DE19733897A1 - Controlling fuel injection timing point for common rail IC engine - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft im allgemeinen ein System zur Steuerung des zeitlichen Ablaufs der Kraftstoffeinspritzung für Brennkraftmaschinen bzw. Verbrennungsmotoren, und insbesondere ein System zur Steuerung des zeitlichen Ablaufs der Kraftstoffeinspritzung, welches so ausgestaltet ist, daß der zeitliche Ablauf der Kraftstoffeinspritzung auf der Basis einer Änderung des Kraftstoffdrucks geregelt bzw. gesteuert werden kann, mit welchem jeder Zylinder eines Motors versorgt wird und welcher durch die von einem einzigen Drucksensor überwachten Kraftstoffeinspritzung verursacht wird.The invention relates generally to a system for Control of fuel injection timing for internal combustion engines or internal combustion engines, and in particular a system for controlling the time Fuel injection process, which is configured in this way is that the timing of the fuel injection regulated based on a change in fuel pressure or can be controlled with which each cylinder of an engine and which is powered by one single pressure sensor monitored fuel injection is caused.
Es ist für Kraftfahrzeugbrennkraftmaschinen mit Kraftstoffeinspritzung entscheidend, den zeitlichen Ablauf der Kraftstoffeinspritzung für eine optimale Motorleistungsfähigkeit zu steuern. Der Grund dafür ist, daß eine Veränderung bzw. Verschiebung des zeitlichen Ablaufs der Kraftstoffeinspritzung bzw. des Kraftstoffeinspritzzeitpunktes von einem optimalen Wert weg zu einem Anstieg der Menge an Schadstoffemissionen oder mechanischen Geräuschen führt. Um dieses Problem zu beheben, sind typische elektronisch gesteuerte Verbrennungsmotoren so ausgestaltet, daß der zeitliche Ablauf der Kraftstoffeinspritzung während des Betriebs des Motors anhand eines Verzeichnisses (map) bestimmt wird, in dem die optimalen Werte des Kraftstoffeinspritzzeitpunktes bezüglich der Motordrehzahl und der Motorlast gespeichert sind, um den Beginn der Kraftstoffeinspritzung für jedes Kraftstoffeinspritzventil zu steuern. Die Abweichung von einer Kraftstoffeinspritzventileinheit zu einer anderen oder die mechanische Verschlechterung der Kraftstoffeinspritzventile führt jedoch dazu, daß der optimale zeitliche Ablauf der Einspritzung bzw. der optimale Einspritzzeitpunkt von einem auf der Basis des Verzeichnisses bestimmten Wertes verschoben wird, was eine Erhöhung der Schadstoffemissionen und/oder mechanische Geräusche zur Folge hat.It is for use with automotive internal combustion engines Fuel injection is crucial, the timing fuel injection for optimal To control engine performance. The reason for this is, that a change or shift in the temporal Sequence of fuel injection or Fuel injection timing away from an optimal value an increase in the amount of pollutant emissions or mechanical noise. To solve this problem fix are typical electronically controlled Internal combustion engines designed so that the temporal Fuel injection sequence during the operation of the Motors is determined based on a directory (map) in which the optimal values of the fuel injection time regarding engine speed and engine load are at the beginning of fuel injection for each Control fuel injector. The deviation from one fuel injector unit to another or the mechanical deterioration of the However, fuel injectors cause the optimal timing of the injection or optimal injection timing of one based on the Directory of a certain value, which is a Increase in pollutant emissions and / or mechanical Results in noises.
Die japanische zweite Patentveröffentlichung Nr. 1-52570 (deutsche Patentanmeldung P 30 32 381.0, welche am 28. August 1990 angemeldet wurde) japanischen Patents beschreibt ein elektrisches Steuerungssystem für Verbrennungsmotoren, wel ches so ausgestaltet ist, daß der Zeitpunkt festgelegt wird, an dem ein Nadelventil jedes Kraft stoffeinspritzventils geöffnet wird, indem ein Hubsensor zur Überwachung eines Hubs des Nadelventils verwendet wird, um zur Korrektur einen Unterschied zwischen der bestimmten Ventilöffnungszeit und dem Sollkraftstoffeinspritzzeitpunkt zu bestimmen.Japanese Second Patent Publication No. 1-52570 (German patent application P 30 32 381.0, which on August 28 Was filed in 1990) describes a Japanese patent electrical control system for internal combustion engines, wel ches is designed so that the time is fixed is at which a needle valve each force fuel injector is opened by a stroke sensor is used to monitor a stroke of the needle valve, to correct a difference between the particular Valve opening time and the target fuel injection time to determine.
Der oben erwähnte Stand der Technik hat jedoch den Nach teil, daß für jedes Einspritzventil ein Hubsensor eingebaut werden muß, was eine Erhöhung der Herstellungskosten herbei führt.However, the above-mentioned prior art has the after part that a stroke sensor is installed for each injector must be what an increase in manufacturing costs brings about.
Es ist deshalb eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden.It is therefore a main task of the present Invention, the disadvantages of the prior art avoid.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System zur Steuerung des zeitlichen Ablaufs der Kraftstoffeinspritzung zu schaffen, welches bei Verwendung einer geringen Anzahl von Drucksensoren zur Regelung bzw. Steuerung des Kraftstoffeinspritzzeitpunkts geöffnet wird.It is another object of the present invention System for controlling the timing of the To create fuel injection, which in use a small number of pressure sensors for regulation or Control of the fuel injection timing is opened.
Dies wird durch ein Verfahren gemäß den Merkmalen des Anspruch 1 und/oder eine Vorrichtung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 5 gelöst. This is done by a method according to the characteristics of the Claim 1 and / or a device according to the features of claim 5 solved.
Entsprechend eines Aspekts der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Steuerung bzw. Regelung eines Kraftstoffeinspritzzeitpunktes für einen Verbrennungsmotor bereitgestellt, welcher eine gemeinsame Verteilerleiste (Common Rail) aufweist, in der Kraftstoff bei einem vorgegebenem Druckniveau gespeichert ist, elektronisch gesteuerte Einspritzventile, von denen jeweils eines für jeden Zylinder vorgesehen ist, eine Hochdruckleitung, die die gemeinsame Verteilerleiste mit den Zylindern des Motors verbindet, und eine elektrische Steuerungseinheit, die den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt für jedes der Einspritzventile auf der Grundlage eines Kraftstoffeinspritzkorrekturwertes zur Kompensation einer Abweichung zwischen dem Sollkraftstoffeinspritzzeitpunkt und dem tatsächlichen Kraftstoffeinspritzzeitpunkt steuert, welches die Schritte aufweist: (a) Messen eines Druckabfallzeitpunkts, an dem ein durch die Kraftstoffeinspritzung von jedem Einspritzventil verursachter Druckabfall in der gemeinsamen Verteilerleiste eintritt; und (b) Bestimmen eines Kraftstoffeinspritzkorrekturwertes in Abhängigkeit vom Druckabfallzeitpunkt und einer Ausbreitungszeit, die eine durch die Kraftstoffeinspritzung erzeugte Kraftstoffdruckwelle benötigt, um von jedem der Einspritzventile aus die gemeinsame Verteilerleiste zu erreichen.According to an aspect of the present invention a method for controlling or regulating a Fuel injection timing for an internal combustion engine provided which is a common manifold (Common Rail), in the fuel at one predetermined pressure level is stored electronically controlled injectors, one for each each cylinder is provided a high pressure line that the common manifold with the cylinders of the engine connects, and an electrical control unit that the Fuel injection timing for each of the injectors based on a fuel injection correction value to compensate for a discrepancy between the Target fuel injection timing and the actual Fuel injection timing controls the steps comprises: (a) measuring a pressure drop timing at which one by the fuel injection of everyone Injector caused pressure drop in the common Distributor strip enters; and (b) determining one Fuel injection correction value depending on Pressure drop time and a propagation time, the one generated by the fuel injection Fuel pressure wave required to come from each of the Injectors from the common manifold too to reach.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Ausbreitungszeit die Zeit, welche eine Druckwelle benötigt, um von einem Ventilsitz eines Einspritzventils zur gemeinsamen Verteilerleiste zu gelangen.In a preferred embodiment of the invention Propagation time the time it takes a pressure wave to move from a valve seat of an injection valve to common manifold to arrive.
Die Ausbreitungszeit wird gemäß einer vorgegebenen Glei chung oder alternativ dazu aufgrund von Testergebnissen bestimmt.The propagation time is according to a given equation or alternatively based on test results certainly.
Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfin dung wird eine Vorrichtung zur Steuerung des zeitlichen Ablaufs der Kraftstoffeinspritzung bzw. eines Kraft stoffeinspritzzeitpunktes für einen Verbrennungsmotor be reitgestellt, welche aufweist (a) Kraftstoffeinspritzventile, wobei für jeden Zylinder des Motors jeweils ein Einspritzventil vorgesehen ist, (b) eine mit den Kraftstoffeinspritzventilen in Verbindung stehende gemeinsame Verteilerleiste (Common Rail), in der Kraftstoff bei einem vorgegebenen Druckniveau gespeichert ist, (c) einen Drucksensor, der einen Druck des Kraftstoff innerhalb der gemeinsamen Verteilerleiste mißt, um ein hierzu indikatives Signal zu liefern (d) eine Steuerungseinheit, die den Einspritzbeginn jedes Kraftstoffeinspritzventils auf einen Solleinspritzzeitpunkt steuert, wobei die Steue rungseinheit in Abhängigkeit von dem vom Drucksensor ausgegebenen Signal einen Druckveränderungszeitpunkt bestimmt, an dem eine durch die Kraftstoffeinspritzung eines der Kraftstoffeinspritzventile verursachte Druckänderung in der gemeinsamen Verteilerleiste eintritt, in Abhängigkeit vom Druckänderungszeitpunkt und einer Ausbreitungszeit, die eine Druckwelle benötigt, um von einem der Einspritzventile zur gemeinsamen Verteilerleiste zu gelangen, einen Einspritzzeitpunkt bestimmt, an dem eines der Kraftstoffeinspritzventile tatsächlich Kraftstoff in den entsprechenden Zylinder des Motors eingespritzt hat, einen Unterschied zwischen dem Einspritzzeitpunkt und dem Solleinspritzzeitpunkt bestimmt und den Solleinspritzzeitpunkt in Abhängigkeit von dem bestimmten Unterschied korrigiert.According to another aspect of the present invention a device for controlling the temporal Sequence of fuel injection or a force be fuel injection time for an internal combustion engine provided, which has (a) Fuel injectors, with each cylinder of the An injection valve is provided in each engine, (b) one related to the fuel injectors common rail, in the fuel stored at a predetermined pressure level, (c) a pressure sensor that detects a pressure of the fuel inside the common manifold measures to do this to provide an indicative signal (d) a control unit, the start of injection of each fuel injector controls to a target injection time, the tax unit depending on that of the pressure sensor output signal a pressure change time determined on the one by the fuel injection caused one of the fuel injectors Pressure change occurs in the common manifold, depending on the time of pressure change and one Propagation time that a blast takes to get from one of the injectors to the common manifold to arrive at an injection point at which one of the fuel injectors is actually fuel injected into the corresponding cylinder of the engine, a difference between the injection timing and the Target injection time determined and the Target injection time depending on the specific Corrected difference.
Die vorliegende Erfindung wird durch die detaillierte Be schreibung, welche im folgenden dargelegt wird, und durch die beigefügten Zeichnungen der bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung verständlicher, welche jedoch nicht als Ein schränkung der Erfindung auf die spezielle Ausführungsform verstanden werden sollte, sondern lediglich zur Erläuterung und zum Verständnis vorhanden sind. The present invention is illustrated by the detailed Be writing, which is set out below, and by the accompanying drawings of the preferred embodiment the invention is more understandable, which, however, not as a restriction of the invention to the specific embodiment should be understood, but only for explanation and are available for understanding.
In den Zeichnungen zeigt bzw. zeigenIn the drawings shows or show
Fig. 1 ein Blockschaltbild, welches ein System zur Steuerung eines Kraftstoffeinspritzzeitpunkts für einen Verbrennungsmotor gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt; Fig. 1 is a block diagram of the present invention showing a system for controlling a fuel injection timing for an internal combustion engine;
Fig. 2 eine vertikale Querschnittsansicht, welche einen Aufbau eines Kraftstoffeinspritzventils zeigt; Fig. 2 is a vertical cross sectional view showing a structure of a fuel injection valve;
Fig. 3 ein Flußdiagramm eines Programms, welches von dem System in Fig. 1 durchgeführt wird, um den Zeitpunkt zu bestimmen an dem in der gemeinsamen Verteilerleiste ein Druckabfall nachgewiesen werden sollte. Fig. 3 is a flow diagram of a program that is executed by the system in Fig. 1 to determine the time at which a pressure drop should be detected in the common manifold.
Fig. 4 ein Flußdiagramm eines Programms, um einen Kor rekturwert zum Korrigieren des Zielkraftstoffeinspritzzeit punkt zu bestimmen; und Fig. 4 is a flowchart of a program to a rekturwert Cor for correcting the target fuel injection timing to determine point; and
Fig. 5(a) bis 5(e) Zeitdiagramme, welche den berechneten Kraftstoffeinspritzzeitpunkt, den Ausgang bzw. die Ausgabe des Kraftstoffeinspritzsignals, eine Druckerfassungsdauer, eine Einspritzrate, bzw. eine Druckänderung in der ge meinsamen Verteilerleiste zeigen. Figure 5 (a) to 5 (e) are timing charts., Which show the calculated fuel injection timing, the output or the output of the fuel injection signal, a pressure detecting period, an injection rate, or a change in pressure in of the common rail.
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, insbesondere auf Fig. 1, wird ein Kraftstoffeinspritzsteuerungssystem 100 für Verbrennungsmotoren gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt.Referring to the drawings, particularly FIG. 1, a fuel injection control system 100 for internal combustion engines according to the present invention is shown.
Das Kraftstoffeinspritzsteuerungssystem 100 enthält im we sentlichen elektrisch gesteuerte Kraftstoffeinspritzventile 1, wobei für jeden Zylinder beispielsweise eines Vierzy linderdieselmotors jeweils eines vorgesehen ist, eine Steuerungseinheit 6, einen Drucksensor 7, einen Kurbelwinkelsensor 8, und einen Motorlastsensor 9. The fuel injection control system 100 essentially includes electrically controlled fuel injection valves 1 , one for each cylinder, for example a four-cylinder diesel engine, one control unit 6 , a pressure sensor 7 , a crank angle sensor 8 , and an engine load sensor 9 .
Die Kraftstoffeinspritzventile 1 sind über entsprechende Hochverteilerleisten 2 mit einer gemeinsamen Verteilerleiste 3 verbunden. Die gemeinsame Verteilerleiste 3 ist mit einer Einspritzpumpe 4 verbunden. Die Einspritzpumpe 4 liefert Kraftstoff welcher in einem Kraftstoffbehälter 5 gespeichert ist, zu einer gemeinsamen Verteilerleiste. In der Einspritzpumpe 4 ist ein bekannter Druckregelmechanismus angeordnet, welcher den Druck des Kraftstoffes innerhalb der gemeinsamen Verteilerleiste auf einem vorgegebenen Druckniveau hält.The fuel injection valves 1 are connected to a common distributor rail 3 via corresponding high distributor rails 2 . The common manifold 3 is connected to an injection pump 4 . The injection pump 4 delivers fuel, which is stored in a fuel tank 5 , to a common rail. A known pressure regulating mechanism is arranged in the injection pump 4 , which keeps the pressure of the fuel within the common distributor bar at a predetermined pressure level.
Die Steuerungseinheit 6 enthält einen Mikrocomputer, um den Einspritzzeitpunkt jedes Kraftstoffeinspritzventile 1 zu steuern.The control unit 6 contains a microcomputer to control the injection timing of each fuel injection valve 1 .
Der Drucksensor 7 ist in der gemeinsamen Verteilerleiste 3 eingebaut und überwacht den Druck des Kraftstoffes inner halb der gemeinsamen Verteilerleiste 3, um ein darauf indikatives Signal an die Steuerungseinheit 6 zu liefern. Der Zeitpunkt, der an dem jedes der Kraftstoffeinspritzventile 6 den Kraftstoff tatsächlich einspritzt, wird, wie es später detailliert beschrieben wird, durch Kompensieren anhand der Ausbreitungszeit bestimmt, welche eine Druckwelle benötigt, die aufgrund eines Kraftstoffdruckabfalls innerhalb der gemeinsamen Verteilerleiste 3 hervorgerufene, um über die Hoch druckleitung 2 zu Kraftstoffeinspritzventils 6 zu gelangen.The pressure sensor 7 is installed in the common rail 3 and monitors the pressure of the fuel within the common rail half 3, to provide an indicative signal it to the control unit. 6 The timing at which each of the fuel injectors 6 actually injects the fuel is determined, as will be described in detail later, by compensating for the propagation time required for a pressure wave caused by a drop in fuel pressure within the common rail 3 to pass through High pressure line 2 to get to fuel injector 6 .
Der Kurbelwellensensor 8 gibt ein Pulssignal bei 30° und 720° Winkelstellung einer Kurbelwelle eines Motors an die Steuerungseinheit 6 aus. Der Motorlastsensor 9 enthält ei nen Winkelstellungssensor, welcher eine Winkelstellung eines Einspritzsteuerungshebel (nicht gezeigt) der Einspritzpumpe nachweist, oder einen Pedalsensor, welcher den Betätigungsbetrag eines Gaspedals durch einen Kraftfahrzeugfahrer erfaßt, welcher ein entsprechendes Signal an die Steuerungseinheit 6 liefert. The crankshaft sensor 8 outputs a pulse signal at 30 ° and 720 ° angular position of a crankshaft of an engine to the control unit 6 . The engine load sensor 9 includes an angular position sensor which detects an angular position of an injection control lever (not shown) of the injection pump, or a pedal sensor which detects the operation amount of an accelerator pedal by a motor vehicle driver, which delivers a corresponding signal to the control unit 6 .
Die Steuerungseinheit 6 empfängt diese Sensorsignale und führt ein vorgegebenes - wie in Fig. 3 und 4 gezeigtes - logisches Programm aus, um Einspritzsteuerungssignale an die Einspritzern 1 zu liefern.The control unit 6 receives these sensor signals and executes a predetermined logic program, as shown in FIGS. 3 and 4, in order to supply injection control signals to the injectors 1 .
Fig. 2 zeigt den Aufbau eines jeden Einspritzventil 1. Fig. 2 shows the structure of each injector 1.
Der Einspritzventil 1 weist ein Gehäuse 10, einen Nadelkörper 12, ein Distanzstück 14, eine Nadel 16, eine Nadelfeder 18, einen Steuerkolben bzw. Druckbolzen 20, einen Solenoid bzw. Elektromagnet 22, ein Steuerungsventil 24 und eine bzw. Ankerfeder 28.The injection valve 1 has a housing 10 , a needle body 12 , a spacer 14 , a needle 16 , a needle spring 18 , a control piston or pressure pin 20 , a solenoid or electromagnet 22 , a control valve 24 and an armature spring 28 .
Der Nadelkörper 12 ist innerhalb eines Endabschnitts des Gehäuses 10 angeordnet. Die Nadel 16 ist innerhalb einer Nadelkammer 12-1 vertikal verschiebbar angeordnet, wie es in der Zeichnung gezeigt ist. Die Nadelfeder 18 ist innerhalb der Nadelkammer 12-1 so angeordnet, daß sie auf die Nadel 16 einen Druck ausübt, wodurch eine Düse oder Spritzloch 34 geschlossen wird. Der Druckkolben 20 ist innerhalb einer im Gehäuse so ausgebildeten Druckbolzenkammer 10-1 vertikal verschiebbar angeordnet, wie es in der Zeichnung dargestellt ist. Der Elektromagnet 22 ist an dem oberen Ende des Gehäuses 10 in elektrischer Verbindung mit der Steuerungseinheit 6 angebracht. Das Steuerungsventil 24 ist innerhalb einer in dem Gehäuse 10 ausgebildeten Ventilkammer 10-2 angeordnet, und weist einen Anker 24′ auf. Die Ankerfeder 28 drückt den Anker 24′ außer einen Eingriff mit dem Elektromagneten 22.The needle body 12 is disposed within an end portion of the housing 10 . The needle 16 is vertically slidably disposed within a needle chamber 12-1 , as shown in the drawing. The needle spring 18 is disposed within the needle chamber 12-1 so as to apply pressure to the needle 16 , thereby closing a nozzle or spray hole 34 . The pressure piston 20 is arranged vertically displaceably within a pressure pin chamber 10-1 formed in the housing, as shown in the drawing. The electromagnet 22 is attached to the upper end of the housing 10 in electrical connection with the control unit 6 . The control valve 24 is arranged within a valve chamber 10-2 formed in the housing 10 , and has an armature 24 '. The armature spring 28 presses the armature 24 'except for engagement with the electromagnet 22nd
Das Kraftstoffeinspritzventil 1 weist ferner eine Ausgleichstange 26 auf, welche im wesentlichen den gleichen Durchmesser hat wie der Sitzdurchmesser (d. h. der Durchmesser welcher von dem unteren Ende des Steuerungsventils 24 vorsteht, so daß der Fluiddruck, welcher an dem unteren Ende des Ventilkopfes 24′′ anliegt, mit dem an der Ausgleichsstange 26 in entgegengesetzter Richtung anliegenden im Gleichgewicht steht. Eines Ventilkopfes 24′′ eines Abschnitts des Ventilkopfes 24′′, welcher in einem Ventilsitz des Gehäuses 10 sitzt) hat, welche von dem unteren Ende des Steuerungsventils 24 so vorsteht, daß der Fluiddruck, welcher an dem unteren Ende des Ventilkopfes 24′′ angreift bzw. anliegt, mit dem im Gleichgewicht steht.The fuel injector 1 further comprises a balance bar 26, which has substantially the same diameter as the seat diameter (ie, the diameter of which from the lower end of the control valve 24 protrudes, so that the fluid pressure which is applied to the lower end of the valve head 24 '' which is in equilibrium with the balance rod 26 in the opposite direction. A valve head 24 '' of a portion of the valve head 24 '' which sits in a valve seat of the housing 10 ) which projects from the lower end of the control valve 24 so that the fluid pressure which acts on the lower end of the valve head 24 '' or is present with which is in equilibrium.
Im Nadelkörper 12 ist eine Nadelkammer 30 ausgebildet.A needle chamber 30 is formed in the needle body 12 .
In der Nadelkammer 30 ist an ihrer unteren Innenoberfläche ein Düsensitz 32 ausgebildet, auf dem die Nadel 16 sitzt. Die Nadelfeder 18 drückt das untere Ende der Nadel 16 in eine ständige Anlage mit dem Düsensitz 32. Die Nadelkammer 30 definiert in ihrem oberen Abschnitt einen ringförmigen Kraftstoffsammelbereich 40, der eine Verbindung eines Abschnitts mit großem Durchmesser mit einem Abschnitt mit kleinerem Durchmesser der Nadel 16 umgibt. Der Kraftstoff druck innerhalb des Kraftstoffsammelbereichs 40 wirkt auf die Nadel 16 so, daß sie gegen die Federkraft der Feder 18 nach oben bewegt wird. Die Nadelkammer 30 steht mit einer Hochdruckkraftstoffkanal 42 in Verbindung, welcher sich durch den Nadelkörper 12, das Distanzstück 14 und das Gehäuse 10 erstreckt. Der Hochdruckkraftstoffkanal 42 steht über die Hochdruckleitung 2 mit der gemeinsamen Verteilerleiste 3 in Verbindung.A nozzle seat 32 , on which the needle 16 is seated, is formed in the needle chamber 30 on its lower inner surface. The needle spring 18 presses the lower end of the needle 16 into constant contact with the nozzle seat 32 . The needle chamber 30 defines in its upper portion an annular fuel collection area 40 that surrounds a connection between a large diameter portion and a smaller diameter portion of the needle 16 . The fuel pressure within the fuel collection area 40 acts on the needle 16 so that it is moved upward against the spring force of the spring 18 . The needle chamber 30 is connected to a high-pressure fuel channel 42 , which extends through the needle body 12 , the spacer 14 and the housing 10 . The high-pressure fuel channel 42 is connected to the common distributor 3 via the high-pressure line 2 .
Eine Steuerungskammer 44 ist innerhalb der Druckstangen kammer 10-1 ausgebildet und dem der Nadel 16 entgegengesetzten oberen Ende der Druckstange 20 ausgesetzt. Die Steuerungskammer 44 über einem Abschnitt mit kleinem Durchmesser oder einer Drosselstelle 46 mit der Hochdruckleitung 2 in Verbindung. Ein Steuerungsanschluß 48 ist in dem Gehäuse 10 ausgebildet und öffnet am unteren Ende in dem Ventilkopf 24′′ des Steuerungsventils 24. Auf das Steuerungsventil 24 wird über eine Feder 28 ein Druck ausgeübt wodurch der Steuerungsanschluß 48 geschlossen und dadurch die Fluidverbindung zwischen einer Niederdruckkammer 50, welche um den Ventilkopf 24′′ des Steuerungsventils 24 definiert ist, und dem Steuerungsan schluß 48 blockiert wird. Die Niederdruckkammer 50 steht über eine Niederdruckfluidleitung 52 mit dem Kraftstoffbehälter 5 in Verbindung.A control chamber 44 is formed within the push rod chamber 10-1 and exposed to the needle 16 opposite the upper end of the push rod 20 . The control chamber 44 communicates with the high pressure line 2 through a small diameter section or a restriction 46 . A control connection 48 is formed in the housing 10 and opens at the lower end in the valve head 24 '' of the control valve 24 . In the control valve 24, a pressure is transmitted via a spring 28 exerting the control port 48 is closed and thereby the fluid communication between a low pressure chamber 50 which is defined around the valve head 24 '' of the control valve 24, and the Steuerungsan is blocked circuit 48th The low pressure chamber 50 is connected to the fuel tank 5 via a low pressure fluid line 52 .
Wenn der Elektromagnet 22 ausgeschaltet ist, wird das Steuerungsventil 24 mit Hilfe der Tätigkeit der Feder 28 so nach unten bewegt, daß der Ventilkopf 24′′ den Steuerungsan schluß 48 schließt. Der Hochdruckkraftstoff innerhalb der Hochverteilerleiste 2 wird über den Hochdruckkraftstoffkanal 42 zu dem Kraftstoffsammelbereich 40 geliefert, wodurch die Nadel 16 in eine Ventilöffnungsrichtung gedrängt wird und tritt über die Drosselstelle 46 ebenso in die Steuerungskammer 44 ein, wodurch die Nadel 16 über die Druckstange 20 in eine Ventilschließrichtung gedrückt wird. Der Druck des von der gemeinsamen Verteilerleiste 3 zugeführten Kraftstoffs, der die Nadel 16 nach oben drückt (d. h. der Ventilöffnungsdruck) steht im besonderen mit dem Druck des die Nadel 16 nach unten drückenden Kraftstoffs (d. h. dem Ventilschließdruck) im Gleichgewicht.When the solenoid 22 is turned off, the control valve 24 is of the spring 28 is moved with the aid of activity down that the valve head 24 '' includes the Steuerungsan circuit 48th The high pressure fuel within the high common rail 2 is supplied through the high-pressure fuel passage 42 to the fuel collection area 40, whereby the needle is urged in a valve opening direction 16 and exits via the orifice 46 as in the control chamber 44 a, whereby the needle 16 through the push rod 20 in a valve closing direction is pressed. The pressure of the fuel supplied from the common rail 3 which pushes the needle 16 up (ie the valve opening pressure) is in particular in balance with the pressure of the fuel pushing the needle 16 down (ie the valve closing pressure).
Wenn der Elektromagnet 22 eingeschaltet wird, wird der Anker 24′ von dem Elektromagneten 22 gegen die Federkraft der Feder 28 angezogen, so daß der Ventilkopf 24′′ des Steuerungsventils 24 außer eine Anlage mit dem Steuerungsanschluß 48 nach oben angehoben wird, was dazu führt, daß der Kraftstoffdruck innerhalb der Steuerungs kammer 44 aus der Niederdruckfluidleitung 52 abgegeben wird. Dies vermindert den Kraftstoffdruck innerhalb der Steuerungskammer 44, welcher die Nadel 16 nach unten drückt, so daß der Kraftstoffdruck innerhalb des Kraftstoffsammelbereichs 40 die Nadel 16 von dem Ventilsitz 32 weg anhebt, was zur Folge hat, daß der Kraftstoff aus dem Spritzloch 34 gespritzt wird.When the solenoid 22 is energized, the armature 24 'of the electromagnet 22 energized against the spring force of the spring 28 so that the valve head 24' 'of the control valve 24 is out of a plant to the control terminal 48 is lifted upward, resulting in that the fuel pressure within the control chamber 44 is discharged from the low pressure fluid line 52 . This reduces the fuel pressure within the control chamber 44 which pushes the needle 16 down so that the fuel pressure within the fuel collection area 40 raises the needle 16 away from the valve seat 32 , causing the fuel to be sprayed out of the spray hole 34 .
Der Kraftstoffdruck innerhalb der gemeinsamen Verteilerleiste 3 wird bei der Kraftstoffeinspritzung eines jeden Einspritzventils 1 (siehe Fig. 5 (e)) vermindert. Die Erfassung dieses Druckabfalls durch den Drucksensor 7 unterliegt einer Verzögerung, welche durch die Ausbreitung einer Druckwelle von dem Ventilsitz 32 zu der gemeinsamen Verteilerleiste 3 (d. h. Drucksensor 7) nach dem Öffnen eines der Einspritzventile 1 geöffnet wird (d. h. nach dem Beginn des Anhebens des Nadelventils 16) verursacht wird. Diese Zeitverzögerung ΔtD wird gewöhnlich durch die Elastizitätscharakteristiken eines Leitungssystems (d. h. des Hochdruckkraftstoffkanals 42, der Hochdruckleitung 2 und der gemeinsamen Verteilerleiste 3) und den Kraftstoffcharakteristiken bestimmt und kann aus der folgenden Gleichung erhalten werden:The fuel pressure within the common rail 3 is decreased in the fuel injection of each injector 1 (see Fig. 5 (e)). The detection of this pressure drop by the pressure sensor 7 is subject to a delay which is opened by the propagation of a pressure wave from the valve seat 32 to the common manifold 3 (ie pressure sensor 7 ) after the opening of one of the injection valves 1 (ie after the start of the lifting of the needle valve 16 ) is caused. This time delay Δt D is usually determined by the elasticity characteristics of a pipe system (ie the high pressure fuel channel 42 , the high pressure pipe 2 and the common rail 3 ) and the fuel characteristics and can be obtained from the following equation:
wobei D der Durchmesser der Leitung ist, L die Länge der Leitung ist, E das Modul der longitudinalen Elastizität der Leitung ist, C eine durch den Typ der Halterung der Leitung festgelegte Konstante ist, n die Anzahl der Segmente der Leitung ist, die jeweils eine Wanddicke aufweisen, welche sich von der jeweils benachbarten unterscheiden, γ ist die Kraftstoffdichte, k ist der Koeffizient der Volumenausdeh nung und g ist die Gravitationskonstante.where D is the diameter of the line, L is the length of the Is E, the module of the longitudinal elasticity of the Line is, C one by the type of the holder of the line fixed constant, n is the number of segments of the Line, each have a wall thickness, which differ from the neighboring one, γ is the Fuel density, k is the coefficient of volume expansion voltage and g is the gravitational constant.
Die Zeitverzögerung ΔtD kann alternativ auch experimentell bestimmt werden. Alternatively, the time delay Δt D can also be determined experimentally.
Der Zeitpunkt, an dem Kraftstoffeinspritzung tatsächlich stattgefunden hat, kann im besonderen bestimmt werden, in dem der Zeitpunkt, an dem der Druckabfall in der gemeinsamen Verteilerleiste 3 durch den Drucksensor 7 erfaßt wird, um die Zeitverzögerung ΔtD vorgerückt wird.The time at which fuel injection actually took place can be determined in particular at which the time at which the pressure drop in the common rail 3 is detected by the pressure sensor 7 is advanced by the time delay Δt D.
Das Kraftstoffeinspritzsteuerungssystem 100 dieser Ausführungsform kann den Betrieb jedes Einspritzventils 6 in der Weise steuern, daß der tatsächliche Kraftstoffein spritzzeitpunkt, welcher in der oben beschriebenen Art und Weise bestimmt wird, in Übereinstimmung mit dem Zielkraft stoffeinspritzzeitpunkt für eine optimale Verbrennung gebracht wird.The fuel injection control system 100 of this embodiment can control the operation of each injection valve 6 so that the actual fuel injection timing determined in the above-described manner is brought into accordance with the target fuel injection timing for optimal combustion.
Fig. 3 zeigt ein Flußdiagramm eines Programms, welches von der Steuerungseinheit 7 im Ansprechen auf die Eingabe eines Pulssignals von dem Kurbelwinkelsensor 8 bei jedem Kurbel winkel von beispielsweise 30° durchgeführt wird, um den Zeitpunkt zu bestimmen, an dem ein Druckabfall in der gemeinsamen Verteilerleiste erfaßt werden sollte. Fig. 3 shows a flowchart of a program which is carried out by the control unit 7 in response to the input of a pulse signal from the crank angle sensor 8 at each crank angle of, for example, 30 ° in order to determine the point in time at which a pressure drop in the common distributor bar should be recorded.
Nach dem Einstieg in das Programm, schreitet die Routine zu Schritt 100 vor, in dem bestimmt wird, ob der für einen ersten Zylinder #1 berechnete Kraftstoffeinspritzzeitpunkt erreicht wurde oder nicht. Gewöhnlicherweise erfolgt die Einspritzung bei Dieselmotoren unmittelbar bevor ein Kolben jedes Zylinders in einem Kompressionsvorgang den oberen Totpunkt erreicht. Der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt wird somit, wie es in Fig. 5(a) durch tC gezeigt ist, so berechnet, daß er um eine bestimmte Zeitverzögerung dem entsprechenden Zeitpunkt, an dem eines der Einspritzventile 1 tatsächlich geöffnet ist, vorangehen kann.After entering the program, the routine proceeds to step 100, where it is determined whether or not the fuel injection timing calculated for a first cylinder # 1 has been reached. In diesel engines, injection is usually carried out immediately before a piston in each cylinder reaches top dead center in a compression process. The fuel injection timing is thus calculated, as shown in FIG. 5 (a) by t C , so that it can precede the corresponding time at which one of the injection valves 1 is actually opened by a certain time delay.
Falls im Schritt 100 eine "Nein"-Antwort erhalten wird, schreitet die Routine zu Schritt 102 voran, in dem bestimmt wird, ob der für einen zweiten Zylinder #2 berechnete Kraftstoffeinspritzzeitpunkt erreicht wurde oder nicht. If a "no" answer is received in step 100, the routine proceeds to step 102, in which determines is whether the one calculated for a second cylinder # 2 Fuel injection timing has been reached or not.
Falls im Schritt 102 eine "Nein"-Antwort erhalten wird, schreitet die Routine zu Schritt 104 weiter, in dem bestimmt wird, ob der für einen dritten Zylinder #3 berech nete Kraftstoffeinspritzzeitpunkt erreicht wurde oder nicht. Falls eine "Nein"-Antwort bei Schritt 104 erzielt wird, schreitet dann die Routine zu Schritt 106 weiter, bei dem festgestellt wird, ob der für einen vierten Zylinder #4 berechnete Kraftstoffeinspritzzeitpunkt erreicht wurde oder nicht.If a "no" answer is received in step 102, the routine proceeds to step 104 where it is determined whether the compute for a third cylinder # 3 nete fuel injection time was reached or Not. If a "no" answer is obtained at step 104 then the routine proceeds to step 106 which is determined whether the for a fourth cylinder # 4 calculated fuel injection time was reached or Not.
Falls im Schritt 100 eine "Ja" Antwort in Schritt 100 erreicht wird, was bedeutet, daß der für den ersten Zylinder #1 berechnete Kraftstoffeinspritzzeitpunkt erreicht wurde, schreitet die Routine dann zum Schritt 108 weiter, in dem die Kraftstoffeinspritzmenge Q bestimmt wird. Wie es im allgemeinen bekannt ist, wird für die Kraftstoffeinspritzsteuerung ein Einspritzmengenverzeichnis verwendet, in dem gewünschte Werte der Kraft stoffeinspritzmenge Q für eine Vielzahl von Kombinationen der Motordrehzahl und Motorlast gespeichert sind. Im Schritt 108 wird die Kraftstoffeinspritzmenge Q durch ein Interpolationsverfahren unter Bezugnahme auf ein derartiges Verzeichnis bestimmt, welches auf der Motordrehzahl und Motorlast basiert, welche durch die Ausgaben des Kur belwinkelsensors 8 und der Motorlastsensors 9 bestimmt werden.If a "yes" answer is reached in step 100 in step 100, which means that the fuel injection timing calculated for the first cylinder # 1 has been reached, the routine then proceeds to step 108 in which the fuel injection quantity Q is determined. As is generally known, an injection quantity map is used for the fuel injection control in which desired values of the fuel injection quantity Q are stored for a multiplicity of combinations of the engine speed and engine load. In step 108, the fuel injection amount Q is determined by an interpolation method with reference to such a map, which is based on the engine speed and engine load, which are determined by the outputs of the crank angle sensor 8 and the engine load sensor 9 .
Die Routine schreitet dann zum Schritt 110 voran, wobei der Zielkraftstoffeinspritzzeitpunkt t₀ (d. h. der Ventilöff nungszeitpunkt der Nadel 16 des Einspritzventils 1) auf der Basis der Motordrehzahl und Motorlast, welche von dem Kurbelwinkelsensor 8 und dem Motorlastsensor 9 überwacht werden, unter Verwendung eines allgemein bekannten Einspritzzeitpunktverzeichnisses bestimmt wird, in dem die gewünschten Werte der besten Kraftstoffeinspritzzeitpunkte für eine Vielzahl von Kombinationen von Motordrehzahl und Motorlasten gespeichert sind. The routine then proceeds to step 110 where the target fuel injection timing t₀ (ie, the valve opening timing of the needle 16 of the injector 1 ) based on the engine speed and engine load monitored by the crank angle sensor 8 and the engine load sensor 9 using a well known one Injection timing directory is determined, in which the desired values of the best fuel injection times are stored for a variety of combinations of engine speed and engine loads.
Die Routine schreitet dann zum Schritt 112 vor, in dem ein Korrekturwert Δt₀ von dem im Schritt 110 bestimmten Ziel kraftstoffeinspritzzeitpunkt t₀ subtrahiert wird, um den Zielkraftstoffeinspritzzeitpunkt t₀ zu korrigieren. Der Korrekturwert Δt₀ ist, wie es später im Detail erläutert wird, eine Differenz zwischen einem tatsächlichen Einspritzzeitpunkt tom, an dem Kraftstoff in den ersten Zylinder #1 vor einem Kurbelwinkel von 720° in einen vorangehenden Verbrennungszyklus, welcher auf der Basis eines Druckabfalls innerhalb der gemeinsamen Verteilerleiste 3 gemessen wurde, eingespritzt wird, und dem Zielkraftstoffeinspritzzeitpunkt t₀.The routine then proceeds to step 112, in which a correction value Δt₀ is subtracted from the target fuel injection time t₀ determined in step 110 to correct the target fuel injection time tzeit. The correction value Δt₀ is, as will be explained in detail later, a difference between an actual injection timing t om , at which fuel in the first cylinder # 1 before a crank angle of 720 ° in a previous combustion cycle, which is based on a pressure drop within the common manifold 3 was measured, is injected, and the target fuel injection time t₀.
Die Routine schreitet zum Schritt 114 voran, in dem der Einschaltsignalausgabezeitpunkt ti bestimmt wird, d. h. der Zeitpunkt, an dem ein Einschaltsignal an das Einspritzventil 1 des ersten Zylinders #1 ausgegeben werden sollte, um den Beginn der Einspritzung auf den Zielkraft stoffeinspritzzeitpunkt t₀, welcher in Schritt 112 herge leitet wurde, zu steuern. Zwischen der Ausgabe des Einschaltsignals an das Einspritzventil 1 und einem Zeitpunkt, an dem die Nadel 16 nach oben angehoben wird, da das Anheben der Nadel 16 der Bewegung des Steuerungsventils 24 und der Druckstange 20 folgt, tritt im besonderen eine Zeitverzögerung ein. Der Einschaltsignalausgabezeitpunkt ti wird somit bestimmt, in dem eine derartige Zeitverzögerung ΔtF, wie es in Fig. 5(e) gezeigt ist, von dem Zielkraft stoffeinspritzzeitpunkt t₀ abgezogen wird. Die Zeitverzögerung ΔtF kann auf der Basis von Testergebnissen bestimmt werden.The routine proceeds to step 114 where the turn-on signal output timing t i is determined, that is, the timing at which a turn-on signal should be output to the injector 1 of the first cylinder # 1 to start the injection to the target fuel injection timing t₀, which was directed in step 112 to control. In particular, there is a time delay between the output of the switch-on signal to the injection valve 1 and a point in time at which the needle 16 is lifted upwards because the lifting of the needle 16 follows the movement of the control valve 24 and the push rod 20 . The switch-on signal output time t i is thus determined by subtracting such a time delay Δt F , as shown in FIG. 5 (e), from the target fuel injection time t₀. The time delay Δt F can be determined on the basis of test results.
Die Routine schreitet zu Schritt 116 voran, in dem ein Aus schaltsignalausgabezeitpunkt te, d. h. der Zeitpunkt, an dem ein Ausschaltsignal an das Einspritzventil 1 des ersten Zylinders #1 ausgegeben werden sollte, bestimmt wird, indem zu dem Einschaltsignalausgabezeitpunkt ti die Zeit addiert wird, welche das Einspritzventil 1 benötigt, um Kraftstoff in den Zylinder mit der Kraftstoffeinspritzmenge Q einzu spritzen.The routine proceeds to step 116, in which an off-signal output timing t e , that is, the timing at which an off-signal should be output to the injector 1 of the first cylinder # 1, is determined by adding the time to the on-signal output timing t i , which the injector 1 needs to inject fuel into the cylinder with the fuel injection amount Q.
Die Routine schreitet zu Schritt 118 voran, in dem der Ein schaltsignalausgabezeitpunkt ti und der Ausschaltsignalausgabezeitpunkt te in einem in der Steuereinheit 6 eingerichteten Zeitkoinzidenzregister. Das Zeitkoizidenzregister ist so ausgestaltet, daß es ein Einschaltsignal an das Einspritzventil 1 liefert, wenn der Einschaltsignalausgabezeitpunkt ti erreicht ist, und ein Ausschaltsignal, wenn der Ausschaltsignalausgabezeitpunkt te erreicht ist, wie in Fig. 5(b) gezeigt ist.The routine proceeds to step 118, in which the switch-on signal output time t i and the switch-off signal output time t e in a time coincidence register set up in the control unit 6 . The time coincidence register is configured to supply an on signal to the injector 1 when the on signal output timing t i is reached and an off signal when the off signal output time t e is reached, as shown in Fig. 5 (b).
Die Routine schreitet zu Schritt 120 voran, in dem der Druckerfassungszeitpunkt tA, wie es in Fig. 5(c) gezeigt ist, bestimmt wird, d. h. der Beginn der Druckerfassungsdauer T während welcher eine durch die Kraftstoffeinspritzung in den ersten Zylinder #1 verursachte Druckänderung in der gemeinsamen Verteilerleiste 3 durch den Drucksensor 7 bestimmt wird.The routine proceeds to step 120 where the pressure detection timing t A is determined as shown in Fig. 5 (c), that is, the beginning of the pressure detection period T during which a pressure change caused by the fuel injection into the first cylinder # 1 is determined in the common manifold 3 by the pressure sensor 7 .
Die Routine schreitet zu Schritt 122 voran, in dem der Druckerfassungsbeendigungszeitpunkt tB, wie in Fig. 5(c) gezeigt ist, bestimmt wird, d. h. das Ende der Druckerfassungsdauer T. Wie oben erläutert ist, tritt in der gemeinsamen Verteilerleiste 3, wie es in Fig. 5(e) gezeigt ist, am Zeitpunkt toc mit der Zeitverzögerung ΔtD, welche durch die oben beschriebene Gleichung (1) bestimmt wird, dann vor, nach dem Beginn der Kraftstoffeinspritzung ein Druckabfall ein. Die Schritte 120 und 122 legen die Druckerfassungszeitpunkt tA und die Druckerfassungsbeendigungszeitpunkt tB fest, um eine Druckerfassungsdauer T (d. h. ein Zeitinterval zwischen tA und tB) zu definieren, während dem der Druckabfall innerhalb der gemeinsamen Verteilerleiste 3 eintreten würde. The routine proceeds to step 122, in which the pressure detection completion timing t B , as shown in Fig. 5 (c), is determined, that is, the end of the pressure detection period T. As explained above, the common manifold 3 occurs as it does in Fig. 5 (e) is shown at time t oc with the time delay .DELTA.t D, which is determined by the above described equation (1), then right after the start of fuel injection, a pressure drop a. Steps 120 and 122 set the print acquisition time t A and the pressure detection completion time t B fixed to a pressure detection duration T (ie a time interval between t A and t B) to define, during which the pressure drop would occur within the common rail. 3
Die Routine schreitet zu Schritt 124 voran, in dem bei dem ein in der Steuerungseinheit 6 eingerichtetes Vergleichsregister (nicht gezeigt) ein Druckerfassungsflag, wie in Fig. 5(c) gezeigt ist, auf Eins (1) setzt, wenn der Druckerfassungszeitpunkt erreicht ist, und setzt dieses Flag zurück, wenn der Druckerfassungsbeendigungszeitpunkt tB erreicht wird. Die Bestimmung, ob die Druckerfassungszeitpunkt tA erreicht wurde oder nicht, kann somit durch Überprüfung des Status des Drucknachweismarkers F erreicht werden.The routine proceeds to step 124, where a comparison register (not shown) set in the control unit 6 sets a pressure detection flag as shown in Fig. 5 (c) to one (1) when the pressure detection timing is reached. and resets this flag when the pressure detection completion time t B is reached. The determination as to whether the pressure detection point in time t A has been reached or not can thus be achieved by checking the status of the print proof marker F.
Falls in Schritten 102, 104 oder 106 eine "JA"-Antwort erreicht wird, werden die gleichen Schritte wie die Schritte von 108 bis 124 ausgeführt, so daß eine detaillierte Erläuterung davon ausgelassen werden kann.If in steps 102, 104 or 106, a "YES" answer the same steps as that Steps from 108 to 124 performed so that a detailed explanation thereof can be omitted.
Fig. 4 zeigt ein Flußdiagramm eines Programms, um den Korrekturwert Δt zur Korrektur des Zielkraftstoffein spritzzeitpunktes t₀ zu bestimmen, wie es in dem Flußdiagramm von Fig. 3 beschrieben ist. Dieses Programm wird mit zeitlichen Unterbrechungen in vorgegebenen Zeitintervallen, beispielsweise von 0,1 ms, durchgeführt. Fig. 4 shows a flowchart of a program to determine the correction value Δt for correcting the target fuel injection timing t₀, as described in the flowchart of Fig. 3. This program is carried out with time interruptions at predetermined time intervals, for example 0.1 ms.
Nach dem Eintritt in das Programm, schreitet die Routine zum Schritt 140 voran, in dem das Druckerfassungsflag, welches im Schritt 124 von Fig. 3 gesetzt wird, Eins(1) zeigt oder nicht, um zu bestimmen, ob die Druckerfassungsdauer T begonnen wurde oder nicht. Falls eine "Ja"-Antwort erhalten wird (F=1), schreitet die Routine zu Schritt 142 voran, in dem ein Druckabfall in der gemeinsamen Verteilerleiste 3 bereits vom Drucksensor 7 erfaßt wurde oder nicht. Falls andererseits eine "Nein"-Antwort erhalten wird, schreitet die Routine zum Schritt 143 voran, in dem der Druck P des Kraftstoffs innerhalb der gemeinsamen Verteilerleiste 3, welcher vom Drucksensor 7 überwacht wird, als ein Druck Pi in der gemeinsamen Verteilerleiste bestimmt wird.After entering the program, the routine proceeds to step 140 where the pressure detection flag set in step 124 of FIG. 3 shows one (1) or not to determine whether the pressure detection period T has started or Not. If a "yes" answer is received (F = 1), the routine proceeds to step 142, in which a pressure drop in the common distributor bar 3 has already been detected by the pressure sensor 7 or not. On the other hand, if a "no" answer is obtained, the routine proceeds to step 143, in which the pressure P of the fuel within the common rail 3 , which is monitored by the pressure sensor 7 , is determined as a pressure P i in the common rail .
Die Routine schreitet zu Schritt 144 voran, in dem bestimmt wird, ob der Druck Pi in der gemeinsamen Verteilerleiste, welcher in diesem Programmzyklus bestimmt wird, kleiner ist als der im vorherigen Programmzyklus bestimmte Druck Pi-1 in der gemeinsamen Verteilerleiste oder nicht (Pi<PP-1). Falls eine "Nein"-Antwort erhalten wird, kann daraus ge schlossen werden, daß in der gemeinsamen Verteilerleiste 3 ein durch die Kraftstoffeinspritzung des Einspritzventils 1 für den ersten Zylinder #1 verursachter Druckabfall noch nicht eingetreten ist, und die Routine geht zum Schritt 145, in dem der Druck Pi-1 in der gemeinsamen Verteilerleiste, durch den in diesem Programmzyklus zur Verwendung in einem der folgenden Programmzyklen bestimmten Druck Pi in der gemeinsamen Verteilerleiste aktualisiert wird.The routine proceeds to step 144 where it is determined whether or not the pressure P i in the common manifold determined in this program cycle is less than the pressure P i-1 in the common manifold determined in the previous program cycle. P i <P P-1 ). If a "no" answer is received, it can be concluded that a pressure drop caused by the fuel injection of the injection valve 1 for the first cylinder # 1 has not yet occurred in the common rail 3 , and the routine goes to step 145, in which the pressure P i-1 in the common manifold is updated by the pressure P i in the common manifold intended for use in one of the following program cycles in this program cycle.
Falls eine "Ja" Antwort in Schritt 144 erreicht wird, was bedeutet, daß innerhalb der gemeinsamen Verteilerleiste 3 ein Druckabfall zwischen dem Schritt 144 in dem vorangehenden Programmzyklus und dem Schritt 144 in diesem Programmzyklus eingetreten ist, schreitet dann die Routine zu Schritt 146 voran, in dem ein Zählwert t eines Zeitgebers (nicht gezeigt), beispielsweise eines frei laufenden Zeitgebers, welcher in der Steuerungseinheit 6 eingerichtet ist, auf einen Wert toc gesetzt wird, welcher gleich dem Zeitpunkt toc ist, der in Fig. 5(e) gezeigt ist, an dem der Druck in der gemeinsamen Verteilerleiste 3 von einem konstanten Pegel aus vermindert wird.If a "yes" answer is reached in step 144, which means that within the common manifold 3 a pressure drop has occurred between step 144 in the previous program cycle and step 144 in this program cycle, the routine then proceeds to step 146, in which a count t of a timer (not shown), for example a free-running timer, which is set up in the control unit 6 , is set to a value t oc which is equal to the time t oc , which is shown in FIG. 5 (e) is shown at which the pressure in the common manifold 3 is reduced from a constant level.
Die Routine schreitet zu Schritt 148 voran, bei dem ein Un terschied zwischen dem Zeitpunkt toc des Druckabfalls in der gemeinsamen Verteilerleiste und der Zeitverzögerung Δt (d. h. toc -Δt) als der tatsächliche Einspritzzeitpunkt tom bestimmt wird, an dem die Kraftstoffeinspritzung, welche einen Druckabfall innerhalb der gemeinsamen Verteilerleiste 3 hervorruft, tatsächlich beginnt. Insbesondere wird ein Zeitpunkt, der hergeleitet wird, in dem der Zeitpunkt toc des Druckabfalls in der gemeinsamen Verteilerleiste um einen der Zeitverzögerung Δt äquivalenten Betrag vorgerückt wird, als der tatsächliche Einspritzzeitpunkt tom bestimmt wird.The routine proceeds to step 148, where a difference between the time t oc of pressure drop in the common rail and the time delay Δt (ie, t oc -Δt) is determined as the actual injection timing t om at which the fuel injection, which causes a pressure drop within the common manifold 3 , actually begins. In particular, a point in time, in which the point in time t oc of the pressure drop in the common distributor bar is advanced by an amount equivalent to the time delay Δt, when the actual injection point in time t om is determined.
Die Routine schreitet zu Schritt 150 voran, in dem der Sollkraftstoffeinspritzzeitpunkt t₀, welcher im Schritt 110 von Fig. 3 bestimmt wird, von dem tatsächlichen Einspritz zeitpunkt tom subtrahiert wird, um den Korrekturwert zu bestimmen, welcher zur Korrektur des Sollkraftstoffeinspritzzeitpunkts t₀ in Schritt 112 der Fig. 3 in einem nachfolgenden Programmzyklus verwendet wird.The routine proceeds to step 150 in which the target fuel injection timing t₀, which is determined in step 110 of FIG. 3, is subtracted from the actual injection timing t om to determine the correction value required to correct the target fuel injection timing t₀ in step 112 . 3 is used in a subsequent program cycle of FIG.
Falls eine "Ja"-Antwort im Schritt 152, 154, oder 156 er reicht wird, werden die gleichen Schritte wie die Schritte 142 bis 150 für einen des zweiten bis vierten Zylinders #2 bis #4 durchgeführt, so daß eine detaillierte Erläuterung davon an dieser Stelle ausgelassen werden kann.If a "yes" answer in step 152, 154, or 156 he is enough, the same steps as the steps 142 to 150 for one of the second to fourth cylinders # 2 to # 4 done so that a detailed explanation of which can be omitted here.
In. Fig. 5(d) stellt die durchgezogene Linie eine Änderung der Einspritzrate dar, welche von einem der Ein spritzventile tatsächlich durchgeführt wird, während die unterbrochene Linie eine Änderung der Solleinspritzrate darstellt. Die Steuerung gemäß den Programmen in den Fig. 3 und 4 bringt den tatsächlichen Einspritzzeitpunkt tom in Übereinstimmung mit dem Sollkraftstoffein spritzzeitpunkt t₀, wenn die tatsächliche Einspritzrate von der Solleinspritzrate abweicht.In. Fig. 5 (d) represents the solid line a change in the injection rate, which is actually performed by one of the injection valves, while the broken line represents a change in the target injection rate. The control according to the programs in FIGS. 3 and 4 brings the actual injection timing t om in accordance with the target fuel injection timing t₀ when the actual injection rate deviates from the target injection rate.
Während die vorliegende Erfindung hinsichtlich bevorzugter Ausgestaltungen beschrieben wurde, sollte um der Einfach heit halber eines besseren Verständnisses hervorgehoben werden, daß die Erfindung in verschiedenen Arten ohne Ver lassen des Erfindungsgegenstandes ausgestaltet werden kann. Deshalb sollte die Erfindung zu verstanden werden, alle möglichen Ausgestaltungen und Modifikationen zu den gezeig ten Ausgestaltungen einzuschließen, welche ausgeführt wer den, ohne den Erfindungsgedanken, wie in den abhängigen An sprüchen vorhanden, zu verlassen.While the present invention is more preferred in terms Embodiments described should be about the simple highlighted for better understanding be that the invention in different ways without Ver let the subject of the invention can be designed. Therefore, the invention should be understood, all possible configurations and modifications to the shown to include th configurations which are carried out the, without the inventive concept, as in the dependent An sayings to leave.
Es wird somit ein System zur Steuerung des Kraftstoffein spritzzeitpunktes für einen Verbrennungsmotor geschaffen, welcher einen Drucksensor und eine Einspritzsteuerungsein heit enthält. Der Drucksensor mißt den Druck des Kraft stoffes, der in einer gemeinsamen Verteilerleiste gespeichert ist, die mit den Kraftstoffeinspritzventilen im Motor in Verbindung steht, wobei jeweils ein Einspritzventil für jeden Zylinder vorgesehen ist. Die Steuerungseinheit gibt ein Einschaltsignal an jedes der Kraftstoffeinspritzventile aus, um den Beginn der Einspritzung auf einen Solleinspritzzeitpunkt zeitlich festzulegen. Die Steuerungseinheit bestimmt ferner einen Druckänderungszeitpunkt, an dem eine durch die Kraftstoffeinspritzung eines der Kraftstoffeinspritzventile verursachte Druckänderung in der gemeinsamen Verteilerleiste in Abhängigkeit von einer Ausgabe des Drucksensors, einen Einspritzzeitpunkt für eines der Kraftstoffeinspritzventile, welches den Kraftstoff in den entsprechenden Zylinder des Motors tatsächlich eingespritzt hat, auf der Grundlage des Druckänderungszeitpunkts wie auch einer Ausbreitungszeit, welche eine Druckwelle benötigt, um von einem der Kraftstoffeinspritzventile zur gemeinsamen Verteilerleiste zu gelangen, eine Differenz zwischen dem Einspritzzeitpunkt und dem Solleinspritzzeit punkt und korrigiert den Solleinspritzzeitpunkt auf der Grundlage der bestimmten Differenz.It thus becomes a fuel control system injection time created for an internal combustion engine, which is a pressure sensor and an injection control contains. The pressure sensor measures the pressure of the force fabric that is in a common manifold is stored with the fuel injectors in Motor is connected, one at a time Injector is provided for each cylinder. The Control unit gives a switch-on signal to each of the Fuel injectors at the beginning of the Injection at a target injection time to be determined. The control unit also determines one Pressure change time at which one by the Fuel injection of one of the fuel injection valves caused pressure change in the common Distribution strip depending on an edition of the Pressure sensor, an injection timing for one of the Fuel injectors, which the fuel in the corresponding cylinder of the engine is actually injected has, based on the pressure change timing such as also a propagation time, which is a pressure wave needed to get from one of the fuel injectors common manifold to get a difference between the injection time and the target injection time point and corrects the target injection time on the Basis of the determined difference.
Claims (5)
Messen eines Druckabfallzeitpunkts, an dem ein durch die Kraftstoffeinspritzung jedes der Einspritzventile verursachter Druckabfall in der gemeinsamen Verteiler leiste eintritt; und
Bestimmen eines Kraftstoffeinspritzkorrekturwerts in Abhängigkeit vom Druckabfallzeitpunkt und einer Aus breitungszeit, die eine durch die Kraftstoffeinsprit zung erzeugte Kraftstoffdruckwelle benötigt, um von je dem der Einspritzventile zur gemeinsamen Verteilerlei ste zu gelangen.1. A method for controlling the timing of the fuel injection of an internal combustion engine with a common rail (common rail) in which fuel is stored at a predetermined pressure level, electronically controlled injection valves, one injection valve being provided for each cylinder, a high-pressure line, which connects the common manifold to the cylinders of the engine, and an electronic control unit that controls the timing of the fuel injection of each injector depending on a fuel injection correction value to compensate for a deviation between the target fuel injection timing and the actual fuel injection timing, which controls the following steps having:
Measuring a pressure drop timing at which a pressure drop caused by the fuel injection of each of the injectors occurs in the common rail; and
Determining a fuel injection correction value as a function of the pressure drop instant and an expansion time that a fuel pressure wave generated by the fuel injection requires in order to get to the common distribution rail from each of the injection valves.
Kraftstoffeinspritzventilen, wobei für jeden Zylinder des Motors jeweils ein Einspritzventil vorgesehen ist;
einer mit den Kraftstoffeinspritzventilen in Verbindung stehenden gemeinsamen Verteilerleiste (Common Rail), in der Kraftstoff bei einem vorgegebenen Druckpegel ge speichert ist;
einem Drucksensor, der einen Kraftstoffdruck in der ge meinsamen Verteilerleiste mißt, um ein hierzu indikati ves Signal zu liefern; und
einer Steuerungseinheit, die den Einspritzbeginn jedes Kraftstoffeinspritzventils auf einen Solleinspritzzeit punkt steuert, wobei die Steuerungseinheit in Abhängig keit von dem vom Drucksensor aus gegebenen Signal einen Druckänderungszeitpunkt bestimmt, an dem eine durch die Kraftstoffeinspritzung eines der Kraftstoffeinspritz ventile verursachte Druckänderung in der gemeinsamen Verteilerleiste eintritt, in Abhängigkeit vom Druckän derungszeitpunkt und einer Ausbreitungszeit, die eine Druckwelle benötigt, um von einem der Einspritzventile zur gemeinsamen Verteilerleiste zu wandern, einen Ein spritzzeitpunkt bestimmt, an dem eines der Kraftstoff einspritzventile tatsächlich Kraftstoff in den entspre chenden Zylinder des Motors eingespritzt hat, einen Un terschied zwischen dem Einspritzzeitpunkt und dem Soll einspritzzeitpunkt bestimmt und den Solleinspritzzeit punkt in Abhängigkeit von dem bestimmten Unterschied korrigiert.5. Device for controlling the timing of the fuel injection of an internal combustion engine with:
Fuel injection valves, one injection valve being provided for each cylinder of the engine;
a common rail, in which fuel is stored at a predetermined pressure level, in communication with the fuel injectors;
a pressure sensor that measures a fuel pressure in the common rail to provide an indicative signal; and
a control unit that controls the start of injection of each fuel injection valve to a target injection point, the control unit depending on the signal output by the pressure sensor determines a pressure change time at which a pressure change caused by the fuel injection of one of the fuel injection valves occurs in the common rail Depending on the Druckän change point and a propagation time, which a pressure wave needs to move from one of the injection valves to the common rail, an injection time determines at which one of the fuel injection valves has actually injected fuel into the corresponding cylinder of the engine, a difference determined between the injection time and the target injection time and corrected the target injection time depending on the determined difference.
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