 54 ein Ladebeendigungssignal zu der ECU 10 und dergleichen ab. Die ECU 10 gibt das pulsförmige Einspritzvorrichtungsantriebssignal zu der Einspritzvorrichtungsantriebsschaltung 9 bei einer vorbestimmten Zeitgebung ab, nachdem das Ladebeendigungssignal eingegeben wurde. Eine Ladungsschaltung zum Laden des Kondensators 53 mit einer hohen elektrischen Spannung startet den Ladevorgang, falls der DC/DC-Wandler den Betrieb startet, wenn eine vorbestimmte Zeitperiode verstrichen ist, nachdem der vorherige Entladevorgang beendet wurde.
Die Einspritzvorrichtungsantriebsschaltung 9 erhöht die Batteriespannung als die Leistungsquellenspannung auf die hohe elektrische Spannung (zum Beispiel die hohe Gleichstromspannung von ungefähr 200 V) unter Verwendung der Spannungserhöhungsschaltung 52. Die Einspritzvorrichtungsantriebsschaltung 9 lädt den Kondensator 53 mit der hohen elektrischen Spannung. Die Einspritzvorrichtungsantriebsschaltung 9 entlädt die hohe elektrische Spannung, die in dem Kondensator 53 geladen ist, durch Betätigen des Schaltelementes 55 gemäß dem Anstieg des pulsförmigen Einspritzvorrichtungsantriebssignals, das von der ECU 10 abgegeben wird. Somit führt die Einspritzvorrichtungsantriebsschaltung 9 die große Stromstärke (die Spitzenstromstärke) zu, die durch Entladen der hohen elektrischen Spannung vorgesehen wird, und zwar zu der Solenoidspule 42 des Elektromagnetventils 23 der Einspritzvorrichtung 6 des Zylinders mit der nächsten regulären Einspritzung oder des anderen Zylinders. Somit treibt die Einspritzvorrichtungsantriebsschaltung 9 das Ventil 43 des Elektromagnetventils 23 in der Ventilöffnungsrichtung mit einer hohen Geschwindigkeit an. Die Einspritzvorrichtungsantriebsschaltung 9 führt einen Konstantstrom zu der Solenoidspule 42 des Elektromagnetventils 23 der Einspritzvorrichtung 6 des Zylinders mit der nächsten regulären Einspritzung oder des anderen Zylinders zu, um den geöffneten Zustand des Ventils 43 zu halten, nachdem das Ventil 43 geöffnet wurde. Die Einspritzvorrichtungsantriebsschaltung 9 stoppt die Zufuhr des Konstantstroms gemäß dem Abfall des pulsförmigen Einspritzvorrichtungsantriebssignals, das von der ECU 10 abgegeben wird. Somit treibt die Einspritzvorrichtungsantriebsschaltung 9 das Ventil 43 des Elektromagnetventils 23 in der Ventilschließrichtung an.
Falls das Flussdiagramm gemäß der 8 gestartet wird, dann wird die Anzahl N der Nicht-Einspritzpulse NINJ gemäß der Druckabweichung ΔP zwischen dem Ist-Kraftstoffdruck Pc und dem Soll-Kraftstoffdruck PFIN wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel bestimmt. Bei dem Schritt S21 in dem Flussdiagramm der 8 wird bestimmt, ob die Anzahl der Leer-Einspritzantriebe des Elektromagnetventils 23 der Einspritzvorrichtung 6 des Zylinders mit der nächsten regulären Einspritzung oder des anderen Zylinders "gleich oder größer als" zwei ist. Genauer gesagt wird bestimmt, ob die Anzahl N der Nicht-Einspritzpulse NINJ, die der Solenoidspule 42 des Elektromagnetventils 23 der Einspritzvorrichtung 6 des Zylinders mit der nächsten regulären Einspritzung oder des anderen Zylinders zugeführt wird, "gleich oder größer als" zwei ist. Falls das Ergebnis der Bestimmung bei dem Schritt S21 "NEIN" lautet, dann verlässt die ECU 10 das Flussdiagramm gemäß der 8.
Falls das Ergebnis der Bestimmung bei dem Schritt S21 "JA" lautet, dann wird die Ladung des Kondensators 53, die durch die Ladungserfassungsschaltung 54 erfasst wird, bei dem Schritt S22 eingegeben. Dann wird bei dem Schritt S23 ein Warteintervall (ein Nicht-Einspritzpulsintervall) INT zwischen den Leer-Einspritzantrieben des Elektromagnetventils 23 der Einspritzvorrichtung 6 des Zylinders mit der nächsten regulären Einspritzung oder des anderen Zylinders auf ein Zeitintervall entsprechend der Ladung des Kondensators 53 festgelegt (oder aktualisiert), die durch die Ladungserfassungsschaltung 54 erfasst wird. Dann wird der Nicht-Einspritzpuls NINJ der Solenoidspule 42 des Elektromagnetventils 23 der Einspritzvorrichtung 6 des Zylinders mit der nächsten regulären Einspritzung oder des anderen Zylinders zugeführt, um den Leer-Einspritzantrieb des Elektromagnetventils 23 der Einspritzvorrichtung 6 des Zylinders mit der nächsten regulären Einspritzung oder des anderen Zylinders bei dem Schritt S24 durchzuführen. Dann verlässt die ECU 10 das Flussdiagramm gemäß der 8.
Somit kann der Leer-Einspritzantrieb des Elektromagnetventils 23 mit dem Nicht-Einspritzpuls NINJ ausgesetzt werden, bis das Warteintervall INT verstrichen ist, nachdem der vorherige Leer-Einspritzantrieb des Elektromagnetventils 23 mit dem vorherigen Nicht-Einspritzpuls NINJ durchgeführt wurde. Der Leer-Einspritzantrieb des Elektromagnetventils 23 wird mit dem Nicht-Einspritzpuls NINJ durchgeführt, nachdem die Ladung des Kondensators 53 wieder hergestellt wurde, nachdem der Kondensator 53 die gespeicherte Energie entladen hat. Somit können alle Leer-Einspritzantriebe des Elektromagnetventils 23 auf der Grundlage der Nicht-Einspritzpulse NINJ in angemessener Weise durchgeführt werden, auch wenn die Anzahl N der Leer-Einspritzantriebe (der Nicht-Einspritzpulse NINJ) des Elektromagnetventils 23 gleich oder größer als zwei ist, wie dies in den 5 und 6 gezeigt ist. Dementsprechend kann der Common-Rail-Druck wirksam reduziert werden, und der Kraftstoff kann aus der Einspritzvorrichtung 6 des Zylinders mit der nächsten regulären Einspritzung in die Brennkammer des Zylinders mit dem Common-Rail-Druck eingespritzt werden, der näher an dem Soll-Kraftstoffdruck PFIN angenähert ist. Infolgedessen können die Verschlechterung des Verbrennungszustandes im Inneren der Kraftmaschine 2 (zum Beispiel die Vermehrung der erzeugten Stickoxidmenge) und die Verschlechterung des Verbrennungsgeräuschniveaus unterbunden werden.
(Abwandlungen)
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen werden zwei oder mehrere Nicht-Einspritzpulse NINJ der Solenoidspule 42 des Elektromagnetventils 23 der Einspritzvorrichtung 6 des entsprechenden Zylinders zugeführt, um die Leer-Einspritzantriebe des Elektromagnetventils 23 der Einspritzvorrichtung 6 des Zylinders mit der nächsten regulären Einspritzung oder des anderen Zylinders durchzuführen. Alternativ kann ausschließlich ein einziger Nicht-Einspritzpuls NINJ zu der Solenoidspule 42 des Elektromagnetventils 23 der Einspritzvorrichtung 6 des entsprechenden Zylinders zugeführt werden. Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen werden zwei oder mehrere Nicht-Einspritzpulse NINJ zu dem Solenoidspule 42 des Elektromagnetventils 23 der Einspritzvorrichtung 6 des entsprechenden Zylinders zugeführt, um die Leer-Einspritzantriebe des Elektromagnetventils 23 der Einspritzvorrichtung 6 des Zylinders außer dem Zylinder mit der nächsten regulären Einspritzung durchzuführen. Alternativ können zwei oder mehrere Nicht-Einspritzpulse NINJ zu den Solenoidspulen 42 der Elektromagnetventile 23 der Einspritzvorrichtungen 6 der verschiedenen Zylinder zugeführt werden. Eine Bremskraftaufbringungseinrichtung zum Aufbringen einer Bremskraft entsprechend dem Anstieg des Kraftmaschinenabgabewellenmomentes auf die Antriebswelle oder das Antriebsrad, zu dem das Kraftmaschinenabgabewellenmoment durch das Getriebe 4 und den Differenzialmechanismus übertragen wird, kann als die Kraftmaschinenmomentenausgleichseinrichtung verwendet werden.
Alternativ kann als die Kraftmaschinenmomentenausgleichseinrichtung ein Drosselventil zu einer vollständig geschlossenen Position von einem geforderten Drosselöffnungsgrad angetrieben werden, der gemäß dem Beschleunigungsvorrichtungsbetätigungsbetrag ACCP festgelegt ist, und zwar um ein Maß entsprechend dem Anstieg des Kraftmaschinenabgabewellenmomentes. Somit wird ein Widerstand der Einlassluft erhöht, die in die Brennkammern der verschiedenen Zylinder der Kraftmaschine 2 eingelassen wird, und die Kraftmaschinendrehzahl wird verringert. Somit kann der Anstieg des Kraftmaschinenabgabewellenmomentes verbraucht werden, der durch das Vermehren der Kraftstoffeinspritzmenge hervorgerufen wird, die in die Brennkammern der Zylinder der Kraftmaschine 2 eingespritzt wird, und zwar von der normalen Einspritzmenge durch die zusätzliche Einspritzmenge q.
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen wird die Einspritzvorrichtung 6 verwendet, die durch das Elektromagnetventil 23 angetrieben wird. Alternativ können andere Bauarten von Einspritzvorrichtungen verwendet werden. Zum Beispiel kann eine Einspritzvorrichtung, die ein dynamisches Austreten zum Überströmen von Hochdruckkraftstoff zu einer Niederdruckseite eines Kraftstoffsystems bewirkt, indem ein Antriebselement angetrieben wird, das das Elektromagnetventil ersetzt, und zwar als Reaktion auf einen Einspritzmengenbefehlswert, der kleiner ist als ein Wert zum Öffnen einer Düsennadel, ähnliche Wirkungen wie die Einspritzvorrichtung 6 der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele erzielen, die durch das Elektromagnetventil angetrieben wird. Zum Beispiel kann ein Piezostapel, ein Antriebselement, das eine Ausdehnung und ein Zusammenziehen (Verformung) eines magnetostriktiven Elementes und dergleichen ausnutzt, als das Antriebselement verwendet werden, das das Elektromagnetventil 23 ersetzt.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern sie kann in vielen anderen Formen implementiert werden, ohne dass der Umfang der Erfindung verlassen wird, der in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.
Ein Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem reduziert zwangsweise einen Common-Rail-Druck durch Vermehren einer Kraftstoffeinspritzmenge, die in Brennkammern von verschiedenen Zylindern einer Kraftmaschine (2) eingespritzt wird, und zwar von einer geforderten Einspritzmenge durch eine zusätzliche Einspritzmenge. Eine ausgelassene Menge des Hochdruckkraftstoffes pro Zeiteinheit ist größer als bei einem Druckreduziersteuerverfahren ausschließlich unter Verwendung einer dynamischen Austrittsmenge. Somit können das Steuerungsansprechverhalten und die darauf folgende Wirkung auf den Common-Rail-Druck hinsichtlich eines Soll-Kraftstoffdrucks verbessert werden. Es wird bestimmt, ob eine Kraftmaschinenmomentenausgleichssteuerung für einen Leerlauf eines Getriebes (4) zum Verbrauchen eines Anstiegs eines Kraftmaschinenabgabewellenmomentes entsprechend der zusätzlichen Einspritzmenge durchgeführt werden soll oder nicht, und zwar auf der Grundlage einer Gangposition des Getriebes (4) und eines Bereiches der zusätzlichen Einspritzmenge.

Claims

Druckakkumulations-Kraftstoffeinspritzsystem, gekennzeichnet durch: eine Common-Rail (1) zum Akkumulieren von Hochdruckkraftstoff, der von einer Kraftstoffzuführungspumpe (5) durch Druck gefördert wird; zumindest eine Einspritzvorrichtung (6) zum Einspritzen des Hochdruckkraftstoffs, der in der Common-Rail (1) akkumuliert ist, in einen Zylinder einer Kraftmaschine (2); eine Erfassungseinrichtung (56) zum Erfassen eines Kraftstoffdruckes im Inneren der Common-Rail (1); und eine Hilfseinrichtung (9, S11, S12, S13) zum Vermehren einer Kraftstoffeinspritzmenge von einer geforderten Einspritzmenge, die gemäß einem Beschleunigungsvorrichtungsbetätigungsbetrag festgelegt wird, der durch einen Fahrer des Fahrzeuges bewirkt wird, und zwar durch eine zusätzliche Einspritzmenge durch Verlängern einer Ventilöffnungsperiode der Einspritzvorrichtung (6) gemäß der zusätzlichen Einspritzmenge, falls der durch die Erfassungseinrichtung (56) erfasste Ist-Kraftstoffdruck größer als ein Soll-Kraftstoffdruck ist.
Kraftstoffeinspritzsystem gemäß Anspruch 1, des Weiteren mit: einer Ausgleichsrichtung zum Verbrauchen eines Anstieges eines Kraftmaschinenabgabewellenmomentes, der durch Vermehren der Kraftstoffeinspritzmenge durch die zusätzliche Einspritzmenge hervorgerufen wird.
Kraftstoffeinspritzsystem gemäß Anspruch 2, wobei die Ausgleichseinrichtung durch eine Erhöhungseinrichtung zum Erhöhen eines Schlupfverhältnisses eines Momentenwandlers oder einer Sperrkupplung vorgesehen ist, die das Kraftmaschinenabgabewellenmoment zu dem Getriebe (4) überträgt, und zwar gemäß dem Anstieg des Kraftmaschinenabgabewellenmomentes.
Kraftstoffeinspritzsystem gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei die Ausgleichseinrichtung durch eine Aufbringungseinrichtung zum Aufbringen einer Bremskraft auf eine Antriebswelle oder auf ein Antriebsrad vorgesehen ist, zu denen das Kraftmaschinenabgabewellenmoment durch das Getriebe (4) und einen Differenzialmechanismus übertragen wird, und zwar gemäß dem Anstieg des Kraftmaschinenabgabewellenmomentes.
Kraftstoffeinspritzsystem gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, des Weiteren mit: einem elektronisch gesteuerten Drosselventil, das in einem Kraftmaschineneinlassrohr angeordnet ist, das mit dem Zylinder der Kraftmaschine (2) in Verbindung ist, und das auf einen geforderten Drosselöffnungsgrad entsprechend dem Beschleunigungsvorrichtungsbetätigungsbetrag gesteuert wird, der durch den Fahrer des Fahrzeuges bewirkt wird, wobei die Ausgleichseinrichtung das Drosselventil von dem geforderten Drosselöffnungsgrad zu einer vollständig geschlossenen Position hin durch einen Grad entsprechend dem Anstieg des Kraftmaschinenabgabewellenmomentes antreibt.
Kraftstoffeinspritzsystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Einspritzvorrichtungen (6) entsprechend den verschiedenen Zylindern der Kraftmaschine (2) angebracht sind, und jede Einspritzvorrichtung (6) hat eine Steuerkammer (30) zum Steuern eines Staudruckes eines Steuerkolbens (27), der sich mit einer Düsennadel (22) bewegt, einen Kraftstoffzuführungskanal (31) zum Zuführen des Hochdruckkraftstoffes von der Common-Rail (1) in die Steuerkammer (30), einen Kraftstoffrückführungskanal (34) zum Überströmen des Hochdruckkraftstoffs von der Steuerkammer (30) zu einer Niederdruckseite eines Kraftstoffsystems und ein Elektromagnetventil (23) zum Öffnen und Schließen des Kraftstoffrückführungskanals (34).
Kraftstoffeinspritzsystem gemäß Anspruch 6, wobei die Hilfseinrichtung (9, S11, S12, S13) durch eine Elektromagnetventilantriebsschaltung (9) vorgesehen ist, um die Einspritzvorrichtung (6) zum Einspritzen des Kraftstoffs durch Antreiben des Elektromagnetventils (23) der Einspritzvorrichtung (6) so zu betätigen, dass sie sich öffnet, so dass der Hochdruckkraftstoff in der Steuerkammer (30) zu der Niederdruckseite des Kraftstoffsystems überströmt und sich die Düsennadel (22) öffnet.
Kraftstoffeinspritzsystem gemäß Anspruch 6 oder 7, wobei die Hilfseinrichtung (9, S11, S12, S13) den Hochdruckkraftstoff in der Steuerkammer (30) zu der Niederdruckseite des Kraftstoffsystems überströmt, indem ein Leer-Einspritzantrieb des Elektromagnetventils (23) der Einspritzvorrichtung (6) des Zylinders außer einem Zylinder mit einer regulären Einspritzung durchgeführt wird, bei dem eine reguläre Einspritzung durchgeführt wird, und zwar vor der regulären Einspritzung, falls der Ist-Kraftstoffdruck größer als der Soll-Kraftstoffdruck ist, wobei der Leer-Einspritzantrieb durch Antreiben des Elektromagnetventils (23) derart durchgeführt wird, dass es sich für eine kürzere Zeitperiode als eine Ventilöffnungsverzögerung öffnet, bei der die Düsennadel (22) in einen geöffneten Zustand versetzt wird.
Kraftstoffeinspritzsystem gemäß einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei die Hilfseinrichtung (9, S11, S12, S13) den Hochdruckkraftstoff in der Steuerkammer (30) zu der Niederdruckseite des Kraftstoffsystems überströmt, indem ein Leer-Einspritzantrieb des Elektromagnetventils (23) der Einspritzvorrichtung (6) eines Zylinders mit regulärer Einspritzung durchgeführt wird, bei dem eine reguläre Einspritzung durchgeführt wird, und zwar vor der regulären Einspritzung, falls der Ist-Kraftstoffdruck größer als der Soll-Kraftstoffdruck ist, wobei der Leer-Einspritzantrieb durch Antreiben des Elektromagnetventils (23) derart durchgeführt wird, dass es sich für eine kürzere Zeitperiode als eine Ventilöffnungsverzögerung öffnet, bei der die Düsennadel (22) in einen geöffneten Zustand versetzt wird.
Kraftstoffeinspritzsystem gemäß Anspruch 8 oder 9, wobei die Hilfseinrichtung (9, S11, S12, S13) eine Anzahl des Leer-Einspritzantriebes oder der Leer-Einspritzantriebe des Elektromagnetventils (23) der Einspritzvorrichtung (6) des Zylinders mit der regulären Einspritzung oder des anderen Zylinders gemäß einer Abweichung zwischen dem Ist-Kraftstoffdruck und dem Soll-Kraftstoffdruck festlegt.
Druckakkumulations-Kraftstoffeinspritzsystem, gekennzeichnet durch: eine Common-Rail (1) zum Akkumulieren von Hochdruckkraftstoff, der durch eine Kraftstoffzuführungspumpe (5) durch Druck gefördert wird; zumindest eine Einspritzvorrichtung (6) einschließlich einer Steuerkammer (30) zum Steuern eines Staudruckes eines Steuerkolbens (27), der sich mit einer Düsennadel (22) bewegt, eines Kraftstoffzuführungskanals (31) zum Zuführen des Hochdruckkraftstoffs von der Common-Rail (1) in die Steuerkammer (30); eines Kraftstoffrückführungskanals (34) zum Überströmen des Hochdruckkraftstoffs von der Steuerkammer (30) zu einer Niederdruckseite eines Kraftstoffsystems und eines Elektromagnetventils (23) zum Öffnen und Schließen des Kraftstoffrückführungskanals (34); eine Erfassungseinrichtung (56) zum Erfassen eines Kraftstoffdrucks entsprechend eines Kraftstoffeinspritzdrucks; und eine Hilfseinrichtung (9, S24) zum Überströmen des Hochdruckkraftstoffes in der Steuerkammer (30) zu der Niederdruckseite des Kraftstoffsystems durch Durchführen eines Leer-Einspritzantriebes des Elektromagnetventiles (23) der Einspritzvorrichtung (6) eines Zylinders mit regulärer Einspritzung, bei dem eine reguläre Einspritzung durchgeführt wird, oder des anderen Zylinders vor der regulären Einspritzung, falls der durch die Erfassungseinrichtung (56) erfasst Ist-Kraftstoffdruck größer als ein Soll-Kraftstoffdruck ist, wobei der Leer-Einspritzantrieb durch Antreiben des Elektromagnetventils (23) derart durchgeführt wird, dass es sich für eine kürzere Zeitperiode als eine Ventilöffnungsverzögerung öffnet, bei der die Düsennadel (22) in einen geöffneten Zustand versetzt wird, wobei die Hilfseinrichtung (9, S24) durch eine Elektromagnetventilantriebsschaltung (9) zum Durchführen des Leer-Einspritzantriebes des Elektromagnetventils (23) vorgesehen ist, indem eine größere Energie als eine elektrische Leistungsquellenspannung in einem Kondensator (53) gespeichert wird und indem die gespeicherte Energie aus dem Kondensator (53) entladen wird, und wobei die Elektromagnetventilantriebsschaltung (9) ein Wartezeitintervall zwischen den Leer-Einspritzantrieben gemäß einer elektrischen Ladung des Kondensators (53) festlegt, wenn zwei oder mehrere Leer-Einspritzantriebe des Elektromagnetventils (23) der Einspritzvorrichtung (6) des Zylinders mit der regulären Einspritzung oder des anderen Zylinders durchgeführt werden.