DE10132838A1 - Aufteilung einer erwünschten Brennstoffmenge in drei getrennte Brennstoffmengen in stabiler Weise - Google Patents
Aufteilung einer erwünschten Brennstoffmenge in drei getrennte Brennstoffmengen in stabiler WeiseInfo
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Abstract
Ein Brennstoffeinspritzsteuersystem und Verfahren zum Liefern von mehrfachen Brennstoffeinspritzungen an einen Zylinder eines Motors während eines Brennstoffeinspritzereignisses, basierend auf Motorbetriebszuständen, wird offenbart, wobei das Steuersystem eine elektronische Steuervorrichtung aufweist, die mit einer elektronisch gesteuerten Brennstoffeinspritzvorrichtung gekoppelt ist, und eine Vielzahl von Sensoren, die mit der Steuervorrichtung gekoppelt sind, um gewisse Signale einzugeben, die gewisse Motorbetriebszustände des Motors darstellen, wobei die Steuervorrichtung betreibbar ist, um ein Brennstoffeinspritzsignal an die Brennstoffeinspritzvorrichtung auszugeben, um Vor-, Haupt- und Ankerbrennstoffschüsse zum Zylinder während eines Brennstoffeinspritzereignisses zu liefern, und zwar basierend auf den Sensorsignalen. Die Steuervorrichtung teilt auch die erwünschte Brennstoffmenge unter den drei Schüssen auf. Um die gesamte Brennstoffmenge, die von dem Regelsystem eingestellt wurde, unter den drei Schüssen aufzuteilen, bestimmt die Steuervorrichtung erwünschte Vor- und Ankerschußbrennstoffmengen und bestimmt auch die minimale Vorschußmenge, die Hauptschußmenge und die Ankerbrennstoffschußmenge. Durch Vergleichen der gesamten Brennstoffmenge mit verschiedenen Summen der erwünschten und minimalen Brennstoffmengen werden tatsächliche Brennstoffmengen für jeden Schuß bestimmt, wobei dem Hauptschuß erste Priorität gegeben wird, wobei dem Vorschuß zweite Priorität ...
Description
Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf elektronisch
gesteuerte Brennstoffeinspritzsysteme und insbesondere
auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Liefern und
Steuern der Brennstoffmenge von mehreren Brennstoffein
spritzungen in den Zylinder eines Verbrennungsmotors wäh
rend eines Brennstoffeinspritzereignisses basierend auf
Motorbetriebszuständen.
Elektronisch gesteuerte Brennstoffeinspritzvorrichtungen
sind in der Technik wohlbekannt, wobei sie sowohl hydrau
lisch betätigte, elektronisch gesteuerte Brennstoffein
spritzvorrichtungen als auch mechanisch betätigte, elek
tronisch gesteuerte Brennstoffeinspritzvorrichtungen auf
weisen. Elektronisch gesteuerte Brennstoffeinspritzvor
richtungen spritzen typischerweise Brennstoff in einen
speziellen Motorzylinder als eine Funktion eines Ein
spritzsignals ein, das von einer elektronischen Steuer
vorrichtung aufgenommen wurde. Diese Signale weisen Wel
lenformen auf, die eine erwünschte Einspritzrate genauso
wie den erwünschten Zeitpunkt und die Brennstoffmenge an
zeigen, die in die Zylinder einzuspritzen ist.
Emissionsregelungen, die sich auf Motorabgasemissionen
beziehen, werden auf der ganzen Welt immer restriktiver,
beispielsweise sind dies Einschränkungen der Emission von
Kohlenwasserstoffen, von Kohlenmonoxid, der Freisetzung
von Partikelstoffen und der Freisetzung von Stickoxiden
(NOx). Das Zuschneiden der Anzahl von Einspritzungen und
der Brennstoffeinspritzrate für eine Brennkammer genauso
wie die erwünschte Menge und Zeitsteuerung dieser Brenn
stoffeinspritzungen ist ein Weg, wie Emissionen zu steu
ern sind und solche Emissionsstandards zu erfüllen sind.
Als eine Folge sind Brennstoffeinspritzungsaufteilungs
techniken verwendet worden, um die Verbrennungscharakte
ristiken des Verbrennungsprozesses zu modifizieren, und
zwar in einem Versuch, die Emissions- und Geräuschpegel
zu verringern. Die geteilte Einspritzung sieht typischer
weise das Aufteilen der gesamten Brennstofflieferung in
den Zylinder während eines speziellen Einspritzereignis
ses in zwei getrennte Brennstoffeinspritzungen vor, bei
spielsweise einen Vorsteuer- bzw. Voreinspritzschuß und
einen Haupteinspritzschuß. Bei unterschiedlichen Motorbe
triebszuständen kann es nötig sein, unterschiedliche Ein
spritzstrategien zu verwenden, um sowohl den erwünschten
Motorbetrieb als auch die Steuerung der Emissionen zu er
reichen. Beispielsweise kann eine Einspritzungsauftei
lungstechnik bei Motorbetriebszuständen verwendet werden,
die niedrige Motordrehzahl und niedrige Motorbelastung
aufweisen, während andere Techniken bei anderen Motorbe
triebszuständen verwendet werden können. In der Vergan
genheit ist die Steuerbarkeit von geteilten Einspritzun
gen in gewisser Weise durch mechanische Einschränkungen
und andere Einschränkungen beschränkt gewesen, die mit
den speziellen Bauarten der verwendeten Einspritzvorrich
tungen assoziiert sind. Auch bei fortschrittlicheren
elektronisch gesteuerten Einspritzvorrichtungen ist es
während gewisser Motorbetriebszustände manchmal schwie
rig, genau die Brennstofflieferung zu steuern, auch wenn
man Stromsteuersignale verwendet.
Wie hier in dieser Offenbarung verwendet, wird ein Ein
spritzereignis als die Einspritzungen definiert, die in
einem Zylinder während eines Zyklusses des Motors auftre
ten. Beispielsweise weist ein Zyklus für einen Vier-Takt-
Motor für einen speziellen Zylinder einen Einlaß-, einen
Kompressions- bzw. Verdichtungs-, einen Expansions- und
einen Auslaßhub auf. Daher weist das Einspritzereignis
bei einem Vier-Takt-Motor die Anzahl der Einspritzungen
oder Schüsse auf, die in einem Zylinder während der vier
Takte des Kolbens auftreten. Der Ausdruck Schuß, wie er
in der Technik verwendet wird, kann sich auch auf die
tatsächliche Brennstoffeinspritzung oder das Befehls
stromsignal für eine Brennstoffeinspritzvorrichtung oder
eine andere Brennstoffbetätigungsvorrichtung beziehen,
die eine Einspritzung oder Lieferung von Brennstoff zum
Motor anzeigt.
Die erwünschte Motorleistung wird nicht immer unter Ver
wendung von geteilten Brennstoffeinspritzungen bei allen
Motordrehzahlen und allen Motorlastzuständen erreicht.
Basierend auf den Betriebszuständen werden die Einspritz
zeitsteuerung, der Einspritzdruck und die Brennstoffmenge
in wünschenswerter Weise optimiert, um erwünschte Emissi
onen und wünschenswerten Brennstoffverbrauch zu errei
chen. Dies wird nicht immer bei einem System mit geteil
ter Einspritzung erreicht, und zwar aufgrund einer Viel
zahl von Gründen, wie beispielsweise den Einschränkungen
bei den unterschiedlichen Arten von erreichbaren Ein
spritzwellenformen, der während der getrennten Brenn
stoffeinspritzungen eingespritzten Brennstoffmenge, wenn
die Einspritzungen während des speziellen Einspritzereig
nisses stattfinden, aufgrund der Zeitsequenz zwischen den
Einspritzungen und aufgrund dessen, wie nahe beabstandete
Einspritzungen einander beeinflussen. Als eine Folge kön
nen Probleme, wie beispielsweise das zu schnelle Ein
spritzen von Brennstoff bei einem gegebenen Einspritzer
eignis und/oder, daß Brennstoff über einen erwünschten
Stoppunkt hinaus eingespritzt werden kann, nachteilig die
Emissionsausgangsgrößen und den Brennstoffverbrauch be
einflussen.
Bei einem System, bei dem mehrfache Einspritzungen und
unterschiedliche Einspritzwellenformen erreichbar sind,
ist es wünschenswert, irgendeine Anzahl von getrennten
Brennstoffeinspritzungen in einen speziellen Zylinder zu
steuern und zu liefern, um die Emissionen und den Brenn
stoffverbrauch basierend auf den Betriebszuständen des
Motors zu diesem speziellen Zeitpunkt zu minimieren, bei
spielsweise sind dies Veränderungen der Drehzahl, der
Last oder der Umgebungszustände. Dies kann die Aufteilung
der Brennstoffeinspritzung in mehr als zwei getrennte
Brennstoffschüsse während eines speziellen Einspritzer
eignisses aufweisen, weiter das Liefern von größeren
Brennstoffmengen in den Vorsteuer- bzw. Vorschuß, das
Vorschieben des Vorsteuerschusses während des Einspritz
ereignisses und die Einstellung der Zeitsteuerung zwi
schen den verschiedenen mehrfachen Brennstoffeinspritz
schüssen, um erwünschte Emissionen und erwünschten Brenn
stoffverbrauch zu erreichen. In manchen Situationen ist
es auch wünschenswert, das vordere Ende der Brennstoff
lieferung zum Zylinder bezüglich der Rate oder Menge zu
formen, um die Verbrennungscharakteristiken des speziel
len verwendeten Brennstoffes zu steuern. Weiterhin können
in manchen Situationen die Schußdauer oder die Brenn
stoffmenge so klein sein, daß es nicht praktisch ist, den
Schuß einzuspritzen.
Entsprechend ist die vorliegende Erfindung darauf gerich
tet, eines oder mehrere der oben dargelegten Probleme zu
überwinden.
Gemäß eines Aspektes der vorliegenden Erfindung wird ein
elektronisch gesteuertes Brennstoffeinspritzsystem offen
bart, das mehrfache getrennte Brennstoffeinspritzungen an
einem speziellen Zylinder eines Verbrennungsmotor während
eines einzigen Einspritzereignisses liefern kann. Das
System weist mindestens eine Brennstoffeinspritzvorrich
tung auf, die betreibbar ist, um eine Vielzahl von Brenn
stoffeinspritzschüssen zu liefern, und eine Steuervor
richtung, die betreibbar ist, um die Anzahl der Brenn
stoffschüsse und die tatsächlichen Brennstoffmengen zu
bestimmen, die in jedem Schuß zu verwenden sind.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Steuer
vorrichtung betreibbar, um erwünschte und minimale Vor
schußbrennstoffmengen zu bestimmen, weiter eine minimale
Hauptschußbrennstoffmenge und minimale und erwünschte An
ker- bzw. Nachschußbrennstoffmengen. Die gesamte Brenn
stoffmenge, die von dem Regelungssystem bestimmt wird,
wird mit verschiedenen Summen dieser erwünschten und mi
nimalen Brennstoffmengen verglichen, um die tatsächlichen
Vor-, Haupt- und Anker- bzw. Nachschußbrennstoffmengen
zur Einspritzung durch mindestens eine Brennstoffein
spritzvorrichtung zu bestimmen. Bei der Aufteilung des
Brennstoffes unter den mehrfachen Schüssen gibt die Steu
ervorrichtung in einem Ausführungsbeispiel dem Hauptschuß
die Hauptpriorität und die zweite Priorität dem Vorschuß.
Somit werden in einem Ausführungsbeispiel der Vorschuß
und der Anker- bzw. Nachschuß im wesentlichen auf Null
gesetzt, wenn es nur genügend Brennstoff für den Haupt
schuß gibt, und wenn nur genügend Brennstoff für den
Haupt- und den Vorschuß vorhanden ist, wird der Nachschuß
bzw. Ankerschuß auf Null gesetzt. Wenn es jedoch nicht
genügend gesamten Brennstoff für den Vor- und Hauptschuß
gibt, es jedoch genügend Brennstoff für die Haupt- und
Nach- bzw. Ankerschüsse gibt, dann wird der Vorschuß im
wesentlichen auf Null gesetzt werden, und der gesamte
Brennstoff wird unter dem Hauptschuß und dem Ankerschuß
gemäß der vorliegenden Erfindung aufgeteilt.
Gemäß eines weiteren Aspektes der vorliegenden Erfindung
enthält ein computerlesbares Medium Anweisungen zur Steu
erung des Brennstoffeinspritzsteuersystems zur Aufteilung
der Regelungsbrennstoffausgabe in die tatsächlichen Vor-,
Haupt- und Ankerschußbrennstoffmengen. Die Anweisungen
bestimmen, ob genügend Brennstoffausgabe für die minimale
Hauptschußbrennstoffmenge vorhanden ist, ob es genügend
Regelungsbrennstoffausgabe für die erwünschte Vor
schußbrennstoffmenge gibt, und ob es genügend Regelungs
brennstoffausgabe für die erwünschte Anker
schußbrennstoffmenge gibt. Basierend auf diesen verschie
denen Bestimmungen bestimmen die Anweisungen die tatsäch
lichen Vor-, Haupt- und Ankerschußbrennstoffmengen.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden auch eine
minimale Vorschußbrennstoffmenge und eine minimale Anker
schußbrennstoffmenge bestimmt. Um dem Vorschuß Priorität
gegenüber dem Ankerschuß bzw. Nachschuß zu geben, bestim
men die Anweisungen, ob es genügend Brennstoff für den
Vorschuß gibt, bevor bestimmt wird, ob es genügend Brenn
stoff für den Ankerschuß gibt.
Gemäß eines weiteren Aspektes der vorliegenden Erfindung
wird ein Verfahren zur Steuerung eines Brennstoffein
spritzsteuersystems beschrieben, um die Regelungsbrenn
stoffausgabe zu steuern. Das Verfahren weist die Bestim
mung auf, die erwünschten Vor- und Ankerschußbrennstoff
mengen und die minimale Hauptschußbrennstoffmenge zu be
stimmen. Das Verfahren bestimmt dann, ob es genügend
Brennstoff für die minimale Hauptschußbrennstoffmenge,
die erwünschte Vorschußbrennstoffmenge und die erwünschte
Ankerschußbrennstoffmenge gibt. Basierend auf diesen Be
stimmungen bestimmt das Verfahren dann die tatsächlichen
Vor-, Haupt- und Ankerschußbrennstoffmengen.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die tat
sächliche Vorschußbrennstoffmenge vor der tatsächlichen
Hauptschußbrennstoffmenge eingespritzt, und die tatsäch
liche Ankerschußbrennstoffmenge wird nach der tatsächli
chen Hauptschußbrennstoffmenge eingespritzt. Um die tat
sächlichen einzuspritzenden Brennstoffmengen zu bestim
men, wird die Regelungsbrennstoffausgabe oder die gesamte
zu liefernde Brennstoffmenge mit verschiedenen Summen der
erwünschten und minimalen Vorschußbrennstoffmengen, der
minimalen Hauptschußbrennstoffmenge und den minimalen und
erwünschten Anker- bzw. Nachschußbrennstoffmengen vergli
chen.
Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung sei
Bezug genommen auf die beigefügten Zeichnungen, in denen
die Figuren folgendes darstellen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht eines elektronisch
gesteuerten Brennstoffeinspritzsystems, das in
Verbindung mit einem Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung verwendet wird;
Fig. 2 ein schematisches Profil eines Einspritzereig
nisses mit drei Brennstoffschüssen;
Fig. 3 ein schematisches Blockdiagramm, das die Be
stimmung der minimalen Vor-, Haupt-, Anker
schußbrennstoffmengen und der erwünschten Vor
schußbrennstoffmengen veranschaulicht;
Fig. 4 ein schematisches Blockdiagramm, das die Be
stimmung einer erwünschten Anker
schußbrennstoffmenge veranschaulicht;
Fig. 5 ein schematisches Blockdiagramm, das die Be
stimmung der tatsächlichen Vor-, Haupt- und An
kerschußbrennstoffmengen veranschaulicht;
Fig. 6 ein schematisches Blockdiagramm, das die Be
stimmung der tatsächlichen Vor-, Haupt- und An
kerschußbrennstoffmengen veranschaulicht, wenn
es genügend Regelungsbrennstoffausgabe für zu
mindest die minimalen Vor-, Haupt- und An
kerbrennstoffschußmengen gibt;
Fig. 7 ein Diagramm, das ein Beispiel von den Ein
spritzstrategien für die Emissionen im stetigen
Zustand veranschaulicht, die bei gewissen Mo
torbetriebszuständen verwendet werden, und zwar
basierend auf der Motordrehzahl und der Motor
belastung; und
Fig. 8 eine beispielhafte schematische Darstellung von
einem Ausführungsbeispiel eines Steuersystems
zur Einstellung der Parameter eines Brennstoff
einspritzereignisses basierend auf den Umge
bungszuständen.
Mit Bezug auf Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines
hydraulisch betätigten elektronisch gesteuerten Brenn
stoffeinspritzsystems 10 in einer beispielhaften Konfigu
ration gezeigt, wie es an einen direkt einspritzenden
verdichtungsgezündeten Motor 12 angepaßt ist. Das Brenn
stoffsystem 10 weist eine oder mehrere elektronisch ge
steuerte Brennstoffeinspritzvorrichtungen auf, wie bei
spielsweise die Brennstoffeinspritzvorrichtungen 14, die
geeignet sind, um in einer jeweiligen Zylinderkopfbohrung
des Motors 12 positioniert zu werden. Während das Ausfüh
rungsbeispiel der Fig. 1 auf einen Reihen-Sechs-Zylin
der-Motor angewandt wird, sei bemerkt und vorhergesagt,
das es verständlich ist, daß die vorliegende Erfindung
genauso auf andere Motorbauarten anwendbar ist, wie bei
spielsweise V-Motoren und Drehkolbenmotoren, und daß der
Motor irgendeine Vielzahl von Zylindern oder Brennkammern
enthalten kann. Während zusätzlich das Ausführungsbei
spiel der Fig. 1 ebenfalls ein hydraulisch betätigtes
elektronisch gesteuertes Brennstoffeinspritzsystem veran
schaulicht, sei genauso bemerkt und vorhergesagt, daß die
vorliegende Erfindung gleichfalls auf andere Arten von
Brennstoffeinspritzvorrichtungen anwendbar ist, wie bei
spielsweise elektronisch gesteuerte Einspritzvorrichtun
gen, mechanisch betätigte, elektronisch gesteuerte Ein
spritzeinheiten, genauso wie strömungsmittelbetätigte
Common-Rail-Brennstoffeinspritzsysteme mit digital ge
steuerten Brennstoffventilen.
Das Brennstoffsystem 10 der Fig. 1 weist eine Vorrich
tung oder Mittel 16 auf, um Betätigungsströmungsmittel zu
jeder Einspritzvorrichtung 14 zu liefern, eine Vorrich
tung oder Mittel 18 zum Liefern von Brennstoff an jede
Einspritzvorrichtung, elektronische Steuermittel 20 zur
Steuerung des Brennstoffeinspritzsystems, und zwar ein
schließlich der Art und Frequenz, mit der Brennstoff von
den Einspritzvorrichtungen 14 eingespritzt wird, was die
Zeitsteuerung, die Anzahl der Einspritzungen pro Ein
spritzereignis, die Brennstoffmenge pro Einspritzung, die
Zeitverzögerung zwischen jeder Einspritzung und das Ein
spritzprofil aufweist. Somit ist jede Einspritzvorrich
tung 14 betreibbar, um eine Vielzahl von Brennstoffein
spritzungen während jedes Einspritzereignisses zu lie
fern. Das System kann auch eine Vorrichtung oder Mittel
22 aufweisen, um Strömungsmittel zurückzuzirkulieren
und/oder Hydraulikenergie von dem Betätigungsströmungs
mittel wieder zu gewinnen, das jede Einspritzvorrichtung
14 verläßt.
Die Betätigungsströmungsmittelversorgungsmittel 16 weisen
vorzugsweise einen Betätigungsströmungsmittelsumpf oder
ein Reservoir 24 auf, eine Betätigungsströmungsmittel
transferpumpe 26 mit relativ niedrigem Druck, einen Betä
tigungsströmungsmittelkühler 28, einen oder mehrere Betä
tigungsströmungsmittelfilter 30, eine Hochdruckpumpe 32
zur Erzeugung von relativ hohem Druck im Betätigungsströ
mungsmittel und mindestens eine Betätigungsströmungsmit
telsammelleitung oder Rail 36 mit relativ hohem Druck.
Ein Common-Rail-Durchlaß (gemeinsamer Druckleitungsdurch
laß) 38 ist in Strömungsmittelverbindung mit dem Auslaß
aus der Betätigungsströmungsmittelpumpe 32 mit relativ
hohem Druck angeordnet. Ein Rail-Verzweigungsdurchlaß 40
verbindet den Betätigungsströmungsmitteleinlaß von jeder
Einspritzvorrichtung 14 mit dem Common-Rail-Durchlaß 38
mit hohem Druck. Im Fall einer mechanisch betätigten
elektronisch gesteuerten Einspritzvorrichtung würden die
Sammelleitung 36, der Common-Rail-Durchlaß 38 und der
Verzweigungsdurchlaß 40 typischerweise durch eine gewisse
Art von Nockenbetätigungsanordnung oder andere mechani
sche Mittel ersetzt werden, um solche Einspritzvorrich
tungen zu betätigen. Beispiele einer mechanisch betätig
ten elektronisch gesteuerten Brennstoffeinspritzeinheit
werden offenbart in den US-Patenten 5,947,380 und
5,407,131. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist
die Einspritzvorrichtung eine Brennstoffeinspritzvorrich
tung, kann jedoch ein digitalgesteuertes Brennstoffventil
sein, das mit einem Common-Rail-Brennstoffsystem bzw. ei
nem Brennstoffsystem mit gemeinsamer Druckleitung assozi
iert ist.
Die Vorrichtung 22 kann ein Ablaufsammelströmungsmit
telsteuerventil 50 für jede Einspritzvorrichtung aufwei
sen, eine gemeinsame Rückzirkulationsleitung 52 und einen
Hydraulikmotor 54, der zwischen der Betätigungsströmungs
mittelpumpe 32 und der Rückzirkulationsleitung 52 ange
schlossen ist. Betätigungsströmungsmittel, das einen Be
tätigungsströmungsmittelablauf von jeder Einspritzvor
richtung 14 verläßt, würde in die Rückzirkulationsleitung
52 eintreten, die dieses Strömungsmittel zu den Mitteln
22 zur Wiedergewinnung oder Rückzirkulation von Hydrau
likenergie trägt. Ein Teil des rückzirkulierten Betäti
gungsströmungsmittels wird zu der Hochdruckbetätigungs
strömungsmittelpumpe 32 geleitet, und ein weiterer Teil
wird zum Betätigungsströmungsmittelsumpf 24 über die
Rückzirkulationsleitung 34 zurückgeleitet.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Betäti
gungsströmungsmittel Motorschmieröl, und der Betätigungs
strömungsmittelsumpf 24 ist ein Motorschmierölsumpf. Dies
gestattet, daß das Brennstoffeinspritzsystem als ein pa
rasitäres Untersystem mit dem Motorschmierölzirkulations
system verbunden wird. Alternativ, könnte das Betätigungs
strömungsmittel Brennstoff sein.
Die Brennstoffversorgungsmittel 18 weisen vorzugsweise
einen Brennstofftank 42 auf, einen Brennstoffversorgungs
durchlaß 44, der in Strömungsmittelverbindung zwischen
dem Brennstofftank 42 und dem Brennstoffeinlaß von jeder
Einspritzvorrichtung 14 angeordnet ist, eine Brennstoff
transferpumpe 46 mit relativ niedrigem Druck, einen oder
mehrere Brennstoffilter 48, ein Brennstoffversorgungsre
gelventil 49 und einen Brennstoffzirkulations- und -Rück
leitungsdurchlaß 47, der in Strömungsmittelverbindung
zwischen jeder Einspritzvorrichtung 14 und dem Brenn
stofftank 42 angeordnet ist.
Die elektronischen Steuermittel 20 weisen vorzugsweise
ein elektronisches Steuermodul (ECM = electronic control
module) 56 auf, auf das auch als Steuervorrichtung Bezug
genommen wird, wobei dessen Verwendung in der Technik
wohlbekannt ist. Das elektronische Steuermodul 56 weist
typischerweise Verarbeitungsmittel auf, wie beispielswei
se einen Mikrocontroller bzw. eine Mikrosteuervorrichtung
oder einen Mikroprozessor, eine Regelung, wie beispiels
weise eine Proportional-Integral-Derivativ-Steuervorrich
tung (PID-Steuervorrichtung) zur Regelung der Motordreh
zahl, und eine Schaltung, die eine Eingabe/Ausgabe-Schal
tung bzw. I/O-Schaltung, eine Leistungsversorgungsschal
tung, eine Signalkonditionierungsschaltung, eine Elektro
magnettreiberschaltung, Analogschaltungen und/oder pro
grammierte Logikanordnungen genauso wie einen assoziier
ten Speicher aufweisen. Der Speicher ist mit dem Mikro
controller oder Mikroprozessor verbunden und speichert
Anweisungssätze, Karten, Nachschautabellen, Variablen und
so weiter. Das elektronische Steuermodul 56 kann verwen
det werden, um viele Aspekte der Brennstoffeinspritzung
zu steuern, wie beispielsweise (1) die Brennstoffein
spritzzeitsteuerung, (2) die gesamte Brennstoffeinspritz
menge während eines Einspritzereignisses, (3) den Brenn
stoffeinspritzdruck, (4) die Anzahl der getrennten Ein
spritzungen oder Brennstoffschüsse während jedes Ein
spritzereignisses, (5) die Zeitintervalle zwischen den
getrennten Einspritzungen oder Brennstoffschüssen, (6)
die Zeitdauer für jede Einspritzung oder jeden Brenn
stoffschuß, (7) die Brennstoffmenge, die mit jeder Ein
spritzung oder jedem Brennstoffschuß assoziiert ist, (8)
den Betätigungsströmungsmitteldruck, (9) den Strompegel
der Einspritzvorrichtungswellenform und (10) irgendeine
Kombination der obigen Parameter. Jeder dieser Parameter
ist variabel unabhängig von der Motordrehzahl und
-belastung steuerbar. Das elektronische Steuermodul 56
nimmt eine Vielzahl von Sensoreingangssignalen S1-S8 auf,
die bekannten Sensoreingangsgrößen entsprechen, wie bei
spielsweise Motorbetriebszuständen, die die Motordreh
zahl, die Motortemperatur, den Druck des Betätigungsströ
mungsmittels, die Zylinderkolbenposition usw. aufweisen,
die verwendet werden, um die präzise Kombination der Ein
spritzparameter für ein darauffolgendes Einspritzereignis
zu bestimmen.
Beispielsweise ist ein Motortemperatursensor 58 in Fig.
1 gezeigt, wie er mit dem Motor 12 verbunden ist. In ei
nem Ausführungsbeispiel weist der Motortemperatursensor
einen Motoröltemperatursensor auf. Jedoch könnte auch ein
Motorkühlmitteltemperatursensor verwendet werden, um die
Motortemperatur zu detektieren. Der Motortemperatursensor
58 erzeugt ein Signal, das in Fig. 1 durch S1 bezeichnet
wird, und in das elektronische Steuermodul 56 über die
Leitung 51 eingegeben wird. In dem speziellen in Fig. 1
veranschaulichten Beispiel gibt das elektronische Steuer
modul 56 das Steuersignal S9 aus, um den Strömungsmittel
druck von der Pumpe 32 zu steuern, und ein Brennstoffein
spritzsignal S10 zur Erregung eines Elektromagneten oder
einer anderen elektrischen Betätigungsvorrichtung in je
der Brennstoffeinspritzvorrichtung, wodurch die Brenn
stoffsteuerventile innerhalb jeder Einspritzvorrichtung
gesteuert werden und bewirkt wird, daß Brennstoff in je
den entsprechenden Motorzylinder eingespritzt wird. Jeder
der Einspritzparameter ist variabel steuerbar, und zwar
unabhängig von der Motordrehzahl und -belastung. Im Falle
der Brennstoffeinspritzvorrichtungen 14 ist das Steuer
signal S10 ein Brennstoffeinspritzsignal, das ein vom
elektronischen Steuermodul angewiesener Strom zum Ein
spritzelektromagneten oder zu einer anderen elektrischen
Betätigungsvorrichtung ist.
Es sei bemerkt, daß die Art der erwünschten Brennstoff
einspritzung während irgendeines speziellen Brennstoff
einspritzereignisses typischerweise bei verschiedenen Mo
torbetriebszuständen variieren wird. Bei einer Bemühung,
die Emissionen zu minimieren, ist herausgefunden worden,
daß das Liefern von mehreren getrennten Brennstoffein
spritzungen zu einem speziellen Zylinder während eines
Brennstoffeinspritzereignisses bei variierenden Motorbe
triebszuständen sowohl den erwünschten Motorbetrieb als
auch die Emissionssteuerung erreicht. Fig. 2 veranschau
licht ein Mehrfacheinspritzereignis, das drei getrennte
Brennstoffeinspritzungen aufweist, nämlich eine erste
Brennstoffeinspritzung oder einen Vorsteuerschuß 60, eine
zweite Brennstoffeinspritzung oder einen Hauptschuß 62
und eine dritte Brennstoffeinspritzung oder einen Anker-
bzw. Nachschuß 64. Wie in Fig. 2 veranschaulicht wird
der Vorschuß 60 in die Brennkammer um einen gewissen vor
bestimmten Zeitfaktor, um einen Kurbelwinkel oder eine
Hauptverzögerung 61 vor dem Hauptschuß 62 eingespritzt,
und der Anker- bzw. Nachschuß wird nach dem Hauptschuß 62
basierend auf einem vorbestimmten Zeitfaktor, Kurbelwin
kel oder einer Ankerverzögerung 63 sequenzartig ausge
führt. Basierend auf der Programmierung, die mit der
elektronischen Steuervorrichtung 56 assoziiert ist, genau
so wie aufgrund einer Vielzahl von unterschiedlichen Kar
ten und/oder Nachschautabellen, die in dem Speicher der
Steuervorrichtung 56 gespeichert sind, weisen Karten
und/oder Tabellen, die sich auf die Motordrehzahl, Motor
belastung, den mit dem Rail-Durchlaß 38 assoziierten
Druck (Rail-Druck), die erwünschte gesamte Brennstoffmen
ge und andere Parameter beziehen, wird die Steuervorrich
tung 56 dynamisch die entsprechende Anzahl von Brenn
stoffschüssen, die Brennstoffmenge, die für jeden Brenn
stoffschuß erforderlich ist, und die Aufteilung des
Brennstoffes unter den Schüssen bestimmen. Zusätzlich
wird die Steuervorrichtung 56 die Zeitsteuerung bzw. den
Zeitpunkt und die Dauer von jedem einzelnen Schuß genauso
wie die Ankerverzögerung 63 bestimmen. In der in Fig. 2
abgebildeten mehrfachen Einspritzung mit drei Schüssen
wird ein Teil des gesamten Brennstoffes, der in die
Brennkammer zu liefern ist, als der Vorschuß 60 einge
spritzt werden, ein Teil dieses gesamten Brennstoffes
wird als der Hauptschuß 62 eingespritzt werden, und der
restliche Teil des gesamten einzuspritzenden Brennstoffes
wird als der Ankerschuß 64 eingespritzt werden. In gewis
sen Betriebszuständen hat eine Mehrfachbrennstoffein
spritzung mit drei Schüssen Vorteile bezüglich der Abgas
emissionen, die verringerte Partikelemissionen und/oder
verringerte NOx-Emissionen aufweisen, genauso wie bezüg
lich der erwünschten Motorleistung.
Die Ausgangsgröße aus dem Regelungssystem kann als die
gesamte erwünschte Brennstoffmenge bezeichnet werden, von
der die Regelung möchte, daß sie eingespritzt wird, oder
als die gesamte verfügbare Brennstoffmenge. Das heißt zum
Zwecke der Brennstoffverteilung unter den Schüssen rich
tet das Regelsystem die gesamte verfügbare Brennstoffmen
ge ein, die während der Einspritzung untergebracht werden
soll. Sobald eine gesamte verfügbare Brennstoffmenge be
stimmt wurde, kann die vorliegende Erfindung verwendet
werden, um zu bestimmen, wie die Brennstoffmenge unter
einer erwünschten Anzahl von Schüssen aufzuteilen ist.
Fig. 3 bis 6 veranschaulichen ein Ausführungsbeispiel
der Aufteilung der gesamten erwünschten Brennstoffmenge
auf den erwünschten Vorschuß 60, den erwünschten Haupt
schuß 62 und den erwünschten Anker- bzw. Nachschuß 64.
Diese Aufteilung wird erreicht durch Einrichten von mini
malen Brennstoffmengen basierend auf der Motordrehzahl
und -belastung für die drei Schüsse, wie von der Gruppe
von Schritten veranschaulicht, die im allgemeinen mit 100
bezeichnet werden, und durch Einrichten der erwünschten
Vor- und Ankerbrennstoffmengen, die anzuweisen sind, wie
von der Gruppe von Schritten veranschaulicht, die im all
gemeinen mit 102 bzw. 104 bezeichnet werden. Die minima
len Mengen werden eingerichtet, da die Einspritzung von
Brennstoffmengen von weniger als dem Minimum eine starke
Stabilität bewirken kann. Beispielsweise kann es Ein
schränkungen bei der Genauigkeit der Brennstofflieferung
des Brennstoffsystems geben, wie beispielsweise, wenn man
versucht, weniger als ein eingerichtetes Minimum einzu
spritzen, wobei dann das Brennstoffsystem nicht genau die
angeforderte Menge einspritzen kann. Daher kann eine un
genaue Brennstoffmenge eingespritzt werden, was einen un
erwünschten Motorbetrieb bewirkt. Zusätzlich können die
minimalen Werte so eingerichtet werden, daß weniger als
der minimale Wert, auch wenn die Menge genau eingespritzt
werden kann, zu einem unerwünschten Motorbetrieb oder
Emissionen führt.
Fig. 7 veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel einer
Brennstoffeinspritzstrategie. Das heißt, für eine gegebe
ne Drehzahl und eine gegebene Last kann die in Fig. 7
veranschaulichte Karte verwendet werden, um die erwünsch
te Anzahl von Schüssen, die erwünschte Brennstoffmenge
für die Schüsse und die erwünschte Zeitsteuerung der
Schüsse zu bestimmen. Eine analoge Karte kann für die mi
nimalen Werte der Schüsse eingerichtet werden. Daher kön
nen die minimalen Brennstoffmengen für die Schüsse basie
rend auf der Drehzahl und der Belastung variieren. Zu
sätzlich können die minimalen Mengen basierend auf der
Beschleunigung variieren.
Nachdem die minimalen und erwünschten Brennstoffmengen
für die erwünschte Anzahl von Schüssen eingerichtet wer
den, wird die tatsächliche während jedes Schusses einzu
spritzende Brennstoffmenge durch die Gruppe von Schritten
eingerichtet, die im allgemeinen mit 106 bezeichnet wird
und in den Fig. 5 und 6 gezeigt ist. Das Programm, das
in den Gruppen 100, 102, 104, 106 veranschaulicht wird,
wird vorzugsweise auf einem computerlesbaren Medium ge
speichert, wie beispielsweise in dem Speicher, der von
dem elektronischen Steuermodul/der Steuervorrichtung 56
vorgesehen wird. Weiterhin ist die Steuervorrichtung
betreibbar zur Erzeugung von Steuer- und Einspritzsigna
len S10 zur Übertragung durch ein Übertragungsmedium für
computerlesbare Daten, das in Verbindung mit einer Diag
noseanzeige und einer (nicht gezeigten) Eingabevorrich
tung gebracht werden kann, die eine Tastatur und eine An
zeige aufweist. Im allgemeinen wird das Programm die er
wünschte Brennstoffmenge basierend auf der Drehzahl und
der Belastung bestimmen, und dann wird der Brennstoff in
eine erwünschte Anzahl von Schüssen aufgeteilt. Die
Brennstoffmenge in jedem Schuß wird mit minimalen Werten
verglichen, und Modifikationen werden entsprechend vorge
nommen. Ein Einspritzsignal wird dann erzeugt.
Mit Bezug auf Fig. 3 wird die Zuordnung der gesamten
verfügbaren Brennstoffmenge, die von der Regelung be
stimmt wird, im Schritt 108 begonnen und führt in die Be
stimmungsschritte 100 der minimalen Brennstoffschußmen
gen. In einem Ausführungsbeispiel überprüft während der
Auslegung oder während des Testes bezüglich sowohl der
minimalen Vorschußbrennstoffmenge als auch der minimalen
Hauptschußbrennstoffmenge als auch der minimalen Anker
schußbrennstoffmenge das Programm eine Übersteuerung in
den Schritten 110 bzw. 112 bzw. 114. Die Übersteuerungen
werden als Auslegungswerkzeuge durch Zellenentwickler
verwendet, um Zustände zu isolieren und Variablen in dem
Motor einzuschränken. Die Übersteuerungen sind nicht zur
Anwendung im normalen Betrieb des Motors vorgesehen. Wenn
eine Übersteuerung für den Vorbrennstoffschuß erwünscht
ist, wird die minimale Vorschußbrennstoffmenge auf die
minimale Vorschußbrennstoffübersteuerungsmenge im Schritt
116 eingestellt. Wenn in ähnlicher Weise eine Übersteue
rung für den Ankerbrennstoffschuß erwünscht ist, wird die
minimale Ankerschußbrennstoffmenge auf die minimale An
kerschußbrennstoffübersteuerungsmenge im Schritt 118 ein
gestellt, und wenn eine Übersteuerung für den Hauptbrenn
stoffschuß erwünscht ist, wird die minimale
Hauptschußbrennstoffmenge auf die minimale Haupt
schußbrennstoffübersteuerungsmenge im Schritt 120 einge
stellt. Wie erwähnt werden im bevorzugten Ausführungsbei
spiel während den normalen Betriebsvorgängen des Motors
die Übersteuerungen nicht verwendet, und daher werden die
obigen Überprüfungen nicht ausgeführt, d. h. die Schritte
werden übersprungen. In einem Ausführungsbeispiel wird
die minimale Vorschußbrennstoffmenge bestimmt durch Ein
stellung von dieser auf eine voreingestellte minimale
Vorschußbrennstoffmenge bei 122, wenn keine Übersteuerun
gen erwünscht sind oder der Motor im normalen Betriebszu
stand arbeitet, wobei in diesem Falle die Übersteuerungen
nicht verwendet werden, und die minimale Anker
schußbrennstoffmenge wird bestimmt, indem sie auf eine
voreingestellte minimale Ankerschußbrennstoffmenge bei
124 eingestellt wird. Die minimale Hauptschußbrennstoff
menge wird im Schritt 126 durch Nachschauen der Menge in
einer mehrdimensionalen Nachschautabelle oder Karte be
stimmt, und zwar basierend auf der gesamten einzusprit
zenden Brennstoffmenge, auf der Motordrehzahl und der
Last als Faktoren zum Nachschauen und Einstellen der mi
nimalen Hauptschußbrennstoffmenge. Alternativ könnten
ähnliche Nachschautabellen basierend auf der Motordreh
zahl und -belastung verwendet werden, um die minimalen
Vor- und Ankerschußbrennstoffmengen einzurichten.
Die Bestimmung der erwünschten Vorschußbrennstoffmenge
102 beginnt mit einer Überprüfung bezüglich einer Über
steuerung bei 128. Wenn eine Übersteuerung zu Auslegungs
zwecken erwünscht ist, wird die erwünschte Vor
schußbrennstoffmenge auf die erwünschte Vor
schußbrennstoffübersteuerungsmenge bei 130 eingestellt.
Wenn keine Übersteuerung angefordert ist, bestimmt das
Programm, ob ein Vorsteuernullstellereignis bei 132 auf
getreten ist. Ein Vorsteuernullstellereignis ist ein Er
eignis, das die Brennstoffmenge, die in der Voreinsprit
zung zugeordnet ist, auf Null reduziert werden sollte.
Vorsteuernullstellereignisse weisen beispielsweise den
Betrieb des elektronischen Steuermoduls mit niedriger
Batterieleistung auf, so daß unzureichend Energie für die
erwünschte Anzahl von Einspritzschüssen vorhanden ist,
beispielsweise Momente mit hoher Beschleunigung, und daß
kein Vorsteuerschuß von der gegebenen Einspritzstrategie
erwünscht wird, beispielsweise während Zuständen mit ge
ringer Drehzahl und geringer Last, wie in Fig. 7 veran
schaulicht. Bei einem Ausführungsbeispiel wird eine Bit
maske gelesen, und wenn die Bitmaske Null (0) ist, ist
nur ein Hauptschuß erwünscht. Wenn die Bitmaske eins (1)
ist, sind die Vor- und Hauptschüsse erwünscht. Wenn die
Bitmaske zwei (2) ist, sind die Haupt- und Ankerschüsse
erwünscht, und wenn die Bitmaske drei (3) ist, sind alle
drei Schüsse erwünscht. Wenn somit die Bitmaske Null oder
zwei ist, dann wird die erwünschte Vorschußbrennstoffmen
ge im wesentlichen bei 134 auf Null gesetzt. Wenn die
Bitmaske eins oder drei ist, wird die erwünschte Vor
schußbrennstoffmenge bei 136 durch Nachschauen der Menge
in einer Nachschautabelle oder Karte bestimmt, und zwar
als Funktion des gesamten angeforderten Brennstoffes und
der Motordrehzahl und Motorbelastung. Die erwünschte Vor
schußbrennstoffmenge wird dann auf die Menge eingestellt,
die von der Nachschautabelle oder Karte aufgenommen wur
de. Die Anwendung einer Bitmaske ist abhängig von der
Einrichtung. Das heißt, irgendein Speicherschema kann
verwendet werden, das die Anzahl der erwünschten Schüsse
verfolgen kann. Beispielsweise kann die Anzahl und Art
der erwünschten Schüsse unter Verwendung einer Einspritz
strategie wie in Fig. 7 veranschaulicht bestimmt werden.
Die Anzahl und Art der erwünschten Schüsse kann in einer
Nachschautabelle, in einer Indextabelle oder in einem an
deren Speicherschema gespeichert werden, wie beispiels
weise in einer Bitmaske.
Mit Bezug auf Fig. 4 ist die Bestimmung der erwünschten
Ankerschußbrennstoffmenge bei 104 ähnlich der Vorsteuer
bestimmung bzw. Vorschußbestimmung und beginnt mit einer
Überprüfung bezüglich eines Übersteuerns bei 138. Wenn
eine Übersteuerung für Auslegungszwecke erwünscht ist,
wird die erwünschte Ankerschußbrennstoffmenge auf die er
wünschte Ankerschußbrennstoffübersteuerungsmenge bei 140
eingestellt. Wenn keine Übersteuerung angefordert wird,
bestimmt das Programm, ob ein Ankernullstellereignis bei
142 aufgetreten ist. Solche Ereignisse weisen beispiels
weise den Betrieb des elektronischen Steuermoduls mit ei
ner leeren Batterie auf, so daß nicht ausreichend Energie
für die erwünschte Anzahl von Einspritzschüssen und die
Momente der hohen Beschleunigung vorhanden ist, und wobei
unter Verwendung einer Einspritzstrategie bestimmt wurde,
daß kein Ankerschuß bei den gegenwärtigen Betriebszustän
den erwünscht ist. Wiederum wird die Bitmaske gelesen,
und wenn die Bitmaske Null (0) ist, ist nur ein Haupt
schuß erwünscht. Wenn die Bitmaske eins (1) ist, sind die
Vor- und Hauptschüsse erwünscht. Wenn die Bitmaske zwei
(2) ist, sind die Haupt- und Ankerschüsse erwünscht, und
wenn die Bitmaske drei (3) ist, sind alle drei Schüsse
erwünscht. Wenn die Bitmaske vier (4) ist, ist kein Schuß
erwünscht, um eine Ausschneidestrategie einzurichten.
Wenn somit die Bitmaske Null oder eins ist, wird die er
wünschte Ankerschußbrennstoffmenge im wesentlichen bei
144 auf Null gesetzt. Wenn die Bitmaske eine zwei oder
drei ist, dann wird die erwünschte Ankerschußbrennstoff
menge bei 146 durch Nachschauen der Menge in einer Nach
schautabelle oder Karte als eine Funktion des gesamten
Brennstoffes und der Motordrehzahl bestimmt. Die er
wünschte Ankerschußbrennstoffmenge wird dann auf die Men
ge eingestellt, die aus der Nachschautabelle oder Karte
aufgenommen wurde.
Mit Bezug auf Fig. 5 bestimmt das Programm bei 106 die
tatsächlichen einzuspritzenden Vor-, Haupt- und Anker
schußmengen, nachdem die minimalen und erwünschten Vor-,
die minimale Haupt- und die minimalen und erwünschten An
kerschußbrennstoffmengen bestimmt wurden. Der erste
Schritt 148 bei dieser Bestimmung ist es, die gesamte
verfügbare einzuspritzende Brennstoffmenge, wie sie von
dem Regelsystem bestimmt wurde, mit der minimalen Haupt
schußbrennstoffmenge zu vergleichen, und wenn der gesamte
verfügbare Brennstoff weniger oder gleich der maximalen
Hauptschußbrennstoffmenge ist, werden die tatsächlichen
Vor- und Ankerschußbrennstoffmengen im wesentlichen auf
Null gesetzt, und die tatsächliche Hauptschußbrennstoff
menge wird auf den gesamten verfügbaren Brennstoff bzw.
die gesamte verfügbare Brennstoffmenge im Schritt 150
eingestellt. Das Programm wird dann zur Stelle 108 über
tragen (Fig. 3). Wenn der gesamte verfügbare Brennstoff
für das Einspritzereignis mehr ist als die minimale
Hauptschußbrennstoffmenge vergleicht die Steuervorrich
tung dann den gesamten verfügbaren einzuspritzenden
Brennstoff mit einer minimalen Haupt- und einer minimalen
Vorschußsumme im Schritt 152. Zusätzlich vergleicht die
Steuervorrichtung im Schritt 152 die erwünschte Vor
schußbrennstoffmenge mit der minimalen Vor
schußbrennstoffmenge. Wenn der gesamte verfügbare Brenn
stoff weniger ist als die Summe der minimalen Haupt- und
der minimalen Vorschußmenge, oder wenn die erwünschte
Vorschußbrennstoffmenge kleiner ist als die minimale Vor
schußbrennstoffmenge, dann wird im Schritt 154 die tat
sächliche Vorschußbrennstoffmenge auf Null gesetzt, und
die Steuervorrichtung schreitet voran, um zu bestimmen,
ob genügend gesamter verfügbarer Brennstoff für die
Haupt- und Ankerbrennstoffschüsse vorhanden ist, falls
erwünscht, wie in den Gruppen der Schritte 156 dargelegt.
Dies stellt sicher, daß der Hauptschuß Priorität gegen
über den Vor- und Ankerschüssen hat, so daß der Haupt
schuß die minimale Hauptschußbrennstoffmenge bekommt,
falls verfügbar, oder zumindest die gesamte Brennstoff
menge, die von dem Regelsystem eingestellt wurde, wenn
die gesamte Brennstoffmenge, die von der Regelvorrichtung
angefordert wurde, geringer ist, als die minimale Haupt
schußmenge.
Wenn es nicht genügend Brennstoff für den Vorschuß gibt,
dann wird die gesamte Vorschußbrennstoffmenge auf Null
eingestellt, und die Steuervorrichtung vergleicht die ge
samte verfügbare Brennstoffmenge mit einer Summe der mi
nimalen Hauptschußmenge und der minimalen Ankerschußmen
ge, um zu bestimmen, wieviel Brennstoff für den Anker
schuß verfügbar sein mag, und vergleicht die erwünschte
Ankerschußbrennstoffmenge mit der minimalen Anker
schußbrennstoffmenge. Wenn der gesamte Brennstoff weniger
ist als die Summe der minimalen Hauptschußmenge und der
minimalen Ankerschußmenge, oder wenn die erwünschte An
kerschußbrennstoffmenge kleiner ist als die minimale An
kerschußbrennstoffmenge, wird die tatsächliche Anker
schußbrennstoffmenge bei 160 auf Null eingestellt, und
die tatsächliche Hauptschußbrennstoffmenge wird auf die
gesamte Brennstoffmenge oder die von der Regelungsvor
richtung angewiesene Brennstoffausgabegröße eingestellt.
Wenn jedoch die Summe der minimalen Hauptschußmenge und
der minimalen Ankerschußmenge kleiner oder gleich der ge
samten erwünschten Brennstoffmenge ist, und wenn die er
wünschte Ankerschußbrennstoffmenge größer oder gleich der
minimalen Ankerschußmenge im Schritt 158 ist, dann ver
gleicht die Steuervorrichtung die gesamte erwünschte
Brennstoffmenge mit einer Summe der minimalen Hauptschuß
menge und der erwünschten Ankerschußmenge. Wenn die ge
samte Brennstoffmenge weniger ist als die Summe der mini
malen Hauptschußmenge und der erwünschten Ankerschußmen
ge, wird die tatsächliche Hauptschußbrennstoffmenge auf
die minimale Hauptschußmenge eingestellt, und die tat
sächliche Ankerschußbrennstoffmenge wird gleich einer
Differenz der gesamten Brennstoffmenge abzüglich der mi
nimalen Hauptschußbrennstoffmenge im Schritt 164 einge
stellt. Das Programm geht dann zur Startstelle bei 108
zurück.
Wenn jedoch die gesamte Brennstoffmenge größer oder
gleich der Summe der minimalen Hauptschußmenge und der
erwünschten Ankerschußmenge ist, wird die tatsächliche
Ankerschußbrennstoffmenge auf die erwünschte Anker
schußbrennstoffmenge eingestellt, und die tatsächliche
Hauptschußbrennstoffmenge wird auf eine Differenz der ge
samten verfügbaren Brennstoffmenge abzüglich der tatsäch
lichen Ankerschußbrennstoffmenge eingestellt, die im
Schritt 166 auf die erwünschte Ankerschußbrennstoffmenge
eingestellt worden ist. Danach kehrt die Steuerung zurück
zur Startstelle 108 der Fig. 3. Somit arbeitet das Pro
gramm dahingehend, daß es dem Hauptbrennstoffschuß Prio
rität gegenüber sowohl den Vor- als auch den Ankerschüs
sen gibt. Weiterhin arbeitet das Programm dahingehend,
daß es dem Vorschuß Priorität gegenüber dem Ankerschuß
gibt, während es die Möglichkeit erkennt, daß während es
nicht genügend Brennstoff für sowohl den Haupt- als auch
den Vorschuß geben mag, es eventuell ausreichend Brenn
stoff für sowohl den Haupt- als auch den Ankerschuß geben
kann. Somit schreitet die Steuervorrichtung voran zur Be
stimmung, ob es genügend für den Ankerschuß gibt, nachdem
sie bestimmt hat, daß nicht genügend für den Vorschuß
vorhanden ist. Zusätzlich überprüft das Programm, ob es
genügend Brennstoff für sowohl die minimalen Hauptschuß
mengen als auch die erwünschten Ankerschußmengen gibt,
und wenn es genügend gibt, bekommt der Ankerschuß seine
erwünschte Menge und der Hauptschuß bekommt seine minima
le Menge und etwas zusätzlich. Wenn es nicht genügend für
sowohl die minimale Hauptschußmenge als auch die er
wünschte Ankerschußmenge gibt, bekommt der Hauptschuß
sein Minimum und der Ankerschuß bekommt sein Minimum plus
etwas zusätzlich, so daß die tatsächliche Ankermenge so
nahe wie möglich an der erwünschten Ankermenge ist.
Wenn im Schritt 152 bestimmt wird, daß die gesamte Brenn
stoffmenge größer oder gleich der Summe der minimalen
Hauptschußmenge und der minimalen Vorschußmenge ist, und
daß die erwünschte Vorschußbrennstoffmenge größer ist,
als die minimale Vorschußbrennstoffmenge, vergleicht die
Steuervorrichtung im Schritt 168 die gesamte Brennstoff
menge mit der Summe einer minimalen Vorschußmenge, einer
minimalen Hauptschußmenge und einer minimalen Ankerschuß
menge und vergleicht die erwünschte Ankerschußbrennstoff
menge mit der minimalen Ankerschußbrennstoffmenge.
Wenn im Schritt 168 die gesamte Brennstoffmenge geringer
ist als die Summe der minimalen Vorschußmenge, der mini
malen Hauptschußmenge und der minimalen Ankerschußmenge,
oder wenn die erwünschte Ankerschußbrennstoffmenge klei
ner ist als die minimale Ankerschußbrennstoffmenge, wird
die tatsächliche Ankerschußbrennstoffmenge im Schritt 170
auf Null gesetzt, und im Schritt 172 vergleicht die Steu
ervorrichtung die gesamte Brennstoffmenge mit einer Summe
der minimalen Hauptschußmenge und der erwünschten Vor
schußmenge. Wenn die gesamte Brennstoffmenge kleiner ist
als die Summe der minimalen Hauptschußmenge und der er
wünschten Vorschußmenge, wird die tatsächliche Haupt
schußbrennstoffmenge auf die minimale Haupt
schußbrennstoffmenge eingestellt, und die tatsächliche
Vorschußbrennstoffmenge wird auf eine Differenz der ge
samten Brennstoffmenge abzüglich der minimalen Haupt
schußbrennstoffmenge im Schritt 174 eingestellt. Wenn al
ternativ die gesamte Brennstoffmenge größer oder gleich
der Summe der minimalen Hauptschußmenge und der erwünsch
ten Vorschußmenge ist, dann wird die tatsächliche Vor
schußbrennstoffmenge auf die erwünschte Vor
schußbrennstoffmenge eingestellt, und die tatsächliche
Hauptschußbrennstoffmenge wird auf eine Differenz der ge
samten Brennstoffmenge abzüglich der tatsächlichen Vor
schußbrennstoffmenge eingestellt, die auf die erwünschte
Vorschußbrennstoffmenge im Schritt 176 eingestellt worden
ist. Nachdem die tatsächliche Vorschußmenge und die tat
sächliche Hauptschußbrennstoffmenge eingestellt worden
sind, kehrt das Programm zurück zur Startstelle 108. So
mit ist die Steuervorrichtung wirksam, um zu bestimmen,
ob genügend Brennstoff für den minimalen Hauptschuß, den
minimalen Vorschuß und den minimalen Ankerschuß vorhanden
ist, und wenn nicht genügend Brennstoff für alle drei
Schüsse vorhanden ist, dann wird der tatsächliche An
kerbrennstoffschuß im wesentlichen auf Null gesetzt. Da
nach bestimmt die Steuervorrichtung, ob genügend Brenn
stoff sowohl für den minimalen Hauptbrennstoffschuß als
auch den erwünschten Vorbrennstoffschuß vorhanden ist.
Wenn es genügend für sowohl den minimalen Hauptschuß als
auch den erwünschten Vorschuß gibt, empfängt der Vorschuß
die erwünschte Menge, und der Hauptschuß empfängt sein
Minimum. Irgendeine übrige Menge über der Summe der mini
malen Hauptschußmenge und der erwünschten Vorschußmenge
wird dem Hauptschuß zugeordnet, da sie für den minimalen
Anker- bzw. Nachschuß nicht ausreicht. Wenn es jedoch
nicht genügend Brennstoff für sowohl den minimalen Haupt
schuß als auch den erwünschten Vorschuß gibt, dann be
kommt der Hauptschuß seine minimale Brennstoffmenge, und
der Vorschuß bekommt seine minimale Menge plus irgendei
nen übrigen Brennstoff, so daß der Vorschuß so nahe wie
möglich an der erwünschten Vorschußbrennstoffmenge ist.
Wenn im Schritt 168 die gesamte Brennstoffmenge größer
oder gleich der Summe der minimalen Vorschußmenge, der
minimalen Hauptschußmenge und der minimalen Ankerschuß
menge ist, und wenn die erwünschte Ankerschußbrennstoff
menge größer oder gleich der minimalen Anker
schußbrennstoffmenge ist, dann vergleicht die Steuervor
richtung die gesamte Brennstoffmenge mit einer Summe der
minimalen Ankerschußmenge, der minimalen Hauptschußmenge
und der erwünschten Vorschußmenge im Schritt 178 (Fig.
6). Wenn die gesamte Brennstoffmenge kleiner ist als die
Summe der minimalen Ankerschußmenge, der minimalen Haupt
schußmenge und der erwünschten Vorschußmenge, dann wird
im Schritt 180 die tatsächliche Hauptschußbrennstoffmenge
auf die minimale Hauptschußbrennstoffmenge eingestellt,
die tatsächliche Ankerschußbrennstoffmenge wird auf die
minimale Ankerschußbrennstoffmenge eingestellt, und die
tatsächliche Vorschußbrennstoffmenge wird gleicher einer
Differenz der gesamten Brennstoffmenge abzüglich der tat
sächlichen Hauptschußbrennstoffmenge abzüglich der tat
sächlichen Ankerschußbrennstoffmenge eingestellt. Danach
geht das Programm voran zur Startstelle 108. Somit wird
dem Vorsteuerbrennstoffschuß wiederum eine Priorität ge
genüber dem Ankerbrennstoffschuß gegeben, und zwar in dem
man dem Vorbrennstoffschuß irgendeinen zusätzlichen
Brennstoff über der Summe der drei minimalen Mengen gibt,
was ihn so nah wie möglich an die erwünschte
Vorbrennstoffschußmenge bringt.
Wenn im Schritt 178 die gesamte Brennstoffmenge größer
oder gleich der Summe der minimalen Ankerschußmenge, der
minimalen Hauptschußmenge und der erwünschten Vorschuß
menge ist, dann wird die tatsächliche Vorschußbrennstoff
menge im Schritt 182 auf die erwünschte Vor
schußbrennstoffmenge gestellt. Dann vergleicht die Steu
ervorrichtung im Schritt 184 die gesamte Brennstoffmenge
mit einer Summe der erwünschten Ankerschußmenge, der mi
nimalen Hauptschußmenge und der tatsächlichen Vorschuß
menge/erwünschten Vorschußmenge. Wenn die gesamte Brenn
stoffmenge kleiner ist als die Summe der erwünschten An
kerschußmenge, der minimalen Hauptschußmenge und der er
wünschten Vorschußmenge, wird die tatsächliche Haupt
schußbrennstoffmenge auf die minimale Haupt
schußbrennstoffmenge eingestellt, und die tatsächliche
Ankerschußbrennstoffmenge wird auf eine Differenz der ge
samten Brennstoffmenge abzüglich der minimalen Haupt
schußbrennstoffmenge und abzüglich der erwünschten Vor
schußbrennstoffmenge im Schritt 186 eingestellt. Nach dem
die erwünschte Vorschußmenge und die minimale Hauptschuß
menge erfüllt wurden, wird somit übermäßiger Brennstoff
über die minimale Ankerschußmenge hinaus dem Ankerschuß
gegeben, so daß dieser so nahe wie möglich an der er
wünschten Ankermenge ist.
Wenn im Gegensatz dazu die gesamte Brennstoffmenge größer
oder gleich der Summe der erwünschten Ankerschußmenge,
der minimalen Hauptschußmenge und der erwünschten Vor
schußmenge ist, wird die tatsächliche Anker
schußbrennstoffmenge auf die erwünschte Anker
schußbrennstoffmenge eingestellt, und die tatsächliche
Hauptschußbrennstoffmenge wird auf eine Differenz der ge
samten Brennstoffmenge abzüglich der erwünschten Anker
schußbrennstoffmenge und abzüglich der erwünschten Vor
schußbrennstoffmenge im Schritt 188 gesetzt. Somit stellt
die Steuervorrichtung sicher, daß der Vorschuß die er
wünschte Vorschußbrennstoffmenge aufnimmt und dann be
stimmt, ob genügend Brennstoff für die erwünschte Anker
schußbrennstoffmenge vorhanden ist. Wenn es genügend
Brennstoff für die erwünschte Ankerschuß- und Vor
schußbrennstoffmenge gibt, gibt das Programm irgendwel
chen zusätzlichen verfügbaren Brennstoff dem Hauptschuß.
Danach wird das Programm zur Startstelle 108 für den
nächsten Einspritzzyklus zurückgeleitet. Diese Brenn
stoffaufteilungsstrategie hat die Flexibilität, daß sie
es dem Programm gestattet, einen Regelungsschuß einzu
stellen. Der Regelungsschuß ist der Schuß, der den gesam
ten restlichen Brennstoff aufnehmen wird, nach dem die
anderen beiden zufriedengestellt sind. Wenn beispielswei
se der erwünschte Hauptschuß und der erwünschte Anker
schuß auf niedrige Mengen eingestellt sind, wären sie zu
friedengestellt, und der Vorschuß würde der Regelungss
chuß sein, der den gesamten übermäßigen Brennstoff auf
nimmt.
Die Anwendung eines Einspritzverfahrens und -systems ge
mäß der vorliegenden Erfindung sieht eine bessere Brenn
stoffausnutzung und Emissionssteuerung während variieren
der Motorbetriebszustände vor, wie oben erklärt. Obwohl
die spezielle Einspritzwellenform zum Liefern von mehrfa
chen Brennstoffeinspritzungen abhängig von den speziellen
Motorbetriebszuständen variieren kann, kann das vorlie
gende System dynamisch die Zeitsteuerung bestimmen, die
mit jedem einzelnen Brennstoffeinspritzschuß assoziiert
ist, weiter die Einspritzdauer, die Einspritzmenge, ir
gendwelche Verzögerungen zwischen den Brennstoffschüssen
und die Verschiebung des Zylinderkolbens mit Bezug auf
den Beginn von jedem Brennstoffschuß, und zwar ungeachtet
der Bauart der verwendeten elektronisch gesteuerten
Brennstoffeinspritzvorrichtungen, ungeachtet der Art des
verwendeten Motors, und ungeachtet der Art des verwende
ten Brennstoffes. In dieser Hinsicht können entsprechende
Brennstoffkarten bezüglich des Rail-Druckes, der Motor
drehzahl, der Motorbelastung, den Zeitdauern des Vor
schusses/Hauptschusses/Ankerschusses, der Brennstoffmen
gen des Vorschusses/Hauptschusses/Ankerschusses, der An
kerzeitverzögerungen, der Vor-/Hauptschußzeitsteuerung und
anderer Parameter gespeichert oder in anderer Weise im
elektronischen Steuermodul 56 einprogrammiert sein, und
zwar zur Anwendung während aller Betriebszustände des Mo
tors. Diese Betriebskarten, Tabellen und/oder mathemati
sche Gleichungen, die in dem programmierbaren Speicher
des elektronischen Steuermoduls gespeichert sind, bestim
men und steuern die verschiedenen Parameter, einschließ
lich der Brennstoffschußmengen, die mit den entsprechen
den mehrfachen Einspritzereignissen assoziiert sind, um
eine erwünschte Emissionssteuerung zu erreichen.
In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
kann eine Einspritzstrategie, die als eine Karte oder
Nachschautabelle gespeichert ist, wie beispielsweise die
in Fig. 7 veranschaulichte, verwendet werden, um die er
wünschte Anzahl von Brennstoffschüssen zu bestimmen, wei
ter die Brennstoffmenge für die Schüsse und die Zeitpunk
te für die einzuspritzenden Schüsse. Jedoch können die
gegenwärtige Belastung und die Drehzahlparameter nicht
identisch zu den gespeicherten Werten der Karte oder Ta
belle passen. Daher können die Werte der Karte interpo
liert werden müssen, um die erwünschte Anzahl der Schüsse
und die assoziierte Brennstoffmenge für diese zu bestim
men, d. h. für das erwünschte Einspritzereignis. Wenn un
terschiedliche Regionen auf der Karte überspannt werden,
können die Anzahl der Schüsse, die Brennstoffmenge für
die speziellen Schüsse und die Zeitpunkte der Schüsse va
riieren. Daher wird die vorliegende Erfindung in einem
Ausführungsbeispiel die Aufteilung des Brennstoffes unter
den Schüssen bestimmen, und zwar durch Vergleich der er
wünschten Anzahl von Schüssen für das Einspritzereignis
und der assoziierten erwünschten Brennstoffmengen, die
durch Interpolation einer Karte bestimmt werden können,
wie beispielsweise der in Fig. 7 veranschaulichten, und
zwar mit eingerichteten minimalen Brennstoffmengen und
Prioritäten für die speziellen Schüsse, die auch über ei
ne Interpolation einer Karte bestimmt werden können, wie
in Fig. 7 veranschaulicht. Die vorliegende Erfindung mo
difiziert dann das Einspritzsignal entsprechend und lie
fert das Einspritzsignal an die geeignete Brennstoffein
spritzvorrichtung.
Es sei auch bemerkt, daß die speziellen Umgebungsumstän
de, unter denen der Motor arbeitet, die Emissionsmengen
beeinflussen, die von dem Motor erzeugt werden. Wenn sich
die Umgebungszustände verändern, so können sich die Mo
torabgasemissionen verändern. Als eine Folge können mehr
fache Brennstoffeinspritzschüsse eingestellt werden müs
sen, um die Motoremissionen innerhalb akzeptabler Grenzen
zu halten, und zwar basierend auf den Umgebungszuständen.
Diese Einstellungen können Einstellungen an der Vorein
spritzzeitsteuerung und -menge aufweisen, an der Haupt
einspritzzeitsteuerung und -menge, an der Verzögerung
zwischen den Vor- und Haupteinspritzungen und an der Ver
zögerung zwischen den Haupt- und Ankereinspritzungen. Die
Umgebungszustände können überwacht werden durch Vorsehen
und Koppeln von entsprechenden Sensoren mit dem elektro
nischen Steuermodul 56, wie im folgenden erklärt wird.
Fig. 8 ist ein beispielhaftes schematisches Diagramm,
das repräsentative Sensoreingangsgrößen zum elektroni
schen Steuermodul 56 zeigt, und zwar um die Umgebungsum
stände zu überwachen, unter denen der Motor arbeitet.
Beispielsweise können entsprechende Sensoren mit Bezug
auf einen speziellen Motor so positioniert und angeordnet
werden, daß sie geeignete Signale 80 und 82 in das elekt
ronische Steuermodul 56 eingeben, die die Umgebungstempe
ratur und/oder den Druck darstellen, unter dem der Motor
gegenwärtig arbeitet. Basierend auf der Umgebungstempera
tur und/oder dem Druck kann das elektronische Steuermodul
56 die geeigneten Karten oder Nachschautabellen für die
sen speziellen Umgebungszustand auswählen und danach ent
weder die geeigneten Parameter für jedes Einspritzereig
nis basierend auf der bestehenden Umgebungstemperatur
und/oder dem Druck bestimmen, oder das elektronische
Steuermodul 56 könnte einen Korrektur- oder Einstellfak
tor bestimmen, der auf die Einspritzereignisparameter an
gewandt werden soll, die basierend auf gewissen normalen
oder standardisierten Betriebszuständen berechnet wurden,
wie beispielsweise einer standardmäßigen Tagestemperatur
und einem Druck. In dieser Hinsicht könnten die geeigne
ten Karten und Nachschautabellen einen Satz von solchen
Karten und/oder Nachschautabellen aufweisen, und zwar ba
sierend auf gewissen vorbestimmten Umgebungstemperaturen
und/oder Druckbereichen, weiter einen anderen Satz von
Karten und/oder Tabellen, die auf jeden vorbestimmten Be
reich anwendbar sind. Andererseits könnte das elektroni
sche Steuermodul 56 genauso einen Satz von Karten
und/oder Nachschautabellen aufweisen, und zwar basierend
auf Umgebungstemperaturen und/oder Drücken, die es dem
elektronischen Steuermodul 56 ermöglichen werden, einen
Korrektur- oder Einstellfaktor zu bestimmen, der auf die
verschiedenen Parameter von jedem Einspritzereignis ange
wandt werden kann, wobei der Korrektur- oder Einstellfak
tor mit Bezug auf gewisse normale oder standardisierte
Motorbetriebszustände skaliert wird.
Wie in Fig. 8 gezeigt würde das elektronische Steuermo
dul 56 basierend auf einer Sensoreingangsgröße der Umge
bungstemperatur 80 und/oder des Umgebungsdruckes 82 ent
sprechende Signale S10 an die Brennstoffeinspritzvorrich
tungen ausgeben, um den erwünschten Vorschußzeitpunkt
und/oder die Brennstoffmenge einzustellen (Einstellung
92) um den Hauptbrennstoffschußzeitpunkt und/oder die
Brennstoffmenge einzustellen (Einstellung 94), um die er
wünschte Verzögerung zwischen den Vor- und Hauptbrenn
stoffschüssen einzustellen (Einstellung 96) und/oder um
die erwünschte Verzögerung zwischen den Haupt- und Anker
brennstoffschüssen einzustellen (Einstellung 98). Irgend
eine oder mehrere dieser Einstellungen 92, 94, 96 und 98
kann durch das elektronische Steuermodul durchgeführt
werden, um die erwünschten Vor-, Haupt- und Ankerbrenn
stoffschüsse zu erreichen, um die Abgasemissionen zu
steuern und solche Emissionen innerhalb gewisser vorbe
stimmter Grenzen zu halten.
Es sei auch bemerkt und vorhergesagt, daß andere Parame
ter und Motorbetriebszustände genauso abgefühlt werden
können und in das elektronische Steuermodul 56 eingegeben
werden können, und zwar andere als die Umgebungstempera
tur 80 und/oder der Umgebungsdruck 82, um die Umgebungs
betriebszustände des Motors zu bestimmen. Beispielsweise
könnte das elektronische Steuermodul 56 mit einem Sensor
gekoppelt werden, um ein Signal 84 aufzunehmen, das die
Einlaßsammelleitungstemperatur anzeigt, die mit dem Motor
assoziiert ist, weiter mit einem Sensor zum Empfang eines
Signals 86, das den Einlaßsammelleitungsdruck anzeigt,
mit einem Sensor zur Aufnahme eines Signals 88, das die
Feuchtigkeit anzeigt und/oder mit einem Sensor zur Auf
nahme eines Signals 90, das den Kurbelgehäuseöldruck an
zeigt. Diese Motorparameter könnten genauso durch ver
schiedene Karten, Tabellen und/oder Gleichungen korre
liert oder übersetzt werden, um die Umgebungsbetriebszu
stände des Motors einzurichten bzw. festzustellen, und
basierend auf irgendeinem oder einer Vielzahl dieser Sig
nale 80, 82, 84, 86, 88 und 90 könnte das elektronische
Steuermodul 56 irgendeine oder mehrere der Einstellungen
92, 94, 96 und/oder 98 machen, und entsprechende Signale
S10 ausgeben, um die Parameter der mehrfachen Einspritz
ereignisse einzustellen. Alle der Sensoren, die Signale
80, 82, 84, 86, 88 und/oder 90 liefern, würden vorzugs
weise ihren entsprechenden Parameter überwachen, der mit
dem Betrieb des Motors assoziiert ist, und ein jeder sol
cher Sensor würde ein entsprechendes Signal an das elek
tronische Steuermodul 56 ausgeben, das einen solchen abge
fühlten Parameter anzeigt. Es sei weiterhin bemerkt und
vorausgesagt, daß noch andere Parameter als jene, die in
Fig. 8 bezeichnet wurden, ebenfalls verwendet werden
können, um die Umgebungsbetriebszustände des Motors zu
bestimmen.
Obwohl das in Fig. 1 veranschaulichte Brennstoffsystem
10 als ein repräsentatives System mit 6 Einspritzvorrich
tungen gezeigt worden ist, sei bemerkt, daß die vorlie
gende Erfindung genauso bei Brennstoffeinspritzsystemen
vorgesehen werden könnte, die irgendeine Anzahl von
Brennstoffeinspritzvorrichtungen aufweisen, genauso wie
sowohl hydraulisch betätigte wie auch mechanisch betätig
te elektronisch gesteuerte Brennstoffeinspritzeinheiten
und bei Common-Rail-Systemen bzw. Systemen mit gemeinsa
mer Druckleitung mit digital gesteuerten Brennstoffventi
len. Wo mechanisch betätigte elektronisch gesteuerte
Brennstoffeinspritzvorrichtungen verwendet werden, wird
die Sammelleitung 36 in Fig. 1 typischerweise durch ei
nen mechanischen Betätigungsmechanismus ersetzt, um zu
bewirken, daß jede Einspritzvorrichtung Brennstoff unter
Druck setzt, wie beispielsweise die Mechanismen, die in
den US-Patenten 5,947,380 und 5,407,131 veranschau
licht werden. Andere Mechanismen zur Durchführung dieser
Aufgabe sind genauso bekannt und verfügbar.
Wie aus der vorangegangenen Beschreibung offensichtlich
wird, werden gewisse Aspekte der vorliegenden Erfindung
nicht durch die speziellen Details der hier veranschau
lichten Beispiele eingeschränkt, und es wird daher in Be
tracht gezogen, daß andere Modifikationen und Anwendungen
oder äquivalente Ausführungen davon dem Fachmann offen
sichtlich werden. Es wird entsprechend beabsichtigt, daß
die Ansprüche alle diese Modifikationen und Anwendungen
abdecken sollen, die nicht vom Kern und Umfang der vor
liegenden Erfindung abweichen.
Andere Aspekte, Ziele und Vorteile der vorliegenden Er
findung können aus einem Studium der Zeichnungen, der Of
fenbarung und der beigefügten Ansprüche erhalten werden.
Claims (20)
1. Brennstoffeinspritzsteuersystem zur Aufteilung einer
erwünschten Brennstoffmenge in getrennte Brennstoff
mengen, das folgendes aufweist:
mindestens eine Brennstoffeinspritzvorrichtung, die betreibbar ist, um eine Vielzahl von Brennstoffein spritzschüssen zu liefern;
eine elektronische Steuervorrichtung, die mit der mindestens einen Brennstoffeinspritzvorrichtung ge koppelt ist;
wobei die Steuervorrichtung betreibbar ist, um eine erwünschte Vorschußbrennstoffmenge, eine minimale Hauptschußbrennstoffmenge und eine erwünschte Anker schußbrennstoffmenge zu bestimmen;
wobei die Steuervorrichtung betreibbar ist, um die gesamte verfügbare Brennstoffmenge mit der erwünsch ten Vorschußbrennstoffmenge, der minimalen Haupt schußbrennstoffmenge und der erwünschten Anker schußbrennstoffmenge zu vergleichen; und
wobei die Steuervorrichtung betreibbar ist, um die tatsächliche anzuweisende Vorschußbrennstoffmenge, die tatsächliche anzuweisende Hauptschußbrennstoff menge und die tatsächliche anzuweisende Anker- bzw. Nachschußbrennstoffmenge zur Einspritzung durch die mindestens eine Brennstoffeinspritzvorrichtung zu bestimmen.
mindestens eine Brennstoffeinspritzvorrichtung, die betreibbar ist, um eine Vielzahl von Brennstoffein spritzschüssen zu liefern;
eine elektronische Steuervorrichtung, die mit der mindestens einen Brennstoffeinspritzvorrichtung ge koppelt ist;
wobei die Steuervorrichtung betreibbar ist, um eine erwünschte Vorschußbrennstoffmenge, eine minimale Hauptschußbrennstoffmenge und eine erwünschte Anker schußbrennstoffmenge zu bestimmen;
wobei die Steuervorrichtung betreibbar ist, um die gesamte verfügbare Brennstoffmenge mit der erwünsch ten Vorschußbrennstoffmenge, der minimalen Haupt schußbrennstoffmenge und der erwünschten Anker schußbrennstoffmenge zu vergleichen; und
wobei die Steuervorrichtung betreibbar ist, um die tatsächliche anzuweisende Vorschußbrennstoffmenge, die tatsächliche anzuweisende Hauptschußbrennstoff menge und die tatsächliche anzuweisende Anker- bzw. Nachschußbrennstoffmenge zur Einspritzung durch die mindestens eine Brennstoffeinspritzvorrichtung zu bestimmen.
2. Brennstoffeinspritzsteuersystem nach Anspruch 1, wo
bei die Steuervorrichtung betreibbar ist, um dem
Vorschuß Priorität gegenüber dem Anker- bzw. Nach
schuß zu geben.
3. Brennstoffeinspritzsteuersystem nach Anspruch 1, wo
bei die Steuervorrichtung betreibbar ist, um dem
Hauptschuß Priorität gegenüber dem Vorschuß zu ge
ben.
4. Brennstoffeinspritzsteuersystem nach Anspruch 1, wo
bei die Steuervorrichtung weiter betreibbar ist, um
zu bestimmen, ob es genügend verfügbare Brennstoff
menge für die minimale Hauptschußbrennstoffmenge
gibt, um zu bestimmen, ob es genügend erwünschte
Brennstoffmenge für die erwünschte Vor
schußbrennstoffmenge gibt, um zu bestimmen, ob es
genügend Brennstoffmenge für die erwünschte Anker-
bzw. Nachschußbrennstoffmenge gibt, und um zu
bestimmen, ob es genügend erwünschte Brennstoffmenge
für sowohl die erwünschte Vor- als auch die Anker
schußbrennstoffmenge gibt.
5. Brennstoffeinspritzsteuersystem nach Anspruch 1, das
weiter aufweist, daß die Steuervorrichtung betreib
bar ist, um eine minimale Vorschußbrennstoffmenge
und eine minimale Ankerschußbrennstoffmenge zu
bestimmen, und wobei die Steuervorrichtung betreib
bar ist, um die verfügbare Brennstoffmenge mit der
minimalen Vorschußbrennstoffmenge, der minimalen
Hauptschußbrennstoffmenge und der minimalen Anker
schußbrennstoffmenge zu vergleichen.
6. Brennstoffeinspritzsteuersystem nach Anspruch 5, das
weiterhin aufweist, daß die Steuervorrichtung
betreibbar ist, um die minimale
Vorschußbrennstoffmenge mit der erwünschten
Vorschußbrennstoffmenge zu vergleichen, und wenn die
erwünschte Vorschußbrennstoffmenge kleiner ist, als
die minimale Vorschußbrennstoffmenge, dann zur
Einstellung der tatsächlichen
tatsächlichen Vorschußbrennstoffmenge auf im wesent
lichen Null; und wobei die Steuervorrichtung
betreibbar ist, um die minimale Anker
schußbrennstoffmenge mit der erwünschten Anker
schußbrennstoffmenge zu vergleichen, und wenn die
erwünschte Ankerschußbrennstoffmenge geringer ist
als die minimale Ankerschußbrennstoffmenge, um die
tatsächliche Ankerschußbrennstoffmenge im wesentli
chen auf Null zu stellen.
7. Brennstoffeinspritzsteuersystem nach Anspruch 5, wo
bei die Betreibbarkeit der Steuervorrichtung zum
Vergleich der erwünschten Brennstoffmenge mit den
erwünschten und minimalen Vorschußbrennstoffmengen,
der minimalen Hauptschußbrennstoffmenge und den er
wünschten und minimalen Ankerschußbrennstoffmengen
weiter aufweist, daß die Steuervorrichtung betreib
bar ist, um die erwünschte Brennstoffmenge mit der
minimalen Hauptschußbrennstoffmenge zu vergleichen,
und wenn die erwünschte Brennstoffmenge geringer ist
als die minimale Hauptschußbrennstoffmenge, um die
tatsächliche Hauptschußbrennstoffmenge auf die er
wünschte Brennstoffmenge zu setzen, und die tatsäch
lichen Vorschuß- und Ankerschußbrennstoffmengen im
wesentlichen auf Null zu setzen, und wenn die er
wünschte Brennstoffmenge größer ist als die minimale
Hauptschußmenge, die erwünschte Brennstoffmenge mit
einer Summe der minimalen Hauptschußmenge und der
minimalen Vorschußmenge zu vergleichen.
8. Brennstoffeinspritzsteuersystem nach Anspruch 7, wo
bei die erwünschte Brennstoffmenge geringer ist als
die Summe der minimalen Hauptschußmenge und der mi
nimalen Vorschußmenge, wobei die Steuervorrichtung
betreibbar ist, um die tatsächliche Vor
schußbrennstoffmenge im wesentlichen auf Null zu
setzen und die erwünschte Brennstoffmenge mit einer
Summe der minimalen Hauptschußmenge und der minima
len Ankerschußmenge zu vergleichen, und wenn die er
wünschte Brennstoffmenge geringer ist als die Summe
der minimalen Hauptschußmenge und der minimalen An
kerschußmenge, die tatsächliche Anker
schußbrennstoffmenge im wesentlichen auf Null zu
setzen und die tatsächliche Hauptschußbrennstoffmen
ge auf die erwünschte Brennstoffmenge einzustellen.
9. Brennstoffeinspritzsteuersystem nach Anspruch 8, wo
bei wenn die erwünschte Brennstoffmenge größer ist
als die Summe der minimalen Hauptschußmenge und der
minimalen Ankerschußmenge, die Steuervorrichtung be
treibbar ist, um die erwünschte Brennstoffmenge mit
einer Summe der minimalen Hauptschußmenge und der
erwünschten Ankerschußmenge zu vergleichen, und wenn
die erwünschte Brennstoffmenge geringer ist als die
Summe der minimalen Hauptschußmenge und der erwün
schten Ankerschußmenge, die tatsächliche Haupt
schußbrennstoffmenge auf die minimale
Hauptschußbrennstoffmenge zu setzen, und die
tatsächliche Ankerschußbrennstoffmenge auf eine
Differenz zwischen der erwünschten Brennstoffmenge
und der erwünschten Ankerschußbrennstoffmenge.
10. Brennstoffeinspritzsteuersystem nach Anspruch 7, wo
bei wenn die erwünschte Brennstoffmenge größer ist
als die Summe der minimalen Hauptschußmenge und der
minimalen Vorschußmenge, die Steuervorrichtung be
treibbar ist, um die erwünschte Brennstoffmenge mit
der Summe der minimalen Hauptschußmenge, der mi
nimalen Vorschußmenge und der minimalen Ankerschuß
menge zu vergleichen, und wenn die erwünschte Brenn
stoffmenge kleiner ist als die Summe der minimalen
Hauptschußmenge, der minimalen Vorschußmenge und der
minimalen Ankerschußmenge, die tatsächliche Anker
brennstoffmenge im wesentlichen auf Null zu setzen
und die erwünschte Brennstoffmenge mit einer Summe
der minimalen Hauptschußmenge und der erwünschten
Vorschußmenge zu vergleichen, und falls die er
wünschte Brennstoffmenge kleiner ist als die Summe
der minimalen Hauptschußmenge und der erwünschten
Vorschußmenge, die tatsächliche Haupt
schußbrennstoffmenge auf die minimale Haupt
schußbrennstoffmenge zu setzen, und die tatsächliche
Vorschußbrennstoffmenge auf eine Differenz der er
wünschten Brennstoffmenge und der minimalen Haupt
schußbrennstoffmenge zu setzen, und wenn die er
wünschte Brennstoffmenge größer ist als die Summe
der minimalen Hauptschußmenge und der erwünschten
Vorschußmenge, die tatsächliche Vorschußbrennstoff
menge auf die erwünschte Vorschußbrennstoffmenge zu
setzen, und die tatsächliche Hauptschußbrennstoff
menge auf eine Differenz der erwünschten Brennstoff
menge und der erwünschten Vorschußbrennstoffmenge zu
setzen.
11. Brennstoffeinspritzsystem nach Anspruch 10, wobei
wenn die erwünschte Brennstoffmenge größer ist als
die Summe der minimalen Hauptschußmenge, der minima
len Vorschußmenge und der minimalen Ankerschußmenge,
die Steuervorrichtung betreibbar ist, um die er
wünschte Brennstoffmenge mit einer Summe der minima
len Hauptschußmenge, der minimalen Ankerschußmenge
und der erwünschten Vorschußmenge zu vergleichen,
und wenn die erwünschte Brennstoffmenge kleiner ist
als die Summe der minimalen Hauptschußmenge, der mi
nimalen Ankerschußmenge und der erwünschten Vor
schußmenge, die tatsächliche Hauptschußbrennstoff
menge auf die minimale Hauptschußbrennstoffmenge
einzustellen, weiter die tatsächliche Anker
schußbrennstoffmenge auf die minimale Anker
schußbrennstoffmenge einzustellen, und die tatsäch
liche Vorschußbrennstoffmenge auf eine Differenz
bzw. Größe der erwünschten Brennstoffmenge abzüglich
der minimalen Hauptschußbrennstoffmenge und abzüg
lich der minimalen Ankerschußbrennstoffmenge einzu
stellen.
12. Brennstoffeinspritzsteuersystem nach Anspruch 11,
wobei wenn die erwünschte Brennstoffmenge größer ist
als die Summe der minimalen Hauptschußmenge, der mi
nimalen Ankerschußmenge und der erwünschten Vor
schußmenge, die Steuervorrichtung betreibbar ist, um
die tatsächliche Vorschußbrennstoffmenge auf die er
wünschte Vorschußbrennstoffmenge einzustellen und
die erwünschte Brennstoffmenge mit einer Summe der
minimalen Hauptschußmenge, der erwünschten Anker
schußmenge und der erwünschten Vorschußmenge zu ver
gleichen, und wenn die erwünschte Brennstoffmenge
kleiner ist als die Summe der minimalen Hauptschuß
menge, der erwünschten Ankerschußmenge und der er
wünschten Vorschußmenge, die tatsächliche Haupt
schußbrennstoffmenge auf die minimale Haupt
schußbrennstoffmenge einzustellen, und die tatsäch
liche Ankerschußbrennstoffmenge auf eine Differenz
bzw. Größe der erwünschten Brennstoffmenge abzüglich
der minimalen Hauptschußbrennstoffmenge und abzüg
lich der erwünschten Vorschußbrennstoffmenge einzu
stellen.
13. Brennstoffeinspritzsteuersystem nach Anspruch 12,
wobei wenn die erwünschte Brennstoffmenge größer ist
als die Summe der minimalen Hauptschußmenge, der er
wünschten Ankerschußmenge und der erwünschten Vor
schußmenge, die Steuervorrichtung betreibbar ist, um
die tatsächliche Ankerschußbrennstoffmenge auf die
erwünschte Ankerschußbrennstoffmenge zu setzen, und
die tatsächliche Hauptschußbrennstoffmenge auf eine
Differenz bzw. Größe der erwünschten Brennstoffmenge
abzüglich der erwünschten Ankerschußbrennstoffmenge
und abzüglich der erwünschten Vorschußbrennstoffmen
ge einzustellen.
14. Brennstoffeinspritzsteuersystem nach Anspruch 1, wo
bei die Funktionsweise der Steuervorrichtung zur Be
stimmung der erwünschten Vorschußbrennstoffmenge und
der erwünschten Ankerschußbrennstoffmenge weiter
aufweist, daß die Steuervorrichtung betreibbar ist,
um:
das Auftreten eines Vorschußnullstellereignisses zu bestimmen, und wenn ein Vorschußnullstellereignis aufgetreten ist, die erwünschte Vorschußbrennstoff menge im wesentlichen auf Null zu setzen, und wenn kein Vorschußnullstellereignis aufgetreten ist, die erwünschte Vorschußbrennstoffmenge aus einer Vor schußtabelle nachzuschauen;
das Auftreten eines Ankerschußnullstellereignisses zu bestimmen, und wenn ein Ankerschußnullsteller eignis aufgetreten ist, die erwünschte Anker schußbrennstoffmenge im wesentlichen auf Null zu setzen, und wenn kein Ankerschußnullstellereignis aufgetreten ist, die erwünschte Anker schußbrennstoffmenge aus einer Ankerschußtabelle nachzuschauen.
das Auftreten eines Vorschußnullstellereignisses zu bestimmen, und wenn ein Vorschußnullstellereignis aufgetreten ist, die erwünschte Vorschußbrennstoff menge im wesentlichen auf Null zu setzen, und wenn kein Vorschußnullstellereignis aufgetreten ist, die erwünschte Vorschußbrennstoffmenge aus einer Vor schußtabelle nachzuschauen;
das Auftreten eines Ankerschußnullstellereignisses zu bestimmen, und wenn ein Ankerschußnullsteller eignis aufgetreten ist, die erwünschte Anker schußbrennstoffmenge im wesentlichen auf Null zu setzen, und wenn kein Ankerschußnullstellereignis aufgetreten ist, die erwünschte Anker schußbrennstoffmenge aus einer Ankerschußtabelle nachzuschauen.
15. Computerlesbares Medium, das Anweisungen zur Steue
rung eines Brennstoffeinspritzsteuersystems enthält,
um eine verfügbare Brennstoffmenge in getrennte
Brennstoffmengen aufzuteilen, wobei es folgendes
aufweist:
Bestimmung einer erwünschten Vorschußbrennstoffmen ge, einer minimalen Hauptschußbrennstoffmenge und einer erwünschten Ankerschußbrennstoffmenge;
Bestimmung, ob es genügend verfügbare Brennstoffmen ge für die minimale Hauptschußbrennstoffmenge gibt;
Bestimmung, ob es genügend verfügbare Brennstoffmen ge für die erwünschte Vorschußbrennstoffmenge gibt;
Bestimmung, ob es genügend Brennstoffmenge für die erwünschte Ankerschußbrennstoffmenge gibt; und
Bestimmung der tatsächlichen Vorschußbrennstoffmen ge, der tatsächlichen Hauptschußbrennstoffmenge und der tatsächlichen Ankerschußbrennstoffmenge.
Bestimmung einer erwünschten Vorschußbrennstoffmen ge, einer minimalen Hauptschußbrennstoffmenge und einer erwünschten Ankerschußbrennstoffmenge;
Bestimmung, ob es genügend verfügbare Brennstoffmen ge für die minimale Hauptschußbrennstoffmenge gibt;
Bestimmung, ob es genügend verfügbare Brennstoffmen ge für die erwünschte Vorschußbrennstoffmenge gibt;
Bestimmung, ob es genügend Brennstoffmenge für die erwünschte Ankerschußbrennstoffmenge gibt; und
Bestimmung der tatsächlichen Vorschußbrennstoffmen ge, der tatsächlichen Hauptschußbrennstoffmenge und der tatsächlichen Ankerschußbrennstoffmenge.
16. Computerlesbares Medium nach Anspruch 15, das weiter
folgendes aufweist:
Bestimmung einer minimalen Vorschußbrennstoffmenge und einer minimalen Ankerschußbrennstoffmenge;
Bestimmung, ob es genügend erwünschte Brennstoffmen ge für die minimale Vorschußbrennstoffmenge gibt, und zwar vor der Bestimmung, ob es genügend er wünschte Brennstoffmenge für die erwünschte Vor schußbrennstoffmenge gibt;
und Bestimmung, ob es genügend Brennstoffmenge für die minimale Ankerschußbrennstoffmenge gibt, und zwar vor der Bestimmung, ob es genügend erwünschte Brennstoffmenge für die erwünschte Anker schußbrennstoffmenge gibt.
Bestimmung einer minimalen Vorschußbrennstoffmenge und einer minimalen Ankerschußbrennstoffmenge;
Bestimmung, ob es genügend erwünschte Brennstoffmen ge für die minimale Vorschußbrennstoffmenge gibt, und zwar vor der Bestimmung, ob es genügend er wünschte Brennstoffmenge für die erwünschte Vor schußbrennstoffmenge gibt;
und Bestimmung, ob es genügend Brennstoffmenge für die minimale Ankerschußbrennstoffmenge gibt, und zwar vor der Bestimmung, ob es genügend erwünschte Brennstoffmenge für die erwünschte Anker schußbrennstoffmenge gibt.
17. Computerlesbares Medium nach Anspruch 15, wobei die
Bestimmung, ob es genügend Brennstoffmenge für die
erwünschte Vorschußbrennstoffmenge gibt, ausgeführt
wird, bevor bestimmt wird, ob es genügend erwünschte
Brennstoffmenge für die erwünschte Anker
schußbrennstoffmenge gibt.
18. Verfahren zur Steuerung eines Brennstoffeinspritz
steuersystems zur Aufteilung einer verfügbaren
Brennstoffmenge in getrennte Brennstoffmengen, das
folgendes aufweist:
Bestimmung einer erwünschten Vorschußbrennstoffmen ge, einer minimalen Hauptschußbrennstoffmenge und einer erwünschten Ankerschußbrennstoffmenge;
Bestimmung, ob es genügend verfügbare Brennstoffmen ge für die minimale Hauptschußbrennstoffmenge gibt;
Bestimmung, ob es genügend verfügbare Brennstoffmen ge für die erwünschte Vorschußbrennstoffmenge gibt;
Bestimmung, ob es genügend verfügbare Brennstoffmen ge für die erwünschte Ankerschußbrennstoffmenge gibt;
Bestimmung der tatsächlichen Vorschußbrennstoffmen ge, der tatsächlichen Hauptschußbrennstoffmenge und der tatsächlichen Ankerschußbrennstoffmenge; und
Einspritzung von mindestens der tatsächlichen Haupt schußbrennstoffmenge.
Bestimmung einer erwünschten Vorschußbrennstoffmen ge, einer minimalen Hauptschußbrennstoffmenge und einer erwünschten Ankerschußbrennstoffmenge;
Bestimmung, ob es genügend verfügbare Brennstoffmen ge für die minimale Hauptschußbrennstoffmenge gibt;
Bestimmung, ob es genügend verfügbare Brennstoffmen ge für die erwünschte Vorschußbrennstoffmenge gibt;
Bestimmung, ob es genügend verfügbare Brennstoffmen ge für die erwünschte Ankerschußbrennstoffmenge gibt;
Bestimmung der tatsächlichen Vorschußbrennstoffmen ge, der tatsächlichen Hauptschußbrennstoffmenge und der tatsächlichen Ankerschußbrennstoffmenge; und
Einspritzung von mindestens der tatsächlichen Haupt schußbrennstoffmenge.
19. Verfahren nach Anspruch 18, das weiter die Einsprit
zung der tatsächlichen Vorschußbrennstoffmenge vor
der Einspritzung der tatsächlichen Haupt
schußbrennstoffmenge aufweist, und die Einspritzung
der tatsächlichen Anker- bzw. Nachschußbrennstoff
menge nach der Einspritzung der tatsächlichen Haupt
schußbrennstoffmenge.
20. Verfahren nach Anspruch 18, wobei die Bestimmung der
tatsächlichen Vorschußbrennstoffmenge den Vergleich
der verfügbaren Brennstoffmenge mit einer Summe der
erwünschten Vorschußmenge, der minimalen Hauptschuß
menge und der erwünschten Ankerschußmenge aufweist,
und falls die verfügbare Brennstoffmenge größer oder
gleich der Summe der erwünschten Vorschußmenge, der
minimalen Hauptschußmenge und der erwünschten Anker
schußmenge ist, einstellen der tatsächlichen Vor
schußbrennstoffmenge gleich der erwünschten Vor
schußbrennstoffmenge.
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