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Dokumentenidentifikation DE102004011678A1 09.06.2005
Titel Kraftstoffzuführungs-Steuergerät für einen Verbrennungsmotor
Anmelder Mitsubishi Denki K.K., Tokio/Tokyo, JP
Erfinder Takahashi, Tatsuhiko, Kobe, Hyogo, JP
Vertreter HOFFMANN & EITLE, 81925 München
DE-Anmeldedatum 10.03.2004
DE-Aktenzeichen 102004011678
Offenlegungstag 09.06.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 09.06.2005
IPC-Hauptklasse F02D 41/38
IPC-Nebenklasse F02D 41/40   F02D 41/00   F02D 13/02   
Zusammenfassung Durch Steuern einer Hochdruckpumpe (5) unter Anwendung eines Nockenwinkelsignals zum Öffnen desselben und anschließenden Schließen desselben nach dem Verstreichen einer vorgegebenen Periode entsprechend einem Entladeumfang hat ein Kraftstoffzuführ-Steuergerät für einen Verbrennungsmotor (21) die Fähigkeit zum Erzielen der Vereinfachung der Steuerung bei Gewährleistung einer Steuerbarkeit ohne Erfordernis einer Korrektur, selbst bei sich ändernder Ventileinstellung. Ein Kurbelwinkelsensor erzeugt ein Kurbelwinkelsignal (SGT) synchron zu der Drehung einer Kurbelwelle zum Zuführen des Kraftstoffs in einen Kraftstofftank zu einem Einspritzer, der in einer Verbrennungskammer jedes Motorzylinders installiert ist. Ein Nockenwinkelsensor erzeugt das Nockenwinkelsignal (SGC) synchron zu der Drehung einer Nockenwelle. Eine Hochdruckpumpe (5) hat einen Ansaughub und einen Entladehub, synchronisiert zu der Drehung der Nockenwelle, und sie führt den Kraftstoff dem Einspritzer zu. Eine ECU (20) ändert einen wirksamen Hub in Beziehung zu dem Auslasshub der Pumpe (5) auf der Grundlage des Nockenwinkelsignals (SGC).

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftstoffzuführungs-Steuergerät für einen Verbrennungsmotor, das einen Kraftstoffzuführabschnitt für die Direkteinspritzung von Kraftstoff in eine Verbrennungskammer jedes Zylinders des Verbrennungsmotors steuert bzw. regelt. Insbesondere betrifft sie ein Kraftstoffzuführungs-Steuergerät für einen Verbrennungsmotor, mit dem sich hochgenaue Kraftstoffdrucksteuerung erzielen lässt, durch Steuern eines wirksamen Hubs in Beziehung zu einem Auslasshub eines Kraftstoffzuführabschnitts mit hoher Genauigkeit.

Allgemein wird eine Verdrängung der Kraftstoffzuführungs-Einrichtung in der Form einer Hochdruckpumpe in einem Kraftstoffzuführungs-Steuergerät für einen Verbrennungsmotor verwendet, für das direkte Einspritzen von Kraftstoff von einem in einer Verbrennungskammer jedes Zylinders installierten Einspritzer in die entsprechende Verbrennungskammer.

Bei einem derartigen bekannten Kraftstoffzuführungs-Steuergerät für einen Verbrennungsmotor wird die Hochdruckpumpe für den Betrieb durch eine Pumpenkurvenscheibe getrieben, die für eine Drehung mittels dem Verbrennungsmotor synchron mit der Drehung einer Nockenwelle getrieben wird, und der Umfang des durch die Pumpe abgeführten Kraftstoffs ändert sich durch Ändern der AN- und AUS-Periode eines elektromagnetischen Ventils während dem Entladehub der Pumpe.

Zu dieser Zeit werden die AN- und AUS-Perioden des elektromagnetischen Ventils durch Verwenden eines Kurbelwinkelsignals von einem Kurbelwinkelsensor geändert.

Zusätzlich lässt sich der Pumpenentladehub synchron zu der Ventilzeiteinstellungs-Steuereinrichtung ändern, und eine derartige Änderung bei dem Pumpenentladehub in diesem Fall wird durch Ändern der AN-/AUS-Zeiteinteilung des elektromagnetischen Ventils ausgeführt, gemäß einem geschätzten Wert anhand der detektierten Ventilsynchronsierung bzw. Zeiteinteilung (beispielsweise sei auf ein ersten Patentdokument verwiesen: Japanische Patentoffenlegung Nr. 2000-161115).

Ferner wird der Verdränger-Kraftstoffzuführungsabschnitt durch einen effektiven Hubänderungsabschnitt so gesteuert, dass er einen wirksamen Hub, d.h. einen Umfang der Entladung, der Pumpe im Zusammenhang mit dem Entladehub hiervon angleicht, und der wirksame Hubänderungsabschnitt ist mit einem Öffnungs- und Schließ-Zeiteinteilungs-Entscheidungsabschnitt eines Überströmventils.

Hiernach erfolgt ein Bezug auf ein Verfahren zum Entscheiden der Öffnungs- und Schließ-Zeiteinteilung eines Überströmventils, das den Umfang an Kraftstoff angleicht, das von dem Kraftstoffzuführungsabschnitt abgeleitet wird, in der Form einer Hochdruckpumpe.

Zunächst wird ein geschätzter Wert dlvvt des Änderungsumfangs der Ventileinstellung anhand der folgenden Gleichung (1) berechnet: dlvvt = (VT – VT[i – 1]) + (VTT – VT)(1) mit VT als Darstellung der Ventileinstellung, VT[i – 1] als der letzten Ventileinstellung und VTT als der Soll-Zieleinstellung.

Nachfolgend wird eine Referenz-Ventilöffnungszeit afpons des Überströmventils anhand der folgenden Gleichung (2) berechnet: afpons = afpoffs + awonbs – aoffset(2) mit afpoffs als Darstellung einer Referenz-Ventilschließzeit des Überströmventils, und awonbs repräsentiert eine Ventilöffnungsperiode des Ventilüberströmventils, und diese Informationsstücke werden als jeweilige MAP-Daten in einem ROM-Speicher gespeichert. Zusätzlich repräsentiert aoffset einen Versatzumfang oder eine Distanz von einer Referenzposition der Nockenwelle zu einer Nase der Pumpenantriebs-Kurvenscheibe.

Dann wird eine zeitweise Ventilschließzeit afponb des Überströmventils anhand der folgenden Gleichung (3) berechnet, unter Betrachtung eines Betriebsumfangs der Ventileinstellung. afponb = afpons + VT(3) Anschließend wird ein Korrekturumfang kaon zum Korrigieren der zeitweiligen Ventilschließzeit afponb des Überströmventils durch die folgende Gleichung (4) berechnet: kaon = (dlvvt/360) × (QT + kacal – afponb)(4), wobei QT ein Ventilöffnungs- und Ventilschließzeit-Berechnungseinstellung repräsentiert, und kacal repräsentiert einen Kurbelwinkel von der Zeit der Detektion von VT zu der Ventilöffnungs- und Ventilschließzeit-Berechnungseinteilung QT.

Hiernach wird ein Korrekturumfang kaonw der Ventilöffnungsperiode des Überströmventils anhand der folgenden Gleichung (5) berechnet: kaonw = (dlvvt/360) × awonb(5) mit awonb als Darstellung einer Ventilöffnungsperiode des Überströmventils.

Anschließend wird eine Ventilschließeinstellung afpon des Überströmventils anhand der folgenden Gleichung (6) berechnet: afpon = afponb + kaon(6).

Schließlich wird eine Abschlussventilschließperiode awon des Überströmventils anhand der folgenden Gleichung (7) berechnet: awon = awonb + kaonw(7).

Die Abschlussventilschließperiode awon des Überströmventils, berechnet anhand der obigen Gleichung (7), wird eine wirksame Entladeperiode der Hochdruckpumpe.

Das wie oben beschriebene bekannte Kraftstoffzuführungs-Steuergerät für einen Verbrennungsmotor ist so konstruiert, dass die Referenzwert-Öffnungs- und -schließzeiten afpons, afpoffs des Überströmventils auf der Grundlage des Kurbelwinkelsignals berechnet werden, und in Übereinstimmung mit dem Betriebsumfang der Ventileinstellungs-Steuereinrichtung korrigiert werden. Demnach gibt es ein Problem dahingehend, dass die Steuerung und Berechnung der Öffnungs- und Schließzeiten für das Überströmventil kompliziert wurden.

Weiterhin gibt es aufgrund der Tatsache, dass die Berechnungszeiteinteilung für die Öffnungs- und Schließzeiten des Überströmventils synchron zu dem Kurbelwinkelsignal sind, ein Problem dahingehend, dass es erforderlich ist, sowohl die Öffnungszeiteinteilung als auch die Schließzeiteinteilung des Überströmventils im Hinblick auf eine Änderung der Ventileinstellung zu steuern, und dies führt im Ergebnis zu einer weiteren Komplizierung der Steuerung der Berechnungsvorgänge.

Ferner ist es zum Steuern sowohl der Öffnungs- als auch Schließzeiteinteilungen des Überströmventils erforderlich, die Öffnungs- und Schließzeiten mit einer extrem frühen Zeiteinteilung im Vergleich zu der für die tatsächliche Steuerung erforderliche Zeit festzulegen, und demnach gibt es ein weiteres Problem dahingehend, dass der Fehler zwischen dem geschätzten Wert und dem tatsächlichen Wert groß wird, wodurch die Kraftstoffdruck-Steuerbarkeit des den Einspritzern zuzuführenden Kraftstoffs verschlechtert ist.

Demnach verfolgt die vorliegende Erfindung die Absicht, die oben differenzierten Probleme zu überwinden, und sie hat demnach das technische Problem der Bereitstellung eines Kraftstoffzuführungs-Steuergeräts für einen Verbrennungsmotor mit der Fähigkeit zum Erzielen der Vereinfachung der Steuerung während einer Gewährleistung der Steuerbarkeit ohne Erfordernis der Korrektur, selbst wenn sich die Ventileinstellung geändert hat, durch Steuern eines Überströmventils in einer Hochdruckpumpe unter Verwendung eines Kurvenscheibenwinkelsignals bzw. Kurbelwinkelsignals, derart, dass die Hochdruckpumpe geöffnet und dann nach dem Verstreichen einer vorgegebenen Zeitperiode geschlossen wird, entsprechend einem vorgegebenen Kraftstoffumfang, der von der Pumpe abzuführen ist.

Unter Beachtung der obigen technischen Problemstellung betrifft die vorliegende Erfindung ein Kraftstoffzuführungs-Steuergerät für einen Verbrennungsmotor, das zum Zuführen von Kraftstoff aus einem Kraftstofftank zu einem Einspritzer dient, der in einer Verbrennungskammer eines Verbrennungsmotors installiert ist. Das Gerät enthält: einen Kurbelwinkel-Detektionsabschnitt zum Erzeugen eines Kurbelwinkelsignals, synchron mit der Drehung einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors; einen Nockenwinkel-Detektionsabschnitt zum Erzeugen eines Nockenwinkelsignals synchron mit der Drehung der Nockenwelle des Verbrennungsmotors; einen Verdränger-Kraftstoffzuführungsabschnitt mit einem Ansaughub und einem Etladehub, synchron zu der Drehung der Nockenwelle zum Zuführen des Kraftstoffs zu dem Einspritzer; und einen Abschnitt zum Ändern des wirksamen Hubs zum Ändern eines wirksamen Hubs im Zusammenhang mit dem Entladehub des Kraftstoffzuführungsabschnitts. Der Abschnitt zum Ändern des wirksamen Hubs arbeitet synchron mit dem Kurbelwinkelsignal und dem Nockenwinkelsignal zum Ändern des wirksamen Hubs auf der Grundlage des Nockenwinkelsignals.

Gemäß der vorliegenden Erfindung lässt sich die Steuerung vereinfachen, während die Steuerbarkeit dann gewährleistet ist, wenn die Öffnungs- und Schließzeitpunkte des Kraftstoffzuführabschnitts unter Verwendung des Kurbelwinkelsignals gesteuert werden.

Die obigen und weitere technische Probleme, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich unmittelbar für den Fachmann anhand der folgenden detaillierten Beschreibung unter Bezug auf die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit der beiliegenden Zeichnung; es zeigen:

1 ein Blockschaltbild zum Darstellen der Konstruktion eines Kraftstoffzuführungs-Steuergeräts für einen Verbrennungsmotor gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

2 ein Blockschaltbild zum Darstellen der Struktur des Verbrennungsmotors zusammen mit seinem Umfeld gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

3 ein Zeitablaufdiagramm zum Darstellen des Betriebs des Kraftstoffzuführungs-Steuergeräts bei Steuerung der Ventileinstellung zu dem am meisten verzögerten Winkel, gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

4 ein Zeitablaufdiagramm zum Darstellen des Betriebs des Kraftstoffzuführungs-Steuergeräts bei Steuerung der Ventileinstellung zu dem am meisten avancierten Winkel gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

5 ein Funktionsblockschaltbild zum schematischen Darstellen eines Kraftstoffdruck-Steuerabschnitts des Kraftstoffzuführungs-Steuergeräts gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

6 ein Flussdiagramm zum Darstellen konkreter Inhalte der Steuerung im Zusammenhang mit einem Steuerwinkel ϕs in dem Kraftstoffzuführungs-Steuergerät gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

7 ein Zeitablaufdiagramm zum Darstellen des Zustands, in dem ein Kraftstoffdruck-Steuerfehler erzeugt wird, aufgrund einer Totzeit &tgr;1 in einem Kraftstoffzuführungs-Steuergerät für einen Verbrennungsmotor, gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

8 ein Zeitablaufdiagramm zum Darstellen des Zustands, in dem eine Gegenmaßnahme gegen eine Totzeit &tgr;1 in dem Kraftstoffzuführungs-Steuergerät gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ergriffen wird;

9 ein Zeitablaufdiagramm zum Darstellen des Zustands, in dem eine Gegenmaßnahme gegen eine Totzeit &tgr;1b in dem Kraftstoffzuführungs-Steuergerät gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ergriffen wird;

10 ein Zeitablaufdiagramm zum Darstellen des Zustands, in dem eine Gegenmaßnahme gegen eine Totzeit &tgr;1c in dem Kraftstoffzuführungs-Steuergerät gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ergriffen wird;

11 ein Flussdiagramm zum Darstellen einer Interrupt-Verarbeitung in Ansprechen auf ein Nockenwinkelsignal SGC in einem Kraftstoffzuführungs-Steuergerät für einen Verbrennungsmotor gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

12 ein Flussdiagramm zum Darstellen einer Interrupt-Verarbeitung in Ansprechen auf ein Kurbelwinkelsignal SGT in dem Kraftstoffzuführungs-Steuergerät gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

13 ein Zeitablaufdiagramm zum Darstellen der Bewegung einer Hochdruckpumpe in dem Kraftstoffzuführungs-Steuergerät gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

14 ein Flussdiagramm zum Darstellen einer Interrupt-Verarbeitung in Ansprechen auf ein Nockenwinkelsignal SGC in einem Kraftstoffzuführungs-Steuergerät für einen Verbrennungsmotor gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

15 ein Flussdiagramm zum Darstellen einer Interrupt-Verarbeitung in Ansprechen auf ein Kurbelwinkelsignal SGT in einem Kraftstoffzuführungs-Steuergerät gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Nun werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung detailliert unter Bezug auf die beiliegende Zeichnung beschrieben.

Die 1 und 2 zeigen Blockschaltbilder zum Darstellen eines Kraftstoffzuführungs-Steuergeräts für einen Verbrennungsmotor gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei 1 die Struktur eines Kraftstoffzuführungsabschnitts in der Form einer Hochdruckpumpe und deren Umfeld zeigt, und die 2 zeigt die Struktur des Verbrennungsmotors und dessen Umfeld unter Platzierung eines Fokus auf einen der Motorzylinder.

Gemäß 1 ist eine Niederdruckpumpe 2 zum Anziehen und Zuführen von Kraftstoff in einen Kraftstofftank 1 angeordnet, und ein Kraftstofffilter 3 ist bei einer Stelle stromabwärts zu der Niederdruckpumpe 2 angeordnet bzw. ausgebildet.

Weiterhin sind eine Druckreguliereinrichtung 4 bzw. ein Druckstellglied 5 bzw. ein Druckregler 4 und eine Hochdruckpumpe 5 in einer Kraftstoffleitung an Stellen stromabwärts zu dem Kraftstofffilter 3 angeordnet, so dass der Druck des über das Filter 3 geführten Kraftstoffs durch den Druckregler 4 für ein Einführen in die Hochdruckpumpe 5 angeglichen wird.

Die Hochdruckpumpe 5 bildet den Kraftstoffzuführungs-Steuerabschnitt, und sie ist mit einem Paar von Absperr- bzw. Rückschlagventilen 6 angeordnet in der Kraftstoffleitung, einem Kolben 7, gleitbar aufgenommen in einem Zylinder, eingefügt zwischen den Rückschlagventilen 6 für ein Unter-Druck-Setzen einer Booster-/Elektrokammer 8, die hierin definiert ist, und ein Überdruckventil 9 zum Öffnen und Schließen der Boosterkammer 8.

Das eine Ende des Kolbens 7 stößt an eine Pumpenkurvenscheibe 10 an, die mit einer Kurbelwelle 17 für die Einlassventile des Verbrennungsmotors für eine integrierte Drehung hiermit so gekoppelt ist, dass die Drehkraft des Verbrennungsmotors den Kolben 7 über die Nockenwelle 17 zugeführt wird, und einer Pumpennocken- bzw. Kurvenscheibe 10 synchron zu der Drehung des Verbrennungsmotors.

Das Überstromventil 9 enthält einen Ventilabschnitt 9a, ausgebildet für ein Einfügen zum Schließen und Freigeben zum Öffnen der Boosterkammer 8, eine Bypass-Leitung 9b zum selektiven Umgehen oder Verbinden eines stromaufwärtigen Abschnitts der Kraftstoffleitung und der Boosterkammer 8 unter der Wirkung des Ventilabschnitts 9a, eine Spule 9c, ausgebildet für eine Erregung durch eine ECU (elektronische Steuereinheit) 20 zum Treiben des freizugebenden Ventilabschnitts 9a, und eine Kompressionsfeder 9d zum Zwingen des Ventilabschnitts 9a für ein Einfügen in einer Schließrichtung (d.h., in einer stromabwärtigen Richtung nach 1).

Eine Vielzahl von Einspritzern 12, die in Fluidkommunikation mit einem stromabwärtigen Abschnitt der Hochdruckpumpe 5 vorliegen, sind jeweils an den Zylindern des Verbrennungsmotors installiert, in einer solchen Weise, dass jeder Einspritzer 12 in einer Verbrennungskammer 11 ist, die in jedem Zylinder definiert ist. Der durch die Hochdruckpumpe 5 komprimierte Hochdruckkraftstoff wird zu den Einspritzern 12 über eine Kraftstoffschiene 13 eingeführt, die in Fluidkommunikation mit einem Ausgangsende der Hochdruckpumpe 5 vorliegt.

Das Freigabeventil 14 zum Freigeben des komprimierten Kraftstoffs und ein Kraftstoffdrucksensor 15 zum Detektieren des Kraftstoffs (Kraftstoffdrucks) PF des Kraftstoffs sind in der Kraftstoffschiene 13 angeordnet. Der Kraftstoffdruck PF, der so durch den Kraftstoffdrucksensor 15 detektiert wird, wird bei der ECU 20 eingegeben.

Die Nockenwelle 17 ist betriebsgemäß über einen Synchronriemen mit einer Kurbelwelle 16 verbunden, die zum Drehen durch den Verbrennungsmotor angetrieben wird, so, dass die Nockenwelle hierdurch synchron zu der Kurbelwelle 16 mit einem Drehverhältnis von ½ im Hinblick auf die Kurbelwelle 16 gedreht wird. Ein Kurbelwinkelsensor 18 und ein Nockenwinkelsensor 19 sind jeweils entgegengesetzt zu der Kurbelwelle 16 und der Nockenwelle 17 angeordnet. Ein Kurbelwinkelsignal SGT und ein Nockenwinkelsignal SGC, die jeweils durch den Kurbelwinkelsensor 18 und den Nockenwinkelsensor 19 erzeugt werden, werden bei der ECU 20 eingegeben.

Die ECU 20 berücksichtigt nicht nur den Kraftstoffdruck PF, das Kurbelwinkelsignal SGT und das Nockenwinkelsignal SGC, sondern auch Betriebsbedingungsinformation von einer Vielzahl (nicht gezeigter) Sensoren, und sie steuert zum Treiben der Niederdruckpumpe 2, der Spule 9c in dem Überströmventil 9 und der Einspritzer 12.

Die Hochdruckpumpe (Kraftstoffzuführungsabschnitt) 5 enthält einen Ansaughub und einen Entladehub, die mit der Drehung der Kurbelwelle 16 und der Nockenwelle 17 synchronisiert sind.

Die ECU 20 enthält einen Effektivhub-Änderungsabschnitt zum Ändern eines Effektivhubs in Bezug auf den Entladehub der Hochdruckpumpe 5. Der Effektivhub-Änderungsabschnitt arbeitet synchron zu dem Kurbelwinkelsignal SGT und dem Nockenwinkelsignal SGC zum Ändern des Effektivhubs auf der Grundlage des Nockenwinkelsignals SGC.

Der Kolben 7 in der Hochdruckpumpe 5 wird für eine vertikale Bewegung in Übereinstimmung mit der Drehung der Pumpennocke 10 getrieben, wodurch das Volumen der Boosterkammer 8 geändert wird, damit der komprimierte Kraftstoff hierin erzwungenermaßen in die Kraftstoffschiene 13 eingeführt wird.

Zur Zeit wird der Umfang von in die Kraftstoffschiene 13 eingeführtem Kraftstoff durch das Überströmventil 9 unter der Steuerung der ECU 20 angeglichen.

Wird das Steuersignal von der ECU 20 zum Erregen der Spule 9c in dem Überströmventil 9 angeschaltet, so wird ein Aufwärtsbewegen des Ventilabschnitts 9a unter der Wirkung der Spule 9c unter Überwindung der Vorspannkraft der Kompressionsfeder 9d bewirkt, wodurch der Ventilabschnitt 9a des Überströmventils 9 freigegeben oder geöffnet wird.

Ist der Ventilabschnitt 9a geöffnet, so ist die Boosterkammer 9 in Kommunikation über die Bypassleitung 9b mit der Kraftstoffleitung bei ihrer Ansaugseite platziert, so dass der komprimierte Kraftstoff in der Boosterkammer 8 zu der Ansaugseite zurückkehrt, und er wird nicht zu der Seite der Kraftstoffschiene 13 gesendet. Demnach wird komprimierter Kraftstoff nicht von der Hochdruckpumpe 5 zu der Kraftstoffschiene 13 entladen.

Andererseits wird bei Unterbrechen der Erregung der Spule 9c der Ventilabschnitt 9a erzwungenermaßen nach unten durch die Vorspannkraft der Kompressionsfeder 9d bewegt, wodurch der Ventilabschnitt 9a geschlossen ist.

Ist der Ventilabschnitt 9a geschlossen, so wird die Kommunikation zwischen der Boosterkammer 8 und der ansaugseitigen Leitung so unterbrochen, dass der komprimierte Kraftstoff in der Boosterkammer 8 zu der Seite der Kraftstoffschiene 13 gesendet wird.

Erhöht sich der Kraftstoffdruck PF in der Kraftstoffschiene 13 unter Erreichung eines Ventilöffnungsdrucks für das Freigabeventil 14, so wird das Freigabeventil 14 zum Rückführen des Kraftstoffs in der Kraftstoffschiene 13 in den Kraftstofftank 1 geöffnet.

Der Kraftstoffdruck PF in der Kraftstoffschiene 13 wird durch den Kraftstoff drucksensor 15 detektiert und zu der ECU 20 gesendet, so dass eine Gegenregelung bzw. Regelung oder dergleichen durch die ECU 20 ausgeführt wird. Hier ist zu erwähnen, dass die Einspritzer 12 zum Zuführen des Hochdruckkraftstoffs in die Kraftstoffschiene 13 direkt zu den entsprechenden Verbrennungskammern in dem Verbrennungsmotor dienen.

In 2 sind gleiche oder ähnliche Teile oder Elemente, wie sie oben beschrieben sind (siehe 1), anhand derselben Symbole bezeichnet, während eine detaillierte Beschreibung hiervon weggelassen ist.

Eine Sensorplatte 18a zum Detektieren eines Kurbelwinkels (d.h., des Drehwinkels oder der Position der Kurbelwelle 16) wird an der Kurbelwelle 16 für eine integrierte Drehung hiermit montiert. Die Sensorplatte 18a hat eine Vielzahl von Vorsprüngen (nicht gezeigt), gebildet an dem Außenumfangsabschnitt hiervon in Entsprechung zu vorgegebenen Kurbelwinkelpositionen.

Kreuzt jeder Vorsprung der Sensorplatte 18a den Kurbelwinkelsensor 18, so erzeugt der Kurbelwinkelsensor 18 ein Kurbelwinkelsignal SGT in der Form eines Pulses entsprechend der Drehposition der Kurbelwelle 16.

Eine Einlassleitung 22 und eine Auslassleitung 23 sind mit den Verbrennungskammern 11 des Verbrennungsmotors 21 jeweils über Einlassventile und Auslassventile verbunden.

Ein Luftreiniger 24 zum Reinigen von Ansaugluft, angesaugt in den Verbrennungsmotor 21, und ein Luftströmungssensor 25 zum Messen eines Umfangs einer in dem Verbrennungsmotor 21 angesaugten Einsaugluft sind mit einem Ende der Ansaugleitung 22 verbunden, und eine Drosselklappe 26 ist in der Ansaugleitung 22 zum Erhöhen oder Verringern des Umfangs der Ansaugluft so angeordnet, dass die Ausgangsleitung des Verbrennungsmotors 21 angeglichen wird.

Eine Zündkerze 28, ausgebildet für ein Treiben zum Entladen durch eine Zündspule 27, ist an jedem Zylinder montiert, wobei eines ihrer Enden in einer entsprechenden Verbrennungskammer 11 in dem Verbrennungsmotor 21 präsent ist.

Die Zündspule 27 bewirkt ein Zuführen einer Hochspannungsenergie zu den Zündkerzen 28, indem ihre Erregung unter der Steuerung der ECU 20 unterbrochen wird, so dass jede Zündkerze 28 einen Funken zum Zünden der Luftkraftstoffmischung in einer entsprechenden Verbrennungskammer 11 des Verbrennungsmotors 21 erzeugt.

Die Einspritzer 12 dienen zum Zuführen eines Umfangs an Kraftstoff in entsprechendem Umfang an Ansaugluft, gemessen durch den Luftströmungssensor 25, direkt zu den entsprechenden Verbrennungskammern 11.

Die Abgasleitung 23 bewirkt ein Abgleiten, zu der Umfeldatmosphäre, von Abgasen, die sich aus der Verbrennung der Luftkraftstoffmischung in den Verbrennungskammern 11 ergeben.

Ein Sauerstoffsensor 29 ist in der Auslassleitung 23 montiert, zum Detektieren eines Umfangs an Restsauerstoff, enthalten in den Abgasen, und ein Dreiweg-Katalysator 30 ist ebenso in der Abgasleitung 23 montiert, zum Reinigen schädlicher Gase (THC, CO, NOx), enthalten in den Abgasen.

Andererseits ist eine Ventileinstell-Steuereinrichtung in der Form eines Aktuators bzw. Stellglieds 31 an der Nockenwelle 17 montiert, zum variablen Steuern der Öffnungs- und Schließzeitpunkte des Einlassventils und des Auslassventils.

Der Aktuator 31 wird durch ein Steuerventil 32 (hierbei einfach als 'OCV', englisch: oral control valve) unter der Steuerung der ECU 20 so angeglichen und getrieben, dass er variabel die Relativphase des Nockenwinkels im Hinblick auf den Kurbelwinkel festlegt.

Das OCV 32 dient zum Steuern der Relativphase des Nockenwinkels gegenüber dem Kurbelwinkel durch Schalten oder Ändern des Öldrucks, zugeführt zu dem Aktuator 31 für eine variable Nockenphase.

Der Nockenwinkelsensor 19 enthält eine Sensorplatte mit Vorsprüngen (nicht gezeigt), die mit der Nockenwelle 17 für eine integrierte Drehung hiermit so verbunden ist, dass ein Nockenwinkelsignal SGC erzeugt wird, wie in dem Fall des Kurbelwinkelsensors 18.

Die ECU 20 steuert eine Vielzahl von Stellgliedern einschließlich nicht nur derjenigen im Zusammenhang mit der Niederdruckpumpe 2 in dem Kraftstofftank 1, der Hochdruckpumpe 5, den Einspritzern 12, der Zündspule 27 und dem OCV 32, sondern ebenso derjenigen im Zusammenhang mit dem Verbrennungsmotor 21, auf der Grundlage der Eingangsinformation (der Betriebsbedingung des Verbrennungsmotors 21), von einer Vielzahl von Arten von Sensoren.

Die 3 zeigt Zeitablaufdiagramm zum Darstellen des Betriebs eines Kraftstoffzuführungs-Steuergeräts, wenn eine Ventileinstellung mit dem am meisten verzögerten Winkel gesteuert wird, gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Insbesondere zeigt die 3 die Wechselbeziehung zwischen dem Kurbelwinkelsignal SGT, dem Nockenwinkelsignal SGC, dem Steuersignal, zugeführt zu der Spule 9c, in dem Überströmventil 9, und dem Hub (Antriebszustand) der Pumpennocke 10.

Gemäß 3 wird das Steuersignal für das Überströmventil 9 gemäß dem Nockenwinkelsignal SGC angeschaltet, und die AN-Periode des Steuersignals wird unter Verwendung eines periodischen Awsgc (180[degCA]) zwischen Pulsen des Nockenwinkelsignals SGC entschieden.

Die geschätzte nächste Periode Tf des Nockenwinkelsignals SGC wird berechnet durch Addieren eines Werts, erhalten durch Subtrahieren der letzten Periode T[n-1] von der Momentanperiode T[n], zu der Momentanperiode T[n], wie später beschrieben wird.

Zusätzlich wird die AN-Zeitdauer des Überströmventils 9 berechnet, indem zunächst die Schätzperiode Tf durch den Zwischenpulswinkel AWsgc des Nockenwinkelsignals SGC geteilt wird, und dann durch den AN Dauerwinkel AWspl des Überströmventils 9.

Das Überströmventil 9 wird zum Platzieren der Boosterkammer in Kombination mit der Ansaugseite der Kraftstoffleitung dann geöffnet, wenn das Steuersignal angeschaltet ist, und lediglich die Zeit, wenn das Steuersignal abgeschaltet ist, trägt zu dem wirksamen Hub zum Entladen des Kraftstoffs bei.

Das Kurbelwinkelsignal SGT ist ein Pulssignal enthaltend einen Zug von Pulsen jeweils ansteigend bei einem Kurbelwinkel von 10 [degCA], und es enthält "ungezahnte Abschnitte", die kein Pulssignal bei Stellen entsprechend den vorgegebenen Kurbelwinkelpositionen der jeweiligen Zylinder (#1-#4) erzeugen.

D.h., das Kurbelwinkelsignal SGT hat nicht gezahnte Abschnitte bei Kurbelwinkelpositionen B100, (d.h., 100 [degCA] vor dem oberen Totpunkt TDC), im Hinblick auf den Zylinder #1, #4, und es hat ebenso nicht gezahnte Abschnitte bei Kurbelwinkelpositionen B100 und B110 (d.h. 100 und 110 [degCA] vor dem oberen Totpunkt TDC) im Hinblick auf die Zylinder #2, #3.

Das Nockenwinkelsignal SGC ist ein Pulssignal mit einem Zug von Pulsen jeweils ansteigend bei einer vorgegebenen Kurbelwinkelposition von B100 für jeden Zylinder und zusätzlichen Pulsen jeweils ansteigend bei einer Kurbelwinkelposition von B140, (d.h., 140 [degCA] vor oberem Totpunkt TDC),m im Hinblick auf Zylinder #3, #4.

Der Kolben 7 (s. 1) der Hockdruckpumpe 5 bewegt sich gemäß der ansteigenden Neigung der Pumpennocke 10 (s. die Wellenform nach 3). Zu dieser Zeit wird die Hochdruckpumpe 5 ein Entladehub so, dass das Volumen der Boosterkammer 8 hier durch zum Komprimieren des hierin vorliegenden Kraftstoffs komprimiert wird.

Befindet sich das Störsignal für das Überströmventil 9 in dem AN Zustand bei dem Entladehub der Hochdruckpumpe 5, so wird das Überströmventil 9 zum Rückführen von Kraftstoff zu der Ansaugseite geöffnet, wie oben beschrieben, so dass Kraftstoff nicht zu der Seite der Kraftstoffschiene 13 entladen wird.

Demnach wird selbst dann, wenn die Hochdruckpumpe 5 bei dem Entladehub vorliegt, das Überströmventil 9 lediglich dann geschlossen, wenn die Abschaltanforderung von dem Steuersignal für das Überströmventil 9 erfüllt ist, so dass ein wirksames Entladen des Kraftstoffs zu der Seite der Kraftstoffschiene 13 ausgeführt werden kann (s. 3).

Das Steuersignal für das Überströmventil 9 wird durch einen Impuls B100 des Nockenwinkelsignals SGC angeschalten, dann abgeschalten, nachdem eine AN Zeit verstrichen ist, die anhand des erforderlichen Kraftstoffs berechnet ist.

Der Umfang der wirksamen Pumpenentladung wird durch Angleichen AN/AUS Periode des Überströmventils 9 angeglichen, wodurch sich der Kraftstoff PF in der Kraftstoffschiene 13 steuern lässt.

D.h., der Kraftstoffdruck-Steuerabschnitt ECU 20 bewirkt das Anschalten des Überströmventils 9 bei einem Winkel oder einer Position von B100 des Nockenwinkelsignals SGC, und er bildet ein Abschalten des Überströmventils 9 mit der Einstellung entsprechend der berechneten Entlademenge.

Zu dieser Zeit kommt der wirksame Entladungshub des Kolbens 7 von seiner Position, den er dann einnimmt, wenn das Überströmventil 9 ausgeschaltet ist, zu seiner Position, die bei der Position von B150 der Pumpennockenscheibe 10 eingenommen wird.

Insbesondere ist die Pulsposition (Sensorplatte Zahnposition) von B100 des Nockenwinkelsignals SGC, das die Steuereinstellung des Überströmventils 9 wird, bei dem Ansaughub von der Toppposition von B150 der Pumpennockenschaltung 10 zu der Unterposition von B60 ausgebildet (d.h., 60 [degCA] vor dem oberen Totpunkt TDC), und das Abströmventil 9 wird bei einer Steuerposition von B100 angeschaltet, und lediglich die Abschalteinstellung für das Überströmventil 9 wird durch einen Zeitgeber gesteuert.

Hier ist zu erwähnen, dass sich das Überströmventil 9 in einem geöffneten Zustand oder in einem geschossenen Zustand befinden kann, im Verlauf des Ansaughubs von der Topposition B150 zu der Unterposition B60 der Pumpennockenscheibe 10. Demnach ist bevorzugt, dass die Spule 9c des Überströmventils 9 zum Öffnen des Überströmventils während dem Ansaughub der Hochdruckpumpe 5 angeschaltet ist.

Als Ergebnis ist lediglich die Einstellung bzw. zeitliche Einstellung, gemäß der die Spule 9c des Überströmventils 9 ausgeschaltet ist, durch den Zeitgeber zu steuern, so dass die Steuergenauigkeit selbst bei Anwendung einer einfachen Steuerung exzellent ist.

Die 4 zeigt einen Zeitablaufdiagramm zur Darstellung des Betriebs des Kraftstoff Zuführ-Steuergeräts, wenn die Ventileinstellung zu dem am weitesten voreilenden Winkel gesteuert ist, gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

In diesem Fall wird angenommen, dass sich der Aktuator 31 über die Ventileinstellangleichung (eine variable Nockenphase) in seinem Steuerwinkel bis zu einem Kurbelwinkel von 50[degCA] avanciert sein kann.

Nach 4 ist die am meisten avancierte Winkelposition für die Relativphase des Nockenwinkels im Hinblick auf den Kurbelwinkel die Position, die um einen Kurbelwinkel von 50 [degCA] gegenüber der am meisten verzögerten Winkelposition avanciert ist, und in Übereinstimmung hiermit ist die Position des Nockenwinkelsignals SGC und die Einstellung/Zeiteinstellung der Pumpennocke 10 festgelegt.

D.h., das Nockenwinkelsignal SGC enthält ein Pulssignal, das bei einer vorgegebenen Kurbelwinkelposition von B150 für jeden Zylinder ansteigt, (d.h. 150 [degCA] vor dem oberen Totpunkt TDC), mit einem Puls ansteigend bei einer Kurbelwinkelposition von B190 (d.h., 190 degCA] vor dem oberen Totpunkt TDC), der im Hinblick auf die Zylinder #3, #4 addiert ist.

Zu dieser Zeit wird das Steuersignal für das Überströmventil 9 durch das Nockenwinkelsignal SGC an- und ausgeschaltet, und demnach wird die Steuereinstellung des Überströmventils 9 ähnlich verschoben oder geändert, zusammen mit einer Verschiebung der Betriebspositionen der Pumpennocke 10 gemäß einer Änderung der Ventileinstellung. Als Ergebnis ist es nicht erforderlich, irgendeine bestimmte Korrektur bei einer Änderung der Ventileinstellung auszuführen.

Die 5 zeigt ein Funktionsblockschaltbild, das schematisch den Kraftstoffdruck-Steuerabschnitt gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

Die in 5 gezeigte Kraftstoffdrucksteuerung der Hochdruckpumpe 9 wird durch die ECU 20 mit einer Steuerzeiteinteilung des Überströmventils 9 gemäß dem Nockenwinkelsignal SGC ausgeführt.

Gemäß 5 enthält der Kraftstoffdruck-Steuerabschnitt in der ECU 20 einen Sollkraftstoffdruck-Berechnungsabschnitt 201 zum Berechnen eines Sollkraftstoffdrucks PFo in Übereinstimmung mit einer Änderung der Betriebsbedingung des Verbrennungsmotors 21, eine Verzögerungsschaltung 202 zum Berechnen des letzen Sollkraftstoffdrucks PFo(n-1), einen Subtrahierabschnitt 203 zum Berechnen einer Sollkraftdruckabweichung &Dgr;Pfo(= PFo-PFo(n-1)) zwischen dem Sollkraftstoffdruck PFo und dem letzten Sollkraftstoffdruck PFo(n-1), eine LUT /Nachschlagetabelle) 204, verwendet als eine Abbildung bei der Berechnung einer Pumpenlademenge AFo anhand der Sollkraftstoffdruckabweichung &Dgr;PfF, einen Addierabschnitt 205 zum Addieren des Momentanumfangs der Pumpenentladung QFo und der letzten Menge an Pumpenentladung QFo(n-1) (der überzutragen ist), miteinander, zum Berechnen einer Steuergröße QFf, einen Einspritzerströmungsraten-Berechnungsabschnitt 206 zum Berechnen einer Strömungsrate QJ jedes Einspritzers, einen Addierabschnitt 207 zum Addieren der Größe QFf der Steuerung, der Strömungsrate QJ jedes Einspritzers und der Größe der Steuerung QFb miteinander, zum Berechnen einer Gesamtmenge der Entladung QFs.

Der Kraftstoffdruck-Steuerabschnitt enthält einen Kraftstoffdruck-Eingabeabschnitt 208, bei dem der durch den Kraftstoffdrucksensor 15 berechnete Kraftstoffdruck PF herangezogen wird, einen Subtrahierabschnitt 209 zum Berechnen einer Kraftstoffdruckabweichung &Dgr;PF(= PFo-PF) zwischen dem Sollkraftstoffdruck PFo und dem tatsächlich detektierten Kraftstoffdruck PF, einen Proportionalberechnungsabschnitt 210 und einen Integrierberechnungsabschnitt 211 zum Anwenden arithmetischer Berechnungen auf die Kraftstoffdruckabweichung &Dgr;PF durch Anwenden einer Proportionalverstärkung again und einer Integrierverstärkung Igain, eine Verzögerungsschaltung 212 zum Berechnen des letzten Integrierwerts PFi(n-1), einem Addierabschnitt 213 zum Addieren eines Ausgabewerts des Integrierberechnungsabschnitts 211 und des letzten Integrierwerts PFi(n-1) miteinander zum Berechnen einer Integriergröße PFi, einen Addierabschnitt 214 zum Berechnen des Umfangs an Steuerung QFb durch Addieren der Integriergröße Pfi und einer Proportionalgröße PFb berechnet durch den Proportionalberechnungsabschnitt 210, einen Berechnungsabschnitt 215 zum Berechnen eines Momentanwertes der Entladung QFr anhand der Gesamtmenge der Entladung QFs unter Anwendung der Abbildung, eine Verzögerungsschaltung 216 zum Berechnen der letzten Größe der Pumpenentladung QFo(n-1) mit Übertrag von der Entladegrößenabweichung &Dgr;QF (die nächste zu übertragende Größe, einen Subtrahierabschnitt 217 zum Berechnen der Entladegrößenabweichung &Dgr;QF(=QFs-QFr) zwischen der Gesamtmenge an Entladung QFs und der Momentanmenge an Entladung QFr, einen Steuersignal-Erzeugungsabschnitt 218 zum Umsetzen der Momentanmenge der Entladung QFr in einen Steuerwinkel &PHgr;s für das Überströmventil 9 (entsprechend einem Steuersignal für die Spule 9c).

Die 6 zeigt ein Strömungsdiagramm, das den konkreten Inhalt der Steuerung im Zusammenhang mit dem Steuerwinkel &PHgr;s zeigt.

Gemäß 6 bewirkt zunächst die ECU 20 ein Anschalten des Steuersignals für das Überströmventil 9 (Schritt S1).

Anschließend wird der Wert, erhalten durch Subtrahieren der letzten Zwischenpulsperiode T[n-1] des Nockenwinkelsignals SGC von der momentanen Zwischenpulsperiode T[n] hiervon, zu der momentanen Zwischenpulsperiode T[n] addier , zum Berechnen der geschätzten nächsten Periode Tf, wie in der folgenden Gleichung (8) gezeigt (Schritt S2). Tf = T [n] + (T [n] – T [n-1])(8)

Hiernach wird die geschätzte Periode Tf durch den Zwischenpulswinkel AWsgc des Nockenwinkelsignals SGC geteilt, und dann mit dem AN Dauerwinkel AWspl des Überströmventils 9 multipliziert, zum Berechnen einer AN-Zeitdauer TWspl des Überströmventils 9, wie in der folgenden Gleichung (9) (Schritt S3). TWspl = Tf/AWsgc × AWspl(9)

Schließlich wird die AN-Zeitdauer TWspl des Überströmventils 9 berechnet anhand der obigen Gleichung 9, als ein Zeitgeberzielwert festgelegt (Schritt S4), und es wird ein Rücksprung während dem Beenden der in 6 gezeigten Verarbeitungsroutine ausgeführt.

Hiernach wird der so festgelegte Zeitgeberzielwert verringert, und nachdem der Zielwert das Erreichen der AN-Zeitdauer TWspl abgeschlossen hat (d.h. die eingestellte Zeit ist verstrichen), wird das Überströmventil 9 ausgeschaltet.

Der Zwischenpulswinkel AWsgc des Nockenwinkelsignals SGC ist ein Kurbelwinkel von 180 [degCA].

Somit lässt sich durch Steuern des Überströmventils 9 durch Anwendung des Nockenwinkelsignals SGC, bei dem Pulse mit gleichen Intervallen angeordnet sind, dasselbe arithmetische Berechnungsverfahren unabhängig von den Hüben der Hochdruckpumpe 5 anwenden, d.h. davon, ob der Ansaughub oder der Entladehub vorliegt.

Obgleich der Zwischenpulswinkel AWsgc des Nockenwinkelsignals SGC ein Kurbelwinkel von 180[degCA] ist, ergibt sich ein Herstellungsfehler von ungefähr ± 1[degCA] aufgrund der Bearbeitungsvariation der Sensorplatte des Nockenwinkelsensors 19.

Erfolgt keine Aktion wie eine Korrektur für eine derartige Bearbeitungsvariation, so variiert die Steuereinstellung des Überströmventils 9, wodurch es unmöglich ist, den Kraftstoffdruck so zu steuern, dass er mit den Sollkraftstoffdruck PSo übereinstimmt.

Demnach wird z.B. zum Beibehalten einer hochgenauen Steuerung für den Kraftstoffdruck eine Korrekturverarbeitung so ausgeführt, dass eine Gegenbalance der Bearbeitungsvariation für die Sensorplatte des Nockenwinkelsensors 19 erzielt wird.

Beispielsweise ist dann, wenn die Periode des Kurbelwinkelsignals SGT konstant ist, die Drehgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors 21 ebenso konstant, und demnach kann die periodische Änderung des Nockenwinkelsignals SGC als eine Variation aufgrund des Fehlers der Sensorplatte des Nockenwinkelsensors 19 betrachtet werden.

Demnach ist es, durch Addieren oder Subtrahieren der periodischen Änderung (Fehlerkomponente) des Nockenwinkelsignals SGC, detektiert, wenn die Periode des Kurbelwinkelsignals SGT konstant ist, bei der Weiterberechnung der AN Zeitdauer TWspl des Überströmventils 9, möglich, den Sensorplattenherstellungsfehler des Nockenwinkelsensors 19 und dergleichen zu korrigieren.

Demnach wird des durch Steuern der Öffnungs- und Schließeinstellungen des Überströmventils 9 durch Anwendung des Nockenwinkelsignals SGC unnötig, Korrekturen während der Ventileinstellstörung in dem Fall der Anwendung des Kurbelwinkelsignals SGT auszuführen, wodurch es möglich ist, den Kraftstoffdruck mit hoher Genauigkeit ohne Ausführen bestimmter Korrekturen im Hinblick auf die Ventileinstelländerung zu steuern. Demnach lässt sich eine derartige Steuerung bei Gewährleistung einer ausreichenden Steuerbarkeit vereinfachen.

Zusätzlich werden die nächsten Öffnungs- und Schließeinstellungen des Überströmventils 9 durch Schätzung und Berechnung der geschätzten Periode Tf des Nockenwinkelsignals SGC gesteuert. Im Ergebnis lässt sich eine stabile Kraftstoffdrucksteuerbarkeit den Übergang des Verbrennungsmotors 21 gewährleisten, so dass der Kraftstoffdruck mit hoher Genauigkeit gesteuert werden kann.

Weiterhin wird es durch Steuern des Überströmventils 9 auf der Grundlage der Basis mit gleichen Intervallen des Nockenwinkelsignals SGC unnötig, Korrekturen aufgrund der Variation der Position der Anordnung des Nockenwinkelsensors 19 auszuführen. Als Konsequenz besteht keine Anforderung, eine Korrektur für jeden Puls des Nockenwinkelsignals SGC auszuführen, so dass es möglich ist, die Kraftstoffdrucksteuerung mit hoher Genauigkeit auszuführen.

Ferner lässt sich aufgrund der Tatsache, dass das Nockenwinkelsignal SGC zum Steuern des Überströmventils 9 an dem Ansaughub der Hochdruckpumpe 5 angeordnet bzw. für diesen ausgebildet ist, der Entladeumfang der Hochdruckpumpe 5 durch Steuern von lediglich entweder dem Start oder dem Ende der wirksamen Entladung der Hochdruckpumpe 5 angleichen, wodurch es möglich ist, die Steuerung ohne Reduktion der Kraftstoffdrucksteuerbarkeit zu vereinfachen.

Ferner ist es aufgrund der Tatsache, dass der nicht gezahnte Abschnitt der Sensorplatte 18a an dem Ansaughub der Hochdruckpumpe 5 angeordnet ist, möglich, die Genauigkeit der Korrektur der Steuerzeiteinstellung des Überströmventils 9 durch das Kurbelwinkelsignal SGT zu verbessern.

Weiterhin wird die Öffnungs- und Schließeinstellung des Überströmventils durch Korrektur der Variation der Ausgabeeinstellung des Nockenwinkelsignals SGC angeglichen, die sich anhand der Herstellungsvariation der Vorsprünge der Sensorplatte des Nockenwinkelsensors 19 ergibt, erzeugt bei der Herstellung hiervon, wodurch die Öffnungs- und Schließvariation des Überströmventils 9 aufgrund der Ausgabepositionsvariation des Nockenwinkelsignals SGC korrigieren lässt, wodurch es ermöglicht wird, eine stabile Kraftstoffdrucksteuerung hoher Genauigkeit auszuführen.

Im übrigen kann aufgrund der Tatsache, dass die Genauigkeit der Kraftstoffdrucksteuerung verbessert ist, die Verbrennung in dem Verbrennungsmotor 21 stabil ausgeführt werden, wodurch die Zusammensetzung der Abgasemissionen, der Kraftstoffverbrauch und die Fahrbarkeit verbessert ist.

Bei der oben erwähnten ersten Ausführungsform erfolgt keine Betrachtung einer Betriebsverzögerungszeit (Totzeit) von der AN/AUS Einstellung des Steuersignals bis zu der Zeit, zu der der Ventilabschnitt 9a des Überströmventils 9 tatsächlich den AN/AUS Betrieb ausführt, jedoch kann die Verarbeitung zum Vermeiden der Erzeugung von Steuerfehlern aufgrund der Totzeit ausgeführt werden.

Nun wird der Betrieb eines Kraftstoffzuführ-Steuergeräts für einen Verbrennungsmotor gemäß einem zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf die in 7 bis 11 gezeigten Flussdiagramme beschrieben.

In den 7 bis 10 sind ein Momentanwert und ein Hub (d.h., 0%–100%) des Überströmventils 9, sich ändernd in Ansprechen auf das Steuersignal (AN/AUS) des Überströmventils 9, zusammen mit Totzeiten &tgr;1, &tgr;1a-&tgr;1c, und &tgr;2 gezeigt.

Die 7 zeigt den Zustand, bei dem ein Kraftstoffdrucksteuerfehler durch die Totzeit &tgr;1 erzeugt wird, und die 8 bis 10 zeigt den Zustand, bei dem eine geeignete Maßnahme gegen die Totzeiten &tgr;1a-&tgr;1c ergriffen wird.

Wie oben beschrieben (s. 3) wird durch Anschalten des Überströmventils 9 bei einer Pulsposition von B100 des Nockenwinkelsignals SGC und Abschalten des Überströmventils 9 bei einer Einstellung entsprechend einem berechneten Umfang einer Pumpenentladung der Hub des Kolbens 7 von dem Abschalten des Überströmventils 9 zu der Topposition von B150 der Pumpennocke 10 ein Umfang einer effektiven Entladung.

Zusätzlich ist die Steuerposition von B100 des Überströmventils 9 bei dem Ansaughub so ausgebildet, dass das Überströmventil 9 bei der Steuerposition von B100 angeschaltet ist, während das Überströmventil 9 durch die Zeitgebersteuerung abgeschaltet ist. In diesem Fall wird aufgrund der Tatsache, dass das Überströmventil 9 entweder in einem geöffneten Zustand oder in einem geschlossenen Zustand an dem Ansaughub vorliegen kann, das Überströmventil 9 während dem Ansaughub angeschaltet, und lediglich die Abschalteinstellung des Überströmventils 9 wird durch einen Zeitgeber gesteuert.

Wie in 7 gezeigt, hat das Überströmventil Totzeiten &tgr;1, &tgr;2 von dem Anschalten oder Abschalten des Steuersignals zu der Zeit, wenn der Ventilabschnitt 9a tatsächlich betrieben wird.

Die Totzeiten &tgr;1, &tgr;2 sind Zeitelemente, die als Änderungen der Drehgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors 21 im Hinblick auf den Kurbelwinkel (über den Nockenwinkel) auftreten.

Beispielsweise ist im Fall, wo die Totzeit &tgr;1, von der Zeit, von der das Steuersignal des Überströmventils 9 angeschaltet ist, zu der Zeit, zu der das Überströmventil 9 tatsächlich angeschaltet wird, diese eine msec, und es verstreicht ein Kurbelwinkel von 36 [degCA] für die Totzeit &tgr;1, wenn die Drehgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors 21 6000 U/min- ist.

Zu dieser Zeit wird dann, wenn der Kurbelwinkel entsprechend der Totzeit &tgr;1 länger ist als ein Bereich von der Steuerposition B200 des Nockenwinkelsignals SGC des Überströmventils 9 zu der Unterposition B60 der Pumpennocke 10, der Kraftstoff in der Boosterkammer 8 nicht freigegeben oder zu der Ansaugseite entladen, sondern zu der Seite der Kraftstoffschiene 13 während einer Zeitperiode ausgehend von der Unterposition B60 der Pumpennocke 10 bis zu dem tatsächlichen Anschalten des Überströmventils 9. Demnach erhöht sich der Entladeumfang von der Hochdruckpumpe 5 um einen Umfang entsprechend der Totzeit &tgr;1, so dass die Genauigkeit der Kraftstoffdrucksteuerung verschlechtert ist.

Demnach ist es erforderlich, den Kurbelwinkel von der Steuerposition von B200 des Überströmventils 9 zu der Unterposition von B60 der Pumpennocke 10 größer als den Kurbelwinkel entsprechend der Totzeit &tgr;1 des Überströmventils 9 festzulegen.

Weiterhin kann, obgleich bei der Steuerung des Überströmventils 9, eine Bereitstellung einer Boosterschaltung in der Treiberschaltung des Überströmventils 9 erfolgen, zum Anheben der Batteriespannung von 14 [V] zu einer Spannung von 100 [V], damit das Überströmventil 9 getrieben wird. In diesem Fall ist eine lange Zeit zum Anheben der Batteriespannung von 14 [V] zu 100 [V] erforderlich.

Beispielsweise ist die Abschaltperiode des Steuersignals des Überströmventils 9 in 8 lang genug, und demnach lässt sich die Spannung des Überströmventils 9 ausreichend anheben, durch die Zeit, während der das Steuersignal des Überströmventils 9 angeschaltet ist, dass die Totzeit &tgr;1a relativ kurz wird.

Andererseits erhöht sich aufgrund der Tatsache, dass der Spannungsanstieg in Übereinstimmung mit abnehmenden Abschaltperiode des Steuersignals für das Überströmventil abnimmt, beispielsweise von 8 zu 9 oder von 9 zu 10, die Totzeit weiter sequentiell von &tgr;1a zu &tgr;1b, und von dort ab weiter zu &tgr;1c.

Beispielsweise dann, wenn die Drehgeschwindigkeit des Verbindungsmotors 21 6000 U/min beträgt, wenn die Spannungsanhebezeit eine Millisekunde ist, ist dann der Kurbelwinkel entsprechend der Spannungsanhebezeit 1.2 Millisekunden 43.2 [degCA]. Zu dieser Zeit benötigt der Kurbelwinkel von der Topposition von B150 der Pumpennocke 10 zu der Steuerposition von B100 des Überströmventils 9 zumindest 43.2 [degCA).

Ist der Kurbelwinkel von der Topposition B150 der Pumpennocke 10 zu der Steuerposition von B100 des Überströmventils 9 weniger oder gleich als 43.2 [degCA] unter der oben erwähnten Betriebsbedingung des Verbrennungsmotors 21, wird die Totzeit während der Anschaltperiode des Überströmventils 9 groß, was somit im Ergebnis zu einer Verzögerung des Betriebs des Überströmventils 9 führt. Im Ergebnis hat das Überströmventil 9 dieser Verzögerungszeit (Totzeit) nicht die Fähigkeit, freigegeben oder geöffnet zu werden, und demnach erhöht sich der Entladeumfang der Hochdruckpumpe 5, und die Genauigkeit der Kraftstoffzuführsteuerung wird verschlechtert.

Jedoch lässt sich durch Festlegen der Abschaltperiode des Überströmventils 9 auf einen Wert größer als den Kurbelwinkel entsprechend der für die Spannungsanhebung erforderlichen Zeit ein ausreichender Spannungsanstieg oder eine ausreichende Spannungsanhebung erzielen, so dass ein Umfang der angestrebten Pumpenentladung erhalten werden kann. Als Ergebnis ist es möglich, eine Verschlechterung des Genauigkeit der Kraftstoffdrucksteuerung zu vermeiden, wodurch es möglich ist, die Steuerung mit hoher Genauigkeit beizubehalten.

D. h., durch Festlegen der Zeitperiode von der Pulseinstellung des Nockenwinkelsignals SGC zum Steuern des Überströmventils 9 zu dem Start eines Ansaughubs der Hochdruckpumpe 5 (oder von dem Start des Ansaughubs der Hochdruckpumpe 5 zu einem Puls des Nockenwinkelsignals SGC zum Steuern des Überströmventils 9) auf einen Wert größer als die Totzeit auf Grund der Ansprechverzögerung des Überströmventils 9 (d. h., der Zeitperiode, bis das Überströmventil 9 die Fähigkeit hat, mit normalem Ansprechverhalten gesteuert zu werden) ist es möglich, einen unvollkommenen Entladeumfang der Hochdruckpumpe 5 auf Grund der Ansprechverzögerung des Überströmventils 9 zu vermeiden, wodurch es möglich ist, den Kraftstoffdruck mit hoher Genauigkeit zu steuern.

Gleich bei der oben erwähnten ersten und zweiten Ausführungsform keine spezielle Berücksichtigung der periodischen Änderung der Drehgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors 21 auf Grund der jeweiligen Hübe hiervon (Ansaugen, Komprimieren, Verbrennen und Auslass) erfolgt, kann die Verarbeitung unter Beachtung einer derartigen Änderung der Motordrehgeschwindigkeit auf Grund der jeweiligen Hübe des Verbrennungsmotors 21 ausgeführt werden.

Hiernach erfolgt ein Bezug auf ein Kraftstoffzuführ-Steuergerät für einen Verbrennungsmotor gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der eine Gegenmaßnahme ergriffen wird, gegen eine derartige periodische Änderung der Motordrehgeschwindigkeit, unter Bezug auf die Flussdiagramme in 11 und in 12 sowie ein in 13 gezeigtes Zeitablaufdiagramm.

Wie allgemein bekannt, wird in dem Verbrennungsmotor 21 eine periodische Änderung der Motordrehgeschwindigkeit auf Grund des Vorliegens der jeweiligen Ansaug-, Komprimierungs-, Verbrennungs- und Auslasshübe erzeugt.

Beispielsweise in dem Fall des Verbrennungsmotors 21 mit vier Zylindern wird die Winkelgeschwindigkeit hiervon die kleinste bei jeder Totpunktposition (d. h., bei dem oberen Totpunkt und bei dem unteren Totpunkt) während sie die größte im wesentlichen bei einem Mittelpunkt zwischen dem oberen und unteren Totpunkt wird. Weiterhin wird die Größe einer derartigen periodischen Änderung abhängig von der Last des Verbrennungsmotors 21.

Demnach besteht mit einem Verfahren zum Steuern des Kraftstoffdrucks einfach auf der Grundlage der Zeitschätzung von einer Periode jedes Kuppelwinkels von 180 [degCA], wie oben beschrieben, eine Sorge dahingehend, das die Steuergenauigkeit, durch den Einfluss der periodischen Änderung beeinträchtigt sein könnte.

Hiernach folgend erfolgt ein Bezug auf die Steuerverarbeitung gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der sich der Kraftstoffdruck mit hoher Genauigkeit selbst dann steuern lässt, wenn eine periodische Änderung der Motordrehgeschwindigkeit in Übereinstimmung mit den jeweiligen Betriebshüben des Verbrennungsmotors 21 existiert.

Die 11 und die 12 zeigt die AN/AUS-Steuerverarbeitung (Interruptverarbeitung) für das Überströmventil 9, bei der die Interruptverarbeitung nach 11 bei jedem Puls oder jeder Steuerposition von B100 des Nockenwinkelsignals SGC nach 3 ausgeführt wird, und die Interruptverarbeitung nach 12 wird bei jeder Pulseinstellung des Nockenwinkelsignals SGC nach 3 ausgeführt.

Gemäß 11 wird zunächst das Steuersignal für das Überströmventil 9 in einen AN Zustand platziert, so dass das Überströmventil 9 hier doch angeschaltet ist (Schritt S11).

Zu dieser Zeit wird auf Grund der Tatsache, dass das Überströmventil 9 in einem Ventilöffnungszustand dann platziert ist, wenn das Steuersignal in dem AN Zustand vorliegt, wie oben angegeben, Kraftstoff nicht von der Hochdruckpumpe 5 zu der Kraftstoffschiene 13 zugeführt.

Dann wird ein Kurbelwinkel Asgc des Nockenwinkelsignals SGC berechnet, bei dem die in 11 gezeigte Interruptverarbeitung ausgeführt wird (S12).

Zu dieser Zeit erfasst, zum Identifizieren der jeweiligen Zylinder auf der Grundlage der Pulse des Kurbelwinkelsignals SGT, erzeugt bei Intervallen von 10 [degCA], die ECU 20 den Kurbelwinkel jedes Pulses des Nockenwinkelsignals SGC. In diesem Fall lässt sich auf Grund der Tatsache das nicht gezahnte Abschnitte in dem Kurbelwinkelsignal SGT festgelegt sind, wie in 3 oder 4 gezeigt, der Kurbelwinkel jedes Zylinders in zuverlässiger Weise erfassen.

Beispielsweise zeigt die 13 die Beziehung zwischen dem Steuersignal für das Überströmventil 9 und dem Hubbetrieb der Pumpennocke 10, während diese in Zusammenhang gestellt werden mit dem Kurbelwinkelsignal SGT und dem Nockenwinkelsignal SGC entsprechend dem Betrieb des Zylinders #1.

Das Kurbelwinkelsignal asgc [degCA] des Nockenwinkelsignals SGC wird an Hand der folgenden Gleichung 10 berechnet. asgc = asgt – (tsgc/tsgt × 20)(10)

Hierbei repräsentiert asg den Kurbelwinkel [degCA] des Kurbelwinkelsignals SGT; tsgc repräsentiert die Zeit msec von einer Pulseinstellung des Kurbelwinkelsignals SGT zu einer Pulseinstellung des Nockenwinkelsignals SGC; und tsgt repräsentiert die Zeit msgc von einer Pulseinstellung des Kurbelwinkelsignals sgt zu der folgenden Pulseinstellung hiervon.

In der obigen Gleichung (10) entspricht ein Wert '20' mit dem (tsgc/tsgt) modifiziert wird, einem Winkel zwischen aneinandergrenzenden Vorsprüngen der Sensorplatte 18a, angeordnet gegenüber dem Kurbelwinkelsensor 18.

Nach 13 beträgt auf Grund der Tatsache, das ein Puls des Nockenwinkelsignals SGC in einem 'Einzahn-Verloren-Abschnitt' der nicht gezahnten Abschnitte vorliegt, der Kurbelwinkel zwischen angrenzenden Pulsen mit dem hier zwischen eingefügten Einzahn-Verloren-Abschnitt 20 [degCA]. Andererseits ist er 10 [degCA] in einem Abschnitt 'ohne fehlenden oder verlorenen Zahn', und 30 [degCA] in einem Abschnitt 'mit zwei verlorenen Zähnen'.

Hiernach wird ein Kurbelwinkel AWspl in einer Zeitperiode berechnet, in der das Überströmventil 9 angeschaltet ist (Schritt S13). Die Verarbeitung gemäß in Schritt S13 wird anhand von Funktionsblöcken ausgeführt, die in der oben erwähnten 5 gezeigt sind.

Demnach wird durch Subtrahieren der AN Periode AWspl des Überströmventils 9 von dem Kurbelwinkel Asgc des Nockenwinkelsignals SGC ein Kurbelwinkel Asplof, bei dem das Überströmventil 9 abgeschaltet ist, anhand der folgenden Gleichung (11) berechnet (Schritt S14), und es erfolgt eine Rückkehr bei Beenden der Verarbeitungsroutine nach 11. Asplof = Asgc – AWspl(11)

Hier ist zu erwähnen, dass der Wert des Kurbelwinkels als ein Winkel (B) vor dem oberen Totpunktzentrum TDC repräsentiert ist, und der obere Totpunkt TDC ist als eine Referenz ausgebildet, und demnach verringert sich der Kurbelwinkel mit Fortschreiten desselben entlang der Richtung der Drehung.

Nun erfolgt ein Bezug auf die Verarbeitungsroutine nach 12.

Zunächst wird bestimmt, ob der Kurbelwinkel Asgt, bei dem die Interruptverarbeitung nach 12 ausgeführt ist, weniger ist oder gleich ist zu dem Abschaltwinkel Asplof des Überströmventils 9 (Schritt S21). Es wird bestimmt, dass Asgt Asplof ist (d. h., Ja), so ist der Kurbelwinkel, der das Abschalten des Überströmventils bewirkt, bereits überschritten, so dass das Überströmventil 9 abgeschaltet wird (Schritt S27), und es wird ein Rücksprung bei Beenden der Bearbeitungsroutine nach 12 ausgeführt.

Andererseits wird dann, wenn in dem Schritt S21 bestimmt wird, dass Asgt ≧ Asplof ist (d. h., Nein), anschließend bestimmt, ob der nächste Kurbelwinkel Asgt [i+1] des Kurbelwinkels SGT kleiner ist als der Abschaltwinkel Asplof des Überströmventils 9 (Schritt S22).

Wird in dem Schritt S22 bestimmt, dass Asgt[i+1] ≧ Asplof gilt (d.h., NEIN), so wird die Bearbeitungsroutine nach 12 ummittelbar beendet, und es wird ein Rücksprung ausgeführt.

Andererseits wird dann, wenn in dem Schritt S21 Asgt[i+1] < Asplof gilt, (d.h., JA), der Abschaltwinkel Asplof des Überstromventils 9 von dem momentanen Kurbelwinkel Asgt subtrahiert, zum Bereitstellen eines verbleibenden Winkels AWrem, wie anhand der folgenden Gleichung (12) gezeigt (Schritt S23). AWrem = Asgt – Asplof(12)

Anschließend wird, wie sich anhand der 13 erkennen lässt, ein Wert, der durch Subtrahieren der letzten Zwischenpulszeit t[n-1] von der momentanen Zwischenpulszeit t[n] erhalten wird, zu der momentanen Zwischenpulszeit t[n] addiert, auf der Grundlage jeder Pulsdetektionseinstellung des Kurbelwinkelsignals SGT, zum Bereitstellen der geschätzten nächsten Zwischenpulszeit tf, wie anhand der folgenden Gleichung (13) gezeigt (Schritt S24). Tf = T [n] + (t [n] – t [n-1])(13 )

Hiernach wird die geschätzte Zeit tf bei dem nächsten Puls des Kurbelwinkelsignals SGT geteilt durch einen Winkel AWsgt von dem letzten Puls des Kurbelwinkelsignals SGT zu dem momentanen Puls des Kurbelwinkelsignals SGT, und dann mit dem verbleibenden Winkel AWrem zum Bereitstellen einer verbleibenden Zeit TWrem multipliziert, wie durch die folgende Gleichung (14) gezeigt (S25). TWrem = tf/AWsgt × AWrem(14)

Schließlich wird die verbleibende Zeit TWrem in einem Zeitgeberzielwert festgelegt (S26), und es wird ein Rücksprung während einem Beenden der Verarbeitungsroutine von 12 ausgeführt.

Demnach beginnt dann, wenn die verbleibende Zeit TWrem in dem Zeitgeberzielwert festgelegt ist, das Verringern des Zeitgeberzählwerts. Ist der Herunterzählvorgang zum Anzeigen abgeschlossen, so dass die verbleibende Zeit TWrem verstrichen ist, wird das Überströmventil 9 ausgeschaltet.

Der Kurbelwinkel für die Steuereinstellung des Überströmventils 9 ist als ein Wert zwischen 0 und 180 [degCA] repräsentiert (von dem oberen Totpunkt TDC zu dem unteren Totpunkt). Beispielsweise wird –10 [degCA] 170 [degCA] bei dem nächsten Hub.

Demnach kann das Überströmventil 9 mit genauer Einstellung abgeschaltet werden, durch Zählen der Pulse des Kurbelwinkelsignals SGT von dem Anschaltwinkel des Überströmventils 9 zum Bereitstellen eines verstrichenen Winkels, und durch Steuern des verbleibenden Winkels AWrem über die Zeit unter Anwendung des Zeitgeberzählwerts. Im Ergebnis ist es möglich, den Kraftstoffdruck ohne Variation oder Einflussnahme zu steuern, selbst wenn eine Drehschwankung oder Variation aufgrund der jeweiligen Hübe des Verwendungsmotors 21 stattfindet.

D.h., durch Entscheiden der Steuereinstellung des Überströmventils 9 mittels dem Nockenwinkelsignals SGC und durch Zählen des Kurbelwinkelsignals SGT zum Steuern des Kraftstoffdrucks lässt sich die Genauigkeit der Steuereinstellung des Überströmventils 9 verbessern, wodurch es möglich ist, die Kraftdruckregelung mit hoher Genauigkeit auszuführen.

Obgleich bei der ersten bis dritten Ausführungsform eine besondere Betrachtung der Umdrehungsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors 21 erfolgt, kann das Kurbelwinkelsignal SGT lediglich bei einer Betriebsbedingung mit geringer Geschwindigkeit des Verbrennungsmotors 21 gezählt werden.

Hier nachfolgend erfolgt ein Bezug auf ein Kraftstoffzuführsteuergerät für einen Verbrennungsmotor gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der das Kurbelwinkelsignal SGT lediglich bei der Betriebsbedingung mit niedriger Geschwindigkeit des Motors erfolgt, bei Bezugnahme auf die Flussdiagramme nach 14 und 15.

Die Interruptverarbeitung nach 14 wird im Ansprechen auf das Nockenwinkelsignal SGC zum Steuern des Überströmventils 9 ausgeführt, und die Interruptverarbeitung nach 15 wird bei jeder Pulseinstellung des Kurbelwinkelsignals SGT ausgeführt.

Allgemein hat bei einer Betriebsbedingung mit mittlerer Geschwindigkeit und hoher Geschwindigkeit des Motors, bei der die Drehgeschwindigkeit hiervon stabiler ist als bei seiner Betriebsbedingung mit niedriger Geschwindigkeit in der Nähe eines Leerlaufbetriebs, das Zählen des Kurbelwinkelsignals SGT zum Steuern des Überströmventils 9 eine geringere Wirkung.

Zusätzlich kann die Last für die arithmetische Berechnung auf die ECU 20, die sich bei der Betriebsbedingung mit hoher Geschwindigkeit erhöht, durch Zählen des Kurbelwinkelsignals SGT lediglich bei einem Betrieb mit geringer Geschwindigkeit des Motors gemildert werden.

Weiterhin kann aufgrund der Tatsache, dass die Ventileinstellsteuereinrichtung in der Betriebsbedingung des Motors mit mittlerer oder hoher Drehgeschwindigkeit arbeitet, die Kraftstoffdrucksteuerung vielmehr in dem Übergangsbetrieb der Ventileinstellsteuereinrichtung verschlechtert sein.

Demnach ist es bevorzugt, das Kurbelwinkelsignal SGT lediglich bei der Betriebsbedingung mit niedriger Geschwindigkeit zu zählen.

Gemäß 14 wird das Überströmventil 9 zunächst angeschaltet (Schritt S31), und ein Kurbelwinkel AWspl in einer Zeitperiode, in der das Überströmventil 9 angeschaltet ist, wird berechnet (Schritt S32).

Es wird die Verarbeitung nach Schritt S32 entsprechend derjenigen in dem oben erwähnten Schritt S13 (s. 11) durch die in 5 gezeigten Funktionsblöcke ausgeführt.

Denn wird bestimmt, ob die Motordrehgeschwindigkeit Ne größer ist als eine vorgegebene Drehgeschwindigkeit Kn (beispielsweise eine Bestimmungsreferenz von 1.000 U/min zum Bestimmen der Leerlaufbetriebsbedingung) (Schritt S3), und wird bestimmt, dass Ne ≦ Kn (d.h., NEIN), so wird der Kurbelwinkel Asgc des Nockenwinkelsignals SGC berechnet (Schritt S34).

Ferner wird die Anschaltperiode AWspl des Überströmventils 9 von dem Kurbelwinkel Asgc des Nockenwinkelsignals SGC subtrahiert, zum Bilden eines Nockenwinkels Asplof, der das Überströmventil 9 abschaltet, gemäß der oben erwähnten Gleichung (11), ähnlich zu dem oben erwähnten Schritt S14 (s. 11) (Schritt S35), und es wird eine Rückkehr bei Beenden der Verarbeitungsroutine nach 14 ausgeführt.

Wird andererseits in dem Schritt S33 bestimmt, dass Ne ≧ Kn gilt, (d.h., JA), so wird die Zeit TWspl, während der das Überströmventil 9 angeschaltet ist, anhand des Kurbelwinkels AWspl für die Periode berechnet, während der das Überströmventil 9 angeschaltet ist (Schritt S36), und die Anschaltzeit TWspl wird als ein Zeitgeberzählwert festgelegt (S37). Hiernach wird die Verarbeitungsroutine nach 14 beendet, und es wird ein Rücksprung ausgeführt.

Als nächstes erfolgt ein Bezug auf die Verarbeitungsroutine nach 15.

Zunächst wird bestimmt, ob die Motordrehgeschwindigkeit Ne größer als die vorgegebene Drehgeschwindigkeit Kn ist (beispielsweise 1.000 U/min) (Schritt S41), und gilt Ne > Kn (d.h., JA), so endet die Verarbeitung nach 15 unmittelbar, und es wird ein Rücksprung ausgeführt.

Andererseits wird dann, wenn in dem Schritt S41 Ne ≦ Kn bestimmt wird (d.h., NEIN), dann weiter bestimmt, ob der Kurbelwinkel Asgt, bei dem die Interruptverarbeitung nach 15 ausgeführt wird, kleiner ist als oder gleich ist zu dem Abschaltwinkel Asplof des Überströmventils 9 (Schritt S42). Wird bestimmt, dass Asgt ≦ Asplof gilt (d.h., JA), so ist der Kurbelwinkel, der das Überströmventil 9 ausschaltet, bereits überschritten, so dass das Überströmventil 9 ausgeschaltet ist (Schritt S48), und es wird ein Rücksprung bei Beenden der Verarbeitungsroutine nach 15 ausgeführt.

Wird jedoch in dem Schritt S42 bestimmt, dass Asgt > Asplof gilt (d.h., NEIN), dann wird bestimmt, ob der nächste Kurbelwinkel Asgt[i+1] des Kurbelwinkelsignals SGT kleiner ist als der Abschaltwinkel Asplof des Überströmventils 9 (Schritt S43). Wird bestimmt, dass Asgt[i+1] ≧ Asplof (d.h., NEIN), so wird die Verarbeitungsroutine nach 15 unmittelbar beendet, und ein Rücksprung wird ausgeführt.

Wird andererseits in dem Schritt S43 bestimmt, dass Asgt[i+1] < Asplof ist (d.h., JA), so wird der Abschaltwinkel Asplof des Überströmventils 9 von dem momentanen Kurbelwinkel Asgt subtrahiert, und es wird ein verbleibender Winkel AWrem gemäß dem oben erwähnten Ausdruck (12) berechnet, ähnlich zu dem oben erwähnten Schritt S23 (s. 12) (Schritt S44).

Anschließend wird gemäß dem oben erwähnten Ausdruck (13) ähnlich zu dem oben erwähnten Schritt S24 die geschätzte nächste Zwischenpulszeit tf berechnet, durch Addieren eines Werts, der durch Subtrahieren der letzten Zwischenpulszeit t[n-1] des Kurbelwinkelsignals SGT von der momentanen Zwischenpulszeit t[n] hiervon erhalten wird, zu der momentanen Zwischenpulszeit t[n] (Schritt S45).

Ferner wird gemäß der oben erwähnten Gleichung (14) ähnlich zu dem oben erwähnten Schritt S25 die geschätzte nächste Zeit tf durch den Kurbelwinkel AWsgt von dem letzten Puls des Kurbelwinkelsignals SGT zu dem momentanen Puls hiervon geteilt, und dann mit dem verbleibenden Winkel AWrem zum Bereitstellen einer verbleibenden Zeit TWrem multipliziert (Schritt S46).

Schließlich wird die verbleibenden Zeit TWrem in einem Zeitgeberzählwert besetzt (Schritt S47), und es wird ein Rücksprung bei Beenden der Verarbeitung nach 15 ausgeführt.

Hiernach wird der Zeitgeberzählwert verringert, und das Überströmventil 9 wird dann abgeschaltet, wenn die verbleibende Zeit TWrem verstrichen ist.

Obgleich hier in Schritten S33 und S41 die Motordrehgeschwindigkeit Ne mit einer vorgegebenen Drehgeschwindigkeit Kn verglichen wird und dann bestimmt wird, ob der Motor in der Leerlaufbetriebsbedingung vorliegt, kann eine solche Bestimmung anstelle hiervon aufgrund des Vorliegens oder Nichtvorliegens der Ventileinstellsteuerung ausgeführt werden.

D.h., da die Ventileinstellsteuerung allgemein nicht in einem Leerlaufdrehbereich ausgeführt wird, in dem die Motordrehgeschwindigkeit weniger ist als die vorgegebene Drehgeschwindigkeit Kn (d.h., der Relativwinkel des Nockenwinkels ist zu der am meisten retardierten Winkelposition fixiert), lässt sich die ähnliche Steuerung durch Ersetzen des Schritts S33 in 14 und der Schritt S41 in 15 jeweils mit 'Wird VVT (Ventileinstellsteuerung) ausgeführt?', erzielen.

Demnach ist es durch Steuern des Überströmventils 9 auf der Grundlage der gezählten Pulse des Kurvenwinkelsignals SGT lediglich zu der Zeit des Leerlaufbetriebs (bei niedriger Drehgeschwindigkeit), bei der die VVT-Steuerung nicht ausgeführt wird, möglich, die Verschlechterung der Kraftstoffdrucksteuerung aufgrund einer Drehfluktuation oder Schwankung bei der geringen Drehgeschwindigkeit zu vermeiden.

Insbesondere erfolgt ein Schalten dahingehend, ob das Kurbelwinkelsignal SGT zu sehen ist oder nicht, zum Steuern des Überströmventils 9, gemäß der Betriebsbedingung des Verbrennungsmotors 21, so dass das Zählen des Kurbelwinkelsignals SGT für die Korrektur lediglich bei einer erforderlichen Betriebsbedingung ausgeführt werden kann, was die Vereinfachung der Steuerung ohne Reduzierung der Kraftstoffsteuerbarkeit ermöglicht.

Zusätzlich ist es durch Steuern des Überströmventils auf der Grundlage der gezählten Pulse des Kurbelwinkelsignals SGT lediglich bei der Nichtbetriebsbedingung der Ventileinstell-Steuereinrichtung möglich, das Erzeugen einer Kraftstoffdruckfluktuation oder -variation entlang einer Richtung entgegengesetzt einer tatsächlichen Steuerrichtung in dem Übergangsmotorbetrieb aufgrund des Betriebs der Ventileinstell-Steuereinrichtung zu vermeiden. Zu dieser Zeit arbeitet der Motor bei mittlerer oder hoher Drehgeschwindigkeit, und demnach ist die Motordrehgeschwindigkeit Ne stabil, so dass keine Kraftstoffdruckfluktuation oder -variation stattfindet.

D.h., durch Schalten dahingehend, ob die Korrektur durch das Kurbelwinkelsignal SGT auszuführen ist oder nicht, gemäß der Drehgeschwindigkeit Ne des Verbrennungsmotors 21, erfolgt die Korrektur lediglich bei der niedrigen Drehgeschwindigkeit wie beispielsweise der Leerlaufbetriebsbedingung, wodurch es möglich ist, die Kraftstoffdruckfluktuation oder -variation zu unterdrücken.

Ferner lässt sich eine Korrekturabweichung aufgrund des Betriebs der Ventileinstell-Steuereinrichtung durch das Schalten dahingehend vermeiden, ob die Korrektur durch das Kurbelwinkelsignal SGT in dem Steuerzustand der Ventileinstell-Steuereinrichtung auszuführen ist (beispielsweise wird eine Korrektur dann nicht ausgeführt, wenn die Ventileinstell-Steuereinrichtung in einem transienten Betrieb vorliegt). Im Ergebnis lässt sich die Steuerbarkeit verbessern.

Bei der oben erwähnten dritten und vierten Ausführungsform werden die Pulse des Kurbelwinkeisignals SGT so gezählt, dass die Einstellung entschieden wird, bei der das Überströmventil 9 ausgeschaltet wird, und das Überströmventil 9 steuert den Umfang der Entladung der Hochdruckpumpe 5. Demnach wird eine wirksame Entladeperiode der Hochdruckpumpe 5 anhand der Abschaltung des Überströmventils 9 bei dem Auslasshub von der Unterposition der Pumpennocke 10 zu der Top-Position hiervon entschieden.

Im übrigen wird dann, wenn die Einstellung, bei der das Überströmventil 9 ausgeschaltet wird, zwischen Pulsen des Kurbelwinkelsignals SGT liegt, die Abschalteinstellung des Überströmventils 9 durch Schätzen der Periode von der Zwischenpulszeit (d.h., Zeit zwischen angrenzenden Pulsen) des Kurbelwinkelsignals SGT festgelegt. Demnach wird mit schmaler werdenden Pulsintervallen des Kurbelwinkelsignals SGT die Steuergenauigkeit besser. Demnach werden die nicht gezahnten Abschnitte des Kurbelwinkelsignals SGT 'bei dem Ansaughub der Hochdruckpumpe 5' von der Top-Position der Pumpennocke 10 zu der Unterposition hiervon festgelegt. Im Ergebnis lässt sich die Genauigkeit in der Steuerung des Überströmventils 9 verbessern.

Während die Erfindung im Hinblick auf die bevorzugte Ausführungsformen beschrieben wurde, erkennt der Fachmann, dass sich die Erfindung mit Modifikationen innerhalb des Sinngehalts und Schutzbereichs der angefügten Ansprüche praktisch umsetzen lässt.


Anspruch[de]
  1. Kraftstoffzuführ-Steuergerät für einen Verbrennungsmotor, welches zum Zuführen von Kraftstoff in einen Kraftstofftank (1) zu einem Einspritzer (12), installiert in einer Verbrennungskammer (11) eines Verbrennungsmotors (21), dient, wobei das Gerät enthält:

    ein Kurbelwinkeldetektionsabschnitt (18) zum Erzeugen eines Kurbelwinkelsignals (SGT) synchron zu der Drehung der Kurbelwelle (16) des Verbrennungsmotors (21);

    ein Nockenwinkeldetektionsabschnitt (19) zum Erzeugen eines Nockenwinkelsignals (SGC) synchron zu der Drehung einer Nockenwelle (17) des Verbrennungsmotors (21);

    einen Verdränger-Kraftstoffzuführabschnitt (5) mit einem Ansaughub und einem Entladehub synchronisiert zu der Drehung der Nockenwelle (17) zum Zuführen des Kraftstoffs zu dem Einspritzer (12); und

    einen Abschnitt für das Ändern des wirksamen Hubs (20) zum Ändern eines wirksamen Hubs in Beziehung zu dem Entladehub des Kraftstoffzuführabschnitts (5); wobei der Abschnitt zum Ändern des wirksamen Hubs (20) synchron zu dem Kurbelwinkelsignal (SGT) und dem Nockenwinkelsignal (SGC) so arbeitet, dass der wirksame Hub auf der Grundlage des Nockenwinkelsignals (SGC) geändert wird.
  2. Kraftstoffzuführ-Steuergerät für einen Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, wobei der Abschnitt zum Ändern des wirksamen Hubs (20) die Steuereinstellung für den wirksamen Hub auf der Grundlage einer Periode entscheidet, die anhand eines Nockenwinkels berechnet ist, angezeigt durch das Nockenwinkelsignal (SGC).
  3. Kraftstoffzuführ-Steuergerät für einen Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, wobei der Anschnitt zum Ändern des wirksamen Hubs (20) die Steuereinstellung für den wirksamen Hub unter Verwendung des Nockenwinkelsignals (SGC), detektiert zu gleichen Intervallen, entscheidet.
  4. Kraftstoffzuführ-Steuergerät für einen Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Abschnitt zum Ändern des wirksamen Hubs (20) den wirksamen Hub durch Korrektur einer Abweichung jedes Pulses von dem Nockenwinkelsignal (SGC) ändert.
  5. Kraftstoffzuführ-Steuergerät für einen Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Abschnitt zum Ändern des wirksamen Hubs (20) den wirksamen Hub unter Verwendung des Nockenwinkelsignals (SGC) an dem Ansaughub des Kraftstoffzuführabschnitts (5) ändert.
  6. Kraftstoffzuführ-Steuergerät für einen Verbrennungsmotor nach Anspruch 5, wobei eine Periode von der Eingabezeit des Nockenwinkelsignals (SGC) im Zusammenhang mit der Steuerung des Abschnitts zum Ändern des wirksamen Hubs (20) zu dem Abschlusszeitpunkt des Ansaughubs des Kraftstoffzuführabschnitts (5) länger festgelegt ist als eine Totzeit aufgrund einer Betriebsverzögerung des Abschnitts zum Ändern des wirksamen Hubs (20).
  7. Kraftstoffzuführ-Steuergerät für einen Verbrennungsmotor nach Anspruch 5, wobei eine Periode von einer Startzeit des Ansaughubs des Kraftstoffzuführabschnitts (5) zu dem Eingabezeitpunkt des Nockenwinkelsignals (SGC) im Zusammenhang mit der Steuerung des Abschnitts zum Ändern des wirksamen Hubs (20) länger festgelegt ist als eine Anlaufzeit zum Steuern des Abschnitts zum Ändern des wirksamen Hubs (20).
  8. Kraftstoffzuführ-Steuergerät für einen Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, wobei der Abschnitt zum Ändern des wirksamen Hubs (20) die Steuerzeiteinteilung für den Abschnitt zum Ändern des wirksamen Hubs (20) aufgrund eines Nockenwinkels, angezeigt durch das Nockenwinkelsignal (SGC), entscheidet, und den wirksamen Hub durch Zählen der Zahl der Pulse des Kurbelwinkelsignals (SGT) ändert.
  9. Kraftstoffzuführ-Steuergerät für einen Verbrennungsmotor nach Anspruch 8, wobei der Abschnitt zum Ändern des wirksamen Hubs (20) auf der Grundlage einer Betriebsbedingung des Verbrennungsmotors (21), detektiert durch Zählen der Zahl der Pulse des Kurbelwinkelsignals (SGT), entscheidet, ob sich der wirksame Hub ändern lässt oder nicht.
  10. Kraftstoffzuführ-Steuergerät für einen Verbrennungsmotor nach Anspruch 9, wobei die Betriebsbedingung des Verbrennungsmotors (21) die Umdrehungsgeschwindigkeit hiervon umfasst.
  11. Kraftstoffzuführ-Steuergerät für einen Verbrennungsmotor nach Anspruch 9, wobei der Verbrennungsmotor (21) einen Ventileinstellsteuerabschnitt hat, zum Steuern der Betriebseinstellung zumindest eines Einlassventils und eines Auslassventils, und die Betriebsbedingung des Verbrennungsmotors (21) den Steuerzustand des Ventileinstellsteuerabschnitts umfasst.
  12. Kraftstoffzuführ-Steuergerät für einen Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei der Kurbelwinkeldetektionsabschnitt (18) einen nicht gezahnten Abschnitt hat, entsprechend einer spezifischen Kurbelwinkelposition, bei der kein Puls des Kurbelwinkelsignals (SGT) erzeugt wird, wobei der nicht gezahnte Abschnitt so ausgebildet ist, dass er dem Ansaughub des Kraftstoffzuführabschnitts (5) entspricht.
Es folgen 15 Blatt Zeichnungen






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