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GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftstoffsteuersystem gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1, ein Verfahren zur Kraftstoffsteuerung gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 11 sowie ein Verfahren zur Versorgung eines Motors
mit Kraftstoff gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 16.
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HINTERGRUND
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Die
Aussagen in diesem Abschnitt sollen Hintergrundinformationen für die vorliegende
Offenbarung angeben und mögen
keinen Stand der Technik darstellen.
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Verbrennungsmotoren
können
elektronische Kraftstoffeinspritzung (EFI von electronic fuel injection)
verwenden, um Kraftstoff für
den Motor zu dosieren. Gebräuchliche
Typen von EFI-Systemen umfassen Einlasskrümmereinspritzung, Kanaleinspritzung,
Vorbrennkammereinspritzung und direkte Einspritzung. Ein oder mehrere
Kraftstoffinjektoren können verwendet
werden, um Kraftstoff an den Motor zu liefern. Kraftstoffinjektoren
umfassen im Allgemeinen eine an einer Spitze davon angeordnete Düse und ein
Ventil. Die Kraftstoffinjektoren können selektiv betätigt werden,
um das Ventil zu öffnen
und den Kraftstoff durch Pumpen des Kraftstoffs unter Druck durch
die Spitze zu atomisieren. Zum Beispiel kann Leistung an einen Solenoid
geliefert werden, um das Ventil zu öffnen.
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Der
Prozess der Bestimmung und Bereitstellung des Kraftstoffs für den Motor
zur geeigneten Zeit ist als Kraftstoffdosierung bekannt. Kraftstoffdosierung
ist wichtig, um das Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines Motors zu steuern,
um das gewünschte
Motorstart- und Betriebsverhalten, die gewünschten Emissionen, das gewünschte Fahrverhalten
und die gewünschte
Kraftstoffsparsamkeit zu erreichen.
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Eine
Zeitspanne, während
der die Kraftstoffinjektoren betätigt
werden, wird als Pulsbreite bezeichnet. Die Pulsbreite wird für jeden
der Kraftstoffinjektoren typischerweise basierend auf einer gewünschten
Menge (zum Beispiel Masse) von Kraftstoff, der Größe der Kraftstoffinjektoren
(zum Beispiel Kraftstoffflusskapazität) und dem Druck des Kraftstoffes,
der geliefert werden wird, bestimmt. Um die Bestimmung der Pulsbreite
zu vereinfachen, nehmen einige Systeme an, dass die Kraftstoffinjektoren
einen linearen Kraftstofffluss über
einen Bereich von Kraftstoffdrücken,
mit denen die Kraftstoffinjektoren versorgt werden, bereitstellen.
In der Praxis sind Kraftstoffinjektoren typischerweise über einen
begrenzten Bereich von Kraftstoffdrücken zu einem linearen Kraftstofffluss
imstande.
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Die
Anzahl und Größe der Kraftstoffinjektoren
und des Kraftstoffdrucks hängen
weitgehend von der Größe des Motors
und seiner maximalen Ausgangsleistung ab. Jedoch ist der maximale
Kraftstoffdruck, der verwendet werden kann, durch die für den Betrieb
der Kraftstoffinjektoren zur Verfü gung stehende Leistung begrenzt.
Die Anzahl und Größe der Kraftstoffinjektoren
hängt auch
von dem linearen Flussbereich der Kraftstoffinjektoren ab.
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Motoren
mit großem
Hubraum und/oder hoher Motorleistung können zwei oder mehr Kraftstoffinjektoren
pro Zylinder benötigen.
Zur Implementierung eines solchen Kraftstoffinjektionssystems können zusätzliche
Motorsteuerungen zum Ansteuern der zusätzlichen Kraftstoffinjektoren
benötigt
werden. Die zusätzlichen
Steuerungen können
zusätzlichen
Bauraum und Verkabelung benötigen.
Komplizierte Steuerverfahren zum An- und Ausschalten der zusätzlichen
Kraftstoffinjektoren können
auch benötigt
werden, um den erhöhten
Kraftstofffluss zu erhalten. Die Komplexität eines solchen Kraftstoffinjektionssystems
erhöht
die Entwicklungs- und Produktionskosten eines solchen Systems.
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Aus
der
DE 100 58 674
A1 sind ein Kraftstoffsteuersystem gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1,
ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 11 sowie ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff von Anspruch
16 bekannt.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Möglichkeit zu schaffen, mit
der eine verbesserte Kraftstoffsteuerung erreicht wird.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Die
Aufgabe wird durch die Ansprüche
1, 11 und 16 gelöst.
Erfindungsgemäße Weiterbildungen und
bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung sind in den abhängigen
Ansprüchen
angegeben.
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Die
vorliegende Offenbarung gibt ein Steuersystem und ein Verfahren
an, welche verwendet werden können,
um den dynamischen Flussbereich von Kraftstoffinjektoren, welche
zum Befüllen
eines Motors mit Kraftstoff verwendet werden, zu erweitern. In einer
Ausgestaltung geben die vorliegenden Lehren ein Kraftstoffsteuersystem
an mit einem Druckvergleichsmodul, das ein Drucksteuersignal erzeugt, wenn
ein Kraftstoffzufuhrdruck größer ist
als ein vorgegebener Druckwert, einem Temperaturvergleichsmodul,
welches ein Temperatursteuersignal erzeugt, wenn eine Temperatur
eines Motors größer ist
als ein vorgegebener Temperaturwert, und mit einem Voranlasskraftstoffmodul,
welches Voranlasskraftstoff selektiv vor Anlassen des Motors basierend
auf dem Drucksteuersignal und dem Temperatursteuersignal abgibt.
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In
einer anderen Ausgestaltung geben die vorliegenden Lehren ein Verfahren
zur Kraftstoffsteuerung an, welches umfasst, dass ein Kraftstoffzufuhrdruck
und ein vorgegebener Druckwert verglichen werden, dass eine Temperatur
eines Motors und ein vorgegebener Temperaturwert verglichen werden und
dass eine Menge von Voranlasskraftstoff vor Anlassen des Motors
basierend auf dem Druckvergleich und dem Temperaturvergleich abgegeben
wird.
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In
einem anderen Aspekt geben die vorliegenden Lehren ein Verfahren
zur Befüllung
eines Motors an, welches umfasst, dass eine Vielzahl von Kraftstoffinjektoren
bereitgestellt werden, um an den Motor Kraftstoff abzugeben, dass
ein Druck des Kraftstoffs und ein vorgegebener Druckwert verglichen
werden, dass eine Temperatur eines Motors und ein vorgegebener Temperaturwert
verglichen werden, dass eine Anzahl (N) der Vielzahl von Kraftstoffinjektoren
basierend auf Stellungen von einer Vielzahl von Einlassventilen
des Motors ausgewählt wird,
wobei N eine ganze Zahl größer als
Null ist, und dass die N Kraftstoffinjektoren betrieben werden,
um eine Menge von Voranlasskraftstoff vor Anlassen des Motors basierend
auf dem Druckvergleich und dem Temperaturvergleich abzugeben.
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Weitere
Anwendungsgebiete werden aus der hierin gelieferten Beschreibung
ersichtlich. Es sei angemerkt, dass die Beschreibung und spezifischen Beispiele
nur Erläuterungszwecken
dienen und damit nicht beabsichtigt ist, den Schutzumfang der Erfindung
zu beschränken.
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ZEICHUNGEN
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Die
hierin beschriebenen Zeichnungen dienen nur Erläuterungszwecken und sollen
in keinster Weise den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung
beschränken.
Die vorliegende Offenbarung wird näher verständlich werden durch die detaillierte
Beschreibung und die beigefügten
Zeichnungen, wobei:
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1 ein
funktionelles Blockdiagramm eines beispielhaften Antriebsstrangs
eines Fahrzeugs gemäß den Prinzipien
der vorliegenden Offenbarung ist;
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2 ein
weiter detailliertes funktionelles Blockdiagramm des Motorsystems
von 1 ist;
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3 ein
funktionelles Blockdiagramm eines Teils des Motorsystems von 2 ist;
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4 ein
funktionelles Blockdiagramm eines Motorsteuermoduls gemäß den Prinzipien
der vorliegenden Offenbarung ist;
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5 ein
Flussdiagramm ist, welches beispielhafte Schritte für ein Voranlass-Motorsteuerverfahren
gemäß den Prinzipien
der vorliegenden Erfindung illustriert; und
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6 ein
Flussdiagramm ist, welches beispielhafte Schritte für ein Voranlass-Motorsteuerverfahren
gemäß den Prinzipien
der vorliegenden Offenbarung illustriert.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Die
folgende Beschreibung ist lediglich beispielhafter Natur und beabsichtigt
nicht, die Erfindung, ihre Anwendung oder Verwendungen zu begrenzen.
Wie hierin verwendet, bezieht sich der Ausdruck Modul auf einen
anwendungsspezifischen Schaltkreis (ASIC von Application Specific
Integrated Circuit), einen elektronischen Schaltkreis, einen Prozessor
(gemeinsam genutzt, zugeordnet oder gruppiert) und einen Speicher,
die ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme ausführen, einen Schaltkreis
mit kombinatorischer Logik und/oder andere geeignete Bauteile, die
die beschriebene Funktionalität
bereitstellen.
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Beispielhafte
Motorsteuersysteme und Verfahren werden hierin angegeben, die verwendet
werden können,
um den dynamischen Flussbereich eines Kraftstoffinjektionssystems,
welches für
Verbrennungsmotoren verwendet wird, zu erweitern. Die Prinzipien
der vorliegenden Offenbarung können
in ein veränderliches
Druckkraftstoffsystem implementiert werden, um höhere Kraftstoffdrücke zu ermöglichen,
die dem Kraftstoffinjektionssystem während des Motorbetriebs zugeführt werden
können.
Die Steuersysteme und Verfahren der vorliegenden Offenbarung erlauben
höhere
Kraftstoffdrücke
durch Regulieren von exzessivem Kraftstoffsystemdruck, welcher sich
während
Perioden entwickeln kann, die auf den Betrieb des Motors folgen
und gewöhnlich
als Nachheizphasen (von „hot
soaks”)
bezeichnet werden. Während
einer Nachheizphase wird oft keine Hilfskühlung des Motors bereitgestellt
und Hitze innerhalb des Motors verursacht, dass Temperaturen außerhalb
des Motors diejenigen Temperaturen, die während des Laufens des Motors
existieren, übersteigen.
Im Ergebnis kann die Temperatur des Kraftstoffes in dem Kraftstoffinjektionssystem
ansteigen, was ein Ansteigen des Drucks des Kraftstoffs im Kraftstoffinjektionssystem
verursacht. Die erhöhten Drücke, welche
sich entwickeln können,
können
den Druck übersteigen,
bei dem die Kraftstoffinjektoren während eines anschließenden Motoranlassens
einwandfrei öffnen.
Demgemäß können die
Steuersysteme und Verfahren der vorliegenden Offenbarung implementiert
werden, um die Kraftstoffdrücke,
welche sich in dem Kraftstoffsystem während einer Nachheizphase entwickeln
können,
zu reduzieren und ein einwandfreies Starten des Motors zu ermöglichen.
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Bezug
nehmend auf 1 ist ein funktionelles Blockdiagramm
eines Antriebsstrangs für
ein Fahrzeug 10 gezeigt. Das Fahrzeug 10 umfasst
ein Motorsystem 12, ein Getriebe 14 und einen
Endantrieb 16. Das Motorsystem 12 erzeugt ein
Antriebsmoment, welches durch das Getriebe 14 auf den Endantrieb 16 übertragen
wird, um zumindest ein Reifenpaar (nicht abgebildet) anzutreiben.
Das Motorsystem 12 weist einen Verbrennungsmotor 18,
ein Kraftstoffsystem 20, ein elektrisches System 22,
ein Motorsteuermodul (ECM-Modul) 24 und einen Zündschalter 26 auf.
Der Motor 18 erzeugt Antriebsmoment durch die Verbrennung
von Kraftstoff in der Gegenwart eines Oxidierers (typischerweise
Luft) in einem begrenzten Raum, der als Verbrennungskammer bezeichnet
wird. Der Motor 18 kann einer von mehreren gewöhnlich in
motorisierten Fahrzeugen verwendeten Typen sein. Zum Beispiel kann
der Motor 18 ein Viertaktmotor, ein Zweitaktmotor oder
ein Wankelmotor sein. Wie hierin diskutiert und in den Figuren gezeigt
ist, ist der Motor 18 ein Viertaktmotor.
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Bezug
nehmend auf 2 und 3 weist der
Motor 18 einen Einlasskrümmer 30, eine Vielzahl von
Zylindern 32 und einen Auslasskrümmer 34 auf. Luft
wird in den Einlasskrümmer 30 durch
eine Drossel 36 und einen Luftmassenstrom-Sensor (MAF-Sensor) 38 eingezogen.
Die Drossel 36 reguliert die Menge des Luftstromes in den
Einlasskrümmer 30 und
kann durch das ECM 24 basierend auf einem bestimmten Motorbetriebspunkt eingestellt
werden. Alternativ kann die Drossel 36 basierend auf einem
benutzerbestimmten Motorbetriebspunkt eingestellt werden. Der MAF-Sensor 38 ist
ein Luftstrommesser, welcher ein Luftmassenstrom-Signal (MAF-Signal)
erzeugt, das zur Ermittlung der Luftrate, die durch den MAF-Sensor 38 strömt, verwendet werden
kann. Das MAF-Signal wird an das ECM 24 übermittelt,
welches die Luftstromrate basierend auf dem MAF-Signal bestimmt.
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Der
Einlasskrümmer 30 kann
eine Vielzahl von Einlasskanälen 39 zur
Lieferung von Luft innerhalb des Einlasskrümmers 30 an die Zylinder 32 aufweisen.
Luft, die in den Einlasskrümmer 30 eintritt, wird
unter den Einlasskanälen 39 verteilt
und an die Zylinder 32 über
eine Vielzahl von Einlassöffnungen 40 verteilt.
Der Luftstrom von den Einlassöffnungen 40 in
die Zylinder 32 wird durch eine Vielzahl von Einlassventilen 42 gesteuert.
Die Einlassventile 42 öffnen
nacheinander, um Luft in die Zylinder 32 einzulassen und
schließen,
um den Strom der Luft in die Zylinder 32 zu blockieren.
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Luft
in den Zylindern 32 wird mit Kraftstoff gemischt und die
Luft- und Kraftstoffmischung wird in den Zylindern 32 verbrannt,
um eine Vielzahl von Kolbenanordnungen 44 anzutreiben.
Eine Vielzahl von Zündkerzen 46 ist
innerhalb der Zylinder 32 angeordnet, um die zum Auslösen des
Verbrennungsprozesses notwendige Energie bereitzustellen. Die Kolbenanordnungen 44 sind
mit einer Kurbelwelle 48 verbunden, welche in Folge der
Bewegung der Kolbenanordnungen 44 rotiert. Die Kurbelwelle 48 rotiert
mit Motordrehzahl oder einer Rotationsrate, die proportional zur
Motordrehzahl ist.
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Ein
Kurbelwellenstellungssensor 50 kann verwendet werden, um
die Stellung der Kurbelwelle 48 zu messen. Der Kurbelwellenstellungssensor 50 kann
ein Kurbelwellenstellungssignal (CPS-Signal) erzeugen, welches zur
Ermittlung der Stellung und Rotationsgeschwindigkeit der Kurbelwelle 48 verwendet
werden kann. Das CPS-Signal kann an das ECM 24 übermittelt
werden, welches die Stellung der Kurbelwelle 48 und die
Rotationsgeschwindigkeit des Motors 18 basierend auf dem
CPS-Signal ermitteln kann.
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Verbrannte
Luft in den Zylindern 32 wird durch die Kolbenanordnungen 44 über eine
Vielzahl von Auslasskanälen 52 selektiv
in den Abgaskrümmer 34 gepumpt.
Der Luftstrom von den Zylindern 32 in den Abgaskrümmer 34 wird
durch eine Vielzahl von Auslassventilen 54 gesteuert. Speziell öffnen die Auslassventile 54 sequentiell,
um den Austritt von Luft aus den Zylindern 32 zu ermöglichen,
und schließen,
um Luft am Austritt aus den Zylindern 32 zu hindern. Ein
Teil des Abgases innerhalb des Abgaskrümmers 34 kann über eine
Abgasrückführ-Ventilanordnung 55 (AGR-Ventilanordnung)
zum Einlasskrümmer 30 zurückgeleitet
werden. Die AGR-Ventilanordnung 55 kann ein AGR-Signal
erzeugen, welches benutzt werden kann, um die Menge der Abgasrückführung zu
ermitteln. Das AGR-Signal kann an das ECM 24 übermittelt
werden, das die Menge der Abgasrückführung basierend
auf dem AGR-Signal ermitteln kann.
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Der
Zeitablauf und die Dauer des Öffnens und
Schließens
der Einlass- und
Auslassventile 42, 54 während des Betriebs des Motors 18 kann
durch eine Vielzahl von Nockenwellen 56 gesteuert werden.
Die Nockenwellen 56 können
eine Vielzahl von Nocken 58, 60 haben, welche
mit den Einlass- bzw. Auslassventilen 42, 54 in
Eingriff sind, um deren Betrieb zu steuern. Die Nockenwellen 56 können mit
der Kurbelwelle 48 verbunden sein, um mit einer Drehzahl
zu rotieren, die proportional zur Drehzahl der Kurbelwelle 48 ist,
typischerweise mit der halben Drehzahl der Kurbelwelle 48.
Während
zwei Nockenwellen 56 dargestellt sind (3),
kann eine einzige Nockenwelle mit Nocken 58, 60 bereitgestellt
werden. Es kann auch erwogen werden, dass jedes andere geeignete
Gerät zum
selektiven Betreiben der Einlass- und Auslassventile 42, 54 bereitgestellt
werden kann.
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Die
Anzahl an Zylindern 32 und folglich Einlass- und Auslasskanäle 40, 52,
die zum Motor 18 zugehörig
sind, kann variieren. Der Motor 18 kann zum Beispiel 4,
5, 6, 10, 12 und 16 Zylinder haben. Wie hierin diskutiert ist, hat
der Motor 18 acht Zylinder, acht Einlasskanäle 40 und
acht Auslasskanäle 52 (2).
Die Anzahl der Einlass- und Auslassventile 42, 54 kann
auch variieren. Speziell kann die Anzahl der Einlass- und Auslassventile 42, 54,
die mit jedem der Zylinder 32 in Zusammenhang stehen eins
oder mehr betragen. Wie hierin diskutiert ist, hat jeder der Zylinder 32 entsprechende
Einlass- und Auslassventile 42, 54 (2).
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Der
Motor 18 umfasst ferner einen elektrischen Anlasser 62,
der mit der Kurbelwelle 68 gekoppelt ist. Der Anlasser 62 ist
selektiv betätigbar,
um die Kurbelwelle 48 wie zum Anlassen erwünscht zu
drehen und dadurch den Motor 18 zu starten.
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Wärme, die
durch den Betrieb des Motors 18 erzeugt wird, kann durch
Kühlmittel,
welches durch den Motor 18 fließt, absorbiert und von einem
Motorkühlsystem
(auch nicht gezeigt) dissipiert werden. Ein Kühlmitteltemperatursensor 64 kann
im Motor 18 angebracht sein, um die Temperatur der Kühlflüssigkeit
zu messen und um ein Motorkühlflüssigkeitstemperatursensor-Signal
(ECT-Signal) zu erzeugen. Das ECT-Signal kann verwendet werden,
um eine Temperatur des Motors 18 zu bestimmen. Das ECT-Signal
kann an das ECM 24 übermittelt
werden, das die Temperatur des Motors 18 basierend auf
dem ECT-Signal bestimmen kann.
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Der
Motor 18 wird durch Öl
(nicht gezeigt) geschmiert, welches durch Bereiche des Motors 18 fließt. Ein Öltemperatursensor 66 kann
im Motor 18 angebracht sein, um die Temperatur des Öls zu Messen
und um ein Öltemperatursensor-Signal
(OT-Signal) zu erzeugen, welches zur Bestimmung der Temperatur des Öls verwendet
werden kann. Das OT-Signal kann an das ECM 24 übermittelt
werden, welches die Temperatur des Öls anhand dem OT-Signal bestimmen
kann.
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Noch
Bezug nehmend auf die 2 und 3 ist das
Kraftstoffsystem 20 selektiv betreibbar, um eine festgelegte
Menge von Kraftstoff (beispielsweise Benzin, Diesel, Ethanol) an
den Motor 18 zu liefern. Das Kraftstoffsystem 20 kann
eine Kraftstofftankanordnung 70 aufweisen, welche Kraftstoff
mit einem gewünschten
Druck einer Kraftstoffleitungsanordnung 72 über eine
Kraftstoffversorgungsleitung 74 liefert. Das Kraftstoffsystem 20 kann
ferner ein Kraftstoffsystemsteuermodul 76 aufweisen.
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Die
Kraftstofftankanordnung 70 kann eine Kraftstoffpumpe 78 aufweisen,
welche mit der Kraftstoffversorgungsleitung 74 fluidgekoppelt
ist. Die Kraftstoffpumpe 78 kann eine elektrisch gesteuerte, drehzahlveränderliche
Kraftstoffpumpe sein, welche betreibbar ist, um Kraftstoff mit einem
gewünschten Druck
in die Kraftstoffversorgungsleitung 74 einzuspeisen. Die
Kraftstofftankanordnung 70 kann ferner einen Kraftstoffdrucksensor 80 aufweisen,
welcher an einem Auslass der Kraftstoffpumpe 78 unmittelbar zur
Kraftstoffversorgungsleitung 74 angeordnet ist und der
ein Kraftstoffdruck-Signal (FPS-Signal) erzeugt. Das FPS-Signal
kann an das Kraftstoffsystemsteuermodul 76 (siehe 3) übermittelt
werden, das einen Druck des Kraftstoffs, der durch die Kraftstoffpumpe 78 in
die Versorgungsleitung 74 eingespeist wird (PEinspeisung)
basierend auf dem FPS-Signal bestimmen kann.
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Das
Kraftstoffsystemsteuermodul 76 kann den Druck des Kraftstoffs
in der Versorgungsleitung 74 (PEinspeisung)
an das ECM 24 übermitteln.
Das Kraftstoffsystemsteuermodul 76 kann auch die Drehzahl der
Kraftstoffpumpe 78 anhand des FPS-Signals, welches vom
Kraftstoffdrucksensor 80 erzeugt wird, steuern. Zum Beispiel
kann das Kraftstoffsystemsteuermodul 76 ein Soll-Kraftstoffdrucksignal
(PSoll) von dem ECM 24 empfangen
und die Drehzahl der Kraftstoffpumpe 78 steuern, um den
Sollkraftstoffdruck (PSoll) in der Versorgungsleitung 74 zu
erhalten.
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Der
Sollkraftstoffdruck (PSoll) kann abhängig vom
Motorbetriebspunkt variieren. Zum Beispiel kann das Kraftstoffsystemsteuermodul 76 die
Drehzahl der Kraftstoffpumpe 78 so steuern, dass diese bei
einem ersten Sollkraftstoffdruck während Perioden, in denen der
Motor mit geringer Leistungsanforderung betrieben wird, arbeitet.
Das Kraftstoffsystemsteuermodul 76 kann ferner die Drehzahl
der Kraftstoffpumpe 78 so steuern, dass diese während Perioden,
in denen der Motor mit hoher Leistungsanforderung betrieben wird,
bei einem zweiten Sollkraftstoffdruck, der größer als der erste Sollkraftstoffdruck ist,
arbeitet.
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Die
Kraftstoffleitungsanordnung 72 kann selektiv eine Kraftstoffmenge
an den Einlasskrümmer 30 liefern.
Die Kraftstoffleitungsanordnung kann eine Vielzahl von elektronischen
Kraftstoffinjektoren 82 aufweisen, welche Fluid mit einem
Paar von Kraftstoffleitungen 84 gekoppelt sind. Die Kraftstoffleitungsanordnung 72 kann
ferner eine Überkreuzleitung 86 umfassen,
welche zwischen den Kraftstoffleitungen 84 angeordnet ist,
um die Kraftstoffleitungen 84 fluidisch zu koppeln.
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Die
Anzahl der Kraftstoffinjektoren 82 kann variieren. Wie
hierin diskutiert ist, sind acht Kraftstoffinjektoren 82 vorgesehen.
Die Kraftstoffinjektoren 82 sind selektiv betreibbar, um
eine vorbestimmte Kraftstoffmenge an den Einlasskrümmer 30 zu
liefern. Jeder der Kraftstoffinjektoren 82 kann an einem entsprechenden
Einlasskanal der Einlasskanäle 39 (2)
angeordnet sein, um Kraftstoff innerhalb den Einlasskanälen 39 abzugeben
und dabei Kraftstoff an einen entsprechenden Zylinder von den Zylindern 32 zu
liefern. Die Kraftstoffinjektoren 82 können von jedem üblichen
Typ sein.
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Die
Kraftstoffleitungen 84 können fluidisch mit der Kraftstoffversorgungsleitung 74 gekoppelt sein,
um mit Druck beaufschlagtem Kraftstoff, welcher durch die Kraftstofftankanordnung 70 geliefert wird,
an die Kraftstoffinjektoren 82 zu liefern. Obwohl ein Paar
von Kraftstoffleitungen 84 gezeigt ist, kann eine einzige
Kraftstoffleitung vorgesehen sein.
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Insbesondere
Bezug nehmend auf 2 stellt das elektrische System 22 Leistung
bereit, um die verschiedenen elektrischen Komponenten, die mit dem
Fahrzeug 10 in Zusammenhang stehen, zu betreiben, und kann
von jedem gewöhnlichen
Typ sein. Zum Beispiel kann das elektrische System 22 eine
Batterie 90 aufweisen, um Leistung dem Fahrzeug 10 bereitzustellen,
wenn der Motor 18 nicht läuft oder gestartet wird. Das
elektrische System 22 kann ferner eine Lichtmaschine 92 aufweisen,
welche antreibbar mit dem Motor 18 gekoppelt ist, um zusätzliche
Leistung für
das Fahrzeug 10 bereitzustellen und die Batterie 90 aufzuladen
während
der Motor läuft.
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Bezug
nehmend auf 2 bis 4 wird das
ECM 24 nun im Detail beschrieben. Das ECM 24 kann
das Anlassen und den Betrieb des Motors 18 steuern. Zu
diesem Zweck kann das ECM 24 Signale von dem Zündschalter 26,
dem Motor 18, dem Kraftstoffsystem 20 und dem
elektrischen System 22 empfangen und verarbeiten. Anhand
der empfangenen Signale kann das ECM 24 zeitlich festgelegte Motorsystemsteuerbefehle
erzeugen, welche an den Motor 18, das Kraftstoffsystem 20 und
das elektrische System 22 ausgegeben werden. Speziell kann das
ECM 24 Signale vom Motor 18 empfangen, einschließlich aber
nicht auf diese begrenzt, die CPS-, AGR-, ECT-, MAF- und OT-Signale
(im Folgenden ”Motorsignale”). Das
ECM 24 kann Signale vom Kraftstoffsystem 20 empfangen,
einschließlich,
aber nicht auf dieses begrenzt, das FPS-Signal (im Folgenden ”Kraftstoffsystemsignale”). Das
ECM 24 kann auch ein Zündsignal
(IGN-Signal), welches durch den Zündschalter 26 erzeugt
wird, empfangen.
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Das
ECM 24 kann eines oder mehrere der Motor- und Kraftstoffsystemsignale
in einem Speicher für
eine Zeitspanne speichern, sodass diese für spätere Ermittlungen durch das
ECM 24 abgefragt werden können. Basierend auf dem IGN-Signal,
den Motorsignalen und den Kraftstoffsystemsignalen kann das ECM 24 zeitlich
festgelegte Motor- und Kraftstoffsystemsteuerbefehle erzeugen, einschließlich, aber
nicht auf diese begrenzt, Signale, welche die Drossel 36,
die Zündkerzen 46,
den Anlasser 62, das Kraftstoffsystemsteuermodul 76 und
die Kraftstoffinjektoren 82 steuern.
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Insbesondere
Bezug nehmend auf 4 kann das ECM 24 ein
Voranlasssteuermodul 100, ein Kraftstoffsteuermodul 102,
ein Injektorsteuermodul 104, ein zeitgesteuertes Befehlsmodul 106 und
ein Anlassermodul 108 aufweisen. Das Voranlasssteuermodul 100 kann
ein Druckvergleichsmodul 110, ein Temperaturvergleichsmodul 112 und
ein Voranlassabgabemodul 114 aufweisen.
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Das
Druckvergleichsmodul 110 kann den Druck des Kraftstoffs
in der Kraftstoffversorgungsleitung 74 (PEinspeisung)
von dem Kraftstoffsystemsteuermodul 76 erhalten. Anhand
von PEinspeisung kann das Druckvergleichsmodul
einen geschätzten
Druck (PKraftstoff) des Kraftstoffs, welcher
an die Kraftstoffinjektoren 82 geliefert wird, ermitteln.
Das Druckvergleichsmo dul 110 kann auch ein Drucksteuersignal (CS1)
anhand eines Vergleichs von PKraftstoff und
einem Schwellendruckwert (PSchwelle) erzeugen.
Das Druckvergleichsmodul 110 kann CS1 erzeugen, um anzuzeigen,
ob PKraftstoff größer ist als PSchwelle.
Das Druckvergleichsmodul 110 kann CS1 an das Voranlassabgabemodul 114 ausgeben.
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Das
Temperaturvergleichsmodul 112 kann ein oder mehrere Motorsignale
empfangen und ein Temperatursteuersignal (CS2) anhand der empfangenen
Signale erzeugen. Zu Beispielszwecken kann das Temperaturvergleichsmodul 112 die
IGN-, ECT-, OT-, AGR- und MAF-Signale empfangen (4). Anhand
der empfangenen Signale kann das Temperaturvergleichsmodul 112 eine
Temperatur des Motors (TMotor) ermitteln
und CS2 durch Vergleich von TMotor mit einem
Schwellentemperaturwert (TSchwelle) erzeugen.
Das Temperaturvergleichsmodul 112 kann CS2 erzeugen, um
anzuzeigen, ob TMotor größer ist als TSchwelle.
Das Temperaturvergleichsmodul 112 kann CS2 an das Voranlassabgabemodul 114 ausgeben.
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Das
Voranlassabgabemodul 114 kann CS1, CS2 und eines oder mehrere
Motor- und Kraftstoffsystemsignale empfangen. Anhand dieser Signale kann
das Voranlassabgabemodul 114 ein Anlasssteuersignal (CS3)
zum Steuern des Anlassers 62 und ein Voranlasskraftstoffsteuersignal
(CS4) zum Steuern des Voranlassbetriebs der Kraftstoffinjektoren 82 erzeugen.
Zum Beispiel kann das Voranlassabgabemodul 114 CS4 erzeugen,
um eine gewünschte
Menge an Kraftstoff (mKraftstoff) zum Liefern vor
dem Anlassen des Motors 18 zu bezeichnen. Das Voranlassabgabemodul 114 kann
die IGN-, CS1-, CS2- und CPS-Signale empfangen, um CS3 und CS4 zu
erzeugen (4). Das Voranlassabgabemodul 114 kann
CS3 an das Anlassmodul 110 und das zeitgesteuerte Befehlsmodul 106 ausgeben.
Das Voranlassabgabemodul 114 kann CS4 an das zeitgesteuerte
Befehlsmodul 106 ausgeben.
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Das
Voranlasssteuerungsmodul 100 kann ferner ein abgegebenes
Volumenbestimmungsmodul 116 aufweisen zur Ermittlung der
Gesamtkraftstoffmenge, welche während
des Voranlassbetriebs der Kraftstoffinjektoren 82 geliefert
wurde. Das abgegebene Volumenbestimmungsmodul 116 kann
ein Kraftstoffsystemsteuerbefehlssignal von dem zeitgesteuerten
Befehlsmodul 106 und den Druck des Kraftstoffs in der Kraftstoffversorgungsleitung 74 (PEinspeisung) von dem Kraftstoffsystemsteuermodul 76 empfangen.
Anhand dieser Signale kann das abgegebene Volumenbestimmungsmodul 116 eine
Gesamtkraftstoffmenge (meffektiv), die an
den Motor 18 vor dem Anlassen geliefert wurde, ermitteln.
Das abgegebene Volumenbestimmungsmodul kann meffektiv an
das Kraftstoffsteuermodul 102 ausgeben.
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Das
Kraftstoffsteuermodul 102 kann eine Sollkraftstoffmenge
(mSoll) zum Liefern an den Motor 18 bestimmen,
um den Motor 18 bei einem Sollbetriebspunkt (beispielsweise
Motorleistung) zu betreiben. Das Kraftstoffsteuermodul 102 kann
das IGN-Signal von dem Zündschalter 26,
meffektiv von dem abgegebenen Volumenbestimmungsmodul 116,
einen Luft pro Zylinder-Wert (APC-Wert) und ein Luftkraftstoffverhältnis-Wert
(A/F-Wert) empfangen
(4). Das Kraftstoffsteuermodul 102 kann
mSoll basierend auf dem IGN-Signal und den
meffektiv, APC und A/F-Werten, die es empfängt, bestimmen.
Die APC- und A/F-Werte können
anhand des Sollmotorbetriebspunktes bestimmt werden. Das Kraftstoffsteuermodul 102 kann
mSoll an das Injektorsteuermodul 104 ausgeben.
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Das
Injektorsteuermodul 104 kann mSoll von dem
Kraftstoffsteuermodul 102 und das CPS-Signal von dem Kurbelwellenstellungssensor 50 empfangen.
Basierend auf mSoll und dem CPS-Signal,
die es empfängt,
erzeugt das Injektorsteuermodul 104 ein Injektorsteuersignal
(CS5) zum selekti ven Betreiben der Kraftstoffinjektoren 82.
Speziell kann das Injektorsteuermodul 104 die Menge an
Kraftstoff bestimmen, die an die Kraftstoffinjektoren 82 geliefert
werden soll, um die Sollmenge an Kraftstoff (mSoll)
zu liefern. Das Injektorsteuermodul 104 kann CS5 an das zeitgesteuerte
Befehlsmodul 106 ausgeben.
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Das
zeitgesteuerte Befehlsmodul 106 kann zeitgesteuerte Motor-
und Kraftstoffsystemsteuerbefehlssignale ergeben, die zum Betreiben
des Motorsystems 12 und des Kraftstoffsystems 22 verwendet werden.
Die zeitgesteuerten Motor- und Kraftstoffsystemsteuerbefehle umfassen,
sind aber nicht beschränkt
auf ein befohlenes Kraftstoffdrucksignal (PBefehl)
zum Steuern des Kraftstoffsystemsteuermoduls 76, ein befohlenes
Drosselsignal (DROSSEL) zum Steuern der Drossel 36, einem
befohlenen Zündfunkensignal
(ZÜNDFUNKEN)
zum Steuern der Zündkerzen 46 und
ein befohlenes Kraftstoffsignal (KRAFTSTOFF) zum Steuern der Kraftstoffinjektoren 82.
Das zeitgesteuerte Befehlsmodul 106 kann PBefehl, DROSSEL,
ZÜNDFUNKEN
und KRAFTSTOFF basierend auf dem CPS-Signal, CS3, CS4, CS5, PSoll und APC erzeugen.
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Das
Anlassermodul 108 kann CS3 von dem Voranlassabgabemodul 114 und
das IGN-Signal von dem Zündschalter 26 empfangen
und ein Anlasssignal (START) zum selektiven Betreiben des Anlassers 62 erzeugen.
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Wie
im Detail weiter unten diskutiert ist, kann das Anlassermodul 108 das
Anlasserbefehlssignal (START) erzeugen, um den Betrieb des Anlassers 62 basierend
auf CS3 zu unterbinden.
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Der
Zündschalter 26 kann
ein Dreistellungsschalter von jedem bekannten Typ sein und ”AUS”-, ”AN”- und ”ANLASS”-Stellungen
haben. Der Zündschalter 26 kann
selektiv zwischen den ”ANLASS”-, ”AN”- und ”AUS”- Stellungen bewegt
werden, um das ECM 24 zum Starten, Betreiben bzw. Stoppen
des Motors 18 zu veranlassen. Der Zündschalter 26 kann das
IGN-Signal basierend auf einer Stellung des Zündschalters in den ”AUS”-, ”AN”- oder ”ANLASS”-Stellungen
erzeugen.
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Bezug
nehmend auf 5 ist ein beispielhaftes Voranlass-Motorsteuerverfahren 200 gemäß der vorliegenden
Offenbarung angegeben, welches jetzt beschrieben wird. Das Motorsteuerverfahren 200 kann
als ein Computerprogramm implementiert sein, welches im Speicher
des ECM 24 gespeichert ist, und das während jedes Schlüsselzyklus
zu einer Zeit betrieben wird, wenn ein gewünschter Satz von Eingangsbedingungen
existiert. Der Begriff Schlüsselzyklus,
wie er hierin verwendet wird, bezieht sich generell auf einen Zündschalterzyklus,
der beginnt, wenn sich der Zündschalter 26 von
der AUS-Stellung in die AN- oder ANLASS-Stellung bewegt und der
endet, wenn sich der Zündschalter 26 von
der AN- oder ANLASS-Stellung in die AUS-Stellung zurückbewegt.
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Die
Entscheidung zum Betrieb des Motorsteuerverfahrens 200 kann
durch das ECM 24 basierend auf den Betriebsbedingungen
getroffen werden, welche entweder während des momentanen Schlüsselzyklus
oder vorhergehender Schlüsselzyklen
existierte, wie dies weiter unten näher beschrieben werden wird.
Das Motorsteuerverfahren 200 ist ein Voranlasssteuerverfahren.
Demnach kann das Motorsteuerverfahren 200 implementiert
sein, um andere planmäßige Steuerverfahren
zum Erzeugen von zeitlich festgelegten Motor- und Kraftstoffsystemsteuerbefehlen
während
des Anlassens des Motors zu ergänzen.
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Das
Motorsteuerverfahren 200 kann ein- oder mehrmals während jedes
Schlüsselzyklus
vor dem regulären
Anlassbetrieb des Motors 18 laufen. Wo das Steuerverfahren 200 bereits
während
des momentanen Schlüssel zyklus
gelaufen ist, kann die Steuerung unter dem Steuerverfahren 200 unterbunden
werden, bis der Motor 18 für eine vorgegebene Zeitspanne
gelaufen ist. Das Steuerverfahren 200 kann in der vorbeschriebenen
Art und Weise während
des gegenwärtigen
Schlüsselzyklus
und/oder nachfolgenden Schlüsselzyklen
unterbunden werden bis der Motor 18 für die vorgegebene Zeitspanne
gelaufen ist. Der Einfachheit halber ist das Motorsteuerverfahren 200,
wie es hier beschrieben und in den Figuren dargestellt ist, ein
ergänzendes
Steuerverfahren, welches einmal während jedes Schlüsselzyklus vor
dem regulären
Anlassbetrieb des Motors 18 läuft.
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Das
Motorsteuerverfahren 200 beginnt bei Schritt 202.
In Schritt 202 ermittelt das ECM 24, ob ein Satz
von Eingangsbedingungen erfüllt
ist. Die Eingangsbedingungen werden generell zu einem Zeitpunkt
erfüllt
sein, wenn sich der Zündschalter 26 gerade
von der AUS-Stellung in die ANLASS-Stellung bewegt hat. Die Eingangsbedingungen
können auch
umfassen, ob das Motorsteuerverfahren 200 bereits während des
momentanen Schlüsselzyklus gelaufen
ist und ob es andere überschreibende
Gründe
zur Unterbindung der Steuerung unter dem Motorsteuerverfahren 200 gibt.
Zum Beispiel können
Diagnosesteuerverfahren, welche in dem ECM 24 implementiert
sind, um den Betrieb der Motor- und Kraftstoffsysteme 12, 20 zu überwachen,
einen überschreibenden
Grund zur Unterbindung der Steuerung unter dem Motorsteuerungsverfahren 200 liefern.
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Zur
Vereinfachung bestimmt das ECM 24 in Schritt 202,
ob sich der Zündschalter 26 gerade
von der AUS-Position in die ANLASS-Position bewegt hat. Falls sich
der Zündschalter 26 gerade
von der AUS-Position in die ANLASS-Stellung bewegt hat, geht die
Steuerung mit Schritt 204 weiter und ansonsten endet die
Steuerung unter dem Motorsteuerverfahren 200 und die Steuerung
wird an andere regulär
vorgesehene Motorsteuermethoden (beispielsweise Motoranlassen) übertragen.
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In
Schritt 204 bestimmt das Druckvergleichsmodul 110 den
geschätzten
Druck (PKraftstoff) des Kraftstoffs, der
an die Kraftstoffinjektoren 82 basierend auf dem Wert von
PEinspeisung, welcher durch das Kraftstoffsystemsteuermodul 76 bestimmt
wurde, geliefert wird. Der geschätzte
Druck (PKraftstoff) des Kraftstoffs, der
an die Kraftstoffinjektoren 82 geliefert wird, kann durch
eine Vielzahl von Wegen ermittelt werden, um der besonderen Konfiguration
des Kraftstoffsystems 20 Rechnung zu tragen. Wie hierin
diskutiert ist, bestimmt das Druckvergleichsmodul 110 PKraftstoff durch Gleichsetzen von PKraftstoff mit dem Druck des Kraftstoffs
in der Kraftstoffversorgungsleitung 74 (PEinspeisung).
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Anschließend bestimmt
in Schritt 206 das Temperaturvergleichsmodul 112 die
geschätzte
Temperatur (TMotor) des Motors 18 basierend
auf dem ECT-Signal, welches durch den Kühlmitteltemperatursensor 64 erzeugt
wird. Die geschätzte
Motortemperatur (TMotor) kann in einer Vielzahl
von Wegen ermittelt werden und eine geschätzte Temperatur von bestimmten
Komponenten des Motors 18 repräsentieren. Zum Beispiel kann
TMotor eine geschätzte Temperatur des Kühlmittels
innerhalb des Motors 18 oder eine geschätzte Temperatur der Einlassventile 42 sein.
Genauer ist TMotor eine geschätzte Temperatur der
Sprühspitzen
der Kraftstoffinjektoren 82.
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Diesbezüglich kann
das Temperaturvergleichsmodul 112 ein Temperaturmodell
zur Bestimmung von TMotor implementieren,
welches auf Motorkühlmitteltemperatur
(beispielsweise ECT-Signal), Einlasskrümmerlufttemperatur (MAT), Motorluftstrom (beispielsweise
MAF-Signal), Motoröltemperatur (OT)
und Abgasrezirkulationsmassenfluss (AGR) basiert, aber nicht auf
diese begrenzt ist. Demnach kann das Temperaturvergleichsmodul 112 TMotor durch Verwenden eines Temperaturmodells
bestimmen, welches im Allgemeinen repräsentiert werden kann durch
die allgemeine Gleichung: TMotor = f(ECT, MAT,
MAF, OT und AGR).
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Alternativ
kann das Temperaturvergleichsmodul 112 den Wert von TMotor basierend auf den vorhergehenden Motorsignalen
in Speichertabellen nachschlagen, welche innerhalb des Speichers
des ECM 24 gespeichert sind. Das Temperaturmodell oder
die Speichertabellen können
mittels empirischer Methoden entwickelt sein unter Verwendung von Quasigleichgewichtsmotortesten.
Während
einem solchen Motortesten können
die Motorbetriebsbedingungen variiert und die resultierende Temperatur
der Kraftstoffinjektoren gemessen werden. Zu Beispielszwecken ermittelt
das Temperaturvergleichsmodul 112 TMotor in
Schritt 206 unter Verwendung eines Temperaturmodells und
den ECT-, MAT-, MAF-, OT- und AGR-Signalen.
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In
Schritt 208 erhält
das Druckvergleichsmodul 110 den Druckschwellen-Wert (PSchwelle)
vom Speicher und vergleicht den in Schritt 204 ermittelten Wert
von PKraftstoff und PSchwelle.
Basierend auf dem Vergleich von PKraftstoff und
PSchwelle kann das Druckvergleichsmodul 110 das
Drucksteuerungssignal (CS1) erzeugen, um anzuzeigen, ob PKraftstoff größer ist als PSchwelle.
Falls PKraftstoff größer ist als PSchwelle fährt die Steuerung
mit Schritt 210 fort. Falls PKraftstoff weniger ist
als oder gleich PSchwelle ist, dann endet
die Steuerung unter dem Motorsteuerverfahren 200.
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Der
Wert von PSchwelle kann sich generell auf den
Kraftstoffdruck beziehen, oberhalb dessen unter antizipierten Betriebsbedingungen
(beispielsweise TMotor und Spannung, welche
für die
Kraftstoffinjektoren verfügbar
ist) während
aufeinander folgendem Motoranlassen die Kraftstoffinjektoren 82 möglicherweise
nicht einwandfrei öffnen.
PSchwelle kann ein vorgegebener Wert basierend
auf einem Quasigleichgewichtstesten der Kraftstoffinjekto ren 82 sein.
Während
solchem Testen kann das Kraftstoffinjektorverhalten unter variierenden
Betriebsbedingungen, einschließlich
der Kraftstoffinjektortemperatur, dem Kraftstoffdruck, der Spannung
und der Pulsbreite gemessen werden. Demnach kann die Druckschwelle PSchwelle ein vorgegebener Wert sein, der
im Speicher gespeichert ist. Alternativ kann eine Wertetabelle für PSchwelle im Speicher gespeichert sein und
PSchwelle kann in den Tabellen basierend
auf dem in Schritt 206 ermittelten Wert von TMotor nachgeschlagen
werden. Zu Beispielszwecken ist PSchwelle ein
vorgegebener Wert, der etwa gleich 400 kPa ist und vom Speicher in
Schritt 306 abgefragt wird.
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In
Schritt 210 erhält
das Temperaturvergleichsmodul 112 den Temperaturschwellen-(TSchwelle)-Wert vom Speicher und vergleicht
den in Schritt 206 ermittelten Wert von TMotor und
TSchwelle. Basierend auf dem Vergleich von
TMotor und TSchwelle kann
das Temperaturvergleichsmodul 112 das Temperatursteuersignal
(CS2) erzeugen, um anzuzeigen, ob TMotor größer ist
als TSchwelle. Falls TMotor größer ist
als TSchwelle, dann fährt die Steuerung mit Schritt 212 fort, ansonsten
endet die Steuerung unter dem Motorsteuerungsverfahren 200.
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Der
Wert von TMotor, der in Schritt 210 erhalten
wird, kann sich generell auf eine Temperatur des Motors beziehen,
oberhalb der die Kraftstoffinjektoren 82 unter den antizipierten
Betriebsbedingungen (beispielsweise PKraftstoff und
für die
Kraftstoffinjektoren verfügbare
Spannung) während
aufeinander folgendem Motoranlassen möglicherweise nicht einwandfrei öffnen. Demnach
kann TSchwelle ein einziger Wert sein, welcher
vom Speicher erhalten wird. Alternativ kann TSchwelle unter
Verwendung des in Schritt 204 ermittelten Wertes von PKraftstoff aus einer Tabelle von Werten,
welche in einem Speicher gespeichert ist, erhalten werden. Zu Beispiels zwecken
ist TSchwelle ein vorgegebener Wert, der
etwa gleich 30°C
ist und vom Speicher in Schritt 210 abgefragt wird.
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In
Schritt 212 ermittelt das Voranlassabgabemodul 114 die
Parameter zum Betreiben von ausgewählten Kraftstoffinjektoren
vor Anlassen des Motors 18. Speziell ermittelt das Voranlassabgabemodul
in Schritt 212 eine gewünschte
Kraftstoffmenge (mKraftstoff) zum Liefern
an den Motor 18. Das Voranlassabgabemodul 114 bestimmt
auch eine ausgewählte
Anzahl (N) von Kraftstoffinjektoren 82 und entsprechende
Pulsbreiten (pwN von pulse widths) für jeden
der N Kraftstoffinjektoren 82, um die gewünschte Kraftstoffmenge
(mKraftstoff) zu liefern. Die gewünschte Kraftstoffmenge
(mKraftstoff) kann sich generell auf eine Kraftstoffmenge
beziehen, die vor dem Anlassen des Motors 18 abgegeben
werden kann, um eine gewünschte
Reduktion in dem Druck des Kraftstoffs, der den Kraftstoffinjektoren 82 geliefert
wird (zum Beispiel PKraftstoff) zu erreichen.
Die gewünschte
Kraftstoffmenge (mKraftstoff) kann sich
auch auf eine Kraftstoffmenge beziehen, welche vor dem Anlassen
des Motors 18 abgegeben wird, ohne signifikant das Startverhalten
des Motors 18 zu vermindern.
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Die
gewünschte
Kraftstoffmenge (mKraftstoff), die ausgewählte Anzahl
(N) der Kraftstoffinjektoren 82 und die Pulsbreite (pwN) können
vorgegebene Werte sein, die im Speicher zum Abfragen durch das Voranlassabgabemodul 114 in
Schritt 212 gespeichert sind. Die Werte von mKraftstoff,
N und pwN können basierend auf Motorentwicklungstesten
vorgegeben sein. Zum Beispiel kann die Anzahl und Auswahl der Kraftstoffinjektoren
(zum Beispiel N) und die Kraftstoffmenge, welche vor dem Anlassen
des Motors (zum Beispiel mKraftstoff) geliefert
wird, während
Motorstarttesten variiert werden und die resultierende Reduktion
in dem Druck des Kraftstoffs, der an die Kraftstoffinjektoren geliefert
wird, und das Motorstartverhalten gemessen und evaluiert werden.
Alternativ können
mKraftstoff, N und pwN unter
Ver wendung einer einfachen Kalkulation basierend auf dem in Schritt 204 ermittelten
geschätzten
Druck (PKraftstoff), der in Schritt 206 bestimmten
geschätzten
Motortemperatur (TMotor) und der Spannung,
die durch das elektrische System 22 den Kraftstoffinjektoren
geliefert wird, bestimmt werden.
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Es
kann auch gewünscht
sein, die N Kraftstoffinjektoren 82 zu bestimmen, indem
ermittelt wird, welche Kraftstoffinjektoren den Zylindern zugeordnet sind,
die geschlossene Einlassventile zu dem Zeitpunkt haben, an dem die
Steuerung zu Schritt 212 gelangt. Dementsprechend können die
N Kraftstoffinjektoren 82 basierend auf Stellungen der
Einlassventile 42 bestimmt werden. Speziell kann das Voranlassabgabemodul 114 basierend
auf dem CPS-Signal, welches durch den Kurbelwellenstellungssensor 50 erzeugt
wird, die N Kraftstoffinjektoren 82 bestimmen, welche den
Zylindern 32 mit geschlossenen Einlassventilen 42 zugeordnet
sind.
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Das
Voranlassabgabemodul 114 kann das CPS-Signal verwenden,
welches zum Zeitpunkt, an dem die Steuerung zu Schritt 212 während des
gegenwärtigen
Schlüsselzyklus
gelangt, erzeugt wird. Alternativ kann das Voranlassabgabemodul 114 ein zeitliches
festgelegtes Segment des CPS-Signals verwenden,
welches im Speicher gespeichert ist und mit dem Zeitpunkt korrespondiert,
an dem der Motor 18 bei dem letzten Schlüsselzyklus
stoppte. Die Stellungen der Einlassventile 42 können auch
basierend auf der Stellung der Nockenwellen 56 ermittelt
werden.
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Zu
Beispielszwecken ermittelt das Voranlassabgabemodul 114 in
Schritt 212 die N Kraftstoffinjektoren 82 als
zu den Zylindern 32 zugehörig, welche Einlassventile 42 haben,
die geschlossen sind. Speziell ermittelt das Voranlassabgabemodul 114 die N
Kraftstoffinjektoren 82 durch Evaluieren des zeitlich festgelegten
Segments des CPS-Signals, das im Speicher wäh rend des letzten Schlüsselzyklus
gespeichert wurde. Die entsprechenden Pulsbreiten (pwN)
für jeden
der N Kraftstoffinjektoren 82 sind jeweils vorgegebene
Werte, etwa gleich 4 Millisekunden. Demnach fragt in Schritt 212 das
Voranlassabgabemodul 114 die Pulsbreiten (pwN)
vom Speicher ab. Das Voranlassabgabemodul erzeugt CS4, um die N
Kraftstoffinjektoren 82 und die entsprechenden Pulsbreiten
(pwN) anzuzeigen.
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In
Schritt 214 erzeugt das zeitgesteuerte Befehlsmodul 106 das
zeitlich festgelegte Druckbefehlssignal (PBefehl),
um den Betrieb der Kraftstoffpumpe 78 während des Voranlassvorgangs
der N Kraftstoffinjektoren 82 zu unterbinden. Das zeitgesteuerte Befehlsmodul 106 kann
PBefehl basierend auf den Steuersignalen
CS3 und CS4, die durch das Voranlassabgabemodul 114 erzeugt
werden, erzeugen.
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In
Schritt 216 erzeugt das zeitgesteuerte Befehlsmodul 106 ein
zeitlich festgelegtes Kraftstoffsystemsteuerbefehlssignal (KRAFTSTOFF),
um selektiv die Kraftstoffinjektoren 82 basierend auf dem
Kraftstoffsteuersignal (CS4) zu pulsen, welches durch das Voranlassabgabemodul 114 in
Schritt 212 erzeugt wird. Das zeitgesteuerte Befehlsmodul 106 erzeugt speziell
das KRAFTSTOFF-Signal, um die N Kraftstoffinjektoren 82 gemäß der entsprechenden
Pulsbreiten (pwN) zu pulsen, um die gewünschte Kraftstoffmenge
(mKraftstoff) an den Motor 18 vor
dem Anlassen des Motors zu liefern. Das KRAFTSTOFF-Signal kann die
Kraftstoffinjektoren 82 simultan, sequentiell oder in einer
zufälligen
Art und Weise pulsieren. Wie hierin diskutiert ist, erzeugt das
zeitgesteuerte Befehlsmodul das KRAFTSTOFF-Signal in Schritt 216, um die
Kraftstoffinjektoren 82 simultan zu pulsen.
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Die
Steuerung unter dem Motorsteuerverfahren 200 endet in Schritt 216 und
die Steuerung wird auf andere regulär vorgesehene Motorsteuerverfahren
(beispielsweise Motoranlassen) übertragen,
die innerhalb des Spei chers des ECM 24 gespeichert sind.
In der vorstehenden Art und Weise kann das Motorsteuerverfahren 200 verwendet
werden, um den dynamischen Flussbereich der Kraftstoffinjektoren 82 zu
erweitern. Durch Verhindern des Betriebs der Kraftstoffpumpe 78 und
Pulsen der ausgewählten Anzahl
(N) der Kraftstoffinjektoren 82 vor Einschalten des Starters 62 verwendet
das Motorsteuerverfahren 200 die erhöhte Spannung, welche vor dem
Anlassen des Motors 18 verfügbar ist, um die Kraftstoffinjektoren 82 mit
gehobenen Kraftstoffleitungsdrücken
zu betreiben. Betreiben der Kraftstoffinjektoren 82 vor Anlassen
des Motors 18 reduziert wiederum den Druck des Kraftstoffs
in den Kraftstoffleitungen 82 und erlaubt den Kraftstoffinjektoren 82 während einem
anschließenden
Anlassen und Starten des Motors 18 einwandfrei zu funktionieren.
Abhängig
von der Kraftstoffmenge, welche vor dem Anlassen des Motors 18 geliefert
wird, können
ein oder mehrere der normalerweise vorgesehenen Pulse der Kraftstoffinjektoren 82 während einem
anschließenden
Anlassen unterbunden werden, um ein Überfüllen des Motors 18 mit
Kraftstoff zu verhindern.
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Bezug
nehmend auf 6 ist ein anderes Motorsteuerverfahren 230 gemäß den Prinzipien
der vorliegenden Offenbarung angegeben. Angesichts der erheblichen Ähnlichkeit
zwischen Motorsteuerverfahren 200 und Motorsteuerverfahren 230 werden gleiche
Bezugszeichen nachfolgend und in den Figuren verwendet, um gleiche
Schritte zu kennzeichnen. Neue Bezugszeichen werden eingeführt, um
Schritte die neu sind oder modifiziert wurden, zu kennzeichnen.
Der Kürze
halber werden die Schritte, die neu sind oder modifiziert wurden,
im Detail beschrieben.
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Das
Motorsteuerverfahren 230 weist Schritt 202 bis 216 des
Motorsteuerverfahrens 200 zusammen mit zusätzlichen
Schritten 232 und 234 auf. Das Motorsteuerverfahren 230 beginnt
in Schritt 202 und verläuft
bis Schritt 216 wie zuvor beschrieben. Von Schritt 216 fährt die
Steuerung mit Schritt 232 fort.
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In
Schritt 232 ermittelt das abgegebene Volumenbestimmungsmodul 116 den
durchschnittlichen Kraftstoffdruck (PDurchschnitt,N),
mit dem die N Kraftstoffinjektoren 82, die in Schritt 216 gepulst
werden, versorgt werden. Das abgegebene Volumenbestimmungsmodul 116 kann
PDurchschnitt,N basierend auf PEinspeisung und
dem KRAFTSTOFF-Signal bestimmen. Zum Beispiel kann in Schritt 232 das
abgegebene Volumenbestimmungsmodul 116 PDurchschnitt,N für jeden der
N Kraftstoffinjektoren 82 unter Verwendung der Werte von
PEinspeisung, die während des Betriebs der Kraftstoffinjektoren 82 in
Schritt 216 erzeugt werden, bestimmen.
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Da
das KRAFTSTOFF-Signal, welches in Schritt 216 erzeugt wird,
die Kraftstoffinjektoren 82 simultan pulst, kann der Wert
von PDurchschnitt,N für jeden der N Kraftstoffinjektoren 82,
welcher in Schritt 232 ermittelt wird, gleich sein. In
alternativen Implementierungen der vorliegenden Offenbarung, in
welchen die Kraftstoffinjektoren nicht simultan gepulst werden,
kann PDurchschnitt,N für jede der N Kraftstoffinjektoren 82 variieren.
Der durchschnittliche Kraftstoffdruck (PDurchschnitt,N)
kann wegen inkrementellen Reduktionen im Kraftstoffdruck variieren,
die aus sequentiellem oder zufälligem
Pulsen der N Kraftstoffinjektoren 82 resultieren können.
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In
Schritt 234 bestimmt das abgegebene Volumenbestimmungsmodul 116 eine
aktuelle Kraftstoffgesamtmenge (maktuell),
die durch die N Kraftstoffinjektoren 82, die in Schritt 216 gepulst
werden, abgegeben wird. Das abgegebene Volumenbestimmungsmodul 116 kann
maktuell basierend auf den Werten, die für PDurchschnitt,N in Schritt 232 ermittelt
wurden, bestimmen. Zum Beispiel kann maktuell durch
Verwenden der folgenden Formel berechnet werden: maktuell = ΣpwN × CN, wobei CN die Kraftstoffflusskapazität (beispielsweise
Pfund/Stunde) für
jeden der N Kraftstoffinjektoren 82 bei PDurchschnitt,N repräsentiert.
Es wird anerkannt werden, dass der Wert von maktuell, welcher
in Schritt 234 bestimmt wurde, im Allgemeinen gleich der
gewünschten
Kraftstoffmenge (mKraftstoff) sein wird,
die in Schritt 212 ermittelt wird. Der Wert von maktuell, der in Schritt 234 bestimmt
wird, kann in dem Speicher (beispielsweise nichtflüchtiger Speicher)
gespeichert sein und von anderen Motorsteuerverfahren zum Anlassen
und Starten des Motors 18 verwendet werden. Als ein Beispiel
kann der Wert von mKraftstoff verwendet
werden, um die während einem
nachfolgendem Anlassen, Starten und Betrieb des Motors 18 zu
liefernde gewünschte
Kraftstoffmenge (beispielsweise mgewünscht)
zu ermitteln, um ein Überfüllen des
Motors 18 mit Kraftstoff zu vermeiden.
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Die
Steuerung unter dem Motorsteuerverfahren 230 endet in Schritt 234 und
die Steuerung wird auf andere regulär vorgesehene Motorsteuerverfahren
(beispielsweise Motoranlassen), die innerhalb des Speichers ECM 24 gespeichert
sind, übertragen.
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In
der vorstehenden Art und Weise kann das Motorsteuerverfahren 230 verwendet
werden, um den dynamischen Flussbereich der Kraftstoffinjektoren 82 zu
erweitern und Voranlasskraftstoffbefüllungsinformationen zu liefern,
welche von anderen vorgesehenen Motorsteuerverfahren verwendet werden
können,
um den Kraftstoff, der vor Anlassen des Motors an den Motor geliefert
wurde, auszugleichen.